WO2016155718A1 - Elektromotor, insbesondere für einen hybridantrieb eines fahrzeuges - Google Patents

Elektromotor, insbesondere für einen hybridantrieb eines fahrzeuges Download PDF

Info

Publication number
WO2016155718A1
WO2016155718A1 PCT/DE2016/200126 DE2016200126W WO2016155718A1 WO 2016155718 A1 WO2016155718 A1 WO 2016155718A1 DE 2016200126 W DE2016200126 W DE 2016200126W WO 2016155718 A1 WO2016155718 A1 WO 2016155718A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
electric motor
motor according
carrier
tongue
Prior art date
Application number
PCT/DE2016/200126
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Mackowiak
Willi Ruder
Dierk Reitz
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority to US15/562,933 priority Critical patent/US20180091010A1/en
Priority to DE112016001494.5T priority patent/DE112016001494A5/de
Priority to CN201680019332.1A priority patent/CN107431398A/zh
Publication of WO2016155718A1 publication Critical patent/WO2016155718A1/de

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • H02K1/30Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures using intermediate parts, e.g. spiders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect

Definitions

  • Electric motor in particular for a hybrid drive of a vehicle
  • the invention relates to an electric motor, in particular for a hybrid drive of a vehicle, comprising a rotor and a stator, wherein the stator surrounds the rotor and the rotor is attached to a rotor carrier.
  • Hybrid drives are known in which the electric motor is second in series with the internal combustion engine (P2 hybrid topology). Between the internal combustion engine and the electric motor, a separating clutch is arranged, which allows a purely electric driving in the open state and transmits the torque of the internal combustion engine to the drive wheel in the closed state. Another task of the disconnect clutch is to start the internal combustion engine. For this purpose, by targeted increase of the torque of the electric motor and by closing the clutch energy transferred to the stationary engine and thus accelerated.
  • the electric motor consists of the active parts stator and rotor, wherein the stator comprises the rotor which is arranged on a rotor carrier.
  • the stator comprises the rotor which is arranged on a rotor carrier.
  • it is known to connect the rotor core to the rotor carrier in the direction of the transmission.
  • different methods are known.
  • a transverse compression bond between the rotor laminated core and the rotor carrier, a tongue and groove connection between the rotor core and the rotor rotor or a splined connection can be used.
  • the invention has for its object to provide an electric motor whose full performance can be used and in which a game in the circumferential direction between the rotor core and the rotor rotor is reliably prevented.
  • the object is achieved in that a rotor core of the rotor rotor is connected via a tongue and groove connection and a transverse compression bandage with the Rotorträ-. Due to the combination of the Querpress saides with the tongue and groove connection axial and radial play of the rotor core stack is suppressed on the rotor arm, but without generating high voltages due to the cross-press dressing. The performance of the electric motor can thus be fully utilized.
  • the round rotor core has a minimally smaller radius for clamping on the round rotor carrier than the rotor carrier.
  • the rotor core packet having the smaller radius can be easily widened during assembly on the rotor carrier, which is why it rests firmly on this after sitting on the rotor carrier.
  • This connection is designed so that under speed and thermal influences the rotor core always keeps in contact with the rotor carrier. As a result, the Zentri réelles monoe be maintained at any time during operation of the electric motor.
  • the rotor laminated core has a plurality of local contact points for attachment to the rotor carrier on the side facing the rotor carrier in order to form the transverse press fit. These local contact points are over the entire Distributed connection area between rotor core and rotor carrier, so that a sufficiently strong transverse compression bond is generated.
  • the rotor lamination stack lies completely against a complete circumference of the rotor carrier.
  • the rotor lamination package lies completely against the rotor carrier and is pressed against the rotor carrier due to the smaller radius.
  • the tongue and groove connection is formed from a spring which faces the rotor carrier from the rotor laminated core and which engages in an opposite groove formed on the rotor carrier.
  • freedom of play in the circumferential direction is achieved by the targeted position of the play in the tongue and groove connection.
  • the tongue and groove connection can also be formed from a groove on the rotor and a spring of the rotor carrier.
  • the spring is laterally in the direction of movement of the rotor to the groove.
  • Thrust torque from the rotor to the rotor carrier can be realized.
  • magnet pockets are formed radially over the circumference within the rotor laminated core, in each of which a magnet is arranged. These magnets are in operative connection with a coil forming the stator, in the interaction with the rotor of which both the driving mode (tractive torque) and the generator mode (pushing torque) can be realized.
  • the local contact points of the transverse compression bandage and / or the tongue and groove connection between two magnetic pockets are arranged.
  • the local contact points of the transverse compression bandage are arranged below a magnet.
  • the component voltage is prevented by the pads are optimally positioned.
  • the rotor carrier is designed as a hub or as a coupling. Through the rotor laminated core while the movement of the rotor is reliably transmitted to the hub and / or the clutch.
  • 1 is a schematic diagram of a hybrid drive
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a rotor of an electric motor according to the invention
  • FIG. 3 shows a detail of the exemplary embodiment according to FIG. 2
  • the electric motor The electric motor.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of a drive train 1 of a hybrid vehicle is shown.
  • This drive train 1 comprises an internal combustion engine 2 and an electric motor 3 arranged in series behind it. Between the internal combustion engine 2 and the electric motor 3, a separating clutch 4 is arranged directly behind the internal combustion engine 2. Internal combustion engine 2 and separating clutch 4 are connected to each other via a crankshaft 5.
  • the electric motor 3 has a rotatable rotor 6 and a fixed stator 7.
  • the output shaft 8 of the separating clutch 4 leads to a transmission 9, which contains a coupling element (not further illustrated), for example a second clutch or a torque converter, which is arranged between the electric motor 3 and the transmission 9.
  • the transmission 9 transmits the torque generated by the internal combustion engine 2 and / or the electric motor 3 to the drive wheels 10 of the hybrid vehicle.
  • the electric motor 3 and the transmission 9 thereby form a transmission system 1 1.
  • the separating clutch 4 arranged between the internal combustion engine 2 and the electric motor 3 is closed to supply the internal combustion engine 2 with the torque generated by the electric motor 3 during the travel of the hybrid vehicle start or drive during a boost operation with driving internal combustion engine 2 and electric motor 3.
  • the rotor 6 of the electric motor 3 consists of a rotor core 12, which is arranged on a serving as a rotor hub 13.
  • the annular rotor core 12 and the round hub 13 have a low overlap, which means that a radius of the rotor core 12 is slightly smaller than a radius of the hub 13.
  • magnetic pockets 14, 15 are formed, in each of which two magnets 16, 17 are arranged, which are mutually inclined, for example, at an obtuse angle.
  • these cams 18 are formed at a uniform distance around the entire circumference of the rotor core 12 and pressed against the hub 13 and thus form the transverse compression bandage, which allows a radial and axial movement of the rotor 3.
  • FIG. 3 shows an enlarged section A from FIG. 2, which shows a cam 18 worked out from the rotor laminated structure 12, which is pressed against the hub 13.
  • a cam 18 worked out from the rotor laminated structure 12, which is pressed against the hub 13.
  • This transverse compression bandage is designed so that the rotor laminated core 12 always maintains contact with the hub 13 both under rotational speed and under thermal influences.
  • FIG. 2 additionally shows a tongue and groove connection 19 between rotor laminated core 12 and hub 13, which is shown in greater detail in FIG. 4.
  • the rotor core 12 is shown only by the springs 20, 21 machined out of the rotor core 12.
  • the driving operation of the electric motor 3 (arrow B) is realized by a first tongue and groove connection 19 and a generator operation of the electric motor 3 (arrow C) by a separate second tongue and groove connection 22.
  • the play-free transmission of the tensile torque in Driving and Schubmonnentes in generator mode is realized by the springs 20.21 and the grooves 23, 24.
  • Each spring 20, 21 engages in the associated groove 23, 24, which are formed in the hub 13.
  • a recess 25 is incorporated in the rotor lamination packet 12 in front of the adjacent region of the groove 23, 24 and spring 20, 21 before each tongue and groove connection 19 (FIG. 2).
  • the described solution thus relates to a combination consisting of two tongue and groove connections 19, 22 and a reduced transverse compression bandage for transmitting the torque from the rotor 3 to the rotor carrier 13. Radial and axial movement of the rotor 3 is thereby by means of local contact points in the form of Cams 18 between see rotor 3 and hub 13 realized, which have a low overlap. The actual torque transmission takes place via the respective tongue and groove connection 21, 22.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere für einen Hybridantrieb eines Fahrzeuges, umfassend einen Rotor (6) und einen Stator (7), wobei der Stator (7) den Rotor (6) umschließt und der Rotor (6) an einem Rotorträger (13) befestigt ist. Zur Verhinderung eines axialen und radialen Spiels des Rotorblechpaketes auf dem Rotorträger, ohne jedoch zu hohe Spannungen infolge eines Querpressverbandes zu erzeugen, ist ein Rotorblechpaket (12) des Rotors (6) über eine Nut-Feder-Verbindung (19, 22) und einem Querpressverband mit dem Rotorträger (13) verbunden.

Description

Elektromotor, insbesondere für einen Hybridantrieb eines Fahrzeuges
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere für einen Hybridantrieb eines Fahrzeuges, umfassend einen Rotor und einen Stator, wobei der Stator den Rotor umschließt und der Rotor an einem Rotorträger befestigt ist.
Bei einem Kraftfahrzeug mit hybridischem Antrieb kann der Fahrwiderstand aus zwei unabhängigen Energiequellen, wie Kraftstoff eines Verbrennungsmotors und elektrischer Energie aus einer Traktionsbatterie eines Elektromotors durch Umwandlung in mechanische Energie überwunden werden. Es sind Hybridantriebe bekannt, bei wel- chen sich der Elektromotor an zweiter Stelle in Reihe zum Verbrennungsmotor befindet (P2-Hybridtopologie). Zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor ist eine Trennkupplung angeordnet, welche im geöffneten Zustand ein rein elektrisches Fahren ermöglicht bzw. im geschlossenen Zustand das Drehmoment des Verbrennungsmotors zum Antriebsrad überträgt. Eine weitere Aufgabe der Trennkupp- lung besteht in dem Start des Verbrennungsmotors. Hierzu wird durch gezielte Erhöhung des Drehmomentes des Elektromotors und durch Schließen der Trennkupplung Energie zum stehenden Verbrennungsmotor übertragen und dieser somit beschleunigt. Der Elektromotor besteht dabei aus den aktiven Teilen Stator und Rotor, wobei der Stator den Rotor umfasst, der auf einem Rotorträger angeordnet ist. Zur Befestigung eines den Rotor bildenden Rotorblechpaketes auf dem Rotorträger ist es bekannt, das Rotorblechpaket mit dem Rotorträger Richtung Getriebe zu verbinden. Hierzu sind unterschiedliche Verfahren bekannt. So kann ein Querpressverband zwischen dem Rotorblechpaket und dem Rotorträger, eine Nut-Feder-Verbindung zwischen dem Rotorblechpaket und dem Rotorträger oder eine Keilverbindung ge- nutzt werden. Spezielle Verbindungen mittels des Querpressverbandes erzeugen hohe Spannungen im Rotorblechpaket, welche bei der Gestaltung des Blechschnitts, der Lage der Magneten sowie bei der elektromagnetischen Auslegung berücksichtigt werden müssen. Unter Umständen kann der Elektromotor bezüglich ihrer Leistungsfähigkeit nicht voll ausgenutzt werden, da sich geometrische Einschränkungen für die Lage der Magneten ergeben. Die Verwendung von Nut-Feder-Verbindung reduziert zwar Bauteilspannungen, allerdings muss in diesem Fall das Rotorblechpaket zusätzlich axial fixiert werden, um ein axiales bzw. radiales Wandern und zusätzliches Spiel des Rotorblechpaketes in Um- fangsrichtung zu verhindern. Ein radiales Spiel zwischen Rotorblechpaket und Rotor- träger kann dabei zu Unwuchten und variierendem Luftspalt führen, in dessen Folge Lagerschäden bzw. Leistungseinbußen des Elektromotors auftreten können. Ein Spiel in Umfangsrichtung kann zu Anlagenwechsel bei Zug-Schub-Wechseln führen und Verschleiß hervorrufen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor anzugeben, dessen vol- le Leistungsfähigkeit genutzt werden kann und bei welchem ein Spiel in Umfangsrichtung zwischen dem Rotorblechpaket und dem Rotorträger zuverlässig unterbunden wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Rotorblechpaket des Rotors über eine Nut-Feder-Verbindung und einen Querpressverband mit dem Rotorträ- ger verbunden ist. Aufgrund der Kombination des Querpressverbandes mit der Nut- Feder-Verbindung wird ein axiales und radiales Spiel des Rotorblechpaketes auf dem Rotorträger unterbunden, ohne jedoch hohe Spannungen infolge des Querpressverbandes zu erzeugen. Die Leistungsfähigkeit des Elektromotors kann somit voll ausgenutzt werden. Vorteilhafterweise weist zur Bildung des Querpressverbandes das runde Rotorblechpaket zur Verspannung auf dem runden Rotorträger einen minimal geringeren Radius auf als der Rotorträger. Das den geringeren Radius aufweisende Rotorblechpaket lässt sich einfach bei der Montage auf dem Rotorträger aufweiten, weshalb es nach dem Aufsitzen auf dem Rotorträger fest an diesem anliegt. Diese Verbindung ist dabei so ausgelegt, dass unter Drehzahl und thermischen Einflüssen das Rotorblechpaket stets Kontakt zum Rotorträger behält. Dadurch werden die Zentrierungseffekte im Betrieb des Elektromotors jederzeit aufrechterhalten.
In einer Ausgestaltung weist zur Bildung des Querpressverbandes das Rotorblechpaket an der dem Rotorträger zugewandten Seite mehrere lokale Kontaktstellen zur An- läge an dem Rotorträger auf. Diese lokalen Kontaktstellen sind über den gesamten Verbindungsbereich zwischen Rotorblechpaket und Rotorträger verteilt, so dass ein ausreichend starker Querpressverband erzeugt wird.
In einer Alternative liegt zur Bildung des Querpressverbandes das Rotorblechpaket vollständig an einem kompletten Umfang des Rotorträgers an. Dadurch liegt das Ro- torblechpaket vollständig am Rotorträger an und wird aufgrund des kleineren Radius gegen den Rotorträger gepresst.
In einer Variante ist die Nut-Feder-Verbindung aus einer, aus dem Rotorblechpaket dem Rotorträger zugewandten Feder gebildet, die in eine gegenüberliegende, am Rotorträger ausgebildete Nut eingreift. Dadurch wird eine Spielfreiheit in Umfangsrich- tung durch die gezielte Lage des Spiels in der Nut-Feder-Verbindung erreicht. Für die Übertragung von Zugmomenten und Schubmomenten ist jeweils eine separate Nut - Feder- Verbindung vorgesehen. Alternativ kann die Nut-Feder-Verbindung aber auch aus einer Nut am Rotor und einer Feder des Rotorträgers gebildet werden.
In einer Ausführungsform liegt zur Übertragung einer Drehbewegung von dem Rotor- blechpaket auf den Rotorträger die Feder seitlich in Bewegungsrichtung des Rotors an der Nut an. Somit kann zuverlässig eine spielfreie Übertragung des Zug- bzw.
Schubmomentes vom Rotor auf den Rotorträger realisiert werden.
In einer Weiterbildung sind radial über den Umfang innerhalb des Rotorblechpaketes Magnettaschen ausgebildet, in denen jeweils ein Magnet angeordnet ist. Diese Mag- nete stehen in einer Wirkverbindung mit einer den Stator bildenden Spule, in deren Zusammenspiel mit dem Rotor sowohl der Fahrmodus (Zugmoment) als auch der Generatormodus (Schubmoment) realisiert werden kann.
Um auftretende Bauteilspannungen bestmöglich zu reduzieren, sind die lokalen Kontaktstellen des Querpressverbandes und/oder die Nut-Feder-Verbindung zwischen zwei Magnettaschen angeordnet.
In einer Alternative sind die lokalen Kontaktstellen des Querpressverbandes unterhalb eines Magneten angeordnet. Auch dadurch wird die Bauteilspannung unterbunden, indem die Kontaktstellen optimal positioniert sind. Vorteilhafterweise ist der Rotorträger als Nabe oder als Kupplung ausgebildet. Durch das Rotorblechpaket wird dabei die Bewegung des Rotors zuverlässig auf die Nabe und/oder die Kupplung übertragen.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Hybridantriebes,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für einen Rotor eines erfindungsgemäßen Elektromotors Fig 3 einen Ausschnitt aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2
Fig 4 ein Ausführungsbeispiel für die Nut-Feder-Verbindung des Rotors des
Elektromotors.
In Fig. 1 ist eine Prinzipdarstellung eines Antriebsstranges 1 eines Hybridfahrzeuges dargestellt. Dieser Antriebsstrang 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2 und einen in Reihe dahinter angeordneten Elektromotor 3. Zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und dem Elektromotor 3 ist direkt hinter dem Verbrennungsmotor 2 eine Trennkupplung 4 angeordnet. Verbrennungsmotor 2 und Trennkupplung 4 sind über eine Kurbelwelle 5 miteinander verbunden. Der Elektromotor 3 weist einen drehbaren Rotor 6 und einen feststehenden Stator 7 auf. Die Abtriebswelle 8 der Trennkupplung 4 führt an ein Getriebe 9, welches ein nicht weiter dargestelltes Koppelelement, beispielsweise eine zweite Kupplung oder einen Drehmomentwandler enthält, das zwischen dem Elektromotor 3 und dem Getriebe 9 angeordnet ist. Das Getriebe 9 überträgt das von dem Verbrennungsmotor 2 und/oder dem Elektromotor 3 erzeugte Drehmoment auf die Antriebsräder 10 des Hybridfahrzeuges. Der Elektromotor 3 und das Getriebe 9 bilden dabei ein Getriebesystem 1 1 .
Die zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und dem Elektromotor 3 angeordnete Trennkupplung 4 wird geschlossen, um während der Fahrt des Hybridfahrzeuges mit dem von dem Elektromotor 3 erzeugten Drehmoment den Verbrennungsmotor 2 zu starten oder während eines Boostbetriebes mit antreibendem Verbrennungsmotor 2 und Elektromotor 3 zu fahren.
Wie in Fig. 2 dargestellt, besteht der Rotor 6 des Elektromotors 3 aus einem Rotorblechpaket 12, welches auf einer als Rotorträger dienenden Nabe 13 angeordnet ist. Das ringförmige Rotorblechpaket 12 und die runde Nabe 13 weisen dabei eine geringe Überdeckung auf, was bedeutet, dass ein Radius des Rotorblechpaketes 12 etwas kleiner ausgebildet ist als ein Radius der Nabe 13. Bei der Montage wird das Rotorblechpaket 12 aufgeweitet und auf die Nabe 13 geklemmt. Somit entsteht der Querpressverband des Elektromotors 3. In dem Rotorblechpaket 12 sind Magnettaschen 14, 15 ausgebildet, in welchen jeweils zwei Magnete 16, 17 angeordnet sind, die zueinander beispielsweise in einem stumpfen Winkel geneigt sind. An der Seite des Rotorblechpaketes 12, welche der Nabe 13 zugewandt ist, sind mehrere Nocken 18 ausgebildet, der gegen die Nabe 13 verspannt sind. Vorteilhafterweise sind diese Nocken 18 im gleichmäßigen Abstand um den gesamten Umfang des Rotorblechpaketes 12 ausgebildet und gegen die Nabe 13 gedrückt und bilden somit den Querpressverband, welcher ein radiales und axiales Bewegen des Rotors 3 erlaubt.
In Fig. 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt A aus der Fig. 2 gezeigt, welcher einen aus dem Rotorblechverband 12 ausgearbeiteten Nocken 18 zeigt, der gegen die Nabe 13 gepresst wird. Es besteht alternativ aber auch die Möglichkeit, auf solche einzelnen Nocken 18 zu verzichten und den Rotorblechverband 12 vollständig am Umfang der Nabe 13 anliegen zu lassen. Dieser Querpressverband ist dabei so ausgelegt, dass sowohl unter Drehzahl als auch unter thermischen Einflüssen das Rotorblechpaket 12 stets Kontakt zur Nabe 13 behält. Neben dem Querpressverband zeigt Fig. 2 zusätzlich eine Nut-Feder-Verbindung 19 zwischen Rotorblechpaket 12 und Nabe 13, welche in Fig. 4 näher dargestellt ist. Zur Vereinfachung der Darstellung ist das Rotorblechpaket 12 lediglich durch die aus dem Rotorblechpaket 12 herausgearbeiteten Federn 20, 21 dargestellt. Dabei wird der Fahrbetrieb des Elektromotors 3 (Pfeil B) durch eine erste Nut-Feder- Verbindung 19 und ein Generatorbetrieb des Elektromotors 3 (Pfeil C) durch eine separate zweite Nut-Feder-Verbindung 22 realisiert. Die spielfreie Übertragung des Zugmomentes im Fahrbetrieb und des Schubmonnentes im Generatorbetrieb wird dabei von den Federn 20.21 und den Nuten 23, 24 realisiert. Jede Feder 20, 21 greift dabei in die zugehörige Nut 23, 24 ein, die in der Nabe 13 ausgebildet sind. Je nach gewünschter Übertragung des Drehmomentes als Zug- bzw. Schubmoment liegt die jeweilige Feder 20, 21 bei ruhendem Elektromotor 3 an dem seitlichen Bereich der Nut 23, 24 an, wodurch eine spielfreie Übertragung des jeweiligen Drehmomentes möglich ist.
Um die Spannungen zwischen Rotorblech paket 12 und Nabe 13 weiter zu reduzieren, ist vor jeder Nut-Feder-Verbindung 19, 22 vor dem anliegenden Bereich von Nut 23, 24 und Feder 20, 21 eine Ausnehmung 25 in das Rotorblechpaket 12 eingearbeitet (Fig. 2).
Die erläuterte Lösung betrifft somit eine Kombination bestehend aus zwei Nut-Feder- Verbindungen 19, 22 und einem reduzierten Querpressverband zur Übertragung des Drehmomentes von dem Rotor 3 auf den Rotorträger 13. Radiales und axiales Bewegen des Rotors 3 wird dabei mittels lokaler Kontaktstellen in Form von Nocken 18 zwi- sehen Rotor 3 und Nabe 13 realisiert, welche eine geringe Überdeckung aufweisen. Die eigentliche Drehmomentübertragung erfolgt über die jeweilige Nut-Feder- Verbindung 21 , 22.
Bezugszeichenliste Antriebsstrang
Verbrennungsmotor
Elektromotor
Trennkupplung
Kurbelwelle
Rotor
Stator
Abtriebswelle
Getriebe
Antriebsräder
Getriebesystem
Rotorblechpaket
Nabe
Magnettasche
Magnettasche
Magnet
Magnet
Nocken
Feder-Nut-Verbindung
Feder
Feder
Feder-Nut-Verbindung
Nut
Nut
Ausnehmung

Claims

Patentansprüche
1 . Elektromotor, insbesondere für einen Hybridantrieb eines Fahrzeuges, umfassend einen Rotor (6) und einen Stator (7), wobei der Stator (7) den Rotor (6) umschließt und der Rotor (6) an einem Rotorträger (13) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotorblechpaket (12) des Rotors (6) über eine Nut-Feder- Verbindung (19, 22) und einem Querpressverband mit dem Rotorträger (13) verbunden ist.
2. Elektromotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Querpressverbandes das ringförmige Rotorblechpaket (12) zur Verspannung auf dem runden Rotorträger (13) einen minimal geringeren Radius aufweist als der Rotorträger (13).
3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Querpressverbandes das Rotorblechpaket (12) an der, dem Rotorträger (13) zugewandten Seite mehrere lokale Kontaktstellen (18), vorzugsweise Vorsprünge, zur Anlage an dem Rotorträger (13) aufweist.
4. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Querpressverbandes das Rotorblechpaket (12) vollständig an einem kompletten Umfang des Rotorträger (13) anliegt.
5. Elektromotor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut-Feder-Verbindung (19, 22) aus einer, aus dem Rotorblechpaket (12) gebildeten, dem Rotorträger (13) zugewandten Feder (20, 21 ) besteht, welche in eine gegenüberliegende Nut (23, 24) des Rotorträgers (13) eingreift.
6. Elektromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung einer Drehbewegung von dem Rotorblechpaket (12) auf den Rotorträger (13) die Feder (20, 21 ) seitlich in Bewegungsrichtung des Rotors (3) an der Nut (23, 24) anliegt.
7. Elektromotor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass radial über den Umfang innerhalb des Rotorblechpaketes (12) Magnettaschen (14, 15) ausgebildet sind, in denen jeweils ein Magnet (16, 17) angeordnet ist.
8. Elektromotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Kontaktstellen (18) des Querpressverbandes und/oder die Nut-Feder- Verbindung (19, 22) zwischen zwei Magnettaschen (14, 15) angeordnet sind.
9. Elektromotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Kontaktstellen (18) des Querpressverbandes unterhalb eines Magneten (16, 17) angeordnet sind.
10. Elektromotor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (13) als Nabe oder als Kupplung ausgebildet ist.
PCT/DE2016/200126 2015-03-31 2016-03-09 Elektromotor, insbesondere für einen hybridantrieb eines fahrzeuges WO2016155718A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/562,933 US20180091010A1 (en) 2015-03-31 2016-03-09 Electric motor for a vehicle hybrid drive system
DE112016001494.5T DE112016001494A5 (de) 2015-03-31 2016-03-09 Elektromotor, insbesondere für einen Hybridantrieb eines Fahrzeuges
CN201680019332.1A CN107431398A (zh) 2015-03-31 2016-03-09 电动机,特别用于交通运输工具的混合驱动装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015205749.6 2015-03-31
DE102015205749.6A DE102015205749A1 (de) 2015-03-31 2015-03-31 Elektromotor, insbesondere für einen Hybridantrieb eines Fahrzeuges

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016155718A1 true WO2016155718A1 (de) 2016-10-06

Family

ID=55661013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2016/200126 WO2016155718A1 (de) 2015-03-31 2016-03-09 Elektromotor, insbesondere für einen hybridantrieb eines fahrzeuges

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20180091010A1 (de)
CN (1) CN107431398A (de)
DE (2) DE102015205749A1 (de)
WO (1) WO2016155718A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021047719A1 (de) 2019-09-10 2021-03-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsstrangvorrichtung, elektromotor und rotor

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6625216B2 (ja) * 2016-07-11 2019-12-25 三菱電機株式会社 ロータ、電動機、送風機、圧縮機および空気調和装置
DE102020003956A1 (de) 2020-07-01 2022-01-05 Neumayer Tekfor Engineering Gmbh Verfahren zum Erzeugen einer Rotorwelle sowie Rotorwelle für eine E-Maschine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007032138A1 (de) * 2007-06-30 2009-01-02 Robert Bosch Gmbh Rotor für eine elektrische Maschine sowie Verfahren zur Befestigung von Lamellen- oder Rotorblechpaketen auf einer Rotorwelle oder einem Rotorträger eines Rotors
EP2560268A2 (de) * 2011-08-19 2013-02-20 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Rotor für elektrische Drehmaschine, elektrische Drehmaschine und Endstirnelement für Rotor
US20130076163A1 (en) * 2011-09-27 2013-03-28 Lg Innotek Co., Ltd. Rotor having shaft slip inhibition structure and motor having the same
US20150061443A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-05 Denso Corporation Rotor and rotary electric machine having the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9321785D0 (en) * 1993-10-22 1993-12-15 Johnson Electric Sa Permanent magnet rotor
EP2101396B1 (de) * 2008-03-14 2018-08-01 ZF Friedrichshafen AG Rotor für eine elektrische Maschine und elektrische Maschine für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang
DE102010063086A1 (de) * 2009-12-21 2011-06-22 Robert Bosch GmbH, 70469 Rotor für eine elektrische Maschine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007032138A1 (de) * 2007-06-30 2009-01-02 Robert Bosch Gmbh Rotor für eine elektrische Maschine sowie Verfahren zur Befestigung von Lamellen- oder Rotorblechpaketen auf einer Rotorwelle oder einem Rotorträger eines Rotors
EP2560268A2 (de) * 2011-08-19 2013-02-20 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Rotor für elektrische Drehmaschine, elektrische Drehmaschine und Endstirnelement für Rotor
US20130076163A1 (en) * 2011-09-27 2013-03-28 Lg Innotek Co., Ltd. Rotor having shaft slip inhibition structure and motor having the same
US20150061443A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-05 Denso Corporation Rotor and rotary electric machine having the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021047719A1 (de) 2019-09-10 2021-03-18 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebsstrangvorrichtung, elektromotor und rotor

Also Published As

Publication number Publication date
US20180091010A1 (en) 2018-03-29
DE102015205749A1 (de) 2016-10-06
DE112016001494A5 (de) 2017-12-21
CN107431398A (zh) 2017-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT513352B1 (de) Antriebsstrang für ein Fahrzeug
DE102015110565A1 (de) Zweiachsen-elektroantrieb
DE102013221643A1 (de) Rotor einer elektrischen Maschine
DE102011078110A1 (de) Antriebselement eines Getriebes
DE102015007138A1 (de) Rotor für eine elektrische Maschine eines Antriebsstrangs eines Kraftwagens, Antriebsstrang für einen Kraftwagen mit einem solchen Rotor sowie Verfahren zum Montieren eines Rotors
DE102014202621A1 (de) Lageranordnung eines Getriebes
DE102013007924A1 (de) Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge
DE102009054995A1 (de) Rotor für eine Elektromaschine
WO2016155718A1 (de) Elektromotor, insbesondere für einen hybridantrieb eines fahrzeuges
DE102011018619A1 (de) Blechpaketanordnung für einen Rotor einer elektrischen Maschine
DE102008042636A1 (de) Drehmomentübertragungseinheit für ein Kraftfahrzeug
DE102009050956A1 (de) Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug
DE102018114790A1 (de) Elektrische Antriebseinrichtung, Antriebseinheit und Antriebsanordnung
DE102007001828A1 (de) Getriebeeinrichtung mit einem inneren und einem äußeren Rotorteil, welche von einem inneren und einem äußeren Statorteil umgeben sind
DE102017128056A1 (de) Hybrid-Antriebsstrang
DE102009042933A1 (de) Antriebsstranganordnung
WO2009153150A1 (de) Vorrichtung zur erzeugung und übertragung eines antriebsdrehmoments
DE102010014943A1 (de) Antrieb für ein Kraftfahrzeug mit zwei Hubkolben-Antriebseinheiten und einem Starter-Generator
DE102009034238A1 (de) Statorsegment und Stator eines Hybrid- oder Elektrofahrzeuges
DE102013219247A1 (de) Baueinheit mit einer elektrischen Maschine
DE102007004462A1 (de) Hybridantriebsanordnung für ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang
DE102016220711A1 (de) Kupplungsanordnung für ein Hybridfahrzeug mit einer Reibungskupplung und einer Fliehkraftkupplung
DE102015016976A1 (de) Getriebe für einen Antriebsstrang eines Hybridantriebs
DE102014220494A1 (de) Rotorträger für Hybridmodul
DE102019204234A1 (de) Getriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16714226

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15562933

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112016001494

Country of ref document: DE

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112016001494

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16714226

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1