用于輪轂驅(qū)動裝置的冷卻元件以及輪轂驅(qū)動裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于兩輪車的驅(qū)動輪(1)的輪轂驅(qū)動裝置(2)的冷卻元件，包括：圓形的罩殼(10)，其具有凹形內(nèi)側(cè)面和用于能轉(zhuǎn)動地支承在輪轂(4)上的開口(11)；第一結(jié)構(gòu)(14)，所述第一結(jié)構(gòu)從凹形內(nèi)側(cè)面凸出，并且在罩殼(10)轉(zhuǎn)動時引起鄰接介質(zhì)的渦流。
【專利說明】用于輪轂驅(qū)動裝置的冷卻元件以及輪轂驅(qū)動裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輪轂驅(qū)動裝置，尤其用在兩輪車的驅(qū)動輪上。

【背景技術(shù)】
[0002]用于驅(qū)動電動兩輪車(即電動踏板車)的輪轂驅(qū)動裝置通常作為用于兩輪車后輪的直接驅(qū)動裝置，并且具有一個固定安裝在后輪輪轂上的內(nèi)定子。該內(nèi)定子配有用于提供定子電場的定子線圈。內(nèi)定子周圍設(shè)有一外轉(zhuǎn)子，該外轉(zhuǎn)子支承在后輪轂上，并且通常具有用于提供勵磁場的永久磁鐵。通過受控定子磁場與勵磁場的相互作用可以產(chǎn)生作用于外轉(zhuǎn)子的扭矩，該扭矩可用于驅(qū)動后輪。外轉(zhuǎn)子在外圓周側(cè)與承載驅(qū)動輪輪胎的輪輞相連。
[0003]定子線圈通電時的電損耗以及渦流損耗會在輪轂驅(qū)動裝置內(nèi)部引起損耗熱，為了避免輪轂驅(qū)動裝置之內(nèi)的部件過熱，必須排出損耗熱。
[0004]本發(fā)明的任務(wù)在于改善輪轂驅(qū)動裝置的散熱。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1所述用于輪轂驅(qū)動裝置的冷卻元件以及通過并列權(quán)利要求所述的輪轂驅(qū)動裝置解決。
[0006]本發(fā)明的其它有利實施方式在從屬權(quán)利中說明。
[0007]按照第一方面所述，設(shè)置一用于兩輪車驅(qū)動輪的輪轂驅(qū)動裝置的冷卻元件，包括:
[0008]-圓形的罩殼，其具有凹形內(nèi)側(cè)面和用于可轉(zhuǎn)動地支承在輪轂上的開口；以及
[0009]-第一結(jié)構(gòu)，所述第一結(jié)構(gòu)從凹形內(nèi)側(cè)面凸出，以便在罩殼轉(zhuǎn)動時引起鄰接介質(zhì)的渦流。
[0010]在輪轂驅(qū)動裝置中通常通過多數(shù)情況下布置在兩側(cè)的罩殼將輪輞保持在輪轂上，使得外轉(zhuǎn)子可以同心圍繞內(nèi)定子轉(zhuǎn)動，其中，在外轉(zhuǎn)子上向外聯(lián)接一輪輞。罩殼包圍通過內(nèi)定子和外定子所形成的輪轂驅(qū)動裝置，從而可防止臟污和濕氣侵入輪轂驅(qū)動裝置的內(nèi)部。
[0011]但是通過罩殼也會使得空氣交換變差，因此難以將輪轂驅(qū)動裝置運行中產(chǎn)生的熱量排出。在負荷較高的行駛狀態(tài)下，定子線圈的繞組端部中出現(xiàn)的溫度可能會明顯超過漆包銅線的允許溫度。此外通常還將用于測量轉(zhuǎn)子位置的霍爾傳感器多數(shù)安裝在定子線圈繞組附近，或者某些情況下也將其直接安裝于定子線圈繞組之中。此類霍爾傳感器也有溫度敏感性，按照經(jīng)驗來看，尤其在負荷較高的行駛狀態(tài)之后通常就會失效。
[0012]為了保證改善的散熱，可使得所述罩殼中的至少一個罩殼在其內(nèi)側(cè)面(凹形面)具有凸出結(jié)構(gòu)。當(dāng)罩殼隨著輪轂驅(qū)動裝置的輪輞或者轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，氣流就會環(huán)流這些結(jié)構(gòu)，從而能夠排出額外的熱量。除此之外，設(shè)置在輪轂驅(qū)動裝置內(nèi)部的結(jié)構(gòu)還會在定子繞組區(qū)域中引起湍流氣流，并且設(shè)置了一些附加結(jié)構(gòu)，以便增大罩蓋內(nèi)部的表面，從而有利于湍流氣流與罩蓋之間的熱傳導(dǎo)。
[0013]此外，第一結(jié)構(gòu)還可以在徑向上延伸。這樣即可實現(xiàn)特別強的渦流。
[0014]在罩殼的外邊緣上可以設(shè)置一用以聯(lián)接輪輞的聯(lián)接法蘭。
[0015]罩殼可以是一體的，尤其可以構(gòu)造成鋁壓鑄件。
[0016]可以設(shè)置第二凸出結(jié)構(gòu)，其能增大內(nèi)側(cè)面上的表面，從而提高內(nèi)側(cè)面上的熱傳遞。
[0017]第二結(jié)構(gòu)可以構(gòu)造成基本上切向延伸的肋條和/或者疙瘩狀的隆起。
[0018]此外，第一結(jié)構(gòu)的隆起還可以高于第二結(jié)構(gòu)的隆起。
[0019]按照一種實施方式，與內(nèi)側(cè)面對置的罩殼外側(cè)面可以設(shè)有第三凸出結(jié)構(gòu)，用以改善向周圍環(huán)境的散熱。
[0020]將第三結(jié)構(gòu)可以設(shè)計成基本上切向延伸的連接件和/或在徑向上或相對于徑向傾斜延伸的冷卻肋片。
[0021]按照另一方面，設(shè)置一種輪轂驅(qū)動裝置，包括:
[0022]-電驅(qū)動裝置，其布置在輪轂上并且具有內(nèi)定子和外轉(zhuǎn)子，
[0023]其中，通過至少一個罩殼將所述外轉(zhuǎn)子保持在輪轂上，使得外轉(zhuǎn)子同心圍繞內(nèi)定子可轉(zhuǎn)動地布置，并且在電驅(qū)動裝置和罩殼之間形成一個空間。
[0024]此外，第一結(jié)構(gòu)可以至少設(shè)置在內(nèi)側(cè)面上的一個區(qū)域上，該區(qū)域在外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時經(jīng)過內(nèi)定子的作用區(qū)。
[0025]為了冷卻，可以給所述空間充入空氣或油，其中，尤其是油保證了從驅(qū)動電機至蓋罩的改善的散熱。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]以下將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行詳細解釋。其中:
[0027]圖1示出了不具有罩殼的輪轂驅(qū)動裝置內(nèi)部的俯視圖；
[0028]圖2示出了輪轂驅(qū)動裝置在軸平行(achsparalleler)方向上的剖面圖；
[0029]圖3示出了用于輪轂驅(qū)動裝置的罩殼的示圖，包括根據(jù)第一種實施方式的內(nèi)側(cè)面的視圖；
[0030]圖4示出了用于輪轂驅(qū)動裝置的罩殼的示圖，包括根據(jù)另一種種實施方式的內(nèi)側(cè)面的視圖；
[0031]圖5示出了蓋罩的結(jié)構(gòu)化的外側(cè)面的示圖；以及
[0032]圖6示出了根據(jù)另一種可選實施方式的蓋罩的結(jié)構(gòu)化的外側(cè)面的示圖。

【具體實施方式】
[0033]圖1和2所示為兩輪車的后輪I (驅(qū)動輪)的俯視圖以及平行于后輪I的軸向來剖開后輪I的剖面圖。后輪I具有輪轂驅(qū)動裝置2，該輪轂驅(qū)動裝置包括內(nèi)定子3，其固定安裝在輪轂4上，輪轂例如可以保持在后輪振動平衡桿上。內(nèi)定子3抗相對轉(zhuǎn)動地布置在輪轂4上，并且在其作用區(qū)31中具有定子繞組，用以產(chǎn)生定子磁場，通過該定子磁場應(yīng)該驅(qū)動兩輪車的后輪I。定子繞組包括定子線圈，定子線圈以適當(dāng)?shù)姆绞浇柚谝粨Q向模式通過(沒有繪出的)驅(qū)動電路進行通電，用以產(chǎn)生環(huán)繞的定子磁場。
[0034]圍繞內(nèi)定子3布置外轉(zhuǎn)子5，外轉(zhuǎn)子基本上同心地可轉(zhuǎn)動地圍繞內(nèi)定子3設(shè)置。外轉(zhuǎn)子5包括轉(zhuǎn)子極51，這些轉(zhuǎn)子極可以完全地或者部分地配有永久磁鐵52，以便提供相應(yīng)的勵磁場。外轉(zhuǎn)子5通過螺紋連接或者鉚接方式借助于法蘭6與輪輞7相連，輪輞容納輪胎8以形成后輪。
[0035]為了保證外轉(zhuǎn)子5、輪輞7和輪胎8圍繞輪轂4支承，通常在軸向上在輪轂驅(qū)動裝置2兩側(cè)設(shè)置罩殼10，這些罩殼呈圓形地構(gòu)造并且具有中孔11，通過中孔將罩殼10套插在輪轂4上且支承在那里，尤其借助于(沒有繪出的)軸承進行保持。在罩殼10的外圓周上設(shè)置法蘭12，外轉(zhuǎn)子5緊固在該法蘭上，從而保證內(nèi)定子3和外轉(zhuǎn)子5之間的具有恒定寬度的氣隙。
[0036]罩殼10基本上呈盤形或者殼形地構(gòu)造，從而在內(nèi)定子3和罩殼10之間形成通常充有空氣的封閉空間。代替空氣，也可以在封閉空間中設(shè)置另一種介質(zhì)，例如油。這樣就能保證改善的散熱。
[0037]將罩殼10如此圍繞輪轂驅(qū)動裝置2布置，使其通過罩殼10的凹形內(nèi)側(cè)面容納在封閉空間之中。通常以鋁壓鑄工藝制成罩殼10。
[0038]如附圖3明顯所示，現(xiàn)在為了將通過內(nèi)定子3的定子繞組以及通過外轉(zhuǎn)子5中的渦流所形成的熱量從輪轂驅(qū)動裝置2的內(nèi)部排出，在所述罩殼10中的至少一個罩殼的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置第一凸出結(jié)構(gòu)14。利用第一結(jié)構(gòu)14結(jié)構(gòu)化的罩殼10形成用于輪轂驅(qū)動裝置2的冷卻元件。
[0039]第一結(jié)構(gòu)14用來使得處于輪轂驅(qū)動裝置2內(nèi)部的空氣形成渦流，從而產(chǎn)生圍繞定子繞組的良好的環(huán)流。為了改善湍流，第一結(jié)構(gòu)14可以在罩殼10的內(nèi)側(cè)面上通過徑向延伸的連接件形成，尤其是八個連接件，它們以相同的角度相互間隔并且朝向內(nèi)定子3從罩殼10凸出。在組裝好的狀態(tài)下，當(dāng)輪轂驅(qū)動裝置2轉(zhuǎn)動時，連接件14在內(nèi)定子3的作用區(qū)31附近經(jīng)過，并且在那里產(chǎn)生一導(dǎo)致更好的散熱的強烈空氣渦流。
[0040]為了總體上進一步增大罩殼10內(nèi)部中的面積，還可以設(shè)置作為第二結(jié)構(gòu)15凸出的環(huán)繞的肋條，這些肋條一方面改善罩殼10的穩(wěn)定性，另一方面可顯著增大如下表面，經(jīng)由該表明將熱量從罩殼10的內(nèi)部中的空間排出到結(jié)構(gòu)化的罩殼10上。
[0041]在切向上延伸的肋條15具有比徑向延伸的連接件14更小的隆起高度,從而所述肋條將湍流氣流盡可能少地變?yōu)閷恿?。尤其設(shè)置了多個同心布置的切向肋條15，從而在徑向?qū)蓚€相鄰的切向肋條15相對于氣隙錯開地布置。
[0042]如圖4中所示，代替環(huán)繞的肋條15，也可以設(shè)置疙瘩狀的隆起16作為徑向延伸的連接件14之間的第二結(jié)構(gòu)，這些隆起同樣可增大用來吸收從內(nèi)定子3排出的熱量的表面。
[0043]不僅如3中所示的結(jié)構(gòu)，而且圖4所示的結(jié)構(gòu)也適合于在沒有滑塊(schieberfreien)的招壓鑄模具中形成，因此能夠以低廉成本達到基本的散熱要求。
[0044]圖5所示為結(jié)構(gòu)化的罩殼10的外側(cè)面(凹形面)示圖。該外側(cè)面具有第三凸出結(jié)構(gòu)17，其例如可以通過相對于輪轂軸線同心延伸的切向的連接件來形成。第三凸出結(jié)構(gòu)17用來增大罩蓋的外表面，從而保證更好地將熱量向外排出到周圍環(huán)境之中。
[0045]在圖6所示的另一種可選實施方式中，將外表面上的第三結(jié)構(gòu)17設(shè)計成在徑向或者相對于徑向傾斜延伸的冷卻肋片，這些冷卻肋片能夠?qū)⒎懦龅臒崃扛佑行У嘏懦龅接骘L(fēng)之中。
【權(quán)利要求】
1.用于兩輪車的驅(qū)動輪⑴的輪轂驅(qū)動裝置⑵的冷卻元件，包括: -圓形的罩殼(10)，其具有凹形內(nèi)側(cè)面和用于能轉(zhuǎn)動地支承在輪轂(4)上的開口(11); -第一結(jié)構(gòu)(14)，所述第一結(jié)構(gòu)從凹形內(nèi)側(cè)面凸出，以便在罩殼(10)轉(zhuǎn)動時引起鄰接介質(zhì)的渦流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻元件，其中，第一結(jié)構(gòu)(14)在徑向上延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷卻元件，其中，在罩殼(10)的外邊緣上設(shè)置一用以聯(lián)接輪輞的聯(lián)接法蘭(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的冷卻元件，其中，所述罩殼(10)是一體地構(gòu)造的，尤其是構(gòu)造成由金屬材料制成的壓鑄件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的冷卻元件，其中，設(shè)置第二凸出結(jié)構(gòu)(15)，所述第二凸出結(jié)構(gòu)增大內(nèi)側(cè)面上的表面，以便提高經(jīng)由內(nèi)側(cè)面的熱傳遞。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷卻元件，第二結(jié)構(gòu)(15)構(gòu)造成基本上切向延伸的肋條和/或者挖瘡狀的隆起。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的冷卻元件，第一結(jié)構(gòu)(14)的隆起高于第二結(jié)構(gòu)(15)的隆起。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項所述的冷卻元件，罩殼(10)的與內(nèi)側(cè)面對置的外側(cè)面設(shè)有用于改善向周圍環(huán)境散熱的第三凸出結(jié)構(gòu)17。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷卻元件，第三結(jié)構(gòu)(17)構(gòu)造成基本上切向延伸的連接件和/或在徑向上或相對于徑向傾斜延伸的散熱肋片(18)。
10.輪轂驅(qū)動裝置(2)，包括: -電驅(qū)動裝置，其布置在輪轂(4)上并且具有內(nèi)定子(3)和外轉(zhuǎn)子(5)， 其中，所述外轉(zhuǎn)子(5)通過至少一個、優(yōu)選正好兩個包圍電驅(qū)動裝置的罩殼(10)保持在輪轂(4)上，使得外轉(zhuǎn)子(5)同心圍繞內(nèi)定子(3)能轉(zhuǎn)動地布置，并且在電驅(qū)動裝置和罩殼(10)之間形成一個空間。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的輪轂驅(qū)動裝置(2)，其中，第一結(jié)構(gòu)(14)設(shè)置至少在內(nèi)側(cè)面上的一區(qū)域上，所述區(qū)域在外轉(zhuǎn)子(5)轉(zhuǎn)動時經(jīng)過內(nèi)定子(3)的電作用區(qū)(31)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的輪轂驅(qū)動裝置(2)，其中，所述空間中的介質(zhì)相應(yīng)于空氣或油。
【文檔編號】B62M6/60GK104139827SQ201410254904
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月6日
【發(fā)明者】N·馬丁, 程鳳妹, J·潘, Y·曹 申請人:羅伯特·博世有限公司