EP4173115A1 - Schraubverbindung, elektrische maschine und kraftfahrzeug-antriebseinheit - Google Patents

Schraubverbindung, elektrische maschine und kraftfahrzeug-antriebseinheit

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Publication number
EP4173115A1
EP4173115A1 EP21734786.3A EP21734786A EP4173115A1 EP 4173115 A1 EP4173115 A1 EP 4173115A1 EP 21734786 A EP21734786 A EP 21734786A EP 4173115 A1 EP4173115 A1 EP 4173115A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screw connection
screw
sleeve
spacer
motor vehicle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP21734786.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Griesbach
Thorsten MÜLLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP4173115A1 publication Critical patent/EP4173115A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/185—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to outer stators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/02—Bolts or sleeves for positioning of machine parts, e.g. notched taper pins, fitting pins, sleeves, eccentric positioning rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B41/00—Measures against loss of bolts, nuts, or pins; Measures against unauthorised operation of bolts, nuts or pins
    • F16B41/002—Measures against loss of bolts, nuts or pins
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/08—Insulating casings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60Y2410/10—Housings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/02—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread

Definitions

  • the invention relates to a screw connection between a stator of an electrical machine's rule and a housing.
  • the invention also relates to an electrical machine with such a screw connection, as well as a drive unit for a motor vehicle with such an electrical machine.
  • the patent application FR 2 115 648 A5 describes a structure for an electrically driven pump.
  • the electric motor of the pump has a stator which is fastened to a housing by means of screws.
  • the screws are surrounded by a tubular body to electrically isolate the stator from the housing.
  • a screw connection between a stator of an electrical machine and a housing is proposed.
  • the screw connection comprises a screw with a screw head, with a shank adjoining the screw head and with a thread adjoining the shank.
  • the shaft is at least partially surrounded by an electrically insulating sleeve.
  • a diameter of the thread is greater than an inner diameter of the sleeve. Due to the larger thread diameter in relation to the inner diameter of the sleeve, the thread forms a loss protection for the sleeve.
  • the screw connection of the stator to the housing is thus significantly simplified, since the sleeves are already secured on the screws so that they cannot be lost.
  • the sleeve preferably has an open cross section. As a result, the sleeve can only be attached to the shaft after the thread has been produced. In this way, it can be prevented in a simple manner that chips produced during thread production remain between the shaft and the sleeve.
  • the screw with the finished thread can be heat-treated in order to improve the strength of the screw. If the sleeve is only attached to the shaft after the heat treatment, the sleeve does not have to be made of a high-temperature-resistant material.
  • An electrically insulating spacer washer is preferably assigned to the screw head.
  • the spacer washer has a through hole, the shaft being passed through the through hole. The spacer ensures electrical insulation between the screw head and the contact surface of the screw connection associated with the screw head.
  • spacer and sleeve are separate components, wel che are preferably made of different materials.
  • the sleeve can be made of polyamide or polyphenylene sulfide. These plastics are easy to manufacture and are characterized by a high temperature resistance, and are therefore well suited for use in the stator screw connection.
  • the spacer disc is preferably made of ceramic or a high-pressure-resistant plastic. These materials have good electrical insulation and only have a minor impact on the setting behavior of the screw connection due to their compressive strength.
  • the spacer has an axially aligned projection which is aligned in the direction of the screw head.
  • the spacer can be attached to the screw head so that the spacer is secured against loss.
  • a further sleeve can be provided which surrounds the screw head and the spacer washer at least in sections. Even with one In such a configuration, the spacer disk can be attached to the screw head in order to ensure that the spacer disk is secured against loss.
  • an outer diameter of the sleeve surrounding the shaft is greater than an inner diameter of the through hole of the spacer disc.
  • the screw connection described at the beginning can be part of an electrical machine with a housing.
  • the electric machine comprises a rotatable stator and a rotatably mounted rotor, the stator being arranged within the housing.
  • the stator is connected to the housing via the screw connection described at the beginning.
  • the screw connection is preferably aligned axially parallel to an axis of rotation of the rotor.
  • the electric machine can be part of a drive unit for a motor vehicle, the electric machine being set up to drive the vehicle.
  • the electrical machine can be part of an axis with Elektroan drive.
  • the electric machine can be part of a hybrid module which is arranged in the motor vehicle drive train between the internal combustion engine and the transmission, or between the transmission and the drive axle.
  • the electrical machine can be part of a transmission in the motor vehicle drive train.
  • FIGS. 1 a to 1d show various configurations of a motor vehicle drive train
  • Fig. 2 is a schematic sectional view of a motor vehicle drive unit
  • 3a shows a view of a screw
  • 3b shows a cross section of a sleeve
  • 4a to 4c each show a detailed view of various exemplary embodiments of a screw connection.
  • the drive train has an internal combustion engine VM.
  • the drive train has a transmission G to adapt the speed and torque output characteristics of the internal combustion engine VM to the driving resistances of the motor vehicle.
  • the transmission G can be an automatic transmission, an automated transmission with a single starting clutch, a dual clutch transmission, a CVT transmission or a manual transmission, for example.
  • the gear G is connected to a differential gear AG, which distributes the drive power to drive wheels DW.
  • a hybrid module HY is arranged between the internal combustion engine VM and the transmission G.
  • the hybrid module HY has an electrical cal machine EM, by means of which the motor vehicle can be driven purely electrically or hybridically together with the internal combustion engine VM.
  • the hybrid module HY can have a separating clutch, not shown in FIG. 1a, by means of which a torque transmission between the internal combustion engine VM and the electrical machine EM can be switched.
  • FIG. 1 b shows a further configuration of a motor vehicle drive train.
  • a hybrid module HY2 is provided therein, which, in contrast to the drive train according to FIG. 1a, is arranged on the output side of the transmission G.
  • the hybrid module HY2 also has an electrical machine EM, by means of which the motor vehicle can be driven purely electrically or in a hybrid manner together with the internal combustion engine VM.
  • 1c shows a further configuration of a motor vehicle drive train.
  • the electric machine EM is part of the transmission G.
  • Such a transmission G is also referred to as a hybrid transmission.
  • 1d shows a further configuration of a motor vehicle drive train which, in contrast to the drive trains according to FIGS. 1a to 1c, is a purely electric drive train without an internal combustion engine.
  • An electric axle drive EA has an electric machine EM, the drive power of which is distributed to drive wheels DW of the motor vehicle via the Differentialge gear AG.
  • Such a drive train could also have a transmission between the axle drive EA and the differential gear AG, for example a 2-speed transmission.
  • Such an electric axle drive EA could also be combined with a second axle driven by an internal combustion engine.
  • the hybrid modules HY, HY2, the hybrid transmission G and the axle drive EA form drive units for the motor vehicle.
  • Fig. 2 shows a schematic sectional view of such a drive unit HY, HY2, G, EA.
  • the electrical machine EM is arranged in a metallic housing GG and has a non-rotatable stator S and a rotor R.
  • the rotor R is connected to a rotor shaft RW, which is mounted on the housing GG via a bearing WL. In this way, the rotor R can rotate together with the rotor shaft RW about an axis RA.
  • the stator S has a stator lamination stack SB on which at least one stator winding SW is arranged.
  • the laminated stator stack SB is fastened to the housing GG via a screw connection SV, for example using three screws SS.
  • the laminated stator stack SB has through openings SB1 through which the screws SS are passed in the axial direction.
  • threaded holes GG1 are arranged, which interact with a thread SS3 of the screws SS.
  • a shaft SS2 of the screw SS is surrounded by an electrically insulating sleeve SH.
  • the diameter of the thread SS3 is larger than an inner diameter of the sleeve SH, so that the sleeve SH is secured on the screw SS.
  • the stator S is electrically isolated from the housing GG in order to reduce the transmission of interference currents originating from the stator S via the housing GG and via the bearing WL to the rotor shaft RW.
  • electrically insulating spacers SD2 are arranged between the stator lamination packet SB and the housing GG. These spacers SD consist, for example, of ceramic or a high-pressure-resistant one Plastic. Electrically insulating spacers SD are arranged between a screw head SS1 of the screws SS and the stator lamination stack SD.
  • FIG 3a shows a perspective view of the screw SS.
  • the screw head SS1 the shaft SS2 and the thread SS3 of the screw SS can be seen.
  • the diameter of the thread SS3 is larger than the diameter of the shaft SS3.
  • Fig. 3b shows a cross section of the sleeve SH.
  • the sleeve SH has an open cross-section and can thus be pushed onto the shaft SS2 even after the thread SS3 has been produced.
  • Fig. 4a shows a detailed view of the screw connection SV according to a first exemplary embodiment, which differs from the screw connection shown in Fig. 2 un.
  • the spacer disk SD has an axially aligned projection SDX which is aligned in the direction of the screw head SS1.
  • the spacer washer SD is secured to the screw head SS1 via this projection SDX, so that the spacer washer SD cannot slip unhindered from the screw SS.
  • FIG. 4b shows a detailed view of the screw connection SV according to a second exemplary embodiment, which differs from the screw connection shown in FIG. 2.
  • a further sleeve SH2 is provided therein, which surrounds the screw head SS1 and the spacer disk SD at least in sections.
  • the spacer washer SD is secured to the screw head SS1 via this further sleeve SH2, so that the spacer washer SD cannot slide unhindered from the screw SS.
  • Fig. 4c shows a detailed view of the screw connection SV according to a third exemplary embodiment from which differs from the screw connection shown in Fig. 2 un.
  • the sleeve SH does not extend to the screw head SS1.
  • a through hole in the spacer SD is smaller than an outer diameter of the sleeve SH, so that the spacer SD cannot slip off the screw SS.

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Abstract

Schraubverbindung (SV) zwischen einem Stator (S) einer elektrischen Maschine (EM) und einem Gehäuse (GG), wobei die Schraubverbindung (SV) eine Schraube (SS) umfasst, wobei ein Schaft (SS2) der Schraube (SS) zumindest abschnittsweise von einer elektrisch isolierenden Hülse (SH) umgeben ist, wobei ein Durchmesser des Gewindes (SS3) der Schraube (SS) größer als ein Innendurchmesser der Hülse (SH) ist, sowie elektrische Maschine (EM) mit einer solchen Schraubverbindung (SV); sowie Kraftfahrzeug-Antriebseinheit (HY, HY2, G, EA) mit einer solchen elektrischen Maschine (EM).

Description

Schraubverbindung, elektrische Maschine und Kraftfahrzeuq-Antriebseinheit
Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung zwischen einem Stator einer elektri schen Maschine und einem Gehäuse. Die Erfindung betrifft ferner eine elektrische Maschine mit einer solchen Schraubverbindung, sowie eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen elektrischen Maschine.
Die Patentanmeldung FR 2 115 648 A5 beschreibt einen Aufbau für eine elektrisch angetriebene Pumpe. Der Elektromotor der Pumpe weist einen Stator auf, welcher über Schrauben an einem Gehäuse befestigt ist. Die Schrauben sind von einem rohr förmigen Körper umgeben, um den Stator elektrisch von dem Gehäuse zu isolieren.
Ein derartiger Aufbau führt zu einem erhöhten Montageaufwand. Denn zunächst müssen die rohrförmigen Körper in die Öffnungen im Stator eingeführt werden. Erst anschließend kann die Verschraubung des Stators erfolgen. Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Schraubverbindung bereitzustellen, welche eine elektrische Isola tion gewährleistet und zudem den Montageaufwand verringert.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 . Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren.
Es wird eine Schraubverbindung zwischen einem Stator einer elektrischen Maschine und einem Gehäuse vorgeschlagen. Die Schraubverbindung umfasst eine Schraube mit einem Sch rauben köpf, mit einem an den Schraubenkopf anschließenden Schaft und mit einem an den Schaft anschließenden Gewinde. Der Schaft ist zumindest ab schnittsweise von einer elektrisch isolierenden Hülse umgeben.
Erfindungsgemäß ist ein Durchmesser des Gewindes größer als ein Innendurchmes ser der Hülse. Durch den größeren Gewindedurchmesser im Verhältnis zum Hülsen innendurchmesser bildet das Gewinde eine Verliersicherung für die Hülse. Die Ver schraubung des Stators am Gehäuse wird somit deutlich vereinfacht, da die Hülsen bereits verliersicher auf den Schrauben befestigt sind. Vorzugsweise weist die Hülse einen offenen Querschnitt auf. Dadurch kann die Hülse erst nach der Fertigung des Gewindes auf den Schaft aufgesteckt werden. Dadurch kann auf einfache Weise verhindert werden, dass bei der Gewindefertigung entstehende Späne zwischen Schaft und Hülse verbleiben. Zudem kann die Schraube mit dem fertigen Gewinde wärmebehandelt werden, um die Festigkeit der Schraube zu verbessern. Wird die Hülse erst nach der Wärmbehandlung auf den Schaft aufgesteckt, so muss die Hülse nicht aus einem hochtemperaturfesten Werk stoff bestehen.
Vorzugsweise ist dem Schraubenkopf eine elektrisch isolierende Distanzscheibe zu geordnet. Die Distanzscheibe weist ein Durchgangsloch auf, wobei der Schaft durch das Durchgangsloch hindurchgeführt ist. Durch die Distanzscheibe wird eine elektri sche Isolation zwischen dem Schraubenkopf und der dem Schraubenkopf zugeord neten Anlagefläche der Schraubverbindung gewährleistet.
Vorzugsweise sind Distanzscheibe und Hülse voneinander getrennte Bauteile, wel che vorzugsweise aus verschiedenen Werkstoffen bestehen. So kann die Hülse bei spielsweise aus Polyamid oder aus Polyphenylensulfid bestehen. Diese Kunststoffe sind einfach zu fertigen und zeichnen sich durch eine hohe Temperaturfestigkeit aus, und sind somit für den Einsatz in der Statorverschraubung gut geeignet. Die Distanz scheibe besteht vorzugsweise aus Keramik oder einem hochdruckfesten Kunststoff. Diese Werkstoffe weisen eine gute elektrische Isolation auf, und beeinträchtigen das Setzverhalten der Schraubverbindung aufgrund ihrer Druckfestigkeit nur in geringem Maße.
Vorzugsweise weist die Distanzscheibe einen axial ausgerichteten Vorsprung auf, welcher in Richtung des Schraubenkopfs ausgerichtet ist. Mit einer solchen Ausge staltung kann die Distanzscheibe am Schraubenkopf befestigt werden, sodass eine Verliersicherung der Distanzscheibe gegeben ist.
Alternativ dazu kann eine weitere Hülse vorgesehen sein, welche den Schrauben kopf und die Distanzscheibe zumindest abschnittsweise umgibt. Auch mit einer solchen Ausgestaltung kann die Distanzscheibe am Schraubenkopf befestigt werden, um eine Verliersicherung der Distanzscheibe zu gewährleisten.
Gemäß einer weiteren Alternative ist ein Außendurchmesser der den Schaft umge benden Hülse größer als ein Innendurchmesser des Durchgangslochs der Distanz scheibe. Dadurch wird die Distanzscheibe durch die Hülse auf der Schraube gehal ten; eine zusätzliche Verliersicherung für die Distanzscheibe kann entfallen.
Die eingangs beschriebene Schraubverbindung kann Bestandteil einer elektrische Maschine mit einem Gehäuse sein. Die elektrische Maschine umfasst einen drehfes ten Stator und einem drehbar gelagerten Rotor, wobei der Stator innerhalb des Ge häuses angeordnet ist. Über die eingangs beschriebene Schraubverbindung ist der Stator mit dem Gehäuse verbunden. Vorzugsweise ist die Schraubverbindung achs- parallel zu einer Drehachse des Rotors ausgerichtet.
Die elektrische Maschine kann ein Bestandteil einer Antriebseinheit für ein Kraftfahr zeug sein, wobei die elektrische Maschine zum Fahrzeug-Antrieb eingerichtet ist. Beispielsweise kann die elektrische Maschine Bestandteil einer Achse mit Elektroan trieb sein. Alternativ dazu kann die elektrische Maschine Bestandteil eines Hybridmo duls sein, welches im Kraftfahrzeug-Antriebsstrang zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe, oder zwischen Getriebe und Antriebsachse angeordnet ist. Gemäß ei ner weiteren Alternative kann die elektrische Maschine ein Bestandteil eines Getrie bes im Kraftfahrzeug-Antriebsstrang sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1a bis Fig. 1d verschiedene Konfigurationen eines Kraftfahrzeug -Antriebs strangs;
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung einer Kraftfahrzeug-Antriebsein heit;
Fig. 3a eine Ansicht einer Schraube;
Fig. 3b einen Querschnitt einer Hülse; Fig. 4a bis Fig. 4c je eine Detailansicht verschiedener Ausführungsbeispiele einer Schraubverbindung.
Fig. 1a zeigt einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Der Antriebsstrang weist ei nen Verbrennungsmotor VM auf. Zur Anpassung der Drehzahl- und Drehmomentab gabe-Charakteristik des Verbrennungsmotor VM an die Fahrwiderstände des Kraft fahrzeugs weist der Antriebsstrang ein Getriebe G auf. Das Getriebe G kann bei spielsweise ein Automatikgetriebe, ein automatisiertes Getriebe mit einer einzigen Anfahrkupplung, ein Doppelkupplungsgetriebe, ein CVT-Getriebe oder ein Hand schaltgetriebe sein. Abtriebsseitig ist das Getriebe G mit einem Differentialgetriebe AG verbunden, welche die Antriebsleistung auf Antriebsräder DW verteilt.
Im Antriebsstrang gemäß Fig. 1a ist zwischen dem Verbrennungsmotor VM und dem Getriebe G ein Hybridmodul HY angeordnet. Das Hybridmodul HY weist eine elektri sche Maschine EM auf, mittels der das Kraftfahrzeug rein elektrisch oder hybridisch zusammen mit dem Verbrennungsmotor VM antreibbar ist. Das Hybridmodul HY kann eine in Fig. 1a nicht dargestellte Trennkupplung aufweisen, mittels der eine Drehmomentübertragung zwischen Verbrennungsmotor VM und elektrischer Ma schine EM schaltbar ist.
Fig. 1 b zeigt eine weitere Konfiguration eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs. Darin ist ein Hybridmodul HY2 vorgesehen, welches im Gegensatz zum Antriebsstrang ge mäß Fig. 1a an der Abtriebsseite des Getriebes G angeordnet ist. Auch das Hyb ridmodul HY2 weist eine elektrische Maschine EM auf, mittels der das Kraftfahrzeug rein elektrisch oder hybridisch zusammen mit dem Verbrennungsmotor VM antreib bar ist.
Fig. 1c zeigt eine weitere Konfiguration eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs. Darin ist kein Hybridmodul vorgesehen; stattdessen ist die elektrische Maschine EM Bestand teil des Getriebes G. Ein solches Getriebe G wird auch als Hybridgetriebe bezeich net. Fig. 1d zeigt eine weitere Konfiguration eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs, welcher im Gegensatz zu den Antriebssträngen gemäß Fig. 1a bis Fig. 1 c ein rein elektrischer Antriebsstrang ohne Verbrennungsmotor ist. Ein elektrischer Achsantrieb EA weist eine elektrische Maschine EM auf, deren Antriebsleistung über das Differentialge triebe AG auf Antriebsräder DW des Kraftfahrzeugs verteilt wird. Auch ein solcher Antriebsstrang könnte ein Getriebe zwischen dem Achsantrieb EA und dem Differen tialgetriebe AG aufweisen, beispielsweise ein 2-Gang-Getriebe. Ein derartiger elektri scher Achsantrieb EA könnte auch mit einer verbrennungsmotorisch angetriebenen zweiten Achse kombiniert werden.
Die Hybridmodule HY, HY2, das Hybridgetriebe G und der Achsantrieb EA bilden An triebseinheiten für das Kraftfahrzeug. Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer solchen Antriebseinheit HY, HY2, G, EA. Die elektrische Maschine EM ist in ei nem metallischen Gehäuse GG angeordnet, und weist einen drehfesten Stator S und einen Rotor R auf. Der Rotor R ist mit einer Rotorwelle RW verbunden, welche über ein Lager WL an dem Gehäuse GG gelagert ist. Derart kann sich der Rotor R mits amt der Rotorwelle RW um eine Achse RA drehen.
Der Stator S weist ein Statorblechpaket SB auf, an dem zumindest eine Statorwick lung SW angeordnet ist. Das Statorblechpaket SB ist über eine Schraubverbindung SV an dem Gehäuse GG befestigt, beispielsweise über drei Schrauben SS. Dazu weist das Statorblech paket SB Durchgangsöffnungen SB1 auf, durch die die Schrau ben SS in axialer Richtung hindurchgeführt sind. Im Gehäuse GG sind Gewindeboh rungen GG1 angeordnet, die mit einem Gewinde SS3 der Schrauben SS Zusammen wirken. Ein Schaft SS2 der Schrauben SS ist von einer elektrisch isolierenden Hülse SH umgeben. Der Durchmesser des Gewindes SS3 ist größer als ein Innendurch messer der Hülse SH, sodass die Hülse SH auf der Schraube SS gesichert ist.
Der Stator S ist von dem Gehäuse GG elektrisch isoliert, um die Übertragung von Störströmen ausgehend vom Stator S über das Gehäuse GG und über das Lager WL zur Rotorwelle RW zu verringern. Dazu sind zwischen dem Statorblech paket SB und dem Gehäuse GG elektrisch isolierende Distanzhalter SD2 angeordnet. Diese Dis tanzhalter SD bestehen beispielsweise aus Keramik oder einem hochdruckfesten Kunststoff. Zwischen einem Schraubenkopf SS1 der Schrauben SS und dem Statorblechpaket SD sind elektrisch isolierende Distanzscheiben SD angeordnet.
Fig. 3a zeigt eine perspektivische Ansicht der Schraube SS. In dieser Ansicht sind der Schraubenkopf SS1 , der Schaft SS2 und das Gewinde SS3 der Schraube SS zu erkennen. Der Durchmesser des Gewindes SS3 ist größer als der Durchmesser des Schafts SS3.
Fig. 3b zeigt einen Querschnitt der Hülse SH. Die Hülse SH weist einen offenen Querschnitt auf, und kann derart auch nach Fertigung des Gewindes SS3 auf den Schaft SS2 aufgesteckt werden.
Fig. 4a zeigt eine Detailansicht der Schraubverbindung SV gemäß einem ersten Aus führungsbeispiel, welche sich von der in Fig. 2 dargestellten Schraubverbindung un terscheidet. Die Distanzscheibe SD weist einen axial ausgerichteten Vorsprung SDX auf, welcher in Richtung des Schraubenkopfs SS1 ausgerichtet ist. Über diesen Vor sprung SDX ist die Distanzscheibe SD am Schraubenkopf SS1 gesichert, sodass die Distanzscheibe SD nicht ungehindert von der Schraube SS rutschen kann.
Fig. 4b zeigt eine Detailansicht der Schraubverbindung SV gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welche sich von der in Fig. 2 dargestellten Schraubverbindung unterscheidet. Darin ist eine weitere Hülse SH2 vorgesehen, welche den Schrauben kopf SS1 und die Distanzscheibe SD zumindest abschnittsweise umgibt. Über diese weitere Hülse SH2 ist die Distanzscheibe SD am Schraubenkopf SS1 gesichert, so dass die Distanzscheibe SD nicht ungehindert von der Schraube SS rutschen kann.
Fig. 4c zeigt eine Detailansicht der Schraubverbindung SV gemäß einem dritten Aus führungsbeispiel, welche sich von der in Fig. 2 dargestellten Schraubverbindung un terscheidet. Darin reicht die Hülse SH nicht bis zum Schraubenkopf SS1 . Ein Durch gangsloch der Distanzscheibe SD ist kleiner als ein Außendurchmesser der Hülse SH, sodass die Distanzscheibe SD nicht von der Schraube SS rutschen kann. Bezuqszeichen
VM Verbrennungsmotor
HY Hybridmodul
HY2 Hybridmodul
G Getriebe
EA Elektrischer Achsantrieb
AG Differentialgetriebe
DW Antriebsrad
EM Elektrische Maschine
S Stator
SB Statorblechpaket
SB1 Durchgangsöffnung
SW Statorwicklung
R Rotor
RW Rotorwelle
RA Drehachse
WL Lager
GG Gehäuse
GG1 Gewindebohrung
SV Schraubverbindung
SS Schraube
551 Schraubenkopf
552 Schaft
553 Gewinde
SH Hülse
SD Distanzscheibe
SDX Vorsprung
SH2 Weitere Hülse
SD2 Distanzhalter

Claims

Patentansprüche
1 . Schraubverbindung (SV) zwischen einem Stator (S) einer elektrischen Maschine (EM) und einem Gehäuse (GG), wobei die Schraubverbindung (SV) eine Schraube (SS) mit einem Schraubenkopf (SS1 ), mit einem an den Schraubenkopf anschließen den Schaft (SS2) und mit einem an den Schaft (SS2) anschließenden Gewinde (SS3) umfasst, wobei der Schaft (SS) zumindest abschnittsweise von einer elektrisch isolierenden Hülse (SH) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser des Gewindes (SS3) größer ist als ein Innendurchmesser der Hülse (SH).
2. Schraubverbindung (SV) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (SH) einen offenen Querschnitt aufweist.
3. Schraubverbindung (SV) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass dem Schraubenkopf (SS1) eine elektrisch isolierende Distanzscheibe (SD) zugeordnet ist.
4. Schraubverbindung (SV) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dis tanzscheibe (SD) und die Hülse (SH) voneinander getrennte Bauteile sind.
5. Schraubverbindung (SV) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dis tanzscheibe (SD) aus einem anderen Werkstoff besteht als die Hülse (SH).
6. Schraubverbindung (SV) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Distanzscheibe (SD) einen axial ausgerichteten Vorsprung (SDX) aufweist, welcher in Richtung des Schraubenkopfs (SS1 ) ausgerichtet ist.
7. Schraubverbindung (SV) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine weitere Hülse (SH2), welche den Schraubenkopf (SS1 ) und die Distanz scheibe (SD) zumindest abschnittsweise umgibt.
8. Schraubverbindung (SV) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Außendurchmesser der Hülse (SH) größer ist als ein Innendurch messer eines Durchgangslochs der Distanzscheibe (SD).
9. Elektrische Maschine (EM) mit einem Gehäuse (GG), wobei die elektrische Ma schine (EM) innerhalb des Gehäuses (GG) angeordnet ist und einen drehfesten Sta tor (S) und einen drehbar gelagerten Rotor (R) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (S) über eine Schraubverbindung (SV) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit dem Gehäuse (GG) verbunden ist.
10. Elektrische Maschine (EM) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubverbindung (SV) achsparallel zu einer Drehachse (RA) des Rotors (R) aus gerichtet ist.
11 . Antriebseinheit (HY, HY2, G, EA) für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine elektrische Maschine (EM) nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei die elekt rische Maschine (EM) zum Antrieb des Kraftfahrzeugs eingerichtet ist.
EP21734786.3A 2020-06-24 2021-06-17 Schraubverbindung, elektrische maschine und kraftfahrzeug-antriebseinheit Withdrawn EP4173115A1 (de)

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DE102020207815.7A DE102020207815A1 (de) 2020-06-24 2020-06-24 Schraubverbindung, elektrische Maschine und Kraftfahrzeug-Antriebseinheit
PCT/EP2021/066327 WO2021259741A1 (de) 2020-06-24 2021-06-17 Schraubverbindung, elektrische maschine und kraftfahrzeug-antriebseinheit

Publications (1)

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EP4173115A1 true EP4173115A1 (de) 2023-05-03

Family

ID=76624023

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