DE102018111413A1 - Electric machine with positive and positive rotor mounted on the rotor and hybrid module with electric machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Elektromaschine (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Stator und einem innerhalb des Stator angeordneten, relativ zu dem Stator drehbar gelagerten Rotor (2), der drehfest mit einem Rotorträger (3) verbunden ist, wobei der Rotor (2) kraft- und formschlüssig an dem Rotorträger (3) befestigt ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Hybridmodul (20) für ein Hybridkraftfahrzeug mit einer solchen Elektromaschine (1). The invention relates to an electric machine (1) for a drive train of a motor vehicle, having a stator and a rotor (2) rotatably mounted relative to the stator and arranged inside the stator, which rotor is rotatably connected to a rotor carrier (3). 2) is positively and positively secured to the rotor carrier (3). Furthermore, the invention relates to a hybrid module (20) for a hybrid motor vehicle with such an electric machine (1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Elektromaschine/elektrische Maschine (auch abgekürzt als E-Maschine) für einen Antriebsstrang eines (Hybrid-)Kraftfahrzeugs, mit einem beispielsweise gehäusefesten Stator und einem innerhalb des Stators angeordneten, relativ zu dem Stator drehbar gelagerten Rotor, der drehfest mit einem Rotorträger verbunden ist. Der Rotor kann dabei als ein ganzes rundes Teil, d.h. einteilig als Kreisring, oder segmentiert, d.h. aus einer Vielzahl von Kreisringsektoren, ausgeführt werden, um eine günstigere Lösung mit weniger Produktionsabfall abzubilden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Hybridmodul für ein Hybridkraftfahrzeug mit einer solchen Elektromaschine, die sowohl in einem nassen oder trockenen Bauraum betrieben werden kann.The invention relates to an electric machine / electric machine (also abbreviated as e-machine) for a drive train of a (hybrid) motor vehicle, with a stator, for example, fixed to the housing and disposed within the stator, rotatably mounted relative to the stator rotatably mounted with a Rotor carrier is connected. The rotor can be considered as a whole round part, i. in one piece as a circular ring, or segmented, i. from a variety of annulus sectors, to provide a more favorable solution with less production waste. Furthermore, the invention relates to a hybrid module for a hybrid motor vehicle with such an electric machine, which can be operated both in a wet or dry space.
Aus dem Stand der Technik sind bereits solche Elektromaschinen bekannt. Zum Beispiel offenbart die
Auch offenbart die
Üblicherweise werden Rotoren durch einen Querpressverband wie Aufschrumpfen auf den Rotorträger montiert. Auch ist es möglich, den Rotor durch eine Nut-Feder-Verbindung an dem Rotorträger anzubringen. Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass sowohl eine Montage durch Aufschrumpfen als auch eine Montage durch eine Nut-Feder-Verbindung verhältnismäßig hohe Montagekosten nach sich zieht und eine Segmentierung des Rotors nicht möglich macht. Zudem ist eine aufgeschrumpfte Verbindung - wenn überhaupt - nur schwer lösbar.Usually, rotors are mounted on the rotor arm by means of a transverse press fit such as shrinking. It is also possible to attach the rotor by a tongue and groove connection to the rotor arm. However, the prior art always has the disadvantage that both assembly by shrinking as well as assembly by a tongue and groove connection entails relatively high assembly costs and makes segmentation of the rotor is not possible. In addition, a shrunk connection - if at all - difficult to solve.
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu verringern. Insbesondere sollen eine Elektromaschine sowie ein Hybridmodul mit einer solchen Elektromaschine bereitgestellt werden, bei denen der Rotor besonders einfach, insbesondere ohne einen Querpressverband, an einem Rotorträger angebracht werden kann.It is therefore the object of the invention to avoid or at least reduce the disadvantages of the prior art. In particular, an electric machine and a hybrid module with such an electric machine are to be provided, in which the rotor can be attached to a rotor carrier in a particularly simple manner, in particular without a transverse press fit.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Rotor kraft- und formschlüssig, insbesondere durch eine Schraubverbindung, an dem Rotorträger befestigt ist.The object of the invention is achieved in a generic device according to the invention in that the rotor non-positively and positively, in particular by a screw, is attached to the rotor carrier.
Dies hat den Vorteil, dass keine aufwändige Montage mit einem Querpressverband notwendig ist. Anstelle dessen wird eine einfach herstellbare und einfach montierbare Schraubverbindung eingesetzt, um den Rotor an dem Rotorträger drehfest zu befestigen. Zudem wird eine Verbindung verwendet, die ohne großen Aufwand wieder voneinander gelöst werden kann. Dadurch ist es vorteilhafterweise möglich, einzelne Bestandteile des Rotors auszutauschen. Es ist auch möglich eine Verschränkung von einzelnen Rotorpaketen zu einander durch z.B. ein Langloch zu realisieren.This has the advantage that no time-consuming assembly with a cross press dressing is necessary. Instead, a simple to produce and easy to install screw is used to secure the rotor to the rotor carrier rotatably. In addition, a connection is used, which can be solved again without much effort. As a result, it is advantageously possible to exchange individual components of the rotor. It is also possible to interlock individual rotor packets with each other by e.g. to realize a slot.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn ein mit dem Rotorträger verbundener Bolzen, insbesondere ein um eine Rotationsachse des Rotors drehfest mit dem Rotorträger verbundener Bolzen, den Rotor zumindest teilweise in Axialrichtung durchdringt. Dadurch wird der Rotor quer zu Axialrichtung relativ zu dem Bolzen in seiner Position festgelegt. Durch die Verwendung eines Bolzens ist es möglich, auch mehrere Bauteile miteinander zu verbinden und gleichzeitig relativ zu dem Bolzen festzulegen.In addition, it is advantageous if a bolt connected to the rotor carrier, in particular a bolt connected in a rotationally fixed manner to the rotor carrier about a rotational axis of the rotor, at least partially penetrates the rotor in the axial direction. Characterized the rotor is fixed transversely to the axial direction relative to the bolt in its position. By using a bolt, it is possible to connect several components together and simultaneously set relative to the bolt.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Bolzen den Rotor vollständig in Axialrichtung durchdringt. So kann der Bolzen beispielsweise in eine Durchgangsöffnung, die in dem Rotor ausgebildet ist, eingesetzt werden. Dadurch muss bei der Fertigung nicht die Abstimmung zwischen einer Tiefe der Öffnung und einer Länge des Bolzens berücksichtigt werden. Die Herstellung der Verbindung wird demnach erheblich vereinfacht.It is particularly preferred if the bolt penetrates the rotor completely in the axial direction. For example, the bolt may be inserted into a through hole formed in the rotor. As a result, the coordination between a depth of the opening and a length of the bolt does not have to be taken into account during production. The preparation of the compound is therefore considerably simplified.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der Rotor eine Vielzahl an in Axialrichtung gestapelten Rotorpaketen aufweist, die in Axialrichtung zwischen zwei Axialscheiben angeordnet sind. Durch die Ausbildung des Rotors aus einzelnen Rotorpaketen oder durch eine Segmentierung des Rotorpakets, d.h. anstelle einer kreisringförmigen Geometrie ein Kreisringausschnitt, wird die Montierbarkeit verbessert und Kosten für Herstellbarkeit gesenkt. Durch die Axialscheiben wird vermieden, dass sich die einzelnen Bleche relativ zueinander in Axialrichtung bewegen können. Bevorzugterweise sind die einzelnen Bleche durch die Axialscheiben miteinander verklemmt.Furthermore, it is expedient for the rotor to have a multiplicity of rotor packages stacked in the axial direction, which are arranged in the axial direction between two axial disks. Due to the design of the rotor from individual rotor packages or by segmentation of the rotor package, ie instead of an annular geometry a circular ring cutout, the assemblability is improved and reduced costs for manufacturability. By the Axial discs is avoided that the individual sheets can move relative to each other in the axial direction. Preferably, the individual sheets are clamped together by the axial discs.
Außerdem ist es von Vorteil, wenn der Bolzen die Axialscheiben in Axialrichtung durchdringt. Dadurch wird sowohl die Befestigung des Rotorpakets bzw. der Rotorpakete an dem Bolzen als auch die Befestigung der Axialscheiben an dem Bolzen realisiert. Es ist also lediglich ein Montagschritt notwendig, um die beiden Axialscheiben, die Rotorbleche sowie den Bolzen miteinander zu verbinden.In addition, it is advantageous if the bolt penetrates the axial discs in the axial direction. As a result, both the attachment of the rotor package or the rotor packages to the bolt and the attachment of the axial disks are realized on the bolt. So it is only a mounting step necessary to connect the two Axialscheiben, the rotor laminations and the bolt together.
Zusätzlich ist es bevorzugt, wenn der Bolzen kraft- und formschlüssig an einem rotorträgerfesten Bauteil angebracht ist. Dadurch lässt sich eine besonders einfach herstellbare Verbindung zwischen dem Bolzen (und damit zwischen dem Rotor) und dem Rotorträger herstellen. Diese ist zudem vorteilhafterweise wieder einfach voneinander lösbar.In addition, it is preferred if the bolt is positively and positively mounted on a rotorträgerfesten component. This makes it possible to produce a connection between the bolt (and thus between the rotor) and the rotor carrier that is particularly easy to produce. This is also advantageously easy to detach from each other again.
Zudem ist es zweckmäßig, wenn das rotorträgerfeste Bauteil als ein in Radialrichtung nach außen abstehender Bund oder als eine separate Ringscheibe/Scheibe ausgebildet ist. Durch die integrale Ausbildung als abstehender Bund muss das rotorfeste Bauteil nicht zusätzlich an dem Rotorträger befestigt werden. Bei einer Ausbildung als separates Bauteils ist vorteilhafterweise die Geometriegestaltung des Bauteils flexibel.In addition, it is expedient if the rotorträgerfeste component is designed as a radially outwardly projecting collar or as a separate annular disc / disc. Due to the integral design as a projecting collar, the rotor-resistant component does not have to be additionally fastened to the rotor carrier. In a design as a separate component advantageously the geometry of the component is flexible.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann eine Position der Rotorpakete und/oder der Axialscheiben in Axialrichtung relativ zu dem Rotorträger durch den Bolzen und das rotorfeste Bauteil festgelegt sein.In an advantageous embodiment, a position of the rotor packages and / or the axial disks can be fixed in the axial direction relative to the rotor carrier by the bolt and the rotor-fixed component.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Rotor Magnete aufweist, die im Querschnitt des Rotors V-förmig angeordnet sind. Dadurch wird vorteilhafterweise ermöglicht, Bauraum für den anzuordnenden Bolzen zu schaffen, so dass er den Rotor in Axialrichtung durchdringen kann.Furthermore, it is advantageous if the rotor comprises magnets which are arranged in the cross-section of the rotor in a V-shape. This advantageously makes it possible to create space for the bolt to be arranged, so that it can penetrate the rotor in the axial direction.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Bolzen ein Außengewinde aufweist. So kann der Bolzen beispielsweise in den Rotor und/oder das rotorfeste Bauteil eingeschraubt werden, so dass vorteilhafterweise ein einfaches Herausziehen des Bolzens nicht möglich ist. Das Außengewinde dient also zur Befestigung des Bolzens an dem Rotor sowie zur Befestigung der Axialscheiben und/oder zur Befestigung an dem rotorfesten Bauteil.Furthermore, it is expedient if the bolt has an external thread. Thus, the bolt can for example be screwed into the rotor and / or the rotor-fixed component, so that advantageously a simple withdrawal of the bolt is not possible. The external thread thus serves for fastening the bolt to the rotor and for fastening the axial disks and / or for attachment to the rotor-fixed component.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Hybridmodul für ein Hybridkraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Elektromaschine gelöst. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Elektromaschine als eine Antriebsmaschine in einem Hybridmodul beispielsweise einer P2-Hybrid-Anwendung eingesetzt. Dabei ist die Elektromaschine dauerhaft mit einer Getriebeeingangswelle verbunden und eine zweite Antriebsmaschine beispielsweise über eine nasse oder trockene Trennkupplung an die Getriebeeingangswelle ankoppelbar. Insbesondere wird die Elektromaschine koaxial zu der Getriebeeingangswelle in dem Hybridmodul angeordnet.The object of the invention is also achieved by a hybrid module for a hybrid motor vehicle with an electric machine according to the invention. In a preferred embodiment, the electric machine is used as a prime mover in a hybrid module, for example a P2 hybrid application. In this case, the electric machine is permanently connected to a transmission input shaft and a second drive machine can be coupled, for example via a wet or dry separating clutch to the transmission input shaft. In particular, the electric machine is arranged coaxially with the transmission input shaft in the hybrid module.
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine Elektromaschine und ein Hybridmodul mit einer Elektromaschine, bei denen die Montage eines Rotors auf einen Rotorträger vereinfacht ist. Erfindungsgemäß wird dabei der Rotor der Elektromaschine montiert, indem mehrere Rotorpakete des Rotors drehfest an dem Rotorträger angebracht werden. Dazu wird ein Durchgangsbolzen verwendet, der die Rotorpakete bzw. das gesamte Rotorpaket (vollständig) durchdringt und diese bzw. dieses an dem Rotorträger anbringt. Dabei ist es auch möglich die einzelnen Rotorpakete mit einem festen Winkel in Umfangsrichtung zu fixieren, um eine Verschränkung der Rotorpakete zu realisieren. Vorzugsweise sind auch eine erste Axialscheibe/Endplatte und eine zweite Axialscheibe/Endplatte an den axialen Enden des Rotorpakets vorgesehen. Weiter ist es bevorzugt, wenn das Rotorpaket Magnete aufweist, die eine V-förmige Konfiguration besitzen. Andere Anordnungen der Magnete sind auch möglich.In other words, the invention relates to an electric machine and a hybrid module with an electric machine, in which the mounting of a rotor is simplified to a rotor carrier. According to the invention, the rotor of the electric machine is mounted by a plurality of rotor assemblies of the rotor are rotatably mounted on the rotor carrier. For this purpose, a through-bolt is used, which penetrates (completely) the rotor packages or the entire rotor package and attaches this or this to the rotor carrier. It is also possible to fix the individual rotor packages with a fixed angle in the circumferential direction, in order to realize an entanglement of the rotor packages. Preferably, a first axial disc / end plate and a second axial disc / end plate are also provided at the axial ends of the rotor core. Further, it is preferable if the rotor core has magnets that have a V-shaped configuration. Other arrangements of the magnets are also possible.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Figuren erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Längsschnittdarstellung eines Teils eines Hybridmoduls mit einer erfindungsgemäßen Elektromaschine, die an einem Rotorträger in einem ersten Ausführungsbeispiel angebracht ist, -
2 eine Längsschnittdarstellung des Teils des Hybridmoduls mit der Elektromaschine, die an dem Rotorträger in einem zweiten Ausführungsbeispiel angebracht ist, und -
3 eine Seitenansicht des Hybridmoduls mit der Elektromaschine, -
4 eine Draufsicht eines kreisringförmig ausgebildeten Rotorpakets, und -
5 eine perspektivische Darstellung eines kreisringschnittförmig segmentiert ausgebildeten Rotorpakets.
-
1 a longitudinal sectional view of a portion of a hybrid module with an electric machine according to the invention, which is mounted on a rotor carrier in a first embodiment, -
2 a longitudinal sectional view of the part of the hybrid module with the electric machine, which is mounted on the rotor carrier in a second embodiment, and -
3 a side view of the hybrid module with the electric machine, -
4 a plan view of a ring-shaped rotor package, and -
5 a perspective view of a circular ring-shaped segmented rotor package.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.The figures are merely schematic in nature and are for the sole purpose of understanding the invention. The same elements are identified by the same reference numerals. Features of the different embodiments can be interchanged.
Der Rotor
An dem Rotorträger
Die zweite Axialscheibe
In
In
Die in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Elektromaschine/E-MaschineElectronic machine / electric motor
- 22
- Rotorrotor
- 33
- Rotorträgerrotorarm
- 44
- Rotorpaketrotor pack
- 55
- erste Axialscheibefirst axial disc
- 66
- zweite Axialscheibesecond axial disc
- 77
- Bolzenbolt
- 88th
- BundFederation
- 99
- axiale Stirnflächeaxial end face
- 1010
- Kopfhead
- 1111
- Außengewindeexternal thread
- 1212
- Innengewindeinner thread
- 1313
- Aussparungrecess
- 1414
- Aussparungrecess
- 1515
- Ringring
- 1616
- Innengewindeinner thread
- 1717
- Vorsprunghead Start
- 1818
- axiale Stirnseiteaxial end face
- 1919
- Magnetmagnet
- 2020
- Hybridmodulhybrid module
- 2121
- Kreisringausschnitt/KreisringsektorCircular ring section / annulus sector
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102016213384 A1 [0002]DE 102016213384 A1 [0002]
- DE 102006045178 A1 [0003]DE 102006045178 A1 [0003]
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Applications Claiming Priority (1)
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DE102018111413.3A DE102018111413A1 (en) | 2018-05-14 | 2018-05-14 | Electric machine with positive and positive rotor mounted on the rotor and hybrid module with electric machine |
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DE102018111413.3A Withdrawn DE102018111413A1 (en) | 2018-05-14 | 2018-05-14 | Electric machine with positive and positive rotor mounted on the rotor and hybrid module with electric machine |
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-
2018
- 2018-05-14 DE DE102018111413.3A patent/DE102018111413A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |