專利名稱：車用特別是自行車用電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求I的前序部分所述的車用特別是自行車用電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器。
背景技術(shù)：
輪轂驅(qū)動(dòng)器包括繞一軸樞軸式安裝的輪轂外殼。輪轂驅(qū)動(dòng)器進(jìn)一步包括同軸布置在所述軸上并包括轉(zhuǎn)子和定子的無刷電動(dòng)機(jī)，其中電動(dòng)機(jī)設(shè)置為驅(qū)動(dòng)輪轂外殼。在使用這種無刷電動(dòng)機(jī)的情況下，利用定子線圈生成交變磁場。與定子不同，轉(zhuǎn)子沒有任何繞組，但是具有一個(gè)或多個(gè)永久磁體，永久磁體與定子的交變磁場相互作用，從而使轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)。 這種電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器是現(xiàn)有技術(shù)中已知的，例如用作自行車的輔助驅(qū)動(dòng)器。對這種輪轂驅(qū)動(dòng)器有很多不同的要求。通常，輪轂外殼和電動(dòng)機(jī)彼此同軸布置，電動(dòng)機(jī)封裝在輪轂外殼內(nèi)，在適當(dāng)情況下，插入式齒輪系也封裝在輪轂外殼內(nèi)。由此，首先只有很少的空間可用于電動(dòng)機(jī)和齒輪系，這意味著輪轂驅(qū)動(dòng)器必須以較小的結(jié)構(gòu)尺寸傳遞相對較高的功率。除此之外，客戶仍然期望這種輪轂驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)矩增加更多。只有電動(dòng)機(jī)具有相對較大的徑向尺寸，才能實(shí)現(xiàn)直接高轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)。為了利用徑向尺寸較小的電動(dòng)機(jī)或輪轂驅(qū)動(dòng)器獲得高轉(zhuǎn)矩，使用在電動(dòng)機(jī)與輪轂外殼之間連接或布置的行星齒輪系。在高性能驅(qū)動(dòng)的情況下，通常會(huì)產(chǎn)生相對大量的廢熱。為了防止對電動(dòng)機(jī)或輪轂驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部特別是齒輪系造成損壞，這種廢熱必須向外消散。上述種類的電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器是已知的，例如EP1601083A1、EP1601085A1和EP1640261A1中已經(jīng)公開了這種電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器。全部所述的三個(gè)文檔中都公開了輪轂驅(qū)動(dòng)器，其中電動(dòng)機(jī)和齒輪系都封裝在輪轂外殼內(nèi)。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子已經(jīng)設(shè)計(jì)為內(nèi)部轉(zhuǎn)子，并且在其外周包括環(huán)形布置的永久磁體，所述永久磁體布置為一排并且極性交替相反。在電動(dòng)機(jī)的定子中生成交變磁場。為此，定子包括封裝轉(zhuǎn)子的中空筒狀疊片。所述疊片的多個(gè)磁極分布在周向上并纏繞有定子繞組，電力能夠交替應(yīng)用于所述定子繞組。在EP1601083A1中提及了散熱問題。根據(jù)所述文檔，已知在電動(dòng)機(jī)的外殼與輪轂外殼之間提供冷卻液，這有助于電動(dòng)機(jī)的定子散熱。然而，EP1601083A1說明了這種冷卻方式會(huì)導(dǎo)致增加工作量，因?yàn)橐环矫姹仨殞⒗鋮s液引入輪轂外殼中，而另一方面必須將冷卻液安全地封入在輪轂外殼中。相應(yīng)地，EP1601083A1建議將定子布置在側(cè)面，從而不必設(shè)置電動(dòng)機(jī)外殼。因而，可以更容易地使定子中產(chǎn)生的廢熱向外消散。與上述文檔不同，EP1640261A1建議為輪轂外殼設(shè)置氣泵，用于將環(huán)境空氣供給到輪轂外殼中以冷卻電動(dòng)機(jī)。EP1736347A1和W02007/083995A1進(jìn)一步公開了上述種類的輪轂驅(qū)動(dòng)器。此外，在這兩個(gè)說明書中描述的輪轂驅(qū)動(dòng)器中，電動(dòng)機(jī)和齒輪系封裝在輪轂外殼內(nèi)。然而，所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子已經(jīng)設(shè)計(jì)為外部轉(zhuǎn)子。這意味著定子布置在中空筒狀轉(zhuǎn)子內(nèi)。在具有外部轉(zhuǎn)子的這種設(shè)計(jì)中，定子中產(chǎn)生的廢熱消散到外部的效果更差。相應(yīng)地，這種驅(qū)動(dòng)器通常無法設(shè)計(jì)為像上述具有內(nèi)部轉(zhuǎn)子的輪轂驅(qū)動(dòng)器一樣是有效率的。US2008/0070736A1還公開了集成到車輛的輪圈中的輪轂驅(qū)動(dòng)器。該驅(qū)動(dòng)器包括具有外部定子和內(nèi)部轉(zhuǎn)子的交流電動(dòng)機(jī)，定子直徑相當(dāng)于輪圈直徑。由于外部定子圓周相對較長，因此有非常大的面積可用于散熱。然而，該驅(qū)動(dòng)器由此徑向尺寸非常大，因此不適于例如自行車輔助驅(qū)動(dòng)器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種輪轂驅(qū)動(dòng)器，所述輪轂驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)相對于現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，其中雖然尺寸較小，但是實(shí)現(xiàn)了高性能和高轉(zhuǎn)矩并同時(shí)確保了充分散熱。此外，本發(fā)明的目的是提高輪轂驅(qū)動(dòng)器的效率。除此之外，輪轂驅(qū)動(dòng)器應(yīng)該盡可能重量輕。獨(dú)立權(quán)利要求I的特征實(shí)現(xiàn)了該目的。根據(jù)這些特征，當(dāng)定子設(shè)置有無鐵心定子繞組時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。因而，能夠提供一種生成相對較少廢熱的高性能和高轉(zhuǎn)矩輪轂驅(qū)動(dòng)器。根據(jù)本發(fā)明的無鐵心定子繞組具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。一方面，不會(huì)發(fā)生磁心損耗，即無磁滯損耗、無渦流功率損耗及無剩余損耗，因此廢熱更少且效率更高。此外，具有無鐵心 繞組的電動(dòng)機(jī)抗過載并且尤其在過載時(shí)效率高。由此，例如在陡坡上起動(dòng)或行駛時(shí)，能夠提供特別高的轉(zhuǎn)矩。增強(qiáng)過載容量要求高散熱能力。根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動(dòng)器能夠確保滿足該要求。另一方面，輪轂驅(qū)動(dòng)器的重量已經(jīng)減輕，這對于配備根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動(dòng)器的自行車特別有利。最后，與采用疊片的比較輪轂驅(qū)動(dòng)器相比，根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動(dòng)器噪聲更小。優(yōu)選地，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子具有多個(gè)磁極。這意味著設(shè)置有沿周向布置并且極性交替相反的多個(gè)永久磁體。優(yōu)選地，定子繞組也具有多個(gè)磁極，并沿周向包括多個(gè)彼此重疊且通過電子系統(tǒng)交替供電的繞組。定子以不可旋轉(zhuǎn)的方式安裝到軸上。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是從屬權(quán)利要求的主題。在本發(fā)明的特別優(yōu)選實(shí)施例中，行星齒輪系連接在電動(dòng)機(jī)與輪轂外殼之間，行星齒輪系在其驅(qū)動(dòng)端聯(lián)接至轉(zhuǎn)子，而在其輸出端聯(lián)接至輪轂外殼。因而，所述輪驅(qū)動(dòng)器能夠提供特別高的轉(zhuǎn)矩，而且還是最緊湊的設(shè)計(jì)。在本發(fā)明的另一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，所述無鐵心定子繞組為中空筒狀設(shè)計(jì)，其中所述轉(zhuǎn)子在徑向上布置在所述定子繞組內(nèi)作為內(nèi)部轉(zhuǎn)子。由于采用所述外部定子，因此廢熱能夠非常容易地向外消散。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)高功耗而不會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)損壞。優(yōu)選地，所述定子繞組的各個(gè)繞組沿周向彼此重疊并且使用環(huán)氧樹脂彼此粘合。因而，所述定子繞組具有高凝聚性并且不會(huì)變形，甚至在劇烈振動(dòng)的情況下也不會(huì)變形。在本發(fā)明的再一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述定子繞組封裝在所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)外殼內(nèi)，并且以導(dǎo)熱方式連接到所述電動(dòng)機(jī)外殼。優(yōu)選地，所述定子繞組與所述電動(dòng)機(jī)外殼之間存在直接接觸，因而允許廢熱盡快消散。這就是所述電動(dòng)機(jī)外殼優(yōu)選由導(dǎo)熱性特別高效的材料制成的原因。為此，通常使用的是金屬，如鋼或鋁。此外，磁性軟軛架可以優(yōu)選地設(shè)置在定子繞組與電動(dòng)機(jī)外殼之間。在這種情況下，所述軛架直接抵靠所述電動(dòng)機(jī)外殼及所述定子繞組，以確保最優(yōu)的散熱效果。所述軛架優(yōu)選地由磁性軟鋼制成的多個(gè)環(huán)形盤狀片構(gòu)成。優(yōu)選地，所述輪轂外殼由非磁性或順磁性材料制成。因而，能夠避免所述外部外殼內(nèi)產(chǎn)生任何磁心損耗。一方面，因而能夠增加所述輪轂驅(qū)動(dòng)器的效率，而另一方面，能夠進(jìn)一步減少產(chǎn)生的廢熱。相應(yīng)地，看起來使用鋁制造所述輪轂外殼更合適。在本發(fā)明的又一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電動(dòng)機(jī)和所述行星齒輪系至少部分封裝在所述輪轂外殼內(nèi)。因而，保護(hù)所述電動(dòng)機(jī)和所述齒輪系不會(huì)受到污染和由外力影響受到損壞。優(yōu)選地，電動(dòng)機(jī)和行星齒輪系都完全封裝在所述輪轂外殼內(nèi)。這將為齒輪系和電動(dòng)機(jī)提供最佳保護(hù)。除此之外，所述實(shí)施例的外觀非常有吸引力，并能夠確保例如無法從外部看到自行車輔助驅(qū)動(dòng)器。然而，也可以設(shè)置成這樣所述電動(dòng)機(jī)僅部分地封裝在所述輪轂外殼內(nèi)，或者所述輪轂外殼在所述電動(dòng)機(jī)區(qū)域中設(shè)置有開口，從而使冷環(huán)境空氣能夠到達(dá)所述定子或所述電動(dòng)機(jī)外殼，以冷卻所述電動(dòng)機(jī)。此外，為了進(jìn)一步提高所述電動(dòng)機(jī)的定子中產(chǎn)生的廢熱的消散或排出性能，優(yōu)選地，可以在所述電動(dòng)機(jī)外殼與所述輪轂外殼之間的空隙中設(shè)置導(dǎo)熱流體。優(yōu)選地，所述輪轂外殼和所述電動(dòng)機(jī)外殼至少在設(shè)置所述導(dǎo)熱流體的空隙區(qū)域中由高導(dǎo)熱性金屬制成。為此，特別適合使用鋼或鋁。因而，能夠進(jìn)一步促進(jìn)散熱。在本發(fā)明的又一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，所述行星齒輪系是單級(jí)齒輪系。相應(yīng)地 ，根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動(dòng)器沿軸向也非常短，并且能夠升級(jí)為用于具有標(biāo)準(zhǔn)叉架寬度的現(xiàn)有自行車的輔助驅(qū)動(dòng)器的形式。對于設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動(dòng)器的新型自行車，也可以使用標(biāo)準(zhǔn)部件。根據(jù)本發(fā)明的單級(jí)行星齒輪系輪轂驅(qū)動(dòng)器適合標(biāo)準(zhǔn)長度的山地自行車軸，其中制動(dòng)盤和鏈輪也能夠仍然位于同一軸上。所述單級(jí)行星齒輪系包括太陽齒輪、環(huán)形齒輪、與所述太陽齒輪和所述環(huán)形齒輪嚙合的至少一個(gè)行星齒輪以及用于支撐所述至少一個(gè)行星齒輪的行星齒輪架。優(yōu)選地，設(shè)置有已經(jīng)均勻分布在所述行星齒輪架的圓周上的多個(gè)行星齒輪。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述行星齒輪系的所述太陽齒輪以不可旋轉(zhuǎn)的方式與所述轉(zhuǎn)子安裝在一起，或者與所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸整體形成，所述行星齒輪架形成了聯(lián)接至所述輪轂外殼的行星齒輪系的輸出部。因而，能夠獲得緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并且實(shí)現(xiàn)了大傳動(dòng)比。此外，在該實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動(dòng)器的安裝非常容易。在本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述環(huán)形齒輪以不可旋轉(zhuǎn)的方式與所述定子安裝在一起。此處，當(dāng)所述環(huán)形齒輪由所述電動(dòng)機(jī)外殼形成時(shí)，能夠減少根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動(dòng)器的部件數(shù)量。因此，能夠以非常低廉的成本制造根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動(dòng)器。此外，由于省略了組裝所述環(huán)形齒輪的更多步驟，還能夠簡化組裝。在本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述行星齒輪在其兩個(gè)端面處沿徑向支撐在所述行星齒輪架中。因而，所述行星齒輪系中產(chǎn)生非常少的摩擦損耗。相應(yīng)地，所述行星齒輪系能夠更加平滑地運(yùn)行，并且能夠增強(qiáng)根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動(dòng)器的效率。在本發(fā)明的又一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，所述行星齒輪呈階梯式并包括第一齒圈和第二齒圈，其中所述第一齒圈的直徑大于所述第二齒圈的直徑，并且其中所述第一齒圈與所述太陽齒輪嚙合而所述第二齒圈與所述環(huán)形齒輪嚙合。由此，通過所述單級(jí)行星齒輪系也能夠獲得大傳動(dòng)比。最優(yōu)選地，所述行星齒輪的所述第二齒圈比所述第一齒圈在軸向上更靠近所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子。因而，能夠獲得更加緊湊的根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)。對于所述電動(dòng)機(jī)外殼和所述輪轂外殼，都需要更少的材料。結(jié)果，所述電動(dòng)機(jī)外殼在軸向上極短。在本發(fā)明的又一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，所述行星齒輪系的驅(qū)動(dòng)器通過飛輪離合器聯(lián)接至所述輪轂外殼。如果所述輪轂驅(qū)動(dòng)器被用作自行車的輔助驅(qū)動(dòng)器，則所述飛輪離合器允許通過所述輔助驅(qū)動(dòng)器在無任何支撐的情況下驅(qū)動(dòng)，其中在這種情況下，所述電動(dòng)機(jī)和所述行星齒輪系都不會(huì)產(chǎn)生摩擦損耗。由于所述飛輪離合器的作用，能夠避免在踏板驅(qū)動(dòng)行駛期間輔助驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的任何不利的制動(dòng)效果。在本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述輪轂外殼由多個(gè)部件組成并且通過可拆卸的緊固件特別是螺釘接合在一起。因而，所述輪轂外殼能夠很容易打開，以進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)和輪轂驅(qū)動(dòng)器控制及更換磨損部件。在本發(fā)明的又一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，設(shè)置有用于監(jiān)控所述電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行溫度的溫度傳感器。這允許以受控方式加載所述電動(dòng)機(jī)，直到電動(dòng)機(jī)達(dá)到其發(fā)熱極限，如果需要，甚至在過載范圍內(nèi)短時(shí)間驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。因而，能夠臨時(shí)提供高轉(zhuǎn)矩或高功率，而不會(huì)有導(dǎo)致所述輪轂驅(qū)動(dòng)器或所述電動(dòng)機(jī)永久損壞的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動(dòng)器特別適合作為另一個(gè)驅(qū)動(dòng) 器的支持驅(qū)動(dòng)器，尤其適用于混合動(dòng)力車輛或踏板電動(dòng)自行車。根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動(dòng)器還能夠用作自行車后輪驅(qū)動(dòng)器。此外，還可以構(gòu)思進(jìn)一步可能的應(yīng)用。


在下文中，將參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)示例。圖I為根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器I的縱向剖視圖。
具體實(shí)施例方式在本示例中，輪轂驅(qū)動(dòng)器I是自行車輔助驅(qū)動(dòng)器。根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動(dòng)器基本上包括樞軸式安裝的輪轂外殼3、用于驅(qū)動(dòng)所述輪轂外殼的無刷電動(dòng)機(jī)以及在所述電動(dòng)機(jī)與所述輪轂外殼之間連接的行星齒輪系。樞軸式安裝的輪轂外殼3由鋁制成，并由三個(gè)部件即中空筒狀輪轂外殼中心件22、左側(cè)輪轂外殼蓋21和右側(cè)輪轂外殼蓋20組成。所述右側(cè)輪轂外殼蓋20和所述左側(cè)輪轂外殼蓋21通過螺釘18與所述輪轂外殼中心件22螺接在一起。由于輪轂外殼3采用多部件設(shè)計(jì)，因此根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動(dòng)器能夠容易地拆卸，以進(jìn)行保養(yǎng)、維護(hù)或修理。輪轂外殼中心件22通常包括兩個(gè)輪轂側(cè)翼23，后輪的輪輻24應(yīng)用于兩個(gè)輪轂側(cè)翼23。輪轂外殼3的樞軸式安裝是通過兩個(gè)球軸承實(shí)現(xiàn)的，即位于所述右側(cè)輪轂外殼蓋20與固定軸2之間的右側(cè)球軸承25和位于所述左側(cè)輪轂外殼蓋21與所述固定軸2之間的左側(cè)軸承26。軸2是常用的中空筒狀后輪軸，其連接至自行車后叉架5，僅示出了自行車后叉架5的左側(cè)分支?？焖籴尫叛b置或?qū)⑤S2聯(lián)接至后輪叉5的緊固裝置也未示出。在輪轂驅(qū)動(dòng)器與右側(cè)叉架分支之間，可以在該同一軸上設(shè)置鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈輪，如果需要，還可以在該同一軸上設(shè)直制動(dòng)盤。輪轂外殼3完全封裝電動(dòng)機(jī)和行星齒輪系。在附圖中，電動(dòng)機(jī)示出在右側(cè)，行星齒輪系在軸向上接著電動(dòng)機(jī)示出在附圖左側(cè)。輪轂外殼3、電動(dòng)機(jī)和行星齒輪系同心布置在軸2上。電動(dòng)機(jī)包括不可旋轉(zhuǎn)地安裝到固定軸2的電動(dòng)機(jī)外殼8。中空筒狀外殼8封裝也是中空筒狀的定子繞組7，定子繞組7已經(jīng)設(shè)計(jì)為無鐵心定子繞組。軛架32布置在所述電子繞組和所述電動(dòng)機(jī)外殼之間，軛架32由多個(gè)環(huán)狀片構(gòu)成，環(huán)狀片由磁性軟鋼材制成。軛架32在徑向上緊密抵靠電動(dòng)機(jī)外殼8和定子繞組7，因而能夠使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間所述定子繞組中產(chǎn)生的廢熱經(jīng)由電動(dòng)機(jī)外殼8快速向外消散。下文中將會(huì)描述改善熱傳輸?shù)牧硪淮胧?。由于定子繞組是無鐵心設(shè)計(jì)，因此，根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動(dòng)器只有很少的磁心損耗。定子繞組為多個(gè)磁極設(shè)計(jì)，并沿周向包括多個(gè)彼此重疊且通過電子系統(tǒng)(未示出)交替供電的繞組。定子繞組7的重疊繞組通過環(huán)氧樹脂彼此粘合。用于為定子繞組供電的電子系統(tǒng)(未示出)能夠容納在電動(dòng)機(jī)的外部或內(nèi)部，例如，容納在電動(dòng)機(jī)外殼8內(nèi)的右側(cè)區(qū)域中的空腔31中。電連接器經(jīng)由設(shè)置在所述固定軸2中的端口(未示出)穿過所述軸向外引導(dǎo)。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子4已經(jīng)設(shè)計(jì)為內(nèi)部轉(zhuǎn)子，因而封裝在所述固定的定子繞組7內(nèi)。轉(zhuǎn)子通過兩個(gè)球軸承30樞軸式安裝到固定軸2上。多個(gè)永久磁體6設(shè)置在轉(zhuǎn)子4的外周上，而且在外周上均勻分布且極性交替相反。在永久磁體6和固定的定子繞組7之間，設(shè)有轉(zhuǎn)子4能夠旋轉(zhuǎn)所必需的小氣隙。電動(dòng)機(jī)外殼8朝向左側(cè)開放，轉(zhuǎn)子4的小軸頸突出于左側(cè)，轉(zhuǎn)子4的小軸頸的左端形成單級(jí)行星齒輪系的太陽齒輪10。軸頸或太陽齒輪可以與轉(zhuǎn)子4 整體形成，或者以不可旋轉(zhuǎn)的方式與轉(zhuǎn)子安裝在一起。太陽齒輪10與全部三個(gè)行星齒輪12嚙合，剖視圖中示出了其上部。三個(gè)行星齒輪均勻地分布在行星齒輪系的圓周上。行星齒輪呈階梯式，并且每個(gè)行星齒輪都包括較大直徑的第一齒圈15和較小直徑的第二齒圈16。具有較大直徑的第一齒圈15與轉(zhuǎn)子軸的太陽齒輪10哨合，具有較小直徑的第二齒圈16與作為電動(dòng)機(jī)外殼8的一部分的環(huán)形齒輪11嚙合。為了獲得緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，與較大直徑的第一齒圈15相比，較小直徑的第二齒圈16更接近電動(dòng)機(jī)，即更朝向附圖中的右側(cè)。所有行星齒輪都各自經(jīng)由行星軸27樞軸式安裝到行星齒輪架中，所述齒輪架由兩個(gè)行星齒輪架盤13和14形成。行星齒輪12在兩側(cè)由兩個(gè)行星齒輪架盤13和14支撐或承載，因而能夠減少行星齒輪系中的摩擦。在附圖中，第一行星齒輪架盤13設(shè)置在左側(cè)，位于行星齒輪12和左側(cè)輪轂外殼蓋21之間。第一行星齒輪架盤13經(jīng)由外部球軸承29樞軸式安裝到輪轂外殼上。設(shè)置在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子4與行星齒輪12之間的右側(cè)行星齒輪架盤14也是樞軸式安裝的，即經(jīng)由布置在內(nèi)部轉(zhuǎn)子軸與封裝所述轉(zhuǎn)子軸的行星齒輪架盤14之間的軸承28進(jìn)行安裝。相應(yīng)地，原則上，行星齒輪架自由旋轉(zhuǎn)，并且相對于電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子及輪轂外殼3自由旋轉(zhuǎn)。而且，行星齒輪架構(gòu)成行星齒輪系的輸出部。為此，左側(cè)行星齒輪架盤13通過飛輪離合器17聯(lián)接至左側(cè)輪轂外殼蓋21。飛輪離合器17確保行星齒輪架與輪轂外殼僅在一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上嚙合。在相反的旋轉(zhuǎn)方向上，輪轂外殼能夠相對于行星齒輪架自由旋轉(zhuǎn)。為了改善電動(dòng)機(jī)廢熱的熱傳輸，在電動(dòng)機(jī)外殼8與封裝用的輪轂外殼3之間的空隙9中設(shè)置有導(dǎo)熱流體。因而，定子繞組7中產(chǎn)生的熱經(jīng)由軛架32、電動(dòng)機(jī)外殼8、導(dǎo)熱流體和輪轂外殼3最優(yōu)地向外消散。此外，電動(dòng)機(jī)包括直接定位于定子繞組7處的溫度傳感器19。溫度傳感器19連接至電動(dòng)機(jī)的電子系統(tǒng)(未示出)。因此，電動(dòng)機(jī)能夠以受控方式在最大運(yùn)行溫度下運(yùn)行。此外，由于存在這種永久溫度監(jiān)控，如果需要，電動(dòng)機(jī)能夠在過載區(qū)域中運(yùn)行短時(shí)間段。由此，根據(jù)本發(fā)明的輪轂驅(qū)動(dòng)器能夠在短時(shí)間段內(nèi)提供非常高的轉(zhuǎn)矩或非常高的功率，而不會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)損壞。
權(quán)利要求
1.一種車用特別是自行車用電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器(1)，包括繞一軸(2)樞軸式安裝的輪轂外殼(3);以及同軸布置在所述軸(2)上并包括轉(zhuǎn)子(4)和定子的無刷電動(dòng)機(jī)，所述無刷電動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述輪轂外殼(3)，其中所述定子包括中空筒狀定子繞組(7)，并且其中所述轉(zhuǎn)子(4 )包括至少一個(gè)永久磁體(6 )并在徑向上布置在所述定子繞組(7 )內(nèi)作為內(nèi)部轉(zhuǎn)子，其特征在于所述定子繞組(7)是無鐵心定子繞組，并沿周向包括多個(gè)彼此重疊的繞組。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器(I)，其特征在于行星齒輪系設(shè)置為插入所述電動(dòng)機(jī)與所述輪轂外殼(3)之間，并且所述行星齒輪系在其驅(qū)動(dòng)端聯(lián)接至轉(zhuǎn)子(4)而在其輸出端聯(lián)接至所述輪轂外殼(3 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器(I)，其特征在于所述定子繞組(7)封裝在所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)外殼(8)內(nèi)，并且以導(dǎo)熱方式連接到所述電動(dòng)機(jī)外殼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器(I)，其特征在于磁性軟軛架(32)布置在所述定子繞組(7 )與所述電動(dòng)機(jī)外殼(8 )之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中一項(xiàng)所述的電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器(1)，其特征在于所述電動(dòng)機(jī)和所述行星齒輪系至少部分封裝在所述輪轂外殼(3)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器(I)，其特征在于在所述電動(dòng)機(jī)外殼(8)與所述輪轂外殼(3)之間的空隙(9)中設(shè)置導(dǎo)熱流體，其中所述輪轂外殼(3)和所述電動(dòng)機(jī)外殼(8)至少在所述空隙(9)的區(qū)域中由高導(dǎo)熱性材料特別是鋼或鋁制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器(I)，其特征在于所述行星齒輪系是單級(jí)齒輪系，其中所述單級(jí)包括太陽齒輪(10)，其以不可旋轉(zhuǎn)的方式安裝到所述轉(zhuǎn)子(4)，或者與所述轉(zhuǎn)子(4)的轉(zhuǎn)子軸整體形成；環(huán)形齒輪(11)，其以不可旋轉(zhuǎn)的方式安裝到所述定子；至少一個(gè)行星齒輪(12)，其與所述太陽齒輪(10)和環(huán)形齒輪(11)嚙合；以及用于承載所述至少一個(gè)行星齒輪(12)的行星齒輪架(13，14)，其中所述行星齒輪架(13)構(gòu)成了聯(lián)接至所述輪轂外殼(3)的行星齒輪系的輸出部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器(1)，其特征在于所述環(huán)形齒輪(11)由所述電動(dòng)機(jī)外殼(8)形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器(I)，其特征在于所述行星齒輪(12)在其兩個(gè)相對的端面處沿徑向支撐在所述行星齒輪架(13，14)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器(I)，其特征在于所述行星齒輪(12)呈階梯式并包括第一齒圈(15)和第二齒圈(16)，其中所述第一齒圈(15)的直徑大于所述第二齒圈(16)的直徑，并且其中所述第一齒圈(15)與所述太陽齒輪(10)嚙合而所述第二齒圈(16)與所述環(huán)形齒輪(11)嚙合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器(1)，其特征在于所述第二齒圈(16)比所述第一齒圈(15)在軸向上更靠近所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子(4)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2至11中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器(1)，其特征在于所述行星齒輪系的輸出部通過飛輪離合器(17)聯(lián)接至所述輪轂外殼(3 )。
13.根據(jù)權(quán)利要求I至12中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器(I)，其特征在于所述輪轂外殼(3)由多個(gè)部件組成，并且通過可拆卸的緊固件特別是螺釘(18)接合在一起。
14.根據(jù)權(quán)利要求I至13中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器(I)，其特征在于設(shè)置有用于監(jiān)控所述電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行溫度的溫度傳感器(19 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車用特別是自行車用電動(dòng)輪轂驅(qū)動(dòng)器。輪轂驅(qū)動(dòng)器包括繞一軸樞軸式安裝的輪轂外殼和同軸布置在所述軸上并包括轉(zhuǎn)子和定子的無刷電動(dòng)機(jī)，無刷電動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)輪轂外殼。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子包括至少一個(gè)永久磁體。根據(jù)本發(fā)明，定子包括無鐵心定子繞組。
文檔編號(hào)B62M7/12GK102951248SQ20121030651
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者弗朗茨-克薩韋爾·福爾姆利, 雨果·弗里奇, 馬蒂斯·特拉赫塞爾, 拉涅羅·皮蒂尼, 戴維·拉蒙 申請人:麥克森發(fā)電機(jī)股份公司