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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Antriebsanordnung für ein Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug umfassend ein Gehäuse, eine elektrische Maschine, wobei die elektrische Maschine einen Stator und einen Rotor mit einer Rotorwelle aufweist, einen Resolver zur Bestimmung einer Rotorposition der elektrischen Maschine, wobei der Resolver an der Rotorwelle des Rotors der elektrischen Maschine angeordnet ist, eine Lageranordnung zur Lagerung der Rotorwelle des Rotors der elektrischen Maschine, wobei die Lageranordnung einen Außenring und einen Innenring aufweist, wobei zumindest die elektrische Maschine und die Lageranordnung in dem Gehäuse der elektrischen Antriebsanordnung angeordnet sind.
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Stand der Technik
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In elektrischen Antriebsanordnungen für ein Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge findet in der Regel eine elektrische Maschine Anwendung, deren Rotorwelle wälzgelagert ist. In einer klassischen Fest-Loslageranordnung wird der Außenring gegen axiale Verschiebung gesichert. Solche Sicherungselement sind zumeist als genormte Sicherungsringe ausgeführt.
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Zur Regelung elektrischer Maschinen werden in der gängigsten Form Resolver (Drehzahlgeber) herangezogen. Um die Signalgenauigkeit zu erhöhen ist es notwendig den Resolver gegenüber von der elektrischen Maschine erzeugten Störfeldern zu schützen. Dazu ist in der Regel ein eigenes Bauteil, nämlich ein Abschirmelement an dem Resolver selbst vorgesehen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine alternative Ausführung einer elektrischen Antriebsanordnung für ein Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug anzugeben, die sich insbesondere durch einen kompakten, bauteil- und somit kostenreduzierten Aufbau auszeichnet.
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Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die erfindungsgemäße elektrische Antriebsanordnung eignet sich insbesondere zur Anwendung in einem Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst die elektrische Antriebsanordnung ein Gehäuse, eine elektrische Maschine, einen Resolver und eine Lageranordnung, wobei die Lageranordnung in einer axialen Richtung zwischen der elektrischen Maschine und dem Resolver angeordnet ist.
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Die elektrische Maschine weist erfindungsgemäß einen Stator und einen Rotor mit einer Rotorwelle auf.
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Die Richtungsangabe „axial“ beschreibt in diesem Zusammenhang eine Richtung entlang oder parallel zu einer Drehachse der Rotorwelle.
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Der Resolver dient der Bestimmung einer Position des Rotors der elektrischen Maschine. Der Resolver ist entsprechend der vorliegenden Erfindung an der Rotorwelle des Rotors der elektrischen Maschine angeordnet.
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Die Lageranordnung dient der Lagerung der Rotorwelle des Rotors der elektrischen Maschine. Die Lageranordnung weist erfindungsgemäß einen Außenring und einen Innenring auf.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung sind zumindest die elektrische Maschine und die Lageranordnung in dem Gehäuse der elektrischen Antriebsanordnung angeordnet.
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Der Außenring der Lageranordnung ist erfindungsgemäß über ein erstes Sicherungselement axial begrenzt, wobei das erste Sicherungselement gehäusefest angeordnet ist. Unter einer „gehäusefesten Anordnung“ ist in diesem Zusammenhang eine feste, d.h. dreh- und ortsfeste, Verbindung zwischen dem ersten Sicherungselement und dem Gehäuse der elektrischen Antriebsanordnung zu verstehen. Eine derartige feste Verbindung kann beispielsweise über reversible Verbindung, wie beispielsweise eine Verschraubung oder eine irreversible Verbindung, wie beispielsweise eine Verschweißung, erfolgen. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass eine „gehäusefeste Anordnung“ über eine einteilige Ausführung von Gehäuse und erstem Sicherungselement realisiert ist.
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Das erste Sicherungselement ist entsprechend der vorliegenden Erfindung derart ausgebildet, dass es sich auf einer der elektrischen Maschine zugewandten Seite der Lageranordnung radial über den Außenring hinaus erstreckt, sodass die Lageranordnung auf der der elektrischen Maschine zugewandten Seite über die radiale Erstreckung des Außenrings hinaus zumindest teilweise von dem ersten Sicherungselement abgedeckt ist.
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Die Richtungsangabe „radial“ beschreibt in diesem Zusammenhang eine Richtung normal zu der Drehachse der Rotorwelle des Rotors der elektrischen Maschine.
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In einer bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist der Innenring der Lageranordnung über ein zweites Sicherungselement axial begrenzt, wobei das zweite Sicherungselement fest an der Rotorwelle angeordnet ist. Auch hier ist eine „feste Anordnung“ analog, wie bereits zuvor beschreiben, zu verstehen.
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Das zweite Sicherungselement erstreckt sich vorzugsweise auf einer der elektrischen Maschine abgewandten Seite der Lageranordnung, nämlich einer dem Resolver zugewandten Seite, radial zumindest teilweise über den Innenring, sodass die Lageranordnung auf der dem Resolver zugewandten Seite zumindest teilweise von dem zweiten Sicherungselement abgedeckt ist.
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Das zweite Sicherungselement kann als herkömmlicher Sicherungsring ausgeführt sein.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der elektrischen Antriebsanordnung, insbesondere aufgrund der Anordnung der einzelnen Komponenten und der Ausbildung des ersten Sicherungselements, ist es möglich über ein einzelnes Bauteil, nämlich das erste Sicherungselement, zum einen eine axiale Sicherung des Außenrings der Lageranordnung und zum anderen einen Schutz des Resolvers vor von der elektrischen Maschine generierten Störfeldern darzustellen. Durch diesen synergetischen Effekt kann ein kompakter sowie bauteil- und bauraumoptimierter Aufbau der elektrischen Antriebsanordnung bei hoher Kosteneffizienz realisiert werden.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
- 1 zeigt eine schematische Detail-Querschnittdarstellung einer elektrischen Antriebsanordnung.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Antriebsanordnung 1 entsprechend der vorliegenden Erfindung in einer Detail-Querschnittsdarstellung schematisch dargestellt.
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Die elektrische Antriebsanordnung 1 ist beispielsweise in einem Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug verbaut und umfasst ein Gehäuse 2, eine elektrische Maschine (nicht dargestellt), einen Resolver 4 und eine Lageranordnung 5. Die elektrische Maschine und die Lageranordnung 5 sind in dem Gehäuse 2 der elektrischen Antriebsanordnung 1 angeordnet.
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Die elektrische Maschine weist einen Stator (nicht dargestellt) und einen Rotor (nicht gänzlich dargestellt) auf. Der Stator umgibt den Rotor zumindest teilweise außenumfänglich. Der Rotor ist relativ zum Stator drehbar gelagert und weist eine Rotorwelle 3 auf. Die Rotorwelle 3 und somit der Rotor an sich sind um eine zentrale Drehachse 8 drehbar.
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Die Lageranordnung 5 ist in einer axialen Richtung zwischen der elektrischen Maschine und dem Resolver 4 angeordnet.
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Die Richtungsangabe „axial“ beschreibt in diesem Zusammenhang eine Richtung entlang oder parallel zu der Drehachse 8 der Rotorwelle 3.
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Der Resolver 4 dient der Erfassung einer Position des Rotors (Drehposition der Rotorwelle 3) der elektrischen Maschine. Der Resolver 4 ist an der Rotorwelle 3 des Rotors der elektrischen Maschine angeordnet. Genauer umfasst der Resolver 4 einen Resolverrotor, der an der Rotorwelle 3 befestigt ist, und einen Resolverstator, der außenumfänglich um den Resolverrotor herum angeordnet ist.
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Die Lageranordnung 5 dient der Lagerung der Rotorwelle 3 des Rotors der elektrischen Maschine. Die Lageranordnung 5 umfasst einen Innenring 7, einen Außenring 6, der radial außerhalb des Innenrings 7 angeordnet ist und so konzentrisch zum Innenring 7 positioniert ist, und mehrere Kugeln 14, die rollbar zwischen dem Innenring 7 und dem Außenring 6 angeordnet sind. Der Innenring 7 der Lageranordnung 5 ist an der Rotorwelle 3 befestigt, um sich zusammen mit der Rotorwelle 3 zu drehen.
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Der Außenring 6 der Lageranordnung 5 ist über ein erstes Sicherungselement 9 axial begrenzt, wobei das erste Sicherungselement 9 gehäusefest angeordnet ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die „gehäusefeste Anordnung“ des ersten Sicherungselements 9 über eine Verschraubung 11 zwischen dem ersten Sicherungselement 9 und dem Gehäuse 2 realisiert, wobei ein Befestigungsabschnitt 12 des ersten Sicherungselements 9 mit einer radialen Innenfläche 13 des Gehäuses 2 in Kontakt steht. Das gehäusefest angeordnete erste Sicherungselement 9 definiert die axiale Position der Lageranordnung 5, indem der Außenring 6 im Gehäuse 2 spielfrei festgehalten wird.
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Das erste Sicherungselement 9 ist derart ausgebildet, dass es sich auf einer der elektrischen Maschine zugewandten Seite A der Lageranordnung 5 radial über den Außenring 6 der Lageranordnung 5 hinaus erstreckt, sodass die Lageranordnung 5 auf der der elektrischen Maschine zugewandten Seite A über die radiale Erstreckung des Außenrings 6 hinaus zumindest teilweise von dem ersten Sicherungselement 9 abgedeckt ist. Das erste Sicherungselement 9 überdeckt auf der der elektrischen Maschine zugewandten Seite A der Lageranordnung 5 somit nicht nur den Außenring 6 radial, sondern ist nach radial innen, nämlich ausgehend von dem Außenring 6 hin zum Innenring 7, soweit radial erweitert, dass auf der der elektrischen Maschine zugewandten Seite A der Lageranordnung 5 ein Großteil der Lageranordnung 5 von dem ersten Sicherungselement 9 abgedeckt ist. Dadurch wird der Resolver 4 gegenüber der elektrischen Maschine abgeschirmt und das erste Sicherungselement 9 wird, neben seiner Funktion der axialen Sicherung zumindest des Außenrings 6 der Lageranordnung 5 auf der der elektrischen Maschine zugewandten Seite A, zum Abschirmelement für den Resolver 4.
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Die Richtungsangabe „radial“ beschreibt in diesem Zusammenhang eine Richtung normal zu der Drehachse 8 der Rotorwelle 3 des Rotors der elektrischen Maschine.
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Weiterhin ist der Innenring 7 der Lageranordnung 5 über ein zweites Sicherungselement 10 axial begrenzt, wobei das zweite Sicherungselement 10 fest an der Rotorwelle 3 des Rotors der elektrischen Maschine angeordnet ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das zweite Sicherungselement 10 als herkömmlicher Sicherungsring, der den Innenring 7 der Lageranordnung 5 auf einer dem Resolver 4 zugewandten Seite B der Lageranordnung 5 teilweise radial überdeckt, ausgeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektrische Antriebsanordnung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Rotorwelle
- 4
- Resolver
- 5
- Lageranordnung
- 6
- Außenring
- 7
- Innenring
- 8
- Drehachse (der Rotorwelle)
- 9
- Erstes Sicherungselement
- 10
- Zweites Sicherungselement
- 11
- Verschraubung
- 12
- Befestigungsabschnitt (des ersten Sicherungselements)
- 13
- Radiale Innenfläche des Gehäuses
- 14
- Kugel
- A
- Der elektrischen Maschine zugewandte Seite der Lageranordnung
- B
- Dem Resolver zugewandte Seite der Lageranordnung
