DE19943050A1 - Antriebssystem - Google Patents

Abstract

Ein Antriebssystem (10), insbesondere für ein Fahrzeug, umfasst eine Elektromaschine (14), durch welche eine Antriebswelle (12) eines Antriebsaggregats zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle (12) elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Elektromaschine (14) eine Statoranordnung (18) und eine mit der Antriebswelle (12) zur gemeinsamen Drehung verbundene oder verbindbare Rotoranordnung (22) umfasst, wobei die Rotoranordnung (22) eine zur Anbindung an die Antriebswelle (12) vorgesehene Trägeranordnung (98) und einen durch die Trägeranordnung (98) getragenen Rotor-Wechselwirkungsbereich (92) umfasst. Die Trägeranordnung (98) weist im Anschluss an den Rotor-Wechselwirkungsbereich (92) oder/und als Teil des Rotor-Wechselwirkungsbereichs (92) einen Trageabschnitt (96) mit geringerer Permeabilität als wenigstens ein Teil (26) des Rotor-Wechselwirkungsbereichs (92) auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend eine Elektromaschine, durch welche eine Antriebs­ welle eines Antriebsaggregats zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Elektromaschine eine Statoranordnung und eine mit der Antriebswelle zur gemeinsamen Drehung verbundene oder verbindbare Rotoranordnung um­ fasst, wobei die Rotoranordnung eine zur Anbindung an die Antriebswelle vorgesehene Trägeranordnung und einen durch die Trägeranordnung getragenen Rotor-Wechselwirkungsbereich umfasst.

Aus der DE 196 31 384 C1 ist ein Antriebssystem bekannt, bei welchem die Rotoranordnung, d. h. ein Permanentmagnete tragender Träger derselben, über ein scheibenartiges Trageteil mit einer Antriebswelle verbunden ist und bei welcher der Träger gleichzeitig einen Bereich einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung trägt oder bildet. Insbesondere dann, wenn der Träger aus ferromagnetischem oder diamagnetischem Material gebildet ist, besteht das Problem, dass durch die Permanentma­ gnete im gesamten Bereich, der durch diese Komponenten umgeben ist, ein Magnetfeld erzeugt wird, was sich auf die Wirkungscharakteristik der Elektromaschine an sich nachteilhaft auswirken kann.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Antriebssystem derart auszugestalten, dass der Bereich, in welchem ein Magnetfeld zur magnetischen Wechselwirkung bereitgestellt wird, auf einen derartigen Raumbereich begrenzt ist, in dem eine derartige Wechselwirkung tatsächlich stattfindet oder erforderlich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Antriebssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend eine Elektromaschine, durch welche eine Antriebswelle eines Antriebsaggregats zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Elektromaschine eine Statoranordnung und eine mit der Antriebswelle zur gemeinsamen Drehung verbundene oder verbindbare Rotoranordnung umfasst, wobei die Rotoranordnung eine zur Anbindung an die Antriebswelle vorgesehene Trägeranordnung und einen durch die Trägeranordnung getragenen Rotor-Wechselwirkungsbereich umfasst.

Dabei ist ferner vorgesehen, dass die Trägeranordnung im Anschluss an den Rotor-Wechselwirkungsbereich oder/und als Teil des Rotor-Wechselwir­ kungsbereichs einen Trageabschnitt mit geringerer Permeabilität als wenigstens ein Teil des Rotor-Wechselwirkungsbereichs umfasst.

Durch den bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem eingeführten Sprung in der Permeabilität, welcher ein Maß dafür ist, wie stark durch ein Bauglied ein vorhandenes Magnetfeld gestärkt oder geschwächt wird, kann für eine Konzentration des zur Wechselwirkung zur Verfügung zu stellenden Magnetfeldes auf den dafür relevanten Bereich gesorgt werden.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Rotor-Wechselwirkungsbereich durch den Trageabschnitt geringerer Permeabilität direkt getragen ist.

Da hier spezielle Materialien für den Bereich geringerer Permeabilität eingesetzt werden müssen, ist die oftmals eingesetzte Vorgehensweise zum Verbinden verschiedener Komponenten durch Verschweißen nur schwierig anzuwenden. Es wird daher vorgeschlagen, dass der Trageabschnitt mit einem weiteren Bereich der Trägeranordnung, vorzugsweise einer Torsions­ schwingungsdämpferanordnung, durch Verschraubung, Vernietung, Aufschrumpfen, Verkleben, Eingießen, Einspritzen oder dergleichen verbunden ist.

Um bei derartiger Ausgestaltung gleichzeitig für die Möglichkeit zu sorgen, dass zwischen Rotoranordnung und Statoranordnung eine Selbstzentrierung stattfindet und im Bereich der Antriebswelle erzeugte Taumelbewegungen nicht auf die Rotoranordnung übertragen werden können, wird vorgeschla­ gen, dass der Trageabschnitt an dem weiteren Bereich der Trägeranordnung durch wenigstens ein elastisch verformbares Verbindungselement, vorzugsweise Blattfederelement, getragen ist. Hier ist es auch alternativ möglich, dass der weitere Bereich der Trägeranordnung im wesentlichen durch ein elastisch verformbares Verbindungselement gebildet ist.

Bei einer weiteren Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Antriebs­ systems ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Trageabschnitt wenigstens eine Lage aus Material mit bezüglich wenigstens eines Teils des Rotor- Wechselwirkungsbereichs der Rotoranordnung geringerer Permeabilität umfasst, die zwischen dem Rotor-Wechselwirkungsbereich und einem weiteren Bereich der Trägeranordnung angeordnet ist. Dies kann beispiels­ weise dadurch realisiert werden, dass der Trageabschnitt zwischen einer Außenumfangsfläche des Rotor-Wechselwirkungsbereich und einer Innenumfangsfläche des weiteren Bereichs der Trägeranordnung angeordnet ist. Alternativ ist es möglich, dass der Trageabschnitt zwischen einer Innenumfangsfläche des Rotor-Wechselwirkungsbereichs und einer Außenumfangsfläche des weiteren Bereichs der Trägeranordnung an­ geordnet ist. In jedem Falle ist also durch die Ummantelung des Rotor- Wechselwirkungsbereichs bezüglich der weiteren Baugruppen oder Komponenten der Trägeranordnung für den erforderlichen Permeabilitäts­ sprung gesorgt.

Auch hinsichtlich der Verbindung des Trageabschnitts mit dem Rotor- Wechselwirkungsbereich ist es vorteilhaft, diese Verbindung durch Aufschrumpfen, Annieten, Angießen, Ankleben oder dergleichen herzustel­ len. Auf diese Art und Weise kann insbesondere bei Einsatz von permanent­ magnetisch erregten Rotoren dafür gesorgt werden, dass die Anbindung der Permanentmagnete oder eines diese tragenden Rotorjochs beispielsweise ohne wesentlichen Wärmeeintrag erfolgen kann, wie dies beim Schweißen der Fall wäre, was zur irreversiblen Schädigung der Permanentmagnete führen könnte.

Bei einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Trägeranordnung wenigstens bei einem den Rotor-Wechselwirkungsbereich tragenden Element aus einem Material mit bezüglich wenigstens eines Teils des Rotor-Wechselwirkungs­ bereichs geringerer Permeabilität ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Trägeranordnung eine Torsionsschwin­ gungsdämpferanordnung mit wenigstens einem Deckscheibenelement umfasst, an welchem der Rotor-Wechselwirkungsbereich getragen ist, und dass das wenigstens eine Deckscheibenelement aus einem Material mit bezüglich des Rotor-Wechselwirkungsbereichs geringerer Permeabilität gebildet ist.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Teil-Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Antriebssystems einer ersten Ausgestaltungsform;

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform;

Fig. 3 eine Axialansicht eines zur Verbindung mit dem Rotor-Wech­ selwirkungsbereich vorgesehenen Abschnitts der Torsions­ schwingungsdämpferanordnung der Fig. 2;

Fig. 4 eine weitere der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternati­ ven Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Antriebs­ systems;

Fig. 5 eine Axialansicht des Verbindungsbereichs zwischen Torsions­ schwingungsdämpferanordnung und Rotor-Wechselwirkungs­ bereich;

Fig. 6 eine weitere der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternati­ ven Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Antriebs­ systems;

Fig. 7 eine weitere der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternati­ ven Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Antriebs­ systems;

Fig. 8 eine Detailansicht einer Abwandlung der in Fig. 7 gezeigten Ausgestaltungsform;

Fig. 9 eine Detailansicht einer Abwandlung der in Fig. 7 gezeigten Ausgestaltungsform;

Fig. 10 eine weitere der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternati­ ven Ausgestaltungsart des erfindungsgemäßen Antriebs­ systems;

Fig. 11 eine Detailansicht einer Abwandlung der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 10;

Fig. 12 eine Detailansicht einer Abwandlung der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 10;

Fig. 13 eine weitere der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternati­ ven Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Antriebs­ systems;

Fig. 14 eine weitere der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternati­ ven Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Antriebs­ systems; und

Fig. 15 eine weitere der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternati­ ven Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Antriebs­ systems.

Die Fig. 1 zeigt eine erste Ausgestaltungsvariante eines erfindungsgemäßen Antriebssystems 10, das letztendlich eine Starter/Generator-Anordnung für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine bildet. Das heißt, im Starterbe­ trieb kann eine andeutungsweise dargestellte Antriebswelle oder Kurbelwelle 12 der Brennkraftmaschine zur Drehung angetrieben werden, um das Antriebsaggregat, d. h. die Brennkraftmaschine, zu starten, und im Generatorbetrieb kann im Drehbetrieb des Antriebsaggregats elektrische Energie gewonnen und in ein elektrisches System oder einen Akkumulator gespeist werden.

Das Antriebssystem 10 umfasst eine Elektromaschine 14 mit einer durch einen Statorträger 16 beispielsweise am Antriebsaggregat getragenen Statoranordnung 18 mit einer Mehrzahl von Statorspulen 20. Die Elek­ tromaschine 14 weist ferner eine Rotoranordnung 22 mit einem Rotorkörper 24 auf, der an seiner Innenumfangsfläche eine Mehrzahl von Rotorblechen 26, beispielsweise in ringartiger Form, trägt. Die Rotorbleche 26 bilden ein Rotorjoch für an einer Innenumfangsfläche derselben getragene Permanent­ magnete 28. Man erkennt also, dass die Elektromaschine 14 eine Synchron- Außenläufermaschine mit permanent erregtem Rotor ist. Der Rotorkörper 24 ist in nachfolgend noch beschriebener Art und Weise mit einer Primärseite 30 einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32 zur gemeinsamen Drehung verbunden. Diese Primärseite 30 der Torsionsschwingungsdämpfer­ anordnung 32 ist ferner über eine Mehrzahl von Befestigungsschrauben 34 an einem Wellenflansch 36 der Kurbelwelle 12 festgelegt. Die Primärseite 30 der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32 umfasst zwei Deck­ scheibenelemente 38, 40. Das Deckscheibenelement 40 ist topfartig ausgebildet und ist mit einem radial außen liegenden, sich im wesentlichen axial bezüglich der Drehachse A erstreckenden Bereich 42 mit dem Deckscheibenelement 38 beispielsweise durch Verschweißung verbunden. In den zwischen den Deckscheibenelementen 38, 40 gebildeten Ringraum 44 greift ein Zentralscheibenelement 46 ein, das im wesentlichen zusammen mit einer Schwungmasse 48 eine Sekundärseite 50 der Torsionsschwin­ gungsdämpferanordnung 32 bildet. Die Schwungmasse 48, an welcher beispielsweise eine Druckplattenbaugruppe einer Reibungskupplung festgelegt sein kann, ist mit dem Zentralscheibenelement 46 durch Vernietung oder dergleichen radial innerhalb des Deckscheibenelements 38 fest verbunden. Hier kann selbstverständlich auch eine direkte Ankopplung des Zentralscheibenelements 46 oder der Schwungmasse 48 an einer Getriebeeingangswelle oder dergleichen erfolgen.

Zwischen der Primärseite 30, d. h. den Deckscheibenelementen 38, 40, und der Sekundärseite 50, d. h. dem Zentralscheibenelement 46, wirkt in an sich bekannter Weise eine Dämpferfederanordnung 52, deren Dämpferfedern oder Gruppen von Dämpferfedern in Umfangsrichtung an der Primärseite 30 und der Sekundärseite 50 der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32 abstützbar sind und somit eine Relativdrehung zwischen Primärseite 30 und Sekundärseite 50 unter Kompression der Federn der Dämpferfederanord­ nung 52 ermöglichen. Die Abstützung an der Primärseite. 30 bzw. der Sekundärseite 50 kann über Feder- oder Gleitschuhe erfolgen, die am axial sich erstreckenden Abschnitt 42 des Deckscheibenelements 40 abgleiten können.

Im radial inneren Bereich ist das Deckscheibenelement 38 mit einer Abstandshülse 58 beispielsweise durch Verschweißung fest verbunden.

Ferner ist eine allgemein mit 60 bezeichnete Zentrierhülse vorgesehen, die an einem Zentriervorsprung 62 der Kurbelwelle 12 selbst zentriert ist und die bei Heranführen der aus Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32 und Rotoranordnung 22 gebildeten Baugruppe die Abstandshülse 58 führt und somit dafür sorgt, dass die Rotoranordnung 22 nicht in Kontakt mit der Statoranordnung 18 treten kann. Die Abstandshülse 58 und das Zentrier­ element 60 werden durch die Schraubbolzen 34 durchsetzt, durch welche das Deckscheibenelement 38 und somit die Primärseite 30 der Torsions­ schwingungsdämpferanordnung 32 an dem Wellenflansch 36 festgelegt werden.

Es sei noch darauf hingewiesen, dass im radial inneren Bereich ein ringartiges Lagerelement 64 ebenfalls durch die Schraubbolzen 34 bezüglich des Deckscheibenelements 38 festgelegt ist, an welchem unter Zwischen­ lagerung des Axialgleitlagers 66 das Zentralscheibenelement 46 axial abgestützt ist. Die radiale Lagerung der Primärseite 30 bezüglich der Sekundärseite 50 erfolgt durch ein Wälzkörperlager oder Gleitlager 68, das zwischen zwei sich im wesentlichen axial erstreckenden zylindrischen Abschnitten des Deckscheibenelements 38 bzw. des Zentralscheiben­ elements 46 positioniert ist. Ferner sei noch darauf hingewiesen, dass am Deckscheibenelement 38 mehrere topfartige Ausformungen 70 ausgebildet sind, auf welchen jeweils ein Planetenrad 72 drehbar getragen ist. Das Planetenrad kämmt mit einer durch Ausformung gebildeten Verzahnung 74 des Zentralscheibenelements 46, welches somit als Hohlrad bei Relativ­ drehung zwischen Primärseite 30 und Sekundärseite 50 die Planetenräder 72 zur Drehung antreibt. Da der Raum 44 mit viskosem Fluid gefüllt ist, drehen sich dabei dann die Planetenräder 72 in dem viskosen Medium und die Verdrängung desselben führt zur Abfuhr von Schwingungsenergie. Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem 10 ist ein Drehpositionsgeber 90 vorgesehen, welcher die Drehlage der Torsionsschwingungsdämpfer­ anordnung 32 bzw. der Rotoranordnung 22 erfasst, was insbesondere für die Kommutierung der Statorspulen 20 von Bedeutung ist.

Beider in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung eines Antriebssystems ist der Rotorkörper 24, welcher im wesentlichen den aus den Permanentmagneten 28 und den Rotorblechen 26 gebildeten Rotor-Wechselwirkungsbereich 92 trägt, aus einem Material mit geringerer Permeabilität als die Rotorbleche 26 hergestellt. Es wird auf diese Art und Weise ein Permeabilitätssprung anschließend an den Rotor-Wechselwirkungsbereich erzeugt. Die Folge davon ist, dass das zur Wechselwirkung mit der Statoranordnung 18, d. h. dem die Statorspulen 20 umfassenden Stator-Wechselwirkungsbereich 94, erzeugte Magnetfeld auf den wesentlichen Raumbereich konzentriert ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die Permeabilität ein Maß dafür ist, wie stark ein erzeugtes Magnetfeld durch ein Material gestärkt beziehungsweise geschwächt wird. In einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist der Rotorkörper 24 beispielsweise aus Aluminium oder einem Kunststoff hergestellt und ist mit den Rotorblechen 26 beispielsweise durch Auf­ schrumpfen oder Aufkleben verbunden. Der Rotorkörper 24 bildet in dieser Ausgestaltungsform also einen Trageabschnitt 96 einer den Rotor-Wechsel­ wirkungsbereich 92 tragenden beziehungsweise an der Antriebswelle 12 haltenden Trägeranordnung 98, welche im wesentlichen also den Rotorkör­ per 24 als Trageabschnitt 96 und die Torsionsschwingungsdämpferanord­ nung 32 sowie ein beispielsweise mit dem Deckscheibenelement 40 durch Verschweißung verbundenes, ringartiges Element 100 umfasst, an welchem der Rotorkörper 24 durch Vernietung oder Verschraubung festgelegt ist. Auf diese Art und Weise kann die ansonsten nur schwer herzustellende Schweißverbindung zwischen dem Rotorkörper 24 und dem Deckscheiben­ element 40 vermieden werden. Es sei darauf hingewiesen, dass selbstver­ ständlich das Element 100 auch durch Aufschrumpfen auf der Torsions­ schwingungsdämpferanordnung 32 festgelegt sein kann oder beispielsweise auch mehrere nach radial außen abstehende Armabschnitte an einem der Deckscheibenelemente 38, 40 umfassen kann. Eine derartige Variante ist in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Man erkennt hier, dass das Deckscheiben­ element 38 in seinem radial äußeren Bereich den im wesentlichen zylin­ drischen Abschnitt 42 des Deckscheibenelements 40 axial mit einem im wesentlichen zylindrischen Abschnitt oder mehreren Armabschnitten 102 übergreift. Im freien Endbereich weist dieser Abschnitt oder weisen diese Abschnitte 102 nach radial außen abstehende Bereiche 104 auf, mit welchen der Rotorkörper 24 als Trageabschnitt 96 wieder durch Vernietung, Verschraubung oder dergleichen fest verbunden ist. Neben dem Vorteil, dass hier ein verringertes Massenträgheitsmoment vorgesehen werden kann, da das ringartige Element 100 weggelassen werden kann, hat insbesondere das Bereitstellen von Armabschnitten 102 den positiven Aspekt, dass eine elastische Anbindung des Rotor-Wechselwirkungsbereichs 96 an die Antriebswelle 12 erhalten wird, so dass Taumelbewegungen der Antriebswelle 12 nicht oder nur gedämpft auf den Rotor-Wechselwirkungs­ bereich 92 übertragen werden. Um diese Elastizität zu erhalten, ist der zylindrische Abschnitt 42 des Deckscheibenelements 40 in seinem Stirnflächenbereich mit dem Deckscheibenelement 38 verschweißt, wozu dieses eine Einsenkung 106 aufweist, um ein Hindurchschweißen durch Laserbestrahlung oder dergleichen zu erleichtern. In ihren aneinander anliegenden Bereichen sind dann die Armabschnitte 102 und der zylin­ drische Abschnitt 42 nicht miteinander verbunden. Ansonsten entspricht die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Ausgestaltungsvariante der mit Bezug auf die Fig. 1 beschriebenen Ausgestaltungsvariante.

Eine weitere Möglichkeit der Verbindung des einen Trageabschnitt 96 mit geringerer Permeabilität bildenden Rotorkörpers mit dem verbleibenden Bereich der Trägeranordnung 98, d. h. im wesentlichen mit der Torsions­ schwingungsdämpferanordnung 32, ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Dort weist das Deckscheibenelement 40 in seinem Außenumfangsbereich mehrere nach radial außen abstehende Verbindungsabschnitte oder Vorsprünge 110 auf. In entsprechender Weise weist der Rotorkörper 24 wieder nach radial außen abstehende Verbindungsabschnitte 112 auf. Zwischen jeweils einem Verbindungsabschnitt 110 des Deckscheiben­ elements 40 und einem Verbindungsabschnitt 112 des Rotorkörpers 24 erstreckt sich näherungsweise in Umfangsrichtung jeweils ein Verbindungs­ element 114 in Form eines Blattfederelements. An seinen beiden in Umfangsrichtung gelegenen Endbereichen ist dieses Blattfederelement 114 dann mit einem Verbindungsabschnitt 110 beziehungsweise einem Verbindungsabschnitt 112 vernietet, verschraubt oder in sonstiger Weise verbunden. Bei dieser Ausgestaltungsvariante weist das Deckscheiben­ element 38 nunmehr radial außen einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 116 auf, der dann mit dem Deckscheibenelement 40 im Bereich radial innerhalb der Verbindungsabschnitte 110 verschweißt ist.

Auch bei dieser Ausgestaltungsvariante kann also die Verbindung des beispielsweise aus Kunststoff, Aluminium oder dergleichen Material hergestellten Trageabschnitts 96 mit dem verbleibenden Bereich der Trageanordnung 98 unter Vermeidung eines Schweißvorgangs erfolgen. Darüber hinaus wird eine elastische Aufhängung des Rotor-Wechselwir­ kungsbereichs 92 zusammen mit dem Trageabschnitt 96 erzielt, so dass eine Taumelentkopplung bezüglich der Antriebswelle 12 erhalten wird. Darüber hinaus ermöglichen die Blattfederelemente 114 eine axiale Schwingungs­ dämpfung, wobei hier zwischen dem Rotorkörper 24 und dem Deck­ scheibenelement 22 Reib- oder Dämpfungselemente, beispielsweise aus Gummi oder dergleichen, liegen können, um ein axiales Anschlagen des Rotorkörpers 24 am Deckscheibenelement 40 zu verhindern. Es sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich auch anstelle der Verbindungs­ abschnitte 110, welche nach radial außen vorspringen, im radialen Bereich des Deckscheibenelements 40, beispielsweise radial innerhalb der Ver­ bindung mit dem Deckscheibenelement 38, z. B. durch Ausformung des Deckscheibenelements 40 nietartige Verbindungsvorsprünge geschaffen sein können, an welchen die sich dann auch nach radial innen erstrecken­ den Blattfederelemente angebracht werden können. Ansonsten entspricht auch diese Ausgestaltungsvariante der vorangehend mit Bezug auf die Fig. 1 beschriebene Ausgestaltungsvariante, so dass auf diese Ausführungen verwiesen werden kann.

Eine weitere Möglichkeit der elastischen Aufhängung des Rotor-Wechselwir­ kungsbereichs 92 der Rotoranordnung 22 ist in Fig. 6 dargestellt. Man erkennt zunächst in Fig. 6, dass hier eine Elektromaschine des Innenläufer­ typs vorgesehen ist, bei welcher der Stator-Wechselwirkungsbereich 94 radial außerhalb des Rotor-Wechselwirkungsbereichs 92 liegt. Der Rotor- Wechselwirkungsbereich 92 umfasst wieder mehrere nebeneinander liegende Rotorbleche 26, die nunmehr an ihrer Außenumfangsfläche Permanentmagnete 28 tragen. Die Rotorbleche 26 sind durch mehrere in Umfangsrichtung aufeinander folgende durchgehende Verbindungselemente 120, beispielsweise Verbindungsniete 120, miteinander und mit einem radial äußeren Bereich eines Scheibenelements 122 verbunden. Das Scheiben­ element 122, welches vorzugsweise aus elastisch federndem Stahlblech oder dergleichen hergestellt ist, ist radial innen zusammen mit dem Deckscheibenelement 40 durch die Befestigungsschrauben 34 am Wellenflansch 36 festgelegt. Die Verbindungselemente 120 oder Ver­ bindungsniete 120, welche beispielsweise wieder aus Aluminium hergestellt sein können, bilden den Trageabschnitt 96 für den Rotor-Wechselwirkungs­ bereich 92 und sind zum Bereitstellen des Permeabilitätssprungs vorzugs­ weise wieder aus Aluminium oder dergleichen gebildet. Ferner kann zwischen den Rotorblechen 26 und dem radial äußeren Bereich des Scheibenelements 122 ein ebenfalls beispielsweise aus Aluminium gebildetes Ringelement angeordnet sein, um auch hier für den gewünschten Permeabilitätssprung zu sorgen. Es sei darauf hingewiesen, dass selbstver­ ständlich das Scheibenelement 122 auch derart ausgebildet sein kann, dass es mehrere nach radial außen sich erstreckende Armabschnitte aufweist oder Öffnungsbereiche aufweist, um dessen Elastizität zu erhöhen. Ferner erkennt man in Fig. 6, dass hier eine Anordnung gewählt ist, bei welcher die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32 axial überlappend mit dem Rotor-Wechselwirkungsbereich 92 beziehungsweise dem Stator-Wechselwir­ kungsbereich 94 angeordnet ist. Es wird somit eine axial kurze Bauweise erhalten. Ferner erkennt man, dass die Torsionsschwingungsdämpferanord­ nung 32 nicht im Kraftübertragungsweg zwischen dem Rotor-Wechselwir­ kungsbereich 92 und der Antriebswelle 12 liegt. Vielmehr ist über das Scheibenelement 122 eine direkte Anbindung des Rotor-Wechselwirkungs­ bereichs 92 an die Antriebswelle 12 bereitgestellt. Ansonsten entspricht der Aufbau der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32 im wesentlichen dem vorangehend bereits beschriebenen Aufbau, so dass hier auf die vorangehenden Ausführungen verwiesen werden kann.

Die Fig. 7 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform, bei welcher als Trageab­ schnitt 96 der Trägeranordnung 98 ein beispielsweise aus Aluminium oder Kunststoff gebildeter Rotorkörper 24 vorgesehen ist, der an einer Innen­ umfangsfläche durch Auf- oder Einschrumpfen wieder die Rotorbleche 26 des Rotor-Wechselwirkungsbereichs 92 trägt. Hier ist der Rotorkörper 24 mit der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32 durch Aufschrumpfen verbunden. Um diese Schrumpfverbindung zu festigen, ist den Rotorkörper 24 im Bereich der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32 umgebend ein Sicherungsgürtel 130 vorgesehen, welcher auf den Außenumfangs­ bereich des Rotorkörpers 24 aufgeschrumpft ist. Auf diese Art und Weise wird eine sehr stabile Verbindung des Trageabschnitts 96 mit dem weiteren Bereich der Trägeranordnung 98, d. h. der Torsionsschwingungsdämpfer­ anordnung 32, erzielt, ohne dass ein Anbinden durch Verschweißen oder dergleichen erforderlich wäre. Um auch die Verbindung der Rotorbleche 26 mit dem Rotorkörper 24 zu festigen, ist auch in deren axialen Bereich den Rotorkörper 24 umgebend ein weiterer Sicherungsgürtel 132, beispielsweise aus Kunststoff oder dergleichen, auf den Rotorkörper 24 aufgeschrumpft. Als Werkstoff für derartige Sicherungsgürtel 130 eignen sich besonders Stahl- oder Verbundwerkstoffe aus Kohle-, Glas- und Aramidfaser. Die Verbundwerkstoffe haben den wesentlichen Vorteil, dass durch gezielte Ausrichtung der Fasern im Laminat definierte Wärmeausdehnungskoeffizien­ ten realisiert werden können, so dass auch bei Anstieg der Temperatur ein hochfester Verbund erhalten bleibt.

Hinsichtlich der Ausführungsform der Fig. 7 sei noch angemerkt, dass durch eine Außenumfangsfläche der Abstandshülse 58 und einen nach radial innen vorspringenden Abschnitt 134 des Statorträgers 16 eine Zwangsführung bereitgestellt ist, welche bei axialem Heranbewegen der Rotoranordnung 22 an die bereits montierte Statoranordnung 18 ein gegenseitiges Inkontakt­ treten des Rotor-Wechselwirkungsbereichs 92 mit dem Stator-Wechselwir­ kungsbereich 94 verhindert. In der Endphase dieser Heranbewegung wird die Zwangsführung durch den Zentriervorsprung 62 an der Antriebswelle 12 übernommen, da dem Vorsprung 134 am Statorträger 16 zugeordnet die Abstandshülse 58 dann eine Einsenkung aufweist, um im Drehbetrieb ein im wesentlichen ungehindertes Drehen der Rotoranordnung 22 bezüglich der Statoranordnung 18 zu ermöglichen.

Abwandlungen der in Fig. 7 dargestellten Ausgestaltungsform sind in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Man erkennt in Fig. 8, dass nunmehr ein durch­ gehender Sicherungsgürtel 136 vorgesehen ist, welcher sich im wesentli­ chen entlang des gesamten axialen Erstreckungsbereichs des Rotorkörpers 24 erstreckt und somit sowohl zur Festigung des Schrumpfverbundes zwischen dem Rotorkörper 24 und dem Deckscheibenelement 40 Gls auch des Schrumpfverbundes zwischen dem Rotorkörper 24 und den Rotor­ blechen 26 des Rotor-Wechselwirkungsbereichs 92 beiträgt.

In der in Fig. 9 dargestellten Ausgestaltungsvariante ist wiederum ein einziger durchgehender Gürtel vorgesehen, der jedoch stufenartig ausgebil­ det ist, so dass er in seinem den Schrumpfverbund zwischen dem Rotorkör­ per 24 und dem Deckscheibenelement 40 festigenden Bereich eine größere Dicke aufweist. Auf diese Art und Weise kann insbesondere in diesem Bereich der Verbindung eine erhöhte Verbindungsfestigkeit vorgesehen werden, da gegenüber der Verbindung zwischen dem Rotor-Wechselwir­ kungsbereich und dem Rotorkörper 24 nur eine kürzere Verbindungslänge vorliegt, was durch die aufgrund des dickeren Gürtels erhöhte Anpresskraft in diesem Bereich kompensiert werden kann.

Eine weitere alternative Ausgestaltungsform zur Anbindung des Rotor- Wechselwirkungsbereichs 92 an die Trageanordnung 98 und die Bereit­ stellung eines Permeabilitätssprungs ist in Fig. 10 dargestellt. In Fig. 10 ist der Rotorkörper 24 beispielsweise als Stahlblechteil ausgebildet und mit der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32, beispielsweise dem Deck­ scheibenelement 40, durch Verschweißung verbunden. Zwischen dem Rotor-Wechselwirkungsbereich 92, d. h. den Rotorblechen 26 desselben, und dem Rotorkörper 24 ist eine die Rotorbleche 26 ummantelnde Lage 138 aus einem Material mit hinsichtlich den Rotorblechen 26 geringerer Permeabilität vorgesehen. Beispielsweise kann hier wieder ein Kunststoff- oder Faserverbundwerkstoff eingesetzt werden. Diese Lage 138 bildet nunmehr den Trageabschnitt, über welchen der Rotor-Wechselwirkungs­ bereich 92 mit dem verbleibenden Bereich der Trägeranordnung 98, insbesondere dem Rotorkörper 24 und der Torsionsschwingungsdämpfer­ anordnung 32, verbunden ist. Auch hier kann die Verbindung zwischen Rotorkörper 24 und Rotorblechen 26 wieder durch Aufschrumpfen erfolgen, jedoch unter Zwischenanordnung der Lage 138. Ferner sei darauf ver­ wiesen, dass selbstverständlich auch bei diesem Schrumpfverbund wieder ein Sicherungsgürtel zum Erhöhen der Verbindungsfestigkeit bereitgestellt werden kann.

Abwandlungen dieser Ausgestaltungsform sind in den Fig. 11 und 12 dargestellt. In Fig. 11 erkennt man, dass der Rotorkörper 24 mit dem Deckscheibenelement 40 wieder durch Aufschrumpfen auf den zylindrischen Abschnitt 42 desselben verbunden ist, wobei aufgrund des Vorsehens der Materiallage 138, die auch in Form einer zylindrischen Hülse ausgebildet sein kann, der Rotorkörper 24 hier wieder aus einem Material mit höherer Permeabilität, beispielsweise aus Stahlblech oder dergleichen, gebildet sein kann.

Bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 12 weist das Deckscheibenelement 40 einen zylindrischen Abschnitt 140 auf, welcher vom Deckscheiben­ element 38 weg gerichtet ist und an seiner Innenumfangsfläche unter Zwischenlagerung der Materiallage 138 den Rotor-Wechselwirkungsbereich 92 trägt. Auch hier kann das Deckscheibenelement 40 wieder aus Stahlblech gebildet sein; der Permeabilitätssprung wird durch Einfügen der Materiallage 138 erzeugt. Die Verbindung zwischen dem zylindrischen Abschnitt 140 und dem Rotor-Wechselwirkungsbereich kann ebenfalls wieder durch Aufschrumpfen erfolgen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich auch in den Ausgestaltungsformen gemäß den Fig. 11 und 12 ein den Rotorkörper 24 umgebender Sicherungsgürtel vorgesehen sein- kann.

Die Fig. 13 zeigt eine Ausgestaltungsvariante, welche hinsichtlich der konstruktiven Anordnung von Rotor-Wechselwirkungsbereich 92, Stator- Wechselwirkungsbereich 94 und Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32 im wesentlichen wieder der bereits mit Bezug auf die Fig. 6 beschriebe­ nen Ausgestaltungsvariante entspricht. Der Rotor-Wechselwirkungsbereich 92, welcher wieder durch nicht dargestellte Nietbolzen oder dergleichen zu einem Paket verbundenen Rotorbleche 26 und darauf getragene Permanent­ magnete 28 umfasst, ist nunmehr unter Zwischenanordnung der Material­ lage 138 aus Material geringerer Permeabilität auf den Außenumfangsbereich der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32, insbesondere des zylindrischen Abschnitt 42 des Deckscheibenelements 40 aufgeschrumpft. Die Materiallage kann wieder durch Kunststoff oder Verbundwerkstoff gebildet sein, kann beispielsweise aber auch einen aufgeschrumpften oder zuvor in den Rotor-Wechselwirkungsbereich 92 eingeschrumpften Alumini­ umring umfassen. Es sei hier darauf verwiesen, dass selbstverständlich auch eine Ausgestaltungsvariante möglich ist, bei welcher der Rotor-Wechselwir­ kungsbereich 92 nicht auf eine Außenseite der Primärseite 30 der Torsions­ schwingungsdämpferanordnung 32 aufgeschrumpft ist, sondern beispiels­ weise auf einen Außenumfangsbereich der Schwungmasse 48 aufge­ schrumpft ist. In diesem Falle wäre der Rotor-Wechselwirkungsbereich 92 dann in Verbindung mit der Sekundärseite 50 der Torsionsschwingungs­ dämpferanordnung 32, so dass aufgrund der zwischen Primärseite 30 und Sekundärseite 50 im Allgemeinen bestehenden Taumelentkopplung auch eine Taumelentkopplung zwischen der Antriebswelle 12 und dem Rotor- Wechselwirkungsbereich 92 bereitgestellt ist. Zur Montage kann der Rotor- Wechselwirkungsbereich 92 an seinem Außenumfangsbereich mit einem elastischen, strumpf- oder netzartigen Element überzogen werden, um bei der axialen Heranbewegung an den Stator-Wechselwirkungsbereich 18 oder bei Heranbewegung des Stator-Wechselwirkungsbereichs 18 bei zuvor bereits festgelegter Rotoranordnung 22 ein direktes lnkontäkttreten zwischen dem Rotor-Wechselwirkungsbereich 92 und dem Stator-Wechsel­ wirkungsbereich 94 zu verhindern.

Die Fig. 14 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 13 dargestellten Ausgestal­ tungsvariante. Man erkennt, dass hier der Trageabschnitt 96 nicht mehr durch eine zwischengelagerte Materiallage gebildet ist, sondern dass der Trageabschnitt 96 der Trägeranordnung 98 beispielsweise durch das Deckscheibenelement 40 der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32 gebildet ist, das in diesem Falle dann aus Material mit geringerer Permeabili­ tät als die Rotorbleche 26, beispielsweise aus Aluminium, hergestellt ist. Das heißt, hier wird der Rotor-Wechselwirkungsbereich 92 mit seinen Rotorblechen 26 unmittelbar auf den Außenumfangsbereich des zylin­ drischen Abschnitts 42 aufgeschrumpft. Selbstverständlich ist auch hier wieder eine direkte Verbindung mit der Sekundärseite 50 der Torsions­ schwingungsdämpferanordnung, beispielsweise der Schwungmasse 48 möglich, wobei dann diese Schwungmasse 48 aus Material mit geringerer Permeabilität, beispielsweise Aluminium, hergestellt wäre.

Die Fig. 15 zeigt eine weitere Abwandlung der in den Fig. 13 und 14 dargestellten Ausgestaltungsform mit Innenläuferrotor, wobei hier selbstver­ ständlich auch eine Ausgestaltungsform mit Außenläuferrotor möglich wäre. Bei der in Fig. 15 dargestellten Ausgestaltungsvariante ist die Elektroma­ schine 14 als Asynchronmaschine ausgebildet, deren Rotor-Wechselwir­ kungsbereich 92 wieder aneinander anliegende Rotorbleche umfasst, die durch einen Rotorkäfig 140 zusammengehalten sind. Der Rotorkäfig 140, welcher hier sowohl einen Teil des Rotor-Wechselwirkungsbereichs bildet als auch als Trageabschnitt 96 einen Teil der Trägeranordnung 98 bildet, ist vorzugsweise aus Aluminium oder dergleichen hergestellt, um den erforderlichen Permeabilitätssprung zu den Rotorblechen 26, also dem verbleibenden Teil des Rotor-Wechselwirkungsbereichs 92 herzustellen. Hier erfolgt die Anbindung nunmehr direkt an die Sekundärseite 50, d. h. die Schwungmasse 48 oder ein anderes scheibenartiges Bauteil derselben, wobei vorzugsweise die Anbindung des Rotor-Wechselwirkungsbereichs 92 an die Sekundärseite 50 dadurch erfolgt, dass zunächst die Rotorbleche 26 beispielsweise auf die Schwungmasse 48 aufgelegt werden, wobei im Verbindungsbereich oder direkten Kontaktbereich zwischen der Schwung­ masse 48 und den Rotorblechen 26 entweder wiederum eine Lage aus Material mit geringerer Permeabilität als die Rotorbleche 26 oder ringartige Elemente mit geringerer Permeabilität eingelegt werden können. Daraufhin wird in einem einzigen Arbeitsvorgang der Rotorkäfig 140 eingespritzt, so dass dann eine feste Verbindung zwischen dem Rotor-Wechselwirkungs­ bereich 92 und der Sekundärseite 50 besteht.

Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass selbstver­ ständlich bei allen anderen vorangehend beschriebenen Ausgestaltungs­ formen die Elektromaschine auch als Asynchronmaschine mit nicht permanentmagnetisch erregtem Rotor ausgebildet sein kann. Auch hier wird durch das Zwischenschalten eines Trageabschnitts 96 aus Material mit hinsichtlich des Rotor-Wechselwirkungsbereichs oder eines verbleibenden Teils des Rotor-Wechselwirkungsbereichs geringerer Permeabilität, das zur Erzeugung einer magnetischen Wechselwirkung bereitzustellende Magnet­ feld auf den wesentlichen Raumbereich begrenzt. Ferner sei noch darauf hingewiesen, dass selbstverständlich bei den vorangehend dargestellten Ausgestaltungsformen die den Stator-Wechselwirkungsbereich 94 im wesentlichen bildenden Statorspulen 20 an dem Statorträger 16 unter Zwischenlagerung eines Aluminiumrings oder dergleichen angebracht sein können. Der Statorträger 16 kann beispielsweise ein an einem Motorblock anzubringendes Getriebezwischengehäuse bilden und kann eine Kühlkanal­ anordnung aufweisen, durch welche hindurch ein Kühlmedium zum Kühlen der Elektromaschine 14 strömen kann.

Claims (11)

1. Antriebssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend eine Elektromaschine (14), durch welche eine Antriebswelle (12) eines Antriebsaggregats zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle (12) elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Elektromaschine (14) eine Statoranordnung (18) und eine mit der Antriebswelle (12) zur gemeinsamen Drehung verbundene oder verbindbare Rotoranordnung (22) umfasst, wobei die Rotoranordnung (22) eine zur Anbindung an die Antriebswelle (12) vorgesehene Trägeranordnung (98) und einen durch die Trägeranordnung (98) getragenen Rotor-Wechselwirkungsbereich (92) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägeranordnung (98) im Anschluss an den Rotor-Wechsel­ wirkungsbereich (92) oder/und als Teil des Rotor-Wechselwirkungs­ bereichs (92) einen Trageabschnitt (96) mit geringerer Permeabilität als wenigstens ein Teil des Rotor-Wechselwirkungsbereichs (92) umfasst.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor-Wechselwirkungsbereich (92) durch den Trageabschnitt (96) geringerer Permeabilität direkt getragen ist.

3. Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trageabschnitt (96) mit einem weiteren Bereich (32; 122) der Trägeranordnung(98), vorzugsweise einer Torsionsschwingungs­ dämpferanordnung (32), durch Verschraubung, Vernietung, Auf­ schrumpfen, Verkleben, Eingießen, Einspritzen oder dergleichen verbunden ist.

4. Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trageabschnitt (96) an dem weiteren Bereich der Trägeranordnung (32) durch wenigstens ein elastisch verformbares Verbindungs­ element (114), vorzugsweise Blattfederelement (114), getragen ist.

5. Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Bereich (112) der Trägeranordnung (98) im wesentlichen durch ein elastisch verformbares Verbindungselement (122) gebildet ist.

6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Trageabschnitt (96) wenigstens eine Lage (138) aus Material mit bezüglich wenigstens eines Teils (25) des Rotor- Wechselwirkungsbereichs (92) der Rotoranordnung (22) geringerer Permeabilität umfasst, die zwischen dem Rotor-Wechselwirkungs­ bereich (92) und einem weiteren Bereich (24; 32) der Trägeranord­ nung (98) angeordnet ist.

7. Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Trageabschnitt (96) zwischen einer Außenumfangsfläche des Rotor- Wechselwirkungsbereich (92) und einer Innenumfangsfläche des weiteren Bereichs (24) der Trägeranordnung (92) angeordnet ist.

8. Antriebssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Trageabschnitt (96) zwischen einer Innenumfangsfläche des Rotor- Wechselwirkungsbereichs (92) und einer Außenumfangsfläche des weiteren Bereichs (32) der Trägeranordnung (98) angeordnet ist.

9. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Trageabschnitt (96) beziehungsweise die Rotor­ anordnung (22) mit dem Rotor-Wechselwirkungsbereich (92) durch Aufschrumpfen, Annieten, Angießen, Ankleben oder dergleichen verbunden ist.

10. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Trägeranordnung (98) wenigstens bei einem den Rotor-Wechselwirkungsbereich (92) tragenden Element (40) aus einem Material mit bezüglich wenigstens eines Teils (26) des Rotor- Wechselwirkungsbereichs (92) geringerer Permeabilität ausgebildet ist.

11. Antriebssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägeranordnung (98) eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung (32) mit wenigstens einem Deckscheibenelement (40) umfasst, an welchem der Rotor-Wechselwirkungsbereich (92) getragen ist, und dass das wenigstens eine Deckscheibenelement (40) aus einem Material mit bezüglich des Rotor-Wechselwirkungsbereichs (92) geringerer Permeabilität gebildet ist.