WO2019201708A1 - Elektrische entkopplung von e-maschine und antriebsstrang im fahrzeug - Google Patents

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WO2019201708A1
WO2019201708A1 PCT/EP2019/059112 EP2019059112W WO2019201708A1 WO 2019201708 A1 WO2019201708 A1 WO 2019201708A1 EP 2019059112 W EP2019059112 W EP 2019059112W WO 2019201708 A1 WO2019201708 A1 WO 2019201708A1
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capacity
output
mass
coupling
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PCT/EP2019/059112
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Benedikt Schauder
Alfred Amberger
Uwe Grossgebauer
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the invention relates to an insulation arrangement for electrical decoupling of an electrical machine (electric motor, EM) from a strand part of a drive train of a vehicle and an electric drive, with the electric machine, the strand part and the insulation arrangement.
  • an electrical machine electrical motor, EM
  • Object of the present invention is to propose improvements in such Iso lation.
  • the insulation assembly includes a drive part for force-transmitting connection of the insulation assembly with the electric machine, and a driven part for force-transmitting connection of the insulation assembly with the strand part, and a Iso lierteil that connects the drive part with the output part force transmitting and electrically iso lierend.
  • Drive part, insulating part and driven part follow each other in this order along a common (imaginary) central longitudinal axis and are in particular arranged on or along the central longitudinal axis. In this case, the insulating part does not necessarily have to lie on the central axis, but could also be made more piece.
  • the insulation arrangement contains a second electrically dissipating mass element.
  • the drive part and the output part have a coupling capacity to one another, ie they form a coupling capacitor with each other.
  • the output part and the two te mass element have a second mass capacitance to each other, ie together they form a second ground capacitor.
  • the insulation assembly also includes a first ground element.
  • the drive part and the first ground element then have a first ground capacitance (first coupling capacitor) to each other.
  • the second mass capacity or its value is equal to or greater than the Koppelka capacity or its value.
  • Capacity is thus present - as usual in technical language use - in the sense of a capacitor (component) or to understand its capacity value. Even with equality one already obtains a division ratio of 1: 1, i. a reduction of 50% (see the detailed explanations below). Information such as “bigger”, “smaller”, etc. always refers to the values of the corresponding capacities.
  • first and second mass element integrally with each other leads or form a common component or are parts of the same component.
  • a respective mass element is a structure which radially surrounds the drive part or driven part with respect to the central longitudinal axis.
  • the mass element is a sheath or tubular structure.
  • the assembly forms a component.
  • this is typically formed of multiple elements (such as each gearbox).
  • the "force-transmitting” coupling is in particular a torque-transmitting coupling.
  • the "electric machine” in the sense of the invention is or contains e.g. an electric motor and is itself part of the drive train and may in this case also egg nen first part of the subsequent actual drive train (such as a Wel le) included, which then leads to the drive part of the insulation assembly.
  • the invention is based on the observation or knowledge that the operating voltages of accumulators accumulate steadily in (partial) electric vehicles and thus also the electrical machines in these vehicles. The main reason for this is the shortening of load times. Current applications are at a maximum of 400V, but in the future 800V or more can be expected. With the Increase in voltage occur more problems due to component damage in on drive train, for example, in bearings or on the tooth flanks of gears on. These damages occur during electrical discharge due to flashover.
  • the invention is therefore based on the consideration or recognition that electrical insulation / decoupling of high-voltage electric motors (for example> 400V) from the Restan drive train is made to avoid component damage due to discharges (spark rollover) due to displacement currents.
  • high-voltage electric motors for example> 400V
  • the electric motor is to be understood as a source of interference, which has a spare capacity or output capacity.
  • the strand part eg a transmission, is also modelable by a spare capacity and a replacement resistance.
  • the insulation arrangement has the Kop pelkapaztician, and a very high ohmic resistance, which, however, can be neglected for the Be consideration.
  • the coupling capacity arises between the drive part and the output part, which form the "electrodes" of the coupling capacitance.
  • the "dielectric" of the coupling capacitance is formed by the insulating part and the surrounding air.
  • the goal is firstly to carry out the coupling capacity as small as possible. Secondly, by using the second mass capacity (which thus forms a dissipation capacitor) on the transmission side (ie the side of the stripping section) of the energy gieübertrag be minimized to the output part and thus into the transmission.
  • the second mass capacity can be made as large as possible (principle capacitive voltage divider).
  • the AC voltage caused by an electric machine on a shaft or the drive train is prevented from causing excessive field strength at closing and opening contacts, e.g. meshing gears or balls / rollers in bearings to produce. So no rollover spark can occur, which leads to material wear / destruction. In addition, an energy transfer after a rollover is minimized.
  • the invention is based on the principle of capacitive voltage division and the largest possible ratio of second mass capacity to coupling capacity.
  • the coupling capacity should be as small as possible and the second (optionally also the first) mass capacity should be as large as possible.
  • the first mass capacity is present.
  • a further discharge capacitor is installed on the side of the insulation arrangement (drive side) facing the machine.
  • a further voltage division can be achieved. This arises in case of operation in cooperation with the machine or its output capacity.
  • the first mass capacity is dimensioned such that it is proportional to the replacement mass. or output capacity of the machine is greater, in particular many times larger out leads. But even with smaller first mass capacity, an improvement he is enough. Overall, this results in a further improvement by a further capacitive voltage division of the first ground capacitor to the output capacity of the machine.
  • the greater the said ratios (first Massekap./Ausgangskap., And second Massekap./Koppelkap.), The greater the Bacillatorsver desk ratio and thus also the ratio of the interference voltage of the machine to the generated (unwanted) voltage to be protected component or consumer , eg the above-mentioned bearings, tooth flanks, balls, etc.
  • the permissible field strengths (eg in V / mm) determine the minimum necessary division ratio.
  • the coupling capacity should be chosen as small as possible, so that even at a given or fixed division ratio, the second mass capacity must not be dimensioned larger than absolutely necessary or manufactured. Thus, the stored energy (in the second mass capacity) at a discharge in the consumer is low and thus burnout effects, eg in ball bearings or meshing Zahnrä countries remain low.
  • the invention acts on alternating variables that could over-couple over the insulating part.
  • grounding (connection to ground via the ground elements) of the arrester capacitors should be as massive as possible in order to avoid interference signals comparable to an antenna (EMC - electromagnetic compatibility) due to the high frequencies.
  • one or more de diversion capacitors from one or more parts of the gear housing or machine housing are formed as a second or first mass element.
  • a common - in particular Röhrenableitkondensator - both mass condensers from or with the aid of a single or common component (first and second mass element).
  • the distances between the first and second mass element and drive or driven part are to be chosen as small as possible and the opposing surfaces as large as possible.
  • the second mass capacity is at least twice (factor 2) as large as the coupling capacity.
  • the factor is thus at least 2, at least 3, at least 5, at least 7, at least 10.
  • the factors can also at least corresponding to 10 n times (with n between 0 and 9), ie, at least 20,30,. .. 100, 200, etc. amount. The same applies optionally to the ratio of the first mass capacity and the output or replacement capacity of the machine.
  • the drive part and the driven part are structurally coordinated so that the electrical Koppelkapa capacity between the two parts, ie drive part and the driven part, at a pre-given dimensioning of the isolation arrangement with respect to the maximum between rule drive part and output part to be transmitted force is minimized constructively.
  • the above-mentioned capacitive voltage divider in the ratio magnification ßert and thus more effective.
  • the term "constructive" is to be understood as follows: the minimization refers to a given basic geometry or basic construction of the Isolati onsan extract. This is then subject to a dimensioning in terms of maximum forces to be transmitted and / or torques between the drive part and output part, ie on the insulating part. Such a dimensioning then specifies, for example, minimum or maximum values of, for example, material thicknesses, distances, diameters, etc. of the individual components of the insulation arrangement. Specifically, these are, for example, minimum required distances with respect to necessary lubricating films / tolerances / Lagerspie le, maximum distances with respect to required stabilities, vibrations, material strengths, size specifications of components, etc. The claimed constructive vote then uses the appropriate design degrees of freedom in the specific geometric configurations or in the di sizing of distances, diameters, shapes, etc.
  • the coupling capacity is minimized by the fact that the quotient of the areas (value, size) of the respective partial surfaces, divided by their distance, is minimized for partial surfaces of the drive part and driven part that are at a distance from each other.
  • "Opposite” is to be understood in particular in the direction of the central longitudinal axis or in the direction of a shortest Ver connecting line of the geometric centroids.
  • the "partial surfaces” are to be understood as follows: these relate to surface portions (in the sense of a mathematical summation or integration) of drive part and output part, which have a significant influence on the value of the coupling capacity with a corresponding constructive change. In essence, these are the "surface areas” - relative to the rest of the surface - "comparatively close to each other". In other words, it is thus proposed to choose within the design freedom of the isolation arrangement such a design, which is associated with the lowest possible coupling capacity.
  • the coupling capacity is minimized by the fact that the drive part and the driven part in the direction of the central longitudinal axis spaced and are performed without overlapping each other.
  • the formation of larger capacity shares for the coupling capacity is avoided, since an overlap is often associated with the close opposing large area shares.
  • the coupling capacity is minimized in that a portion of the drive part and / or the driven part in the direction of the other part (for the drive part, the driven part and vice versa) along the central longitudinal axis - in particular conically - is tapered.
  • the direction is in particular the direction of the central longitudinal axis.
  • a cross-sectional area of the section decreases with decreasing distance to the other part.
  • the coupling capacity is minimized by the fact that the drive part and the driven part each pot-like surround the radially inner insulating part, wherein the pot openings are facing each other.
  • a particularly effective power coupling with the insulating part he follow, with only small areas of the drive part and driven part, namely only close to each other opposite edges or ends of the pot walls contribute significant pelkapaztician because of their relatively small distance Kop.
  • the insulating body at both longitudinal ends in the direction of the central longitudinal axis can in each case pot-like manner of power transmission and output part are effectively enclosed by force transfer.
  • the drive part and / or the driven part has a from the bottom of the pot to the other part out he stretching central survey.
  • the elevation in turn provides space for receiving a drive or output shaft with a corresponding positive-fit element (for example, internal toothing).
  • the shaft can be provided with an outer Shen form fit, for example, an outer toothing.
  • the elevation thus encloses a form-fitting element, on which the machine or the strand part can engage in force transmission, e.g. a réelleverzah tion, a square recess or the like.
  • the first mass capacity and / or the second mass capacity is maximized by the quotient of the area of the respective partial surfaces, divided by at a distance against protruding partial surfaces of drive part and first mass element and / or output part and second mass element whose distance is maximized.
  • the first ground capacitance and the second ground capacitance are designed as a common tube discharge capacitor. This has been explained above analogously above.
  • the second mass capacitance (C4) is designed as a capacitor Plat. This leads to a particularly simple and effective full second mass capacity.
  • the isolation arrangement is a coupling arrangement in which the insulating part is a clutch disc which is rotatably connected to the drive part (or alternatively to the drive part).
  • the clutch disc engages according to rubbing as usual or not.
  • the clutch disc here consists in particular of a material with the highest possible ohmic resistance or contains this.
  • the coupling capacity is minimized by the fact that the drive part - if present - any remaining metallic components of the output (especially but mainly the output member 12) with respect to the contributing to the coupling capacitance material has the smallest possible cross-sectional area and the greatest possible distance ,
  • a reduction of the cross-sectional area can be achieved by inserting the hollow bore mentioned above.
  • the outer diameter of the drive part in this area can be held as small as possible.
  • the corresponding area is in particular the one that contributes significantly to Trennka capacity, if this is the closest area of the drive selements to the output element.
  • the clutch disc is rotatably connected to the drive part via a, in particular toothed, positive engagement in the circumferential direction Rich about the central longitudinal axis.
  • the positive connection is effected by form-fitting elements of the drive part and the clutch disc.
  • the Kop pel capacity is then minimized by the fact that the pitch diameter of the form is final elements of the drive part as low as possible.
  • the effective diameter of the significant contributing to the coupling capacity Oberflä surface of the drive member is minimized, thus reducing the coupling capacity.
  • the clutch disc is as far as possible guided radially inward to keep the (effec tive) outer diameter of the drive part low.
  • the drive part and / or the driven part concentric to the central longitudinal axis of a central shaft, wherein the Koppelka capacity is minimized by the fact that the shaft from the opposite part (for the drive part, the driven part and vice versa) from at least one
  • Hollow section is hollow drilled. As a result, a central part of the coupling capacity-contributing surface of the respective part is eliminated, thereby reducing the coupling capacitance.
  • the insulation arrangement comprises a first ohmic resistance path which leads from the drive element to the first ground element and / or a second ohmic resistance path which leads from the output element to the second ground element.
  • the resistance value is kept as small as possible in order to make the derivation of unwanted signals to ground (to the Mas seelementen) as effectively as possible.
  • the electrical coupling with the Drive element or driven element takes place in particular via grinder (mechanical shear sliding contact) or viscous agents such as fats, mercury, etc.
  • the addi tional (to the mass capacitances) - in particular low-resistance (Wi derstandspfade) lead to a further enhancement of the effect.
  • the object of the invention is also achieved by an electric drive according to claim 17.
  • the drive contains the above-mentioned objects, namely the electric machine and the strand part of the drive train of the driving tool, and the insulation arrangement according to the invention.
  • the output capacity (ersatzkapaztician) of the electric machine is greater than the coupling capacitance and / or the first ground capacitance is greater than the output capacitance. In the latter case ent holds the insulation assembly and the first mass element and thus the first Mas sekapaztician.
  • FIG. 7 shows an insulation arrangement with a hollow shaft.
  • the drive train 2 includes an electric machine 4 or electric motor, one of these downstream isolation assembly 6 in the form of an insulating coupling and a strand part 8.
  • the figure illustrates an electrical Entkopp development of the electric machine 4 from the strand part 8 for DC and AC variables.
  • the machine 4 is shown as a source of interference V1 (change size).
  • C1 represents the replacement capacity of the machine 4 or its output capacity.
  • the strand part 8 is represented by the parallel connection of a replacement capacitor C5 and an equivalent resistor R1. Between machine 4 and strand part 8, the insulation assembly 6 is installed, which itself has a coupling capacitance C3 and a comparator, not shown, comparatively very high and thus present irrelevant ohmic resistance.
  • the coupling capacitance C3 is formed between a drive part 10 (in the figure, the line to and left electrode of the coupling capacitance C3) and a stripping section 12 (in the figure, the lead and right electrode of the coupling capacitance C3) of the Isolationsan Regulation 6.
  • the dielectric of the coupling capacitance C3 is formed by an insulating part 14 and the surrounding air of the insulation assembly 6.
  • the insulation assembly 6 also includes a first mass element 16 and a second mass element 18. Between the drive part 10 and the first Masseele element 16 (symbolized in the diagram as a ground line), a first ground capacitance C2 is formed. By an electrically conductive connection of the first Masseele element 16 and the drive member 10 is parallel to an ohmic resistance path R2 to ground. Accordingly, between the output part 12 and an A second ground capacitance C4 with a parallel ohmic resistance path R3 is formed on the second ground element 18 (also symbolized as a ground line).
  • the coupling capacitance C3 is carried out as small as possible structurally by the construction of the insulation assembly 6.
  • the second mass capacitance C4 in the form of the off condenser on the transmission side is accordingly as large as possible leads to minimize the energy transfer into the transmission (principle capacitive clamping voltage divider).
  • the first ground capacitance C2 in the form of a further dissipation capacitor on the machine side leads to a further voltage division.
  • the first mass capacitance C2 is made large in relation to the capacitance C1, but an improvement is achieved even with a smaller C2.
  • the additional low resistance paths R2 and R3 lead to a further amplification of the effect.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the insulation assembly 6 in the form of an insulating coupling.
  • Machine 4 and strand part 8 are only hinted at here.
  • the drive member 10 is used for power transmitting, here torque transmitting connection of the machine 4 to the insulation assembly 6.
  • the output member 12 is used according to the force or. Torque transmission from the insulation assembly 6 to the strand part 8.
  • the power transmission / connection of the drive or the output takes place by means of a form-fitting element 20, here an external spline.
  • the insulation assembly 6 also includes a second ground element 18 that is electrically connected to a ground potential M.
  • a respective outlet or a conical taper is cut at a respective From 22 or hub portion of the drive member 10 and the output member 12 is provided.
  • the section 22 is thus formed in each case to the other part (drive part 10 / driven part 12) to taper.
  • the spout serves here for the avoidance of Voltage peaks, as well as to minimize the opposing surfaces to represent the smallest possible coupling capacitance C3.
  • Drive part 10 and output member 12 are also each pot-shaped and thus enclose the radially inner insulating part 14.
  • the respective Topföffnun conditions 26 are facing each other.
  • the insulating part 14 thus lies in two pot openings 26 a.
  • contact 28 in the form of a sliding contact ei ne electrically conductive connection between the second mass member 18 and the output member 12 is made.
  • Drive part 10, insulating part 14 and driven part 12 are arranged below each other on a central longitudinal axis 24 and concentric with this.
  • Drive part 10 and from drive part 12 are spaced in the direction of the central longitudinal axis 24 and executed overlapping freely to each other.
  • the second Mas sekapaztician C4 is formed.
  • the value of the second mass capacity C4 is equal to or greater than that of the coupling capacitance C3.
  • drive part 10 and driven part 12 each have a central axis to the central longitudinal axis 24 or concentric He 30.
  • the survey 30 extends from the respective pot bottom 32 in Rich tion of the central longitudinal axis 24 to each other element (drive member 10, output member 12) out.
  • the positive-locking element 20 is not carried out on the outside of a wave-like extension, but in the interior 30 of the survey.
  • the form-fitting element 20 is here an internal spline.
  • a first mass element 16 is optionally provided. This is in accordance with the second mass element 18, However, executed in conjunction with the drive part 10 and is used to Implementie tion of the first ground capacitance C2 and the resistance path R2.
  • FIG. 4 shows the insulation arrangement 6 or insulation coupling from FIG. 2 with a discharge capacitor 34, in this case a tube discharge capacitor.
  • a discharge capacitor 34 in this case a tube discharge capacitor.
  • Whose first electrode 36 is formed from the first and second mass element 16,18, which are designed here in one piece with each other.
  • the electrode 36 here has the shape of a straight circular cylinder jacket.
  • the second electrode is formed by the driving part 10 and the driven part 12, respectively.
  • the bypass capacitor 34 thus combines the two ground capacitances C2 and C4.
  • the grounding of the Ableitkondensators 34 and the electrode 36 is in this case performed solid to noise, comparable to an antenna (EMC - Electromagnetic Ver compatibility), due to the high frequencies to avoid.
  • the bypass capacitor 34 and the electrode 36 is alternatively formed from one or more parts of the gearbox housing and / or the machine housing.
  • the Röhrenableitkonden capacitor 34 forms here from a component out both capacitors in the form of Mas sekapazticianen C2 and C4. In order to achieve the highest possible capacity (values of C2, C4), the distances between the tube bypass capacitor 34 and the drive or output part 10, 12 are chosen as small as possible and the opposing surfaces are selected to be large.
  • the contact 28 is here made between the electrode 36 and the drive member 10 and the output member 12 by not shown electrically conductive grease.
  • FIG. 5 shows the insulating coupling of FIG. 3 with the corresponding tube-discharge capacitor 34 of FIG. 4th
  • FIG. 6 shows a further embodiment of an insulation assembly 6 in the form of an insulating coupling, here in a disk-shaped design.
  • the insulating part 14 is designed here in the form of a clutch disc 40. This is connected via a positive connection with the aid of form-locking elements 42 with the drive part 10.
  • the coupling disc 40 consists in this case of a material with the highest possible ohmic Wi resistance.
  • the positive connection or the positive locking elements 42 are also shown in detail (top view 6-I in the direction of arrow Vl-I) again.
  • the clutch plate 40 is clamped between a counter friction surface 44 and a pressure plate 46 by spring preload.
  • the spring preload is generated here by a plate spring 48 as a spring element, which is supported on a cover plate 50. But there are also other alternative spring elements conceivable.
  • the pressing plate 46 is to secure against rotation to the cover plate 50 or Gegenreib Chemistry 44.
  • the counter friction surface 44 is connected to the output member 12, or is formed directly from it.
  • the coefficient of friction of the friction pairing clutch disc 40 / Ge genreib Design 44 or pressure plate 46 is to be selected according to the torque to be transmitted or adjust the corresponding preload force on the spring preload.
  • connection there are also other types of connection, such as Riveting, gluing, ... between hitch be disc 40 and drive member 10 conceivable.
  • connection such as Riveting, gluing, ... between hitch be disc 40 and drive member 10 conceivable.
  • the distance between the drive member 10 and output member 12 should be as large as possible.
  • the second mass capacitance C4 in the form of the bypass capacitor is embodied here as part of a plate discharge capacitor 56 (between an electrode 58 and the output part 12) and as a tube discharge capacitor 34.

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Abstract

Eine Isolationsanordnung (6) zur elektrischen Entkopplung einer elektrischen Maschine (4) von einem Strangteil (8) eines Antriebsstrangs (2) eines Fahrzeugs, enthält auf einer gemeinsamen Mittellängsachse (24) nacheinander ein Antriebsteil (10) für die Maschine (4), und ein Abtriebsteil (12) für das Strangteil (8), und dazwischen ein kraftübertragendes und elektrisch isolierendes Isolierteil (14), und ein zweites Masseelement (18), mit Koppelkapazität (C3) zwischen Antriebsteil (10) und Abtriebsteil (12) und einer zweiten Massekapazität (C4) zwischen Abtriebsteil (12) und zweitem Masseelement (18), wobei die zweite Massekapazität (C4) gleich oder größer als die Koppelkapazität (C3) ist Bei einem elektrischen Antrieb, mit der Maschine (4) und dem Strangteil (8) und der Isolationsanordnung (6), ist eine Ausgangskapazität (C1) der Maschine (4) größer als die Koppelkapazität (C3) und/oder eine erste Massekapazität (C2) größer als die Ausgangskapazität (C1).

Description

Elektrische Entkopplung von E-Maschine und Antriebsstranq im Fahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Isolationsanordnung zur elektrischen Entkopplung einer elektrischen Maschine (E-Maschine, EM) von einem Strangteil eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs und einen elektrischen Antrieb, mit der elektrischen Maschine, dem Strangteil und der Isolationsanordnung.
Aus der WO 2016/177394 A1 ist es bekannt, bei vollelektrischen Fahrzeugen oder Hybrid-Fahrzeugen die Wellen von elektrischer Maschine und Antriebsstrang aus Sicherheitsgründen durch eine isolierende Wellenkupplung elektrisch voneinander zu isolieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Verbesserungen bei einer derartigen Iso lation vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Isolationsanordnung gemäß Anspruch 1 zur elektrischen Entkopplung einer elektrischen Maschine von einem Strangteil eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie anderer Erfindungskategorien ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Die Isolationsanordnung enthält ein Antriebsteil zur kraftübertragenden Verbindung der Isolationsanordnung mit der elektrischen Maschine, und ein Abtriebsteil zur kraft übertragenden Verbindung der Isolationsanordnung mit dem Strangteil, und ein Iso lierteil, das das Antriebsteil mit dem Abtriebsteil kraftübertragend und elektrisch iso lierend verbindet. Antriebsteil, Isolierteil und Abtriebsteil folgen einander in dieser Reihenfolge entlang einer gemeinsamen (gedachten) Mittellängsachse nach und sind insbesondere auf bzw. entlang der Mittellängsachse angeordnet. Dabei muss das Isolierteil nicht zwingend auf der Mittelachse liegen, sondern könnte auch mehr teilig ausgeführt sein.
Die Isolationsanordnung enthält ein zweites elektrisch ableitendes Masseelement. Das Antriebsteil und das Abtriebsteil weisen eine Koppelkapazität zueinander auf, d.h. sie bilden miteinander einen Koppelkondensator. Das Abtriebsteil und das zwei te Masseelement weisen eine zweite Massekapazität zueinander auf, d.h. sie bilden zusammen einen zweiten Massekondensator. Optional enthält die Isolationsanord nung auch ein erstes Masseelement. Das Antriebsteil und das erste Masseelement weisen dann eine erste Massekapazität (erster Koppelkondensator) zueinander auf.
Die zweite Massekapazität bzw. deren Wert ist gleich oder größer als die Koppelka pazität bzw. deren Wert. "Kapazität" ist also vorliegend - wie im fachlichen Sprach gebrauch üblich - im Sinne eines Kondensators (Bauteils) bzw. dessen Kapazitäts wertes zu verstehen. Auch bei Gleichheit erhält man bereits ein Teilungsverhältnis von 1 :1 , d.h. eine Reduzierung um 50% (siehe die ausführlichen Erläuterungen un ten). Angaben wie "größer", "kleiner" usw. beziehen sich dabei stets auf die Werte der entsprechenden Kapazitäten.
Insbesondere sind erstes und zweites Masseelement einstückig miteinander ausge führt bzw. bilden ein gemeinsames Bauteil bzw. sind Teile des selben Bauteils. Ins besondere ist ein jeweiliges Masseelement eine Struktur, die das Antriebsteil bzw. Abtriebsteil bezüglich der Mittellängsachse radial auswärtig umgibt. Insbesondere ist das Masseelement eine mantel- bzw. hülsen- bzw. röhrenförmige Struktur. Jedenfalls bildet der Zusammenbau ein Bauteil. Rein technisch wird dieses typischerweise aber aus mehreren Elementen gebildet (so z.B. jedes Getriebegehäuse).
Die "kraftübertragende" Kopplung ist insbesondere eine drehmomentübertragende Kopplung. Die "elektrische Maschine" im Sinne der Erfindung ist bzw. enthält z.B. einen Elektromotor und ist selbst Teil des Antriebsstrangs und kann hierbei auch ei nen ersten Teil des sich anschließenden eigentlichen Antriebsstrangs (z.B. eine Wel le) enthalten, der dann bis zum Antriebsteil der Isolationsanordnung führt.
Die Erfindung beruht auf der Beobachtung bzw. Erkenntnis, dass die Betriebsspan nungen von Akkumulatoren in (teil-)elektrischen Fahrzeugen und damit auch die der elektrischen Maschinen in diesen Fahrzeugen stetig ansteigen. Der wesentliche Grund hierfür liegt in der Verkürzung von Ladezeiten. Derzeitige Anwendungen lie gen bei maximal 400V, aber zukünftig sind 800V oder mehr zu erwarten. Mit dem Anstieg der Spannung treten vermehrt Probleme durch Bauteilschädigung im An triebsstrang, z.B. in Lagern oder an den Zahnflanken von Getrieben auf. Diese Schäden entstehen bei elektrischer Entladung durch Funkenüberschlag.
Durch kapazitive oder induktive Kopplung der E-Maschine mit ihren benachbarten Bauteilen und durch den Potentialunterschied entstehen elektrische Felder (Aufla dung von Kapazitäten), die bei zeitlicher Veränderung Verschiebungsströme mit pha senverschobener Verschiebungsspannung verursachen. Bei sehr hohen Frequenzen werden alle Flächen, die sich gegenüber stehen als Kapazitäten angesehen. Wenn die Abstände der Bauteile mit Potentialunterschied einen, abhängig von der Span nung, kritischen Abstand unterschreiten, kommt es zur elektrischen Entladung in Form eines Funkenüberschlags (Kurzschluss). Bauteile wie Lager oder kämmende Zahnflanken sind nur durch eine geringe Schmierfilmdicke voneinander getrennt, weshalb hier eine Entladung schon bei relativ geringen Spannungen entstehen kann und aufgrund der hohen Frequenz und damit einhergehenden hohen Anzahl der schädigenden Ereignisse zum vorzeitigen Bauteilausfall führt.
Die Erfindung beruht daher auf der Überlegung bzw. Erkenntnis, dass eine elektri schen Isolation / Entkopplung von Hochvolt-E-Maschinen (z.B. > 400V) vom Restan triebsstrang vorgenommen wird, um Bauteilschädigung durch Entladungen (Funken überschlag) aufgrund von Verschiebungsströmen zu vermeiden.
Gemäß Überlegungen zu einem elektrischen Ersatzschaltbild bzw. Ersatzgrößen des Antriebsstrangs soll eine elektrische Entkopplung einer elektrischen Maschine (E- Maschine) von nachfolgenden Antriebsstrang-Baugruppen - also einem Strangteil (z.B. Getriebe) des gesamten Antriebsstrangs - erfolgen. Die E-Maschine ist dabei als Störquelle zu verstehen, die eine Ersatzkapazität bzw. Ausgangskapazität besitzt. Der Strangteil, z.B. ein Getriebe, ist ebenfalls durch eine Ersatzkapazität und einen Ersatzwiderstand modellierbar. Zwischen Maschine und Strangteil bzw. Getriebe ist dann die Isolationsanordnung verbaut. Die Isolationsanordnung weist dabei die Kop pelkapazität, und einen sehr hohen ohmschen Widerstand auf, der jedoch für die Be trachtung vernachlässigt werden kann. Die Koppelkapazität entsteht zwischen dem Antriebsteil und dem Abtriebsteil, die die "Elektroden" der Koppelkapazität bilden. Das "Dielektrikum" der Koppelkapazität ist durch das Isolierteil und die umgebende Luft gebildet.
Ziel ist es zum einen, die Koppelkapazität so klein wie möglich auszuführen. Zum anderen soll durch Verwendung der zweiten Massekapazität (die somit einen Ableit kondensator bildet) auf der Getriebeseite (also der Seite des Abtriebsteils) der Ener gieübertrag zum Abtriebsteil und damit ins Getriebe minimiert werden. Die zweite Massekapazität kann möglichst groß ausgeführt sein (Prinzip kapazitiver Spannungs teiler).
Gemäß der Erfindung wird die durch eine elektrische Maschine verursachte Wech selspannung auf einer Welle bzw. dem Antriebsstrang (kapazitiv und induktiv) daran gehindert, eine zu hohe Feldstärke an sich schließenden und öffnenden Kontakten, z.B. kämmenden Zahnrädern oder Kugeln / Rollen in Lagern, zu erzeugen. So kann kein Überschlagsfunke entstehen, der zu Materialverschleiß / -Zerstörung führt. Au ßerdem wird ein Energieübertrag nach einem Überschlag auf ein Mindestmaß redu ziert.
Die Erfindung beruht dabei auf dem Prinzip der kapazitiven Spannungsteilung sowie einem möglichst großen Verhältnis von zweiter Massekapazität zu Koppelkapazität.
Gemäß der Erfindung sollen insbesondere die Koppelkapazität möglichst klein und die zweite (optional auch die erste) Massekapazität möglichst groß sein.
Gemäß der Erfindung ergibt sich eine elektrische Entkopplung von Antriebsteil und Abtriebsteil bezüglich elektrischer Gleich- und Wechselgrößen.
Wie oben angedeutet, ist insbesondere auch die erste Massekapazität vorhanden. Insbesondere wird also ein weiterer Ableitkondensator auf der, der Maschine zuge wandten Seite der Isolationsanordnung (Antriebsseite) verbaut. Hierdurch kann eine weitere Spannungsteilung (kapazitiv) erreicht werden. Diese entsteht im Betriebsfall im Zusammenwirken mit der Maschine bzw. deren Ausgangskapazität. Insbesondere ist die erste Massekapazität so dimensioniert, dass diese im Verhältnis zur Ersatz- bzw. Ausgangskapazität der Maschine größer, insbesondere Vielfach größer ausge führt ist. Aber auch bei kleinerer erster Massekapazität wird eine Verbesserung er reicht. Insgesamt ergibt sich damit eine weitere Verbesserung durch eine weitere kapazitive Spannungsteilung von erstem Massekondensator zur Ausgangskapazität der Maschine. Je größer die genannten Verhältnisse (erste Massekap./Ausgangskap. und zweite Massekap./Koppelkap.) sind, desto größer ist das Gesamtteilungsverhält nis und damit auch das Verhältnis der Störspannung der Maschine zur erzeugten (ungewünschten) Spannung am zu schützenden Bauteil bzw. Verbraucher, z.B. den o.g. Lagern, Zahnflanken, Kugeln etc. Die hier zulässigen Feldstärken (z.B. in V/mm) bestimmen das mindestens nötige Teilungsverhältnis. Die Koppelkapazität sollte da bei so klein wie möglich gewählt werden, damit auch bei einem gegebenen bzw. festgelegten Teilungsverhältnis die zweite Massekapazität nicht größer als unbedingt nötig dimensioniert bzw. gefertigt werden muss. Damit ist die gespeicherte Energie (in der zweiten Massekapazität) bei einer Entladung im Verbraucher gering ist und somit bleiben auch Abbrandeffekte, z.B. in Kugellagern oder kämmenden Zahnrä dern gering.
Gemäß der Erfindung erfolgt also eine einfache (zweite Massekap./Trennkap.) oder zweifache (zusätzlich erste Massekap./Ausgangskap.) Abschwächung der Störgröße, insbesondere im Hinblick auf deren Übertragung zum Verbraucher. Es erfolgt eine definierte und berechenbare Dämpfung der Störgröße, die in erster Näherung relativ unabhängig von der Anordnung stromabwärts im Antriebsstrang, also "hinter" der Isolationsanordnung ist. Gleichgroßen sind durch das Isolierteil effektiv entkoppelt.
Die Erfindung wirkt auf Wechselgrößen, die über das Isolierteil überkoppeln könnten.
Insbesondere ist die Erdung (Anschluss nach Masse über die Masseelemente) der Ableitkondensatoren (Massekapazitäten) hierbei möglichst massiv auszuführen, um Störsignale, vergleichbar einer Antenne (EMV - Elektromagnetische Verträglichkeit), aufgrund der hohen Frequenzen zu vermeiden. Insbesondere werden einer oder bei de Ableitkondensatoren aus einem oder mehreren Teilen des Getriebegehäuses o- der Maschinen-Gehäuses als zweites bzw. erstes Masseelement geformt. Insbeson dere wird ein gemeinsamer - insbesondere Röhrenableitkondensator - (beide Masse kondensatoren) aus bzw. mit Hilfe eines einzigen bzw. gemeinsamen Bauteils (erstes und zweites Masseelement) gebildet. Zur Erreichung einer möglichst hohen Kapazi tät (der Massekondensatoren) sind die Abstände zwischen erstem bzw. zweitem Masseelement und Antriebs- bzw. Abtriebsteil möglichst klein zu wählen und die sich gegenüberstehenden Flächen möglichst groß.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Massekapazität mindestens doppelt (Faktor 2) so groß wie die Koppelkapazität. Insbesondere beträgt der Faktor also mindestens 2, mindestens 3, mindestens 5, mindestens 7, mindestens 10. Die Faktoren können jeweils auch mindestens das entsprechend 10n-fache (mit n zwi schen 0 und 9), also z.B. mindestens 20,30, ... 100, 200 usw. betragen. Entspre chendes gilt auch optional für das Verhältnis der ersten Massekapazität und der Ausgangs- bzw. Ersatzkapazität der Maschine.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das Antriebsteil und das Abtriebsteil konstruktiv so aufeinander abgestimmt, dass die elektrische Koppelkapa zität zwischen beiden Teilen, also Antriebsteil und das Abtriebsteil, bei einer vorge gebenen Dimensionierung der Isolationsanordnung hinsichtlich der maximal zwi schen Antriebsteil und Abtriebsteil zu übertragenden Kraft konstruktiv minimiert ist. Hierdurch wird der oben genannte kapazitive Spannungsteiler im Verhältnis vergrö ßert und damit wirkungsvoller.
Der Ausdruck "konstruktiv" ist dabei wie folgt zu verstehen: die Minimierung bezieht sich auf eine gegebene Grundgeometrie bzw. grundlegende Konstruktion der Isolati onsanordnung. Diese unterliegt dann einer Dimensionierung hinsichtlich maximal zu übertragender Kräfte und/oder Drehmomente zwischen Antriebsteil und Abtriebsteil, also über das Isolierteil. Eine derartige Dimensionierung gibt dann z.B. Minimal- oder Maximalwerte von z.B. Materialstärken, Abständen, Durchmessern, etc... der einzel nen Bauteile der Isolationsanordnung vor. Konkret sind dies zum Beispiel minimal erforderliche Abstände bezüglich notwendiger Schmierfilme / Toleranzen / Lagerspie le, maximale Abstände bezüglich geforderter Stabilitäten, Schwingungen, Material festigkeiten, Größenvorgaben von Bauteilen usw. Die beanspruchte konstruktive Abstimmung nutzt dann die entsprechenden Design freiheitsgrade bei der konkreten geometrischen Ausgestaltungen oder bei der Di mensionierung von Abständen, Durchmessern, Formen, etc.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist die Koppelkapazität dadurch minimiert, dass für sich in einem Abstand gegenüberstehende Teilflächen von Antriebsteil und Abtriebsteil der Quotient aus der Flächen (Wert, Größe) der je weiligen Teilflächen, geteilt durch deren Abstand, minimiert ist. "Gegenüber" ist dabei insbesondere in Richtung der Mittellängsachse oder in Richtung einer kürzesten Ver bindungslinie der geometrischen Flächenmittelpunkte zu verstehen. Die "Teilflächen" sind dabei wie folgt zu verstehen: diese beziehen sich auf Oberflächenanteile (im Sinne einer mathematischen Aufsummierung bzw. Integration) von Antriebsteil und Abtriebsteil, die bei entsprechend konstruktiver Veränderung einen nennenswerten Einfluss auf den Wert der Koppelkapazität haben. Im Wesentlichen sind dies also die - bezogen auf den Rest der Oberfläche - "vergleichsweise nahe beieinander" liegen den Oberflächenanteile. Mit anderen Worten wird somit vorgeschlagen, im Rahmen der Designfreiheit der Isolationsanordnung ein solches Design zu wählen, welches mit einer möglichst geringen Koppelkapazität einhergeht.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist die Koppelkapazität dadurch minimiert, dass das Antriebsteil und das Abtriebsteil in Richtung der Mittel längsachse beabstandet und überlappungsfrei zueinander ausgeführt sind. Insbe sondere durch die Vermeidung von Überlappungen wird die Ausbildung größerer Kapazitätsanteile für die Koppelkapazität vermieden, da eine Überlappung oft mit dem nahen Gegenüberliegen großflächiger Flächenanteile einhergeht.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist die Koppelkapazität dadurch minimiert, dass ein Abschnitt des Antriebsteils und/oder des Abtriebsteils in Richtung auf das andere Teil (für das Antriebsteil das Abtriebsteil und umgekehrt) zu entlang der Mittellängsachse - insbesondere konisch - verjüngend ausgebildet ist.
Die Richtung ist insbesondere die Richtung der Mittellängsachse. Insbesondere nimmt also bezüglich der entsprechenden Richtung eine Querschnittsfläche des Ab schnitts mit abnehmendem Abstand zum anderen Teil hin ab. Somit wird erreicht, dass nur verhältnismäßig wenige Flächenanteile der jeweiligen Abschnitte von An triebsteil und Abtriebsteil nahe gegenüber liegen und so wegen ihres vergleichsweise kleinen Abstandes nennenswert zur Koppelkapazität beitragen. Die restlichen Flä chenanteile des Abschnitts weisen bereits größere Abstände auf. Dennoch kann die entsprechende volle Dimension, z.B. Länge, des Abschnitts für die kraftübertragende Kopplung mit dem Isolierteil genutzt werden.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist die Koppelkapazität dadurch minimiert, dass das Antriebsteil und das Abtriebsteil jeweils topfartig das radial innen liegende Isolierteil umschließen, wobei die Topföffnungen einander zu gewandt sind. So kann eine besonders effektive Kraftkopplung mit dem Isolierteil er folgen, wobei auch hier nur kleine Flächenanteile von Antriebsteil und Abtriebsteil, nämlich nur die nahe beieinander gegenüber liegenden Ränder bzw. Enden der Topfwände wegen ihres vergleichsweise kleinen Abstandes nennenswert zur Kop pelkapazität beitragen. Insbesondere kann so der Isolierkörper an seinen beiden Längsenden in Richtung der Mittellängsachse jeweils topfartig von Antriebsteil und Abtriebsteil effektiv kraftübertragend umschlossen werden.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform weist das Antriebsteil und/oder das Abtriebsteil eine sich vom Topfboden zum jeweils anderen Teil hin er streckende zentrale Erhebung auf. Die Erhebung bietet in ihrem Inneren wiederum Raum für die Aufnahme einer Antriebs- oder Abtriebswelle mit einem entsprechen den Formschlusselement (z.B. Innenverzahnung). So kann die Welle mit einem Au ßen-Formschluss, zum Beispiel einer Außenverzahnung, versehen werden. Insbe sondere umschließt die Erhebung also ein Formschlusselement, an dem die Maschi ne oder das Strangteil zur Kraftübertragung angreifen kann, z.B. eine Innenverzah nung, eine Vierkant-Ausnehmung oder ähnliches.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Massekapazität und/oder die zweite Massekapazität dadurch maximiert, dass für sich in einem Abstand gegen überstehende Teilflächen von Antriebsteil und erstem Masseelement und/oder von Abtriebsteil und zweitem Masseelement der Quotient aus der Fläche der jeweiligen Teilflächen, geteilt durch deren Abstand maximiert ist. Die oben zur Koppelkapazität getroffenen Erläuterungen gelten hier sinngemäß, so dass diese hier nicht wiederholt werden. Insbesondere kann so die zweite Massekapazität erhöht werden, wodurch ebenfalls der oben angesprochene kapazitive Spannungsteiler noch wirkungsvoller wird. Insbesondere werden beide Varianten (Verkleinerung der Koppelkapazität, Vergrößerung der zweiten Massekapazität) kombiniert. Gleiches gilt auch entspre chend für den kapazitiven Spannungsteiler zwischen Motor-Ausgangskapazität und erster Massekapazität.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die erste Massekapazität und die zweite Massekapazität als gemeinsamer Röhrenableitkondensator ausgeführt. Dies wurde sinngemäß oben bereits erläutert.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Massekapazität (C4) als Plat tenkondensator ausgeführt. Dies führt zu einer besonders einfachen und wirkungs vollen zweiten Massekapazität.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Isolationsanordnung eine Kupplungs anordnung, bei der das Isolierteil eine Kupplungsscheibe ist, die mit dem Antriebsteil (oder alternativ mit dem Antriebsteil) drehfest verbunden ist. Im Folgenden wird je doch beispielhaft nur der erst genannte Fall erläutert, der andere Fall ergibt sich sinngemäß entsprechend. Am Abtriebsteil greift die Kupplungsscheibe entsprechend reibend wie üblich an oder nicht. In Verbindung mit der Erfindung gilt somit auch für eine Kupplungsanordnung, dass die Koppelkapazität gering ausgebildet ist, was zu einer effektiven Entkopplung von Antriebsteil und Abtriebsteil führt. Die oben genann ten Ausführungen gelten für Kupplungsanordnungen entsprechend und werden hier nicht nochmals wiederholt. Die Kupplungsscheibe besteht hierbei insbesondere aus einem Material mit möglichst hohem ohmschen Widerstand oder enthält dieses.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist die Koppelkapazität dadurch minimiert, dass das Antriebsteil gegenüber - falls vorhanden - eventuellen restlichen metallischen Bauteilen des Abtriebs (insbesondere hauptsächlich aber dem Abtriebsteil 12) bezüglich des zur Koppelkapazität beitragenden Materials eine möglichst geringe Querschnittsfläche und einen möglichst großen Abstand aufweist. Insbesondere kann hier eine Reduzierung der Querschnittsfläche durch Einfügen der oben genannten Hohlbohrung erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Außendurchmesser des Antriebsteils in diesem Bereich so klein wie möglich gehal ten werden. Der entsprechende Bereich ist insbesondere derjenige, der zur Trennka pazität maßgeblich beiträgt, wenn dieser der nächstliegende Bereich des Antrieb selements zum Abtriebselement ist.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist die Kupplungsscheibe mit dem Antriebsteil über einen, insbesondere verzahnten, Formschluss in Umfangsrich tung um die Mittellängsachse drehfest verbunden. Der Formschluss wird durch Formschlusselemente des Antriebsteils und der Kupplungsscheibe bewirkt. Die Kop pelkapazität ist dann dadurch minimiert, dass der Teilkreisdurchmesser der Form schlusselemente des Antriebsteils möglichst gering ist. Mit anderen Worten wird der effektive Durchmesser der nennenswert zur Koppelkapazität beitragenden Oberflä che des Antriebsteils minimiert und so die Koppelkapazität verkleinert. Insbesondere wird also die Kupplungsscheibe möglichst weit radial einwärts geführt, um den (effek tiven) Außendurchmesser des Antriebsteils gering halten zu können.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Antriebsteil und/oder das Abtriebs teil eine zur Mittellängsachse konzentrische zentrale Welle auf, wobei die Koppelka pazität dadurch minimiert ist, dass die Welle vom jeweils gegenüberliegenden Teil (für das Antriebsteil das Abtriebsteil und umgekehrt) aus zumindest auf einem
Längsabschnitt hohlgebohrt ist. Die Bohrung stellt also entweder eine zum jeweils anderen Teil hin offenes Sackloch oder eine Durchgangsbohrung dar. Im Ergebnis wird so ein zentraler Teil der zur Koppelkapazität beitragenden Oberfläche des jewei ligen Teils eliminiert, wodurch die Koppelkapazität verkleinert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Isolationsanordnung einen ersten ohmschen Widerstandspfad, der vom Antriebselement zum ersten Masseelement führt und/oder einen zweiten ohmschen Widerstandspfad, der vom Abtriebselement zum zweiten Masseelement führt. Der Widerstandswert wird hierbei möglichst klein gehalten, um die Ableitung von unerwünschten Signalen nach Masse (zu den Mas seelementen) so effektiv wie möglich zu gestalten. Die elektrische Kopplung mit dem Antriebselement oder Abtriebselement erfolgt insbesondere über Schleifer (mechani scher Schleifkontakt) oder viskose Mittel wie Fette, Quecksilber usw. Die zusätzli chen (zu den Massekapazitäten) - insbesondere niederohmigen - Widerstände (Wi derstandspfade) führen zu einer weiteren Verstärkung der Wirkung. So ergibt sich also eine weitere Verbesserung der Wirkung der Spannungsunterdrückung durch niederohmige Parallelwiderstände bzw. Widerstandspfade. Somit dürfen diese - ide alerweise möglichst niederohmigen - Parallelwiderstände vorhanden sein. Diese ver stärken die Wirkung der Dämpfung der Störgröße und erhöhen die Unabhängigkeit vom restlichen Antriebsstrang, der der Isolationsanordnung nachfolgt.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch einen elektrischen Antrieb gemäß Patentanspruch 17. Der Antrieb enthält die oben bereits erläuterten Gegenstände, nämlich die elektrische Maschine und das Strangteil des Antriebsstrangs des Fahr zeugs, und die erfindungsgemäße Isolationsanordnung. Die Ausgangskapazität (Er satzkapazität) der elektrischen Maschine ist größer als die Koppelkapazität und/oder die erste Massekapazität ist größer als die Ausgangskapazität. Im letzteren Fall ent hält die Isolationsanordnung auch das erste Masseelement und damit die erste Mas sekapazität. Der Antrieb und zumindest ein Teil dessen Ausführungsformen sowie die jeweiligen Vorteile wurden sinngemäß bereits im Zusammenhang mit der erfin dungsgemäßen Isolationsanordnung erläutert.
Insbesondere gelten die oben genannten Faktoren für die entsprechenden Größen verhältnisse der Werte der Kapazitäten.
Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung so wie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen in einer schematischen Prinzipskizze:
Fig. 1 einen vereinfachten Schaltplan einer Isolationsanordnung,
Fig. 2 eine Isolationsanordnung ohne Massekapazität mit Außenverzahnung,
Fig. 3 eine Isolationsanordnung ohne Massekapazität mit Innenverzahnung,
Fig. 4 eine Isolationsanordnung mit Massekapazität mit Außenverzahnung, Fig. 5 eine Isolationsanordnung mit Massekapazität mit Innenverzahnung,
Fig. 6 eine Isolationsanordnung mit Massekapazität,
Fig. 7 eine Isolationsanordnung mit Hohlwelle.
Fig.1 zeigt ein stark vereinfachtes elektrisches Ersatzschaltbild bzw. einen Schaltplan eines Teils eines Antriebsstrangs 2 eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs. Der Antriebsstrang 2 enthält eine elektrische Maschine 4 oder E-Maschine, eine dieser nachgeschaltete Isolationsanordnung 6 in Form einer Isolierkupplung und einen Strangteil 8. Dieser stellt Antriebsstrang-Baugruppen dar, hier ein Getriebe, die der Isolationsanordnung nachfolgen. Die Figur veranschaulicht eine elektrische Entkopp lung der elektrischen Maschine 4 vom Strangteil 8 für Gleich- und Wechselgrößen.
Die Maschine 4 ist als Störquelle V1 (Wechselgröße) dargestellt. C1 stellt die Ersatz kapazität der Maschine 4 bzw. deren Ausgangskapazität dar. Der Strangteil 8 ist durch die Parallelschaltung einer Ersatzkapazität C5 und eines Ersatzwiderstandes R1 dargestellt. Zwischen Maschine 4 und Strangteil 8 ist die Isolationsanordnung 6 verbaut, die selbst auch eine Koppelkapazität C3 und einen nicht dargestellten, ver gleichsweise sehr hohen und damit vorliegend irrelevanten ohmschen Widerstand besitzt.
Die Koppelkapazität C3 entsteht zwischen einem Antriebsteil 10 (in der Figur die Zu leitung und linke Elektrode der Koppelkapazität C3) und einem Abtriebsteil 12 (in der Figur die Zuleitung und rechte Elektrode der Koppel kapazität C3) der Isolationsan ordnung 6. Das Dielektrikum der Koppelkapazität C3 ist durch ein Isolierteil 14 und die umgebende Luft der Isolationsanordnung 6 gebildet.
Die Isolationsanordnung 6 enthält außerdem ein erstes Masseelement 16 und ein zweites Masseelement 18. Zwischen dem Antriebsteil 10 und der ersten Masseele ment 16 (im Schaltbild als Masseleitung symbolisiert) ist eine erste Massekapazität C2 ausgebildet. Durch eine elektrisch leitende Verbindung des ersten Masseele ments 16 und des Antriebsteils 10 ist parallel dazu ein ohmscher Widerstandspfad R2 nach Masse ausgebildet. Entsprechend ist zwischen dem Abtriebsteil 12 und ei- nem zweiten Masseelement 18 (auch als Masseleitung symbolisiert) eine zweite Massekapazität C4 mit parallelem ohmschem Widerstandspfad R3 ausgebildet.
Die Koppelkapazität C3 ist durch die Konstruktion der Isolationsanordnung 6 so klein wie konstruktiv möglich ausgeführt. Die zweite Massekapazität C4 in Form des Ab leitkondensators auf der Getriebeseite ist dementsprechend möglichst groß ausge führt, um den Energieübertrag ins Getriebe zu minimieren (Prinzip kapazitiver Span nungsteiler). Die erste Massekapazität C2 in Form eines weiteren Ableitkondensators auf der Maschinen-Seite führt zu einer weiteren Spannungsteilung. Idealerweise ist die erste Massekapazität C2 im Verhältnis zur Kapazität C1 groß ausgeführt, aber auch bei kleinerem C2 wird eine Verbesserung erreicht. Die zusätzlichen niederoh migen Widerstandspfade R2 und R3 führen zu einer weiteren Verstärkung der Wir kung.
Fig.2 zeigt eine Ausführungsform der Isolationsanordnung 6 in Form einer Isolier kupplung. Maschine 4 und Strangteil 8 sind hier nur angedeutet. Hierbei dient das Isolierteil 14, hier ein Keramikelement, zur elektrischen Isolation zwischen Antriebs teil 10 und Abtriebsteil 12 und zur Kraftübertragung, d.h. überträgt hier das Drehmo ment von Antriebsteil 10 auf Abtriebsteil 12 kraftschlüssig über einen Pressverband. Das Antriebsteil 10 dient zur kraftübertragenden, hier drehmomentübertragenden Verbindung von der Maschine 4 zur Isolationsanordnung 6. Das Abtriebsteil 12 dient entsprechend zur Kraft-bzw. Drehmomentübertragung von der Isolationsanordnung 6 zum Strangteil 8. Die Kraftübertragung / Anbindung des Antriebs bzw. des Abtriebs erfolgt mittels eines Formschlusselements 20, hier einer Außensteckverzahnung.
Die Isolationsanordnung 6 enthält außerdem ein zweites Masseelement 18, das elektrisch mit einem Massepotential M verbunden ist.
Ein jeweiliger Auslauf bzw. eine konische Verjüngung ist an einem jeweiligen Ab schnitt 22 bzw. Nabenteil des Antriebsteils 10 und des Abtriebsteils 12 vorgesehen. Der Abschnitt 22 ist also jeweils auf das andere Teil (Antriebsteil 10 / Abtriebsteil 12) zu verjüngend ausgebildet. Der Auslauf dient hierbei zum einen der Vermeidung von Spannungsspitzen, als auch zur Minimierung der sich gegenüberstehenden Flächen, um eine möglichst kleine Koppelkapazität C3 darzustellen.
Antriebsteil 10 und Abtriebsteil 12 sind außerdem jeweils topfartig ausgebildet und umschließen somit das radial innen liegende Isolierteil 14. Die jeweiligen Topföffnun gen 26 sind einander zugewandt. Das Isolierteil 14 liegt also in beiden Topföffnungen 26 ein.
Durch einen hier nur angedeuteten Kontakt 28 in Form eines Schleifkontaktes ist ei ne elektrisch leitende Verbindung zwischen dem zweiten Masseelement 18 und dem Abtriebsteil 12 hergestellt. So entsteht der niederohmige Widerstandspfad R3, des sen Widerstand sich nur durch die (nahe Null liegenden) Widerstände der im Pfad verwendeten Materialien (elektrische Leiter: z.B. Stahl, Kupfer, Aluminium) bestimmt.
Antriebsteil 10, Isolierteil 14 und Abtriebsteil 12 sind einander nachfolgend auf einer Mittellängsachse 24 und konzentrisch zu dieser angeordnet. Antriebsteil 10 und Ab triebsteil 12 sind in Richtung der Mittellängsachse 24 beabstandet und überlappungs frei zueinander ausgeführt.
Zwischen dem Abtriebsteil 12 und dem zweiten Masseelement 18 ist die zweite Mas sekapazität C4 ausgebildet. Der Wert der zweiten Massekapazität C4 ist gleich oder größer als derjenige der Koppelkapazität C3.
Fig.3 zeigt einen ähnlichen Aufbau wie Figur 2. Allerdings weisen hier Antriebsteil 10 und Abtriebsteil 12 je eine zur Mittellängsachse 24 zentrale bzw. konzentrische Er hebung 30 auf. Die Erhebung 30 erstreckt sich vom jeweiligen Topfboden 32 in Rich tung der Mittellängsachse 24 zum jeweils anderen Element (Antriebsteil 10, Abtriebs teil 12) hin. Im Gegensatz zu Figur 2 ist das Formschlusselement 20 hier nicht außen auf einem wellenartigen Fortsatz, sondern im Inneren der Erhebung 30 ausgeführt. Das Formschlusselement 20 ist hier eine Innensteckverzahnung.
In den Ausführungsformen gemäß Fig.2 und Fig. 3 ist optional noch ein erstes Mas seelement 16 vorgesehen. Dieses ist entsprechend dem zweiten Masseelement 18, jedoch in Verbindung mit dem Antriebsteil 10 ausgeführt und dient zur Implementie rung der ersten Massekapazität C2 und des Widerstandspfades R2.
Fig.4 zeigt die Isolationsanordnung 6 bzw. Isolierkupplung aus Fig. 2 mit einem Ab leitkondensator 34, hier einem Röhrenableitkondensator. Dessen erste Elektrode 36 ist gebildet aus dem ersten und zweiten Masseelement 16,18, welche hier einstückig miteinander ausgeführt sind. Die Elektrode 36 weist hier die Form eines geraden Kreiszylindermantels auf. Die zweite Elektrode wird jeweils durch das Antriebsteil 10 und das Abtriebsteil 12 gebildet. Der Ableitkondensator 34 vereint somit die beiden Massekapazitäten C2 und C4.
Die Erdung des Ableitkondensators 34 bzw. der Elektrode 36 ist hierbei massiv aus geführt um Störsignale, vergleichbar einer Antenne (EMV - Elektromagnetische Ver träglichkeit), aufgrund der hohen Frequenzen zu vermeiden. Der Ableitkondensator 34 bzw. die Elektrode 36 ist alternativ aus einem oder mehreren Teilen des Getrie begehäuses und/oder des Maschinen-Gehäuses geformt. Der Röhrenableitkonden sator 34 bildet hier aus einem Bauteil heraus beide Kondensatoren in Form der Mas sekapazitäten C2 und C4. Zur Erreichung einer möglichst hohen Kapazität (Werte von C2, C4) sind die Abstände zwischen Röhren-Ableitkondensator 34 und Antriebs- bzw. Abtriebsteil 10,12 möglichst klein gewählt und die sich gegenüberstehenden Flächen groß gewählt.
Der Kontakt 28 ist hier zwischen der Elektrode 36 und dem Antriebsteil 10 und dem Abtriebsteil 12 durch nicht dargestelltes elektrisch leitendes Fett hergestellt.
Fig.5 zeigt die Isolierkupplung aus Fig. 3 mit dem entsprechenden Röhren- Ableitkondensator 34 aus Fig. 4.
Fig.6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Isolationsanordnung 6 in Form einer Isolierkupplung, hier in scheibenförmiger Bauweise. Das Isolierteil 14 ist hier in Form einer Kupplungsscheibe 40 ausgeführt. Diese ist über einen Formschluss mit Hilfe von Formschlusselementen 42 mit dem Antriebsteil 10 verbunden. Die Kupplungs- scheibe 40 besteht hierbei aus einem Material mit möglichst hohem ohmschen Wi derstand.
Der Formschluss bzw. die Formschlusselemente 42 sind auch im Detail (Draufsicht 6-I in Blickrichtung des Pfeils Vl-I) nochmals dargestellt.
Die Kupplungsscheibe 40 ist zwischen einer Gegenreibfläche 44 und einer Anpress platte 46 durch Federvorspannung eingespannt. Die Federvorspannung wird hier durch eine Tellerfeder 48 als Federelement erzeugt, die sich an einer Abdeckplatte 50 abstützt. Es sind aber alternativ auch andere Federelemente denkbar. Die An pressplatte 46 ist gegen Verdrehung zur Abdeckplatte 50 oder Gegenreibfläche 44 zu sichern. Die Gegenreibfläche 44 ist mit dem Abtriebsteil 12 verbunden, oder wird direkt aus ihm gebildet. Der Reibwert der Reibpaarung Kupplungsscheibe 40 / Ge genreibfläche 44 bzw. Anpressplatte 46 ist entsprechend dem zu übertragenden Moment zu wählen bzw. über die Federvorspannung die entsprechende Vorspann kraft einzustellen.
Um eine möglichst kleine Koppelkapazität C3 zu erhalten, ist bei dieser Ausführung auf eine möglichst kleine Fläche der gegenüberstehenden Bauteile: Antriebsteil 10 und Abtriebsteil 12 zu achten. Dies wird hier durch eine hohlgebohrte Welle (Hohl welle), d.h. Durchgangsbohrungen 52 und 54 konzentrisch zur Mittellängsachse 24 erreicht. Dies ist in Fig. 7 (einschließlich Detail 7-I entsprechend Fig. 6) dargestellt. Alternativ oder zusätzlich wird ein möglichst kleiner Teilkreis-Durchmesser des hier dargestellten Formschlusses bzw. der Formschlusselemente 42 gewählt.
Es sind auch andere Verbindungsarten, wie z.B. Nieten, Kleben, ... zwischen Kupp lungsscheibe 40 und Antriebsteil 10 denkbar. Zudem sollte der Abstand zwischen Antriebsteil 10 und Abtriebsteil 12 möglichst groß gewählt werden.
Die zweite Massekapazität C4 in Form des Ableitkondensators ist hier aus einem Teil als Plattenableitkondensator 56 (zwischen einer Elektrode 58 und dem Abtriebsteil 12) und als Röhrenableitkondensator 34 ausgeführt. Bezuqszeichen Antriebsstrang
Maschine
Isolationsanordnung
Strangteil
10 Antriebsteil
12 Abtriebsteil
14 Isolierteil
16 erstes Masseelement
18 zweites Masseelement
20 Formschlusselement
22 Abschnitt
24 Mittellängsachse
26 Topföffnung
28 Kontakt
30 Erhebung
32 Topfboden
34 Röhrenableitkondensator
36 Elektrode
40 Kupplungsscheibe
42 Formschlusselement
44 Gegenreibfläche
46 Anpressplatte
48 Tellerfeder
50 Abdeckplatte
52,54 Durchgangsbohrung
56 Plattenableitkondensator
58 Elektrode
M Massepotenzial
V1 Störquelle
C1 Ausgangskapazität (Maschine) C5 Kapazität (Strangteil)
R1 Widerstand (Strangteil)
C3 Koppelkapazität
C2 erste Massekapazität
C4 zweite Massekapazität
R2 Widerstandspfad (Antriebsteil)
R3 Widerstandspfad (Abtriebsteil)

Claims

Patentansprüche
1 . Isolationsanordnung (6) zur elektrischen Entkopplung einer elektrischen Maschine (4) von einem Strangteil (8) eines Antriebsstrangs (2) eines Fahrzeugs,
- mit einem Antriebsteil (10) zur kraftübertragenden Verbindung mit der elektrischen Maschine (4), und
- mit einem Abtriebsteil (12) zur kraftübertragenden Verbindung mit dem Strangteil (8), und
- mit einem Isolierteil (14), das das Antriebsteil (10) mit dem Abtriebsteil (12) kraft übertragend und elektrisch isolierend verbindet, und
- wobei Antriebsteil (10), Isolierteil (14) und Abtriebsteil (12) einander nachfolgend entlang einer gemeinsamen Mittellängsachse (24) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Isolationsanordnung (6) ein zweites elektrisch ableitendes Masseelement (18) enthält, wobei
- das Antriebsteil (10) und das Abtriebsteil (12) eine Koppelkapazität (C3) zueinander aufweisen und das Abtriebsteil (12) und das zweite Masseelement (18) eine zweite Massekapazität (C4) zueinander aufweisen, wobei
- die zweite Massekapazität (C4) gleich oder größer als die Koppelkapazität (C3) ist.
2. Isolationsanordnung (6) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zwei te Massekapazität (C4) mindestens doppelt so groß wie die Koppelkapazität (C3) ist.
3. Isolationsanordnung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Antriebsteil (10) und das Abtriebsteil (12) konstruktiv so auf einander abgestimmt sind, dass die Koppelkapazität (C3) zwischen beiden Teilen (10,12) bei einer vorgegebenen Dimensionierung der Isolationsanordnung (6) hin sichtlich der maximal zwischen Antriebsteil (10) und Abtriebsteil (12) zu übertragen den Kraft konstruktiv minimiert ist.
4. Isolationsanordnung (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kop pelkapazität (C3) dadurch minimiert ist, dass für sich gegenüberstehende Teilflächen von Antriebsteil (10) und Abtriebsteil (12) der Quotient aus der Fläche der jeweiligen Teilflächen, geteilt durch deren Abstand, minimiert ist.
5. Isolationsanordnung (6) nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeich net, dass die Koppelkapazität (C3) dadurch minimiert ist, dass das Antriebsteil (10) und das Abtriebsteil (12) in Richtung der Mittellängsachse (24) beabstandet und überlappungsfrei zueinander ausgeführt sind.
6. Isolationsanordnung (6) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeich net, dass die Koppelkapazität (C3) dadurch minimiert ist, dass ein Abschnitt (22) des Antriebsteils (10) und/oder des Abtriebsteils (12) in Richtung auf das andere Teil (12,10) zu entlang der Mittellängsachse (24) verjüngend ausgebildet ist.
7. Isolationsanordnung (6) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeich net, dass die Koppelkapazität (C3) dadurch minimiert ist, dass das Antriebsteil (10) und das Abtriebsteil (12) jeweils topfartig das radial innen liegende Isolierteil (14) umschließen, wobei die Topföffnungen (26) einander zugewandt sind.
8. Isolationsanordnung (6) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das An triebsteil (10) und/oder das Abtriebsteil (12) eine sich vom Topfboden (32) zum je weils anderen Teil hin erstreckende zentrale Erhebung (30) aufweist.
9. Isolationsanordnung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass eine erste Massekapazität (C2) zwischen Antriebsteil (10) und einem ersten Masseelement (16) und/oder die zweite Massekapazität (C4) dadurch maximiert ist, dass für sich gegenüberstehende Teilflächen von Antriebsteil (10) und erstem Masseelement (16) und/oder von Abtriebsteil (12) und zweitem Masseele ment (18) der Quotient aus der Fläche der jeweiligen Teilflächen, geteilt durch deren Abstand maximiert ist.
10. Isolationsanordnung (6) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ers te Massekapazität (C2) und die zweite Massekapazität (C4) als gemeinsamer Röh renableitkondensator ausgeführt sind.
1 1 . Isolationsanordnung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Massekapazität (C4) als Plattenkondensator ausge führt ist.
12. Isolationsanordnung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsanordnung (6) eine Kupplungsanordnung ist, bei der das Isolierteil (14) eine Kupplungsscheibe (40) ist, die mit dem Antriebsteil (10) drehfest verbunden ist.
13. Isolationsanordnung (6) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelkapazität (C3) dadurch minimiert ist, dass das Antriebsteil (10) gegenüber restlichen metallischen Bauteilen des Abtriebs eine möglichst geringe Querschnitts fläche und einen möglichst großen Abstand aufweist.
14. Isolationsanordnung (6) nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kupplungsscheibe (40) mit dem Antriebsteil (10) über einen Form schluss in Umfangsrichtung drehfest verbunden ist und die Kapazität dadurch mini miert ist, dass der Teilkreisdurchmesser der Formschlusselemente (20,42) des An triebsteils (10) möglichst gering ist.
15. Isolationsanordnung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsteil (10) und/oder das Abtriebsteil (12) eine zur Mittellängsachse (24) konzentrische zentrale Welle aufweist, wobei die Koppelkapa zität (C3) dadurch minimiert ist, dass die Welle vom jeweils gegenüberliegenden Teil (12,10) aus zumindest auf einem Längsabschnitt hohlgebohrt ist.
16. Isolationsanordnung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsanordnung (6) einen ohmschen ersten (R2) und/oder zweiten Widerstandspfad (R3) enthält, der vom Antriebselement (10) zum ersten (16) und/oder vom Abtriebselement (12) zum zweiten Masseelement (18) führt.
17. Elektrischer Antrieb, mit einer elektrischen Maschine (4) und mit einem Strangteil (8) eines Antriebsstrangs (2) eines Fahrzeugs, und mit einer Isolationsanordnung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgangskapazität (C1 ) der elektrischen Maschine (4) größer als die Koppelkapazi tät (C3) ist und/oder die erste Massekapazität (C2) größer als die Ausgangskapazität (C1 ) ist.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021210335A1 (de) 2021-09-17 2023-03-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Antriebseinrichtung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR506166A (fr) * 1919-11-12 1920-08-16 Secheron Atel Accouplement mécanique avec parties en matière isolante pour isoler électriquement l'une de l'autre et du moteur ou de la génératrice qui les actionne ou qu'elles actionnent, les machines en série d'un transport d'énergie par courant continu dit "système série"
DE613428C (de) * 1935-05-18 Continental Gummi Werke Akt Ge Elastische Kupplung
FR2300259A1 (fr) * 1975-02-05 1976-09-03 Mecanique Et Metallurg Ste Gle Perfectionnements aux accouplements elastiques
EP0099888A1 (de) * 1982-01-29 1984-02-08 Gen Electric Isolierte kupplung.
DE102012205795A1 (de) * 2011-05-02 2012-11-08 Gm Global Technology Operations, Llc Fahrzeug mit Antriebssystem, welches reduzierte Emissionen bereitstellt
DE102015100847A1 (de) * 2014-01-21 2015-07-23 Avl Software And Functions Gmbh Elektromaschine mit reduzierter elektromagnetischer Störverteilung
DE102016101294A1 (de) * 2015-02-06 2016-08-11 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Getriebebaugruppe mit Reduktion von elektrischem Rauschen und Verfahren zum Herstellen und Verwenden derselben
WO2016177394A1 (en) 2015-05-04 2016-11-10 Volvo Truck Corporation Shaft coupling
US20160329780A1 (en) * 2014-02-05 2016-11-10 C-Motive Technologies Inc. Rotary capacitor for shunting high frequency bearing currents and reducing emi in electric machinery
DE102015211644A1 (de) * 2015-06-24 2016-12-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit einer Antriebsordnung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug
DE102016116069A1 (de) * 2016-08-29 2018-03-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Vermindern hochfrequenter Störströme sowie Fahrzeug

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014006190A1 (de) * 2014-04-30 2015-11-05 Audi Ag Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102016215503A1 (de) * 2016-08-18 2018-02-22 Audi Ag Elektromagnetisches Entkoppeln einer Antenneneinheit eines Kraftfahrzeugs von einer Energiekopplungseinrichtung

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE613428C (de) * 1935-05-18 Continental Gummi Werke Akt Ge Elastische Kupplung
FR506166A (fr) * 1919-11-12 1920-08-16 Secheron Atel Accouplement mécanique avec parties en matière isolante pour isoler électriquement l'une de l'autre et du moteur ou de la génératrice qui les actionne ou qu'elles actionnent, les machines en série d'un transport d'énergie par courant continu dit "système série"
FR2300259A1 (fr) * 1975-02-05 1976-09-03 Mecanique Et Metallurg Ste Gle Perfectionnements aux accouplements elastiques
EP0099888A1 (de) * 1982-01-29 1984-02-08 Gen Electric Isolierte kupplung.
DE102012205795A1 (de) * 2011-05-02 2012-11-08 Gm Global Technology Operations, Llc Fahrzeug mit Antriebssystem, welches reduzierte Emissionen bereitstellt
DE102015100847A1 (de) * 2014-01-21 2015-07-23 Avl Software And Functions Gmbh Elektromaschine mit reduzierter elektromagnetischer Störverteilung
US20160329780A1 (en) * 2014-02-05 2016-11-10 C-Motive Technologies Inc. Rotary capacitor for shunting high frequency bearing currents and reducing emi in electric machinery
DE102016101294A1 (de) * 2015-02-06 2016-08-11 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Getriebebaugruppe mit Reduktion von elektrischem Rauschen und Verfahren zum Herstellen und Verwenden derselben
WO2016177394A1 (en) 2015-05-04 2016-11-10 Volvo Truck Corporation Shaft coupling
DE102015211644A1 (de) * 2015-06-24 2016-12-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit einer Antriebsordnung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug
DE102016116069A1 (de) * 2016-08-29 2018-03-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Vermindern hochfrequenter Störströme sowie Fahrzeug

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