WO2022207029A1

WO2022207029A1 - Elektrische maschine

Info

Publication number: WO2022207029A1
Application number: PCT/DE2022/100121
Authority: WO
Inventors: Benjamin Stober; Dierk Reitz; Steffen Lehmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2022-02-14
Publication date: 2022-10-06
Also published as: JP2024511203A; DE102021108127A1

Abstract

Elektrische Maschine umfassend ein Maschinengehäuse (2) sowie einen darin aufgenommenen Rotor (5) mit einem Rotorträger (6) sowie Verbindungsmittel zum Verbinden des Rotorträgers (6) mit einer Welle, insbesondere einer Kurbelwelle (16) einer Brennkraftmaschine, wobei der Rotorträger (6) an einer Seite am Maschinengehäuse (2) drehgelagert ist, und die an der anderen Seite vorgesehenen Verbindungsmittel wenigstens eine lösbar mit dem Rotorträger (6) koppelbare erste Ringscheibe (18, 28) umfassen, über die der Rotorträger (6) mit der Kurbelwelle (16) verbindbar ist.

Description

Elektrische Maschine

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, umfassend einen Maschinengehäuse sowie einen darin aufgenommenen Rotor mit einem Rotorträger sowie Verbindungs mittel zum Verbinden des Rotorträgers mit einer Welle, insbesondere einer Kurbelwel le einer Brennkraftmaschine.

Beispielsweise bei Kraftfahrzeuganwendungen ist es mitunter erforderlich, eine elekt rische Maschine mit einer Welle, beispielsweise einer Kurbelwelle einer Brennkraft maschine, zu verbinden. Dies insbesondere bei Hybridfahrzeugen mit seriellem An trieb, wo zwei koaxial oder, weil nicht miteinander verbunden bzw. gekoppelt, versetzt zueinander angeordnete elektrische Maschinen als kompakte Antriebseinheit vorge sehen sind, von denen die eine elektrische Maschine mit der Kurbelwelle der Brenn kraftmaschine verbunden wird und als Generator dient, um den für den Betrieb der zweiten elektrischen Maschine, die dann als Motor dient und mit einem gekoppelten Getriebe, das wiederum mit einem anzutreibenden Rad oder einer anzutreibenden Welle oder Achse gekoppelt ist, nötigen Strom zu erzeugen, der der antreibenden Maschine entweder direkt gegeben wird, oder der in einem Speicher zunächst zwi schengespeichert wird von bei Bedarf entnommen wird. Eine solche Anordnung ist z.B. in WO 2019/101 264 A1 beschrieben. Beispielsweise bei einer solchen Ausge staltung muss der Rotor der, in diesem Fall ersten, elektrischen Maschine direkt an die Kurbelwelle angebunden werden. Dies geschieht, indem der Rotorträger derart ge formt ist, dass er quasi am Eingang des Maschinengehäuses freiliegt und über einen nach innen gerichteten Radialflansch mit der Kurbelwelle verschraubt werden kann. Die Montage der elektrischen Maschine oder im Falle des seriellen Antriebs des Pa kets umfassend die beiden elektrischen Maschinen sowie das Getriebe erfolgt herstel lerseitig im Rahmen der Endmontage. Erforderlich ist es, den Rotor der (ersten) elektrischen Maschine aus dem Maschinengehäuse zu nehmen und separat an der Kurbelwelle zu montieren, also zu verschrauben, da der ansonsten eingebaute Rotor nicht in einer eine Verschraubung erlaubenden Weise zugänglich wäre. Im Rahmen der weiteren Montage ist dann die elektrische Maschine anzusetzen und der Stator über den kurbelwellenseitig befestigten Rotor zu schieben. Dies ist aufwendig und be darf einer genauen und vorsichtigen Montage, damit die relativ zueinander bewegten Maschinenteile nicht beschädigt werden. Darüber hinaus ist auf eine exakte Positio nierung zu achten, damit der Stator zentrisch zum Rotor positioniert wird. Nach dieser Montage ist es sodann herstellerseitig erforderlich, die elektrische Maschine „einzuler nen“. Denn üblicherweise verfügt die Maschine über einen Rotorlagensensor, über den exakt und hochaufgelöst die Drehstellung des Rotors erfasst werden kann. Dieser Rotorlagensensor umfasst ein Geberbauteil, üblicherweise eine Ringscheibe, die mit dem Rotorträger, auf dem das Rotorblechpaket sitzt, verbunden ist, sowie einen posi tionsfest am Maschinengehäuse oder dergleichen angeordneten Sensor, der die Ge berscheibenposition erfasst. Aufgrund der Entnahme und separaten Montage des Ro tors samt der Geberringscheibe ergibt sich nach der finalen Montage eine im Ver gleich zur Erstmontage gegebenenfalls geänderte Position der Geberringscheibe zum Sensor, was das Einlernen erfordert.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine dem gegenüber verbesserte elektri sche Maschine anzugeben.

Zur Lösung des Problems ist bei einer elektrischen Maschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Rotorträger an einer Seite am Maschi nengehäuse drehgelagert ist, und die an der anderen Seite vorgesehenen Verbin dungsmittel wenigstens eine lösbar mit dem Rotorträger koppelbare erste Ringscheibe umfassen, über die der Rotorträger mit der Kurbelwelle verbindbar ist.

Erfindungsgemäß ist der Rotorträger über eine entsprechende Lagereinrichtung, übli cherweise ein Wälzlager am Maschinengehäuse drehgelagert. Diese Lagerebene be findet sich weiter innen im Maschinengehäuse an der einen Seite des Rotorträgers, während an der anderen Seite die Befestigungsebene des Rotorträgers an der Kur belwelle vorgesehen ist. Um diese Befestigung zu realisieren, sind die entsprechen den Verbindungsmittel vorgesehen, die erfindungsgemäß wenigstens eine erste lös bar mit dem Rotorträger koppelbare Ringscheibe umfassen, über die der Rotorträger mit der Kurbelwelle verbindbar ist. Das heißt, dass diese Verbindungsebene eine lös bare, also bei Bedarf erst schließbare Verbindung ist, über die der Rotorträger mit der Kurbelwelle verbunden wird. Dies ermöglicht es mit besonderem Vorteil, im Rahmen der Montage zunächst diese lösbare Ringscheibe mit der Kurbelwelle zu verbinden, wobei dies üblicherweise über eine Axialverschraubung der Ringscheibe mit der Kur belwelle erfolgt. Die Ringscheibe erstreckt sich radial von der Kurbelwelle weg. Im Rahmen der Montage wird nun die elektrische Maschine angesetzt, einschließlich des dort fest montierten und gelagerten Rotors, wobei in der Montageendposition der Ro torträger nun entweder direkt oder indirekt mit der kurbelwellenseitig fixierten Ring scheibe verbunden wird. Dies kann nun problemlos wiederum über eine Axialver schraubung, nun aber von der anderen Seite, verglichen mit der kurbelwellenseitigen Axialverschraubung, erfolgen, da die kurbelwellenseitig fixierte Ringscheibe mit einem entsprechenden, dem Rotorträger zugeordneten oder mit diesem verbundenen Befes tigungsabschnitt axial überlappt, sodass dort entsprechende Schraubverbindungen gesetzt werden können.

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine, entweder als Einzelmaschine oder als Teil einer zwei Elektromaschinen umfassenden kompakten Maschinenanordnung, ist deutlich einfacher zu montieren, da ersichtlich der Rotor nicht gezogen und separat montiert werden muss und anschließend im Rahmen der Endmontage der Stator rela tiv zum Rotor wiederum positioniert werden muss. Auch entfällt das herstellerseitige Anlernen der Rotorlagensensoreinrichtung. Denn im Rahmen der Herstellung der elektrischen Maschine kann nach Komplettierung dieses Einlernen erfolgen, da sich dieser Zustand nicht mehr ändert, nachdem die Stator-Rotor-Anordnung nicht mehr verändert wird.

Bezüglich der Kopplung des Rotorträgers mit der kurbelwellenseitig befestigbaren ers ten Ringscheibe sind zwei Varianten denkbar. Gemäß einer ersten Erfindungsalterna tive kann die Ringscheibe axial weicher und radial steifer sein und lösbar am Rotor träger angeordnet sein und direkt mit der Kurbelwelle verbindbar sein. Die Ringschei be selbst ist eine axial etwas weichere, radial jedoch demgegenüber steifere Scheibe, die auch als Flexplatte oder Flexscheibe bezeichnet werden kann. Diese Ringscheibe ist lösbar am Rotorträger angeordnet. Im Rahmen der Montage der elektrischen Ma schine wird die Ringscheibe zunächst vom Rotorträger entfernt und an der Kurbelwel le fixiert. Im Rahmen der Montage der elektrischen Maschine wird sodann der Rotor- träger mit einem entsprechenden Verbindungsabschnitt axial gegen die Ringscheibe bewegt, sodass diese flächig aneinander liegen und beispielsweise über entspre chende Schraubverbindungen lösbar aneinander befestigt werden. Bei dieser Ausge staltung ist also der Rotorträger über diese weichere Ringscheibe respektive Flexplat- te unmittelbar mit der Kurbelwelle verbunden.

In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass eine axial weichere und radial steifere zweite Ringscheibe fest mit dem Rotorträger verbunden ist, an der die erste Ringscheibe lösbar angeordnet ist, die mit der Kurbelwelle verbindbar ist. Bei dieser Erfindungsausgestaltung kommt also eine Zwei-Scheiben-Verbindung des Ro torträgers mit der Kurbelwelle zum Einsatz. Die am Rotorträger fest angeordnete, also im Rahmen der Montage nicht zu lösende zweite Ringscheibe ist auch hier eine axial weichere, radial steifere Ringscheibe, also eine Flexplatte oder Flexscheibe, die ihrer seits wiederum lösbar mit der ersten Ringscheibe verbunden ist. Im Rahmen der Mon tage kann nun diese erste Ringscheibe wiederum von dieser zweiten Ringscheibe ge löst werden und separat an der Kurbelwelle befestigt, also wiederum axial verschraubt werden. Im Rahmen der Montage der elektrischen Maschine wird nun die zweite, ro torträgerseitig fest angeordnete Ringscheibe an die erste kurbelwellenseitig fixierte Ringscheibe geführt, sodass diese beiden Ringscheiben nun axial von der anderen Seite her verschraubt werden können.

Beide Varianten umfassen jeweils eine axial weichere, radial steifere Ringscheibe, al so eine Flexplatte. Im Betrieb bewegt sich die Kurbelwelle zusätzlich zur Rotationsbe wegung mitunter geringfügig axial, was sich in einem Taumeln der Anschraubfläche der Ringscheibe an der Kurbelwelle äußert. Diese Bewegungen müssen von der Kopplung zum Rotor ausgeglichen werden. Dies ermöglicht nun mit besonderem Vor teil die weichere Ringscheibe respektive Flexplatte, insbesondere in Kombination mit dem geringfügig spielbehafteten Lager, über das der Rotorträger am anderen Ende am Maschinengehäuse drehgelagert ist. Hierüber ist es möglich, dass die Anordnung die Bewegung der Kurbelwelle ausgleichen bzw. ihr folgen kann. Das Spiel im Lager muss so ausgelegt sein, dass der Rotor sich in geringem Maß, entsprechend der axia len Kurbelwellenbewegung, bewegen kann, wobei es hierbei aber nicht zu einem Kon takt zwischen Rotor und Stator kommen darf. Zweckmäßig ist es hierbei, wenn der axiale Abstand zwischen der Kurbelwelle respektive der dortigen Verbindungsebene und der Wälzlagerung des Rotorträgers möglichst groß ist, damit die axialen Bewe gungen im Lager niedrig sind und das Lagerspiel nicht unnötig groß sein muss.

Die lösbare erste Ringscheibe ist zweckmäßigerweise über mehrere Schraubenver bindungen lösbar mit dem Rotorträger verbunden. Hierzu können am Rotorträger ent sprechende Gewindebohrungen ausgebildet sein, oder Bohrungen, in die Gewinde buchsen eingesetzt sind. Kommt eine Zwei-Scheiben-Lösung zum Einsatz, so ist zweckmäßigerweise die feste zweite Ringscheibe über mehrere Nietverbindungen fest mit dem Rotorträger verbunden, während die erste Ringscheibe über mehrere Schraubverbindungen lösbar mit der zweiten Ringscheibe verbunden ist. Auch hier können in der zweiten Ringscheibe, also der Flexscheibe, entweder Gewindebohrun gen vorgesehen sein, oder Bohrungen, in denen Gewindebuchsen vorgesehen sind. Zum Setzen der Nietverbindungen sind an dem Rotorträger sowie der zweiten Ring scheibe einfache Bohrungen zur Aufnahme der Nieten vorgesehen.

Der Rotorträger ist wie beschrieben beidseits angebunden. An der im Gehäuse lie genden Seite ist er über das Wälzlager, z.B. ein ein- oder mehrreihiges Kugellager oder zwei Schrägkugellager, gehäuseseitig fixiert bzw. gelagert. Auf der anderen, of fenen Seite ist die Verbindung zur Kurbelwelle vorgesehen. Um am Rotorträger diese beiden spezifischen Schnittstellen auszubilden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Rotorträger einen ersten zylindrischen Axialflansch aufweist, an dem ein ihn zum Maschinengehäuse lagerndes Wälzlager aufgenommen ist, an den sich ein radial nach außen laufender erster Radialflansch anschließt, an den sich ein zweiter zylind rischer Axialflansch anschließt, auf dem ein Rotorblechpaket sitzt, wobei sich entwe der an den zweiten Axialflansch ein radial nach außen laufender zweiter Radialflansch anschließt, an dem die Ringscheibe, sei es die lösbare Ringscheibe, sei es die feste Ringscheibe, befestigt ist. Es ist also eine entsprechende Stufengeometrie vorgese hen, die die entsprechenden Flansche ausbildet, um die Lagersitze für das Wälzlager sowie das Blechpaket wie auch die Verbindungsschnittstelle zur Ringscheibe zur Ver fügung zu stellen. Alternativ kann die Ringscheibe am ersten Radialflansch befestigt sein, d.h. , dass bei dieser Ausführungsform kein zweiter Radialflansch vorgesehen ist. Dabei kann zwischen dem Wälzlager und dem ersten Radialflansch ein Dichtelement angeordnet sein, das einen Spalt zwischen dem ersten Axialflansch und dem Maschi nengehäuse abdichtet. In diesem Fall würde das Wälzlager bei einer seriellen Anord nung zweier elektrischer Maschinen mit einem mit der zweiten elektrischen Maschine gekoppelten Getriebe im Nassraum des Getriebes angeordnet sein, also über dieses geschmiert werden, wohingegen das Dichtelement diesen Nassraum zum Maschinen raum der ersten elektrischen Maschine abdichtet. Alternativ ist es denkbar, dass das Wälzlager benachbart zum ersten Radialflansch angeordnet ist und das Dichtelement benachbart zum Wälzlager angeordnet ist und den Spalt zwischen dem ersten Axial flansch und dem Maschinengehäuse abdichtet. In diesem Fall befindet sich also das Wälzlager im Maschinenraum der ersten elektrischen Maschine, also im Trocken raum, der über das Dichtelement wiederum zum Nassraum des Getriebes abgedichtet ist. Das Wälzlager müsste in diesem Fall fettgefüllt sein. Bei dem Dichtelement han delt es sich beispielsweise um einen Radialwellendichtring oder ähnliches.

Weiterhin kann ein positionsfester, insbesondere am Maschinengehäuse angeordne ter Rotorlagensensor vorgesehen sein, dem eine am Rotorträger, insbesondere am ersten Radialflansch angeordnete Geberringscheibe zugeordnet ist. Der Rotorlagen sensor sowie die Geberscheibe bilden die Rotorlagensensoreinrichtung.

Neben der elektrischen Maschine selbst betrifft die Erfindung ferner eine elektrische Maschinenanordnung, umfassend eine erste elektrische Maschine der vorstehend be schriebenen Art, sowie eine zweite elektrische Maschine mit einem mit dieser an triebsgekoppelten Getriebe. Diese Maschinenanordnung ist eine serielle Anordnung umfassend zwei serielle elektrische Maschinen, von denen die erste elektrische Ma schine die erfindungsgemäß ausgestaltete Maschine ist, die über die entsprechende Schnittstellenanordnung mit der lösbaren Ringscheibe an der Kurbelwelle der Brenn kraftmaschine angeordnet ist. Diese elektrische Maschine wird über die Brennkraft maschinell als Generator angetrieben und liefert den für den Betrieb der zweiten elektrischen Maschine benötigten Strom, der natürlich auch in einer entsprechenden Speichereinrichtung gespeichert respektive gepuffert werden kann. Die zweite elektri sche Maschine ist mit dem Getriebe und über dieses mit einem anzutreibenden Rad oder einer anzutreibenden Achse oder dergleichen verbunden. Diese Maschinenano- rdnung ist eine kompakt gebaute, als ein Teil montierbare Einheit und kann in Folge der erfindungsgemäß vorgesehenen Ausgestaltung der ersten Maschine auf einfache Weise mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden werden. Bei der Ma schinenanordnung handelt es sich folglich um eine Antriebseinheit für einen Antriebs strang eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs. Eine solche Maschinenanordnung bzw. Antriebseinheit kann auch als Zwei-Elektromaschinen-Getriebe oder Hybrid- Getriebe bezeichnet werden und erlaubt eine besonders kompakte Ausführung eines Hybrid-Fahrzeugantriebsstrangs.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage einer elektrischen Ma schine wie vorstehend beschrieben oder der ersten elektrischen Maschine einer elektrischen Maschinenanordnung wie vorstehend beschrieben an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine. Hierbei wird erfindungsgemäß die erste Ringscheibe vom Rotorträger oder die zweite Ringscheibe von der ersten Ringscheibe gelöst und mit der Kurbelwelle verbunden, wonach die elektrische Maschine positioniert wird und der Rotorträger mit der ersten Ringscheibe oder die erste Ringscheibe mit der zweiten Ringscheibe verbunden wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnah me auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

Figur 1 eine Prinzipdarstellung einer elektrischen Maschine einer ersten Ausfüh rungsform, insbesondere als Teil einer Maschinenanordnung mit einer weiteren elektrischen Maschine und Getriebe, und

Figur 2 eine Prinzipdarstellung einer elektrischen Maschine einer zweiten Aus führungsform, insbesondere als Teil einer Maschinenanordnung mit ei ner weiteren elektrischen Maschine und Getriebe.

Figur 1 zeigt in einer Teilansicht eine erfindungsgemäße elektrische Maschine 1, um fassend ein Maschinengehäuse 2, in dem eine Stator-Rotor-Anordnung 3 vorgesehen ist. Diese umfasst einen positionsfest am Maschinengehäuse 2 angeordneten Stator 4, der gekühlt werden kann, wozu ein Kühlfluid in einem Kühlkanal 33 zirkulieren kann. Vorgesehen ist ferner ein Rotor 5, umfassend einen Rotorträger 6 sowie ein auf diesem angeordnetes Rotorblechpaket 7. Der Rotorträger 6 umfasst einen ersten zy lindrischen Axialflansch 8, der als Lagersitz für ein Wälzlager 9 dient, über das der Ro torträger 6 und mit ihm der gesamte Rotor 5 an einem entsprechenden Lagersitz 10 des Maschinengehäuses 2 drehgelagert ist. Über ein Dichtelement 11 , das zwischen dem Wälzlager 9 und einem an den ersten Axialflansch 8 anschließenden ersten Ra dialflansch 12 angeordnet ist, wird der Maschinenraum, in dem die Rotor-Stator- Anordnung 3 vorgesehen ist, gegenüber einem Nassraum 13, in dem ein hier nicht näher gezeigtes Getriebe, das mit der hier ebenfalls nicht näher gezeigten zweiten elektrischen Maschine gekoppelt ist, abgedichtet. Die elektrische Maschine 1 ist also Teil einer Maschinenanordnung bzw. Antriebseinheit für einen Antriebsstrang eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs und arbeitet als Generator, während die zweite elektrische Maschine als Elektromotor arbeitet und über das Getriebe antreibt.

Der sich radial erstreckende erste Radialflansch geht in einen sich axial erstreckenden zweiten Axialflansch 14 über, auf dem das Rotorblechpaket 7 sitzt. An diesen zweiten Axialflansch schließt sich nun ein radial nach außen abragender zweiter Radialflansch 15. Diesem Radialflansch 15 kommt die Funktion einer Schnittstelle zur Anbindung des Rotorträgers 6 an eine Kurbelwelle 16 einer Brennkraftmaschine zu. Hierzu weist der zweite Radialflansch 15 eine Mehrzahl an Gewindebohrungen 17 auf, die äqui distant um den Umfang verteilt angeordnet sind. Am zweiten Radialflansch 15 liegt ei ne (erste) Ringscheibe 18 an, die entsprechende Bohrungen 19 aufweist, über die die lösbare Befestigung dieser Ringscheibe 18 an dem zweiten Radialflansch 15 erfolgt. Dies geschieht mittels entsprechender Schraubverbindungen 20, die in die Gewinde bohrungen 17 eingeschraubt werden. Hierüber ist demzufolge eine lösbare Schnitt stelle gegeben, an der die Ringscheibe 18 von dem Rotorträger 6 gelöst werden kann.

Bei der Ringscheibe 18 handelt es sich um eine Flexplatte oder Flexscheibe, die eine gewisse Elastizität in Axialrichtung hat, jedoch in radialer Richtung demgegenüber steifer ist. Über diese quasi axial geringfügig elastische Ringscheibe 18 ist es möglich, etwaige Axialbewegungen der Kurbelwelle 16, die im Betrieb Vorkommen können, aufzufangen. Auch über ein etwaiges Spiel des Wälzlagers 9 können diese Axialbe- wegungen aufgefangen werden, ebenso wie geringfügige Radialbewegungen, die ebenfalls aus einer Kurbelwellenbewegung respektive einer Taumelbewegung der Ringscheibe 18 resultieren können.

Die Ringscheibe 18 ihrerseits ist über entsprechende Schraubverbindungen 21 lösbar axial an der Kurbelwelle 16 verschraubt, wobei hier auch eine Deckscheibe 22 zwi schengeschaltet werden kann. Das heißt, dass hier die zweite lösbare Schnittstelle der Ringscheibe 18 vorgesehen ist.

Im Rahmen der Montage der elektrischen Maschine 1 respektive der Maschinenano rdnung, Teil welcher sie sein kann, wird nach Komplettierung der elektrischen Ma schine 1 respektive der Maschinenanordnung seitens des Fahrzeugherstellers die Ringscheibe 18 von dem Rotorträger 6 gelöst, indem die Schraubverbindungen 20 ge löst werden. Anschließend wird die Ringscheibe 18 über die Schraubverbindungen 21 axial an der Kurbelwelle 16 verschraubt. Hiernach wird die elektrische Maschine 1 respektive die Maschinenanordnung positioniert, sodass der zweite Radialflansch 15 an der Ringscheibe 18 anliegt und die Bohrungen 19 mit den Gewindebohrungen 17 fluchten. Hierzu können an dem Rotorträger 6 Zentrierelemente wie z.B. Zentrierspit zen vorgesehen sein, die zur Zentrierung beim Aneinanderschieben in Zentrierlöcher an der Ringscheibe 18 eingreifen. Nun werden die Schraubverbindungen 20 ver schraubt, was ohne Probleme möglich ist, da diese entgegengesetzt zu den Schraub verbindungen 21 der Kurbelwellenbefestigung gesetzt werden. Wenngleich hier axial stehende Schraubverbindungen 20 gezeigt sind, können die Schrauben aber auch schräg oder bei entsprechender Ausgestaltung des Rotorträgers auch radial stehen, entsprechend den Bauraumbedingungen zur Brennkraftmaschine.

Die elektrische Maschine 1 weist des Weiteren eine Rotorlagensensoreinrichtung 23 auf, umfassend einen positionsfest, beispielsweise am Maschinengehäuse angeord neten Rotorlagensensor 24 sowie einen Geberring 25, der hier am ersten Radial flansch 12 angeordnet ist. Im Rahmen der Herstellung der elektrischen Maschine 1 werden sämtliche Maschinenkomponenten, also insbesondere die Rotor-Stator- Anordnung 3 sowie die Rotorlagensensoreinrichtungen 23 montiert. An dieser Anord nung ändert sich im Laufe der gesamten späteren Montage nichts mehr. Dies ermög- licht es, dass die Rotorlagensensoreinrichtung 23 bereits seitens des Herstellers der elektrischen Maschine eingelernt werden kann. Seitens des Fahrzeugherstellers, der die elektrische Maschine verbaut, ist leidglich noch die Verbindung zur Kurbelwelle vorzunehmen, sonst jedoch keine zusätzlichen Tätigkeiten.

Figur 2 zeigt eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen elektrischen Ma schine 1 , deren grundsätzlicher Aufbau ähnlich zu der aus Figur 1 ist. Lediglich der Rotorträger 6 sowie seine Verbindung zur Kurbelwelle 16 ist hier etwas anders ausge staltet.

Der Rotorträger 6 weist wiederum den ersten Axialflansch 8, den ersten Radialflansch 12 und den zweiten Axialflansch 14. An diesem ist im gezeigten Beispiel eine zweite Ringscheibe 26 im gezeigten Beispiel unlösbar befestigt, wozu entsprechende Niet verbindungen 27 vorgesehen sind, die entsprechende Bohrungen 28, 29 im Radial flansch 12 sowie in der zweiten Ringscheibe 26 durchgreifen. Diese zweite Ring scheibe 26 ist wiederum als Flexscheibe ausgeführt, also axial geringfügig weicher als radial, sodass hierüber problemlos etwaige axiale Kurbelwellenbewegungen abgefan gen werden können.

Zur Verbindung des Rotorträgers 6 mit der Kurbelwelle 16 dient nun eine erste Ring scheibe 28, die einerseits über Schraubverbindungen 34 mit der Kurbelwelle 16 axial verschraubt wird, und die andererseits über Schraubverbindungen 30 axial mit der zweiten Ringscheibe 26 verbunden wird. Die zweite Ringscheibe 26 weist hierzu wie derum entsprechende Gewindebohrungen 31 auf, in die die Schraubverbindungen 30 eingeschraubt werden. Diese Nietebene liegt radial weite außen als die Verschrau bungsebene der Ringscheibe 26 mit dem Radialflansch 12.

Im Rahmen der Montage wird hier die erste Ringscheibe 28 von der zweiten Ring scheibe 26, die wie ausgeführt fest und in diesem Fall im Rahmen der Montage un lösbar mit dem Rotorträger 6 verbunden ist, durch Lösen der Schraubverbindungen 30 gelöst. Als separates Teil wird die erste Ringscheibe 28 sodann axial an der Kurbel welle 16 über die Schraubverbindungen 34 verschraubt. Anschließend wird die elekt rische Maschine 1 positioniert, sodass der radiale äußere Randbereich der zweiten Ringscheibe 26 mit der ersten Ringscheibe 28 überlappt und die entsprechenden Bohrungen 32 mit den jeweiligen Gewindebohrungen 31 der zweiten Ringscheibe 26 überlappen. Anschließend werden die Schraubverbindungen 30 gesetzt, die auch hier axial von der anderen Seite, verglichen mit den Schraubverbindungen 29, einge- schraubt werden.

Damit ist auch bei dieser Ausgestaltung eine sehr einfache Montage möglich, insbe sondere ist wie ausgeführt der Rotor 5 selbst nicht mehr zu demontieren.

Bezuqszeichenliste

Maschine

Maschinengehäuse

Rotor-Stator-Anordnung

Stator

Rotor

Rotorträger

Rotorblechpaket

Axialflansch

Wälzlager

Lagersitz

Dichtelement

Radialflansch

Nassraum

Axialflansch

Radialflansch

Kurbelwelle

Gewindebohrung

Ringscheibe

Bohrung

Schraubverbindung

Deckscheibe

Rotorlagensensoreinrichtung

Rotorlagensensor

Geberringscheibe

Ringscheibe

Nietverbindung

Ringscheibe

Schraubverbindung

Gewindebohrung

Bohrungen 33 Kühlmittelkanal

34 Schraubverbindungen

Claims

Patentansprüche

1. Elektrische Maschine für einen Antriebsstrang eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, umfassend ein Maschinengehäuse (2) sowie einen darin aufge nommenen Rotor (5) mit einem Rotorträger (6) sowie Verbindungsmittel zum Verbinden des Rotorträgers (6) mit einer Kurbelwelle (16) einer Brennkraftma schine, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (6) sich axial von einer Getriebeseite zu einer Brennkraftmaschinenseite des Rotors (5) erstreckt, der Rotorträger (6) an dem getriebeseitigem axialen Ende des Rotors (5) am Maschinengehäuse (2) drehgelagert ist, die Verbindungsmittel zum Verbinden des Rotorträgers (6) mit der Kurbelwelle (16) am brennkraftmaschinenseitigen axialen Ende des Rotors (5) vorgesehen sind, und die am brennkraftmaschinenseitigen axialen Ende des Rotors (5) vorgese henen Verbindungsmittel wenigstens eine lösbar mit dem Rotorträger (6) kop pelbare erste Ringscheibe (18, 28) umfassen, über die der Rotorträger (6) mit der Kurbelwelle (16) verbindbar ist.

2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ring scheibe (18) axial weicher und radial steifer ist und lösbar am Rotorträger (6) an geordnet ist und direkt mit der Kurbelwelle (16) verbindbar ist.

3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine axial weichere, radial steifere zweite Ringscheibe (26) fest mit dem Rotorträger (6) verbunden ist, an der die erste Ringscheibe (28) lösbar angeordnet ist, die mit der Kurbelwelle (16) verbindbar ist.

4. Elektrische Maschine nach Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare erste Ringscheibe (18) über mehrere Schraubverbindungen (20) lös bar mit dem Rotorträger (6) befestigt ist, oder dass die feste zweite Ringscheibe (26) über mehrere Nietverbindungen (27) fest mit dem Rotorträger (6) verbunden ist und erste Ringscheibe (28) über mehrere Schraubverbindungen (30) lösbar mit der zweiten Ringscheibe (26) verbunden ist.

5. Elektrische Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der Rotorträger (6) einen ersten zylindrischen Axialflansch (8) aufweist, an dem ein ihn zum Maschinengehäuse (2) lagerndes Wälzlager (9) aufgenommen ist, an den sich ein radial nach außen laufender erster Radial flansch (12) anschließt, an den sich ein zylindrischer zweiter Axialflansch (14) anschließt, auf dem ein Rotorblechpaket (7) sitzt, wobei sich entweder an den zweiten Axialflansch (14) ein zweiter radial nach außen laufenderzweiter Radial flansch (15) anschließt, an dem die Ringscheibe (26) befestigt ist, oder wobei die Ringscheibe (26) am ersten Radialflansch (12) befestigt ist.

6. Elektrische Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass axial zwi schen dem Wälzlager (9) und dem ersten Radialflansch (12) ein Dichtelement (11) angeordnet ist, das einen Spalt zwischen dem ersten Axialflansch (8) und dem Maschinengehäuse (2) abdichtet, oder dass das Wälzlager (9) benachbart zum ersten Radialflansch (12) angeordnet ist und das Dichtelement (11) be nachbart zum Wälzlager (9) angeordnet ist und den Spalt zwischen dem ersten Axialflansch (8) und dem Maschinengehäuse (2) abdichtet.

7. Elektrische Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass ein positionsfester, insbesondere am Maschinengehäuse (2) angeordneter Rotorlagensensor (24) vorgesehen ist, dem eine am Rotorträger (6) angeordnete Geberringscheibe (25) zugeordnet ist.

8. Elektrische Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ge berringscheibe (25) am ersten Radialflansch (12) angeordnet ist.

9. Elektrische Maschinenanordnung, umfassend eine erste elektrische Maschine (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, sowie eine zweite elektrische Maschine mit einem mit dieser antriebsgekoppelten Getriebe.

10. Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine (1 ) nach einem der Ansprü che 1 bis 8 oder der ersten elektrischen Maschine (1) einer elektrischen Maschi nenanordnung nach Anspruch 9 an eine Kurbelwelle (16) einer Brennkraftma schine, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Ringscheibe (18, 28) vom Rotorträger (6) oder von einer zweiten Ringscheibe (26) gelöst wird, diese erste Ringscheibe (18, 28) mit der Kurbelwelle (16) verbunden wird, nach diesem Verbinden die elektrische Maschine (1) so positioniert wird, dass der zweite Radialflansch 15 an der Ringscheibe 18 anliegt, oder dass der radiale äußere Randbereich der zweiten Ringscheibe 26 mit der ersten Ringscheibe 28 überlappt und der Rotorträger (6) mit der ersten Ringscheibe (18) oder die zweite Ringscheibe (26) mit der ersten Ringscheibe (28) verbunden wird.