專利名稱：具有制動器的車輪內(nèi)電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有制動器的車輪內(nèi)電動機(jī)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及具有制動器的車輪內(nèi)電動機(jī)。這樣的車輪內(nèi)電動機(jī)例如描述在國際專利申請WO 2010/101914中，其中描述了用于車輛的車輪組件，包括不旋轉(zhuǎn)支撐件，包括輪輞、輪輻和輪轂的車輪，該輪輞具有徑向內(nèi)表面，其中所述車輪通過不旋轉(zhuǎn)支撐件可旋轉(zhuǎn)地支撐，以繞著車輪軸線旋轉(zhuǎn)；和具有軸向延伸的電動機(jī)孔的電動機(jī)，其中所述電動機(jī)包括不·旋轉(zhuǎn)電動機(jī)部和旋轉(zhuǎn)電動機(jī)部，其中該旋轉(zhuǎn)電動機(jī)部可操作地連接到車輪上并與輪輞的徑向內(nèi)表面間隔開，以基本隔離于來自輪輞徑向內(nèi)表面的任何徑向向內(nèi)指向的力，其中所述不旋轉(zhuǎn)電動機(jī)部固定地連接到不旋轉(zhuǎn)支撐件。該組件，其可選地還包括制動器，并將經(jīng)由懸掛軸安裝到車輛上。然而，在已知的組件中，旋轉(zhuǎn)電動機(jī)部設(shè)置在不旋轉(zhuǎn)電動機(jī)部里面，并且需要占據(jù)空間且復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，以將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳送到車輪的輪輞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供改進(jìn)的車輪內(nèi)電動機(jī)，其具有集成的制動系統(tǒng)，具有更簡單的結(jié)構(gòu)。為此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供用于車輛的車輪，其在車輪里面包括殼體，其具有用于安裝到車輛上的第一側(cè)，電動機(jī)，其用于驅(qū)動所述車輛的運(yùn)動，所述電動機(jī)包括旋轉(zhuǎn)固定地連接到所述殼體上的定子和可旋轉(zhuǎn)地耦接到所述定子上并具有旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)子，所述定子設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子里面，和適于接合轉(zhuǎn)子以制動所述轉(zhuǎn)子相對于定子的運(yùn)動的制動系統(tǒng)，其特征在于所述殼體包括旋轉(zhuǎn)固定地附接到所述殼體上并與旋轉(zhuǎn)軸線同軸地從所述殼體突出的軸，其中當(dāng)沿著旋轉(zhuǎn)軸線看時，所述軸與所述第一側(cè)間隔開，其中所述轉(zhuǎn)子包括用于在其上安裝輪胎的輪輞，所述轉(zhuǎn)子還包括輪板，所述輪板包括用于容納所述軸的輪轂，所述輪板還包括所述制動鼓，其中所述輪輞、輪板和制動鼓作為一體和/或單件附接在一起，其中所述制動系統(tǒng)包括適于作動所述制動系統(tǒng)與所述鼓的接合的作動器，和其中所述殼體包括用于控制所述電動機(jī)的控制電子裝置。該車輪這樣可以作為車輛上的模塊而安裝，而無需在車輪外面附接額外的制動器，也無需在車輛中提供額外的電子裝置用于控制電動機(jī)。所述控制電子裝置優(yōu)選地完全容納在殼體內(nèi)或通過殼體封裝，這樣基本上防止來自所述殼體外面的顆粒和/或液體。在這樣的情形下，控制電子裝置沿著旋轉(zhuǎn)軸線方向占據(jù)的空間通過殼體沿著旋轉(zhuǎn)軸線的寬度而限制。優(yōu)選地，所述控制電子裝置具有縱向軸線，其定向?yàn)榛敬怪庇谲囕喌男D(zhuǎn)軸線。例如，電子裝置包括平坦的印刷電路板(PCB)，其中PCB的平面設(shè)置為基本垂直于旋轉(zhuǎn)軸線。優(yōu)選地，制動系統(tǒng)附接到殼體上，例如在殼體中或殼體上。施加在車輪上的任何制動力通過殼體傳遞到車輛上，而不是通過軸。相應(yīng)地，軸可以具有相對較輕的結(jié)構(gòu)。通過本發(fā)明提供的車輪的組裝、拆卸、維護(hù)和修理由于輪輞、輪板和鼓互相附接為單件，例如由單個相連的材料(例如金屬)塊形成而變得便利，而在轉(zhuǎn)子到軸上的安裝和拆卸過程中無需進(jìn)一步相互對齊或附接。優(yōu)選地，定子旋轉(zhuǎn)固定地連接到殼體上，而組合的輪輞、輪板和鼓經(jīng)由軸可旋轉(zhuǎn)地連接到殼體上。由于轉(zhuǎn)子附接到組合的輪輞、輪板和鼓上，轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地耦接到所述定子上。
由于殼體提供了用于支撐車輪的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的軸，車輪不需要軸安裝到其上。本發(fā)明的車輪可以安裝在車輛的任何位置處，甚至獨(dú)立于車輛的安裝元件的位置，所述安裝元件適于將車輪安裝到車輛上。車輪可以安裝而無需車輛結(jié)構(gòu)的任何機(jī)械改變。然而優(yōu)選地，在安裝這樣的車輪到車輛上時，通過根據(jù)本發(fā)明的車輪改進(jìn)了的車輛的原始安裝元件留在位置中和/或得以使用。此外，無需手頭保存多個不同尺寸的軸承，以將車輪安裝到不同車輛的已有輪軸上。由于沒有軸通過殼體，可能的是，采用在殼體內(nèi)的基本平坦和工業(yè)上可獲得的控制電子裝置，進(jìn)而允許殼體尺寸足夠小，以基本完全容納在車輪內(nèi)。在一種實(shí)施方式中，控制電子裝置包括功率電子裝置，例如IGBT電流模塊和電流調(diào)節(jié)器，以控制電動機(jī)和為電動機(jī)提供電源。根據(jù)本發(fā)明的車輪這樣可以直接連接到VDC電源，而無需額外的功率電子裝置例如逆變器安裝到車輛本身上。由于沒有軸延伸通過殼體，因此殼體內(nèi)可獲得更多空間用于功率電子裝置，且功率電子裝置可以設(shè)置在殼體內(nèi)的任何地方，即使在與旋轉(zhuǎn)軸線交叉的位置。在一種實(shí)施方式中，車輪具體實(shí)現(xiàn)為直接驅(qū)動車輪。這樣，轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動車輪，而無需任何中間齒輪或類似物，且定子，尤其是其磁體，直接將旋轉(zhuǎn)力給予轉(zhuǎn)子。基本上沒有旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由軸或齒輪傳遞給轉(zhuǎn)子。在電動車輪中，例如直接驅(qū)動車輪中，尤其有利的是，將轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子周圍，而不是將定子設(shè)置在轉(zhuǎn)子周圍。電動機(jī)產(chǎn)生的扭矩是轉(zhuǎn)子直徑的二次函數(shù)。例如，如果具有I單位直徑的轉(zhuǎn)子的電動機(jī)能夠產(chǎn)生INm的扭矩，那么具有I. 2單位直徑的轉(zhuǎn)子的相同電動機(jī)能夠產(chǎn)生I. 44Nm的扭矩。在一種實(shí)施方式中，制動系統(tǒng)安裝在殼體上，優(yōu)選地安裝在殼體與所述第一側(cè)相對的一側(cè)上。這樣在所述車輛和殼體的第一側(cè)之間無需額外空間用于制動系統(tǒng)。在一種實(shí)施方式中，當(dāng)沿著旋轉(zhuǎn)軸線看時，所述制動系統(tǒng)設(shè)置在轉(zhuǎn)子和殼體之間。該制動系統(tǒng)優(yōu)選地設(shè)置在轉(zhuǎn)子的所述輪板和殼體之間。在一種實(shí)施方式中，所述制動系統(tǒng)包括用于與在轉(zhuǎn)子上的第二接合表面制動接合的第一接合表面，其中所述車輪還包括適于收集制動磨損顆粒的收集裝置。這樣，制動磨損顆粒進(jìn)入和干擾車輪的電氣組件的機(jī)會顯著減小。在一種實(shí)施方式中，所述收集裝置位于靠近所述第一和第二接合表面的接合點(diǎn)處，優(yōu)選地在距其3cm的距離內(nèi)。在優(yōu)選實(shí)施方式中，收集裝置更靠近所述接合點(diǎn)而不是車輪軸承。相對較小尺寸的收集裝置這樣可以用于有效地收集制動磨損顆粒。
在一種實(shí)施方式中，所述車輪還包括車輪軸承，其中所述收集裝置適于收集在與所述車輪軸承間隔開的位置處的制動磨損顆粒。制動磨損顆粒進(jìn)入和損壞車輪的車輪軸承的機(jī)會顯著減小。在一種實(shí)施方式中，所述第一和/或第二接合表面包括金屬，且其中所述收集裝置包括位于靠近所述接合點(diǎn)處的磁體，優(yōu)選為永磁體。優(yōu)選地，選擇容易通過磁力吸引的金屬或金屬合金，例如鐵或鎳或包括這些的合金。在一種實(shí)施方式中，所述制動系統(tǒng)設(shè)置為與所述第一側(cè)間隔開。再次地，這樣無需在所述車輛和殼體的第一側(cè)之間為制動系統(tǒng) 提供額外的空間。在一種實(shí)施方式中，所述定子設(shè)置在殼體的周圍。這樣，用于控制電動機(jī)的控制電子裝置可以容易地安裝在車輪內(nèi)，而定子仍然可以具有沿著旋轉(zhuǎn)軸線的寬度，該寬度至少等于殼體沿著旋轉(zhuǎn)軸線的寬度。優(yōu)選地，定子包括內(nèi)圓周表面，其基本鄰接殼體的外圓周表面。在一種實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子包括用于在其上安裝輪胎的輪輞。優(yōu)選地，當(dāng)輪胎安裝在輪輞上時，其從一側(cè)起在輪輞上滑動，直至輪胎鄰接輪輞的斜緣，其后，輪輞環(huán)附接到在輪輞上與所述斜緣相對的邊緣處或其附近的輪輞/轉(zhuǎn)子/鼓制動器上，以將輪胎保持在位。在一種實(shí)施方式中，所述定子包括一個或多個電磁體，其中所述轉(zhuǎn)子包括放置在一個或多個電磁體周圍的永磁體。定子和轉(zhuǎn)子這樣一起形成可通過控制電子裝置控制的電動機(jī)。在一種實(shí)施方式中，當(dāng)沿著旋轉(zhuǎn)軸線看時，所述電動機(jī)完全設(shè)置在輪輞的第一側(cè)和輪輞的相對的第二側(cè)之間。在一種實(shí)施方式中，所述制動系統(tǒng)包括鼓式制動系統(tǒng)。在一種實(shí)施方式中，所述殼體包括用于從所述車輪外面連接到制動系統(tǒng)的索或桿的通道，其中索或桿相對于制動系統(tǒng)的位移作動所述制動系統(tǒng)。本發(fā)明這樣在車輪里面提供機(jī)械制動系統(tǒng)，該制動系統(tǒng)可以容易地連接到車輪附接到的車輛的一個或多個制動索或類似物上。優(yōu)選地，索或桿的位移將制動系統(tǒng)設(shè)置在駐車模式中。在一種實(shí)施方式中，所述殼體包括用于管道或管路的通道，該管道或管路包含制動流體并從所述車輪外面連接到所述制動系統(tǒng)，其中在管道或管路中的所述制動流體的壓力改變作動所述制動系統(tǒng)。車輪這樣可以容易地連接到車輪附接到的車輛的一個或多個液壓制動管路或類似物上。優(yōu)選地，車輪連接到機(jī)械制動索或桿上，以及液壓制動管路上。在一種實(shí)施方式中，殼體包括凹進(jìn)表面，其在所述第一側(cè)處端部開口，其中優(yōu)選地，所述表面距所述第一側(cè)最遠(yuǎn)的點(diǎn)和所述第一側(cè)之間沿著旋轉(zhuǎn)軸線的距離大于或等于車輪沿著所述旋轉(zhuǎn)軸線的寬度的四分之一，優(yōu)選地大于或等于其三分之一。這樣，足夠的空間提供在車輪內(nèi)，用于容納來自車輛的突起，例如現(xiàn)有的車輪安裝元件，從而使得當(dāng)將車輪安裝到車輛上時，這些突起不必改變。在一種實(shí)施方式中，所述殼體沿著所述車輪的寬度沿著旋轉(zhuǎn)軸線延伸所述寬度的至少一半，優(yōu)選地是所述寬度的四分之三。殼體這樣為定子提供有效的支撐。在一種實(shí)施方式中，在所述第一側(cè)在所述殼體內(nèi)的車輪的基本所有部件相對于所述殼體旋轉(zhuǎn)固定。殼體可以這樣在沒有殼體內(nèi)的軸承的情形下構(gòu)建。而且，將車輪內(nèi)的任何軸承設(shè)置在殼體外面，允許容易地維護(hù)、替換和/或檢查軸承，而無需打開殼體。
在一種實(shí)施方式中，所述殼體還包括適于冷卻電動機(jī)、控制電子裝置和/或制動系統(tǒng)中任何一個的冷卻系統(tǒng)。由于殼體緊密鄰接電動機(jī)的大部分和控制電子裝置，可以實(shí)現(xiàn)有效的冷卻。冷卻系統(tǒng)優(yōu)選地包括靠近定子和/或控制電子裝置的外表面的冷卻管道，并優(yōu)選地適用于冷卻流體的通過。在一種實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子包括用于在其上安裝輪胎的輪輞，以及輪板，所述輪板包括用于容納輪軸的輪轂，所述輪板還包括制動鼓，其中所述輪輞和輪板一起形成為一體或單件。通過作為單件地提供輪輞、輪板、輪轂和制動鼓，可以獲得堅固、輕量但簡單的結(jié)構(gòu)。在一種實(shí)施方式中，所述殼體包括基本中空主體，其具有圓周壁、基本開口的第一側(cè)和相對的基本封閉的第二側(cè)。中空主體優(yōu)選地具有圓柱體形狀。優(yōu)選地，冷卻系統(tǒng)也具有圓周壁和基本開口的第一側(cè)和相對的基本封閉的第二側(cè)，從而使 得殼體的中空主體和冷卻系統(tǒng)限定出中空部并在第一側(cè)端部開口。在優(yōu)選實(shí)施方式中，冷卻系統(tǒng)定尺寸為使得其圓周壁的外表面可以基本鄰接中空主體的圓周壁的內(nèi)表面設(shè)置。在一種實(shí)施方式中，所述殼體還包括附接適配器，其具有用于附接到車輛上的凸緣，和當(dāng)沿著旋轉(zhuǎn)軸線看時，與所述凸緣間隔開的基本封閉表面。當(dāng)附接適配器在中空主體的第一側(cè)處附接時，封閉表面基本封閉所述第一側(cè)進(jìn)而殼體的內(nèi)部。當(dāng)附接適配器安裝到已經(jīng)具有輪軸的車輛上時，該輪軸，或甚至車輛的任何其他部分，可以至少部分地突出到適配器的開口端內(nèi)。這樣當(dāng)通過根據(jù)本發(fā)明的車輪改進(jìn)車輛時，不必切除車輛的已有的輪軸。優(yōu)選地，可互換的附接適配器提供用于殼體，每個適配器適用于預(yù)定類型的車輛，例如具有不同類型的車輪殼體的車輛。在凸緣和適配器的基本封閉表面之間沿著旋轉(zhuǎn)軸線的距離可以在可互換的附接適配器之間改變，凸緣沿著旋轉(zhuǎn)軸線的寬度同樣如此。需要注意的是，這里所述的附接適配器的使用在根據(jù)本發(fā)明的電動車輪中也是有利的，其中省略了制動系統(tǒng)?；痉忾]表面優(yōu)選地基本垂直于旋轉(zhuǎn)軸線，且優(yōu)選地是圓盤形的。在一種實(shí)施方式中，所述凸緣具有大于或等于所述封閉表面的直徑的直徑。這樣，殼體也可以容易地安裝到凸緣上，且可以獲得適配器與車輛的堅固附接。在一種實(shí)施方式中，所述附接適配器基本成形為端部開口的平頂錐體或端部開口的平頂圓柱體。在一種實(shí)施方式中，所述附接適配器的基本封閉表面沿著旋轉(zhuǎn)軸線與所述凸緣間隔開所述車輪沿著所述旋轉(zhuǎn)軸線的寬度的至少五分之一的距離。根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供車輛，其具有根據(jù)本發(fā)明的車輪。根據(jù)第三方面，本發(fā)明提供用于將車輪附接到車輛上的方法，所述車輪包括殼體，其具有用于安裝到車輛上的第一側(cè)，電動機(jī)，其用于驅(qū)動所述車輛的運(yùn)動，所述電動機(jī)包括旋轉(zhuǎn)固定地連接到所述殼體上的定子和可旋轉(zhuǎn)地耦接到所述定子上并具有旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)子，所述定子設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子內(nèi)，所述車輪還包括適于接合轉(zhuǎn)子以制動所述轉(zhuǎn)子相對于所述定子的運(yùn)動的制動系統(tǒng)，其中所述殼體包括用于控制電動機(jī)的控制電子裝置，且其中當(dāng)沿著旋轉(zhuǎn)軸線看時，所述制動系統(tǒng)設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子和殼體之間，所述方法包括步驟從一系列具有不同尺寸的附接適配器中選擇附接適配器，將選擇的附接適配器安裝到所述殼體的第一側(cè)上，將選擇的附接適配器安裝到所述車輪上，其中所述附接適配器是基于車輛的具體制造商或型號而選擇的。
在一種實(shí)施方式中，所述一系列附接適配器的附接適配器每個具有用于附接到車輛上的凸緣，和基本封閉表面，其中所述凸緣具有基本類似的尺寸，而每個適配器的凸緣和封閉表面之間的距離在一系列適配器中是不同的。根據(jù)第四方面，本發(fā)明提供用于車輛的車輪，包括車輪里面的殼體，其具有用于安裝到車輛上的第一側(cè)，電動機(jī)，其用于驅(qū)動所述車輛的運(yùn)動，所述電動機(jī)包括旋轉(zhuǎn)固定地連接到所述殼體上的定子和可旋轉(zhuǎn)地耦接到所述定子上并具有旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)子，所述定子設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子里面，和適于接合轉(zhuǎn)子以制動所述轉(zhuǎn)子相對于定子的運(yùn)動的制動系統(tǒng)。在一種實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子包括用于在其上安裝輪胎的輪輞，以及輪板，所述輪板包括用于容納輪軸的輪轂，所述輪板還包括制動鼓，其中所述輪輞和輪板一起形成為一體和/·或單件?？傊?，本發(fā)明涉及用于車輛的車輪，包括車輪里面的殼體，其具有用于安裝到車輛上的第一側(cè)，電動機(jī)，其用于驅(qū)動所述車輛的運(yùn)動，所述電動機(jī)包括旋轉(zhuǎn)固定地連接到所述殼體上的定子和可旋轉(zhuǎn)地耦接到所述定子上并具有旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)子，所述定子設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子里面，和制動鼓，其與轉(zhuǎn)子形成整件的裝置。本發(fā)明還涉及這樣的車輪，其包括位于車輪里面的制動系統(tǒng)，還具有輪輞系統(tǒng)，其中該輪輞與所述轉(zhuǎn)子和制動系統(tǒng)的制動鼓形成整件，也即形成一個整件的裝置。在優(yōu)選實(shí)施方式中，制動系統(tǒng)位于殼體上與所述第一側(cè)相對的一側(cè)上。本發(fā)明還涉及具有根據(jù)本發(fā)明的車輪的車輛，和用于將這樣的車輪安裝到車輛上的方法和適配器板。只要可能，在說明書中所述和所示的不同方面和特征可以單獨(dú)地采用。這些單獨(dú)的方面，尤其是在所附的從屬權(quán)利要求中所述的方面和特征，可以作為分案專利申請的主題。


本發(fā)明將基于附圖所示的示例的實(shí)施方式而進(jìn)行說明，其中圖IA和IB分別表示根據(jù)本發(fā)明的車輪的分解圖和剖視分解圖，圖2A和2B表示根據(jù)本發(fā)明的殼體的等軸測后視圖和等軸測前視圖，圖3表示根據(jù)本發(fā)明的車輪的轉(zhuǎn)子的一部分的剖視圖，圖4表示根據(jù)本發(fā)明的車輪的附接適配器的剖視側(cè)視5表示根據(jù)本發(fā)明的車輪的剖視圖。
具體實(shí)施例方式圖IA和IB分別表示根據(jù)本發(fā)明的車輪I的分解圖及其剖視圖。車輪I包括附接適配器或適配器板10，和中空主體40，當(dāng)與冷卻系統(tǒng)30組裝在一起時，其形成殼體。適配器板10包括在殼體的第一側(cè)11處的凸緣12，用于將車輪安裝到車輛上?？蛇x地，適配器板10可以省略，而殼體30、40可以通過第一側(cè)31直接安裝到車輛上。車輪I包括電動機(jī)，該電動機(jī)包括定子50和轉(zhuǎn)子60，該定子旋轉(zhuǎn)固定地連接到殼體30、40上，該轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地耦接到所述定子上，并具有旋轉(zhuǎn)軸線R。定子50包括多個導(dǎo)電材料的定子線圈，其如本領(lǐng)域已知地那樣形成一個或多個電磁體。轉(zhuǎn)子60包括永磁體62 (參見圖1B)，其設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸線R周圍并靠近輪輞63的內(nèi)圓周表面，該輪輞具有用于在其上安裝輪胎的外圓周表面。永磁體通過機(jī)械鎖定環(huán)61在輪輞63中保持在位。轉(zhuǎn)子還包括輪板64、輪輞環(huán)65和輪蓋66。機(jī)械鎖定環(huán)61、永磁體62、輪輞63、輪板64、輪輞環(huán)65和輪蓋66都相對于彼此旋轉(zhuǎn)固定，且永磁體62、輪輞63、輪板64、軸承支撐67和制動鼓68 (也稱為制動輪輞)一起形成單件結(jié)構(gòu)。在殼體30、40內(nèi)，車輪I包括用于控制電動機(jī)的控制電子裝置20，從而使得定子50中的電磁體可以提供電磁場，為轉(zhuǎn)子的永磁體62繞著旋轉(zhuǎn)軸線R相對于殼體30、40提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。控制電子裝置包括一個或多個IGBT電流模塊21和電流調(diào)節(jié)器22。殼體包括外部中空主體40和內(nèi)部中空主體30，后者形成殼體的冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)30包括用于冷卻流體(例如水)流動的凹槽32，以冷卻控制電子裝置20和定子50。殼體中空主體40和殼體的冷卻系統(tǒng)30都包括中空的圓柱體，每個在車輪第一側(cè)處具有開口端，在它們各自的相對側(cè)處具有基本封閉端34、35，其中冷卻系統(tǒng)30適于基本配合地插入在中空主體40中。在組裝狀態(tài)，冷卻系統(tǒng)30的外表面33基本鄰接殼體40的內(nèi)表面43，該內(nèi)表面具有相應(yīng)的凹槽42。結(jié)果，冷卻流體可以傳送通過殼體30、40，并靠近中空主體40的圓周壁的外表面44·和封閉端45,以冷卻定子50的電磁體,并靠近冷卻系統(tǒng)30的內(nèi)表面36,特別是封閉端35的內(nèi)表面，以冷卻控制電子裝置20。殼體的中空主體40和冷卻系統(tǒng)30都具有匹配的通孔37a、37b、37c，47a、47b、47b，電源線(未示出)可通過這些通孔從控制電子裝置20引導(dǎo)到定子50的電磁體。殼體具有軸48，其與車輪的第一側(cè)11間隔開，并從殼體的中空主體40的封閉端突出。軸48為轉(zhuǎn)子60提供軸承支撐，轉(zhuǎn)子通過軸承(未示出)可旋轉(zhuǎn)地連接到該軸上，沿著旋轉(zhuǎn)軸線看，該軸48具有小于四分之一車輪寬度的長度。由于軸相對較短，也即其沒有沿著旋轉(zhuǎn)軸線R的方向沿著車輪的基本整個寬度延伸，更多的空間可在中空主體40內(nèi)獲得，用于控制電子裝置20和冷卻系統(tǒng)30。當(dāng)組裝時，適配器板10、殼體的中空主體40和冷卻系統(tǒng)30可以通過延伸通過螺栓孔80、81和82的上緊螺栓而夾緊在一起，所述螺栓孔分別位于適配器板10的凸緣12處、冷卻系統(tǒng)30和中空主體40的開口端處的邊緣。圖2A和2B更詳細(xì)地表示根據(jù)本發(fā)明的殼體的中空主體40和車輪的制動系統(tǒng)。圖2A表示殼體的中空主體40的等軸測視圖，其中殼體的內(nèi)表面可以更清楚地看到。圓周內(nèi)表面43具有凹槽42，當(dāng)車輪I處于組裝狀態(tài)時，其與在冷卻系統(tǒng)30的圓周外表面33中相應(yīng)的凹槽32 —起形成管道。凹槽42在中空主體40的開口端附近具有起始點(diǎn)42a，同樣地，在中空主體40的開口端附近具有終止點(diǎn)42b。凹槽42跟隨著基本直接的路徑，其從起始點(diǎn)42a開始，經(jīng)過圓周內(nèi)表面43，朝著封閉端45的向內(nèi)面向側(cè)，并波浪形地從封閉端經(jīng)過圓周內(nèi)表面43回到終止點(diǎn)42b。流動通過圓周壁中的凹槽32、42的冷卻流體冷卻所述壁32,44,并依次有助于冷卻電動機(jī)的定子線圈。流動通過封閉端35、45中的凹槽的冷卻流體有助于冷卻控制電子裝置20。圖2B更清楚地表示在中空主體40的基本封閉端45中的通孔47a、47b、47c。這些通孔適于從殼體30、40里面的控制電子裝置20到殼體30、40的外面地穿過電源線和/或控制線，以與定子50的電氣線圈連接。當(dāng)殼體的中空主體40和冷卻系統(tǒng)30、控制電子裝置20已經(jīng)組裝時，定子50可以這樣方便地傳導(dǎo)地連接到控制電子裝置20。如在圖IA中可看到的,冷卻系統(tǒng)30包括相應(yīng)的通孔。殼體的 中空主體40包括兩個其他通孔49a、49b，其從殼體的第一側(cè)延伸到殼體的基本封閉的相對端45，并允許通過用于連接制動缸的液壓制動管，和分別用于連接制動蹄的制動索。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的車輪安裝到現(xiàn)有的車輛上時，已經(jīng)出現(xiàn)在車輛中的制動管和索可以這樣容易地附接到車輪上，以為車輛提供機(jī)械制動能力，也即不依賴于電子組件的功能的制動系統(tǒng)。如圖IA所示，冷卻系統(tǒng)30具有相應(yīng)的通孔39a、39b，從而使得電源線、一個或多個液壓制動管和/或制動索可以從殼體內(nèi)延伸到殼體外面。圖2B還更詳細(xì)地表示制動系統(tǒng)70。該車輪的制動系統(tǒng)是機(jī)械制動系統(tǒng),其中示出了其制動蹄71a，71b和液壓制動缸72。當(dāng)制動缸72伸展時，制動蹄71a、71b接合轉(zhuǎn)子的制動鼓(未示出)。制動缸72旋轉(zhuǎn)固定地附接到殼體的中空主體40上，并可以采用液壓管以已知的方式運(yùn)行。此外，盡管未示出，制動系統(tǒng)還可以包括用于放置和/或鎖定制動蹄71a、71b在位的駐車制動杠桿，其中它們接合駐車鼓，優(yōu)選地是獨(dú)立于制動缸72。當(dāng)沿著旋轉(zhuǎn)軸線R方向看時，制動系統(tǒng)70包括在車輪內(nèi)，并設(shè)置在轉(zhuǎn)子60、尤其是其輪板64和殼體30,40之間。制動系統(tǒng)70、從而車輪I可以安裝在相對于車輛的任何地方，而基本獨(dú)立于任何已有的車輛輪軸、例如車輛的前或后輪軸的位置和/或尺寸。在正常情況下，車輛的制動將通過采用車輪的電動機(jī)以反旋轉(zhuǎn)作用而電氣地進(jìn)行，更好地已知為再生制動，在該過程中，制動蹄不與鼓接合。然而，在罕見情況下，當(dāng)機(jī)械制動系統(tǒng)作動，同時轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，制動蹄71a、71b接合鼓，摩擦引起制動蹄71a、71b和/或鼓的磨損顆粒脫落。當(dāng)存在于相互運(yùn)動的表面之間時，例如當(dāng)存在于殼體的中空主體40的軸48和轉(zhuǎn)子50之間的軸承中時，這些磨損顆?？梢該p壞車輪。為了防止其發(fā)生，根據(jù)本發(fā)明，六個永磁體73安裝在殼體的封閉端45的向外面向的表面上，靠近在制動蹄71a、71b和制動鼓之間的接合點(diǎn)的位置處。在所示的實(shí)施方式中，這些永磁體靠近鼓的內(nèi)邊緣(未示出)設(shè)置。適于接合鼓的制動蹄71a、71b的部分包括鐵磁材料，其足以吸引到永磁體73上，從而使得在制動過程中形成的磨損顆粒基本上收集在這些磁體73處。圖3表示根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子60的部分的剖視圖。轉(zhuǎn)子包括用于在其上安裝輪胎的輪輞63，和圓盤形輪板64，其至少部分地封閉轉(zhuǎn)子面向遠(yuǎn)離殼體第一側(cè)的一側(cè)。轉(zhuǎn)子60還包括幾個永磁體62，其通過機(jī)械鎖定環(huán)61旋轉(zhuǎn)固定連接地保持在輪輞63上。永磁體62適于為轉(zhuǎn)子60提供相對于定子的旋轉(zhuǎn)力，以在定子50的電磁體作動時驅(qū)動車輛的運(yùn)動。輪板64包括輪轂67，其具有軸承(未示出)，以將轉(zhuǎn)子連接到殼體的軸48上。輪板64包括鼓68，其包括金屬材料，沿著旋轉(zhuǎn)軸線延伸，并當(dāng)制動系統(tǒng)作動時，適于與制動系統(tǒng)的制動蹄71a、71b接合。輪輞63、輪板64、輪轂67和鼓68 —起形成一體，這樣形成車輪的單個組件，該組件可以容易地安裝到車輪的殼體30、40上，并提供了到轉(zhuǎn)子60上的結(jié)構(gòu)整體性。圖4表示根據(jù)本發(fā)明的車輪的附接適配器10的剖視側(cè)視圖。該適配器10包括用于附接到車輛上的凸緣12，和與其背向的基本封閉表面13。在封閉表面13的相對側(cè)上，適配器限定出中空的空間14，現(xiàn)有的輪軸或車輛的其他突起可以至少部分地容納在其中。距離d是在基本封閉表面13和凸緣12之間的距離。優(yōu)選地，可提供具有不同距離d的幾個適配器，從而使得當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的車輪安裝到車輛上時，可以選擇具有適合于所述車輛的距離d的板。該合適的距離典型地是允許車輪安裝到車輛上的最小的距離。在優(yōu)選實(shí)施方式中，控制電子裝置20在殼體內(nèi)安裝在基本靠近冷卻系統(tǒng)30處。然而可選地，控制電子裝置可以安裝在附接適配器的基本封閉表面上。圖5表示根據(jù)本發(fā)明的車輪在組裝狀態(tài)下的剖視圖?？梢钥吹?，車輪的所有部件基本上都位于通過輪輞63橫跨的容積中。換句話說，車輪基本沒有部件通過所述第一側(cè)或通過車輪的輪板而突出到所述車輪的外面。車輪的適配器板10可以用其第一側(cè)安裝到車輛上，允許來自車輛的任何已有的突起至多突出距離d而突出到車輪I內(nèi)。控制電子裝置20安裝到殼體的冷卻單元30上，該殼體還包括中空主體40。定子50，其包括電磁體51，通過殼體支撐并基本包圍其。定子50通過氣隙90與轉(zhuǎn)子間隔開。轉(zhuǎn)子，其包括輪輞63、輪板64、輪轂67和通過機(jī)械鎖定環(huán) 61保持在位的永磁體62，通過其輪轂67支撐在殼體的軸48上。輪板64包括鼓68，當(dāng)制動系統(tǒng)作動時，其用于與制動蹄接合。轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)具體表現(xiàn)為單件結(jié)構(gòu)里面的幾個功能。轉(zhuǎn)子為機(jī)械制動系統(tǒng)提供了接合表面，支撐輪胎并適于支承車輛的至少部分重量。同時，轉(zhuǎn)子形成車輪的輪內(nèi)電動機(jī)的一部分，其保持車輛推進(jìn)所需的永磁體。最后，轉(zhuǎn)子包括用于安裝輪胎的輪輞。具有該組合功能的轉(zhuǎn)子顯著輕于單獨(dú)組件重量的總和，從而當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的一個或多個車輪安裝到車輛上時，顯著地減小車輛未支撐在彈簧上的重量，這在相對較小的車輛、例如小汽車中的車輛懸掛系統(tǒng)中尤其有利。需要理解的是，上面的說明包括用于示例優(yōu)選實(shí)施方式的運(yùn)行而不旨在限定本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員從上面的討論可以顯而易見地獲得許多變形，它們將包含在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于車輛的車輪，包括位于車輪里面的 殼體，其具有用于安裝到車輛上的第一側(cè)， 電動機(jī)，其用于驅(qū)動所述車輛的運(yùn)動，所述電動機(jī)包括旋轉(zhuǎn)固定地連接到所述殼體上的定子和可旋轉(zhuǎn)地耦接到所述定子上并具有旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)子，所述定子設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子里面，和 適于接合轉(zhuǎn)子以制動所述轉(zhuǎn)子相對于定子的運(yùn)動的制動系統(tǒng)， 其特征在干所述殼體包括旋轉(zhuǎn)固定地附接到所述殼體上并與旋轉(zhuǎn)軸線同軸地從所述殼體突出的軸，其中當(dāng)沿著旋轉(zhuǎn)軸線看時，所述軸與所述第一側(cè)間隔開， 其中所述轉(zhuǎn)子包括用于在其上安裝輪胎的輪輞，以及輪板，所述輪板包括用于容納所述軸的輪轂，所述輪板還包括所述制動鼓，其中所述輪輞、輪板和鼓作為一體和/或單件附接在一起， 其中所述制動系統(tǒng)包括適于作動所述制動系統(tǒng)與所述鼓的接合的作動器，和 其中所述殼體包括用于控制所述電動機(jī)的控制電子裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輪，其特征在于，所述控制電子裝置包括電子裝置，優(yōu)選地是IGBT電流模塊和電流調(diào)節(jié)器，用于控制電動機(jī)和為電動機(jī)提供電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輪，其特征在于，所述車輪是直接驅(qū)動車輪。
4.根據(jù)在前任ー權(quán)利要求所述的車輪，其特征在干，所述制動系統(tǒng)安裝在殼體與所述第一側(cè)相對的ー側(cè)上。
5.根據(jù)在前任ー權(quán)利要求所述的車輪，其特征在干，當(dāng)沿著旋轉(zhuǎn)軸線看時，所述制動系統(tǒng)設(shè)置在轉(zhuǎn)子和殼體之間。
6.根據(jù)在前任ー權(quán)利要求所述的車輪，其特征在于，所述制動系統(tǒng)包括用干與在轉(zhuǎn)子上的第二接合表面制動接合的第一接合表面，其中所述車輪還包括適于收集制動磨損顆粒的收集裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輪，其特征在干，所述收集裝置位于靠近所述第一接合表面和第二接合表面的接合點(diǎn)處，優(yōu)選地在距其3cm的距離內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的車輪，其特征在于，所述車輪還包括車輪軸承，其中所述收集裝置適于收集在與所述車輪軸承間隔開的位置處的制動磨損顆粒。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的車輪，其特征在于，所述第一和/或第二接合表面包括金屬，且其中所述收集裝置包括位于靠近所述接合點(diǎn)處的磁體。
10.根據(jù)在前任ー權(quán)利要求所述的車輪，其特征在于，所述制動系統(tǒng)設(shè)置為與所述第一側(cè)間隔開。
11.根據(jù)在前任ー權(quán)利要求所述的車輪，其特征在于，所述定子設(shè)置在殼體的周圍。
12.根據(jù)在前任ー權(quán)利要求所述的車輪，其特征在于，所述定子包括一個或多個電磁體，且其中所述轉(zhuǎn)子包括放置在一個或多個電磁體周圍的永磁體。
13.根據(jù)在前任ー權(quán)利要求所述的車輪,其特征在于，當(dāng)沿著旋轉(zhuǎn)軸線看時，所述電動機(jī)完全設(shè)置在輪輞的第一側(cè)和輪輞的相対的第二側(cè)之間。
14.根據(jù)在前任ー權(quán)利要求所述的車輪，其特征在于，所述制動系統(tǒng)包括鼓式制動系統(tǒng)。
15.根據(jù)在前任ー權(quán)利要求所述的車輪，其特征在于，所述殼體包括用于從所述車輪外面連接到制動系統(tǒng)的索或桿的通道，其中索或桿相對于制動系統(tǒng)的位移作動所述制動系統(tǒng)。
16.根據(jù)在前任ー權(quán)利要求所述的車輪，其特征在于，所述殼體包括用于管道的通道，該管道包含制動流體并從所述車輪外面連接到所述制動系統(tǒng)，其中在管道中的所述制動流體的壓カ改變作動所述制動系統(tǒng)。
17.根據(jù)在前任ー權(quán)利要求所述的車輪，其特征在于，所述殼體沿著所述車輪的寬度沿著旋轉(zhuǎn)軸線延伸所述寬度的至少一半，優(yōu)選地是所述寬度的四分之三。
18.根據(jù)在前任ー權(quán)利要求所述的車輪，其特征在于，在所述第一側(cè)在所述殼體內(nèi)的車輪的基本所有部件相對于所述殼體旋轉(zhuǎn)固定。
19.根據(jù)在前任ー權(quán)利要求所述的車輪，其特征在干，所述殼體還包括適于冷卻電動機(jī)、控制電子裝置和/或制動系統(tǒng)中任何ー個的冷卻系統(tǒng)。
20.根據(jù)在前任ー權(quán)利要求所述的車輪，其特征在于，所述殼體包括基本中空主體，其具有圓周壁、基本開ロ的第一側(cè)和相対的基本封閉的第二側(cè)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的車輪，其特征在于，所述殼體還包括附接適配器，其具有用于附接到車輛上的凸緣，和當(dāng)沿著旋轉(zhuǎn)軸線看時，與所述凸緣間隔開的基本封閉表面。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的車輪，其特征在于，所述凸緣具有大于或等于所述封閉表面的直徑的直徑。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的車輪，其特征在于，所述附接適配器基本成形為端部開ロ的平頂錐體或端部開ロ的平頂圓柱體。
24.根據(jù)權(quán)利要求21、22或23所述的車輪，其特征在于，所述附接適配器的基本封閉表面沿著旋轉(zhuǎn)軸線與所述凸緣間隔開所述車輪沿著所述旋轉(zhuǎn)軸線的寬度的至少五分之一的距離。
25.車輛，其特征在于其包括根據(jù)在前任ー權(quán)利要求所述的車輪。
26.用于將車輪附接到車輛上的方法，所述車輪包括殼體，其具有用于安裝到車輛上的第一側(cè)，電動機(jī)，其用于驅(qū)動所述車輛的運(yùn)動，所述電動機(jī)包括旋轉(zhuǎn)固定地連接到所述殼體上的定子和可旋轉(zhuǎn)地耦接到所述定子上并具有旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)子，所述定子設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子內(nèi)，所述車輪還包括適于接合轉(zhuǎn)子以制動所述轉(zhuǎn)子相對于所述定子的運(yùn)動的制動系統(tǒng)，其中所述殼體包括用于控制電動機(jī)的控制電子裝置，且其中當(dāng)沿著旋轉(zhuǎn)軸線看時，所述制動系統(tǒng)設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子和殼體之間，所述方法包括步驟 從ー系列具有不同尺寸的附接適配器中選擇附接適配器， 將選擇的附接適配器安裝到所述殼體的第一側(cè)上， 將選擇的附接適配器安裝到所述車輪上， 其中所述附接適配器是基于車輛的具體制造商或型號而選擇的。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中一系列附接適配器的附接適配器每個具有用于附接到車輛上的凸緣，和基本封閉表面，其中所述凸緣具有基本類似的尺寸，而每個適配器的凸緣和封閉表面之間的距離在一系列適配器中是不同的。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于車輛的車輪，包括位于車輪里面的殼體，其具有用于安裝到車輛上的第一側(cè)，電動機(jī)，其用于驅(qū)動所述車輛的運(yùn)動，所述電動機(jī)包括旋轉(zhuǎn)固定地連接到所述殼體上的定子和可旋轉(zhuǎn)地耦接到所述定子上并具有旋轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)子，所述定子設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子里面，和與轉(zhuǎn)子形成整件裝置的制動鼓。本發(fā)明還涉及具有這樣的車輪的車輛，和適于將這樣的車輪安裝到車輛上的方法和適配器板，和這樣的車輪，其具有輪輞系統(tǒng)，其中所述輪輞形成與所述轉(zhuǎn)子和制動系統(tǒng)的制動鼓的集成部件，也即形成一個整件的裝置。
文檔編號B60K7/00GK102951010SQ20121028847
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者A·J·海嫩, 蒂莫西·塞溫特 申請人:電子牽引歐洲有限公司