Обод с двойной шиной
Изобретение относится к транспортным средствам и касается узла привода для встроенного в колесо мотора. Встроенный в колесо мотор имеет ротор, который имеет ось вращения, периферийную внешнюю поверхность и поперечную поверхность на стороне, обращенной к дороге. Узел привода снабжен узлом, выполненным с возможностью поддержки двух шин, и содержит круговую первую часть (210) и круговую вторую часть (250). Каждая часть снабжена участком обода для поддержки соответствующей шины из упомянутых двух шин. Первая часть и вторая часть выполнены с возможностью установки на поперечной поверхности ротора на стороне, обращенной к дороге, и являются снимаемыми с ротора с упомянутой поперечной поверхности на стороне, обращенной к дороге, и при этом вторая часть является снимаемой с ротора независимо от упомянутой первой части. Технический результат - возможность более легкого присоединения и снятия одной шины с конструкции обода с двойной шиной. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к узлу обода для встроенного в колесо мотора (мотор-колесо), причем этот встроенный в колесо мотор имеет ротор с периферийной внешней поверхностью и поперечной поверхностью на стороне, обращенной к дороге, при этом узел обода выполнен с возможностью поддержки двух шин и дополнительно выполнен с возможностью поддержания посредством периферийной внешней поверхности упомянутого ротора.
Узел привода для колеса транспортного средства, такого как легковой автомобиль или грузовик с электроприводом, может содержать встроенный в колесо электромотор с ротором и статором, причем оба выполнены с возможностью размещения по меньшей мере частично в колесе, ротор снабжается множеством магнитов на или рядом со своей внутренней окружностью, а статор размещается внутри ротора и содержит электромагниты на или рядом со своей внешней окружностью. Так как площадь переноса потока электромагнитов увеличивается с поверхностью статора, которая покрыта электромагнитами, является предпочтительным проектировать электромотор так, что площадь статора, которая покрыта электромагнитами, максимизируется. Это по меньшей мере частично может быть достигнуто посредством размещения электромагнитов близко к постоянным магнитам ротора, предпочтительно лишь с небольшим зазором между электромагнитами статора и противоположными магнитами ротора.
Когда такой узел привода должен быть установлен в транспортном средстве, например, легковом или грузовом автомобиле, является особенно полезным, если электромотор является электромотором с непосредственным приводом, т.е., мотор, в котором электромагниты непосредственно приводят во вращение ротор вокруг статора. Это предоставляет возможность проектирования узла привода и/или транспортного средства, на которое он устанавливается, без промежуточных передач, тяжелых осей трансмиссии или т.п., таким образом, экономя вес и пространство, в то же время минимизируя число подвижных механических частей в узле привода.
Предпочтительно, электронные схемы управления предусматриваются в статоре, причем упомянутые электронные схемы управления адаптированы для преобразования электрической энергии из системы электропитания транспортного средства, например, аккумуляторной батареи и/или электрогенератора, в форму, подходящую для использования электромотором. Электронные схемы управления типично содержат силовые электронные схемы, например, IGBT-токовые модули и регулятор тока, такой как описанный в документе EP 1252034. С помощью электронных схем управления для регулирования тока и/или напряжения, прикладываемых к электромотору, электромотор может работать с желаемым крутящим моментом и/или скоростью вращения. Кроме того, длина электрических шин и/или силовых линий, которые проходят от электронных схем управления к электромагнитам, может оставаться короткой, что является очень желательным в виду электрического тока и напряжения, как правило, требуемых для работы такого электромотора, которые соответственно типично равны по меньшей мере 25 А и по меньшей мере 200 В.
Для того, чтобы охлаждать электромотор и/или электронные схемы управления, узел привода предпочтительно снабжается системой охлаждения, выполненной с возможностью переноса тепловой энергии от узла привода. Такая система охлаждения может содержать один или более каналов охлаждения рядом с внешней поверхностью статора и/или электронными схемами управления, по которым жидкий хладагент может протекать в и из узла привода.
Узел привода предпочтительно осуществляется как по существу автономный модуль, без каких-либо движущихся частей транспортного средства, присоединенных к и/или протягивающихся внутрь ротора. Внутреннее пространство, определенное ротором, предпочтительно является по существу замкнутым, чтобы предотвращать проникновение посторонних частиц, таких как пыль и/или частицы продуктов износа, высвобождаемые тормозной системой транспортного средства и/или дорогой, в упомянутое внутреннее пространство.
Узел привода может быть присоединен только одной стороной к транспортному средству, например, своей стороной, обращенной к транспортному средству, в то время как противоположная сторона располагается на расстоянии от транспортного средства. В данном документе сторона узла привода или его компонента, обращенная к транспортному средству, определяется как такая сторона узла привода или его компонента, которая, когда узел привода установлен на транспортное средство, обращена по направлению к транспортному средству. Сторона узла привода или его компонента, обращенная к дороге, в данном документе определяется как его сторона, которая размещается напротив его стороны, обращенной к транспортному средству, вдоль оси вращения ротора.
Обод может быть присоединен к ротору для установки шины на него. Предпочтительно, внешняя поверхность ротора и внутренняя поверхность обода выполнены с возможностью предоставления возможности ободу скользить поверх внешней поверхности ротора, так что обод поддерживается посредством нее. С этой целью по меньшей мере фрагмент внешней поверхности ротора, на которой обод должен поддерживаться, является по существу цилиндрическим.
Уровень техники
Из документа WO 2013/025096 известен узел привода для транспортного средства, причем этот узел снабжается колесом, содержащим: корпус, который протягивается по меньшей мере частично в колесе и имеет первую сторону для установки на транспортное средство; электромотор для приводящего движения упомянутого транспортного средства, причем электромотор содержит статор, который присоединяется неподвижно для вращения к упомянутому корпусу, и ротор, который соединяется с возможностью вращения со статором и имеет ось вращения, при этом статор окружен ротором.
Документ US 6,006,870 описывает компоновку дискового тормоза для отдельного привода колеса с установленной сзади планетарной передачей для моторных транспортных средств. Входная мощность, предоставляемая посредством двух пусковых двигателей, таких как два электромотора, которые лежат снаружи ступицы колеса для привода колеса, объединяется, чтобы приводить в движение узел цилиндрического прямозубого зубчатого колеса, который соединяется валом с солнечным зубчатым колесом планетарной передачи. Водило планетарной передачи приводит в движение два вместе соединенных участка обода, которые поддерживаются на внешней круговой поверхности ступицы колеса, причем каждый из участков обода поддерживает шину.
Документ US 5,083,597 описывает конструкцию узла двойного обода, в которой разделяющий цилиндрический разделитель с клиновидными кромками или круглые клиновидные поддерживающие кольца предусматриваются для того, чтобы обеспечивать поперечную устойчивость и поддержку для внутреннего и внешнего узлов обода конструкции. Когда поперечное усилие прикладывается, клинья разделителя подгоняются в зацепление с соответствующими наклонными поверхностями водоотводящих лент, тем самым, поддерживая внутренний и внешний узлы обода. Недостатком этой двойной конструкции узла обода является то, что снятие одной шины с конструкции является сложной и занимающей время задачей.
Задачей настоящего изобретения является предоставление узла обода с двойной шиной, который предоставляет возможность более легкого присоединения и снятия одной шины с конструкции обода с двойной шиной.
Дополнительной задачей настоящего изобретения является предоставление узла обода с двойной шиной для встроенного в колесо мотора, причем этот встроенный в колесо мотор имеет ротор, причем узел обода гасит распространение радиальных ударных усилий на ротор.
Сущность изобретения
Для этого, согласно первому аспекту, настоящее изобретение предоставляет узел привода для транспортного средства, узел привода содержит встроенный в колесо электромотор со статором и с ротором, который имеет периферийную внешнюю поверхность и поперечную поверхность на стороне, обращенной к дороге, ротор снабжается множеством электромагнитов на или рядом со своей внутренней окружностью, при этом ротор имеет ось вращения, периферийную внешнюю поверхность и поперечную поверхность на стороне, обращенной к дороге, при этом статор размещается внутри ротора и содержит электромагниты на или рядом со своей внешней окружностью, при этом статор и ротор, оба размещаются по меньшей мере частично внутри колеса; узел привода дополнительно содержит узел обода, выполненный с возможностью поддержки двух шин, и содержит круговую первую часть и круговую вторую часть, каждая часть снабжается участком обода для поддержки соответствующей шины из упомянутых двух шин, при этом первая часть и вторая часть, обе выполнены с возможностью установки на ротор со стороны или на поперечной поверхности на стороне ротора, обращенной к дороге, и являются съемными с ротора с упомянутой поперечной поверхности на стороне, обращенной к дороге, при этом вторая часть является съемной с ротора независимо от первой части.
Первая и вторая часть могут быть установлены на ротор со стороны поперечной поверхности на стороне, обращенной к дороге, посредством размещения сначала первой части вокруг периферийной внешней поверхности со стороны поперечной поверхности на стороне, обращенной к дороге, и последующего размещения второй части вокруг периферийной внешней окружности со стороны упомянутой поперечной поверхности на стороне, обращенной к дороге, после чего позиция первой и второй части относительно поперечной поверхности на стороне ротора, обращенной к дороге, фиксируется, например, посредством привинчивания первой и второй части на месте на упомянутой поперечной поверхности на стороне, обращенной к дороге.
Чтобы облегчать установку первой части и второй части вокруг периферийной внешней поверхности ротора, первая и вторая часть предпочтительно приспособлены, чтобы избегать прижима вплотную к периферийной поверхности ротора. Это может быть обеспечено, например, посредством предоставления первой и второй частей, так что их соответствующие внутренние круговые поверхности имеют больший диаметр по сравнению с диаметром периферийной внешней поверхности ротора. Когда установлены, первая часть и вторая часть являются предпочтительно расположенными радиально на расстоянии друг от друга и от периферийной поверхности ротора, так что первая и вторая часть по существу поддерживаются только на поперечной поверхности на стороне ротора, обращенной к дороге. Этот способ установки первой и второй части, т.е., без радиальной поддержки первой или второй части на роторе, уменьшает распространение радиально направленного удара от шин к ротору и каким-либо магнитам, которые могут присутствовать в роторе.
После того как первая и вторая части были установлены на ободе, вторая часть может быть снята с обода независимо от первой части, т.е., в то время как осевая позиция первой части относительно ротора остается по существу постоянной, посредством освобождения второй части от поперечной поверхности на стороне, обращенной к дороге, например, посредством удаления каких-либо болтов или т.п., которые прикрепляют вторую часть к ободу и/или к первой части, и затем перемещения второй части в осевом направлении от первой части и поперечной поверхности на стороне ротора, обращенной к дороге. Это предоставляет возможность легкой замены второй части, в частности, предоставляет возможность отсоединения и снятия второй части с ротора как единого блока с шиной, которая удерживается посредством участка обода второй части, без спускания шины. Аналогично, первая часть может быть установлена на роторе, в то время как накачанная шина удерживается посредством участка обода первой части. Таким образом, помимо установки первой и/или второй части на роторе и фиксации их позиции на роторе, дополнительное действие по существу не требуется, прежде чем обод с двойной шиной будет готов для использования.
В варианте осуществления первая и вторая части конфигурируются так, что, когда установлены на роторе, длина первой части вдоль оси вращения больше суммы длины первого участка обода вдоль оси вращения и длины второй части вдоль оси вращения. Это предоставляет возможность участкам обода первой и второй частей размещаться по существу на одной и той же стороне поперечной поверхности на стороне, обращенной к дороге, т.е. по существу на одной и той же стороне плоскости, которая протягивается через поперечную поверхность на стороне, обращенной к дороге.
В варианте осуществления первая и вторая части конфигурируются так, что, когда установлены, вторая часть перекрывает первую часть по меньшей мере на 80%, предпочтительно 100% длины второй части вдоль оси вращения.
В варианте осуществления участки обода для первой и второй частей, каждый, определяют продольную ось, при этом упомянутая первая и вторая части, каждая, содержат по существу плоский участок присоединения для установки упомянутой части на ротор на поперечной поверхности на стороне, обращенной к дороге. Когда установлен, участок присоединения первой части может упираться в поперечную поверхность на стороне ротора, обращенной к дороге, на одной стороне, и может упираться в участок присоединения второй части на противоположной стороне, например, так, что, когда две части закрепляются на поперечной поверхности на стороне, обращенной к дороге, участок присоединения первой части по меньшей мере частично зажимается между поперечной поверхностью на стороне ротора, обращенной к дороге, и участком присоединения второй части. Это может, например, быть случай, когда плоский участок присоединения первой и/или второй части протягиваются параллельно друг другу, когда установлены на поперечной поверхности на стороне ротора, обращенной к дороге, предпочтительно, когда участки присоединения первой и второй части протягиваются по существу перпендикулярно продольной оси упомянутой части.
В варианте осуществления первая и вторая части, каждая, дополнительно содержат участок перемычки, который соединяет участок обода с участком присоединения и протягивается по меньшей мере частично вдоль продольной оси. По меньшей мере существенная часть каждого участка перемычки, таким образом, протягивается по существу в отличном направлении по сравнению с участком присоединения, участок перемычки перекрывает угол между участком присоединения и участком обода каждой части и формирует соединение между ними. Для этого, участок перемычки предпочтительно содержит изогнутый или угловой фрагмент в точке, где он соединяется с плоским участком присоединения.
Когда первая и вторая части устанавливаются на роторе, участки перемычек первой и второй частей предпочтительно протягиваются полностью на одной стороне параллельной плоскости и через участок присоединения второй части. Участки перемычек, таким образом, оба протягиваются от своей точки присоединения к соответствующему участку присоединения по направлению к стороне, обращенной к транспортному средству.
Участки обода и участки перемычек каждой части могут быть неподвижно присоединены друг к другу, например, посредством сварки. Предпочтительно, когда первая часть и вторая часть устанавливаются на ротор, их участки перемычек располагаются на расстоянии друг от друга. Любые радиальные усилия, оказываемые на участки обода шинами, таким образом, по существу распространятся только на ротор через участки присоединения. Когда участок обода второй части располагается на расстоянии и от участка перемычки, и от участка обода первой части, распространение каких-либо радиальных усилий от второй части к первой части, за исключением соответствующих участков присоединения, также по существу предотвращается.
В варианте осуществления первая и вторая части конфигурируются так, что, когда первая и вторая части устанавливаются на ротор, участок обода второй части располагается радиально на расстоянии от участка перемычки первой части.
В варианте осуществления участки перемычек размещаются так, что, когда первая и вторая части устанавливаются на роторе, второй участок перемычки частично окружает второй первый участок.
В варианте осуществления участок перемычки второй части выполнен с возможностью установки концентрически вокруг участка перемычки первой части, предпочтительно радиально на расстоянии от него.
В варианте осуществления первая и вторая части конфигурируются так, что, когда первая и вторая части устанавливаются на роторе, участок перемычки первой части протягивается от первого участка присоединения в направлении к первому участку обода, а участок перемычки второй части протягивается от второго участка присоединения ко второму участку обода в направлении к первому участку обода.
В варианте осуществления участок перемычки второй части имеет длину вдоль продольной оси второй части, которая больше длины первого участка обода вдоль продольной оси первой части.
В варианте осуществления участок присоединения и участок перемычки формируются как единая часть, с участком присоединения, протягивающимся по существу перпендикулярно продольной оси соответствующей первой или второй части и сливающимся в участок перемычки, который протягивается в значительной степени неперпендикулярно продольной оси. Чтобы обеспечивать структурную прочность, участок перемычки предпочтительно является по существу круговым участком перемычки.
В варианте осуществления расстояние между участком присоединения первой части и фрагментом, где участок перемычки первой части присоединяется к участку обода первой части, больше расстояния между участком присоединения второй части и фрагментом, где участок перемычки второй части присоединяется к участку обода второй части. При этом, расстояние измеряется как наименьшее расстояние вдоль продольной оси соответствующей части. Когда установлена на ободе, вторая часть может, таким образом, окружать фрагмент первой части, в частности, участок обода второй части может окружать фрагмент участка перемычки первой части. Предпочтительно, за исключением своих участков присоединения, вторая часть располагается на расстоянии от первой части.
В варианте осуществления, для каждой из первой и второй части, участок присоединения, когда проецируется на плоскость, перпендикулярную продольной оси упомянутой части, размещается внутри и на расстоянии от своего соответствующего участка обода. Таким образом, участок присоединения каждой части имеет внешний диаметр, который меньше наименьшего внутреннего диаметра соответствующего участка обода.
В варианте осуществления, когда первая часть и вторая часть устанавливаются на роторе, участок перемычки второй части размещается по существу между периферийной внешней поверхностью и первой частью.
В варианте осуществления участок обода второй части и/или участок обода первой части, когда установлен, располагаются радиально на предварительно определенном расстоянии от периферийной внешней поверхности и по существу полностью поддерживаются на роторе через свой участок перемычки, посредством своего участка присоединения.
В варианте осуществления, когда установлен, упомянутый участок обода второй части располагается радиально на расстоянии от участка перемычки первой части.
В варианте осуществления первая и вторая части конфигурируются так, что, когда установлены на роторе, длина первой части вдоль оси вращения больше суммы длины первого участка обода вдоль оси вращения и длины второй части вдоль оси вращения. Когда установлена, первая часть, таким образом, протягивается на значительно большую длину по периферийной внешней поверхности ротора, предпочтительно со второй частью, окружающей первую часть по меньшей мере наполовину или три четверти длины второй части.
В варианте осуществления упомянутый участок обода упомянутой первой и/или второй части снабжается трубопроводом для подачи воздуха, для подачи воздуха в шину, установленную на упомянутом участке обода.
В варианте осуществления трубопровод для подачи воздуха первой и/или второй части идет от участка обода упомянутой части к поверхности ротора, обращенной к дороге. Источник сжатого воздуха может, таким образом, быть соединен с трубопроводом для подачи воздуха от поперечной поверхности на стороне, обращенной к дороге, для накачивания шины, удерживаемой посредством первого или второго участка обода. Трубопровод для подачи воздуха первой и/или второй части предпочтительно проходит через участок присоединения упомянутой части.
В варианте осуществления узел обода содержит клапан, присоединенный к упомянутому трубопроводу для подачи воздуха, для блокирования выдувания воздуха из пространства, определенного соответствующим участком обода и шиной, установленной на нем.
В варианте осуществления, когда установлены на роторе, первая часть и вторая часть присоединяются друг к другу на или рядом с поперечной поверхностью на стороне, обращенной к дороге.
В варианте осуществления упомянутая периферийная внешняя поверхность является круговой внешней поверхностью, и первая и вторая части приспособлены быть по существу полностью расположенными на расстоянии от периферийной внешней поверхности, когда установлены на ротор. Узел обода, таким образом, приспособлен быть по существу полностью поддерживаемым на поперечной поверхности на стороне ротора, обращенной к дороге, а не посредством периферийной поверхности. Деформация внешней поверхности ротора, где типично размещаются магниты, может, таким образом, быть по существу предотвращена. Дополнительно, узел обода может действовать как пружина, которая гасит распространение удара по шине на какие-либо магниты в роторе.
Согласно второму аспекту, настоящее изобретение предоставляет
узел обода для использования в узле привода, как описано в данном документе, при этом узел обода выполнен с возможностью поддержки двух шин и содержит: круговую первую часть и круговую вторую часть, каждая часть снабжена участком обода для поддержки соответствующей шины из упомянутых двух шин, при этом упомянутая первая часть и вторая часть, обе выполнены с возможностью установки на ротор со стороны и на поперечной поверхности на стороне ротора, обращенной к дороге, и являются снимаемыми с ротора со стороны упомянутой поперечной поверхности на стороне, обращенной к дороге, при этом вторая часть является снимаемой с ротора независимо от упомянутой первой части, при этом, когда установлены на роторе, первая часть и вторая часть присоединяются друг к другу на или рядом с поперечной поверхностью на стороне ротора, обращенной к дороге. Будет понятно, что варианты осуществления узла привода, которые относятся к признакам узла обода, могут быть объединены с узлом обода согласно изобретению.
Согласно третьему аспекту, настоящее изобретение предоставляет первую часть и/или вторую часть узла обода, как описано в данном документе.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет обсуждено более подробно ниже со ссылкой на присоединенные чертежи, на которых
Фиг. 1A и 1B соответственно показывают вид в поперечном сечении и изометрический вид в разрезе узла привода для использования с настоящим изобретением;
Фиг. 2A и 2B соответственно показывают изометрический вид и вид в поперечном сечении узла обода согласно настоящему изобретению;
Фиг. 2C показывает подробности участка C на фиг. 2B; и
Фиг. 2D схематично показывает вид первой части и второй части узла обода согласно настоящему изобретению, с их стороны, обращенной к транспортному средству.
Описание вариантов осуществления
Фиг. 1A и 1B соответственно показывают вид в поперечном сечении и изометрический вид в разрезе узла 1 привода для использования с настоящим изобретением. Узел привода содержит статор 30 с полым корпусом 31 статора, который имеет внешнюю поверхность 32, вокруг которой размещается ротор 60. Узел дополнительно содержит соединительный элемент 33, размещенный на стороне 2 узла 1, обращенной к транспортному средству, и содержащий вал 34 для присоединения узла привода к транспортному средству. Сторона 3 узла привода, обращенная к дороге, направлена в противоположную сторону от стороны 2, обращенной к транспортному средству. Вал 34 неподвижно для вращения соединен в осевом направлении с корпусом 31 статора через фланец 35, который лежит внутри ротора 60 и имеет диаметр больше диаметра D1 фрагмента 36 вала 34, который лежит снаружи периферийной внешней поверхности 63 ротора 60. Для поддержки вращательного движения ротора 60 относительно статора 30 вокруг оси вращения R, предусматриваются подшипники 52 на стороне, обращенной к транспортному средству, посредством которых ротор поддерживается с возможностью вращения валом 34 на стороне 2 ротора, обращенной к транспортному средству. На своей стороне 3, обращенной к дороге, ротор поддерживается с возможностью вращения корпусом 31 статора через подшипники 53 на стороне, обращенной к дороге.
Множество постоянных магнитов 61 присоединяется на внутренней круговой поверхности 62 ротора 60 и может вращаться вокруг электромагнитов 41 статора 30. Электромагниты 41 закрепляются с возможностью вращения относительно корпуса 31 статора. Вместе статор 30 и ротор 60 формируют электромотор, выполненный с возможностью непосредственного приводящего вращения ротора относительно статора вокруг оси вращения R. Для управления и питания электромагнитов 41 электронные схемы 42 управления размещаются в полом корпусе 31 статора. Электронные схемы 42 управления содержат компоненты, такие как множество IGBT, для преобразования электроэнергии от системы электропитания транспортного средства, например, аккумуляторной батареи и/или электрогенератора, в форму, подходящую для использования электромотором. Чтобы предотвращать перегрев силовых электронных схем управления и/или электромагнитов 41, когда электромотор находится в работе, статор 30 снабжается рубашкой 37 охлаждения на внешней поверхности 32 корпуса 31 статора. Рубашка охлаждения содержит канал или каналы 38, которые формируют контур, который проходит по полому цилиндрическому корпусу 31 и обеспечивает канал, по которому жидкий хладагент может протекать для охлаждения силовых электронных схем 42 управления, которые размещаются на внутренней стороне 39 рубашки 37 охлаждения, и/или электромагнитов 41, которые размещаются на внешней стороне рубашки 37 охлаждения.
Электрически проводящие линии 43a, 43b электропитания для подачи мощности к электронным схемам 42 управления, проходят через вал 34, к электронным схемам управления во внутреннем пространстве полого корпуса статора. Аналогично, канал 45 подачи хладагента проходит со стороны 2, обращенной к транспортному средству, через вал 34 во внутреннее пространство ротора 30 для подачи жидкого хладагента, который должен циркулировать вдоль электронных схем 42 управления. Направление потока жидкого хладагента схематично указывается стрелками F. После того как жидкий хладагент прошел вдоль электронных схем управления, он проходит через канал 46 во фланце 35 в рубашку 37 охлаждения для охлаждения электромагнитов 41. Относительно холодный хладагент может, таким образом, подаваться по каналу для подачи хладагента, при этом хладагент нагревается во время своего прохождения по каналу или каналам 38 и поглощает тепловую энергию от электромагнитов 41 и/или электронных схем 42 управления перед удалением из узла 1 привода и подачи обратно в транспортное средство через канал выпуска хладагента. Хотя канал выпуска хладагента не показан на фиг. 1A, будет ясно, что он протягивается от рубашки охлаждения, через фланец 35 и ось 34, так что нагретый хладагент может быть выпущен на стороне 2, обращенной к транспортному средству. Нагретый хладагент предпочтительно охлаждается в транспортном средстве, после чего он может рециркулировать по каналу для подачи хладагента.
Ротор 60 содержит по существу цилиндрический корпус 71 ротора, который имеет поперечные концы 72, 73 соответственно на своей стороне 2, обращенной к транспортному средству, и на своей стороне 3, обращенной к дороге. Оба поперечных конца 72, 73 являются по существу перекрытыми для того, чтобы препятствовать поступлению посторонних частиц, таких как пыль и частицы износа от дороги или высвобожденные тормозной системой транспортного средства, во внутреннее пространство ротора 60, также как внутреннее пространство статора 30. Поперечный конец 72 на стороне 2, обращенной к транспортному средству, является по существу перекрытым первой боковой пластиной 74, которая протягивается по существу перпендикулярно оси вращения R и снабжается отверстием 76, через которое протягивается вал 34. Первая боковая пластина 74 поддерживает подшипники 52 на стороне, обращенной к транспортному средству. Для того, чтобы защищать эти подшипники 52, крышка 75 присоединяется к первой боковой пластине 74, причем эта крышка закрывает подшипники 52 на их поперечной стороне 2, обращенной к транспортному средству, и содержит отверстие 77, через которое также протягивается вал 34. Крышка 75, вместе с уплотнением 78 вала, которое размещается между внутренней круговой кромкой 79 отверстия 77 и внешней окружностью вала 34, препятствует повреждению посторонними частицами подшипников 52 на стороне, обращенной к транспортному средству. Дополнительно, крышка 75 и уплотнение 78 вала по существу предотвращают проникновение таких частиц во внутреннее пространство ротора со стороны 2, обращенной к транспортному средству, где частицы могут сталкиваться с электромагнитами 41.
Подшипники 53 на стороне, обращенной к дороге, которые размещаются на внутренней стороне корпуса 31 статора, закрываются на своей стороне 3, обращенной к дороге, второй боковой пластиной 80. Угловой энкодер 81 соединяет с возможностью вращения статор 30 со второй боковой пластиной 80 и выполнен с возможностью обнаружения углового положения ротора 60 относительно статора 30. По причинам ясности, ни вторая боковая пластина 80, ни подшипники 53 на стороне, обращенной к дороге, не показаны на фиг. 1B.
Фиг. 2A показывает узел 200 обода согласно настоящему изобретению, например, для использования с узлом привода на фиг. 1A и 1B. Фиг. 2B показывает вид в поперечном сечении того же узла 200 обода, установленного на ротор узла привода, который имеет поверхность 2 на стороне, обращенной к транспортному средству, и поверхность 3 на стороне, обращенной к дороге.
Узел обода содержит первую часть 210 и вторую часть 250, каждая из упомянутых частей 210, 250 содержит участок 211, 251 обода. Участки 211, 251 обода, каждый, формируются как единая часть и выполнены с возможностью удержания на них шины 221, 261, схематично показанной пунктирными линиями на фиг. 2B. Относительно положение между внешними фланцами 211a, 211b, вплотную к которым шина может лежать, таким образом, является фиксированным, и относительное положение между внешними фланцами 251a, 251b, вплотную к которым шина может лежать, также является фиксированным. Когда первая часть и вторая часть не прикреплены к ротору, они могут быть сняты, вместе с какими-либо шинами, установленными на соответствующих участках обода, как одно целое. На фиг. 2B первая и вторая часть могут быть перемещены вместе в направлении A, параллельном оси вращения R ротора 60, и от стороны 2 ротора 60, обращенной к транспортному средству. Альтернативно, представляется возможным перемещать только вторую часть 250, и любую шину, установленную на втором участке 251 обода, в направлении A, в то же время оставляя первую часть 210, и любую шину, установленную на первом участке 211 обода, на месте на роторе 60.
Фиг. 2C показывает подробности участка IIC на фиг. 2B. Первая часть содержит участок 213 перемычки, который имеет внутреннюю поверхность, которая радиально располагается на расстоянии h1 от периферийной внешней поверхности 63 ротора 60. Внутренняя поверхность участка 253 перемычки второй части 250 располагается радиально на расстоянии h2, большем по сравнению с h1, от периферийной внешней поверхности 63. Так как первый участок обода и второй участок обода также радиально располагаются на расстоянии от периферийной внешней поверхности 63, первый участок обода и второй участок обода, таким образом, полностью поддерживаются на роторе, через соответствующие участки 213, 253 перемычки, посредством участков 212, 252 присоединения на поперечной поверхности на стороне ротора 60, обращенной к дороге. Участок 251 обода второй части 250 полностью располагается радиально на расстоянии от участка 213 перемычки первой части, таким образом, препятствуя участку 251 обода в прижатии вплотную к первой части и предоставляя возможность отсоединения второй части от ротора 60 со стороны поперечной поверхности 3 на стороне, обращенной к дороге, и в направлении A. Обращаясь обратно к фиг. 2A, участки 212, 252 присоединения протягиваются по существу параллельно друг другу и перпендикулярно продольной оси L1, L2 первой и второй части и снабжаются множеством сквозных отверстий 216, 256, через которые болты могут быть вставлены, чтобы прикреплять первую часть и/или вторую часть к поперечной поверхности 3 на стороне ротора 60, обращенной к дороге. Хотя предпочтительно, когда установлены, сквозные отверстия 216 в первой части являются соосными со сквозными отверстиями 256 во второй части, является удобным то, что первая часть содержит по меньшей мере одно сквозное отверстие, которое является непосредственно доступным со стороны поперечной поверхности на стороне, обращенной к дороге, когда первая и вторая части установлены на ротор. Первая часть может, таким образом, оставаться закрепленной на месте относительно ротора посредством болта или т.п., который протягивается через отдельное сквозное отверстие и прижимает первую часть вплотную к ротору, в то время как вторая часть может быть отсоединена от ротора, когда все болты, которые прижимают вторую часть к ротору, удаляются из сквозных отверстий 256.
Как показано более подробно на фиг. 2C, участки 213, 253 перемычек, которые протягиваются между их концами 213a, 253a и 213b, 253b, соответственно снабжаются изогнутым фрагментом 214 и угловым фрагментом 254, который на одном конце 213a, 253a участка перемычки сливается в соответствующий участок 212, 252 присоединения. Изогнутый или угловой фрагмент перекрывает угол между участком 212, 252 присоединения и продольной осью L1, L2 соответствующих участков обода, угол типично равен приблизительно 90 градусов. Участки перемычек, включающие в себя свои изогнутые или угловые фрагменты, по существу располагаются на расстоянии друг от друга и от ротора 60, чтобы предотвращать трение между участками перемычек и/или ротором.
Толщина каждого соответствующего участка присоединения больше толщины соответствующих участков перемычек в точке 215, 255, где участок 213, 253 перемычки соединяется с участком 211, 251 обода. В показанном варианте осуществления участки 212, 252 присоединения имеют толщину w1, w2 по меньшей мере вдвое больше толщины w3, w4 соответствующих участков перемычек в точке 215, 255, где каждый участок перемычки соединяется с участком обода первой или второй части. Чтобы добиваться этого, толщина участка перемычки уменьшается в направлении от места, где он соединяется с участком присоединения, предпочтительно по существу по меньшей мере пока участок перемычки не будет ориентирован по существу параллельно периферийной внешней поверхности 63, например, в точке 215 и 255.
Участок 253 перемычки, включающий в себя свой изогнутый фрагмент 254 и оставшийся фрагмент 256, по существу размещается между первой частью 210 и периферийной внешней поверхностью 63 ротора 60 и располагается на расстоянии от обеих.
Обращаясь обратно к фиг. 2A и 2B, первая часть 210 снабжается воздуховодом 218, имеющим первый конец 218a рядом с участком 212 присоединения, и второй конец 218b, на котором предусматривается клапан 219, и который имеет выход во внешней круговой поверхности первой части 211 обода. Вторая часть 250 содержит воздуховод 258, имеющий первый конец 258a рядом с участком 252 присоединения и второй конец 258b, на котором предусматривается клапан 259, и который имеет выход во внешней круговой поверхности первой части 211 обода. Клапаны 219, 259 выполнены с возможностью препятствования перемещению воздуха через клапан и соответствующий воздуховод в направлении от соответствующего участка обода.
Шина, установленная на первом или втором участке обода, может, таким образом, быть накачана посредством подачи воздуха через воздуховоды 218, 258, и воздух в шинах предохраняется от выпускания посредством клапанов 219, 259. Воздуховод 218 проходит через отверстие 217 в участке 213 перемычки первой части 210 и через отверстие 257a в участке 253 перемычки второй части 250, так что конец 218a воздуховода может быть доступен с поперечной стороны, обращенной к дороге. Воздуховод 258 проходит через отверстие 257b в секции 253 перемычки второй части, также предоставляя возможность доступа к его концу 258a с поперечной стороны, обращенной к дороге.
Расстояние s1 вдоль продольной оси между местом, где участок 212 присоединения лежит вплотную к поперечной стороне ротора, фрагмент 215, где участок перемычки первой части соединяется с участком 211 обода, больше расстояния s2 между местом, где участок 252 присоединения лежит вплотную к участку 212 присоединения, фрагмент, где участок 253 перемычки соединяется с участком обода второй части.
Фиг. 2D схематично показывает частичный вид сбоку с частичным разрезом со стороны 2 первой части, обращенной к дороге, согласно настоящему изобретению и второй части согласно настоящему изобретению, при этом круг C пунктирными линиями представляет внешнюю периферийную поверхность 63 ротора, на которую первая и вторая части должны быть установлены. Участок 252 присоединения второй части имеет больший внешний диаметр по сравнению с участком 212 присоединения первой части, так что соответствующие участки перемычек лежат на различных расстояниях от продольных осей L1, L2 и располагаются на расстоянии друг от друга. Следовательно, вторая часть может быть установлена поверх первой части без трения и/или прижатия, возникающего между соответствующими участками 213, 253 перемычек.
Вкратце, изобретение относится к узлу привода для встроенного в колесо мотора, причем этот встроенный в колесо мотор имеет ротор, упомянутый ротор имеет ось вращения, периферийную внешнюю поверхность и поперечную поверхность на стороне, обращенной к дороге, при этом узел привода снабжается узлом обода, выполненным с возможностью поддержки двух шин, и содержит круговую первую часть и круговую вторую часть, каждая часть снабжена участком обода для поддержки соответствующей шины из упомянутых двух шин, при этом первая часть и вторая часть выполнены с возможностью установки на роторе со стороны и на поперечной поверхности на стороне ротора, обращенной к дороге, и являются снимаемыми с упомянутой поперечной поверхности на стороне, обращенной к дороге, и при этом вторая часть является снимаемой с ротора независимо от упомянутой первой части.
Настоящее изобретение было описано выше со ссылкой на множество примерных вариантов осуществления, как показано на чертежах. Модификации и альтернативные реализации некоторых частей или элементов являются возможными и включены в объем защиты, который определен в прилагаемой формуле изобретения. Например, хотя узел обода может быть использован с встроенным в колесо мотором, который содержит ротор, он также подходит для использования на роторе или ступице, которая не формирует часть встроенного в колесо мотора, пока ротор или ступица может вращаться вокруг оси вращения относительно транспортного средства, к которому он присоединен.
1. Узел (1) привода для транспортного средства, содержащий:
встроенный в колесо электромотор со статором (30) и ротором (60), причем ротор снабжен множеством магнитов на или рядом со своей внутренней окружностью, при этом ротор имеет ось вращения, периферийную внешнюю поверхность (63) и поперечную поверхность (3) на стороне, обращенной к дороге, при этом статор размещен внутри ротора и содержит электромагниты на или рядом со своей внешней окружностью, при этом статор и ротор оба размещены по меньшей мере частично в колесе;
узел (200) обода, выполненный с возможностью поддержки двух шин и содержащий круговую первую часть (210) и круговую вторую часть (250), причем каждая часть снабжена (210, 250) участком (211, 251) обода для поддержки соответствующей шины из упомянутых двух шин;
характеризующийся тем, что упомянутая первая часть (210) и вторая часть (250) обе выполнены с возможностью установки на ротор со стороны и на поперечной поверхности (3) ротора на стороне, обращенной к дороге, и являются съемными с ротора с упомянутой поперечной поверхности (3) на стороне, обращенной к дороге, при этом вторая часть (250) является съемной с ротора независимо от упомянутой первой части (210).
2. Узел привода по п. 1, в котором участки (211, 251) обода первой и второй частей (210, 250), каждый, определяют продольную ось (L1, L2), и при этом упомянутые первая и вторая части, каждая, содержат по существу плоский участок (212, 252) присоединения для установки упомянутой части (210, 250) на роторе на поперечной поверхности на стороне, обращенной к дороге.
3. Узел привода по п. 2, в котором упомянутые первая и вторая части, каждая, дополнительно содержат участок (213, 253) перемычки, который соединяет участок обода с участком (212, 252) присоединения и протягивается по меньшей мере частично вдоль продольной оси.
4. Узел привода по п. 3, в котором первая и вторая части сконфигурированы так, что, когда первая и вторая части установлены на ротор, участок (251) обода второй части расположен радиально на расстоянии от участка (213) перемычки первой части.
5. Узел привода по п. 3 или 4, в котором упомянутые участки перемычки размещены так, что, когда первая и вторая части установлены на ротор, второй участок (253) перемычки частично окружает первый участок (213) перемычки.
6. Узел привода по пп. 3, 4 или 5, в котором участок (253) перемычки второй части выполнен с возможностью установки концентрически вокруг участка (213) перемычки первой части предпочтительно радиально на расстоянии от нее.
7. Узел привода по любому из пп. 3-6, в котором первая и вторая части сконфигурированы так, что, когда первая и вторая части установлены на роторе, участок перемычки первой части (213) протягивается от первого участка (212) присоединения в направлении к первому участку (211) обода, и участок перемычки второй части (253) протягивается от второго участка (252) присоединения ко второму участку (251) обода в направлении к первому участку (211) обода.
8. Узел привода по любому из пп. 3-7, в котором участок перемычки второй части имеет длину вдоль продольной оси второй части, которая больше длины первого участка обода вдоль продольной оси первой части.
9. Узел привода по любому из пп. 3-8, в котором расстояние (s1) между участком (212) присоединения первой части и фрагментом (215), где участок (213) перемычки первой части соединяется с участком (211) обода первой части, больше расстояния (s2) между участком (252) присоединения второй части и фрагментом, где участок (253) перемычки второй части соединяется с участком (251) обода второй части.
10. Узел привода по любому из пп. 3-9, в котором для каждой из первой и второй частей участок (212, 252) присоединения, когда проецируется на плоскость, перпендикулярную продольной оси (L1, L2) упомянутой части, размещен внутри и на расстоянии от своего соответствующего участка (211, 251) обода.
11. Узел привода по п. 10, в котором, когда первая часть (210) и вторая часть (250) установлены на ротор (60), участок (253) перемычки второй части размещен по существу между периферийной внешней поверхностью и первой частью.
12. Узел привода по любому из пп. 3-11, в котором, когда установлены, участок (251) обода второй части (250) и/или участок (211) обода первой части (210) расположены радиально на предварительно определенном расстоянии (h1) от периферийной внешней поверхности (63) и по существу полностью поддерживаются на роторе, через свой участок (213) перемычки, посредством своего участка (212) присоединения.
13. Узел привода по любому из предшествующих пунктов, в котором первая и вторая части сконфигурированы так, что, когда установлены на роторе, длина первой части вдоль оси вращения больше суммы длины первого участка обода вдоль оси вращения и длины второй части вдоль оси вращения.
14. Узел привода по любому из предшествующих пунктов, в котором упомянутый участок обода упомянутой первой и/или второй части снабжен трубопроводом (218, 258) подачи воздуха для подачи воздуха в шину, установленную на упомянутом участке обода.
15. Узел привода по п. 14, где трубопровод подачи воздуха первой и/или второй части проходит от участка обода упомянутой части до поверхности ротора на стороне (3), обращенной к дороге.
16. Узел привода по п. 14 или 15, содержащий клапан, соединенный (219, 259) с упомянутым трубопроводом подачи воздуха для блокирования вытекания воздуха из пространства, определенного соответствующим участком обода и шиной, установленной на нем.
17. Узел привода по любому из предшествующих пунктов, в котором, когда установлены на роторе, первая часть и вторая часть соединены друг с другом на или рядом с поперечной поверхностью на стороне, обращенной к дороге.
18. Узел привода по п. 1, в котором упомянутая периферийная внешняя поверхность (63) является круговой внешней поверхностью, и первая и вторая части выполнены с возможностью того, чтобы по существу полностью располагаться на расстоянии от периферийной внешней поверхности, когда установлены на ротор.
19. Узел обода для применения в узле привода по любому из предшествующих пунктов и выполненный с возможностью поддержки двух шин, причем узел обода содержит:
круговую первую часть (210) и круговую вторую часть (250), причем каждая часть снабжена (210, 250) участком (211, 251) обода для поддержки соответствующей шины из упомянутых двух шин,
при этом упомянутая первая часть (210) и вторая часть (250) обе выполнены с возможностью установки на ротор со стороны и на поперечной поверхности (3) ротора на стороне, обращенной к дороге, и являются съемными с ротора с упомянутой поперечной поверхности (3) на стороне, обращенной к дороге, при этом вторая часть (250) является съемной с ротора независимо от упомянутой первой части (210),
при этом, когда установлены на ротор, первая часть и вторая часть присоединены друг к другу на или рядом с поперечной поверхностью ротора на стороне, обращенной к дороге.
20. Узел обода по п. 19,
в котором участки (211, 251) обода первой и второй частей (210, 250), каждый, определяют продольную ось (L1, L2), и при этом упомянутые первая и вторая части, каждая, содержат по существу плоский участок (212, 252) присоединения для установки упомянутой части (210, 250) на роторе на поперечной поверхности на стороне, обращенной к дороге,
при этом упомянутые первая и вторая части, каждая, дополнительно содержат участок (213, 253) перемычки, который соединяет участок обода с участком (212, 252) присоединения и протягивается по меньшей мере частично вдоль продольной оси, и
при этом первая и вторая части сконфигурированы так, что, когда первая и вторая части установлены на роторе, участок перемычки первой части (213) протягивается от первого участка (212) присоединения в направлении к первому участку (211) обода, и участок перемычки второй части (253) протягивается от второго участка (252) присоединения ко второму участку (251) обода в направлении к первому участку (211) обода.
