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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung zur Integration in eine elektrische Antriebsanordnung für ein Fahrzeug. Die Lageranordnung umfasst eine Lagereinrichtung, die einen Innenring, mehrere Wälzkörper und einen Außenring umfasst, wobei die Wälzkörper rotierbar zwischen dem Innenring und dem Außenring aufgenommen sind und eine Isolatoreinrichtung zur elektrischen Isolation der Lagereinrichtung, wobei die Isolatoreinrichtung als eine Hülse ausgebildet ist und wobei die Lagereinrichtung in der Hülse aufgenommen ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektrische Antriebsanordnung mit der Lageranordnung.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei Antriebsmodulen für Fahrzeuge werden elektrische Antriebe zur Erzeugung des Antriebsmoments eingesetzt. Durch sehr starke Spannungsflanken bei der Spannungsversorgung des elektrischen Antriebs werden unerwünschte elektrische Ströme in dem elektrischen Antrieb generiert. Dabei fließen die elektrischen Ströme auch über die Rotorlager, welche durch mechanischen Verschleiß und zusätzlich auch durch den Stromdurchgang geschädigt werden.
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Die Isolierung von Rotorlagern, die zur Lagerung einer Rotorwelle in dem elektrischen Antrieb integriert sind, sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Derartige Isolierungen können an einer Außenumfangsfläche eines Außenrings des Rotorlagers angebracht und dazu vorgesehen sein, das Rotorlager gegen die elektrischen Ströme zu isolieren, um es vor erhöhtem Verschleiß aufgrund des Stromdurchgangs zu schützen. Beispielsweise beschreibt die Druckschrift
DE 690 16 321 T2 ein elektrisch isoliertes Lager mit einem als ein einstückiger Körper ausgebildeten Außenring, welcher auf seiner Umfangsfläche mit einem isolierenden Polymermaterial versehen ist, das eine elektrisch isolierende Eigenschaft aufweist. An einer Außenfläche des isolierenden Polymermaterials ist eine dünne Metallplatte vorgesehen.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative und funktional erweiterte Lösung zur Isolation einer Lagereinrichtung einer Lageranordnung für eine elektrische Antriebsanordnung gegen Stromdurchgang bereitzustellen.
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Beschreibung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch eine Lageranordnung zur Integration in eine elektrische Antriebsanordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine elektrische Antriebsanordnung mit der Lageranordnung gemäß dem Anspruch 7 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Unteransprüchen und/oder den beigefügten Figuren.
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Es wird eine Lageranordnung vorgeschlagen, welche zur Integration in eine elektrische Antriebsanordnung für ein Fahrzeug ausgebildet ist. Die Lageranordnung weist eine Lagereinrichtung auf. Die Lagereinrichtung ist vorzugsweise als ein Wälzlager ausgebildet. Das Wälzlager umfasst einen Außenring, mehrere Wälzkörper und einen Innenring, wobei die Wälzkörper vorzugsweise zwischen dem Außenring und dem Innenring rotierbar aufgenommen sind. Beispielsweise kann das Wälzlager als ein Kugellager oder als ein Rollenlager ausgebildet sein. Das Wälzlager ist insbesondere aus Stahl gebildet.
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Die Lageranordnung umfasst eine Isolatoreinrichtung. Die Isolatoreinrichtung ist dazu ausgebildet, das Wälzlager elektrisch zu isolieren. Zum Beispiel ist die Isolatoreinrichtung dazu ausgebildet, das Wälzlager gegen elektrische Ströme zu isolieren, die in der elektrischen Antriebsanordnung fließen.
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Die Isolatoreinrichtung ist als eine Hülse ausgebildet. Die Hülse ist vorzugsweise als ein Zylinder und/oder zylinderförmig ausgebildet. Vorzugsweise weist der Zylinder eine Stirnseite auf. Insbesondere umfasst die Hülse als Zylinder einen Zylindermantel, welcher durch die Stirnseite teilweise geschlossen ist. Beispielsweise ist die Stirnseite ringförmig ausgebildet, sodass die Stirnseite eine zentrale Öffnung aufweist.
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Das Wälzlager ist in der Hülse zumindest teilweise, bevorzugt vollständig aufgenommen. Vorzugsweise ist das Wälzlager von dem Zylindermantel und der Stirnseite abschnittsweise, bevorzugt größtenteils umgeben. Insbesondere ist der Au-ßenring des Wälzlagers von dem Zylindermantel und von der Stirnseite umgeben.
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Erfindungsgemäß weist die Hülse eine elektrisch isolierende Beschichtung auf. Vorzugsweise ist das Wälzlager durch die elektrisch isolierende Beschichtung in der Hülse elektrisch gegen einen Stromdurchgang isoliert. Beispielsweise ist die elektrisch isolierende Beschichtung aus einem Kunststoffmaterial gebildet, wobei das Kunststoffmaterial elektrisch isolierenden Eigenschaften aufweist. Vorteilhaft ist, dass darauf verzichtet werden kann, das Wälzlager selbst mit einer isolierenden Beschichtung oder mit einer anderen isolierenden Einrichtung zu versehen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Hülse, insbesondere der Zylindermantel, eine Innenumfangsfläche und eine Außenumfangsfläche auf. Vorzugsweise weist die Außenumfangsfläche die elektrisch isolierende Beschichtung auf. Insbesondere ist die elektrisch isolierende Beschichtung auf die Außenumfangsfläche aufgebracht. Im Speziellen bedeckt die elektrisch isolierende Beschichtung die Außenumfangsfläche vollständig. Optional ist die elektrisch isolierende Beschichtung stoffschlüssig mit der Außenumfangsfläche verbunden. Möglich ist im Rahmen der Erfindung, dass die isolierende Beschichtung die Außenumfangsfläche bildet.
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Optional ergänzend weist die Stirnseite des Zylindermantels die elektrisch isolierende Beschichtung auf. Insbesondere ist die elektrisch isolierende Beschichtung stoffschlüssig mit Stirnseite verbunden. Bevorzugt bedeckt die elektrisch isolierende Beschichtung die Stirnseite vollständig. Vorzugsweise ist die elektrisch isolierende Beschichtung auf der Außenseite der Stirnseite angeordnet. Insbesondere bildet die elektrisch isolierende Beschichtung die Außenseite der Stirnseite.
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Besonders bevorzugt ist, dass sich die elektrisch isolierende Beschichtung ununterbrochen über die Außenumfangsfläche des Zylindermantels und über die Außenseite der Sichtseite erstreckt, diese vollständig bedeckt und/oder bildet. Insbesondere sind die Außenumfangsfläche und die Außenseite mit der elektrisch isolierenden Beschichtung als das Kunststoffmaterial umspritzt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die als Hülse ausgebildete Isolatoreinrichtung aus Stahl gebildet. Insbesondere handelt es sich um eine Stahlhülse, die auf der Außenumfangsfläche des Zylindermantels und optional ergänzend auf der Außenseite der Stirnseite mit der elektrisch isolierenden Beschichtung, z.B. aus dem Kunststoffmaterial, bedeckt ist.
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Besonders bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung, dass das Wälzlager als ein Loslager ausgebildet ist. Insbesondere ermöglicht das Loslager eine axiale Bewegung des Wälzlagers relativ zu der Hülse. Bevorzugt ist das Wälzlager relativ zu der Hülse axial beweglich. Insbesondere kann eine Außenumlauffläche des Außenrings entlang der Innenumfangsfläche der Hülse in der axialen Richtung gleiten. Durch die axiale Bewegung des Wälzlagers relativ zu der Hülse kann insbesondere eine thermische Längenausdehnung einer Welle der elektrischen Antriebsanordnung, welche in dem Wälzlager gelagert werden kann, ausgeglichen werden.
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Vorteilhaft ist es, dass der z.B. aus Stahl gebildete Außenring des Wälzlagers bei der axialen Bewegung gegen die Innenumfangsfläche der z.B. aus Stahl gebildeten Hülse bewegt wird und somit ein Verschleiß der beiden Bauteile bei der axialen Bewegung des Wälzlagers äußerst geringgehalten werden kann. Dadurch dass die elektrisch isolierende Beschichtung an der Außenumfangsfläche der als Hülse ausgebildeten Isolatoreinrichtung angeordnet ist, ist diese unabhängig von der axialen Bewegung des Wälzlagers, welche entlang der Innenumfangsfläche der Hülse erfolgt. Insbesondere kann in vorteilhafter Weise ein Verschleiß der elektrisch isolierenden Beschichtung durch die axiale Bewegung des Wälzlagers verhindert werden und dadurch eine Lebensdauer des Wälzlagers erhöht werden.
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In einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung weist die Hülse einen Endanschlag für das axialbewegliche Wälzlager als Loslager auf. Beispielsweise ist der Endanschlag durch die Stirnseite gebildet. Besonders bevorzugt ist, dass zwischen dem Endanschlag und dem Wälzlager, insbesondere zwischen dem Endanschlag und dem Außenring des Wälzlagers, eine Federeinrichtung angeordnet ist. Insbesondere ist die Federeinrichtung dazu ausgebildet, das Wälzlager, insbesondere den Außenring, gegenüber dem Anschlag elastisch anzuordnen.
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Eine elektrische Antriebsanordnung für ein Fahrzeug bildet einen weiteren Gegenstand der Erfindung. Das Fahrzeug ist vorzugsweise als ein Personenkraftwagen, Bus oder Lastkraftwagen ausgebildet. Bei alternativen Ausgestaltungen kann das Fahrzeug auch als ein Fahrrad, Motorrad, E-Scooter und/oder einspurig oder zweispurig und/oder einachsig oder zweiachsig ausgebildet sein. Das Fahrzeug ist als ein Elektrofahrzeug, insbesondere als ein reines Elektrofahrzeug oder als ein Hybridfahrzeug ausgebildet.
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Die elektrische Antriebsanordnung weist einen elektrischen Antriebsabschnitt auf. In dem elektrischen Antriebsabschnitt ist ein elektrischer Antrieb, insbesondere ein Elektromotor, welcher auch als eine elektrische Maschine bezeichnet werden kann, angeordnet. Der Elektromotor ist vorzugsweise als ein mittels Frequenzumrichter gesteuerter Elektromotor ausgebildet, im Speziellen als ein Asynchronelektromotor. Der Elektromotor kann als ein nasslaufender Elektromotor oder als ein trockenlaufender Elektromotor ausgebildet sein.
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Vorzugsweise definiert der elektrische Antrieb als der Elektromotor eine Hauptachse. Der elektrische Antrieb weist einen Rotor und optional ergänzend einen Stator auf. Vorzugsweise sind der Stator und der Rotor konzentrisch und/oder koaxial zueinander und/oder zu der Hauptachse angeordnet.
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Ferner weist der elektrische Antriebsabschnitt eine Welle auf, wobei die Welle mit dem Rotor, z.B. getriebetechnisch, verbunden ist. Insbesondere wird die Welle über und/oder durch den Rotor angetrieben.
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Besonders bevorzugt ist die Welle als eine Rotorwelle ausgebildet. Insbesondere in der Ausgestaltung als Rotorwelle kann diese mit dem Rotor drehfest, starr und/oder einstückig verbunden sein. Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass die Rotorwelle mit dem Rotor elektrisch verbunden ist. Dies führt dazu, dass bei einem Potenzialunterschied zwischen dem Rotor und einer Umgebungskonstruktion der gleiche Potentialunterschied zwischen der Rotorwelle und der Umgebungskonstruktion vorliegt.
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Die elektrische Antriebsanordnung weist einen Getriebeabschnitt auf, wobei in dem Getriebeabschnitt eine Getriebeeinrichtung angeordnet ist. Die Getriebeeinrichtung kann als eine Kupplungseinrichtung und/oder als eine Schalteinrichtung und/oder als eine Übersetzungseinrichtung ausgebildet sein. Die Welle ist mit der Getriebeeinrichtung getriebetechnisch verbunden. Insbesondere bildet die Welle eine Eingangswelle in die Getriebeeinrichtung.
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Die Welle weist einen Wellenabschnitt auf. Vorzugsweise ist der Wellenabschnitt antriebsseitig angeordnet. Insbesondere ist der Wellenabschnitt von dem Getriebeabschnitt abgewandt.
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Die elektrische Antriebsanordnung umfasst einen Gehäuseabschnitt. Vorzugsweise ist der Gehäuseabschnitt Teil eines Gehäuses, welches den elektrischen Antriebsabschnitt und den Getriebeabschnitt zumindest teilweise, bevorzugt größtenteils oder vollständig umgibt. Insbesondere ist der Gehäuseabschnitt in dem elektrischen Antriebsabschnitt angeordnet und/oder dem elektrischen Antrieb zugeordnet. Bevorzugt nimmt der Gehäuseabschnitt den elektrischen Antrieb zumindest teilweise in sich auf. Der Wellenabschnitt der Welle ist relativ zu dem Gehäuseabschnitt drehbar gelagert.
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Erfindungsgemäß umfasst die elektrische Antriebsanordnung die Lageranordnung nach der bisherigen Beschreibung und/oder nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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In einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist der Wellenabschnitt der Welle relativ zu dem Gehäuseabschnitt in dem Wälzlager der Lageranordnung drehbar gelagert. Vorzugsweise sitzt der Innenring des Wälzlagers auf dem Wellenabschnitt. Insbesondere ist der Innenring drehfest mit dem Wellenabschnitt verbunden, sodass er mit dem Wellenabschnitt rotiert.
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Eine mögliche konstruktive Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Gehäuseabschnitt einen Aufnahmebereich für die Lageranordnung aufweist. Der Aufnahmebereich kann in dem Gehäuseabschnitt integriert sein, insbesondere kann er zylinderförmig oder buchsenförmig in dem Gehäuseabschnitt ausgeformt sein.
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Bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung, dass die Lageranordnung eine Buchse umfasst, welche in dem Aufnahmebereich angeordnet ist. Alternativ oder optional ergänzend ist der Aufnahmebereich durch die Buchse gebildet. Beispielsweise kann die Buchse aus Stahl, Aluminium oder aus einem Kunststoffmaterial gebildet sein. Insbesondere ist die Buchse fest mit dem Gehäuseabschnitt verbunden und/oder in diesen integriert. Die Buchse kann z.B. stoffschlüssig in den Aufnahmebereich eingeformt sein oder form- und/oder kraftschlüssig in dem Aufnahmebereich befestigt sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die als Isolatoreinrichtung ausgebildete Hülse drehfest in dem Aufnahmebereich und/oder in der Buchse aufgenommen. Optional ist die Hülse kraft- und/oder reibschlüssig mit einer Umfangsfläche des Aufnahmebereichs und/oder mit einer Innenumfangsfläche der Buchse verbunden. Im Rahmen der Erfindung ist es besondere bevorzugt, dass die Hülse mit der elektrisch isolierenden Beschichtung an der Umfangsfläche des Aufnahmebereichs und/oder an der Innenumfangsfläche der Buchse anliegt.
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Das Wälzlager ist vorzugsweise in der Hülse axial beweglich aufgenommen. Somit kann das Wälzlager in vorteilhafter Weise gegen die elektrischen Ströme in der elektrischen Antriebsanordnung, welche insbesondere durch den Gehäuseabschnitt fließen, isoliert werden. Auch ein Stromdurchgang zwischen dem Wellenabschnitt und dem Gehäuseabschnitt kann unterbrochen werden, da das Wälzlager aufgrund der Isolation durch die Hülse als Isolatoreinrichtung keine elektrische Verbindung zu dem Gehäuseabschnitt bilden kann. Vorteilhaft ist weiterhin, dass die axiale Bewegung des Wälzlagers in der Hülse und somit relativ zu dem Gehäuseabschnitt ohne Beschädigung der elektrisch isolierenden Beschichtung der Isolatoreinrichtung möglich ist.
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Figurenliste
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer elektrischen Antriebsanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 einen schematischen axialen Längsschnitt durch eine Lageranordnung der elektrischen Antriebsanordnung.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Einander entsprechende oder gleiche Komponenten sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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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), als ein Motorrad mit elektrischem Antrieb oder als ein E-Scooter ausgebildet sein.
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Die elektrische Antriebsanordnung 1 dient zur Erzeugung und/oder Bereitstellung eines Traktionsmoments, insbesondere eines Haupttraktionsmoments, für das Fahrzeug. Hierzu weist die Antriebsanordnung 1 einen elektrischen Antriebabschnitt 2 auf, welcher einen elektrischen Antrieb 3 zur Erzeugung des Traktionsmoments und eine Rotorwelle 4 zur Übertragung des Traktionsmoments aufweist. Der elektrische Antrieb 3 kann mit einer Energieeinrichtung, z.B. mit einer Batterie oder einem Akku, elektrisch verbunden sein, um Energie zur Erzeugung des Traktionsmoments zu erhalten. Der elektrische Antrieb 3 kann beispielsweise als ein Gleichstrom-, Synchron- oder Asynchronmotor ausgebildet sein.
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Der elektrischer Antrieb 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. Insbesondere ist der elektrische Antrieb 3 als ein Innenläufer ausgebildet.
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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 elektrischen Antriebs 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 reibschlüssige Kupplung, und/oder eine Schalteinrichtung, z.B. einen elektrisch und/oder hydraulisch betätigbaren Schaltzylinder, und/oder eine Übersetzungseinrichtung, z.B. ein Planeten- und/oder Stufenradgetriebe, umfassen kann. Der elektrische Antriebabschnitt 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 elektrischen Antriebabschnitts 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 elektrischen Antriebsabschnitt 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 elektrischen Antriebabschnitt 2 und dem Getriebeabschnitt 7 bildet. Der Motorraum kann alternativ als ein Nassraum ausgebildet sein, insbesondere als ein gemeinsamer Raum mit dem Getrieberaum. Insbesondere kann der elektrische Antrieb 3 als ein nasslaufender elektrischer Antrieb ausgebildet sein.
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Der elektrische Antrieb 3 bzw. die elektrische 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 einem Gehäuseabschnitt 12 abgeschlossen, so dass der Gehäuseabschnitt 12 einen Gehäuseinnenraum des Gehäuses 11 begrenzt.
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Zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle 4 weist die elektrische Antriebsanordnung 1 eine Lagereinrichtung 13 und eine weitere Lagereinrichtung 14 auf, wobei die Rotorwelle 4 über die Lagereinrichtungen 13, 14 in radialer Richtung abgestützt ist. Die Lagereinrichtungen 13, 14 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils als ein Kugellager, insbesondere als ein Rillenkugellager ausgebildet. Jede der Lagereinrichtungen 13, 14 weist einen rotierenden Innenring 18 und einen stationären Außenring 19 auf.
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Die Rotorwelle 4 weist einen Rotorwellenabschnitt 15 auf, der von dem Getriebeabschnitt 7 abgewandt ist. Der Rotorwellenabschnitt 15 bildet einen antriebsseitigen Endabschnitt der Rotorwelle 4. Die Lagereinrichtung 13 ist in dem Gehäuseabschnitt 12 angeordnet. Der Gehäuseabschnitt 12 ist über die Lagereinrichtungen 13 geschlossen.
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Der Gehäuseabschnitt 12 weist einen in der 2 gezeigten Aufnahmeabschnitt 16 auf, welcher zur Aufnahme der Lagereinrichtung 13 ausgebildet ist. In dem Aufnahmeabschnitt 16 ist eine Buchse 27 aus Stahl oder Kunststoff angeordnet. Alternativ ist der Aufnahmeabschnitt 16 durch die Buchse 27 gebildet. Die Buchse 27 ist als eine stirnseitig bereichsweise geschlossene Zylinderbuchse ausgebildet. Die Buchse 27 ist mit dem Gehäuseabschnitt 12 fest verbunden. Sie kann stoffschlüssig oder kraft- und/oder formschlüssig an dem Gehäuseabschnitt 12 befestigt sein.
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Die Lagereinrichtung 13 ist als ein Loslager ausgebildet, welches in dem Aufnahmeabschnitt 16, insbesondere in der Buchse 27, bezogen auf die Hauptachse H und relativ zu dem Gehäuseabschnitt 12 axialbeweglich ist. Durch die axiale Bewegung der Lagereinrichtung 13 kann eine mögliche thermische Längenausdehnung der Welle 4 ausgeglichen werden. Die weitere Lagereinrichtung 14 ist in einem weiteren Aufnahmeabschnitt 17 in dem Gehäuse 11 aufgenommen. Sie ist bewegungsfest in dem weiteren Aufnahmeabschnitt 17 aufgenommen.
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In einem Motorbetrieb des elektrischen Antriebs 3 können Entladungsströme und/oder Potenzialunterschiede verursacht werden, welche sich über die Lagereinrichtungen 13, 14 entladen und die Lagereinrichtungen 13, 14 beschädigen können. Deshalb sind die Lagereinrichtungen 13, 14 gegen elektrische Ströme in dem Gehäuse 11, in dem Gehäuseabschnitt 12 und/oder in der Welle 4 isoliert. Durch die Isolierung der Lagereinrichtungen 13, 14 können die elektrischen Ströme unterbrochen werden. Durch die Verhinderung des Stromflusses durch die Lagereinrichtungen 13, 14 können diese vor erhöhtem Verschleiß geschützt werden und Ausfälle vermieden werden. Somit können Kosten für eine Reparatur der elektrischen Antriebsanordnung 1 und insbesondere für den Ersatz der Lagereinrichtungen 13, 14 eingespart werden.
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Zur Isolation der als Loslager ausgebildeten Lagereinrichtung 13 ist eine Isolatoreinrichtung 21 vorgesehen. Diese bildet gemeinsam mit der Lagereinrichtung 13 einen Bestandteil einer Lageranordnung 20 der elektrischen Antriebsanordnung 1.
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Die Lageranordnung 20 ist in der 2 in einer axialen Schnittansicht gezeigt. Die Lageranordnung 20 ist in dem Aufnahmeabschnitt 16 des Gehäuseabschnitts 12, insbesondere in der Buchse 27, aufgenommen.
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Die Isolatoreinrichtung 21 ist als eine zylinderförmige Hülse 22 mit einem Zylindermantel ausgebildet. Der Zylindermantel weist eine Innenumfangsfläche 23, eine Außenumfangsfläche 24 und eine ringförmige, in der axialen Richtung zentral geöffnete Stirnseite 25 auf. Die Hülse 22 ist als eine Stahlhülse ausgebildet. Sie weist eine elektrisch isolierende Beschichtung 26 auf, welche aus einem Kunststoffmaterial mit einer elektrisch isolierenden Eigenschaft gebildet ist. Die Beschichtung 26 ist auf die Außenumfangsfläche 24 der Hülse und auf eine Außenseite der Stirnseite 25 aufgebracht, insbesondere aufgespritzt, und bedeckt diese vollständig. Insbesondere bildet die elektrisch isolierende Beschichtung 26 die Außenumfangsfläche 24 des Zylindermantels und die Außenseite der Stirnseite 25.
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Die Hülse 22 ist in der Buchse 27 kraft- und/oder reibschlüssig und somit drehfest angeordnet. In dieser Anordnung liegt die elektrisch isolierende Beschichtung 26 an einer Innenumfangsfläche der Buchse 27 und an einer Innenseite einer Stirnseite der Buchse 27 an.
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Als Loslager ist die Lagereinrichtung 13 in der Hülse 22 axial beweglich aufgenommen. Der aus Stahl gebildete Außenring 19 der Lagereinrichtung 13 ist entlang der aus Stahl gebildeten Innenumfangsfläche 23 der Hülse 22 beweglich, was in vorteilhafter Weise nur einen sehr geringen Verschleiß bei der axialen Bewegung mit sich bringt. Die elektrisch isolierende Beschichtung 26 ist von dem Außenring 19 abgewandt angeordnet und somit von der axialen Bewegung nicht betroffen. Dadurch kann ein Verschleiß der elektrisch isolierenden Beschichtung 26 vermieden und die Lagereinrichtung 13 sicher elektrisch isoliert werden.
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Die Stirnseite 25 der Hülse 22 bildet einen Endanschlag für die Lagereinrichtung 13, wenn sie die axiale Bewegung ausführt. Zur Bildung eines elastisch und/oder federnden Anschlags ist zwischen der Stirnseite 25 und dem Außenring 19 der Lagereinrichtung 13 eine Federeinrichtung 28 angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrische Antriebsanordnung
- 2
- elektrischer Antriebabschnitt
- 3
- elektrischer Antrieb
- 4
- Rotorwelle
- 5
- Stator
- 6
- Rotor
- 7
- Getriebeabschnitt
- 8
- Getriebeeinrichtung
- 9
- Ausgangswelle
- 10
- Trennabschnitt
- 11
- Gehäuse
- 12
- Gehäuseabschnitt
- 13
- Lagereinrichtung
- 14
- weitere Lagereinrichtung
- 15
- Rotorwellenabschnitt
- 16
- Aufnahmeabschnitt
- 17
- weiterer Aufnahmeabschnitt
- 18
- rotierender Innenring
- 19
- stationärer Außenring
- 20
- Lageranordnung
- 21
- Isolatoreinrichtung
- 22
- Hülse
- 23
- Innenumfangsfläche
- 24
- Außenumfangsfläche
- 25
- Stirnseite
- 26
- elektrisch isolierende Beschichtung
- 27
- Buchse
- 28
- Federeinrichtung
- H
- Hauptachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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