WO2023104249A1 - Elektrisches antriebssystem mit zwei antriebsmaschinen und gehäuseseitiger statorverschraubung - Google Patents

Elektrisches antriebssystem mit zwei antriebsmaschinen und gehäuseseitiger statorverschraubung Download PDF

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WO2023104249A1
WO2023104249A1 PCT/DE2022/100930 DE2022100930W WO2023104249A1 WO 2023104249 A1 WO2023104249 A1 WO 2023104249A1 DE 2022100930 W DE2022100930 W DE 2022100930W WO 2023104249 A1 WO2023104249 A1 WO 2023104249A1
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WO
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stator
drive
screws
drive system
housing
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PCT/DE2022/100930
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Inventor
Philipp Mattes
Vitali Reh
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
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    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/182—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to stators axially facing the rotor, i.e. with axial or conical air gap
    • H—ELECTRICITY
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    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos

Definitions

  • the invention relates to an electric drive system for a motor vehicle, preferably for a purely electrically powered motor vehicle or a hybrid motor vehicle.
  • twin systems are generally already known from the prior art, with a separate drive machine being used for each output shaft.
  • the respective output shaft is further connected as directly as possible to a driven wheel of the motor vehicle.
  • the usually two drive machines are preferably arranged coaxially to one another and axially next to one another in order to save space.
  • the advantage of these drive systems is the active control of an individual speed or torque distribution for each wheel of the motor vehicle.
  • Claim 1 claims an electric drive system for a motor vehicle, which drive system has two electric drive machines arranged coaxially to one another.
  • a stator of each drive machine is also provided both with a bearing plate that supports a rotor so that it can rotate relative to the stator, and with a bearing plate connected to a system chassis.
  • a plurality of first screws fastening the stator to the end shield are screwed in axially oppositely to a plurality of second screws fastening the stator and the bearing shield to the system housing.
  • the respective electric drive machine can be installed easily even with a compact axial structure.
  • the drive system can thus be reliably installed with common tools and in as few steps as possible.
  • each drive machine is designed as an axial flow machine.
  • the drive system is thus designed to be compact, particularly in the axial direction.
  • first screws and second screws distributed in the circumferential direction are arranged on a common pitch circle (that is, a common diameter), the assembling process is further simplified. It is advantageous if the center axes of the first screws and second screws intersect the common pitch circle or at least partially cover the pitch circle with their cross-sectional areas.
  • the head area of the first screws rests on a side of the stator that is axially remote from the bearing plate. This means that the first screws are attached to save space.
  • the second screws rest directly on the bearing plate, namely preferably on a side of the bearing plate that is axially remote from the stator.
  • each first screw contained within a recess of the system case, the screws are cleverly nested with the system case.
  • stator is clamped (axially clamped/compressed) between the end shield and the system housing by means of the first screws and the second screws. As a result, the stator is accommodated as stably as possible.
  • the drive machines are each connected to one of two output shafts running axially opposite to one another, preferably with the interposition of a gearbox.
  • the entire drive system is designed to save as much space as possible.
  • the stators of both drive machines are preferably fastened to the (common) system housing, which is made of one piece of material.
  • a stator-housing screw connection (by means of first and second screws) is realized in an electric twin drive system with two axial flux motors/axial flux machines.
  • One advantage is an all-round narrower division of the connections between the end shield and stator, since the stator is screwed directly into the end shield on the one hand (using the first screws), from the other side the screw connection (second screws) takes place through the end shield and stator in the system housing and both are jammed.
  • Fig. 1 is a side view of a peripheral portion of a first
  • FIG. 2 shows a side view of a further peripheral area of the first drive machine according to FIG. 1, which also illustrates a system housing connected to the stator and the bearing plate,
  • FIG. 3 shows a schematic longitudinal sectional representation of a drive system according to the invention, having two drive machines according to FIGS. 1 and 2,
  • Fig. 4 is a simplified longitudinal sectional view of the first drive machine to illustrate its further structure
  • FIG. 5 shows an interior view of the system housing connected to the stator and the end shield in FIG.
  • FIG. 3 shows an overall structure of an electric drive system 1 according to the invention, having two drive machines 2a, 2b. Due to its two drive machines 2a, 2b, the drive system 1 is also referred to as a so-called double/twin drive system.
  • the drive system 1 serves in operation to drive two wheels of a purely electrically or hybrid motor vehicle.
  • the two drive machines 2a, 2b are each operatively connected to one of two output shafts 13a, 13b running axially away from one another.
  • a first drive machine 2a is rotationally coupled to a first output shaft 13a, with the interposition of a first transmission 16a.
  • a second drive machine 2b is connected in a rotationally fixed manner to a second output shaft 13b, with the interposition of a second gear 16b.
  • An inverter unit 17a, 17b for each drive machine 2a, 2b for controlling the respective drive machine 2a, 2b can also be seen in FIG.
  • the two drive machines 2a, 2b are constructed and function identically/the same way.
  • the two drive machines 2a, 2b are only arranged mirror-inverted to one another.
  • the two drive machines 2a, 2b arranged on a common axis of rotation 18, ie coaxially with one another, are explained below using the first drive machine 2a as an example.
  • the directional information used in the present case relates axially, radially and in the circumferential direction to the central axis of rotation 18 of the drive machines 2a, 2b.
  • the axial/axial direction is therefore a direction along/parallel to the axis of rotation 18, the radial/radial direction is a direction perpendicular to the axis of rotation 18 and the circumferential direction is a direction along a circle running concentrically to the axis of rotation 18.
  • the more detailed structure of the first drive machine 2a is shown in connection with FIG.
  • the first drive machine 2a is designed as an axial flow machine.
  • a disk-shaped stator 3 is surrounded axially on both sides by a rotor segment 19a, 19b of a rotor 4.
  • the rotor segments 19a, 19b are also essentially disc-shaped and radially cover the stator 3 from an axial side.
  • a first rotor segment 19a is arranged on a first axial side 11a of the stator 3, while a second rotor segment 19 is arranged on a second axial side 11b of the stator 3, facing away from the first axial side 11a.
  • the rotor 4 is further connected as a whole to a rotor shaft 20, which rotor shaft 20 is connected to the first gear 16a on the input side.
  • the first transmission 16a is connected to the first output shaft 13a on the output side.
  • the rotor 4 is supported/mounted by means of a bearing plate 5 so that it can rotate relative to the stator 3 .
  • the bearing plate 5 is fixed to the housing, that is to say it is further connected to a system housing 6 of the drive system 1 .
  • the system housing 6 is preferably supported fixed to the vehicle frame during operation.
  • the two electric drive machines 2a, 2b are preferably connected to a common system housing 6, which system housing is preferably designed in one piece/one piece of material.
  • That location plate 5 is also shown in Figs. 1 and 2 at least partially visible.
  • Several first screws 7 distributed in the circumferential direction are used to fasten the stator 3 to the bearing plate 5.
  • Each first screw 7 rests with its head area 10 on the side of the stator 3 that is axially remote from the bearing plate 5 (second axial side 11b) of the stator 3.
  • the first screws 7 are also screwed/screwed directly into the end shield 5 with their threaded area, which is not shown here for the sake of clarity.
  • the stator 3 is screwed/fastened axially to the end shield 5 via the first screws 7 .
  • second screws 8 distributed in the circumferential direction, which are used to attach/fasten the subassembly made up of the stator 3 and the end shield 5 to the system housing 6 .
  • Every second screw 8 has a head area 21, which can also be seen clearly in FIG Bearing shield 5 is supported.
  • the second screw 8 is in turn screwed into the system housing 6 with a threaded area 22 .
  • the system housing 6 forms a substantially ring-shaped peripheral contact surface 23 which is supported flat axially/at the end face on the stator 3 . After appropriate fastening of the first and second screws 7, 8, the stator 3 is thus clamped in the axial direction between the bearing plate 5 and the system housing 6.
  • the contact surface 23 of the system housing 6 in the contact plane 14 which can be seen clearly in FIG Having fluid supply and discharge.
  • the holes for the first screws 7 and second screws 8 are identified here directly with the reference numbers of the first screws 7 and second screws 8 assigned to them/penetrating them.
  • the fluid transfer point 15 in the form of two through holes penetrates the contact plane 14 or runs in this contact plane 14.
  • first screws 7 and the second screws 8 are arranged on a common reference circle 9, ie on a common diameter.
  • the first screws 7 and the second screws 8 are arranged with their center axis exactly on this pitch circle 9, i.e. their imaginary center axis (runs parallel to the axis of rotation 18) intersects the pitch circle 9.
  • the first screws 7 and the second screws 8 are also slightly offset from one another in the radial direction.
  • the first screws 7 with their head area 10 are located in a recess 12 of the system housing 6 are arranged.
  • the head area 10 of the first screw 7 lies directly in the contact plane 14 in the fully assembled state.
  • the implementation according to the invention enables a simplified production of a pre-testable, tradable and space-optimized unit (drive system 1) for the axial flow machine 2a, 2b in a twin E-axle with improved assembly capability.
  • the stator 3 of the axial flow machine 2a, 2b is connected (via the first screws 7) to the end shield 5 (corresponds to a housing component) in an assembly step which precedes the system integration in the overall system, which also supports the bearing (of the rotor 4). This results in a pre-testable unit if it can map the relevant functions.
  • the system integration of this unit into the system is ideally done by means of a screw (by second screws 8), which adds both the end shield 5 and the stator 3 together in the system housing 6.
  • the screw connection of this unit is as ideal as possible in terms of installation space if the pitch circle 9 is as similar as possible to that of the screw connection between the stator 3 and the end shield 5 (i.e. the first screw 7) and the screw connection of the unit in the system housing 6 (i.e. the second screw 8), ideally identical.
  • connection is an all-round narrower division of the connections between the end shield 5 and stator 3, since the stator 3 is screwed directly into the end shield 5 on the one hand, and the screw connection through the end shield 5 and stator 3 into the system housing 6 takes place from the other side and both are jammed.
  • stator 3 and end shield 5 and between the end shield 5, stator 3 and system housing 6 is preferably on a similar, ideally identical, pitch circle 9.
  • the system housing 6 has corresponding recesses (hollow 12) so that the screw heads (head areas 10) of the screw connection between the stator 3 and the end shield 5 can be integrated without taking up any space.
  • Reference sign list drive system a first drive machine b second drive machine stator rotor end shield system housing first screw second screw pitch circle 0 head area of the first screw 1 a first side of the stator 1 b second side of the stator 2 cavity 3a first output shaft 3b second output shaft 4 system level 5 fluid transfer point 6a first gear 6b second gear 7a first inverter unit 7b second inverter unit 8 axis of rotation 9a first rotor segment 9b second rotor segment 0 rotor shaft 1 head area of the second screw 2 thread area of the second screw 3 contact surface

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem (1) für ein Kraftfahrzeug, mit zwei koaxial zueinander angeordneten elektrischen Antriebsmaschinen (2a, 2b), wobei ein Stator (3) jeder Antriebsmaschine (2a, 2b) sowohl mit einem einen Rotor (4) relativ zu dem Stator (3) verdrehbar lagernden Lagerschild (5) als auch mit einem Systemgehäuse (6) verbunden ist, und wobei mehrere, den Stator (3) an dem Lagerschild (5) befestigende, erste Schrauben (7) axial entgegengesetzt zu mehreren, den Stator (3) und das Lagerschild (5) an dem Systemgehäuse (6) befestigenden, zweiten Schrauben (8) eingeschraubt sind.

Description

Elektrisches Antriebssystem mit zwei Antriebsmaschinen und qehäuseseitiqer Statorverschraubunq
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise für ein rein elektrisch angetriebenes oder ein hybridisch angetriebenes Kraftfahrzeug.
Aus dem Stand der Technik sind allgemein bereits so genannte Twin-Systeme bekannt, wobei je Abtriebswelle eine eigene Antriebsmaschine eingesetzt ist. Die jeweilige Abtriebswelle ist möglichst direkt mit einem angetriebenen Rad des Kraftfahrzeuges weiter verbunden. Die zumeist zwei Antriebsmaschinen werden zur platzsparenden Unterbringung bevorzugt koaxial zueinander und axial nebeneinander angeordnet. Der Vorteil dieser Antriebssysteme besteht in der aktiven Steuerung einer individuellen Drehzahl- bzw. Drehmomentenverteilung je Rad des Kraftfahrzeuges.
Generell hat es sich in diesem Zusammenhang als problematisch herausgestellt, dass die Zugänglichkeit zu den Verschraubungen der Antriebsmaschinen während der Montage stark eingeschränkt sein kann. Insbesondere bei axial einzubringenden Verschraubungen der Statoren der Antriebsmaschinen kann es zu Bauteilkollisionen mit Gehäusebereichen kommen. Als Folge ist die Montagezeit relativ lange bzw. es sind relativ komplexe Werkzeuge vorzusehen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein möglichst kompaktes elektrisches Antriebssystem mit zwei axial nebeneinander angeordneten Antriebsmaschinen zur Verfügung zu stellen, deren Montage vereinfacht wird.
Dies wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Mit Anspruch 1 ist ein elektrisches Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug beansprucht, welches Antriebssystem zwei koaxial zueinander angeordnete elektrische Antriebsmaschinen aufweist. Ein Stator jeder Antriebsmaschine ist ferner sowohl mit einem einen Rotor relativ zum Stator verdrehbar lagernden Lagerschild als auch mit einem Systemgehäuse verbunden. Hierbei und sind mehrere, den Stator an dem Lagerschild befestigende, erste Schrauben axial entgegengesetzt / entgegengerichtet zu mehreren, den Stator und das Lagerschild an dem Systemgehäuse befestigenden, zweiten Schrauben eingeschraubt.
Durch diese entgegengesetzte Ausrichtung der ersten Schrauben zu den zweiten Schrauben kann die jeweilige elektrische Antriebsmaschine auch bei einem kompakten axialen Aufbau einfach montiert werden. Das Antriebssystem lässt sich somit mit gängigen Werkzeugen sowie in möglichst wenigen Schritten verlässlich montieren.
Weitergehende vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Demnach ist es auch von Vorteil, wenn jede Antriebsmaschine als eine Axialflussmaschine ausgebildet ist. Damit wird das Antriebssystem insbesondere in axialer Richtung kompakt ausgebildet.
Sind die in Umfangsrichtung verteilten ersten Schrauben und zweiten Schrauben auf einem gemeinsamen Teilkreis (das heißt einem gemeinsamen Durchmesser) angeordnet, wird der Montagevorgang weiter vereinfacht. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die ersten Schrauben und zweiten Schrauben mit ihren Mittelachsen den gemeinsamen Teilkreis schneiden oder mit ihren Querschnittsbereichen den Teilkreis zumindest teilweise überdecken.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn die ersten Schrauben mit ihrem Kopfbereich an einem dem Lagerschild axial abgewandten Seite des Stators aufliegen. Damit sind die ersten Schrauben platzsparend angebracht. Diesbezüglich ist es ebenfalls zweckmäßig, wenn die zweiten Schrauben direkt an dem Lagerschild aufliegen, nämlich vorzugsweise auf einer dem Stator axial abgewandten Seite des Lagerschildes.
Ist ein Kopfbereich jeder ersten Schraube innerhalb einer Kuhle des Systemgehäuses aufgenommen, werden die Schrauben geschickt mit dem Systemgehäuse verschachtelt.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Kopfbereiche der ersten Schrauben in einer gemeinsamen Anlageebene an dem Stator anliegen, wobei eine Fluidübergabestelle in der Anlageebene liegt oder diese durchläuft. Dadurch werden zusätzliche Funktionen geschickt bauraumsparend integriert.
Zweckmäßig ist es zudem, wenn der Stator mittels der ersten Schrauben und der zweiten Schrauben axial zwischen dem Lagerschild und dem Systemgehäuse eingeklemmt (axial eingespannt / komprimiert) ist. Dadurch ist der Stator möglichst stabil aufgenommen.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Antriebsmaschinen, vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Getriebes, jeweils mit einer von zwei axial entgegengesetzt zueinander verlaufenden Abtriebswellen verbunden sind. Dadurch ist das gesamte Antriebssystem möglichst bauraumsparend ausgebildet.
Bevorzugt sind die Statoren beider Antriebsmaschinen an dem (gemeinsamen) stoffeinteilig ausgebildeten Systemgehäuse befestigt.
Mit anderen Worten ausgedrückt ist somit erfindungsgemäß eine Stator-Gehäuse- Verschraubung (mittels erster und zweiter Schrauben) in einem elektrischen Twin- Antriebssystem mit zwei Axialflussmotoren / Axialflussmaschinen realisiert. Ein Vorteil ist eine umlaufend engere Teilung der Anbindungen zwischen Lagerschild und Stator, da der Stator einerseits in das Lagerschild direkt verschraubt wird (mittels erster Schrauben), von der anderen Seite die Verschraubung (zweite Schrauben) durch Lagerschild und Stator im Systemgehäuse erfolgt und beide verklemmt.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitendarstellung eines Umfangsbereiches einer ersten
Antriebsmaschine eines erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystems nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei mehrere (erste und zweite) Schrauben, die der Befestigung eines Stators und eines Lagerschildes der Antriebsmaschine dienen, zu erkennen sind,
Fig. 2 eine Seitendarstellung eines weiteren Umfangsbereiches der ersten Antriebsmaschine nach Fig. 1 , womit auch ein mit dem Stator und dem Lagerschild verbundenes Systemgehäuse veranschaulicht ist,
Fig. 3 eine schematische Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen, zwei Antriebsmaschinen nach den Figuren 1 und 2 aufweisenden Antriebssystems,
Fig. 4 eine vereinfachte Längsschnittdarstellung der ersten Antriebsmaschine zur Veranschaulichung ihres weiteren Aufbaus, sowie
Fig. 5 eine Innenansicht des in Fig. 2 mit dem Stator und dem Lagerschild verbundenen Systemgehäuses, sodass eine Anlageebene, wie sie an dem Stator unmittelbar abgestützt ist, gesamtheitlich zu erkennen ist.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Mit Fig. 3 ist zunächst ein Gesamtaufbau eines erfindungsgemäßen elektrischen Antriebssystems 1 aufweisend zwei Antriebsmaschinen 2a, 2b übersichtlich gezeigt. Das Antriebssystem 1 ist aufgrund seiner beiden Antriebsmaschinen 2a, 2b auch als so genanntes Doppel- / Twin-Antriebssystem bezeichnet. Das Antriebssystem 1 dient im Betrieb zum Antrieb zweier Räder eines reinelektrisch oder hybridisch angetriebenen Kraftfahrzeuges.
Die beiden Antriebsmaschinen 2a, 2b sind mit jeweils einer von zwei axial voneinander weg verlaufenden Abtriebswellen 13a, 13b wirkverbunden. Eine erste Antriebsmaschine 2a ist, unter Zwischenschaltung eines ersten Getriebes 16a, mit einer ersten Abtriebswelle 13a rotatorisch gekoppelt. Eine zweite Antriebsmaschine 2b ist, unter Zwischenschaltung eines zweiten Getriebes 16b, mit einer zweiten Abtriebswelle 13b drehfest verbunden. Auch ist in Fig. 3 eine Invertereinheit 17a, 17b je Antriebsmaschine 2a, 2b zur Ansteuerung der jeweiligen Antriebsmaschine 2a, 2b zu erkennen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die beiden Antriebsmaschinen 2a, 2b identisch / gleich aufgebaut sind und funktionieren. Die beiden Antriebsmaschinen 2a, 2b sind lediglich spiegelverkehrt zueinander angeordnet. Die beiden auf einer gemeinsamen Drehachse 18, das heißt koaxial zueinander, angeordneten Antriebsmaschinen 2a, 2b sind nachfolgend der Kürze wegen exemplarisch anhand der ersten Antriebsmaschine 2a erläutert.
Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass die gegenständlich verwendeten Richtungsangaben axial, radial und in Umfangsrichtung auf die zentrale Drehachse 18 der Antriebsmaschinen 2a, 2b bezogen sind. Unter axial / axialer Richtung ist somit eine Richtung entlang / parallel zu der Drehachse 18, unter radial / radialer Richtung eine Richtung senkrecht zu der Drehachse 18 und unter Umfangsrichtung eine Richtung entlang einer konzentrisch zu der Drehachse 18 umlaufenden Kreislinie zu verstehen.
In Verbindung mit Fig. 4 ist der nähere Aufbau der ersten Antriebsmaschine 2a gezeigt. Die erste Antriebsmaschine 2a ist als eine Axialflussmaschine ausgebildet. Ein scheibenförmiger Stator 3 ist axial beidseitig von einem Rotorsegment 19a, 19b eines Rotors 4 umgeben. Die Rotorsegmente 19a, 19b sind ebenfalls im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet und überdecken den Stator 3 von einer axialen Seite her radial. Ein erstes Rotorsegment 19a ist zu einer ersten axialen Seite 11a des Stators 3 angeordnet, während ein zweites Rotorsegment 19 zu einer, der ersten axialen Seite 11a abgewandten, zweiten axialen Seite 11 b des Stators 3 angeordnet ist. Der Rotor 4 ist gesamtheitlich mit einer Rotorwelle 20 weiter verbunden, welche Rotorwelle 20 mit dem ersten Getriebe 16a eingangsseitig verbunden ist. Ausgangsseitig ist das erste Getriebe 16a, wie bereits erwähnt, mit den ersten Abtriebswelle 13a verbunden.
In Fig. 4 ist auch zu erkennen, dass der Rotor 4 mittels eines Lagerschildes 5 relativ zu dem Stator 3 verdrehbar abgestützt / gelagert ist. Das Lagerschild 5 ist in einem fertig montierten Zustand des Antriebssystems 1 gehäusefest, das heißt mit einem Systemgehäuse 6 des Antriebssystems 1 weiter verbunden. Das Systemgehäuse 6 ist bevorzugt im Betrieb fahrzeugrahmenfest abgestützt. Es sei darauf hingewiesen, dass die beiden elektrischen Antriebsmaschinen 2a, 2b vorzugsweise mit einem gemeinsamen Systemgehäuse 6 verbunden sind, welches Systemgehäuse vorzugsweise einteilig / stoffeinteilig ausgeführt ist.
Jenes Lageschild 5 ist auch in den Fign. 1 und 2 zumindest teilweise zu erkennen. Mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete erste Schrauben 7 dienen zur Befestigung des Stators 3 an dem Lagerschild 5. Jede erste Schraube 7 liegt mit ihrem Kopfbereich 10 auf der dem Lagerschild 5 axial abgewandten Seite (zweite axiale Seite 11 b) des Stators 3 flächig auf. Die ersten Schrauben 7 sind zudem mit ihrem, hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestellten Gewindebereich unmittelbar in dem Lagerschild 5 verschraubt / eingeschraubt. Dadurch ist der Stator 3 axial über die ersten Schrauben 7 an dem Lagerschild 5 angeschraubt / befestigt.
Ferner sind mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete zweite Schrauben 8 vorhanden, die dazu dienen, den Teilzusammenbau aus Stator 3 und Lagerschild 5 an dem Systemgehäuse 6 anzubringen / zu befestigen. Jede zweite Schraube 8 weist einen in Fig. 1 ebenfalls gut zu erkennenden Kopfbereich 21 auf, der axial an dem Lagerschild 5 abgestützt ist. Mit einem Gewindebereich 22 ist die zweite Schraube 8 wiederum in das Systemgehäuse 6 eingeschraubt.
In Verbindung mit den Fign. 2 und 5 ist weiterhin zu erkennen, dass das Systemgehäuse 6 eine im Wesentlichen ringförmig umlaufende Anlagefläche 23 ausbildet, die flächig axial / stirnseitig an dem Stator 3 abgestützt ist. Nach einer entsprechenden Befestigung der ersten und zweiten Schrauben 7, 8 ist somit der Stator 3 in axialer Richtung zwischen dem Lagerschild 5 und dem Systemgehäuse 6 eingeklemmt.
Des Weiteren ist zu erkennen, dass die Anlagefläche 23 des Systemgehäuses 6 in der in Fig. 5 gut zu erkennenden Anlageebene 14 betrachtet sowohl entsprechende Durchgänge / Löcher für die ersten Schrauben 7 und zweiten Schrauben 8 aufweist, als auch eine Fluidübergabestelle 15, sprich Kanäle zur Fluidzuleitung und -ableitung aufweist. Die Löcher für die ersten Schrauben 7 und zweiten Schrauben 8 sind hierbei unmittelbar mit den Bezugszeichen der ihnen zugeordneten / sie durchdringenden ersten Schrauben 7 und zweiten Schrauben 8 gekennzeichnet. Die Fluidübergabestelle 15 in Form zweier Durchgangslöcher durchdringt die Anlageebene 14 bzw. verläuft in dieser Anlageebene 14.
Es ist auch gezeigt, dass die ersten Schrauben 7 und die zweiten Schrauben 8 auf einem gemeinsamen Teilkreis 9, das heißt auf einem gemeinsamen Durchmesser, angeordnet sind. In dieser Ausführung sind die ersten Schrauben 7 und die zweiten Schrauben 8 gar mit ihrer Mittelachse exakt auf diesem Teilkreis 9 angeordnet, d.h. schneiden mit ihrer gedachten Mittelachse (verläuft parallel zur Drehachse 18) den Teilkreis 9. Es ist prinzipiell möglich, dass bei weiteren Ausführungen die ersten Schrauben 7 und die zweiten Schrauben 8 auch leicht in radialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind.
Unter Zusammenschau der Fign. 2 und 5 ist auch zu erkennen, dass die ersten Schrauben 7 mit ihrem Kopfbereich 10 in einer Kuhle 12 des Systemgehäuses 6 angeordnet sind. Der Kopfbereich 10 der ersten Schraube 7 liegt im fertig montierten Zustand unmittelbar in der Anlageebene 14.
Mit anderen Worten ausgedrückt, wird durch die erfindungsgemäße Umsetzung eine vereinfachte Herstellung einer vorprüfbaren, handelbaren und bauraumoptimierten Einheit (Antriebssystem 1 ) für die Axialflussmaschine 2a, 2b in einer Twin E-Achse mit verbesserter Montierbarkeit ermöglicht. Der Stator 3 der Axialflussmaschine 2a, 2b wird in einem Montageschritt, welcher der System integration im Gesamtsystem vorgelagert ist, (über erste Schrauben 7) mit dem Lagerschild 5 (entspricht einem Gehäusebauteil) verbunden, welches ebenfalls die Lagerung (des Rotors 4) abstützt. Daraus ergibt sich eine vorprüfbare Einheit, wenn diese die relevanten Funktionen abbilden kann. Die System integration dieser Einheit in das System erfolgt idealerweise mittels einer Verschraubung (durch zweite Schrauben 8), die sowohl das Lagerschild 5, als auch den Stator 3 zusammen in das Systemgehäuse 6 fügt. Die Verschraubung dieser Einheit ist dann möglichst bauraumideal, wenn der Teilkreis 9 der der Verschraubung zwischen dem Stator 3 und dem Lagerschild 5 (d.h. der ersten Schrauben 7) sowie die Verschraubung der Einheit in das Systemgehäuse 6 (d.h. der zweiten Schrauben 8) möglichst ähnlich, idealerweise identisch, sind. Vorteil der Verbindung ist eine umlaufend engere Teilung der Anbindungen zwischen Lagerschild 5 und Stator 3, da der Stator 3 einerseits in das Lagerschild 5 direkt verschraubt wird, von der anderen Seite die Verschraubung durch Lagerschild 5 und Stator 3 ins Systemgehäuse 6 erfolgt und beide verklemmt.
Dadurch ist ein elektrischer Antrieb (Antriebssystem 1 ) für ein Fahrzeug vorgesehen, mit mindestens zwei elektrischen Antriebsmaschinen 2a, 2b mit einer Anbindung der Statoren 3 über eine umlaufende Verschraubung, welche das Lagerschild 5 (=Gehäusebauteil zur Aufnahme der Rotorlagerung) zusammen mit dem Stator 3 an ein Systemgehäuse 6 verbindet, wobei eine Verschraubung (erste Schrauben 7) zwischen Stator 3 und Lagerschild 5 und eine Verschraubung (zweite Schrauben 8) zwischen Lagerschild 5, Stator 3 und Systemgehäuse 6 den Motor / die Axialflussmaschine 2a, 2b fixiert. Weiter bevorzugt erfolgen die Verschraubungen zwischen Stator 3 und Lagerschild 5 einerseits und zwischen Lagerschild 5, Stator 3 und Systemgehäuse 6 andererseits in unterschiedliche Richtungen.
Bevorzugt liegt die Verschraubung zwischen Stator 3 und Lagerschild 5 und zwischen Lagerschild 5, Stator 3 und Systemgehäuse 6 auf einem ähnlichen, idealerweise identischen, Teilkreis 9.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Anlagefläche der Verschraubung zwischen Lagerschild 5, Stator 3 und Systemgehäuse 6 und optional weitere Features, wie eine Fluidübergabestelle für die Kühlung/Schmierung, auf einer Ebene (Anlageebene 14) liegen.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn das Systemgehäuse 6 entsprechende Aussparungen (Kuhle 12) aufweist, sodass die Schraubenköpfe (Kopfbereiche 10) der Verschraubung zwischen Stator 3 und Lagerschild 5 bauraumneutral integriert werden können.
Bezuqszeichenliste Antriebssystem a erste Antriebsmaschine b zweite Antriebsmaschine Stator Rotor Lagerschild Systemgehäuse erste Schraube zweite Schraube Teilkreis 0 Kopfbereich der ersten Schraube I a erste Seite des Stators 1 b zweite Seite des Stators 2 Kuhle 3a erste Abtriebswelle 3b zweite Abtriebswelle 4 Anlageebene 5 Fluidübergabestelle 6a erstes Getriebe 6b zweites Getriebe 7a erste Invertereinheit 7b zweite Invertereinheit 8 Drehachse 9a erstes Rotorsegment 9b zweites Rotorsegment 0 Rotorwelle 1 Kopfbereich der zweiten Schraube 2 Gewindebereich der zweiten Schraube 3 Anlagefläche

Claims

Patentansprüche Elektrisches Antriebssystem (1 ) für ein Kraftfahrzeug, mit zwei koaxial zueinander angeordneten elektrischen Antriebsmaschinen (2a, 2b), wobei ein Stator (3) jeder Antriebsmaschine (2a, 2b) sowohl mit einem einen Rotor (4) relativ zu dem Stator (3) verdrehbar lagernden Lagerschild (5) als auch mit einem Systemgehäuse (6) verbunden ist, und wobei mehrere, den Stator (3) an dem Lagerschild (5) befestigende, erste Schrauben (7) axial entgegengesetzt zu mehreren, den Stator (3) und das Lagerschild (5) an dem Systemgehäuse (6) befestigenden, zweiten Schrauben (8) eingeschraubt sind. Antriebssystem (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jede Antriebsmaschine (2a, 2b) als eine Axialflussmaschine ausgebildet ist. Antriebssystem (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung verteilten ersten Schrauben (7) und zweiten Schrauben (8) auf einem gemeinsamen Teilkreis (9) angeordnet sind. Antriebssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Schrauben (7) mit ihrem Kopfbereich (10) an einer dem Lagerschild (5) axial abgewandten Seite (11 b) des Stators (3) aufliegen. Antriebssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Schrauben (8) direkt an dem Lagerschild (5) aufliegen. Antriebssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kopfbereich (10) jeder ersten Schraube (7) innerhalb einer Kuhle (12) des Systemgehäuses (6) aufgenommen ist. Antriebssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfbereiche (10) der ersten Schrauben (7) in einer gemeinsamen Anlageebene (14) an dem Stator (3) anliegen, wobei eine Fluidübergabestelle (15) in der Anlageebene (14) liegt oder diese durchläuft. Antriebssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (3) mittels der ersten Schrauben (7) und der zweiten Schrauben (8) axial zwischen dem Lagerschild (5) und dem Systemgehäuse (6) eingeklemmt ist. Antriebssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmaschinen (2a, 2b) jeweils mit einer von zwei axial entgegengesetzt zueinander verlaufenden Abtriebswellen (13a, 13b) verbunden sind. Antriebssystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Statoren (3) beider Antriebsmaschinen (2a, 2b) an dem stoffeinteilig ausgebildeten Systemgehäuse (6) befestigt sind.
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