驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法
【專利說明】驅(qū)動(dòng)裝置
[0001]本發(fā)明涉及一種用于工作機(jī)械的車輪的、具有電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，所述電動(dòng)機(jī)具有可轉(zhuǎn)動(dòng)地容納于定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子，并且所述轉(zhuǎn)子被支撐在布置在端側(cè)處的支承板上，并且在支承板之間設(shè)置有用于容納線圈頭端的線圈頭端空間，其中，用于冷卻定子和轉(zhuǎn)子的冷卻裝置包括穿過線圈頭端空間的至少一條冷卻劑路徑，能夠通過有利地設(shè)置在周側(cè)處的冷卻劑入口從周側(cè)向該冷卻劑路徑提供冷卻劑。
[0002]通常，通過貫穿通風(fēng)使一些結(jié)構(gòu)類型的電動(dòng)機(jī)冷卻。對(duì)此，既可以通過位于電動(dòng)機(jī)軸上的葉輪實(shí)現(xiàn)自通風(fēng)，也可以通過獨(dú)立驅(qū)動(dòng)并獨(dú)立供電的風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)外部通風(fēng)?？梢酝ㄟ^設(shè)計(jì)電力機(jī)械以及相關(guān)聯(lián)的被驅(qū)動(dòng)部件(例如車輪驅(qū)動(dòng)部件)來對(duì)通過用于冷卻的冷卻劑流進(jìn)行冷卻進(jìn)行多變地配置。在此，通常使用空氣或空氣流作為冷卻劑，但是原則上也可以考慮其他的冷卻氣體或冷卻流體。
[0003]在用于工作機(jī)械(例如建筑機(jī)械和/或諸如卡車、自卸卡車或采礦設(shè)備形式的采礦機(jī)械)的車輪驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的情況中，根據(jù)設(shè)計(jì)以兩種不同的方式來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)輪的電動(dòng)機(jī)的貫穿通風(fēng)。
[0004]在一方面，已提出將冷空氣流導(dǎo)入所謂的自卸卡車后輪驅(qū)動(dòng)裝置的軸箱中，其中，該冷空氣流沿定子和/或外殼流到電動(dòng)機(jī)的輪側(cè)。空氣通過輪側(cè)支承板中的開口進(jìn)入電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部，并在處于定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)的通孔和在定子與轉(zhuǎn)子之間的空隙之間分流，并流到遠(yuǎn)離車輪的一側(cè)。在那里被加熱的空氣流動(dòng)通過電動(dòng)機(jī)的遠(yuǎn)離車輪的支承板中的開口。
[0005]該方案中與用于例如自卸卡車之類的建筑機(jī)械或采礦機(jī)械的驅(qū)動(dòng)裝置有關(guān)的主要問題是輪側(cè)處的支承板的開放式設(shè)計(jì)。車輪驅(qū)動(dòng)裝置的傳動(dòng)裝置(典型地通過機(jī)油來對(duì)其進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻)通常安裝在電動(dòng)機(jī)輪側(cè)端面的后面。然而，如果在油路中或者驅(qū)動(dòng)軸密封件處出現(xiàn)泄露，那么電動(dòng)機(jī)就會(huì)被傳動(dòng)油污染。油滴及其它污染物被通過傳動(dòng)側(cè)的支承板進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的冷卻劑流攜帶進(jìn)到電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部空間中。所發(fā)生的電動(dòng)機(jī)污染使電動(dòng)機(jī)處于通常無(wú)法修復(fù)的狀態(tài)，在該狀態(tài)下，油路中的小損傷都能夠?qū)е码娏︱?qū)動(dòng)組件的完全故障。
[0006]另一方面，已知電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，參見例如DE10317593 Al，其中，從外周側(cè)以幾乎在中心的方式(即，在電動(dòng)機(jī)外殼的中心處)將冷空氣供給到電動(dòng)機(jī)，并且在冷空氣在電力機(jī)械內(nèi)部在端側(cè)的兩端處轉(zhuǎn)向之后將其再次排至支承板上。盡管以此方式能夠保護(hù)電動(dòng)機(jī)不受機(jī)油及其它污染物的侵入，但是其仍然需要用于進(jìn)行空氣分流的外殼。然而，這樣就增大了電動(dòng)機(jī)的外徑和重量，使得由于空間的原因，至少無(wú)法將電動(dòng)機(jī)用于小型工作機(jī)械的車輪驅(qū)動(dòng)，并且非簧載質(zhì)量明顯增大，使得電動(dòng)機(jī)的此類設(shè)計(jì)主要用于非常大的自卸卡車。
[0007]由此出發(fā)，本發(fā)明的目的在于提供一種開篇所述類型的驅(qū)動(dòng)裝置，其避免了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，并且以有利的方式使后者(現(xiàn)有技術(shù)中的驅(qū)動(dòng)裝置)得到改進(jìn)。尤其應(yīng)該在對(duì)于電動(dòng)機(jī)內(nèi)部空間而言沒有污染問題并且具有輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)的空間緊湊設(shè)計(jì)的情況下實(shí)現(xiàn)充分冷卻，從而使得也能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)裝置用于小型自卸卡車以及類似的建筑機(jī)械或采礦機(jī)械的輪驅(qū)動(dòng)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，通過如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)了此目的。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是從屬權(quán)利要求的對(duì)象。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，提出從定子的外周側(cè)冷卻定子及其定子繞組，并且為此利用出于電動(dòng)機(jī)的安裝環(huán)境而存在于電動(dòng)機(jī)或其定子周圍的空間，從而使得冷卻空氣流也能夠在定子的外周側(cè)流動(dòng)。導(dǎo)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部空間中的冷卻劑只能通過一個(gè)支承板再次在電動(dòng)機(jī)端側(cè)處流出，而有利地面向傳動(dòng)裝置的另一個(gè)支承板可以被配置為封閉的。圍繞定子的空間有利地在外周邊由與定子隔開的外殼部件所界定，在所述外殼部件中在周側(cè)冷卻劑形成入口，并且所述冷卻劑入口能夠通過連通開口在內(nèi)周側(cè)與線圈頭端空間連通，所述連通開口設(shè)置在支承板中的定子的端部處。有利地，在電動(dòng)機(jī)的此種實(shí)施例中，冷卻劑能夠有利地經(jīng)過冷卻劑入口從周側(cè)流入所述空間中，在其中分散并且能夠在定子的外周側(cè)流動(dòng)以便使定子冷卻，并且能夠通過連通開口流入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的線圈頭端空間以便使轉(zhuǎn)子和線圈頭端冷卻，并且最終能夠在所述一個(gè)支承板中的冷卻劑出口處排出。
[0010]通過這樣的貫穿通風(fēng)能夠避免電動(dòng)機(jī)內(nèi)部空間的端側(cè)的機(jī)油污染，同時(shí)還能夠達(dá)到尤其是在定子處的充分冷卻，其中，通過對(duì)電動(dòng)機(jī)對(duì)于安裝環(huán)境本身已存在于電動(dòng)機(jī)周圍的空間的利用，能夠盡可能以最佳可行的方式利用或者節(jié)約徑向結(jié)構(gòu)空間，使得驅(qū)動(dòng)裝置整體也適合于輕型自卸卡車中的小型車輪驅(qū)動(dòng)裝置。
[0011]特別地，進(jìn)入一個(gè)線圈頭端空間的冷卻劑能夠流動(dòng)通過轉(zhuǎn)子中的通孔或者通道和/或通過在定子和轉(zhuǎn)子之間的空隙，從在封閉的支承板一側(cè)的所述線圈頭端空間流到具有至少一個(gè)冷卻劑出口的線圈頭端空間中。
[0012]在本發(fā)明的進(jìn)一步的有利實(shí)施例中，可以將電動(dòng)機(jī)本身配置為無(wú)外殼，其中，在外周側(cè)上界定所述空間的外殼部件能夠由電動(dòng)機(jī)的安裝環(huán)境的結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成。根據(jù)電動(dòng)機(jī)安裝情況的不同，所述結(jié)構(gòu)部件能夠具有不同的配置，然而，所述結(jié)構(gòu)部件并非主要用于容納電動(dòng)機(jī)，而是滿足不同的功能性主要目的，并且使自身由于該另外的主要目的(例如用于支撐由電動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)的組件的目的)而已經(jīng)存在。
[0013]在將電動(dòng)機(jī)用于例如自卸卡車中的車輪驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)，所述結(jié)構(gòu)部件可以是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輪的輪軸的軸部件，其中，所述電動(dòng)機(jī)容納于電動(dòng)機(jī)的所述軸部件中。若將電動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)履帶式底盤，則所述結(jié)構(gòu)部件也可以是電動(dòng)機(jī)布置在其中的軸部件，在這種情況下，所述軸部件可以與傳動(dòng)小齒輪或者與鏈裝置的鏈齒輪相關(guān)聯(lián)。
[0014]在電動(dòng)機(jī)的所述無(wú)外殼式設(shè)計(jì)中，特別地，定子的外周面能夠以暴露于所述空間的形式進(jìn)行布置并且能夠界定所述空間的內(nèi)部周邊。特別地，定子金屬疊片和/或布置于所述定子金屬疊片處的定子繞組能夠以至少部分地暴露的形式與所述空間相鄰，以便使在電動(dòng)機(jī)的安裝環(huán)境和定子金屬片或定子繞組之間的空間中冷卻空氣能夠直接吹拂定子。
[0015]在本發(fā)明的有利實(shí)施例中，還可以在沒有任何獨(dú)立外殼介入的情況下，通過設(shè)置在定子處的定子端環(huán)和/或通過與之相連的支承板而將電動(dòng)機(jī)直接安裝并且緊固在安裝環(huán)境的結(jié)構(gòu)部件上，尤其是安裝并且緊固在輪軸外殼上。在本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例中，布置于電動(dòng)機(jī)的定子處的端側(cè)處的所述定子端環(huán)能夠與具有定子繞組的定子金屬疊片形成整體，并且能夠具有緊固點(diǎn)，憑借該緊固點(diǎn)能夠?qū)㈦妱?dòng)機(jī)緊固到所述結(jié)構(gòu)部件。例如，所述定子端環(huán)能夠橫向于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸在定子金屬片之外突出一小部分，并且能夠在突出的凸緣部分處具有例如以軸向通孔形式的所述緊固點(diǎn)，其允許在被驅(qū)動(dòng)的車輪處或與之相連的輪軸向部件處的軸向螺旋緊固。
[0016]為了提高通過所述空間流向定子的空氣流的冷卻效果，在本發(fā)明的進(jìn)一步有利的改進(jìn)方案中，定子可以在外周側(cè)具有突出到所述空間內(nèi)的冷卻肋。例如，可以通過定子金屬疊片中的開孔或者銑出的部分而形成所述冷卻肋。在本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述連通開口(所述空間通過該連通開口與電動(dòng)機(jī)內(nèi)部空間或者線圈頭端空間連通)可以在定子的不同側(cè)具有不同的表面，或者配置具有不同的大小，其中使在封閉的支承板一側(cè)的至少一個(gè)連通開口有利地形成為比在另一支承板一側(cè)的至少一個(gè)連通開口更大。當(dāng)在定子的每側(cè)都設(shè)置有多個(gè)連通開口時(shí)，設(shè)置在定子一側(cè)的、尤其是在封閉的支承板一側(cè)的所有連通開口在整體上能夠具有比設(shè)置在另一支承板處的、定子另一側(cè)的其他連通開口更大的表面(以整體觀察)。
[0017]在此，特別地，可以將所述連通開口配置為穿過定子或者定子金屬片，以便使得電動(dòng)機(jī)內(nèi)部空間或者線圈頭端空間橫向于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸地與布置在外部的空間連通。
[0018]在此，特別地，對(duì)所述連通開口的大小進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得在封閉的支承板一側(cè)流入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部空間的冷卻劑比在設(shè)置有冷卻劑出口的另一支承板一側(cè)所流入的冷卻劑多。在此，特別地，能夠?qū)ν椎拇笮∵M(jìn)行設(shè)計(jì)，使得在封閉的支承板一側(cè)流入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部空間或線圈頭端空間的冷卻劑為在具有冷卻劑出口的支承板一側(cè)所流入的冷卻劑的兩倍。
[0019]為了使電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子充分冷卻，所述轉(zhuǎn)子能夠具有冷卻劑通道或者冷卻劑通孔，冷卻劑能夠穿過所述通道或通孔從封閉的支承板一側(cè)流到具有冷卻劑排出口的支承板。
[0020]通過所述冷卻劑入口所進(jìn)行的冷卻劑供給通常能夠發(fā)生在所述空間的不同位置點(diǎn)，其中冷卻劑入口能夠有利地布置在周側(cè)，以便能夠從周側(cè)將冷卻劑導(dǎo)入圍繞定子的冷卻空間中。在此，能夠?qū)⑺隼鋮s劑入口設(shè)置在中間的空間部分中與所述空間的軸向端部隔開的。在此，可以將冷卻劑入口的精確居中布置設(shè)置為在軸向空間長(zhǎng)度的50%處。在本發(fā)明的替代的有利實(shí)施例中，可以將冷卻劑入口從所述中心向著具有冷卻劑排出口的支承板移動(dòng)一些，例如將其布置在空間(從具有冷卻劑出口的支承板開始的空間開始)的軸向長(zhǎng)度的大約三分之一處。
[0021 ]有利地，將所述冷卻劑入口布置在所述結(jié)構(gòu)部件的上側(cè)。
[0022]冷卻劑流動(dòng)穿過并且圍繞定子的空間能夠具有不同的設(shè)計(jì)，例如其能夠只圍繞定子的一部分或者只沿著定子的一個(gè)扇形區(qū)域延伸。在本發(fā)明的進(jìn)一步的有利改進(jìn)方案中，所述空間能夠形成在所有側(cè)都圍繞定子的環(huán)形空間。
[0023]電動(dòng)機(jī)能夠連接到工作機(jī)械被驅(qū)動(dòng)的車輪以及傳動(dòng)裝置的中間連接部分，以便以所期望的方式或所期望的加速比/減速比將電動(dòng)機(jī)軸的速度轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)輪的速度。在此，傳動(dòng)裝置有利地位于形成為封閉的支承板的一側(cè)。
[0024]在下文中參照優(yōu)選實(shí)施例和附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。在附圖中示出:
[0025]圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例的、通過用于自卸卡車的車輪的驅(qū)動(dòng)裝置的縱剖面圖，其中，分別以剖面示出了電動(dòng)機(jī)和圍繞所述電動(dòng)機(jī)的、車輪驅(qū)動(dòng)裝置的軸箱形式的結(jié)構(gòu)部件。
[0026]如圖1所示，由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的車輪可以是機(jī)動(dòng)式工作機(jī)械的底盤車輪，例如后輪或前輪，尤其是自卸卡車車輪I，該車輪可以包括與輪輞3適合的輪胎2。在此，如圖1所示，能夠驅(qū)動(dòng)單個(gè)車輪，或者也能夠由共同的電動(dòng)機(jī)5驅(qū)動(dòng)處于公共軸上的兩個(gè)車輪，例如雙輪配置的形式的兩個(gè)車輪。
[0027]在此，能夠有利地將驅(qū)動(dòng)輪I被支撐在輪軸24上，所述輪軸24能夠包括拉長(zhǎng)的、空心的(例如近似為空心圓柱的)軸外殼4，其中，能夠以本身已知的方式將所述軸外殼4以彈性和/或可換向的方式懸掛于車輛或工作機(jī)械的底盤上。尤其是，如會(huì)更詳細(xì)闡釋的，所述軸外殼4能夠