DE102015217875A1 - Drive system with an electric machine and a gearbox - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Antriebsystems (1) mit einer elektrischen Maschine (2) und einem Getriebe (3), wobei die elektrische Maschine (2) eine Welle (4) aufweist, wobei ein Geber (10) der elektrischen Maschine (2) auf der Antriebsseite (11) der elektrischen Maschine (2) ist. Das Getriebe (3) weist ein Zahnrad (18) auf der Welle (4) auf, wobei der Geber (10) mit der Welle (4) verbunden ist, wobei das Zahnrad (18) zwischen dem Geber (10) und dem Rotor (7) der elektrischen Maschine (2) ist.The invention relates to a drive system (1) having an electric machine (2) and a gear (3), wherein the electric machine (2) has a shaft (4), wherein an encoder (10) of the electric machine (2) on the Drive side (11) of the electric machine (2). The gearbox (3) has a gear (18) on the shaft (4), wherein the encoder (10) is connected to the shaft (4), wherein the gear (18) between the encoder (10) and the rotor ( 7) of the electric machine (2).
Description
Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem mit einer elektrischen Maschine und einem Getriebe. The invention relates to a drive system with an electric machine and a transmission.
Insbesondere im Bereich der Kraftfahrzeugtechnologie ist man an elektrischen Maschinen interessiert, die ein hohes Drehmoment zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs und dennoch eine dynamische bzw. schnell veränderliche Steuerung der Drehzahl ermöglichen. In der Kraftfahrzeugtechnik, aber nicht nur dort, ist es gewünscht ein raumsparendes Antriebssystem bei hoher Leistungsdichte zu realisieren. Im Reparaturfall ist oft eine schnelle Austauschmöglichkeit von Komponenten wie beispielsweise eines Gebers gefordert. In particular, in the field of automotive technology is interested in electric machines that allow high torque for driving a motor vehicle and yet a dynamic or fast variable control of the speed. In automotive engineering, but not only there, it is desired to realize a space-saving drive system with high power density. In case of repair, a quick replacement of components such as a sensor is often required.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es ein Antriebssystem zu verbessern. Die Verbesserung betrifft beispielsweise die obig aufgeführten Anforderungen. An object of the invention is to improve a drive system. The improvement relates, for example, to the requirements listed above.
Eine Lösung der Aufgabe gelingt bei einem Antriebssystem mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Weitere Ausbildungen des Antriebssystems ergeben sich nach einem der Ansprüche 2 bis 11. A solution of the problem is achieved in a drive system with the features of
Ein Antriebssystem weist eine elektrische Maschine und ein Getriebe auf. Die elektrische Maschine ist mit dem Getriebe in einer mechanischen Wirkverbindung. Die elektrische Maschine ist beispielsweise eine Asynchronmaschine oder eine Synchronmaschine, welche motorisch und/oder generatorisch betreibbar ist. Die elektrische Maschine weist eine Welle auf, wobei ein Geber als Sensor vorgesehen ist. Der Geber befindet sich auf der Antriebsseite der elektrischen Maschine. Die Antriebsseite der elektrischen Maschine ist die Seite auf der die Welle mit dem Getriebe verbunden ist. Neben der Antriebsseite weist die elektrische Maschine auch eine Bedienseite auf. Der Geber ist beispielsweise ein Winkellagegeber, ein Drehzahlgeber, ein Potentiometergeber, ein Inkrementalgeber oder ein Absolutwertgeber. Signale des Gebers können für die Regelung elektrischen Maschine verwendete werden. Durch die Positionierung des Gebers auf der Antriebsseite der elektrischen Maschine kann diese kompakt gebaut werden und es ist nicht unbedingt nötig im Servicefall eine Zugänglichkeit des Antriebssystems von verschiedenen Seiten vorzusehen. Wenn das Getriebe und der Geber beide auf der Antriebsseite der elektrischen Maschine sind ist beispielsweise ein Austausch oder Service von Getriebe und/oder Geber von nur einer Seite möglich. So kann ggf. ein Ausbau des gesamten Antriebssystems vermieden werden. Dies ist insbesondere bei der Verwendung des Antriebssystems in einem Kraftfahrzeug vorteilhaft. A drive system includes an electric machine and a transmission. The electric machine is in mechanical engagement with the transmission. The electric machine is, for example, an asynchronous machine or a synchronous machine which can be operated by motor and / or generator. The electric machine has a shaft, wherein a transmitter is provided as a sensor. The encoder is located on the drive side of the electrical machine. The drive side of the electric machine is the side on which the shaft is connected to the gearbox. In addition to the drive side, the electric machine also has an operating side. The encoder is, for example, an angular position sensor, a speed sensor, a potentiometer, an incremental encoder or an absolute encoder. Signals from the encoder can be used for the regulation of the electrical machine. By positioning the encoder on the drive side of the electric machine, this can be made compact and it is not absolutely necessary to provide accessibility of the drive system from different sides in case of service. If the transmission and the encoder are both on the drive side of the electric machine, for example, an exchange or service of transmission and / or encoder from only one side is possible. Thus, if necessary, an expansion of the entire drive system can be avoided. This is particularly advantageous when using the drive system in a motor vehicle.
Das Antriebssystem kann so auch kompakt Gebaut werden und erfüllt so mögliche Vorgaben von Automobilherstellern. Wird der Geber auf der Antriebsseite der elektrischen Maschine verbaut, so ist es möglich den Bauraum im oder am Getriebe zu nutzen um den Geber zu verbauen. Befinden sich Geber und Getriebe auf der Antriebsseite der elektrischen Maschine, so kann beispielsweise auf der Bedienseite der elektrischen Maschine ein Anschluss für die Kühlung sein. Die Kühlung der elektrischen Maschine basiert beispielsweise auf einer Kühlung mit einer Kühlflüssigkeit für den Stator und/oder den Rotor und/oder auf einer Kühlung mit Kühlluft für Stator und/oder Rotor. Ist der Anschluss für eine integrierte Kühlung der elektrischen Maschine auf der Bedienseite der elektrischen Maschine vorgesehen, so ist auf der Antriebsseite der elektrischen Maschine mehr Platz für die Positionierung des Gebers. So kann die Zugänglichkeit des Gebers verbessert werden. The drive system can also be built compactly and thus meets possible specifications of car manufacturers. If the encoder is installed on the drive side of the electrical machine, it is possible to use the installation space in or on the gearbox in order to install the encoder. If encoders and gearboxes are located on the drive side of the electrical machine, then, for example, a connection for the cooling can be on the operating side of the electrical machine. The cooling of the electrical machine is based, for example, on cooling with a cooling liquid for the stator and / or the rotor and / or on cooling with cooling air for the stator and / or rotor. If the connection for integrated cooling of the electrical machine is provided on the operating side of the electrical machine, there is more space for the positioning of the encoder on the drive side of the electrical machine. Thus, the accessibility of the encoder can be improved.
Bei einem Antriebssystem, welches einen am Getriebe verbauten Geber hat, ist beispielsweise der Service in einer Kraftfahrzeugwerkstadt für Getriebe und/oder Geber leichter möglich, falls das Antriebssystem in einem Kraftfahrzeug verbaut ist. Das Antriebssystem kann aber auch in einem Flugzeug, einem Zweirad oder in einer industriellen Anlage wie z.B. einer Fertigungstrasse verbaut sein. Auch dort ist ein einfacher und schneller Service vorteilhaft. In a drive system which has a transmitter installed on the transmission, for example, the service in a motor vehicle factory for transmission and / or encoder is easier if the drive system is installed in a motor vehicle. However, the drive system can also be used in an airplane, a two-wheeled vehicle or in an industrial plant such as e.g. be built a production line. Even there, a simple and fast service is advantageous.
In einer Ausgestaltung des Antriebssystems weist das Getriebe ein Zahnrad auf der Welle auf, wobei der Geber mit der Welle verbunden ist, wobei das Zahnrad zwischen dem Geber und dem Rotor der elektrischen Maschine ist. Ist der Geber insbesondere direkt mit der Welle verbunden, so ergibt sich eine starre Kopplung, welche eine präzise Regelung der elektrischen Maschine ermöglicht. Befindet sich zumindest ein Teil des Getriebes wie z.B. ein Zahnrad zwischen Geber und Rotor ist eine kompakte Bauweise möglich. In one embodiment of the drive system, the gear has a gear on the shaft, wherein the encoder is connected to the shaft, wherein the gear between the encoder and the rotor of the electric machine. If the encoder is in particular directly connected to the shaft, the result is a rigid coupling, which allows precise control of the electrical machine. If at least a part of the transmission, e.g. a gear between encoder and rotor is a compact design possible.
In einer Ausgestaltung des Antriebssystems ist der Geber am bzw. im Getriebegehäuse befestigt. Auch dies ermöglicht eine kompakte Bauweise und erleichtert den Austausch im Servicefall. In one embodiment of the drive system, the encoder is mounted on or in the transmission housing. This also allows a compact design and facilitates replacement in case of service.
In einer Ausgestaltung des Antriebssystems dichtet eine erste Dichtung das Getriebe zum Rotor der elektrischen Maschine ab. Damit bleibt die elektrische Maschine frei von Schmiermitteln des Getriebes. In one embodiment of the drive system, a first seal seals the transmission to the rotor of the electric machine. This keeps the electrical machine free of lubricants from the gearbox.
In einer Ausgestaltung des Antriebssystems dichtet eine zweite Dichtung den Geber zum Getriebe ab. Damit bleibt der Geber frei von Schmiermitteln des Getriebes. In one embodiment of the drive system, a second seal seals the transmitter to the transmission. This keeps the encoder free of lubricant from the gearbox.
In einer Ausgestaltung des Antriebssystems ist ein erstes Lager zwischen dem Rotor der elektrischen Maschine und dem Getriebe. Dieses erste Lager kann sowohl Kräfte des Rotors der elektrischen Maschine aufnehmen, wie auch Kräfte des Getriebes. Durch diese mehrfache Übernahme von Funktionen ist eine kompaktere Bauweise möglich. In one embodiment of the drive system is a first bearing between the rotor of the electric machine and the transmission. This first bearing can both forces the rotor of the electric Machine record, as well as forces of the transmission. Through this multiple adoption of functions a more compact design is possible.
In einer Ausgestaltung des Antriebssystems ist ein zweites Lager zwischen dem Getriebe und dem Geber. Durch das zweite Lager wird die Welle gelagert. Durch eine gute Lagerung kann die Qualität der Gebersignale verbessert werden. In one embodiment of the drive system is a second bearing between the transmission and the encoder. The shaft is supported by the second bearing. Good storage can improve the quality of the encoder signals.
In einer Ausgestaltung des Antriebssystems ist das Getriebegehäuse ein Lagerschild der elektrischen Maschine. Erfüllt zumindest ein Teil des Getriebegehäuses zumindest teilweise die Funktion eines Lagerschildes, so kann damit kompakter gebaut werden und/oder das Gewicht reduziert werden. In one embodiment of the drive system, the gear housing is a bearing plate of the electric machine. If at least part of the gear housing at least partially fulfills the function of a bearing plate, then it can be made more compact and / or the weight can be reduced.
In einer Ausgestaltung des Antriebssystems weist die elektrische Maschine eine Flüssigkeitskühlung auf. In einer weiteren Ausgestaltung des Antriebssystems ist der Anschluss für die Kühlflüssigkeit der Flüssigkeitskühlung auf der Bedienseite der elektrischen Maschine. Damit befindet sich auf der Bedienseite der Anschluss für die Kühlung des Antriebssystems und auf der Antriebsseite das Getriebe und/oder der Geber des Antriebssystems. In one embodiment of the drive system, the electric machine has a liquid cooling. In a further embodiment of the drive system, the connection for the cooling liquid of the liquid cooling on the operating side of the electric machine. On the operating side, the connection for the cooling of the drive system and on the drive side the gearbox and / or the encoder of the drive system are thus located.
In einer Ausgestaltung des Antriebssystems weist dieses einen Stromrichter auf. Dabei sind elektrische Maschine, Getriebe und Stromrichter miteinander verbunden. Diese Teile sind insbesondere direkt miteinander verbunden und weisen beispielsweise zumindest teilweise ein gemeinsames Gehäuse auf. So ist eine kompakte und leichte Bauweise erzielbar. In one embodiment of the drive system, this has a power converter. In this case, electrical machine, gear and power converters are interconnected. These parts are in particular directly connected to each other and have, for example, at least partially a common housing. So a compact and lightweight construction can be achieved.
In einer Ausgestaltung des Antriebssystems ist die Drehachse des Rotors parallel zu Drehachsen der Zahnräder des Getriebes ist. Damit ist ein einfacher und kompakter Aufbau des Getriebes möglich. In one embodiment of the drive system, the axis of rotation of the rotor is parallel to axes of rotation of the gears of the transmission. This makes a simple and compact construction of the transmission possible.
Die Erfindung wird nachfolgend exemplarisch durch Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt: The invention will now be described by way of example by exemplary embodiments. It shows:
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. The exemplary embodiments explained below are exemplary embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention, which are to be considered independently of one another, which each further develop the invention independently of one another and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described. In the figures, functionally identical elements are each provided with the same reference numerals.
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Legal Events
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |