具有用于转子的多功能盘状元件的电机的制作方法

1.本发明涉及用于机动车辆传动系、特别是机动车辆的混合式驱动器(混合动力驱动器)的电机，所述机动车辆比如是轿车、卡车、公共汽车或其他商用车辆。


背景技术：

2.公知的混合动力驱动器具有相对强大的电机，其效率还有待进一步提高。特别地，需要可靠地检测转子的位置或速度。此外，转子应尽可能稳定地固定在转子组件中。在任何操作状态下，还应保证电机的各个部件的可靠的冷却。


技术实现要素：

3.因此，本发明的目的是提供一种用于高性能应用的高效且可靠地运行的电机。
4.根据本发明，这通过权利要求1的主题实现。因此，实现了一种用于机动车辆传动系的电机，该电机设置有定子、安装成相对于定子旋转的转子、以及接收转子用于共同旋转的传动轴。在驱动轴的轴向方向上，紧邻转子布置有盘状元件，该盘状元件由金属片材制成并且也连接至传动轴以用于共同旋转，其中，盘状元件具有可以由涡流传感器检测的发送器轮廓和用于使冷却剂流向定子偏转的冷却剂导引轮廓，并且盘状元件利用轴向预应力被按压抵靠在转子的端面上。
5.通过设置这种盘状元件，可以利用单个部件同时实现若干功能。结果是特别强大的电机。
6.其他的有利实施方式通过从属权利要求来要求保护并且在下面更详细地说明。
7.如果发送器轮廓具有至少一个窗、优选地具有在周向方向上以分布的方式布置的若干个窗，则发送器轮廓设置有特别容易制造和检测的几何形状。此外，涡流传感器优选地布置成相对于发送器轮廓在轴向方向上偏移一定的间隙。
8.关于冷却剂导引轮廓，如果其在第一区段中通过盘状元件的面向转子的一侧(轴向侧)上的凹部/空置空间形成，也是有利的。这显著降低了制造冷却剂导引轮廓的成本。
9.如果冷却剂导引轮廓在第二区段中通过至少一个轴向通孔、优选地通过在周向方向上分布的多个通孔形成，则冷却剂在冷却剂导引轮廓的径向外侧上被可靠地导引远离转子。结果是转子的尽可能低的流体阻力。
10.如已经提到的，特别有利的是，第二区段在第一区段的紧外侧沿径向方向设置成与第一区段相邻。
11.定子适当地布置有至少一个绕组，所述至少一个绕组位于冷却剂导引轮廓的出口的径向外侧并且/或者在轴向方向上布置在与冷却剂导引轮廓的出口的高度相同的高度处。
12.此外，如果盘状元件的轴向搁置在转子上的至少一个接触表面由通过凸起或拉深实现的变形部/升高部形成，则是有利的。因此，盘状元件的轮廓以特别简单的方式产生。
13.如果第一接触表面从外侧径向界定冷却剂导引轮廓，则第一接触表面用于将冷却
剂导引远离转子。
14.当在盘状元件的拆卸初始状态(未组装状态)下观察时，第二接触表面也实现为锥形延伸/形状。第一接触表面也优选地以这种锥形延伸/形状实现，并且布置在第二接触表面的径向外侧。
15.因此，如果盘状元件借助于支承在驱动轴上的紧固装置、优选地螺母在弹性预应力下被按压抵靠在转子上，则是特别有利的。弹性特性特别地通过第二接触表面的锥形延伸来实现。因为盘状元件由金属片材制成，所以盘状元件也被用作预应力弹簧。
16.此外，在转子的轴向远离盘状元件的一侧上使用形成流体导引元件的另一盘状元件是有利的。流体导引元件以与盘状元件类似的方式实现，优选地，除了发送器轮廓之外，以与盘状元件相同的方式实现。流体导引元件优选地具有通过拉深技术实现的两个接触表面(第一接触表面和第二接触表面)。第一接触表面和/或第二接触面优选地也具有锥形形状。流体导引元件还具有由第二区段和第一区段组成的冷却剂导引轮廓。
17.然后，冷却剂导引轮廓的相应的第一区段优选地连接至转子径向内侧上的冷却剂入口/冷却剂供给部。该冷却剂供给部优选地至少部分地引入到驱动轴中。
18.此外，如果转子由叠层转子铁芯组成或具有叠层转子铁芯，这是有利的，因为根据本发明的盘状元件被特别有效地用于将形成叠层转子铁芯的若干金属片材部段彼此压紧。
19.换言之，根据本发明实现了用于电动机器(电机)的转子的多功能金属片材。电机的转子的多功能片材具有用于集成三种不同功能的结构，所述三种不同功能即涡流传感器的信号发送器(发送器轮廓)的功能、操作期间防止外径分层的功能、以及向电机的定子供应流体以实现冷却的功能。
附图说明
20.在下文中，现在参照附图对本发明进行详细说明。
21.在附图中：
22.图1示出了根据本发明的、根据优选示例性实施方式的部分图示的电机的纵向截面图，其中，接触电机的转子的盘状元件清晰可见,
23.图2示出了根据图1的盘状元件的在操作期间抵靠转子搁置的一侧，
24.图3示出了盘状元件的背向转子的一侧，
25.图4示出了盘状元件的纵向截面图，
26.图5示出了同样在图1中使用的流体导引元件的纵向截面图，
27.图6示出了根据图5的流体导引元件的在操作期间背向转子的一侧，以及
28.图7示出了根据图5的流体导引元件的在操作期间抵靠转子搁置的一侧。
29.附图在本质上仅是示意性的并且仅用于理解本发明。相同的元件设置有相同的附图标记。
具体实施方式
30.在图1中可以特别清楚地看到根据本发明的电机1的基本结构。电机1在其优选操作状态下用于机动车辆传动系的混合动力变速器中，为了清楚起见，这里未示出混合动力变速器。电机1以典型的方式用于支持驱动混合动力车辆。根据其他实施方式，电机1还可以
在纯电动驱动的机动车辆中使用。
31.电机1具有固定至壳体的定子2。设计为内转子的转子3以可旋转的方式径向安装在定子2内侧。转子3附接在驱动轴4上以用于共同旋转。转子3从外部轴向地安置到驱动轴4上，并借助于齿20(锯齿)连接，齿在图1中仅就其位置被指示。在操作期间，驱动轴4还联接或可以联接至混合动力变速器的变速器轴。
32.为了使转子3相对于驱动轴4轴向固定，在转子3的第一轴向侧上布置有根据本发明设计的盘状元件5。盘状元件5实现了若干功能。盘状元件5被制造为冲压部件。一方面，盘状元件5被设计为用于传感器装置21的发送器轮。因此，盘状元件5具有发送器轮廓6，该发送器轮廓6与传感器装置21操作性地连接，传感器装置还具有涡流传感器，为了清楚起见，此处未示出涡流传感器。如在图2和图3中可以容易观察到的，发送器轮廓6由在周向方向上均匀分布的若干窗9实现(图1中的窗仅关于其径向位置被指示)。发送器轮廓6被设计并在操作期间与传感器装置21相互作用成使得可以检测转子3的角度位置/旋转位置并且更优选地可以检测该转子的速度。
33.作为又一功能，盘状元件5原则上设计成使得该盘状元件利用轴向预应力压靠转子3。盘状元件5完全实现为弹簧元件/弹簧垫圈。为此目的，盘状元件5具有锥形形状。盘状元件5上存在两个接触表面15、16，两个接触表面沿驱动轴4的轴向方向在转子3的端面8上(第一轴向侧)支承抵靠该转子。第一接触表面15为环形形状，并且在周向方向上围绕驱动轴4连续延伸。第二接触表面16形成在第一接触表面15的径向内侧，并且被再分成沿周向方向分布的多个表面部段25。
34.由于盘状元件5的锥形延伸，第二接触表面16在未安装状态下相对于垂直于驱动轴4定向的比较平面呈锥形倾斜。形成在第二接触表面16的径向外侧的第一接触表面15也呈锥形倾斜。在图4中也可以清楚地观察到这些锥形接触表面15、16。在组装期间，根据图1，第二接触表面16经由除用于第一接触表面15的路径的另一路径朝向转子3移动。这产生盘状元件5的弹性预应力和直接作用在转子3上的预应力的施加。实现为螺母的紧固装置18将盘状元件5按压成第二接触表面16处于与第一接触表面15的轴向高度相同的轴向高度处，使得转子3在轴向方向上受到预应力。紧固装置18在盘状元件5的背向转子3的一侧上直接紧固在驱动轴4上，也就是拧紧在驱动轴4上。为了紧固装置18在盘状元件5上的平面接触，盘状元件设置有平坦的接触表面，也就是(借助于车削)设置成垂直于驱动轴4延伸。
35.此外，盘状元件5实现了冷却剂管线的功能。为此目的，盘状元件5具有用于在操作期间使冷却剂流偏转/转移的冷却剂导引轮廓7。冷却剂导引轮廓7的第一区段10a在径向方向上延伸，并且由转子3与盘状元件5之间的轴向凹部11(也称为空置空间)形成。如图2中可以观察到的，在表示表面部段25的两个凸起的变形部17之间沿周向方向存在冷却剂导引轮廓7的通道，这允许冷却剂沿径向方向流过通道。第一区段10a连接至供给部22。第一区段10a特别地经由形成在转子3与驱动轴4之间的轴向延伸凹槽/凹部23联接至供给部22。在第一区段10a的径向外侧上，冷却剂导引轮廓7直接合并到第二区段10b中。第二区段10b由沿周向方向分布的多个通孔12实现。第二区段10b由第一接触表面15从径向方向上的外侧直接界定。因此，在操作期间冷却剂通过相应的通孔12轴向流动远离转子3。冷却剂在冷却剂导引轮廓7的在轴向方向上朝向环境的出口14处离开，使得在操作期间冷却剂在离心力的影响下沿径向方向被输送至定子2的各个绕组13。
36.在转子3的第二轴向侧上，即，在背向盘状元件5的轴向侧上布置有流动导引元件19。结合图5至图7可以详细地观察到流体导引元件19，并且该流体导引元件形成又一(第二)盘状元件。流体导引元件19在轴向方向上夹持在驱动轴4的径向肩部24与转子3之间。夹持借助于紧固装置18以典型的方式进行，该紧固装置将盘状元件5、转子3和流体导引元件19的组件按压抵靠在肩部24上。除非下面另有描述，否则流体导引元件19的结构与盘状元件5的结构相同。
37.因此，流体导引元件19也具有冷却剂导引轮廓27，如图6和图7可以观察到的。流体导引元件19的冷却剂导引轮廓27设置有第一区段10a，该第一区段又连接至供给部22。呈通孔12形式的第二区段10b连接至第一区段10a，以将冷却剂转移至定子2的绕组13。
38.在本实施方式中，借助于拉深和冲压实现了类似于盘状元件5的接触表面15、16形成的两个接触表面26a、26b。由变形部17形成的第一接触表面26a通过拉深实现，而由变形部17形成的第二接触表面26b通过冲压实现。流体导引元件19的宽度小于盘状元件5的宽度。此外，如从图5可以观察到的，流体导引元件19具有锥形延伸部。因此，在未组装的状态下，流体导引元件19的第二接触表面26b也相对于垂直于驱动轴4延伸的比较平面以锥形方式定位。当流体导引元件19的接触表面26a、26b按压抵靠在转子3上时，流体导引元件19用作预应力元件，并且相应地向转子3施加又一预应力。然而，与盘状元件5相比，发送器轮廓6优选地被省略。
39.换言之，根据本发明的解决方案包括单个圆形金属片材部件(盘状元件5)的特殊设计。片材5基本上包含用于信号发送器6的冲压窗9、凸起部17和用于油管线的开口12，并且所述片材用作用于将转子片材轴向保持在一起的轴向弹簧。更详细地观察，片材金属部件5如电机1的转子3那样位于同一轴4上。扭矩通过轴4中的凹槽和片材金属部件5中的对应的凸耳借助于形状配合来传递。螺母18将片材金属部件5与转子3夹持。因此，金属片材5以与转子3的速度相同的速度旋转。信号功能通过片材金属部件5中的若干冲压窗9实现。为了不对信号质量产生负面影响，信号发生器6与转子3之间需要一定的距离。为了可以保持距离，片材5在内侧和外侧凸起。凸起部17还有助于油的分布。油流动通过轴4并通过围绕圆周均匀分布的四个孔到达转子3。油通过转子23中的凹槽被向右和向左引导至金属片材5、19。片材5中的凸起部17在转子3与片材5之间局部形成空腔。离心力通过该空腔将油径向向外导引。油在外径处聚集，并通过若干冲压的孔12流出金属片材5。离心力确保了油飞溅到定子2的绕组13上。从孔12的流出确保了油以距电机1的气隙至少一个金属片材厚度的距离击中绕组13。这防止过多的油进入定子2与转子3之间的气隙。在转子3的右手侧上也需要金属片材19。这具有与上述相同的油导引功能。不同之处在于，在该片材19的情况下，由于片材厚度更薄，距气隙的距离更小。因此，片材19在外径上被拉深。油从用于平衡孔的开口12流出。这里不需要额外的用于油流动的孔，因为没有传感器阻挡油流动。信号发送器功能不适用于该片材19，因为转子位置已经由另一片材5确定。第三功能是将转子叠片在外径处轴向保持在一起。在冲压和凸起之后，两个片材5、19都容易以锥形方式设定/定形。直立的金属片材5通过螺母18被平坦地按压抵靠在转子3上。片材5表现为像弹簧一样。这确保了力始终在外径处作用在转子3上。脱层不再是可能的。在金属片材5、19上的附加车削操作确保了螺母的平坦的接触表面。
40.附图标记列表
41.1电机 2定子 3转子 4驱动轴 5盘状元件 6发送器轮廓 7冷却剂导引轮廓 8端面 9窗 10a第一区段 10b第二区段 11凹部 12通孔 13绕组 14出口 15第一接触表面 16第二接触表面 17变形部 18紧固装置 19流体导引元件 20齿 21传感器装置 22供给部 23凹部 24肩部 25表面部段 26a流体导引元件的第一接触表面 26b流体导引元件的第二接触表面 27流体导引元件的冷却剂导引轮廓。