DE102022131344B3

DE102022131344B3 - Transformer FSM metal - without plastic carrier

Info

Publication number: DE102022131344B3
Application number: DE102022131344.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas Moellmann; Christian Hartmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-11-28
Filing date: 2022-11-28
Publication date: 2024-02-01
Anticipated expiration: 2042-11-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stromübertragungseinheit (1) für einen Rotor einer elektrischen Maschine, welche eine Rotorwelle (2) des Rotors umfänglich zumindest abschnittsweise umgreift, umfassend ein Distanzelement (3), welches im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet ist und eine senkrecht zu einer Rotationsachse (4) des Distanzelements (3) umlaufende erste Nut (5) aufweist, ein erstes Trägerblech (6), welches einen ersten Halteabschnitt (7) aufweist, welcher das Distanzelement (3) in der ersten Nut (5) zumindest abschnittsweise derart umschließt, dass in Richtung der Rotationsachse sowie senkrecht zur Rotationsachse eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Trägerblech (6) und dem Distanzelement (3) ausgebildet ist.

The invention relates to a power transmission unit (1) for a rotor of an electrical machine, which surrounds a rotor shaft (2) of the rotor circumferentially at least in sections, comprising a spacer element (3), which is essentially hollow cylindrical and has a spacer element perpendicular to an axis of rotation (4). of the spacer element (3) has a first groove (5) running around it, a first support plate (6) which has a first holding section (7) which encloses the spacer element (3) in the first groove (5) at least in sections in such a way that in the direction the axis of rotation and perpendicular to the axis of rotation, a positive connection is formed between the first support plate (6) and the spacer element (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromübertragungseinheit für einen Rotor einer elektrischen Maschine, welche eine Rotorwelle des Rotors umfänglich zumindest abschnittsweise umgreift.The invention relates to a power transmission unit for a rotor of an electrical machine, which surrounds a rotor shaft of the rotor circumferentially at least in sections.

Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt elektrische Maschinen eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.Electric machines are increasingly being used to drive motor vehicles in order to create alternatives to combustion engines that require fossil fuels. Significant efforts have already been made to improve the suitability of electric drives for everyday use and to offer users the usual driving comfort.

Neben den rein elektrisch betriebenen Antriebssträngen sind auch hybride Antriebsstränge bekannt. Derartige Antriebsstränge eines Hybridfahrzeuges umfassen üblicherweise eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, und ermöglichen - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfügbarkeit gerade bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch die Brennkraftmaschine und den Elektromotor anzutreiben.In addition to purely electrically operated drive trains, hybrid drive trains are also known. Such drive trains of a hybrid vehicle usually include a combination of an internal combustion engine and an electric motor, and - for example in metropolitan areas - enable purely electric operation with sufficient range and availability, especially for cross-country journeys. There is also the possibility of being driven simultaneously by the internal combustion engine and the electric motor in certain operating situations.

Bei der Entwicklung der für E-Achsen oder Hybridmodule vorgesehenen elektrischen Maschinen besteht ein anhaltendes Bedürfnis daran, deren Leistungsdichten und Effizienz zu steigern und gleichzeitig die Herstellungskosten zu senken, da die Kosten und Gewicht des Fahrzeugs werden maßgeblich durch die Batteriegröße bestimmt werden. In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt, die elektrischen Maschinen als fremderregte Synchronmaschine (FSM) auszuführen. Hierbei muss auf den Rotor einer fremderregten Synchronmaschine die elektrische Leistung zur Erregung der Rotorwicklungen übertragen werden. Für Traktionsmaschinen wird hierzu in der Regel ein kontaktbehafteter Übertrager eingesetzt. Werden diese Wicklungen bestromt, entsteht ein Magnetfeld, welches in Kombination mit dem Magnetfeld des Stators ein Drehmoment erzeugt. Die Stärke des Rotorfelds kann über die Stärke der Bestromung angepasst werden. So kann das Maschinenverhalten stets effizienzoptimiert an die jeweilige Fahrsituation angepasst werden.When developing the electric machines intended for e-axles or hybrid modules, there is a continuing need to increase their power densities and efficiency while at the same time reducing manufacturing costs, since the cost and weight of the vehicle will be largely determined by the battery size. In this context, it is also known to design the electrical machines as separately excited synchronous machines (FSM). The electrical power to excite the rotor windings must be transferred to the rotor of a separately excited synchronous machine. For traction machines, a contact transmitter is usually used for this purpose. When these windings are energized, a magnetic field is created which, in combination with the magnetic field of the stator, generates a torque. The strength of the rotor field can be adjusted based on the strength of the current supply. This means that the machine behavior can always be adapted to the respective driving situation in a way that optimizes efficiency.

Bürstenhalter sind aus dem Stand der Technik beispielsweise aus der DE717609A sowie aus der DE102020121291A1 bekannt. Die DE102020121291A1 offenbart eine Stromübertragungseinheit für einen Rotor einer elektrischen Maschine, welche eine Rotorwelle des Rotors umfänglich umgreift, umfassend ein erstes Trägerblech sowie ein zweites Trägerblech, zwischen welchen eine plattenförmiges Zwischenelement angeordnet ist. Das Zwischenelement überdeckt im Wesentlichen die Trägerbleche auf jeweils einer Seite. Weiter weist das Zwischenelement Fortsätze auf, welche zur Montage der Stromübertragungseinheit verwendet werden. Eine Stromübertragungseinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 ist in der DE 10 2011 017 526 A1 gezeigt. Für weiteren Stand der Technik sei auf die FR 2 754 952 A1 verwiesen.Brush holders are from the prior art, for example from DE717609A as well as from the DE102020121291A1 known. The DE102020121291A1 discloses a power transmission unit for a rotor of an electrical machine, which circumferentially surrounds a rotor shaft of the rotor, comprising a first carrier plate and a second carrier plate, between which a plate-shaped intermediate element is arranged. The intermediate element essentially covers the carrier plates on one side each. Furthermore, the intermediate element has extensions which are used to assemble the power transmission unit. A power transmission unit according to the preamble of claim 1 is in the DE 10 2011 017 526 A1 shown. For further state of the art please refer to FR 2 754 952 A1 referred.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Stromübertragungseinrichtung für einen Rotor einer elektrischen Maschine bereitzustellen.It is therefore the object of the invention to provide a power transmission device for a rotor of an electrical machine that is improved compared to the prior art.

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.This task is solved by the measures specified in the independent claims. Advantageous refinements can be found in the dependent patent claims.

Gemäß einem Aspekt umfasst eine Stromübertragungseinheit für einen Rotor einer elektrischen Maschine, welche eine Rotorwelle des Rotors umfänglich zumindest abschnittsweise umgreift, ein Distanzelement, welches im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet ist und eine senkrecht zu einer Rotationsachse des Distanzelements umlaufende erste Nut aufweist. Weiter umfasst die Stromübertragungseinrichtung ein erstes Trägerblech, welches einen ersten Halteabschnitt aufweist, welcher das Distanzelement in der ersten Nut zumindest abschnittsweise derart umschließt, dass in Richtung der Rotationsachse sowie senkrecht zur Rotationsachse eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Trägerblech und dem Distanzelement ausgebildet ist.According to one aspect, a power transmission unit for a rotor of an electrical machine, which surrounds a rotor shaft of the rotor circumferentially at least in sections, comprises a spacer element which is essentially hollow cylindrical and has a first groove running perpendicular to a rotation axis of the spacer element. The power transmission device further comprises a first carrier plate, which has a first holding section, which at least partially encloses the spacer element in the first groove in such a way that a positive connection is formed between the first carrier plate and the spacer element in the direction of the axis of rotation and perpendicular to the axis of rotation.

Besonders vorteilhaft ist durch die formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Halteabschnitt im Trägerblech und der ersten Nut im Distanzelement eine Definition der Lage des ersten Trägerblechs innerhalb der elektrischen Maschine möglich. Besonders vorteilhaft weist die Stromübertragungseinheit mehrere Distanzstücke auf, welche das Trägerblech formschlüssig in seiner Position definieren. Durch die Verwendung mehrerer Distanzelemente, welche einen Querschnitt in axialer Richtung aufweisen, welcher kleiner ist als ein Querschnitt in axialer Richtung des ersten Trägerblechs, kann Material eingespart werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass über bspw. Konvektion das erste Trägerblech entwärmt werden kann. Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Distanzelement als Montagelement verwendet wird, insbesondere indem durch das Distanzelement eine Durchgangsbohrung verläuft, welche eine Befestigungsvorrichtung, insbesondere eine Schraube aufnehmen kann, welche dann mit einem rotationsstarren Teil der elektrischen Maschine verbindbar ist. In einer Bevorzugten Ausgestaltung ist das Distanzelement aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff hergestellt. Insbesondere handelt es sich dabei um einen Kunststoff. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um einen wärmeleitenden Kunststoff, so dass eine thermische Kopplung über das Distanzelement ermöglicht ist.Particularly advantageously, the positive connection between the first holding section in the carrier plate and the first groove in the spacer element makes it possible to define the position of the first carrier plate within the electrical machine. Particularly advantageously, the power transmission unit has a plurality of spacers which define the position of the carrier plate in a form-fitting manner. Material can be saved by using several spacer elements which have a cross section in the axial direction which is smaller than a cross section in the axial direction of the first carrier plate. Another advantage is that the first carrier plate can be cooled by convection, for example. It is further advantageous if the spacer element is used as a mounting element, in particular in that a through hole runs through the spacer element, which can accommodate a fastening device, in particular a screw, which can then be connected to a rotationally rigid part of the electrical machine. In a preferred embodiment, the spacer element is made of an electrical ric insulating material. In particular, this is a plastic. This is particularly preferably a heat-conducting plastic, so that thermal coupling via the spacer element is possible.

Insbesondere sind auf dem ersten Trägerblech eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktierungsmitteln angeordnet ist, welche mittels jeweils einem Federelement in Radialrichtung federkraftbeaufschlagt und in Richtung der Rotorwelle jeweils in einem Führungsmittel linearverschieblich geführt sind, und die Kontaktierungsmittel so auf wenigstens einer umfänglich verlaufenden Leiterbahn der Rotorwelle elektrisch leitend anliegen, wobei die Führungsmittel insbesondere monolithisch mit der Ringscheibe ausgebildet sind.In particular, a plurality of electrical contacting means are arranged on the first carrier plate, which are each subjected to spring force in the radial direction by means of a spring element and are each guided in a linearly displaceable manner in a guide means in the direction of the rotor shaft, and the contacting means thus rest in an electrically conductive manner on at least one circumferentially extending conductor track of the rotor shaft , wherein the guide means are in particular designed monolithically with the annular disk.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass die Führungsmittel bereits in dem ersten Trägerblech integriert sind, was fertigungstechnisch besonders günstig ist. Insbesondere sind die Führungsmittel mittels spanloser Umformung wenigstens eines Abschnitts des ersten Trägerblechs gebildet.This has the advantage that the guide means are already integrated in the first carrier plate, which is particularly favorable in terms of production technology. In particular, the guide means are formed by means of non-cutting forming of at least a portion of the first carrier sheet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass aus dem Trägerblech Laschen freigestellt werden, die nach zweimaligem Umbiegen als Führungsmittel für die Kontaktierungsmittel dienen. Zu diesem Zweck kann es in diesem Zusammenhang ferner bevorzugt sein, dass die beiden gebogenen Laschen an der Oberseite form-, kraft oder stoffschlüssig verbunden sind. Weiterhin ist es auch bevorzugt, dass die beiden Laschen asymmetrisch ausgeführt sind, was aus Gründen des Bauraums bevorzugt sein kann.According to a preferred embodiment of the invention, it can be provided that tabs are released from the carrier plate, which serve as guide means for the contacting means after being bent twice. For this purpose, it may also be preferred in this context that the two curved tabs on the top are connected in a form-fitting, force-fitting or material-locking manner. Furthermore, it is also preferred that the two tabs are designed asymmetrically, which may be preferred for reasons of installation space.

Das erste Trägerblech kann umlaufend geschlossen ausgebildet sein oder aber auch ringsegmentartigThe first carrier plate can be designed to be closed all around or in the form of a ring segment

Erfindungsgemäß weist die Stromübertragungseinheit ein zweites Trägerblech auf, welches einen zweiten Halteabschnitt aufweist, welcher das Distanzelement in einer zweiten Nut zumindest abschnittsweise derart umschließt, dass in Richtung der Rotationsachse sowie senkrecht zur Rotationsachse eine formschlüssige Verbindung zwischen dem zweiten Trägerblech und dem Distanzelement ausgebildet ist, wobei die erste Nut in axialer Richtung zu der zweiten Nut beabstandet ist.According to the invention, the power transmission unit has a second carrier plate, which has a second holding section, which encloses the spacer element in a second groove at least in sections in such a way that a positive connection is formed between the second carrier plate and the spacer element in the direction of the axis of rotation and perpendicular to the axis of rotation, wherein the first groove is spaced apart in the axial direction from the second groove.

Besonders vorteilhaft ist durch die formschlüssige Verbindung zwischen dem zweiten Halteabschnitt im Trägerblech und der zweiten Nut im Distanzelement eine Definition der Lage des zweiten Trägerblechs relativ zu dem ersten Trägerblech möglich. Besonders vorteilhaft weist die Stromübertragungseinheit mehrere Distanzstücke auf, welche das erste und das zweite Trägerblech formschlüssig in seiner jeweiligen Position definieren. Durch die Verwendung mehrerer Distanzelemente, welche einen Querschnitt in axialer Richtung aufweisen, welcher kleiner ist als ein Querschnitt in axialer Richtung des ersten und des zweiten Trägerblechs, kann Material eingespart werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass über bspw. Konvektion das erste und das zweite Trägerblech entwärmt werden kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind das erste und das zweite Trägerblech identisch ausgeführt. Besonders weist die Stromübertragungseinheit drei Distanzelemente auf.Particularly advantageously, the positive connection between the second holding section in the carrier sheet and the second groove in the spacer element makes it possible to define the position of the second carrier sheet relative to the first carrier sheet. Particularly advantageously, the power transmission unit has a plurality of spacers which define the first and second carrier plates in a form-fitting manner in their respective positions. Material can be saved by using several spacer elements which have a cross section in the axial direction which is smaller than a cross section in the axial direction of the first and second carrier plates. Another advantage is that the first and second carrier plates can be cooled by convection, for example. In a preferred embodiment, the first and second carrier plates are designed identically. In particular, the power transmission unit has three spacer elements.

Erfindungsgemäß umfasst das Distanzelement eine erste Distanzhülse, welche einen ersten zylindrischen Bereich mit einem ersten äußeren Durchmesser D1, einen zweiten zylindrischen Bereich mit einem zweiten äußeren Durchmesser D2 sowie einen dritten zylindrischen Bereich mit einem dritten äußeren Durchmesser D3, aufweist. Weiter weist das Distanzelement eine zweite Distanzhülse auf, welche im zweiten Bereich auf der ersten Distanzhülse angeordnet ist. Weiter weist das Distanzelement eine dritte Distanzhülse auf, welche im dritten Bereich auf der ersten Distanzhülse angeordnet ist.According to the invention, the spacer element comprises a first spacer sleeve, which has a first cylindrical region with a first outer diameter D1, a second cylindrical region with a second outer diameter D2 and a third cylindrical region with a third outer diameter D3. Furthermore, the spacer element has a second spacer sleeve, which is arranged in the second area on the first spacer sleeve. Furthermore, the spacer element has a third spacer sleeve, which is arranged in the third area on the first spacer sleeve.

Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung, wenn die ersten oder die zweiten Halteabschnitte als Bohrungen bzw. als geschlossene Aussparungen ausgeführt sind. Somit ist es möglich, auf die erste Distanzhülse in axialer Richtung zunächst das erste Trägerblech zu fügen bis dieses an einem Anschlag anliegt, der aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser D1, D2 und D3 gebildet ist, anschließend kann je nach Ausgestaltung die Reihenfolge der Fügeschritte variieren. Besonders vorteilhaft sind die zweite oder die dritte Distanzhülse kraft- oder stoffschlüssig mit der ersten Distanzhülse verbunden.This configuration is particularly advantageous if the first or second holding sections are designed as bores or as closed recesses. It is therefore possible to first join the first carrier plate onto the first spacer sleeve in the axial direction until it rests on a stop which is formed due to the different diameters D1, D2 and D3. The order of the joining steps can then vary depending on the design. The second or third spacer sleeve is particularly advantageously connected to the first spacer sleeve in a force-fitting or material-locking manner.

Gemäß einer Ausgestaltung ist D2 kleiner als D1 und in Richtung der Rotationsachse zwischen erster und zweiter Distanzhülse die erste Nut ausgebildet, sowie D3 kleiner als D1 und in Richtung der Rotationsachse zwischen erster und dritter Distanzhülse die zweite Nut ausgebildet.According to one embodiment, D2 is smaller than D1 and the first groove is formed in the direction of the axis of rotation between the first and second spacer sleeves, and D3 is smaller than D1 and the second groove is formed in the direction of the axis of rotation between the first and third spacer sleeves.

Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung, wenn die ersten oder die zweiten Halteabschnitte als Bohrungen bzw. als geschlossene Aussparungen ausgeführt sind. Somit ist es möglich, auf die erste Distanzhülse in axialer Richtung zunächst das erste Trägerblech zu fügen, bis dieses an einem ersten Anschlag anliegt, der aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser D1 und D2 gebildet ist. Anschließend ist das zweite Trägerblech zu fügen, bis dieses an einem zweiten Anschlag anliegt, der aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser D1 und D3 gebildet ist. Weiter ist es anschließend möglich die zweite Distanzhülse aus axialer Richtung auf die erste Distanzhülse zu fügen, bis diese am ersten Trägerblech anliegt, sowie die dritte Distanzhülse aus axialer Richtung auf die erste Distanzhülse zu fügen, bis diese am zweiten Trägerblech anliegt. In axialer Richtung ergibt sich somit die Abfolge zweiter zylindrischer Bereich, erster zylindrischer Bereich, dritter zylindrischer Bereich.This configuration is particularly advantageous if the first or second holding sections are designed as bores or as closed recesses. It is therefore possible to first add the first carrier plate to the first spacer sleeve in the axial direction until it rests on a first stop, which is formed due to the different diameters D1 and D2. The second carrier plate must then be joined until it rests on a second stop, which is due to the different diameters D1 and D3 is formed. Furthermore, it is then possible to add the second spacer sleeve from the axial direction onto the first spacer sleeve until it rests on the first support plate, and to add the third spacer sleeve from the axial direction onto the first spacer sleeve until it rests on the second support plate. In the axial direction, this results in the sequence of second cylindrical area, first cylindrical area, third cylindrical area.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist D2 kleiner ist D1 und in Richtung der Rotationsachse zwischen erster und zweiter Distanzhülse die erste Nut ausgebildet, sowie D3 gleich zu D2 und in Richtung der Rotationsachse zwischen zweiter und dritter Distanzhülse die zweite Nut ausgebildet ist.According to a further embodiment, D2 is smaller than D1 and the first groove is formed in the direction of the axis of rotation between the first and second spacer sleeves, and D3 is equal to D2 and the second groove is formed in the direction of the axis of rotation between the second and third spacer sleeves.

Somit ist es möglich, auf die erste Distanzhülse in axialer Richtung zunächst das erste Trägerblech zu fügen bis dieses an einem ersten Anschlag anliegt, der aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser D1 und D2 gebildet ist. Anschließend ist es möglich die zweite Distanzhülse aus axialer Richtung auf die erste Distanzhülse zu fügen, bis diese am ersten Trägerblech anliegt. Anschließend ist das zweite Trägerblech zu fügen bis dieses an einem zweiten Anschlag anliegt, der durch die zweite Distanzhülse gebildet ist. Weiter ist es anschließend möglich die dritte Distanzhülse aus axialer Richtung auf die erste Distanzhülse zu fügen, bis diese am zweiten Trägerblech anliegt. In axialer Richtung ergibt sich somit die Abfolge erster zylindrischer Bereich, zweiter zylindrischer Bereich, dritter zylindrischer Bereich.It is therefore possible to first add the first carrier plate to the first spacer sleeve in the axial direction until it rests on a first stop, which is formed due to the different diameters D1 and D2. It is then possible to add the second spacer sleeve to the first spacer sleeve from the axial direction until it rests on the first support plate. The second carrier plate must then be joined until it rests against a second stop, which is formed by the second spacer sleeve. It is then possible to add the third spacer sleeve from the axial direction onto the first spacer sleeve until it rests on the second support plate. In the axial direction, this results in the sequence of first cylindrical area, second cylindrical area, third cylindrical area.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst das Distanzelement eine vierte Distanzhülse, welche im ersten Bereich auf der ersten Distanzhülse angeordnet ist. D2 ist gleich zu D1 und in Richtung der Rotationsachse ist zwischen vierter und zweiter Distanzhülse die erste Nut ausgebildet. Weiter ist D3 gleich zu D1 und in Richtung der Rotationsachse ist zwischen vierter und dritter Distanzhülse die zweite Nut ausgebildet.According to a further embodiment, the spacer element comprises a fourth spacer sleeve, which is arranged in the first region on the first spacer sleeve. D2 is equal to D1 and the first groove is formed between the fourth and second spacer sleeve in the direction of the axis of rotation. Furthermore, D3 is equal to D1 and the second groove is formed between the fourth and third spacer sleeves in the direction of the axis of rotation.

Besonders vorteilhaft ist somit ein modularer Aufbau des Distanzelements möglich. Besonders vorteilhaft ist die vierte Distanzhülse kraft- oder stoffschlüssig mit der ersten Distanzhülse verbunden.A modular structure of the spacer element is therefore particularly advantageous. The fourth spacer sleeve is particularly advantageously connected to the first spacer sleeve in a force-fitting or material-locking manner.

Gemäß einer Ausgestaltung weist das Distanzelement eine innerhalb der ersten Distanzhülse angeordnete Hülse auf, welche an einem distalen Ende einen axialen Anschlag ausbildet, wobei der axiale Anschlag in Richtung der Rotationsachse an einer der ersten oder zweiten oder dritten Distanzhülse anliegt.According to one embodiment, the spacer element has a sleeve arranged within the first spacer sleeve, which forms an axial stop at a distal end, the axial stop resting against one of the first or second or third spacer sleeves in the direction of the axis of rotation.

Besonders vorteilhaft ist die Hülse aus einem metallischen Werkstoff hergestellt. Alternativ ist die Hülse aus einem Kunststoff hergestellt, welcher dazu geeignet ist Montagekräfte einer Befestigungsvorrichtung aufzunehmen, insbesondere Kräfte einer Schraubverbindung. Eine weitere vorteilhafte Wirkung der Hülse liegt darin begründet, dass die Hülse derart ausgebildet ist, dass das dem axialen Anschlag gegenüberliegenden distalen Ende verstemmt oder verbördelt ist, so dass sich eine axiale Sicherung der ersten Distanzhülse sowie weiterer Distanzhülsen ergibt, insbesondere eine formschlüssige Verbindung. Somit sichert die Hülse den baulichen Zusammenhang der Distanzhülsen, insbesondere, bevor diese an den Trägerblechen montiert ist. Alternativ ist die erste Distanzhülse mittels einer Übermaßpassung kraftschlüssig mit der Hülse verbunden. Alternativ ist bspw. über eine Verklebung eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Distanzhülsen integral ausgebildet, so dass die Distanzhülsen ein monolithisches Distanzelement ausbilden. Somit liegt der Anschlag der Hülse an einer distalen Fläche des Distanzelements an, welche senkrecht zu der Rotationsachse ausgerichtet ist. Sind die Distanzhülsen integral ausgebildet, kann auf die innerhalb der ersten Distanzhülse angeordnete Hülse verzichtet werden, solange das Distanzelement dazu ausgebildet ist, Montagekräfte einer Befestigungsvorrichtung aufzunehmen.The sleeve is particularly advantageously made of a metallic material. Alternatively, the sleeve is made of a plastic that is suitable for absorbing assembly forces of a fastening device, in particular forces of a screw connection. A further advantageous effect of the sleeve is that the sleeve is designed in such a way that the distal end opposite the axial stop is caulked or crimped, so that the first spacer sleeve and further spacer sleeves are secured axially, in particular a positive connection. The sleeve thus ensures the structural connection of the spacer sleeves, especially before they are mounted on the support plates. Alternatively, the first spacer sleeve is non-positively connected to the sleeve by means of an interference fit. Alternatively, a cohesive connection is created, for example, via gluing. In a particularly preferred embodiment, the spacer sleeves are integrally formed, so that the spacer sleeves form a monolithic spacer element. The stop of the sleeve thus rests on a distal surface of the spacer element, which is aligned perpendicular to the axis of rotation. If the spacer sleeves are integrally formed, the sleeve arranged within the first spacer sleeve can be dispensed with as long as the spacer element is designed to absorb assembly forces of a fastening device.

Gemäß einer Ausgestaltung ist das erste Trägerblech senkrecht zur Rotationsachse ausgerichtet und der erste Halteabschnitt weist senkrecht zur Rotationsachse einen zur Umgebung hin offenen Bereich auf, in welchen die erste Nut des Distanzelements einführbar ist. Weiter ist das zweite Trägerblech senkrecht zur Rotationsachse ausgerichtet und der zweite Halteabschnitt weist senkrecht zur Rotationsachse einen zur Umgebung hin offenen Bereich auf, in welchen die zweite Nut des Distanzelements einführbar ist. Das Distanzelement ist in dem ersten und dem zweiten Halteabschnitt um die Rotationsachse von einer ersten Position in eine zweite Position schwenkbar. Aufgrund der zur Umgebung hin offenen Bereiche des ersten sowie des zweiten Halteabschnitts ist eine vereinfachte Montage bzw. ein vereinfachtes Fügen von erstem und zweitem Trägerblech und Distanzelement möglich. Insbesondere ist es somit möglich, die Distanzhülsen integral zu verbinden und somit das Distanzelement ohne die Hülse als einstückiges Bauteil herzustellen.According to one embodiment, the first carrier plate is aligned perpendicular to the axis of rotation and the first holding section has an area open to the environment perpendicular to the axis of rotation, into which the first groove of the spacer element can be inserted. Furthermore, the second carrier plate is aligned perpendicular to the axis of rotation and the second holding section has an area open to the environment perpendicular to the axis of rotation, into which the second groove of the spacer element can be inserted. The spacer element can be pivoted in the first and second holding sections about the axis of rotation from a first position to a second position. Due to the areas of the first and second holding sections that are open to the environment, a simplified assembly or a simplified joining of the first and second carrier plates and spacer elements is possible. In particular, it is therefore possible to connect the spacer sleeves integrally and thus to produce the spacer element as a one-piece component without the sleeve.

Gemäß einer Ausgestaltung ist in der ersten Nut in Richtung der Rotationsachse ein Bereich ausgebildet, der mit dem ersten Trägerblech in der zweiten Position eine Presspassung aufweist, oder es ist in der zweiten Nut in Richtung der Rotationsachse ein Bereich ausgebildet, der mit dem zweiten Trägerblech in der zweiten Position eine Presspassung aufweist.According to one embodiment, an area is formed in the first groove in the direction of the axis of rotation, which has a press fit with the first carrier plate in the second position, or an area is formed in the second groove in the direction of the axis of rotation, which has a press fit with the second carrier plate in the second position has a press fit.

Vorteilhafterweise lässt sich somit ein Fügen der ersten oder zweiten Nut des Distanzelements in den korrespondierenden ersten oder zweiten Halteabschnitt realisieren, welches weitestgehend fügekraftfrei erfolgt, da in der ersten Position zwischen Nut und Trägerblech insbesondere eine Spielpassung besteht. Wird das Distanzelement in die zweite Position verschwenkt gewährleistet die Presspassung den baulichen Zusammenhalt von erstem oder zweitem Trägerblech mit dem Distanzelement. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Presspassung durch eine sich in Richtung der Rotationsachse ausbildende Verdickung einer Seitenwand einer der Nuten realisiert. Alternativ kann die Presspassung durch eine Verdickung oder Verformung eines der Trägerbleche realisiert sein.Advantageously, the first or second groove of the spacer element can thus be joined into the corresponding first or second holding section, which takes place largely without any joining force, since in the first position there is in particular a clearance fit between the groove and the carrier plate. If the spacer element is pivoted into the second position, the press fit ensures the structural cohesion of the first or second carrier plate with the spacer element. In a preferred embodiment, the press fit is achieved by thickening a side wall of one of the grooves in the direction of the axis of rotation. Alternatively, the press fit can be achieved by thickening or deforming one of the carrier sheets.

Gemäß einer Ausgestaltung bildet der zur Umgebung hin offene Bereich des ersten Halteabschnitts mit dem ersten Halteabschnitt einen Hinterschnitt aus, wobei die erste Nut in einer ersten Richtung senkrecht zur Rotationsachse einen ersten Querschnitt ausbildet, der dazu geeignet ist, in der ersten Position die Nut in den ersten Halteabschnitt einzuführen, und die erste Nut in einer zweiten Richtung, welche von der ersten Richtung verschieden ist, senkrecht zur Rotationsachse einen zweiten Querschnitt ausbildet, der dazu geeignet ist, in der zweiten Position die erste Nut formschlüssig in dem ersten Halteabschnitt zu fixieren. Oder der zur Umgebung hin offene Bereich des zweiten Halteabschnitts bildet mit dem zweiten Halteabschnitt einen Hinterschnitt aus, wobei die zweite Nut in einer ersten Richtung senkrecht zur Rotationsachse einen ersten Querschnitt ausbildet, der dazu geeignet ist, in der ersten Position die zweite Nut in den zweiten Halteabschnitt einzuführen, und die zweite Nut in einer zweiten Richtung, welche von der ersten Richtung verschieden ist, senkrecht zur Rotationsachse einen zweiten Querschnitt ausbildet, der dazu geeignet ist, in der zweiten Position die zweite Nut formschlüssig in dem zweiten Halteabschnitt zu fixieren.According to one embodiment, the area of the first holding section that is open to the environment forms an undercut with the first holding section, the first groove forming a first cross section in a first direction perpendicular to the axis of rotation, which is suitable for inserting the groove into the first position to introduce the first holding section, and the first groove in a second direction, which is different from the first direction, forms a second cross section perpendicular to the axis of rotation, which is suitable for positively fixing the first groove in the first holding section in the second position. Or the area of the second holding section that is open towards the environment forms an undercut with the second holding section, the second groove forming a first cross section in a first direction perpendicular to the axis of rotation, which is suitable for moving the second groove into the second in the first position Insert holding section, and the second groove in a second direction, which is different from the first direction, forms a second cross section perpendicular to the axis of rotation, which is suitable for positively fixing the second groove in the second holding section in the second position.

Besonders vorteilhaft lässt sich durch einen der Hinterschnitte im ersten oder zweiten Trägerblech sowie der unterschiedlichen Querschnitte in der korrespondierenden ersten oder zweiten Nut eine verliersichere Anordnung des Distanzelements umsetzen. A captive arrangement of the spacer element can be implemented particularly advantageously through one of the undercuts in the first or second carrier plate and the different cross sections in the corresponding first or second groove.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Begriffe wie „radial“, „axial“ oder ähnlich beziehen sich auf die Rotationsachse der elektrischen Maschine, es sei denn, es wird explizit eine davon abweichende Referenzierung verwendet. Weiter sind aufgrund der besseren Lesbarkeit der Figuren gegebenenfalls nur einzelne oder wenige identische Elemente eines Bezugszeichens versehen.The invention and the technical environment are explained in more detail below using the figures. It should be noted that the invention is not intended to be limited by the exemplary embodiments shown. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and to combine them with other components and findings from the present description and/or figures. In particular, it should be noted that the figures and in particular the proportions shown are only schematic. The same reference numbers designate the same objects, so that explanations from other figures can be used in addition if necessary. Terms such as “radial”, “axial” or similar refer to the axis of rotation of the electrical machine, unless a referencing that deviates from this is explicitly used. Furthermore, due to the better readability of the figures, only individual or a few identical elements of a reference number may be provided.

Es zeigt:

1 eine Stromübertragungseinheit für einen Rotor einer elektrischen Maschine, welche eine Rotorwelle des Rotors umfänglich umgreift umfassend ein Distanzelement in einer ersten Ausführungsform
2 die Stromübertragungseinheit umfassend ein Distanzelement in einer zweiten Ausführungsform
3 die Stromübertragungseinheit umfassend ein Distanzelement in einer dritten Ausführungsform
4 die Stromübertragungseinheit umfassend ein Distanzelement in einer vierten Ausführungsform
5 die Stromübertragungseinheit umfassend ein Distanzelement in einer fünften Ausführungsform
6 die Stromübertragungseinheit in einer weiteren Ausführungsform
7 die Stromübertragungseinheit in einer weiteren Ausführungsform.

It shows:

1 a power transmission unit for a rotor of an electrical machine, which circumferentially surrounds a rotor shaft of the rotor, comprising a spacer element in a first embodiment
2 the power transmission unit comprising a spacer element in a second embodiment
3 the power transmission unit comprising a spacer element in a third embodiment
4 the power transmission unit comprising a spacer element in a fourth embodiment
5 the power transmission unit comprising a spacer element in a fifth embodiment
6 the power transmission unit in a further embodiment
7 the power transmission unit in a further embodiment.

1 zeigt Stromübertragungseinheit 1 für einen Rotor einer elektrischen Maschine, welche eine Rotorwelle 2 des Rotors umgreift, umfassend ein Distanzelement 3 in einer ersten Ausführungsform. Die Stromübertragungseinheit 1 umfasst dabei weiter ein erstes Trägerblech 6 und ein zweites Trägerblech 9. Auf jedem der Trägerbleche 6,9 ist eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktierungsmitteln 18 angeordnet, welche mittels jeweils einem nicht dargestellten Federelement in einer Radialrichtung des Rotors federkraftbeaufschlagt und in Richtung der Rotorwelle 2 jeweils in einem Führungsmittel 19 linearverschieblich geführt sind. Somit liegen die Kontaktierungsmittel 18 auf wenigstens einer umfänglich verlaufenden Leiterbahn 20 der Rotorwelle elektrisch leitend an, wobei die Führungsmittel monolithisch mit den Trägerblechen 6,9 ausgebildet sind. In der Ausführungsform sind auf der Rotorwelle 2 zwei Leiterbahnen 20 angeordnet. Das Distanzelement 3 ist im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet. Es weist eine senkrecht zu einer Rotationsachse 4 des Distanzelements 3 umlaufende erste Nut 5 sowie eine ebenfalls senkrecht zu der Rotationsachse 4 umlaufende zweite Nut 8 auf. Das erste Trägerblech 6 weist einen ersten Halteabschnitt 7 auf, welcher das Distanzelement 3 in der ersten Nut 5 zumindest abschnittsweise umschließt. Das zweite Trägerblech 9 weist einen zweiten Halteabschnitt 10 auf, welcher das Distanzelement 3 in der zweiten Nut 8 zumindest abschnittsweise umschließt. Somit bildet sich in Richtung der Rotationsachse sowie senkrecht zu der Rotationsachse eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Trägerblech 6 und dem Distanzelement 3 sowie zwischen dem zwischen dem zweiten Trägerblech 9 und dem Distanzelement 3 aus. Die erste Nut 5 ist dabei derart von der zweiten Nut 8 beabstandet, dass das erste Trägerblech 6 genügend beabstandet zu dem zweiten Trägerblech 9 ist, so dass keine Luft- oder Kriechstrecke und somit ein elektrischer Kontakt zwischen den Trägerblechen 6,9 bzw. den jeweiligen Trägerblechen 6,9 zugeordneten elektrischen Kontaktierungsmitteln 18 und somit elektrischen Polen entsteht. Das Distanzelement 3 ist monolithisch ausgebildet. Durch das Distanzelement erstreckt sich eine Hülse 15, welche einen axialen Anschlag 16 aufweist. Der axiale Anschlag 16 liegt an einer distalen Fläche des Distanzelements an, welche senkrecht zu der Rotationsachse ausgerichtet ist. Die Hülse dient der Montage der Stromübertragungseinheit an ein rotationsstarres Element der elektrischen Maschine mittels einer Verschraubung (nicht dargestellt), welche sich durch die Hülse erstreckt. Insbesondere dient der axiale Anschlag weiter als Auflagefläche eines Schraubenkopfes. 1 shows power transmission unit 1 for a rotor of an electrical machine, which surrounds a rotor shaft 2 of the rotor, comprising a spacer element 3 in a first embodiment. The power transmission unit 1 further comprises a first carrier plate 6 and a second carrier plate 9. A plurality of electrical contacting means 18 are arranged on each of the carrier plates 6, 9, which are subjected to spring force in a radial direction of the rotor and in the direction of the rotor shaft by means of a spring element (not shown). 2 are each guided in a linearly displaceable manner in a guide means 19. The contacting means 18 thus rest electrically conductively on at least one circumferentially extending conductor track 20 of the rotor shaft, the guide means being designed monolithically with the carrier plates 6, 9. In the embodiment, two conductor tracks 20 are arranged on the rotor shaft 2. The spacer element 3 is essentially hollow cylindrical educated. It has a first groove 5 running perpendicular to a rotation axis 4 of the spacer element 3 and a second groove 8 also running perpendicular to the rotation axis 4. The first carrier plate 6 has a first holding section 7, which at least partially encloses the spacer element 3 in the first groove 5. The second carrier plate 9 has a second holding section 10, which at least partially encloses the spacer element 3 in the second groove 8. Thus, in the direction of the axis of rotation and perpendicular to the axis of rotation, a positive connection is formed between the first support plate 6 and the spacer element 3 and between the second support plate 9 and the spacer element 3. The first groove 5 is spaced from the second groove 8 in such a way that the first carrier plate 6 is sufficiently spaced from the second carrier plate 9 so that there is no air or creepage distance and thus an electrical contact between the carrier plates 6, 9 or the respective ones Support plates 6,9 associated electrical contacting means 18 and thus electrical poles are created. The spacer element 3 is designed to be monolithic. A sleeve 15, which has an axial stop 16, extends through the spacer element. The axial stop 16 rests on a distal surface of the spacer element, which is aligned perpendicular to the axis of rotation. The sleeve is used to mount the power transmission unit to a rotationally rigid element of the electrical machine by means of a screw connection (not shown) which extends through the sleeve. In particular, the axial stop serves as a bearing surface for a screw head.

2 zeigt die Stromübertragungseinheit 1 umfassend ein Distanzelement in einer zweiten Ausführungsform. Die Ausführungsform gemäß 2 unterscheidet sich zu 1 durch die Ausgestaltung des Distanzelements 3. 2 shows the power transmission unit 1 comprising a spacer element in a second embodiment. The embodiment according to 2 differs to 1 through the design of the spacer element 3.

Das Distanzelement 3 umfasst eine erste Distanzhülse 11, welche mehrere Bereiche mit unterschiedlichen äußeren Durchmessern D1, D2, D3 aufweist. Der erste zylindrische Bereich mit einem ersten äußeren Durchmesser D1, liegt dabei zwischen dem zweiten zylindrischen Bereich mit dem zweiten äußeren Durchmesser D2 und dem dritten zylindrischen Bereich mit dem dritten äußeren Durchmesser D3. Zudem sind in Richtung der Rotationsachse 4 an den distalen Enden der ersten Distanzhülse 11 eine zweite Distanzhülse 12 im zweiten Bereich auf der ersten Distanzhülse 11 angeordnet, sowie eine dritte Distanzhülse 13 im dritten Bereich auf der ersten Distanzhülse 11 angeordnet. Da die äußeren Durchmesser unterschiedlich zueinander sind, nämlich D2 kleiner ist als D1, ist in Richtung der Rotationsachse 4 zwischen erster und zweiter Distanzhülse 11, 12 die erste Nut 5 ausgebildet. Weiter ist D3 kleiner als D1 und somit in Richtung der Rotationsachse 4 zwischen erster und dritter Distanzhülse 11, 13 die zweite Nut 8 ausgebildet. Somit bildet sich wie zuvor beschrieben in Richtung der Rotationsachse sowie senkrecht zu der Rotationsachse eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Trägerblech 6 und dem Distanzelement 3 sowie zwischen dem zwischen dem zweiten Trägerblech 9 und dem Distanzelement 3 aus. Durch das Distanzelement erstreckt sich die Hülse 15, welche den axialen Anschlag 16 aufweist. Der axiale Anschlag 16 liegt an einer distalen Fläche des Distanzelements an, welche senkrecht zu der Rotationsachse ausgerichtet ist. Die Hülse dient der Montage der Stromübertragungseinheit an ein rotationsstarres Element der elektrischen Maschine mittels einer Verschraubung (nicht dargestellt), welche sich durch die Hülse erstreckt. Insbesondere dient der axiale Anschlag weiter als Auflagefläche eines Schraubenkopfes.The spacer element 3 includes a first spacer sleeve 11, which has several areas with different outer diameters D1, D2, D3. The first cylindrical region with a first outer diameter D1 lies between the second cylindrical region with the second outer diameter D2 and the third cylindrical region with the third outer diameter D3. In addition, in the direction of the rotation axis 4 at the distal ends of the first spacer sleeve 11, a second spacer sleeve 12 is arranged in the second area on the first spacer sleeve 11, and a third spacer sleeve 13 is arranged in the third area on the first spacer sleeve 11. Since the outer diameters are different from one another, namely D2 is smaller than D1, the first groove 5 is formed in the direction of the axis of rotation 4 between the first and second spacer sleeves 11, 12. Furthermore, D3 is smaller than D1 and thus the second groove 8 is formed in the direction of the axis of rotation 4 between the first and third spacer sleeves 11, 13. Thus, as previously described, a positive connection is formed between the first carrier plate 6 and the spacer element 3 and between the second carrier plate 9 and the spacer element 3 in the direction of the rotation axis and perpendicular to the rotation axis. The sleeve 15, which has the axial stop 16, extends through the spacer element. The axial stop 16 rests on a distal surface of the spacer element, which is aligned perpendicular to the axis of rotation. The sleeve is used to mount the power transmission unit to a rotationally rigid element of the electrical machine by means of a screw connection (not shown) which extends through the sleeve. In particular, the axial stop serves as a bearing surface for a screw head.

3 zeigt die Stromübertragungseinheit 1 umfassend ein Distanzelement in einer dritten Ausführungsform. Die Ausführungsform gemäß 3 unterscheidet sich zu 1 durch die Ausgestaltung des Distanzelements 3. Das Distanzelement 3 umfasst eine erste Distanzhülse 11, welche mehrere Bereiche mit identischen äußeren Durchmessern D1, D2, D3 aufweist. Der erste zylindrische Bereich mit einem ersten äußeren Durchmesser D1, liegt dabei zwischen dem zweiten zylindrischen Bereich mit dem zweiten äußeren Durchmesser D2 und dem dritten zylindrischen Bereich mit dem dritten äußeren Durchmesser D3. Zudem sind in Richtung der Rotationsachse 4 an den distalen Enden der ersten Distanzhülse 11 eine zweite Distanzhülse 12 im zweiten Bereich auf der ersten Distanzhülse 11 angeordnet, sowie eine dritte Distanzhülse 13 im dritten Bereich auf der ersten Distanzhülse 11 angeordnet. Eine vierte Distanzhülse 14 ist im ersten Bereich auf der ersten Distanzhülse 11 angeordnet. Somit ist in Richtung der Rotationsachse 4 zwischen vierter und zweiter Distanzhülse 14, 12 die erste Nut 5 ausgebildet. In Richtung der Rotationsachse 4 ist zwischen vierter und dritter Distanzhülse 14, 13 die zweite Nut 8 ausgebildet. Somit bildet sich wie zuvor beschrieben in Richtung der Rotationsachse sowie senkrecht zu der Rotationsachse eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Trägerblech 6 und dem Distanzelement 3 sowie zwischen dem zwischen dem zweiten Trägerblech 9 und dem Distanzelement 3 aus. Durch das Distanzelement erstreckt sich die Hülse 15, welche den axialen Anschlag 16 aufweist. Der axiale Anschlag 16 liegt an einer distalen Fläche des Distanzelements an, welche senkrecht zu der Rotationsachse ausgerichtet ist. Die Hülse dient der Montage der Stromübertragungseinheit an ein rotationsstarres Element der elektrischen Maschine mittels einer Verschraubung (nicht dargestellt), welche sich durch die Hülse erstreckt. Insbesondere dient der axiale Anschlag weiter als Auflagefläche eines Schraubenkopfes. 3 shows the power transmission unit 1 comprising a spacer element in a third embodiment. The embodiment according to 3 differs to 1 by the design of the spacer element 3. The spacer element 3 comprises a first spacer sleeve 11, which has several areas with identical outer diameters D1, D2, D3. The first cylindrical region with a first outer diameter D1 lies between the second cylindrical region with the second outer diameter D2 and the third cylindrical region with the third outer diameter D3. In addition, in the direction of the rotation axis 4 at the distal ends of the first spacer sleeve 11, a second spacer sleeve 12 is arranged in the second area on the first spacer sleeve 11, and a third spacer sleeve 13 is arranged in the third area on the first spacer sleeve 11. A fourth spacer sleeve 14 is arranged in the first area on the first spacer sleeve 11. The first groove 5 is thus formed in the direction of the axis of rotation 4 between the fourth and second spacer sleeves 14, 12. In the direction of the axis of rotation 4, the second groove 8 is formed between the fourth and third spacer sleeves 14, 13. Thus, as previously described, a positive connection is formed between the first carrier plate 6 and the spacer element 3 and between the second carrier plate 9 and the spacer element 3 in the direction of the rotation axis and perpendicular to the rotation axis. The sleeve 15, which has the axial stop 16, extends through the spacer element. The axial stop 16 rests on a distal surface of the spacer element, which is aligned perpendicular to the axis of rotation. The sleeve is used to mount the power transmission unit to a rotationally rigid element of the electrical machine by means of a screw connection (not shown), which extends through the sleeve extends. In particular, the axial stop serves as a bearing surface for a screw head.

4 zeigt die Stromübertragungseinheit 1 umfassend ein Distanzelement in einer vierten Ausführungsform. Die Ausführungsform gemäß 4 unterscheidet sich zu 1 durch die Ausgestaltung des Distanzelements 3. Das Distanzelement 3 umfasst eine erste Distanzhülse 11, welche mehrere Bereiche mit äußeren Durchmessern D1, D2, D3 aufweist. Der erste zylindrische Bereich mit einem ersten äußeren Durchmesser D1, liegt dabei an einem in Richtung der Rotationsachse distalen Ende des Distanzelements 3. Der zweite zylindrische Bereich mit dem zweiten äußeren Durchmesser D2 liegt zwischen dem ersten Bereich und dem dritten zylindrischen Bereich mit dem dritten äußeren Durchmesser D3. Zudem sind eine zweite Distanzhülse 12 im zweiten Bereich auf der ersten Distanzhülse 11 sowie eine dritte Distanzhülse 13 im dritten Bereich auf der ersten Distanzhülse 11 angeordnet. Dabei sind die äußeren Durchmesser derart ausgestaltet, dass D2 kleiner ist als D1 und D3 gleich ist zu D2. 4 shows the power transmission unit 1 comprising a spacer element in a fourth embodiment. The embodiment according to 4 differs to 1 by the design of the spacer element 3. The spacer element 3 comprises a first spacer sleeve 11, which has several areas with outer diameters D1, D2, D3. The first cylindrical region with a first outer diameter D1 lies at an end of the spacer element 3 that is distal in the direction of the axis of rotation. The second cylindrical region with the second outer diameter D2 lies between the first region and the third cylindrical region with the third outer diameter D3. In addition, a second spacer sleeve 12 is arranged in the second area on the first spacer sleeve 11 and a third spacer sleeve 13 in the third area on the first spacer sleeve 11. The outer diameters are designed such that D2 is smaller than D1 and D3 is equal to D2.

Somit bildet sich in Richtung der Rotationsachse 4 zwischen erster und zweiter Distanzhülse 11, 12 die erste Nut 5 aus. Zwischen zweiter und dritter Distanzhülse 12, 13 ist die zweite Nut 8 ausgebildet. Durch das Distanzelement erstreckt sich die Hülse 15, welche den axialen Anschlag 16 aufweist. Der axiale Anschlag 16 liegt an einer distalen Fläche des Distanzelements an, welche senkrecht zu der Rotationsachse ausgerichtet ist. In der dargestellten Ausführungsform liegt der axiale Anschlag am ersten Distanzelement 11 am ersten Bereich an. Die Hülse dient der Montage der Stromübertragungseinheit an ein rotationsstarres Element der elektrischen Maschine mittels einer Verschraubung (nicht dargestellt), welche sich durch die Hülse erstreckt. Insbesondere dient der axiale Anschlag weiter als Auflagefläche eines Schraubenkopfes.The first groove 5 is thus formed in the direction of the axis of rotation 4 between the first and second spacer sleeves 11, 12. The second groove 8 is formed between the second and third spacer sleeves 12, 13. The sleeve 15, which has the axial stop 16, extends through the spacer element. The axial stop 16 rests on a distal surface of the spacer element, which is aligned perpendicular to the axis of rotation. In the embodiment shown, the axial stop rests on the first spacer element 11 in the first area. The sleeve is used to mount the power transmission unit to a rotationally rigid element of the electrical machine by means of a screw connection (not shown) which extends through the sleeve. In particular, the axial stop serves as a bearing surface for a screw head.

5 zeigt die Stromübertragungseinheit 1 umfassend ein Distanzelement in einer fünften Ausführungsform. Die Ausführungsform gemäß 5 unterscheidet sich zu 4 durch die Anordnung der Hülse im Distanzelement 3. Durch das Distanzelement erstreckt sich die Hülse 15, welche den axialen Anschlag 16 aufweist. Der axiale Anschlag 16 liegt an einer distalen Fläche des Distanzelements an, welche senkrecht zu der Rotationsachse ausgerichtet ist. In der dargestellten Ausführungsform liegt der axiale Anschlag am ersten Distanzelement 11 am dritten Bereich an. Alternativ liegt der axiale Anschlag am dritten Distanzelement 13 an oder am ersten und dritten Distanzelement 11, 13. Die Hülse dient der Montage der Stromübertragungseinheit an ein rotationsstarres Element der elektrischen Maschine mittels einer Verschraubung (nicht dargestellt), welche sich durch die Hülse erstreckt. Insbesondere dient der axiale Anschlag weiter als Auflagefläche eines Schraubenkopfes. 5 shows the power transmission unit 1 comprising a spacer element in a fifth embodiment. The embodiment according to 5 differs to 4 through the arrangement of the sleeve in the spacer element 3. The sleeve 15, which has the axial stop 16, extends through the spacer element. The axial stop 16 rests on a distal surface of the spacer element, which is aligned perpendicular to the axis of rotation. In the embodiment shown, the axial stop rests on the first spacer element 11 in the third area. Alternatively, the axial stop rests on the third spacer element 13 or on the first and third spacer elements 11, 13. The sleeve is used to mount the power transmission unit on a rotationally rigid element of the electrical machine by means of a screw connection (not shown) which extends through the sleeve. In particular, the axial stop serves as a bearing surface for a screw head.

Die Ausführungsformen, welche in den 1 bis 5 beschrieben sind und sich in der Ausgestaltung der Distanzelemente unterscheiden, sind insofern kombinierbar, als dass sich in einer Stromübertragungseinheit unterschiedliche Distanzelemente der beschriebenen Ausführungsformen anordnen lassen.The embodiments which are in the 1 until 5 are described and differ in the design of the spacer elements, can be combined in such a way that different spacer elements of the described embodiments can be arranged in a power transmission unit.

6 zeigt die Stromübertragungseinheit in einer weiteren Ausführungsform. Das erste Trägerblech 6, welches senkrecht zur Rotationsachse 4 ausgerichtet ist, weist einen ersten Halteabschnitt 7 auf, welcher senkrecht zur Rotationsachse 4 einen zur Umgebung hin offenen Bereich 17 aufweist. Der offene Bereich 17 ist dabei so dimensioniert, dass die erste Nut 5 des Distanzelements 3 durch den offenen Bereich 17 in den ersten Halteabschnitt 7 einführbar ist. Weiter ist der erste Halteabschnitt 7 derart ausgestaltet, dass das Distanzelement 3 in dem ersten Halteabschnitt 7 um die Rotationsachse 4 von einer ersten Position in eine zweite Position schwenkbar ist. In der ersten Nut 5 ist dabei in Richtung der Rotationsachse 4 ein Bereich ausgebildet, der mit dem ersten Trägerblech 6 in der zweiten Position eine Presspassung aufweist, in der ersten Position jedoch nicht im Eingriff mit dem ersten Trägerblech 6 ist. Ebenso umfasst die Stromübertragungseinheit ein zweites Trägerblech, welches senkrecht zur Rotationsachse 4 ausgerichtet ist. Dieses weist einen zweiten Halteabschnitt 10 auf, welcher senkrecht zur Rotationsachse 4 einen zur Umgebung hin offenen Bereich 17 aufweist. Der offene Bereich 17 ist dabei so dimensioniert, dass die zweite Nut 8 des Distanzelements 3 durch den offenen Bereich 17 in den zweiten Halteabschnitt 10 einführbar ist. Weiter ist der zweite Halteabschnitt 10 derart ausgestaltet, dass das Distanzelement 3 in dem zweiten Halteabschnitt 10 um die Rotationsachse 4 von der ersten Position in die zweite Position schwenkbar ist. In der zweiten Nut 8 ist dabei in Richtung der Rotationsachse 4 ein Bereich ausgebildet, der mit dem zweiten Trägerblech 9 in der zweiten Position eine Presspassung aufweist, in der ersten Position jedoch nicht im Eingriff mit dem zweiten Trägerblech 9 ist. Insbesondere sind die erste Richtung und die zweite Richtung senkrecht zueinander ausgerichtet, so dass die erste Position durch Schwenken um einen Winkel von 90° um die Rotationsachse 4 in die weite Position überführt wird. Alternativ sind aber auch Winkel von 30° bis 60°, besonders bevorzug von 45° möglich. Auch wenn die Ausführungsform in beiden Nuten 5, 8 eine Presspassung aufweist, ist es möglich je Distanzelement nur eine Presspassung in einer der Nuten 5, 8 vorzusehen. 6 shows the power transmission unit in a further embodiment. The first carrier plate 6, which is aligned perpendicular to the axis of rotation 4, has a first holding section 7, which has an area 17 that is open to the surroundings perpendicular to the axis of rotation 4. The open area 17 is dimensioned such that the first groove 5 of the spacer element 3 can be inserted through the open area 17 into the first holding section 7. Furthermore, the first holding section 7 is designed such that the spacer element 3 in the first holding section 7 can be pivoted about the axis of rotation 4 from a first position to a second position. In the first groove 5, an area is formed in the direction of the axis of rotation 4, which has a press fit with the first carrier plate 6 in the second position, but is not in engagement with the first carrier plate 6 in the first position. The power transmission unit also includes a second carrier plate, which is aligned perpendicular to the axis of rotation 4. This has a second holding section 10, which has an area 17 that is open to the environment perpendicular to the axis of rotation 4. The open area 17 is dimensioned such that the second groove 8 of the spacer element 3 can be inserted through the open area 17 into the second holding section 10. Furthermore, the second holding section 10 is designed such that the spacer element 3 in the second holding section 10 can be pivoted about the axis of rotation 4 from the first position to the second position. In the second groove 8, an area is formed in the direction of the axis of rotation 4, which has a press fit with the second carrier plate 9 in the second position, but is not in engagement with the second carrier plate 9 in the first position. In particular, the first direction and the second direction are aligned perpendicular to one another, so that the first position is transferred to the wide position by pivoting through an angle of 90° about the rotation axis 4. Alternatively, angles of 30° to 60°, particularly preferably 45°, are also possible. Even if the embodiment has a press fit in both grooves 5, 8, it is possible to only provide a press fit in one of the grooves 5, 8 for each spacer element.

7 zeigt die Stromübertragungseinheit in einer weiteren Ausführungsform. Die Ausführungsform gemäß 7 unterscheidet sich zu 6 insbesondere durch die Ausgestaltung der Halteabschnitte 7, 10. Der zur Umgebung hin offene Bereich 17 des ersten Halteabschnitts 7 bildet mit dem ersten Halteabschnitt 7 einen Hinterschnitt aus. Die erste Nut 5 bildet dabei in einer ersten Richtung senkrecht zur Rotationsachse 4 einen ersten Querschnitt aus, der dazu geeignet ist, in der ersten Position die erste Nut 5 in den ersten Halteabschnitt 7 einzuführen. Weiter bildet die erste Nut 5 in einer zweiten Richtung, welche von der ersten Richtung verschieden ist, senkrecht zur Rotationsachse 4 einen zweiten Querschnitt aus, der dazu geeignet ist, in der zweiten Position die erste Nut 5 formschlüssig in dem ersten Halteabschnitt 7 zu fixieren. Der zweite Querschnitt bildet dabei aufgrund des Hinterschnitts mit dem ersten Halteabschnitt 7 eine formschlüssige Verbindung in der zweiten Position aus. Der zur Umgebung hin offene Bereich 17 des zweiten Halteabschnitts 10 bildet mit dem zweiten Halteabschnitt 10 ebenso einen Hinterschnitt aus. Die zweite Nut 8 bildet dabei in einer ersten Richtung senkrecht zur Rotationsachse 4 ebenso einen ersten Querschnitt aus, der dazu geeignet ist, in der ersten Position die zweite Nut 8 in den zweiten Halteabschnitt 10 einzuführen. Weiter bildet die zweite Nut 8 in einer zweiten Richtung, welche von der ersten Richtung verschieden ist, senkrecht zur Rotationsachse 4 ebenso einen zweiten Querschnitt aus, der dazu geeignet ist, in der zweiten Position die zweite Nut 8 formschlüssig in dem zweiten Halteabschnitt 10 zu fixieren. Der zweite Querschnitt bildet dabei aufgrund des Hinterschnitts mit dem zweiten Halteabschnitt 10 eine formschlüssige Verbindung in der zweiten Position aus. Insbesondere sind die erste Richtung und die zweite Richtung senkrecht zueinander ausgerichtet, so dass die erste Position durch Schwenken um einen Winkel von 90° um die Rotationsachse 4 in die weite Position überführt wird. Alternativ sind aber auch Winkel von 30° bis 60°, besonders bevorzug von 45° möglich. Auch wenn die Ausführungsform in beiden Halteabschnitten 7, 10 einen Hinterschnitt aufweist, ist es möglich in nur einem der Trägerbleche 6,9 einen Hinterschnitt zur Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung in nur einer der Nuten 5,8 des Distanzelements 3 vorzusehen. Eine Kombination mit dem Bereich, welcher eine Presspassung ausbildet gemäß der Ausführungsform in 6 ist möglich, auch wenn nicht explizit dargestellt. Somit ergibt sich eine form- als auch kraftschlüssige Verbindung in der zweiten Position in einer Nut, oder eine formschlüssige Verbindung in einer der Nuten 5, 8 und eine kraftschlüssige Verbindung in der anderen Nut 8, 5. 7 shows the power transmission unit in a further embodiment. The execution according to form 7 differs to 6 in particular by the design of the holding sections 7, 10. The area 17 of the first holding section 7, which is open to the surroundings, forms an undercut with the first holding section 7. The first groove 5 forms a first cross section in a first direction perpendicular to the axis of rotation 4, which is suitable for introducing the first groove 5 into the first holding section 7 in the first position. Furthermore, the first groove 5 forms a second cross section in a second direction, which is different from the first direction, perpendicular to the axis of rotation 4, which is suitable for fixing the first groove 5 in a form-fitting manner in the first holding section 7 in the second position. Due to the undercut, the second cross section forms a positive connection with the first holding section 7 in the second position. The area 17 of the second holding section 10, which is open to the surroundings, also forms an undercut with the second holding section 10. The second groove 8 also forms a first cross section in a first direction perpendicular to the axis of rotation 4, which is suitable for introducing the second groove 8 into the second holding section 10 in the first position. Furthermore, the second groove 8 also forms a second cross section in a second direction, which is different from the first direction, perpendicular to the axis of rotation 4, which is suitable for positively locking the second groove 8 in the second holding section 10 in the second position . Due to the undercut, the second cross section forms a positive connection with the second holding section 10 in the second position. In particular, the first direction and the second direction are aligned perpendicular to one another, so that the first position is transferred to the wide position by pivoting through an angle of 90° about the rotation axis 4. Alternatively, angles of 30° to 60°, particularly preferably 45°, are also possible. Even if the embodiment has an undercut in both holding sections 7, 10, it is possible to provide an undercut in only one of the support plates 6, 9 to form a positive connection in only one of the grooves 5, 8 of the spacer element 3. A combination with the area that forms a press fit according to the embodiment in 6 is possible, even if not explicitly shown. This results in a positive and non-positive connection in the second position in a groove, or a positive connection in one of the grooves 5, 8 and a non-positive connection in the other groove 8, 5.

Die Ausführungsformen, welche in den 1 bis 5 beschrieben sind, sind mit den Ausführungsformen der 6 und 7 kombinierbar.The embodiments which are in the 1 until 5 are described are with the embodiments of 6 and 7 combinable.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: StromübertragungseinheitPower transmission unit
22: RotorwelleRotor shaft
33: DistanzelementSpacer element
44: RotationsachseAxis of rotation
55: erste Nutfirst groove
66: erstes Trägerblechfirst carrier plate
77: erster Halteabschnittfirst stop section
88th: zweite Nutsecond groove
99: zweites Trägerblechsecond carrier plate
1010: zweiter Halteabschnittsecond holding section
1111: erste Distanzhülsefirst spacer sleeve
1212: zweite Distanzhülsesecond spacer sleeve
1313: dritte Distanzhülsethird spacer sleeve
1414: vierte Distanzhülsefourth spacer sleeve
1515: Hülsesleeve
1616: axialer Anschlagaxial stop
1717: offener Bereichopen area
1818: elektrischen Kontaktierungsmittelelectrical contacting means
1919: FührungsmittelLeadership tools
2020: Leiterbahn Conductor track
D1D1: erster äußerer Durchmesserfirst outer diameter
D2D2: zweiter äußerer Durchmessersecond outer diameter
D3D3: dritter äußerer Durchmesserthird outer diameter

Claims

Power transmission unit (1) for a rotor of an electrical machine, which surrounds a rotor shaft (2) of the rotor circumferentially at least in sections, comprising - a spacer element (3), which is essentially hollow cylindrical and has a spacer element (4) perpendicular to a rotation axis (4) of the spacer element ( 3) has a circumferential first groove (5), - a first support plate (6), which has a first holding section (7), which at least partially encloses the spacer element (3) in the first groove (5) in such a way that in the direction of the axis of rotation and a positive connection between the first carrier plate (6) and the spacer element (3) is formed perpendicular to the axis of rotation, a second carrier plate (9), which has a second holding section (10), which holds the spacer element (3) in a second groove ( 8) encloses at least sections in such a way that in the direction of the axis of rotation (4) and perpendicular to the rota tion axis (4), a positive connection is formed between the second support plate (9) and the spacer element (3), the first groove (5) being spaced in the axial direction from the second groove (8), characterized in that the spacer element ( 3) a first spacer sleeve (11), which has - a first cylindrical region with a first outer diameter D1, - a second cylindrical region with a second outer diameter D2, - a third cylindrical region with a third outer diameter D3, a second Spacer sleeve (12), which is arranged in the second area on the first spacer sleeve (11), a third spacer sleeve (13), which is arranged in the third area on the first spacer sleeve (11).

Power transmission unit (1) according to Claim 1 , where - D2 is smaller than D1 and the first groove (5) is formed in the direction of the axis of rotation (4) between the first and second spacer sleeves (11, 12), - D3 is smaller than D1 and in the direction of the axis of rotation (4) between The second groove (8) is formed in the first and third spacer sleeves (11, 13).

Power transmission unit (1) according to Claim 1 , where - D2 is smaller than D1 and the first groove (5) is formed in the direction of the axis of rotation (4) between the first and second spacer sleeves (11, 12), - D3 is equal to D2 and in the direction of the axis of rotation (4) between second and third spacer sleeves (12, 13) the second groove (8) is formed.

Power transmission unit (1) according to Claim 1 , wherein the spacer element (3) comprises a fourth spacer sleeve (14), which is arranged in the first area on the first spacer sleeve (11), - D2 is equal to D1 and in the direction of the axis of rotation (4) between the fourth and second spacer sleeve (14 ,12) the first groove is formed, - D3 is equal to D1 and the second groove (8) is formed in the direction of the axis of rotation (4) between the fourth and third spacer sleeves (14, 13).

Power transmission unit one of the Claims 1 until 4 , wherein the spacer element (3) has a sleeve (15) arranged within the first spacer sleeve (13), which forms an axial stop (16) at a distal end, the axial stop (16) in the direction of the axis of rotation (4). one of the first or second or third spacer sleeves (11, 12, 13) rests.

Power transmission unit (1) according to one of Claims 1 until 5 , wherein the first carrier plate (6) is aligned perpendicular to the axis of rotation (4) and the first holding section (7) perpendicular to the axis of rotation (4) has an area (17) open to the environment, in which the first groove (5) of the spacer element (3) can be inserted, and the second carrier plate (9) is aligned perpendicular to the axis of rotation (4) and the second holding section (10) has an area (17) open to the environment perpendicular to the axis of rotation (4), in which the second groove (8) of the spacer element (3) can be inserted, and the spacer element (3) can be pivoted in the first and second holding sections (7, 10) about the axis of rotation (4) from a first position to a second position.

Power transmission unit (1) according to Claim 6 , wherein in the first groove (5) in the direction of the axis of rotation (4) an area is formed which has a press fit with the first carrier plate (6) in the second position, or in the second groove (8) in the direction of the axis of rotation ( 4) an area is formed which has a press fit with the second carrier plate (9) in the second position.

Power transmission unit (1) according to Claim 6 or 7 , wherein the area (17) of the first holding section (7) which is open to the environment forms an undercut with the first holding section (7), the first groove (5) forming a first cross section in a first direction perpendicular to the axis of rotation (4), which is suitable for inserting the first groove (5) into the first holding section (7) in the first position, and the first groove (5) in a second direction, which is different from the first direction, perpendicular to the axis of rotation (4) forms a second cross section which is suitable for positively fixing the first groove (5) in the first holding section (7) in the second position; or the area (17) of the second holding section (10) which is open to the surroundings forms an undercut with the second holding section (10), the second groove (8) forming a first cross section in a first direction perpendicular to the axis of rotation (4). is suitable for introducing the second groove (8) into the second holding section (10) in the first position, and the second groove (8) in a second direction, which is different from the first direction, perpendicular to the axis of rotation (4). forms a second cross section that is suitable for this in the second position tion to fix the second groove (8) in a form-fitting manner in the second holding section (10).