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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Lagerschildeinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft im Weiteren einen Elektromotor oder eine Antriebsanordnung mit der Lagerschildeinrichtung.
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Hintergrund der Erfindung
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Elektromotoren weisen üblicherweise einen Rotor und einen Stator auf, wobei der Rotor über eine Rotorwelle in dem Elektromotor über eine Lagerung relativ zu dem Stator gelagert ist. Oftmals weisen derartige Elektromotoren ein Lagerschild auf, wobei der Lagerschild zum einen die Lagerung hält und zum anderen den Elektromotor wie ein Deckel axial abschließt.
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Neben den mechanischen Anforderungen treten bei den Lagerungen Anforderungen hinsichtlich der Übertragung von elektrischem Strom auf. Bei manchen Typen von Elektromotoren entstehen elektrische Ströme, welche von dem Gehäuse über die Lagerung in dem Lagerschild zu der Rotorwelle geleitet werden. Dieser elektrische Strom kann zu Beschädigungen in der Lagerung führen und ist daher unerwünscht.
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Die Druckschrift
DE 10 2008 013 402 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart eine elektrische Maschine für ein Hybridfahrzeug sowie ein Lagerschild der elektrischen Maschine. Die elektrische Maschine weist einen Stator und einen Rotor auf. Der Stator ist in einem Gehäuse angeordnet, der Rotor ist über Wälzlager drehbar in einem Lagerschild gelagert. Es ist vorgesehen, dass der Lagerschild mindestens zu einem überwiegenden Teil aus einem nicht metallischen Werkstoff besteht, so dass das Wälzlager von dem Gehäuse und damit von dem Stator elektrisch vollständig isoliert ist.
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Aufgabe der Erfindung
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Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Lagerschildeinrichtung vorzuschlagen, welche vorteilhafte elektrische Eigenschaften aufweist.
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Beschreibung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch eine Lagerschildeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Elektromotor bzw. eine Antriebsanordnung mit der Lagerschildeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Lagerschildeinrichtung, welche für einen Elektromotor und/oder für eine Antriebsanordnung geeignet und/oder ausgebildet ist. Prinzipiell kann die Lagerschildeinrichtung auf einer beliebigen Seite des Elektromotors angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist die Lagerschildeinrichtung gegenüber der Abtriebsseite angeordnet und/oder als eine B-Lagerschildeinrichtung ausgebildet. Die Lagerschildeinrichtung kann als ein zusammenhängendes, insbesondere einstückiges Bauteil ausgebildet sein und/oder aus einem gemeinsamen Halbzeug trennend und/oder umformtechnisch gebildet sein. Alternativ hierzu ist die Lagerschildeinrichtung als eine Baugruppe aus mehreren separaten Komponenten ausgebildet. Die Baugruppe kann selbsthaltend realisiert sein oder erst durch die Montage in dem Elektromotor zusammengefügt werden.
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Die Lagerschildeinrichtung weist einen Aufnahmeabschnitt für eine Lagereinrichtung auf. Die Lagereinrichtung ist vorzugsweise als eine Wälzlagereinrichtung ausgebildet. Die Lagereinrichtung dient zur Lagerung einer Rotorwelle des Elektromotors bzw. der elektrischen Maschine. Beispielsweise weist der Aufnahmeabschnitt einen Lagersitz auf. Ist vorgesehen, dass der Aufnahmeabschnitt eine Aufnahmekontaktfläche zur Kontaktierung mit der Lagereinrichtung aufweist. Die Aufnahmekontaktfläche wird insbesondere durch den Lagersitz gebildet. Beispielsweise ist die Aufnahmekontaktfläche als eine Hohlzylinderfläche ausgebildet.
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Die Lagerschildeinrichtung weist einen Verbindungsabschnitt zur Befestigung der Lagerschildeinrichtung an einem Gehäuse auf. Beispielsweise ist die Lagerschildeinrichtung wie ein Flansch ausgebildet. Der Verbindungsabschnitt weist eine Verbindungskontaktfläche zur Kontaktierung mit dem Gehäuse auf. Beispielsweise liegt die Verbindungskontaktfläche in einer Radialebene zu der Rotationsachse der Rotorwelle. Die Verbindungskontaktfläche kann zusammenhängend ausgebildet sein. Alternativ hierzu ist diese in Umlaufrichtung in Einzelbereiche verteilt.
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Zwischen der Aufnahmekontaktfläche und der Verbindungskontaktfläche ist eine elektrische Verbindung gebildet, welche über die Lagerschildeinrichtung führt. Die elektrische Verbindung weist einen elektrischen Gesamtwiderstand auf. Insbesondere handelt es sich um einen ohmschen Gesamtwiderstand. Der Gesamtwiderstand wird beispielsweise ermittelt, indem dieser von einem Messpunkt auf der Aufnahmekontaktfläche zu einem Messpunkt auf der Verbindungskontaktfläche gemessen wird. Der elektrische Gesamtwiderstand ist somit nicht unendlich, sondern es handelt sich um eine elektrisch leitende Verbindung.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Gesamtwiderstand gegenüber einem Referenzgesamtwiderstand vergrößert ist, wobei sich der Referenzgesamtwiderstand aus einer baugleichen Referenzlagerschildeinrichtung aus Aluminium ergibt. Insbesondere ist das Aluminium als ein reines Aluminium ausgebildet. Baugleich bedeutet insbesondere, dass die Referenzlagerschildeinrichtung die gleiche Form, Größe und/oder Dimension wie die Lagerschildeinrichtung aufweist.
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Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass für derartige Lagerschilde oftmals Aluminium oder einer Aluminiumlegierung verwendet wird. Aluminium weist eine sehr hohe elektrische Leitfähigkeit auf, wobei diese in üblichen Literaturquellen mit 37 × 106 S/m bei 20 °C bis 25 °C angegeben wird. Diese sehr hohe elektrische Leitfähigkeit führt zu einem sehr niedrigen Referenzgesamtwiderstand. Dies bedeutet, dass im Betrieb des Elektromotors ein sehr hoher Strom durch die Referenzlagerschildeinrichtung und damit durch die Lagereinrichtung geführt wird. Dies kann zu Beschädigungen der Lagereinrichtung führen.
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Dagegen schlägt die Erfindung vor, den Gesamtwiderstand der erfindungsgemäßen Lagerschildeinrichtung gegenüber dem Referenzgesamtwiderstand der baugleichen Referenzlagerschildeinrichtung zu vergrößern, so dass der fließende Strom verringert ist. Auf der anderen Seite wird jedoch auch sichergestellt, dass die elektrische Verbindung elektrisch leitend verbleibt, so dass eine vollständige elektrische Isolierung ausgeschlossen wird. Insbesondere wird eine schlecht leitende elektrische Verbindung geschaffen. Dies erlaubt es, dass bei einem Stillstand des Elektromotors, anliegende Potenzialunterschiede durch das Fließen von elektrischem Strom durch die Lagerschildeinrichtung abgebaut werden können. Somit belegt die erfindungsgemäße Lagerschildeinrichtung eine Zwischenposition zwischen elektrisch isolierenden Lagerschilden und hochleitenden Lagerschilden.
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Zur Umsetzung der Erhöhung des Gesamtwiderstands gegenüber dem Referenzgesamtwiderstand können mindestens eine, einige oder alle der nachfolgend beschriebenen unterschiedlichen Maßnahmen eingesetzt werden.
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Bei einer möglichen Ausgestaltung wird die Maßnahme dadurch umgesetzt, dass der Gesamtwiderstand im Vergleich zu dem Referenzgesamtwiderstand durch die Verwendung eines Widerstandsmaterials als Grundmaterial für die Lagerschildeinrichtung erhöht wird. Hierbei wird ein Widerstandsmaterial verwendet, welches eine geringere Leitfähigkeit als Aluminium aufweist.
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Bei einer möglichen Konkretisierung wird ein Widerstandsmaterial verwendet, welches als ein metallisches Material ausgebildet wird. Durch diese Konkretisierung wird der Gesamtwiderstand gegenüber dem Referenzgesamtwiderstand zwar erhöht, jedoch verbleibt eine metallische Leitung entlang der elektrischen Verbindung. Diese Konkretisierung hat den Vorteil, dass die Lagereinrichtung mechanisch stabil durch die Lagerschildeinrichtung gehalten wird, da das Grundmaterial der Lagerschildeinrichtung als das metallische Material ausgebildet wird. Auf der anderen Seite wird durch die verringerte elektrische Leitfähigkeit der Gesamtwiderstand gegenüber dem Referenzgesamtwiderstand erhöht.
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Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es Widerstandsmaterial als ein Stahl, insbesondere als ein nicht-rostender Stahl, im Speziellen aus einem austenitischen oder martensitischen Material ausgebildet. Das entsprechende Widerstandsmaterial hat eine elektrische Leitfähigkeit die ca. 30 mal niedriger ist als die elektrische Leitfähigkeit von Aluminium. Somit werden bei dieser Ausgestaltung hervorragende mechanische Eigenschaften mit verbesserten elektrischen Eigenschaften kombiniert.
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Es ist vorgesehen, dass mindestens ein Strompfad entlang der elektrischen Verbindung durch das Widerstandsmaterial gebildet ist. Anders ausgedrückt wird das Widerstandsmaterial als elektrischer Leiter in der elektrischen Verbindung verwendet.
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Eine alternative oder ergänzende Maßnahme sieht vor, dass die Lagerschildeinrichtung mindestens ein leitfähiges Endelement in der elektrischen Verbindung aufweist. Das Endelement bildet ein Bestandteil der Lagerschildeinrichtung. Es ist vorgesehen, dass die Vergrößerung von dem Gesamtwiderstand im Vergleich zu dem Referenzgesamtwiderstand durch das mindestens eine leitfähige Endelement umgesetzt oder mit umgesetzt ist. Das Endelement bildet die Verbindungskontaktfläche oder die Anlagekontaktfläche. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Endelement mehrfach vorhanden ist, so dass dieses jeweils die Verbindungskontaktfläche oder die Anlagekontaktfläche bildet.
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Konstruktiv umgesetzt kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Endelement als eine Distanzscheibe ausgebildet ist, welche in Anlage zu dem Gehäuse liegt. Ergänzend ist hierbei vorgesehen, dass etwaige Schraubelemente entweder elektrisch isoliert sind oder zumindest ebenfalls schlecht leitend ausgebildet sind. Alternativ oder ergänzend kann das mindestens eine leitfähige Endelement als eine Haltehülse ausgebildet sein, welche die Lagereinrichtung hält. Insbesondere ist der Durchgangswiderstand, insbesondere der ohmsche Durchgangswiderstand, des Endelements größer als der ohmsche Durchgangswiderstand eines baugleichen Endelements aus Aluminium. Beispielsweise ist das Endelement aus dem Widerstandsmaterial gefertigt.
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Eine alternative oder ergänzende Maßnahme sieht vor, dass die Lagerschildeinrichtung mindestens eine leitfähige Endbeschichtung aufweist, wobei die Vergrößerung von dem Gesamtwiderstand im Vergleich zum Referenzgesamtwiderstand durch die mindestens eine leitfähige Endbeschichtung umgesetzt oder mit umgesetzt ist. Die mindestens eine Endbeschichtung bildet die Verbindungskontaktfläche und/oder die Anlagekontaktfläche. Es kann auch möglich sein, dass auf der Verbindungskontaktfläche eine Endbeschichtung und auf der Anlagekontaktfläche eine weitere Endbeschichtung vorgesehen ist.
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Eine alternative oder ergänzende Maßnahme sieht vor, dass entlang des Strompfad der elektrischen Verbindung mindestens ein leitfähiges Zwischenelemente vorgesehen ist, wobei die Vergrößerung von dem Gesamtwiderstand im Vergleich zu dem Referenzwiderstand durch den mindestens einen leitfähigen Zwischenabschnitt umgesetzt oder mit umgesetzt ist. Insbesondere ist der Zwischenabschnitt zwischen der Aufnahmekontaktfläche und der Verbindungskontaktfläche angeordnet. So ist beispielsweise denkbar, dass der Zwischenabschnitt aus dem Widerstandsmaterial gefertigt ist.
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Ein weiterer Gegenstand Erfindung betrifft einen Elektromotor oder eine Antriebsanordnung mit dem Elektromotor, wobei der Elektromotor eine Rotorwelle, eine Lagereinrichtung sowie eine Lagerschildeinrichtung aufweist. Die Rotorwelle ist über die Lagereinrichtung in der Lagerschildeinrichtung gelagert. Es ist vorgesehen, dass die Lagerschildeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche bzw. wie diese zuvor beschrieben wurde ausgebildet ist.
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Besonders bevorzugt ist die Antriebsanordnung für ein Fahrzeug ausgebildet. Im Speziellen ist die Antriebsanordnung als eine elektrische Achse oder als ein Hybridmodul für das Fahrzeug realisiert. Besonders bevorzugt weist die Antriebsanordnung einen Elektromotorabschnitt mit dem Elektromotor und einen Getriebeabschnitt auf, wobei der Getriebeabschnitt das Antriebsmoment von dem Elektromotor übersetzt, untersetzt und/oder teilt. Es ist vorgesehen, dass die Lagerschildeinrichtung auf der dem Getriebeabschnitt abgewandten axialen Seite des Elektromotorabschnitts angeordnet ist. Ferner ist es bevorzugt, dass die Antriebsanordnung eine weitere Lagereinrichtung zur Lagerung der Rotorwelle aufweist, wobei die weitere Lagereinrichtung getriebeseitig angeordnet ist. Es ist vorgesehen, dass im Bereich der weiteren Lagereinrichtung eine elektrische Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Rotorwelle hergestellt ist.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in:
- 1 eine Antriebsanordnung für ein Fahrzeug in einer schematischen Darstellung;
- 2 eine schematische Darstellung einer Lagerschildeinrichtung für die Antriebsanordnung in der 1.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine elektrische Antriebsanordnung 1 für ein Fahrzeug, nicht dargestellt, als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Beispielsweise kann das Fahrzeug als ein ein- oder mehrspuriges und/oder als ein ein- oder mehrachsiges Fahrzeug ausgebildet sein. Beispielsweise ist das Fahrzeug ein reines Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug. Das Fahrzeug kann beispielsweise als ein Personenkraftwagen, Bus oder Lastkraftwagen ausgebildet sein. Alternativ kann das Fahrzeug jedoch auch beispielsweise als ein Fahrrad (Pedelec), Motorrad (Elektromotorrad) oder E-Scooter ausgebildet sein.
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Die Antriebsanordnung 1 dient zur Erzeugung und/oder Bereitstellung eines Traktionsmoments, insbesondere eines Haupttraktionsmoments, für das Fahrzeug. Hierzu weist die Antriebsanordnung 1 einen Elektromotorabschnitt 2 auf, welcher einen Elektromotor 3 zur Erzeugung des Traktionsmoments und eine Rotorwelle 4 zur Übertragung des Traktionsmoments aufweist. Der Elektromotor 3 kann mit einer Energieeinrichtung, z.B. eine Batterie oder ein Akku, elektrisch verbunden sein, um Energie zur Erzeugung des Traktionsmoments zu erhalten. Der Elektromotor 3 kann beispielsweise als ein Gleichstrom-, Synchron- oder Asynchronmotor ausgebildet sein.
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Der Elektromotor 3 weist einen Stator 5 und einen Rotor 6 auf. Der Rotor 6 ist mit der Rotorwelle 4 drehfest verbunden. Die Rotorwelle 4 definiert mit ihrer Rotationsachse eine Hauptachse H, wobei der Stator 5 und der Rotor 6 in Bezug auf die Hauptachse H koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet sind.
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Ferner weist die elektrische Antriebsanordnung 1 einen Getriebeabschnitt 7 auf, welcher zur Übertragung und/oder Übersetzung und/oder Verteilung des Traktionsmoments des Elektromotors 3 dient. Hierzu ist in dem Getriebeabschnitt 7 eine Getriebeeinrichtung 8, nur schematisch angedeutet, angeordnet, wobei die Getriebeeinrichtung 8 eine Kupplungseinrichtung, z.B. eine form- oder reinschlüssige Kupplung, und/oder eine Schalteinrichtung, z.B. ein elektrisch und/oder hydraulisch betätigbarer Schaltzylinder, und/oder eine Übersetzungseinrichtung, z.B. ein Planeten- und/oder Stufenradgetriebe, umfassen kann. Der Elektromotorabschnitt 2 und der Getriebeabschnitt 7 sind über die Rotorwelle 4 getriebetechnisch miteinander verbunden, wobei die Rotorwelle 4 eine Eingangswelle in die Getriebeeinrichtung 8 bildet. Über eine Ausgangswelle 9 kann das Traktionsmoment beispielsweise an ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs weitergegeben werden.
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Des Weiteren weist die elektrische Antriebsanordnung 1 einen Trennabschnitt 10 auf, welcher einen Motorraum des Elektromotorabschnitts 2 von einem angrenzenden Getrieberaum des Getriebeabschnitts 7 trennt. Der Trennabschnitt 10 ist hierzu in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H zwischen dem Elektromotorabschnitt 2 und dem Getriebeabschnitt 7 angeordnet. Beispielsweise kann der Motorraum ein Trockenbereich und der angrenzende Getrieberaum ein weiterer Trockenbereich oder ein Ölbereich sein, wobei der Trennabschnitt 10 eine schmutzdichte und gegebenenfalls eine öldichte Abtrennung zwischen dem Elektromotorabschnitt 2 und dem Getriebeabschnitt 7 bildet.
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Der Elektromotor 3 bzw. die Antriebsanordnung 1 weist ein Gehäuse 11 auf, wobei der Stator 5 und der Rotor 6 in dem Gehäuse 11 angeordnet sind. Optional ergänzend ist die Getriebeeinrichtung 8 bzw. der Getriebeabschnitt 7 ebenfalls in dem Gehäuse 11 angeordnet. Das Gehäuse 11 ist auf einer getriebeabgewandten Seite mit einer Lagerschildeinrichtung 12 abgeschlossen, so dass die Lagerschildeinrichtung 12 einen Gehäuseinnenraum des Gehäuses 11 begrenzt.
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Zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle 4 weist der Elektromotorabschnitt 2 eine Lagereinrichtung 13 und eine weitere Lagereinrichtung 14 auf, wobei die Rotorwelle 4 über die Lagereinrichtungen 13, 14 in radialer Richtung abgestützt sind. Die Lagereinrichtungen 13, 14 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils als ein Kugellager, insbesondere als ein Rillenkugellager ausgebildet.
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Die Lagereinrichtung 13 ist in der Lagerschildeinrichtung 12 angeordnet. Die Lagerschildeinrichtung 12 ist an dem Gehäuse 11 befestigt.
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In einem Motorbetrieb des Elektromotors 3 können Entladungsströme verursacht werden, welche sich über die Lagereinrichtungen 13, 14 entladen und die Lagereinrichtungen 13, 14 beschädigen können. Zur Ableitung weist die elektrische Antriebsanordnung 1 eine Ableitvorrichtung 15 auf, welche zur Ableitung einer elektrischen Ladung und/oder elektrischen Spannung ausgehend von dem Rotor 6 über die Rotorwelle 4 als ein erster Ableitpartner zu einem zweiten Ableitpartner dient.
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Der zweite Ableitpartner bildet gegenüber dem ersten Ableitpartner, also der Rotorwelle 4, einen stationären Ableitpartner. Der zweite Ableitpartner kann beispielsweise durch den Stator 5 selbst und/oder durch das Gehäuse 11 gebildet sein. Die Ableitvorrichtung 15 bildet eine elektrische Verbindung zwischen der Rotorwelle 4 und dem Gehäuse 11. Dabei ist das Gehäuse 11 mit Masse verbunden und/oder geerdet, sodass die Rotorwelle 4 über die Ableitvorrichtung 15 geerdet wird.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ableitvorrichtung 15 in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H zwischen der weiteren Lagereinrichtung 14 und dem Trennabschnitt 10 in dem Elektromotorabschnitt 2 angeordnet. Somit ist die Ableitvorrichtung 15 in Bezug auf die Lagereinrichtung 13 auf der getriebenahen Seite in dem Motorraum angeordnet. Durch diese getriebenahe Position kann der Getriebeabschnitt 7 vor Entladungsströmen geschützt werden, sodass, etwaige Lager in der Getriebeeinrichtung 8 keine Schäden erleiden.
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Ein bekanntes Problem bei Elektromotoren, insbesondere bei Elektromotoren, bei denen hohe Schaltfrequenzen an den Wechselrichtern verwendet werden, sind Zirkularströme, welche durch die Rotorwelle 4 über das Gehäuse fließen. Um diese Zirkularströme zu unterbinden, wird die Lagereinrichtung 13 im Stand der Technik, also die getriebeabgewandte Lagereinrichtung, elektrisch isoliert. Bei dem Ausführungsbeispiel wird dagegen keine vollständige elektrische Isolierung der Lagereinrichtung 13 umgesetzt, stattdessen wird der elektrische Widerstand zwischen dem Gehäuse 11 und der Lagereinrichtung 13 erhöht, um die Zirkularströme und andere elektrische Ströme zu reduzieren. Zur Erhöhung des elektrischen Widerstands können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden, wie dies in Zusammenhang mit der 2 erläutert wird.
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Die 2 zeigt in einer schematischen Längsschnittdarstellung einen Detailbereich der Antriebsanordnung 1 der vorhergehenden Figur. Es sind wieder der Elektromotor 3 mit dem Stator 5 und dem Rotor 6 sowie das Gehäuse 11 zu erkennen. Genauer dargestellt ist nun die Lagerschildeinrichtung 12, welche axial auf dem Gehäuse 11 sitzt. Die Lagerschildeinrichtung 12 weist einen Aufnahmeabschnitt 16 zur Aufnahme der Lagereinrichtung 13 auf. Der Aufnahmeabschnitt 16 weist eine Aufnahmekontaktfläche 17 auf, welche als eine Hohlzylinderfläche ausgebildet ist und welche eine Kontaktfläche zu der Lagereinrichtung 13 bildet.
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Ferner weist die Lagerschildeinrichtung 12 einen Verbindungsabschnitt 18 auf, wobei der Verbindungsabschnitt 18 zur Verbindung mit dem Gehäuse 11 dient. Der Verbindungsabschnitt 18 weist eine Verbindungskontaktfläche 19 auf, wobei sich die Verbindungskontaktfläche 19 in einer Radialebene zu der Hauptachse H erstreckt und flächig an dem Gehäuse 11 anliegt. Optional ergänzend kann die Verbindungskontaktfläche 19 eine Hohlzylinderfläche aufweisen, wobei sich die Lagerschildeinrichtung 12 über die Hohlzylinderfläche relativ zu dem Gehäuse 11 zentriert. Die Lagerschildeinrichtung 12 weist einen Grundkörper 20 auf, vorzugsweise ist die Lagerschildeinrichtung 12 aus einem durchgehenden Materialabschnitt gebildet.
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Ein ohmscher Gesamtwiderstand R, welcher entlang einer elektrischen Verbindung zwischen der Aufnahmekontaktfläche 17 und der Verbindungskontaktfläche 19 gebildet ist, definiert den Stromfluss durch die Lagerschildeinrichtung 12 und somit durch die Lagereinrichtung 13.
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Generell ist vorgesehen, dass der ohmsche Gesamtwiderstand R größer ist als ein Referenzgesamtwiderstand, welcher bei einer baugleichen Referenzlagerschildeinrichtung aus Aluminium bei der gleichen Messstrecke vorliegt. Der Vergleich mit einer Referenzlagerschildeinrichtung aus Aluminium ergibt sich daraus, dass derartige Lagerschilde oftmals aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt sind. Durch die Erhöhung des ohmsche Gesamtwiderstand R gegenüber dem sonst üblichen Referenzgesamtwiderstand wird erreicht, dass der durch die Lagereinrichtung 13 fließende Strom verringert ist. Auf der anderen Seite wird durch die vorliegende elektrische Verbindung zwischen der Aufnahmekontaktfläche 17 und der Verbindungskontaktfläche 19 erreicht, dass niedrige Ausgleichsströme zwischen dem Gehäuse 11 und dem Rotor 6 bzw. der Rotorwelle 4 fließen können.
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Die Erhöhung des Gesamtwiderstands R kann durch verschiedene Maßnahmen umgesetzt werden, wobei mindestens eine, einige oder alle der Maßnahmen umgesetzt sind:
- Bei einer Maßnahme wird der Grundkörper 20 der Lagerschildeinrichtung 12 aus einem Widerstandsmaterial gefertigt, wobei das Widerstandsmaterial als nicht-rostender Stahl ausgebildet ist. Insbesondere weist der Grundkörper 20 die Aufnahmekontaktfläche 17 und die Verbindungskontaktfläche 19 auf. Der Wechsel von Aluminium auf nicht rostenden-Stahl wird elektrische führt zu einer Erniedrigung der elektrischen Leitfähigkeit um den Faktor 30, so dass der Gesamtwiderstand R entsprechend erhöht ist.
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Eine ergänzende oder alternative Maßnahme ist es, die Lagerschildeinrichtung 12 ein leitfähiges Endelement aufweist, wobei das leitfähige Endelement die Verbindungskontaktfläche 19 bildet. Das leitfähige Endelement kann beispielsweise aus dem Widerstandsmaterial ausgebildet sein, alternativ hierzu kann auch an Material verwendet werden welches eine noch schlechtere Leitfähigkeit aufweist. Gleicher Weise kann auch ein leitfähiges Endelement die Aufnahmekontaktfläche 17 bilden und dort in gleicher Weise den Gesamtwiderstand R erhöhen. Statt oder ergänzend zu einem leitfähigen Endelement kann die Aufnahmekontaktfläche 17 und/oder die Verbindungskontaktfläche 19 mit einer leitfähigen Beschichtung versehen sein, um den Gesamtwiderstand R zu reduzieren. Eine weitere Möglichkeit ist es, einen Zwischenabschnitt mit einem schlechter leitenden Material zu verwenden, wobei der Zwischenabschnitt in der elektrischen Verbindung in Serie geschaltet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsanordnung
- 2
- Elektromotorabschnitt
- 3
- Elektromotor
- 4
- Rotorwelle
- 5
- Stator
- 6
- Rotor
- 7
- Getriebeabschnitt
- 8
- Getriebeeinrichtung
- 9
- Ausgangswelle
- 10
- Trennabschnitt
- 11
- Gehäuse
- 12
- Lagerschildeinrichtung
- 13
- Lagereinrichtung
- 14
- weitere Lagereinrichtung
- 15
- Ableitvorrichtung
- 16
- Aufnahmeabschnitt
- 17
- Aufnahmekontaktfläche
- 18
- Verbindungsabschnitt
- 19
- Verbindungskontaktfläche
- 20
- Grundkörper
- H
- Hauptachse
- R
- Gesamtwiderstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008013402 A1 [0004]
