DE102022105768A1 - Elektrische Axialflussmaschine, elektrisches Antriebssystem und Getriebemotoreinheit - Google Patents

Elektrische Axialflussmaschine, elektrisches Antriebssystem und Getriebemotoreinheit Download PDF

Info

Publication number
DE102022105768A1
DE102022105768A1 DE102022105768.2A DE102022105768A DE102022105768A1 DE 102022105768 A1 DE102022105768 A1 DE 102022105768A1 DE 102022105768 A DE102022105768 A DE 102022105768A DE 102022105768 A1 DE102022105768 A1 DE 102022105768A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
axial flux
flux machine
electric
rotor
rotor unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102022105768.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Vitali Reh
Martin Klein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102022105768.2A priority Critical patent/DE102022105768A1/de
Publication of DE102022105768A1 publication Critical patent/DE102022105768A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/40Structural association with grounding devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02Contact members
    • H01R13/15Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure
    • H01R13/187Pins, blades or sockets having separate spring member for producing or increasing contact pressure with spring member in the socket
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02Contact members
    • H01R13/22Contacts for co-operating by abutting
    • H01R13/24Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted
    • H01R13/2464Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the contact point
    • H01R13/2478Contacts for co-operating by abutting resilient; resiliently-mounted characterized by the contact point spherical

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Axialflussmaschine, ein elektrisches Antriebssystem mit der elektrischen Axialflussmaschine und eine Getriebemotoreinheit mit der elektrischen Axialflussmaschine.Die elektrische Axialflussmaschine umfasst eine um eine Rotationsachse (2) drehbare Rotoreinheit (60) und eine mit der Rotoreinheit (60) elektrisch leitfähig verbundene Erdungseinrichtung (100), wobei die Erdungseinrichtung (100) zumindest bereichsweise in einem von der Rotoreinheit (60) radial begrenzten Raum angeordnet ist und ein Kontaktierungselement (101) umfasst, wobei das Kontaktierungselement (101) dazu eingerichtet ist, im Wesentlichen mit einer Punktberührung (102) auf der Rotationsachse (2) an einem relativ zum Kontaktierungselement (101) drehbaren Anlageelement (103) der Erdungseinrichtung (100) elektrisch leitfähig anzuliegen.Mit der hier vorgeschlagenen elektrischen Axialflussmaschine, dem elektrischen Antriebssystem und der Getriebemotoreinheit werden Einrichtungen zur Verfügung gestellt, die mit nur geringem Bauraum und einfacher Montage einen effizienten elektromotorischen Betrieb ermöglichen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Axialflussmaschine, ein elektrisches Antriebssystem mit der elektrischen Axialflussmaschine und eine Getriebemotoreinheit mit der elektrischen Axialflussmaschine.
  • Aus dem Stand der Technik sind in vielen industriellen Anwendungen elektrische Antriebsmaschinen bekannt, die auch zunehmend in der Automobilindustrie ihre Anwendung finden. Eine solche Maschine umfasst einen Stator und einen diesbezüglich drehbaren Rotor. Der Rotor umfasst üblicherweise eine Rotorwelle, Wuchtbleche, Rotorblechpakete und Magnete.
  • Insbesondere für die Anwendung in elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen besteht die Anforderung, die erforderliche Leistung in einem verfügbaren Bauraum zu realisieren. Entsprechend ist die elektrische Rotationsmaschine als axial sehr kompakte Radialflussmaschine oder auch als Axialflussmaschine auszuführen. Dabei ist zudem der benötigte Bauraum für eine der jeweiligen elektrischen Rotationsmaschine zuzuordnende Leistungselektronik zu beachten.
  • Die DE 102010022320 A1 betrifft einen elektrischen Radantriebs eines Straßenfahrzeugs. Der Radantrieb umfasst ein Radlager, welches zwei relativ zueinander rotierbare Teile, nämlich ein Innenteil und ein Außenteil aufweist, wobei am Außenteil ein eine Stirnseite des Innenteils kontaktierendes Potentialausgleichselement angeordnet ist.
  • Die DE 102012204795 A1 beschreibt einen Radnabenmotor zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges. Die Alterung der zur Lagerung des Rotors verwendeten Wälzlager wird bei gleichzeitiger Minimierung der Abstrahlung elektromagnetischer Wellen vermieden, indem der Radnabenmotor einen Rotor, eine
  • Nabe, ein Radlager mit einem ersten Lagerring, der drehfest und elektrisch leitend mit der Nabe verbunden ist, und einem zweiten Lagerring, der drehfest und elektrisch leitend mit dem Rotor verbunden ist, und ein Kontaktelement zur Erzeugung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den besagten Lagerringen, aufweist, wobei das Kontaktelement über eine Feder gegen die Nabe abgestützt ist und einen Druckkontakt zu einem mit dem zweiten Lagerring drehfest und elektrisch leitend verbundenen Potenzialausgleichselement aufweist.
  • Eine weitere herkömmliche Ausführungsform eines elektrischen Antriebssystems 1 ist in den 1 und 2 dargestellt. 1 zeigt dabei einen Ausschnitt eines elektrisches Antriebssystems 1 in Schnittansicht. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung aus diesem Ausschnitt.
  • Im Folgenden wird das in den 1 und 2 dargestellte herkömmliche elektrische Antriebssystem anhand der beiden 1 und 2 erläutert.
  • Das elektrische Antriebssystem 1 kann auch als Getriebemotoreinheit bezeichnet werden. Es umfasst auf einer Rotationsachse 2 eine erste elektrische Rotationsmaschine 11, die als Axialflussmaschinen ausgeführt ist. Axial neben der ersten elektrischen Rotationsmaschine 11 ist ein erstes Getriebe 21 angedeutet. Auf der axial gegenüberliegenden Seite befindet sich ein Gehäuse 50.
  • Wie insbesondere 2 entnehmbar ist, umfasst die erste elektrische Rotationsmaschine 11 einen Stator 51 sowie eine Rotoreinheit 60, die einen ersten Rotor 61 umfasst sowie einen zweiten Rotor 62 umfasst. Die beiden Rotoren 61,62 sind axial beidseitig des Stators 51 angeordnet. Dadurch ergibt sich eine sogenannte H-Anordnung. Die beiden Rotoren 61,62 sind entlang einer Rotortrennlinie aneinander fixiert. Die Rotoreinheit 60 ist mittels eines Drehlagers 64 gelagert, welches sich in radialer Richtung auf einem Zapfen 110 abstützt. Dieser Zapfen 110 ist wiederum fest im Gehäuse 50 verankert. Der erste Rotor 61 bildet mit einem Abschnitt eine Rotorwelle 80 aus, die mittels einer Steckverzahnung 81 mit einer Getriebeeingangswelle 90, die auch als Sonnenwelle bezeichnet werden kann, gekoppelt ist. Es ist ein Ableitelement 40 vorgesehen, das einen Schleifkontakt an der radialen Außenseite der Rotorwelle 80 und somit axial neben der Rotoreinheit 60 ausbildet. Im Regelfall sind es Erdungsringe oder Stifte, die einerseits festsitzen im Gehäuse, in dem auch der Stator angebunden ist und andererseits über z. B. Bürsten den Kontakt mit der Rotorwelle 80 haben. Das ist notwendig, um Stromdurchgänge durch das Drehlager 64 der Rotoreinheit 60 zu vermeiden, da diese die Laufbahn der Wälzkörper des Drehlagers 64 beschädigen und schließlich zum Ausfall der Lagerung führen können. Weiterhin ist axial neben diesem Ableitelement 40 ein Radialwellendichtring 70 angeordnet, zur Abdichtung des Innenraums der ersten elektrischen Rotationsmaschine 11 gegenüber dem ersten Getriebe 21. Insbesondere bei elektrischen Antriebssystemen, bei denen mehrere Aggregate, wie zum Beispiel elektrische Rotationsmaschinen und Getriebe auf einer Achse sitzen, ist der axiale Bauraum sehr begrenzt und die einzelnen Komponenten müssen so kompakt wie möglich gestaltet werden. Bei der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist dies nur teilweise gegeben.
  • Das Ableitelement 40 und der Radialwellendichtring 70 sind axial nebeneinander angeordnet und verbrauchen entsprechend axial mit den zusätzlich benötigten Sicherheitsabständen relativ viel Raum.
  • Des Weiteren bestehen in der dargestellten Ausführungsform erhöhte Anforderungen hinsichtlich der Positionsgenauigkeit des Ableitelements 40 und des Radialwellendichtrings 70 aufgrund der gegebenen langen Toleranzketten durch das Getriebe hindurch.
  • Zudem besteht zwischen dem Ableitelement 40 und dem Drehlager 64 ein relativ großer Abstand. Diese Tatsache steigert zusätzlich die Gefahr von Stromdurchgängen durch das Drehlager 64, trotz der verbauten Erdung.
  • Weiterhin bestehen relativ hohe Umfangs-Relativgeschwindigkeiten am Radialwellendichtring 70 sowie auch in dem Ableitelement 40, mit entsprechenden Reibungsverlusten.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Axialflussmaschine, ein elektrisches Antriebssystem mit der elektrischen Axialflussmaschine und eine Getriebemotoreinheit mit der elektrischen Axialflussmaschine zur Verfügung zu stellen, die mit nur geringem Bauraum und einfacher Montage einen effizienten Betrieb ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die elektrische Axialflussmaschine gemäß Anspruch 1 sowie durch das elektrische Antriebssystem gemäß Anspruch 9 und durch die Getriebemotoreinheit gemäß Anspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen der elektrischen Axialflussmaschine sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 angegeben.
  • Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
  • Die Begriffe „axial“ und „Umfangsrichtung“ beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Rotationsachse der Axialflussmaschine bzw. der Axialflussmaschinen.
  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Axialflussmaschine, umfassend eine um eine Rotationsachse drehbare Rotoreinheit und eine mit der Rotoreinheit elektrisch leitfähig verbundene Erdungseinrichtung, wobei die Erdungseinrichtung zumindest bereichsweise in einem von der Rotoreinheit radial begrenzten Raum angeordnet ist und ein Kontaktierungselement umfasst. Das Kontaktierungselement ist dazu eingerichtet, im Wesentlichen mit einer Punktberührung auf der Rotationsachse an einem relativ zum Kontaktierungselement drehbaren Anlageelement der Erdungseinrichtung elektrisch leitfähig anzuliegen.
  • Die Erdungseinrichtung kann auch Potentialausgleichselement bezeichnet werden. Sowohl die Anordnung der Erdungseinrichtung in dem von der Rotoreinheit radial begrenzten Raum als auch die Ausgestaltung als Axialflussmaschine führt zu einem axial sehr geringem Bauraumbedarf. Die Anordnung auf der Rotationsachse bedingt weiterhin nur sehr geringe Reibverluste, so dass die Axialflussmaschine mit hoher Effizienz betrieben werden kann.
  • Eine Ausführungsform des Kontaktierungselements sieht vor, dass das Kontaktierungselement zumindest an der Seite der Punktberührung ballig ausgeführt ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Kontaktierungselement als Kugel ausgeführt ist. Das Kontaktierungselement dient zur elektrischen Kontaktierung des Anlageelements, zur Realisierung eines Strompfades und demzufolge zur Verhinderung eines elektrischen Kurzschlusses über eine Lagerung der Rotoreinheit.
  • Die Erdungseinrichtung kann dabei ein zur Positionierung des Kontaktierungselements dienendes Aufnahmeelement umfassen. Das Aufnahmeelement kann des Weiteren auch zur elektrischen Kontaktierung des Kontaktierungselements dienen, um somit einen Strompfad zwischen dem Anlageelement und dem Aufnahmeelement zu realisieren.
  • Zur Realisierung eines Strompfades kann das Anlageelement elektrisch leitfähig mit der Rotoreinheit verbunden sein, und das Aufnahmeelement kann mit einem Gehäuse der Axialflussmaschine elektrisch leitfähig verbunden sein. Eine Ausführungsform sieht dabei vor, dass das Anlageelement fest mit einer Rotorwelle verbunden ist. Die Rotorwelle kann dabei mit einer Getriebeeingangswelle gekoppelt sein oder diese ausbilden.
  • Das Aufnahmeelement kann dabei mit einem Gehäuse der Axialflussmaschine indirekt elektrisch leitfähig verbunden sein, wie z.B. über einen am oder im Gehäuse integrierten Zapfen.
  • Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass das Anlageelement mit dem Gehäuse der Axialflussmaschine direkt oder indirekt elektrisch leitfähig verbunden ist, wie z.B. über einen am oder im Gehäuse integrierten Zapfen.
  • In diesem Fall ist das Aufnahmeelement fest mit der Rotorwelle verbunden, die auch hier wieder mit einer Getriebeeingangswelle gekoppelt sein kann, oder diese ausbilden kann.
  • Die Axialflussmaschine kann als Rotoreinheit zwei Rotoren aufweisen, die axial beidseitig eines Stators der Axialflussmaschine angeordnet und mit einer gemeinsamen Rotorwelle zumindest in Umfangsrichtung fest miteinander verbunden sind. Dadurch ergibt sich eine sogenannte H-Anordnung der Rotoren der Axialflussmaschine.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Kontaktierungselement mittels einer von einer Federeinrichtung in axialer Richtung auf das Anlageelement bewirkten Vorspannkraft beaufschlagt ist. Das bedeutet, dass das Kontaktelement in axialer Richtung federnd gelagert ist, zur Aufrechterhaltung der Vorspannkraft.
  • Die Rotoreinheit kann mittels eines Drehlagers drehbar gelagert sein, welches sich in radialer Richtung auf einem feststehenden Zapfen abstützt. Der feststehende Zapfen kann dabei an einem Gehäuse der elektrischen Axialflussmaschine angeordnet sein. Das Drehlager kann ebenfalls innerhalb des von der Rotoreinheit radial begrenzten Raums angeordnet sein.
  • Das Aufnahmeelement kann dabei am oder im Zapfen fixiert sein. Der Zapfen kann dabei rotationssymmetrisch in Bezug zur Rotationsachse ausgestaltet sein.
  • Die erfindungsgemäße elektrische Axialflussmaschine benötigt einen sehr geringen Bauraum bei gleichzeitiger Sicherstellung der Verhinderung von elektrischen Kurzschlüssen über das Drehlager und somit Gewährleistung einer langen Lebensdauer bei hoher Leistungsdichte.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Antriebssystem, welches mehrere elektrische Axialflussmaschinen umfasst, von denen wenigstens eine elektrische Axialflussmaschine erfindungsgemäß ausgeführt ist, wobei die Rotationsachsen der elektrischen Axialflussmaschinen auf einer ideellen Achse angeordnet sind. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das elektrische Antriebssystem ein elektrisches Achsantriebssystem.
  • Zudem wird durch die Erfindung eine Getriebemotoreinheit zur Verfügung gestellt, die wenigstens eine erfindungsgemäß ausgestaltete elektrische Axialflussmaschine oder ein erfindungsgemäß ausgestaltetes elektrisches Antriebssystem sowie wenigstens ein Getriebe umfasst, dessen Getriebeeingangswelle mit der Rotorwelle der elektrischen Axialflussmaschine gekoppelt oder koppelbar ist.
  • Darunter ist auch eine Ausführungsform zu verstehen, bei der die Rotorwelle und die Getriebeeingangswelle eine Baueinheit bilden bzw. durch das gleiche Maschinenelement ausgebildet sind.
  • Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
    • 1: einen Ausschnitt einer herkömmlichen Ausgestaltung einer Axialflussmaschine,
    • 2: einen vergrößerten Teilbereich des in 1 dargestellten Ausschnitts,
    • 3: einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Axialflussmaschine einer ersten Ausführungsform,
    • 4: einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Axialflussmaschine einer zweiten Ausführungsform,
    • 5: eine erste mögliche Architektur einer Getriebemotoreinheit, und
    • 6: eine zweite mögliche Architektur einer Getriebemotoreinheit.
  • Auf die 1 und 2 wurde bereits zur Erläuterung des Standes der Technik eingegangen.
  • Die in den 3 und 4 dargestellten elektrischen Antriebssysteme 1 können auch als Getriebemotoreinheiten bezeichnet werden.
  • Zunächst wird zur Erläuterung der Erfindung auf 3 Bezug genommen.
  • Das hier dargestellte dargestellten elektrische Antriebssystem 1 umfasst auf einer Rotationsachse 2 eine erste elektrische Rotationsmaschine 11, die als Axialflussmaschine ausgeführt ist. Axial neben der ersten elektrischen Rotationsmaschine 11 ist ein erstes Getriebe 21 angedeutet. Auf der axial gegenüberliegenden Seite befindet sich ein Gehäuse 50.
  • Die erste elektrische Rotationsmaschine 11 umfasst einen Stator 51 sowie eine Rotoreinheit 60, die einen ersten Rotor 61 sowie einen zweiten Rotor 62 umfasst. Die beiden Rotoren 61,62 sind axial beidseitig des Stators 51 angeordnet. Dadurch ergibt sich eine sogenannte H-Anordnung. Die beiden Rotoren 61,62 sind entlang einer Rotortrennlinie aneinander fixiert. Die Rotoreinheit 60 ist mittels eines Drehlagers 64 gelagert, welches sich in radialer Richtung auf einem Zapfen 110 abstützt. Dieser Zapfen 110 ist wiederum fest im Gehäuse 50 verankert.
  • Der zweite Rotor 62 bildet mit einem Abschnitt eine Rotorwelle 80 aus, die mittels einer Steckverzahnung 81 mit einer Getriebeeingangswelle 90, die auch als Sonnenwelle bezeichnet werden kann, gekoppelt ist.
  • Dies ermöglicht es, die Rotoreinheit 60, das Drehlager 64 und eine Erdungseinrichtung 100 in einer Baueinheit vorzumontieren.
  • Die Erdungseinrichtung 100 umfasst ein kugelförmiges Kontaktierungselement 101, das mit einer Federeinrichtung 107 mit einer axial wirkenden Vorspannkraft 108 beaufschlagt in einem Aufnahmeelement 104 entlang der Umfangsrichtung fixiert ist. Das Aufnahmeelement 104 ist seinerseits in eine Hülse 105 eingepresst, die wiederum in einem Zapfen 110 fixiert ist, der mechanisch und elektrisch leitfähig am Gehäuse 50 der Axialflussmaschine angeordnet ist. Die Hülse 105 ist mittels eines Bolzens 112 im Zapfen 110 fixiert.
  • Auf der axial gegenüberliegenden Seite der Rotortrennlinie 63 ist in der Getriebeeingangswelle 90 ein Anlageelement 103 fixiert, wie zum Beispiel eingepresst. Dieses Anlageelement 103 kann beschichtet ausgeführt sein, beispielsweise mit Silber oder einer Silberlegierung, um die Ableitfähigkeit zu verbessern bzw. um den elektrischen Widerstand in der Stelle der Kontaktierung des Kontaktierungselements 101 zu reduzieren.
  • Das Anlageelement 103 bildet somit zusammen mit dem Kontaktierungselement 101 und dem Aufnahmeelement 104 einen Strompfad 106 zwischen der Getriebeeingangswelle 90 und dem Gehäuse 50 aus.
  • Neben der Funktion der Realisierung des Strompfades 106 hat das Anlageelement 103 jedoch in der hier dargestellten Ausführungsform auch noch den Effekt einer Abdichtung des Innenraums der elektrischen Axialflussmaschine.
  • Dadurch kann Getriebeöl bis zu dem Anlageelement 103 gelangen und eine Steckverzahnung 81 zwischen der Getriebeeingangswelle 90 und der Rotoreinheit 60 schmieren, wodurch sich das Auftreten von Passungsrost verhindern lässt.
  • Dies ermöglicht es zudem, dass ein Radialwellendichtring 70 direkt auf einen Absatz des zweiten Rotors 62 der Rotoreinheit 60, der auch als Rotorwelle 80 bezeichnet werden kann, gesetzt werden kann, wodurch die Beeinträchtigung durch Koaxialitätsfehler vermindert oder ganz verhindert werden kann.
  • Durch die Ausführung des Kontaktierungselements 101 als Kugel und dessen Positionierung auf der Rotationsachse 2 realisiert das Kontaktierungselement 101 im Wesentlichen nur eine Punktberührung 102 und ist kaum Umfangsgeschwindigkeiten ausgesetzt, sodass die Reibverluste sehr gering ausfallen und entsprechend eine Effizienzsteigerung zu verzeichnen ist, bei gleichzeitiger bauraumneutraler Anordnung in dem von der Rotoreinheit 60 radial begrenzten Raum.
  • 4 zeigt eine alternative Ausgestaltung der elektrischen Axialflussmaschine. Hinsichtlich gleicher Elemente, die auch in der Ausführungsform gemäß 3 gezeigt sind, wird auf die Beschreibung zu 3 verwiesen. Die Ausführungsform gemäß 4 unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von der Ausführungsform gemäß 3, dass hier die Rotortrennlinie 63 anders verläuft, sodass die Rotorwelle 80 von einem Absatz des ersten Rotors 61 ausgebildet ist. Entsprechend sitzt hier der Radialwellendichtring 70 auf diesem Absatz des ersten Rotors 61.
  • Des Weiteren ist hier ein Bolzen 112 von der der Erdungseinrichtung 100 axial gegenüberliegenden Seite durch den Zapfen 110 durchgeführt und in ein Innengewinde der Hülse 105 eingeschraubt, um derart die Hülse 105 und damit auch das Aufnahmeelement 104 sowie das Kontaktierungselement 101 zu fixieren.
  • Diese Ausführungsform bietet sich aus Fertigungsgründen an, und erfüllt zudem höhere Anforderungen an den Wucht-Ausgleich.
  • Zur Erleichterung der Montage sind für diese Zweck an der Hülse 105 entsprechend große Einführfasen 111 vorzusehen.
  • Die 5 und 6 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen von Getriebemotoreinheiten und deren elektrischen Antriebssystemen.
  • Diese Getriebemotoreinheiten unterscheiden sich in ihrer Architektur.
  • Beide Getriebemotoreinheiten umfassen auf einer gemeinsamen Rotationsachse 2 eine erste elektrische Rotationsmaschine 11 sowie eine zweite elektrische Rotationsmaschine 12, und diesen zugeordnet ein erstes Getriebe 21 und ein zweites Getriebe 22. Von den elektrischen Rotationsmaschinen 11,12 ist wenigstens eine Rotationsmaschine als Axialflussmaschine in erfindungsgemäßer Weise ausgestaltet. Bei der in 5 dargestellten Getriebemotoreinheit sind axial mittig zwischen der ersten elektrischen Rotationsmaschine 11 und der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 12 zwei Leistungselektroniken angeordnet, wobei eine erste Leistungselektronik 31 der ersten elektrischen Rotationsmaschine 11 zugeordnet ist, und eine zweite Leistungselektronik 32 der zweiten elektrischen Rotationsmaschine 12 zugeordnet ist.
  • Bei der in 6 dargestellten Getriebemotoreinheit sind die erste Leistungselektronik 31 und die zweite Leistungselektronik 32 bezüglich der Rotationsachse 2 axial versetzt angeordnet.
  • Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, dass sich wenigstens 2 elektrische Rotationsmaschine 11,12 sowie zwei Getriebe 21,22 den axial zur Verfügung stehenden Bauraum teilen müssen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der verwendeten Axialflussmaschinen lassen sich diese deutlich kompakter ausführen, sodass die Anordnung der genannten Aggregate in einem axial begrenzten Bauraum entweder überhaupt ermöglicht ist, oder in montagetechnisch vereinfachter Weise vorgenommen werden kann.
  • Mit der hier vorgeschlagenen elektrischen Axialflussmaschine, dem elektrischen Antriebssystem und der Getriebemotoreinheit werden Einrichtungen zur Verfügung gestellt, die mit nur geringem Bauraum und einfacher Montage einen effizienten elektromotorischen Betrieb ermöglichen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Elektrisches Antriebssystem
    2
    Rotationsachse
    11
    Erste elektrische Rotationsmaschine
    12
    Zweite elektrische Rotationsmaschine
    21
    Erstes Getriebe
    22
    Zweites Getriebe
    31
    Erste Leistungselektronik
    32
    Zweite Leistungselektronik
    40
    Ableitelement
    50
    Gehäuse
    51
    Stator
    60
    Rotoreinheit
    61
    Erster Rotor
    62
    Zweiter Rotor
    63
    Rotortrennlinie
    64
    Drehlager
    70
    Radialwellendichtring
    80
    Rotorwelle
    81
    Steckverzahnung
    90
    Getriebeeingangswelle
    100
    Erdungseinrichtung
    101
    Kontaktierungselement
    102
    Punktberührung
    103
    Anlageelement
    104
    Aufnahmeelement
    105
    Hülse
    106
    Strompfad
    107
    Federeinrichtung
    108
    Vorspannkraft
    110
    Zapfen
    111
    Einführfase
    112
    Bolzen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010022320 A1 [0004]
    • DE 102012204795 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Elektrische Axialflussmaschine, umfassend eine um eine Rotationsachse (2) drehbare Rotoreinheit (60) und eine mit der Rotoreinheit (60) elektrisch leitfähig verbundene Erdungseinrichtung (100), wobei die Erdungseinrichtung (100) zumindest bereichsweise in einem von der Rotoreinheit (60) radial begrenzten Raum angeordnet ist und ein Kontaktierungselement (101) umfasst, wobei das Kontaktierungselement (101) dazu eingerichtet ist, im Wesentlichen mit einer Punktberührung (102) auf der Rotationsachse (2) an einem relativ zum Kontaktierungselement (101) drehbaren Anlageelement (103) der Erdungseinrichtung (100) elektrisch leitfähig anzuliegen.
  2. Elektrische Axialflussmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungselement (101) zumindest an der Seite der Punktberührung (102) ballig ausgeführt ist.
  3. Elektrische Axialflussmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdungseinrichtung (100) ein zur Positionierung des Kontaktierungselements (101) dienendes Aufnahmeelement (104) umfasst.
  4. Elektrische Axialflussmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement (103) elektrisch leitfähig mit der Rotoreinheit (60) verbunden ist, und das Aufnahmeelement (104) mit einem Gehäuse (50) der Axialflussmaschine elektrisch leitfähig verbunden ist.
  5. Elektrische Axialflussmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialflussmaschine als Rotoreinheit (60) zwei Rotoren (61,62) aufweist, die axial beidseitig eines Stators (51) der Axialflussmaschine angeordnet und mit einer gemeinsamen Rotorwelle (80) zumindest in Umfangsrichtung fest miteinander verbunden sind.
  6. Elektrische Axialflussmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierungselement (101) mittels einer von einer Federeinrichtung (107) in axialer Richtung auf das Anlageelement (103) bewirkten Vorspannkraft (108) beaufschlagt ist.
  7. Elektrische Axialflussmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoreinheit (60) mittels eines Drehlagers (64) drehbar gelagert ist, welches sich in radialer Richtung auf einem feststehenden Zapfen (110) abstützt.
  8. Elektrische Axialflussmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (104) am oder im Zapfen (110) fixiert ist.
  9. Elektrisches Antriebssystem, umfassend mehrere elektrische Axialflussmaschinen, von denen wenigstens eine elektrische Axialflussmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgeführt ist, wobei die Rotationsachsen (2) der elektrischen Axialflussmaschinen auf einer ideellen Achse angeordnet sind.
  10. Getriebemotoreinheit, umfassend wenigstens eine elektrische Axialflussmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 oder ein elektrisches Antriebssystem gemäß Anspruch 9, sowie wenigstens ein Getriebe (21,22), dessen Getriebeeingangswelle (90) mit der Rotorwelle (80) der elektrischen Axialflussmaschine gekoppelt oder koppelbar ist.
DE102022105768.2A 2022-03-11 2022-03-11 Elektrische Axialflussmaschine, elektrisches Antriebssystem und Getriebemotoreinheit Ceased DE102022105768A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022105768.2A DE102022105768A1 (de) 2022-03-11 2022-03-11 Elektrische Axialflussmaschine, elektrisches Antriebssystem und Getriebemotoreinheit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022105768.2A DE102022105768A1 (de) 2022-03-11 2022-03-11 Elektrische Axialflussmaschine, elektrisches Antriebssystem und Getriebemotoreinheit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022105768A1 true DE102022105768A1 (de) 2023-09-14

Family

ID=87759886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022105768.2A Ceased DE102022105768A1 (de) 2022-03-11 2022-03-11 Elektrische Axialflussmaschine, elektrisches Antriebssystem und Getriebemotoreinheit

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022105768A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010022320A1 (de) 2010-06-01 2011-12-01 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Elektrischer Radantrieb
DE102012204795A1 (de) 2012-03-26 2013-09-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Radnabenmotor mit Potenzialausgleich
DE102020122255A1 (de) 2020-08-26 2022-03-03 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrische Maschinenanordnung
DE102020122246A1 (de) 2020-08-26 2022-03-03 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrische Maschinenanordnung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010022320A1 (de) 2010-06-01 2011-12-01 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Elektrischer Radantrieb
DE102012204795A1 (de) 2012-03-26 2013-09-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Radnabenmotor mit Potenzialausgleich
DE102020122255A1 (de) 2020-08-26 2022-03-03 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrische Maschinenanordnung
DE102020122246A1 (de) 2020-08-26 2022-03-03 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrische Maschinenanordnung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102020107570A1 (de) Antriebsanordnung für eine elektrische Antriebsachse mit zwei Motoren
EP1609228A1 (de) Elektrische maschine mit in den stator integrierter rotorlagerung
DE102018208154B3 (de) Lagerung für ein Hybridmodul
EP2960530A1 (de) Montageverfahren für eine elektrische Maschine mit zumindest zwei Maschinensegmenten
EP3989400A1 (de) Elektrische maschine, getriebemotor mit einer elektrischen maschine und fahrzeug mit einer elektrischen maschine
DE102022103482A1 (de) Drehantriebsvorrichtung
DE102022105768A1 (de) Elektrische Axialflussmaschine, elektrisches Antriebssystem und Getriebemotoreinheit
DE102007060950A1 (de) Kompakter Stellantrieb
DE112018006036T5 (de) Elektrisches antriebselement
DE102018101597A1 (de) Antriebsstrang für ein Transportmittel
EP1513244B1 (de) Aussenläufermotor
DE102020128933A1 (de) Verfahren zur Montage einer Antriebseinheit
DE102022101754A1 (de) Elektrische Rotationsmaschine, elektrisches Antriebssystem und Getriebemotoreinheit
DE102020117453A1 (de) Rotor einer elektrischen Rotationsmaschine, Verfahren zur Herstellung des Rotors und elektrische Rotationsmaschine
DE102007006364A1 (de) Antriebseinheit mit einem Axialgetriebe zum Lenken der Räder eines Fahrzeugs
DE102022004588B3 (de) Elektrischer Radnabenantrieb
DE102022003891A1 (de) Planetenübersetzungsstufe und elektrisches Antriebssystem
DE102021204062A1 (de) Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug
DE102022003152A1 (de) Elektrische Antriebsvorrichtung
WO2022022767A1 (de) Elektrische rotationsmaschine, verfahren zur herstellung einer elektrischen rotationsmaschine und mit der elektrischen rotationsmaschine ausgestattetes antriebssystem
DE102021105448A1 (de) Elektromaschinenanordnung und Fahrzeugachse
DE102022208141A1 (de) Pumpe, insbesondere Getriebeölpumpe
DE102022001133A1 (de) Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen
DE102021125008A1 (de) Retarderbaugruppe
DE102022129016A1 (de) Lagerung einer Axialflussmaschine in einem elektromechanischen Achsantriebsstrang

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final