WO2024068156A1 - Traction drive with slip ring assembly, and motor vehicle - Google Patents

Traction drive with slip ring assembly, and motor vehicle Download PDF

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WO2024068156A1
WO2024068156A1 PCT/EP2023/073547 EP2023073547W WO2024068156A1 WO 2024068156 A1 WO2024068156 A1 WO 2024068156A1 EP 2023073547 W EP2023073547 W EP 2023073547W WO 2024068156 A1 WO2024068156 A1 WO 2024068156A1
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WO
WIPO (PCT)
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section
rotor shaft
shaft section
slip ring
traction drive
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/073547
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Nils Krone
Tomislav MARINA
Original Assignee
Vitesco Technologies Germany Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies Germany Gmbh filed Critical Vitesco Technologies Germany Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/003—Structural associations of slip-rings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears

Definitions

  • the invention relates to a traction drive for an at least partially electrically driven motor vehicle, wherein the traction drive has at least one shaft with a rotor shaft section and a transmission shaft section, a slip ring arrangement being arranged on the transmission shaft.
  • the slip ring arrangement is electrically conductively connected to the contacting module via a connecting element.
  • the invention also relates to a motor vehicle with the traction drive according to the invention.
  • Electric machines of a drive device for a motor vehicle are generally known.
  • DE 10 2012 201 644 A1 describes such an electric machine.
  • This has a rotor designed as a claw pole rotor, which comprises a rotor shaft.
  • the rotor shaft has a coupling means at one end for connection to a transmission.
  • a slip ring device is arranged on an end of the rotor shaft opposite the coupling means.
  • the slip ring arrangement is designed to supply current to the rotor or the rotor winding of the rotor.
  • the disadvantage of the known drive devices is that the installation space on the side of the electrical machine is limited. Rather, the aim is to use the installation space of the electrical machine by using longer active components, such as a longer rotor and a longer stator, in order to increase the performance of the electrical machine.
  • One object of the invention is to provide a solution with which the installation space of a traction drive for a separately excited electric rotor can be effectively utilized in order to be able to provide a traction drive with increased performance or to increase the power density of the traction drive.
  • the task is solved by the subject matter of the independent patent claims. Preferred further developments are the subject of the dependent patent claims, the following description and the drawings. Each feature can represent an aspect of the invention both individually and in combination, unless the description explicitly states otherwise.
  • the invention in a first aspect, relates to a traction drive for an at least partially electrically driven motor vehicle, comprising a shaft which has a rotor shaft section and a transmission shaft section arranged coaxially to the rotor shaft section, wherein the transmission shaft section has a transmission shaft end section on a side facing away from the rotor shaft section, on which a slip ring arrangement is arranged, the rotor shaft section has a rotor shaft end section on a side facing away from the transmission shaft section, on which a winding contact module is arranged, and an electrically conductive connecting element is guided through the rotor shaft section and the transmission shaft section, which electrically conductively connects the slip ring arrangement and the winding contact module to one another.
  • a traction drive for an at least partially electrically driven motor vehicle.
  • the traction drive comprises at least one shaft.
  • the shaft has a rotor shaft section, which is usually mounted so as to be rotatable about an axis of rotation of the shaft or the rotor shaft section.
  • a rotor lamination stack having a rotor winding is usually arranged at least in sections on an outer surface of the rotor shaft section.
  • a transmission shaft section connected and/or coupled to the rotor shaft section is arranged coaxially to the rotor shaft section.
  • the rotor shaft section is connected to the transmission shaft section in such a way that a rotational movement of the rotor shaft section can be transmitted to the transmission shaft section.
  • the transmission shaft section and the rotor shaft section are formed integrally with one another.
  • the shaft comprising the gear shaft section and the rotor shaft section, is manufactured in one manufacturing process.
  • the rotor shaft section is a rotor shaft and the gear shaft section is a gear shaft that is different from the rotor shaft.
  • the shaft is formed in at least two parts.
  • the coupling between the gear shaft and the rotor shaft can preferably be a positive coupling in the form of a toothing.
  • the gear shaft section has a gear shaft end section on a side facing away from the rotor shaft section, with a slip ring arrangement being arranged on the gear shaft end section.
  • the rotor shaft section has a rotor shaft end section on a side facing away from the gear shaft section.
  • a winding contact module for electrically conductive connection to the rotor winding wound on the rotor is arranged on the rotor shaft end section.
  • the slip ring arrangement and the winding contact module are electrically conductively connected to one another via an electrically conductive connecting element.
  • the electrically conductive connecting element is guided through the gear shaft section and through the rotor shaft section. Because the slip ring arrangement is now not arranged on the rotor shaft side, but on a transmission shaft end section of the transmission shaft section, the installation space now saved in the area of the electric machine can be used by active components, so that the performance of the traction drive can be increased.
  • the power density of the traction drive can be increased.
  • the installation space on the transmission side on a side of the transmission facing away from the electric machine is generally less critical in terms of installation space, so that it can be used for the slip ring arrangement to supply current to the separately excited rotor. Consequently, this provides a solution with which the installation space of a traction drive with a separately excited electric rotor can be effectively utilized in order to be able to provide a traction drive with increased performance or with increased power density.
  • An advantageous development of the invention is that the slip ring arrangement has at least one slip ring and a slip ring conductor connected to the slip ring, the slip ring having a conductor end on a side facing away from the slip ring, which is electrically connected to the connecting element. In other words, the slip ring is not directly connected to the connecting element, but indirectly via the slip ring conductor.
  • the slip ring conductor is thus a connecting element between the slip ring and the connecting element guided through the rotor shaft section and the transmission shaft section.
  • an inner diameter of the slip ring is larger than an outer diameter of the transmission shaft section in the area of the transmission shaft end section. In this way, the slip ring arrangement having the slip ring can be plugged onto the transmission shaft section, whereby the axial installation space of the traction drive can be reduced.
  • the slip ring conductor preferably has a first section that runs parallel to a longitudinal axis of the transmission shaft section and is connected to the slip ring.
  • a second section that is formed at a right angle to the longitudinal axis of the transmission shaft section is preferably arranged on the first section.
  • a free end of the second section is preferably electrically conductively connected to the connecting element.
  • the conductor end is connected to the connecting element in a cohesive, positive and/or non-positive manner.
  • the cohesive connection can preferably be an electrically conductive adhesive connection and/or a solder connection.
  • the positive connection is preferably implemented via a press-fit connection.
  • the conductor end of the slip ring conductor is designed as a female connector and the connecting element or its end is designed as a male connector is.
  • the non-positive connection can preferably be a clamp and/or screw connection.
  • the female connector of the press-fit connection for connection to the connecting element is preferably formed at the free end of the second section.
  • the slip ring arrangement has a first carrier element made of an electrically insulating material, in which the slip ring and the slip ring conductor are arranged at least in sections, and the first carrier element is arranged on the transmission shaft end section.
  • the slip ring arrangement therefore has a first carrier element.
  • the first carrier element is designed to be electrically insulating.
  • the first carrier element is preferably made of a plastic.
  • a first carrier element made of plastic can be light in weight and manufactured inexpensively.
  • the slip ring and the slip ring conductor are arranged at least in sections in the first carrier element.
  • the first carrier element is preferably arranged on the transmission shaft end section in a cohesive, non-positive and/or positive manner.
  • the cohesive connection or arrangement can preferably be an adhesive connection.
  • the non-positive connection is preferably a screw connection.
  • the positive connection is preferably formed via a projection engaging in a groove. In this way, the slip ring arrangement can be arranged in a simple manner on the transmission shaft end section in a rotationally fixed manner.
  • the winding contacting module has a contacting section running at right angles to a longitudinal axis of the shaft or the rotor shaft section.
  • the contacting section is preferably designed to be electrically conductive. By arranging the contacting section at right angles to the longitudinal axis of the rotor shaft section, the contacting section can be in easily establish an electrically conductive connection between the connecting element guided through the rotor shaft section and the rotor winding wound on the rotor laminated core.
  • the contacting section has a first contacting end, which is electrically conductively connected to the connecting element, and has a second contacting end which is spaced apart from the first contacting end and which is set up for connection to a winding end of a rotor winding and / or is trained.
  • the connecting element is connected to the first contact end in a material-locking, force-locking and/or positive-locking manner.
  • the material-locking connection can preferably be an electrically conductive adhesive connection and/or a solder connection.
  • the positive-locking connection is preferably implemented via a press-fit connection.
  • the first contact end of the contact section is designed as a female connector and the connecting element or its end is designed as a male connector.
  • the force-locking connection can preferably be a clamp and/or screw connection.
  • the winding contacting module has a second carrier element in which the contacting section is at least partially arranged, the second carrier element being arranged at least in sections over the rotor shaft end section in the rotor shaft section and/or on the rotor shaft section.
  • the second carrier element is preferably made of an electrically insulating material.
  • the second carrier element is preferably made of a plastic.
  • the second carrier element is particularly preferably produced as an injection molded component.
  • the second carrier element made of plastic can preferably be produced inexpensively and with reduced weight.
  • the contacting section can be positioned in a secure position in a simple manner using the carrier element.
  • the second carrier element can preferably be inserted into the rotor shaft section via the distal end section of the rotor shaft section. It is also conceivable that the second carrier element is preferably plugged onto the distal end section of the rotor shaft section at least in sections.
  • an edge-closed opening is formed in a wall of the rotor shaft section in the region of the rotor shaft end section, so that at least the first contact end can be guided through the opening in order to be electrically conductively connected to the connecting element.
  • a wall of the rotor shaft section is slotted in the region of the rotor shaft end section.
  • at least one slot is formed in the wall of the rotor shaft section.
  • the contacting section can be arranged via this slot in such a way that the first contacting end is arranged in an interior of the rotor shaft section in order to be electrically conductively connected to the connecting element.
  • the slot makes it possible for the second contacting end of the contacting section to be arranged outside the rotor shaft section so that it can be electrically conductively connected to the rotor winding arranged on the rotor laminated core. Due to the slotted design of the rotor shaft end section, the winding contacting module or the contacting section can be arranged in a simple manner in order to be able to be electrically conductively connected to the connecting element.
  • a wall of the rotor shaft section in the area of the rotor shaft end section has a groove on an outer side directed in the radial direction, into which the winding contacting module engages at least in sections. It is therefore provided that the winding contacting module preferably has the second carrier element and the contacting section are arranged on the second rotor shaft end section. In addition, in contrast to the slot in the wall, a weakening of the structural rigidity of the rotor shaft end section can be avoided in this way.
  • the rotor shaft end section is closed via a closure element.
  • a distal end of the rotor shaft end section Is closed with a closure element engaging in the rotor shaft end section.
  • the closure element is preferably positioned in such a way that it is arranged in the area of a bearing arrangement for rotatably supporting the rotor within the rotor shaft end section. In this way, the structural rigidity of the rotor shaft section can be increased in the area of the rotor shaft end section, particularly in the event that the end area of the rotor shaft end section is designed to be slotted.
  • the electrically conductive connecting element can be arranged in the rotor shaft section and/or in the transmission shaft section in such a way that it can be easily connected in an electrically conductive manner to the winding contact module and/or the slip ring device.
  • the electrically conductive connecting element is preferably introduced into a cavity in the rotor shaft section and/or the transmission shaft section via an opening arranged at the end in the rotor shaft section and/or the transmission shaft section.
  • an advantageous embodiment of the invention is that the electrically conductive connecting element is fixed in a secure position with respect to the radial direction of the rotor shaft section.
  • the electrically conductive connecting element has a third support element, with which the electrically conductive connecting element can be braced against an inner wall of the rotor shaft section and/or the transmission shaft section, so that the electrically conductive connecting element is securely positioned within the cavity of the rotor shaft section and /or des Transmission shaft section can be positioned. It can thus be ensured that the electrically conductive connecting element is arranged in a secure position within the rotor shaft section and/or the transmission shaft section, in particular during rotation of the rotor about its axis of rotation.
  • the invention relates to a motor vehicle with the traction drive according to the invention.
  • the motor vehicle is therefore preferably a motor vehicle that is at least partially electrically powered.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through a traction drive
  • FIG. 2 shows a sectional view in the area of a rotor shaft end section of a rotor shaft section
  • Fig. 3 shows a longitudinal section through the traction drive in a further embodiment.
  • the traction drive 10 includes a shaft 11.
  • the shaft 11 has a rotor shaft section 14, which is rotatably mounted about an axis of rotation 16 of the rotor shaft section 14.
  • a rotor laminated core 22 having a rotor winding 20 is arranged at least in sections on an outer lateral surface 18 of the rotor shaft section 14.
  • a gear shaft section 24 that is positively coupled to the rotor shaft section 14 is arranged coaxially with the rotor shaft section 14.
  • the rotor shaft section 14 is connected to the transmission shaft section 24 via a toothing, so that a rotational movement of the rotor shaft section 14 can be transmitted to the transmission shaft section 24.
  • the rotor shaft section 14 and the transmission shaft section 24 are formed in one piece with one another. So, they are designed as one component.
  • the transmission shaft section 24 is formed separately from the rotor shaft section 14.
  • the rotor shaft section 14 can therefore also be referred to as a rotor shaft.
  • the transmission shaft section 24 can be referred to as a transmission shaft.
  • the transmission shaft section 24 engages at least in sections in the rotor shaft section 14.
  • the transmission shaft section 24 and the rotor shaft section 14 are designed such that the rotor shaft section 14 engages at least in sections in the transmission shaft section 24 and is connected to it in a form-fitting manner, preferably via a toothing.
  • At least one gear 28 is arranged on an outer lateral surface 26 of the transmission shaft section 24 and is in engagement with further gears 30 of an output shaft 32.
  • the gear shaft section 24 has a gear shaft end section 34 on a side facing away from the rotor shaft section 14, with a slip ring arrangement 36 being arranged on the gear shaft end section 34.
  • the rotor shaft section 14 has a rotor shaft end section 38 on a side facing away from the transmission shaft section 24.
  • a winding contacting module 40 is arranged on the rotor shaft end section 38 for the electrically conductive connection to the rotor winding 20 wound on the rotor laminated core 22.
  • the slip ring arrangement 36 and the winding contacting module 40 are electrically conductively connected to one another via an electrically conductive connecting element 42.
  • the electrically conductive connecting element is guided through the transmission shaft section 24 and through the rotor shaft section 14. Due to the fact that the slip ring arrangement 36 is now not arranged on the rotor shaft side, but on a transmission shaft end section 34 of the transmission shaft section 24, the now saved installation space in the area of the electric machine or the rotor can be used by active components, so that the performance of the traction drive 10 can be increased .
  • the transmission-side installation space on a side of the transmission facing away from the electric machine is generally less space-critical, so that it can be used for the slip ring arrangement 34 to supply current to the externally excited rotor.
  • the slip ring arrangement 36 has at least one circular ring-shaped slip ring 44 and a slip ring conductor 46 connected to the slip ring 44, the slip ring conductor 46 having a conductor end 48 on a side facing away from the slip ring 44, which is electrically conductively connected to the electrically conductive connecting element 42.
  • the slip ring 44 is not connected directly to the connecting element, but rather indirectly via the slip ring conductor 46.
  • the slip ring conductor 46 is thus a connecting element between the slip ring 44 and the electrically conductive connecting element 42 guided through the rotor shaft section 14 and the transmission shaft section 24.
  • the slip ring conductor 46 preferably has a first section which runs parallel to a longitudinal axis of the transmission shaft section 24 and is connected to the slip ring 44.
  • a second section is preferably arranged on the first section and is formed at a right angle to the longitudinal axis of the transmission shaft section 24.
  • a free end of the second section is preferably electrically connected to the electrically conductive connecting element 42.
  • the conductor end 48 of the slip ring conductor 46 is connected to the electrically conductive connecting element 42 via a press-fit connection.
  • the electrically conductive connecting element 42 is preferably designed as a male connector at its end.
  • the conductor end 48 of the slip ring conductor 46 is preferably designed as a female counterpart to the male connector.
  • a material-locking connection for example a soldered connection, can preferably be provided in order to electrically conductively connect the conductor end 48 to the electrically conductive connecting element 42.
  • the slip ring arrangement 36 also has a first carrier element 50 made of an electrically insulating material, in which the slip ring 44 and the slip ring conductor 46 are arranged at least in sections.
  • the first carrier element 50 is arranged on the transmission shaft end section 34.
  • a brush device 52 for supplying current to the slip ring arrangement 36, in particular to the at least one slip ring 44, is arranged at a radial distance from the slip ring arrangement 36.
  • the winding contact module 40 has at least one contact section 54 running at a right angle to a longitudinal axis of the rotor shaft section 14.
  • the contact section 54 is designed to be electrically conductive. By arranging the contact section 54 at a right angle to the longitudinal axis of the rotor shaft section 14, the contact section 54 can easily form an electrically conductive connection between the connecting element 42 guided through the rotor shaft section 14 and the rotor winding 20 wound on the rotor laminated core 22.
  • the contacting section 54 has a first contacting end 56, which is electrically conductively connected to the connecting element 42, and a second contacting end 58, spaced apart from the first contacting end 56, which is set up and/or designed for connection to a winding end of the rotor winding 20.
  • the connecting element 42 is positively connected to the first contacting end 56 via a press-fit connection.
  • the first contacting end 56 of the contacting section 54 is advantageously designed as a female connector and the connecting element 42 or its end as a male connector.
  • the winding contacting module 40 also has a second carrier element 60 in which the contacting section 54 is at least partially arranged, the second carrier element 60 being arranged at least in sections via the rotor shaft end section 38 into the rotor shaft section 14 and/or onto the rotor shaft section 14.
  • the second carrier element 60 is made of an electrically insulating material, in particular plastic.
  • the traction drive 10 has three bearings for supporting the rotor shaft section 14 and/or the transmission shaft section 24. It is provided that the winding contact module 40 is arranged between a first bearing 62 in the area of the rotor shaft end section 38 and a first end face 64 of the rotor laminated core 22. The first end face 64 is formed on a side of the rotor laminated core 22 facing away from the transmission shaft section 24.
  • the rotor laminated core 22 has a second end face 66 facing the transmission shaft section 24.
  • the second bearing 68 is arranged between the second end face 66 and the gear 28 arranged on the transmission shaft section 24.
  • a third bearing 70 is formed between the gear 28 and the slip ring arrangement 36.
  • the Slip ring arrangement 36 is thus arranged outside the gearbox so that it is protected from lubricants from the gearbox.
  • a slip ring arrangement 36 arranged in this way enables easy maintenance of the brushes of the brush device 52.
  • Fig. 2 shows a sectional view in the region of a rotor shaft end section 38 of the rotor shaft section 14.
  • a wall 72 of the rotor shaft section 14 is slotted in the region of the rotor shaft end section 38.
  • at least one slot 74 is formed in the wall 72 of the rotor shaft section 14.
  • the contacting section 54 can be arranged via this slot 74 such that the first contacting end 56 is arranged in an interior of the rotor shaft section 14 in order to be electrically conductively connected to the connecting element 42.
  • the winding contact module 40 can be arranged in a simple manner in order to be able to be electrically conductively connected to the connecting element 42.
  • the rotor shaft end section 38 is closed via a closure element 76.
  • a distal end of the rotor shaft end section 38 is closed with a closure element 76 which engages in the rotor shaft end section 38.
  • the closure element 76 is positioned such that it is arranged in the area of the first bearing 62. In this way, the structural rigidity of the rotor shaft section 14 in the area of the rotor shaft end section 38 can be increased, particularly in the event that the end region of the rotor shaft end section 38 is designed to be slotted.
  • Fig. 3 shows a longitudinal section through the traction drive 10 in a further embodiment. 3 differs from the traction drive 10 described in FIG.
  • the rotor shaft end section 38 has at least one groove on an outer side directed in the radial direction 78 on.
  • the groove 78 runs in the axial direction of the rotor shaft section 14 or the shaft 11.
  • the winding contacting module 40 having the second carrier element 60 and the contacting section 54, is at least partially attached to the outside of the rotor shaft end section 38 and engages at least partially in the groove 78.
  • the electrically conductive connecting element 42 is electrically conductively connected to the first contacting end 56 of the contacting section 54.
  • the electrical connection can thus take place outside the rotor shaft end section 38, which can make the connection simpler and cheaper.
  • the first bearing 62 is arranged in the area of the groove 78 on the outside of the rotor shaft end section 38 between the first contacting end 56 and the second contacting end 58 of the contacting section 54.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Abstract

The invention relates to a traction drive (10) for an at least partially electrically driven motor vehicle, comprising a shaft (11) with a rotor shaft section (14) and a transmission shaft section (24) which is arranged coaxially to the rotor shaft section (14), wherein the transmission shaft section (24) has a transmission shaft end section (34) on the side facing away from the rotor shaft section (14), said transmission shaft end section being equipped with a slip ring assembly (36), and the rotor shaft section (14) has a rotor shaft end section (38) on the side facing away from the transmission shaft section (24), said rotor shaft end section being equipped with a winding contacting module (40). An electrically conductive connection element (42) is guided through the rotor shaft section (14) and the transmission shaft section (24), said connection element connecting the slip ring assembly (36) and the winding contacting module (40) together in an electrically conductive manner.

Description

Beschreibung Description
Traktionsantrieb mit Schleifringanordnung, Kraftfahrzeug Traction drive with slip ring arrangement, motor vehicle
Die Erfindung betrifft einen Traktionsantrieb für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, wobei der Traktionsantrieb wenigstens eine Welle mit einem Rotorwellenabschnitt und einem Getriebewellenabschnitt aufweist, wobei auf der Getriebewelle eine Schleifringanordnung angeordnet ist. Die Schleifringanordnung ist über ein Verbindungselement elektrisch leitend mit dem Kontaktierungsmodul verbunden. Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Traktionsantrieb. The invention relates to a traction drive for an at least partially electrically driven motor vehicle, wherein the traction drive has at least one shaft with a rotor shaft section and a transmission shaft section, a slip ring arrangement being arranged on the transmission shaft. The slip ring arrangement is electrically conductively connected to the contacting module via a connecting element. The invention also relates to a motor vehicle with the traction drive according to the invention.
Elektrische Maschinen einer Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sind allgemein bekannt. In der DE 10 2012 201 644 A1 ist beispielsweise eine solche elektrische Maschine beschrieben. Diese weist einen als Klauenpolrotor ausgebildeten Rotor auf, der eine Rotorwelle umfasst. Die Rotorwelle weist an einem Ende ein Kupplungsmittel zur Verbindung mit einem Getriebe auf. Auf einem dem Kupplungsmittel gegenüberlegenden Ende der Rotorwelle ist eine Schleifringeinrichtung angeordnet. Die Schleifringanordnung ist dazu ausgebildet, den Rotor bzw. die Rotorwicklung des Rotors zu bestromen. Electric machines of a drive device for a motor vehicle are generally known. For example, DE 10 2012 201 644 A1 describes such an electric machine. This has a rotor designed as a claw pole rotor, which comprises a rotor shaft. The rotor shaft has a coupling means at one end for connection to a transmission. A slip ring device is arranged on an end of the rotor shaft opposite the coupling means. The slip ring arrangement is designed to supply current to the rotor or the rotor winding of the rotor.
Nachteilig bei den bekannten Antriebsvorrichtungen ist, dass der Bauraum auf Seite des der elektrischen Maschine limitiert ist. Vielmehr ist angestrebt, den Bauraum der elektrischen Maschine durch längere Aktivbauteile, wie einen längeren Rotor und einen längeren Stator, zu nutzen, um die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine zu erhöhen. The disadvantage of the known drive devices is that the installation space on the side of the electrical machine is limited. Rather, the aim is to use the installation space of the electrical machine by using longer active components, such as a longer rotor and a longer stator, in order to increase the performance of the electrical machine.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Lösung anzugeben, mit der der Bauraum eines Traktionsantriebs für einem fremderregten elektrischen Rotor effektiv ausgenutzt werden kann, um einen Traktionsantrieb mit einer erhöhten Performance bereitstellen zu können, bzw. um die Leistungsdichte des Traktionsantriebs zu erhöhen. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei kann jedes Merkmal sowohl einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen, sofern sich nicht explizit etwas Gegenteiliges aus der Beschreibung ergibt. One object of the invention is to provide a solution with which the installation space of a traction drive for a separately excited electric rotor can be effectively utilized in order to be able to provide a traction drive with increased performance or to increase the power density of the traction drive. The task is solved by the subject matter of the independent patent claims. Preferred further developments are the subject of the dependent patent claims, the following description and the drawings. Each feature can represent an aspect of the invention both individually and in combination, unless the description explicitly states otherwise.
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung einen Traktionsantrieb für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend eine Welle, die einen Rotorwellenabschnitt, und einen koaxial zum Rotorwellenabschnitt angeordneten Getriebewellenabschnitt aufweist, wobei der Getriebewellenabschnitt auf einer dem Rotorwellenabschnitt abgewandten Seite einen Getriebewellenendabschnitt aufweist, auf dem eine Schleifringanordnung angeordnet ist, der Rotorwellenabschnitt auf einer dem Getriebewellenabschnitt abgewandten Seite einen Rotorwellenendabschnitt aufweist, auf dem ein Wicklungskontaktierungsmodul angeordnet ist, und durch den Rotorwellenabschnitt und den Getriebewellenabschnitt ein elektrisch leitendes Verbindungselement geführt ist, das die Schleifringanordnung und das Wicklungskontaktierungsmodul elektrisch leitend miteinander verbindet. In a first aspect, the invention relates to a traction drive for an at least partially electrically driven motor vehicle, comprising a shaft which has a rotor shaft section and a transmission shaft section arranged coaxially to the rotor shaft section, wherein the transmission shaft section has a transmission shaft end section on a side facing away from the rotor shaft section, on which a slip ring arrangement is arranged, the rotor shaft section has a rotor shaft end section on a side facing away from the transmission shaft section, on which a winding contact module is arranged, and an electrically conductive connecting element is guided through the rotor shaft section and the transmission shaft section, which electrically conductively connects the slip ring arrangement and the winding contact module to one another.
Mit anderen Worten ist gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass ein Traktionsantrieb für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug bereitgestellt wird. Der Traktionsantrieb umfasst wenigstens eine Welle. Die Welle weist einen Rotorwellenabschnitt auf, der in der Regel um eine Drehachse der Welle bzw. des Rotorwellenabschnitts drehbar gelagert ist. Auf einer äußeren Mantelfläche des Rotorwellenabschnitts ist für gewöhnlich zumindest abschnittsweise ein eine Rotorwicklung aufweisendes Rotorblechpaket angeordnet. Koaxial zum Rotorwellenabschnitt ist ein mit dem Rotorwellenabschnitt verbundener und/oder gekoppelter Getriebewellenabschnitt angeordnet. Der Rotorwellenabschnitt ist derart mit dem Getriebewellenabschnitt verbunden, dass eine Drehbewegung des Rotorwellenabschnitts auf den Getriebewellenabschnitt übertragen werden kann. Denkbar ist, das der Getriebewellenabschnitt und der Rotorwellenabschnitt einstückig miteinander ausgebildet sind. Mit anderen Worten ist die Welle, umfassend den Getriebewellenabschnitt und den Rotorwellenabschnitt in einem Herstellungsvorgang hergestellt. Vorstellbar ist auch, das der Rotorwellenabschnitt eine Rotorwelle ist und der Getriebewellenabschnitt eine von der Rotorwelle verschiedene Getriebewelle ist. Mit anderen Worten ist die Welle wenigstens zweiteilig ausgebildet. Die Kopplung zwischen der Getriebewelle und der Rotorwelle kann vorzugsweise eine formschlüssige Kopplung in Form einer Verzahnung sein. Der Getriebewellenabschnitt weist auf einer dem Rotorwellenabschnitt abgewandten Seite einen Getriebewellenendabschnitt auf, wobei auf dem Getriebewellenendabschnitt eine Schleifringanordnung angeordnet ist. Der Rotorwellenabschnitt weist auf einer dem Getriebewellenabschnitt abgewandten Seite einen Rotorwellenendabschnitt auf. Auf dem Rotorwellenendabschnitt ist ein Wicklungskontaktierungsmodul zur elektrisch leitenden Verbindung mit der auf dem Rotor aufgewickelten Rotorwicklung angeordnet. Die Schleifringanordnung und das Wicklungskontaktierungsmodul sind über ein elektrisch leitendes Verbindungselement elektrisch leitend miteinander verbunden. Das elektrisch leitende Verbindungselement ist durch den Getriebewellenabschnitt und durch den Rotorwellenabschnitt geführt. Bedingt dadurch, dass die Schleifringanordnung nunmehr nicht rotorwellenseitig angeordnet ist, sondern auf einem Getriebewellenendabschnitt des Getriebewellenabschnitts, kann der nunmehr eingesparte Bauraum im Bereich der elektrischen Maschine durch Aktivbauteile genutzt werden, sodass die Leistungsfähigkeit des Traktionsantriebs erhöht werden kann. Anders ausgedrückt, kann die Leistungsdichte des Traktionsantriebs erhöht werden. Der getriebeseitige Bauraum auf einer der elektrischen Maschine abgewandten Seite des Getriebes ist in der Regel weniger bauraumkritisch, sodass dieser für die Schleifringanordnung zur Bestromung des fremderregten Rotors genutzt werden kann. Folglich wird auf diese Weise eine Lösung bereitgestellt, mit der der Bauraum eines Traktionsantriebs mit einem fremderregten elektrischen Rotor effektiv ausgenutzt werden kann, um einen Traktionsantrieb mit einer erhöhten Performance, bzw. mit einer erhöhten Leistungsdichte bereitstellen zu können. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Schleifringanordnung wenigstens einen Schleifring und einen mit dem Schleifring verbundenen Sch leifringleiter aufweist, wobei der Sch leifring leiten auf einer dem Schleifring abgewandten Seite ein Leiterende aufweist, das mit dem Verbindungselement elektrisch leitend verbunden ist. Mit anderen Worten ist nicht der Schleifring unmittelbar mit dem Verbindungselement verbunden, sondern mittelbar über den Schleifringleiter. Der Schleifringleiter ist somit ein Verbindungselement zwischen dem Schleifring und dem durch den Rotorwellenabschnitt und den Getriebewellenabschnitt geführten Verbindungselement. In other words, according to the first aspect of the invention, a traction drive is provided for an at least partially electrically driven motor vehicle. The traction drive comprises at least one shaft. The shaft has a rotor shaft section, which is usually mounted so as to be rotatable about an axis of rotation of the shaft or the rotor shaft section. A rotor lamination stack having a rotor winding is usually arranged at least in sections on an outer surface of the rotor shaft section. A transmission shaft section connected and/or coupled to the rotor shaft section is arranged coaxially to the rotor shaft section. The rotor shaft section is connected to the transmission shaft section in such a way that a rotational movement of the rotor shaft section can be transmitted to the transmission shaft section. It is conceivable that the transmission shaft section and the rotor shaft section are formed integrally with one another. In other words the shaft, comprising the gear shaft section and the rotor shaft section, is manufactured in one manufacturing process. It is also conceivable that the rotor shaft section is a rotor shaft and the gear shaft section is a gear shaft that is different from the rotor shaft. In other words, the shaft is formed in at least two parts. The coupling between the gear shaft and the rotor shaft can preferably be a positive coupling in the form of a toothing. The gear shaft section has a gear shaft end section on a side facing away from the rotor shaft section, with a slip ring arrangement being arranged on the gear shaft end section. The rotor shaft section has a rotor shaft end section on a side facing away from the gear shaft section. A winding contact module for electrically conductive connection to the rotor winding wound on the rotor is arranged on the rotor shaft end section. The slip ring arrangement and the winding contact module are electrically conductively connected to one another via an electrically conductive connecting element. The electrically conductive connecting element is guided through the gear shaft section and through the rotor shaft section. Because the slip ring arrangement is now not arranged on the rotor shaft side, but on a transmission shaft end section of the transmission shaft section, the installation space now saved in the area of the electric machine can be used by active components, so that the performance of the traction drive can be increased. In other words, the power density of the traction drive can be increased. The installation space on the transmission side on a side of the transmission facing away from the electric machine is generally less critical in terms of installation space, so that it can be used for the slip ring arrangement to supply current to the separately excited rotor. Consequently, this provides a solution with which the installation space of a traction drive with a separately excited electric rotor can be effectively utilized in order to be able to provide a traction drive with increased performance or with increased power density. An advantageous development of the invention is that the slip ring arrangement has at least one slip ring and a slip ring conductor connected to the slip ring, the slip ring having a conductor end on a side facing away from the slip ring, which is electrically connected to the connecting element. In other words, the slip ring is not directly connected to the connecting element, but indirectly via the slip ring conductor. The slip ring conductor is thus a connecting element between the slip ring and the connecting element guided through the rotor shaft section and the transmission shaft section.
Denkbar ist, dass ein Innendurchmesser des Schleifrings größer ist als ein Außendurchmesser des Getriebewellenabschnitts im Bereich des Getriebewellenendabschnitts. Auf diese Weise kann die den Schleifring aufweisende Schleifringanordnung auf den Getriebewellenabschnitt aufgesteckt werden, wodurch der axiale Bauraum des Traktionsantriebs reduziert werden kann. It is conceivable that an inner diameter of the slip ring is larger than an outer diameter of the transmission shaft section in the area of the transmission shaft end section. In this way, the slip ring arrangement having the slip ring can be plugged onto the transmission shaft section, whereby the axial installation space of the traction drive can be reduced.
Der Schleifringleiter weist vorzugsweise einen ersten Abschnitt auf, der parallel zu einer Längsachse des Getriebewellenabschnitts verläuft und mit dem Schleifring verbunden ist. An den ersten Abschnitt ist vorzugsweise ein zweiter Abschnitt angeordnet, der in einem rechten Winkel zur Längsachse des Getriebewellenabschnitts ausgebildet ist. Ein freies Ende des zweiten Abschnitts ist vorzugsweise mit dem Verbindungselement elektrisch leitend verbunden. The slip ring conductor preferably has a first section that runs parallel to a longitudinal axis of the transmission shaft section and is connected to the slip ring. A second section that is formed at a right angle to the longitudinal axis of the transmission shaft section is preferably arranged on the first section. A free end of the second section is preferably electrically conductively connected to the connecting element.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Leiterende mit dem Verbindungselement stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist. Die stoffschlüssige Verbindung kann vorzugsweise eine elektrisch leitfähige Klebeverbindung und/oder eine Lotverbindung sein. Die formschlüssige Verbindung wird vorzugsweise über eine Press-Fit Verbindung realisiert. In diesem Zusammenhang ist vorteilhaft vorgesehen, jedoch nicht darauf beschränkt, dass das Leiterende des Schleifringleiters als weiblicher Verbinder und das Verbindungselement bzw. dessen Ende als männlicher Verbinder ausgebildet ist. Die kraftschlüssige Verbindung kann vorzugsweise eine Klemm- und/oder Schraubverbindung sein. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the conductor end is connected to the connecting element in a cohesive, positive and/or non-positive manner. The cohesive connection can preferably be an electrically conductive adhesive connection and/or a solder connection. The positive connection is preferably implemented via a press-fit connection. In this context, it is advantageously provided, but not limited to, that the conductor end of the slip ring conductor is designed as a female connector and the connecting element or its end is designed as a male connector is. The non-positive connection can preferably be a clamp and/or screw connection.
Weist der Sch leifring leiten den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt auf, so ist der weibliche Verbinder der Press-Fit Verbindung zur Verbindung mit dem Verbindungselement vorzugsweise an dem freien Ende des zweiten Abschnitts ausgebildet. If the slip ring has the first section and the second section, the female connector of the press-fit connection for connection to the connecting element is preferably formed at the free end of the second section.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schleifringanordnung ein erstes Trägerelement aus einem elektrisch isolierenden Material aufweist, in welchem der Schleifring und der Schleifringleiter zumindest abschnittsweise angeordnet sind, und das erste Trägerelement auf dem Getriebewellenendabschnitt angeordnet ist. Die Schleifringanordnung weist somit ein erstes Trägerelement auf. Das erste Trägerelement ist elektrisch isolierend ausgebildet. Vorzugsweise ist das erste Trägerelement aus einem Kunststoff ausgebildet. Ein erstes Trägerelement aus einem Kunststoff kann ein geringes Gewicht aufweisen und preiswert hergestellt werden. In dem ersten Trägerelement sind zumindest abschnittsweise der Schleifring und der Schleifringleiter angeordnet. Das erste Trägerelement ist auf dem Getriebewellenendabschnitt vorzugsweise stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig angeordnet. Die stoffschlüssige Verbindung bzw. Anordnung kann vorzugsweise eine Klebeverbindung sein. Die kraftschlüssige Verbindung ist vorzugsweise eine Schraubverbindung. Die formschlüssige Verbindung wird vorzugsweise über einen in eine Nut eingreifenden Vorsprung ausgebildet. Auf diese Weise kann die Schleifringanordnung in einfacher Weise auf dem Getriebewellenendabschnitt drehfest angeordnet werden. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the slip ring arrangement has a first carrier element made of an electrically insulating material, in which the slip ring and the slip ring conductor are arranged at least in sections, and the first carrier element is arranged on the transmission shaft end section. The slip ring arrangement therefore has a first carrier element. The first carrier element is designed to be electrically insulating. The first carrier element is preferably made of a plastic. A first carrier element made of plastic can be light in weight and manufactured inexpensively. The slip ring and the slip ring conductor are arranged at least in sections in the first carrier element. The first carrier element is preferably arranged on the transmission shaft end section in a cohesive, non-positive and/or positive manner. The cohesive connection or arrangement can preferably be an adhesive connection. The non-positive connection is preferably a screw connection. The positive connection is preferably formed via a projection engaging in a groove. In this way, the slip ring arrangement can be arranged in a simple manner on the transmission shaft end section in a rotationally fixed manner.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Wicklungskontaktierungsmodul einen im rechten Winkel zu einer Längsachse der Welle bzw. des Rotorwellenabschnitts verlaufenden Kontaktierungsabschnitt aufweist. Der Kontaktierungsabschnitt ist vorzugsweise elektrisch leitend ausgebildet. Durch die Anordnung des Kontaktierungsabschnitts im rechten Winkel zur Längsachse des Rotorwellenabschnitts kann der Kontaktierungsabschnitt in einfacher Weise eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem durch den Rotorwellenabschnitt geführten Verbindungselement und der auf dem Rotorblechpaket aufgewickelten Rotorwicklung herstellen. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the winding contacting module has a contacting section running at right angles to a longitudinal axis of the shaft or the rotor shaft section. The contacting section is preferably designed to be electrically conductive. By arranging the contacting section at right angles to the longitudinal axis of the rotor shaft section, the contacting section can be in Easily establish an electrically conductive connection between the connecting element guided through the rotor shaft section and the rotor winding wound on the rotor laminated core.
In diesem Zusammenhang liegt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin, dass der Kontaktierungsabschnitt ein erstes Kontaktierungsende aufweist, das mit dem Verbindungselement elektrisch leitend verbunden ist, und ein zu dem ersten Kontaktierungsende beabstandetes zweites Kontaktierungsende aufweist, das zur Verbindung mit einen Wicklungsende einer Rotorwicklung eingerichtet und/oder ausgebildet ist. In this context, an advantageous development of the invention is that the contacting section has a first contacting end, which is electrically conductively connected to the connecting element, and has a second contacting end which is spaced apart from the first contacting end and which is set up for connection to a winding end of a rotor winding and / or is trained.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem ersten Kontaktierungsende verbunden ist. Die stoffschlüssige Verbindung kann vorzugsweise eine elektrisch leitfähige Klebeverbindung und/oder eine Lotverbindung sein. Die formschlüssige Verbindung wird vorzugsweise über eine Press-Fit Verbindung realisiert. In diesem Zusammenhang ist vorteilhaft vorgesehen, jedoch nicht darauf beschränkt, dass das erste Kontaktierungsende des Kontaktierungsabschnitts als weiblicher Verbinder und das Verbindungselement bzw. dessen Ende als männlicher Verbinder ausgebildet ist. Die kraftschlüssige Verbindung kann vorzugsweise eine Klemm- und/oder Schraubverbindung sein. According to a preferred development of the invention, it is provided that the connecting element is connected to the first contact end in a material-locking, force-locking and/or positive-locking manner. The material-locking connection can preferably be an electrically conductive adhesive connection and/or a solder connection. The positive-locking connection is preferably implemented via a press-fit connection. In this context, it is advantageously provided, but not limited to, that the first contact end of the contact section is designed as a female connector and the connecting element or its end is designed as a male connector. The force-locking connection can preferably be a clamp and/or screw connection.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Wicklungskontaktierungsmodul ein zweites Trägerelement aufweist, in dem der Kontaktierungsabschnitt zumindest teilweise angeordnet ist, wobei das zweite Trägerelement zumindest abschnittsweise über den Rotorwellenendabschnitt in dem Rotorwellenabschnitt und/oder auf dem Rotorwellenabschnitt angeordnet ist. Das zweite Trägerelemente ist vorzugweise aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet. Bevorzugt ist das zweite Trägerelement aus einem Kunststoff ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das zweite Trägerelement als Spritzgussbauteil hergestellt. Das zweite Trägerelement aus einem Kunststoff kann vorzugsweise preiswert und gewichtsreduziert hergestellt werden. Über das zweite Trägerelement kann der Kontaktierungsabschnitt in einfacher Weise lagesicher positioniert werden. Das zweite Trägerelement kann vorzugsweise über den distalen Endabschnitt des Rotorwellenabschnitts in den Rotorwellenabschnitt eingesteckt werden. Denkbar ist ferner, dass das zweite Trägerelement vorzugsweise auf den distalen Endabschnitt des Rotorwellenabschnitts zumindest abschnittsweise aufgesteckt ist. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the winding contacting module has a second carrier element in which the contacting section is at least partially arranged, the second carrier element being arranged at least in sections over the rotor shaft end section in the rotor shaft section and/or on the rotor shaft section. The second carrier element is preferably made of an electrically insulating material. The second carrier element is preferably made of a plastic. The second carrier element is particularly preferably produced as an injection molded component. The second carrier element made of plastic can preferably be produced inexpensively and with reduced weight. About the second The contacting section can be positioned in a secure position in a simple manner using the carrier element. The second carrier element can preferably be inserted into the rotor shaft section via the distal end section of the rotor shaft section. It is also conceivable that the second carrier element is preferably plugged onto the distal end section of the rotor shaft section at least in sections.
Denkbar ist, dass in einer Wandung des Rotorwellenabschnitts im Bereich des Rotorwellenendabschnitts eine randgeschlossene Öffnung ausgebildet ist, sodass zumindest das erste Kontaktierungsende durch die Öffnung geführt werden kann, um elektrisch leitend mit dem Verbindungselement verbunden zu werden. It is conceivable that an edge-closed opening is formed in a wall of the rotor shaft section in the region of the rotor shaft end section, so that at least the first contact end can be guided through the opening in order to be electrically conductively connected to the connecting element.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass eine Wandung des Rotorwellenabschnitts im Bereich des Rotorwellenendabschnitts geschlitzt ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist ausgehend von einem distalen Ende des Rotorwellenendabschnitts zumindest ein Schlitz in der Wandung dem Rotorwellenabschnitt ausgebildet. Über diesen Schlitz kann der Kontaktierungsabschnitt derart angeordnet werden, dass das erste Kontaktierungsende in einem Inneren des Rotorwellenabschnitts angeordnet ist, um mit dem Verbindungselement elektrisch leitend verbunden zu werden. Zudem ist es über den Schlitz möglich, dass das zweite Kontaktierungsende des Kontaktierungsabschnitt außerhalb des Rotorwellenabschnitts angeordnet ist, sodass dies mit der auf dem Rotorblechpaket angeordneten Rotorwicklung elektrisch leitend verbunden werden kann. Durch die geschlitzte Ausbildung des Rotorwellenendabschnitts kann das Wicklungskontaktierungsmodul bzw. der Kontaktierungsabschnitt in einfacher Weise angeordnet werden, um elektrisch leitend mit dem Verbindungselement verbunden werden zu können. An advantageous development of the invention is that a wall of the rotor shaft section is slotted in the region of the rotor shaft end section. In other words, starting from a distal end of the rotor shaft end section, at least one slot is formed in the wall of the rotor shaft section. The contacting section can be arranged via this slot in such a way that the first contacting end is arranged in an interior of the rotor shaft section in order to be electrically conductively connected to the connecting element. In addition, the slot makes it possible for the second contacting end of the contacting section to be arranged outside the rotor shaft section so that it can be electrically conductively connected to the rotor winding arranged on the rotor laminated core. Due to the slotted design of the rotor shaft end section, the winding contacting module or the contacting section can be arranged in a simple manner in order to be able to be electrically conductively connected to the connecting element.
Alternativ ist vorstellbar und bevorzugt vorgesehen, dass eine Wandung des Rotorwellenabschnitts im Bereich des Rotorwellenendabschnitts auf einer in radialer Richtung nach außen gerichteten Außenseite eine Nut aufweist, in die das Wicklungskontaktierungsmodul zumindest abschnittsweise eingreift. Somit ist vorgesehen, dass das Wicklungskontaktierungsmodul, vorzugsweise aufweisend das zweite Trägerelement und den Kontaktierungsabschnitt, auf dem zweiten Rotorwellenendabschnitt angeordnet werden. Zudem kann auf diese Weise, im Gegensatz zum Schlitz in der Wandung, eine Schwächung der strukturellen Steifigkeit des Rotorwellenendabschnitts vermieden werden. Alternatively, it is conceivable and preferably provided that a wall of the rotor shaft section in the area of the rotor shaft end section has a groove on an outer side directed in the radial direction, into which the winding contacting module engages at least in sections. It is therefore provided that the winding contacting module preferably has the second carrier element and the contacting section are arranged on the second rotor shaft end section. In addition, in contrast to the slot in the wall, a weakening of the structural rigidity of the rotor shaft end section can be avoided in this way.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rotorwellenendabschnitt über ein Verschlusselement verschlossen ist. In an advantageous development of the invention it is provided that the rotor shaft end section is closed via a closure element.
Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass ein distales Ende des Rotorwellenendabschnitts. Mit einem in den Rotorwellenendabschnitt eingreifenden Verschlusselement verschlossen ist. Das Verschlusselement ist vorzugsweise derart positioniert, dass es im Bereich einer Lageranordnung zur drehbaren Lagerung des Rotors innerhalb des Rotorwellenendabschnitts angeordnet ist. Auf diese Weise kann die strukturelle Steifigkeit des Rotorwellenabschnitts im Bereich des Rotorwellenendabschnitts erhöht werden, insbesondere für den Fall, dass der Endbereich des Rotorwellenendabschnitts geschlitzt ausgebildet ist. In other words, it is provided that a distal end of the rotor shaft end section. Is closed with a closure element engaging in the rotor shaft end section. The closure element is preferably positioned in such a way that it is arranged in the area of a bearing arrangement for rotatably supporting the rotor within the rotor shaft end section. In this way, the structural rigidity of the rotor shaft section can be increased in the area of the rotor shaft end section, particularly in the event that the end area of the rotor shaft end section is designed to be slotted.
Das elektrisch leitende Verbindungselement kann derart in dem Rotorwellenabschnitt und/oder in dem Getriebewellenabschnitt angeordnet werden, dass es in einfacher Weise mit dem Wicklungskontaktierungsmodul und/oder der Schleifringvorrichtung elektrisch leitend verbunden werden kann. Vorzugsweise wird das elektrisch leitende Verbindungselement über eine endseitig in dem Rotorwellenabschnitt und/oder dem Getriebewellenabschnitt angeordnete Öffnung in einen Hohlraum des Rotorwellenabschnitts und/oder des Getriebewellenabschnitts eingeführt. The electrically conductive connecting element can be arranged in the rotor shaft section and/or in the transmission shaft section in such a way that it can be easily connected in an electrically conductive manner to the winding contact module and/or the slip ring device. The electrically conductive connecting element is preferably introduced into a cavity in the rotor shaft section and/or the transmission shaft section via an opening arranged at the end in the rotor shaft section and/or the transmission shaft section.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass das elektrisch leitende Verbindungselement, bezogen auf die radiale Richtung des Rotorwellenabschnitts, lagesicher fixiert ist. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass das elektrisch leitende Verbindungselement ein drittes Trägerelement aufweist, mit denen das elektrisch leitende Verbindungselement gegen eine innere Wandung des Rotorwellenabschnitts und/oder des Getriebewellenabschnitts verspannt werden kann, sodass das elektrisch leitende Verbindungselement lagesicher innerhalb des Hohlraums des Rotorwellenabschnitts und/oder des Getriebewellenabschnitts positioniert werden kann. Somit kann sichergestellt werden, dass das elektrisch leitende Verbindungselement, insbesondere im Zuge einer Rotation des Rotors um dessen Drehachse, innerhalb des Rotorwellenabschnitts und/oder des Getriebewellenabschnitts lagesicher angeordnet ist. An advantageous embodiment of the invention is that the electrically conductive connecting element is fixed in a secure position with respect to the radial direction of the rotor shaft section. In other words, it can be provided that the electrically conductive connecting element has a third support element, with which the electrically conductive connecting element can be braced against an inner wall of the rotor shaft section and/or the transmission shaft section, so that the electrically conductive connecting element is securely positioned within the cavity of the rotor shaft section and /or des Transmission shaft section can be positioned. It can thus be ensured that the electrically conductive connecting element is arranged in a secure position within the rotor shaft section and/or the transmission shaft section, in particular during rotation of the rotor about its axis of rotation.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Traktionsantrieb. In a second aspect, the invention relates to a motor vehicle with the traction drive according to the invention.
Das Kraftahrzeug ist somit vorzugsweise ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug. The motor vehicle is therefore preferably a motor vehicle that is at least partially electrically powered.
Es sei bemerkt, dass sämtliche Merkmale, welche vorstehend und nachfolgend in Bezug auf einen Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, gleichermaßen für jeden anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung gelten. Im Speziellen können sämtliche Merkmale des Traktionsantriebs auch Merkmale des Kraftfahrzeugs sein. Dies gilt auch umgekehrt. It should be noted that all features described above and below in relation to one aspect of the present invention apply equally to every other aspect of the present invention. In particular, all features of the traction drive can also be features of the motor vehicle. This also applies vice versa.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel. Das Ausführungsbeispiel ist nicht einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen. Es soll den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Die Anmelderin behält sich vor, einzelne und/oder mehrere der in dem Ausführungsbeispiel offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen, oder solche Merkmale in bestehende Patentansprüche aufzunehmen. Das Ausführungsbeispiel wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Further features and advantages of the present invention emerge from the subclaims and the following exemplary embodiment. The exemplary embodiment is not restrictive, but rather should be understood as an example. It is intended to enable the person skilled in the art to carry out the invention. The applicant reserves the right to make individual and/or several of the features disclosed in the exemplary embodiment the subject of patent claims, or to include such features in existing patent claims. The exemplary embodiment is explained in more detail using drawings.
In diesen zeigen: In these show:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Traktionsantrieb; Fig. 1 shows a longitudinal section through a traction drive;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung im Bereich eines Rotorwellenendabschnitts eines Rotorwellenabschnitts; Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Traktionsantrieb in einer weiteren Ausgestaltung. 2 shows a sectional view in the area of a rotor shaft end section of a rotor shaft section; Fig. 3 shows a longitudinal section through the traction drive in a further embodiment.
In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen Traktionsantrieb 10 für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug gezeigt. Der Traktionsantrieb 10 umfasst eine Welle 11 . Die Welle 11 weist einen Rotorwellenabschnitt 14, der um eine Drehachse 16 des Rotorwellenabschnitts 14 drehbar gelagert ist, auf. Auf einer äußeren Mantelfläche 18 des Rotorwellenabschnitts 14 ist zumindest abschnittsweise ein eine Rotorwicklung 20 aufweisendes Rotorblechpaket 22 angeordnet. 1 shows a longitudinal section through a traction drive 10 for an at least partially electrically driven motor vehicle. The traction drive 10 includes a shaft 11. The shaft 11 has a rotor shaft section 14, which is rotatably mounted about an axis of rotation 16 of the rotor shaft section 14. A rotor laminated core 22 having a rotor winding 20 is arranged at least in sections on an outer lateral surface 18 of the rotor shaft section 14.
Koaxial zum Rotorwellenabschnitt 14 ist eine mit dem Rotorwellenabschnitt 14 formschlüssige gekoppelter Getriebewellenabschnitt 24 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Rotorwellenabschnitt 14 über eine Verzahnung mit dem Getriebewellenabschnitt 24 verbunden, so dass eine Drehbewegung des Rotorwellenabschnitts 14 auf den Getriebewellenabschnitt 24 übertragbar ist. Denkbar ist, dass der Rotorwellenabschnitt 14 und der Getriebewellenabschnitt 24 einstückig miteinander ausgebildet sind. Also, als ein Bauteil ausgebildet sind. Im Ausführungsbeispiels sind ist der Getriebewellenabschnitt 24 getrennt von dem Rotorwellenabschnitt 14 ausgebildet. Der Rotorwellenabschnitt 14 kann daher auch als Rotorwelle bezeichnet werden. Der Getriebewellenabschnitt 24 kann als Getriebewelle bezeichnet werden. A gear shaft section 24 that is positively coupled to the rotor shaft section 14 is arranged coaxially with the rotor shaft section 14. In the present exemplary embodiment, the rotor shaft section 14 is connected to the transmission shaft section 24 via a toothing, so that a rotational movement of the rotor shaft section 14 can be transmitted to the transmission shaft section 24. It is conceivable that the rotor shaft section 14 and the transmission shaft section 24 are formed in one piece with one another. So, they are designed as one component. In the exemplary embodiment, the transmission shaft section 24 is formed separately from the rotor shaft section 14. The rotor shaft section 14 can therefore also be referred to as a rotor shaft. The transmission shaft section 24 can be referred to as a transmission shaft.
Denkbar ist, dass wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, der Getriebewellenabschnitt 24 zumindest abschnittsweise in den Rotorwellenabschnitt 14 eingreift. Vorstellbar ist aber auch, dass der Getriebewellenabschnitt 24 und der Rotorwellenabschnitt 14 derart ausgebildet sind, dass der Rotorwellenabschnitt 14 zumindest abschnittsweise in den Getriebewellenabschnitt 24 eingreift mit dieser formschlüssig, vorzugsweise über eine Verzahnung, verbunden ist. It is conceivable that, as shown in the exemplary embodiment, the transmission shaft section 24 engages at least in sections in the rotor shaft section 14. However, it is also conceivable that the transmission shaft section 24 and the rotor shaft section 14 are designed such that the rotor shaft section 14 engages at least in sections in the transmission shaft section 24 and is connected to it in a form-fitting manner, preferably via a toothing.
Auf einer äußeren Mantelfläche 26 des Getriebewellenabschnitts 24 ist wenigstens ein Zahnrad 28 angeordnet, das im Eingriff mit weiteren Zahnrädern 30 einer Abtriebswelle 32 steht. Der Getriebewellenabschnitt 24 weist auf einer dem Rotorwellenabschnitt 14 abgewandten Seite einen Getriebewellenendabschnitt 34 auf, wobei auf dem Getriebewellenendabschnitt 34 eine Schleifringanordnung 36 angeordnet ist. Der Rotorwellenabschnitt 14 weist auf einer dem Getriebewellenabschnitt 24 abgewandten Seite einen Rotorwellenendabschnitt 38 auf. Auf dem Rotorwellenendabschnitt 38 ist ein Wicklungskontaktierungsmodul 40 zur elektrisch leitenden Verbindung mit der auf dem Rotorblechpaket 22 aufgewickelten Rotorwicklung 20 angeordnet. Die Schleifringanordnung 36 und das Wicklungskontaktierungsmodul 40 sind über eine elektrisch leitendes Verbindungelement 42 elektrisch leitend miteinander verbunden. Das elektrisch leitende Verbindungselement ist durch den Getriebewellenabschnitt 24 und durch den Rotorwellenabschnitt 14 geführt. Bedingt dadurch, dass die Schleifringanordnung 36 nunmehr nicht rotorwellenseitig angeordnet ist, sondern auf einem Getriebewellenendabschnitt 34 des Getriebewellenabschnitts 24, kann der nunmehr eingesparte Bauraum im Bereich der elektrischen Maschine bzw. des Rotors durch Aktivbauteile genutzt werden, sodass die Leistungsfähigkeit des Traktionsantriebs 10 erhöht werden kann. Der getriebeseitige Bauraum auf einer der elektrischen Maschine abgewandten Seite des Getriebes ist in der Regel weniger bauraumkritisch, sodass dieser für die Schleifringanordnung 34 zur Bestromung des fremderregten Rotors genutzt werden kann. At least one gear 28 is arranged on an outer lateral surface 26 of the transmission shaft section 24 and is in engagement with further gears 30 of an output shaft 32. The gear shaft section 24 has a gear shaft end section 34 on a side facing away from the rotor shaft section 14, with a slip ring arrangement 36 being arranged on the gear shaft end section 34. The rotor shaft section 14 has a rotor shaft end section 38 on a side facing away from the transmission shaft section 24. A winding contacting module 40 is arranged on the rotor shaft end section 38 for the electrically conductive connection to the rotor winding 20 wound on the rotor laminated core 22. The slip ring arrangement 36 and the winding contacting module 40 are electrically conductively connected to one another via an electrically conductive connecting element 42. The electrically conductive connecting element is guided through the transmission shaft section 24 and through the rotor shaft section 14. Due to the fact that the slip ring arrangement 36 is now not arranged on the rotor shaft side, but on a transmission shaft end section 34 of the transmission shaft section 24, the now saved installation space in the area of the electric machine or the rotor can be used by active components, so that the performance of the traction drive 10 can be increased . The transmission-side installation space on a side of the transmission facing away from the electric machine is generally less space-critical, so that it can be used for the slip ring arrangement 34 to supply current to the externally excited rotor.
Die Schleifringanordnung 36 weist wenigstens einen kreisringförmig ausgebildeten Schleifring 44 und einen mit dem Schleifring 44 verbundenen Schleifringleiter 46 auf, wobei der Schleifringleiter 46 auf einer dem Schleifring 44 abgewandten Seite ein Leiterende 48 aufweist, das mit dem elektrisch leitenden Verbindungselement 42 elektrisch leitend verbunden ist. Mit anderen Worten ist nicht der Schleifring 44 unmittelbar mit dem Verbindungselement verbunden, sondern mittelbar über den Schleifringleiter 46. Der Schleifringleiter 46 ist somit ein Verbindungselement zwischen dem Schleifring 44 und dem durch den Rotorwellenabschnitt 14 und den Getriebewellenabschnitt 24 geführten elektrisch leitfähigen Verbindungselement 42. Der Schleifringleiter 46 weist vorzugsweise einen ersten Abschnitt auf, der parallel zu einer Längsachse des Getriebewellenabschnitts 24 verläuft und mit dem Schleifring 44 verbunden ist. An den ersten Abschnitt ist vorzugsweise ein zweiter Abschnitt angeordnet, der in einem rechten Winkel zur Längsachse des Getriebewellenabschnitts 24 ausgebildet ist. Ein freies Ende des zweiten Abschnitts ist vorzugsweise mit dem elektrisch leitfähigen Verbindungselement 42 elektrisch leitend verbunden. The slip ring arrangement 36 has at least one circular ring-shaped slip ring 44 and a slip ring conductor 46 connected to the slip ring 44, the slip ring conductor 46 having a conductor end 48 on a side facing away from the slip ring 44, which is electrically conductively connected to the electrically conductive connecting element 42. In other words, the slip ring 44 is not connected directly to the connecting element, but rather indirectly via the slip ring conductor 46. The slip ring conductor 46 is thus a connecting element between the slip ring 44 and the electrically conductive connecting element 42 guided through the rotor shaft section 14 and the transmission shaft section 24. The slip ring conductor 46 preferably has a first section which runs parallel to a longitudinal axis of the transmission shaft section 24 and is connected to the slip ring 44. A second section is preferably arranged on the first section and is formed at a right angle to the longitudinal axis of the transmission shaft section 24. A free end of the second section is preferably electrically connected to the electrically conductive connecting element 42.
Das Leiterende 48 des Sch leifringleiters 46 ist im Ausführungsbeispiel über eine Press-Fit Verbindung mit dem elektrisch leitfähigen Verbindungselement 42 verbunden. Das elektrisch leitfähige Verbindungselement 42 ist vorzugsweise an dessen Ende als männlicher Verbinder ausgebildet ist. Das Leiterende 48 des Schleifringleiters 46 ist vorzugsweise als weiblicher Gegenpart zum männlichen Verbinder ausgebildet. Alternativ und/oder in Ergänzung kann vorzugsweise eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise in Lötverbindung, vorgesehen sein, um das Leiterende 48 mit dem elektrisch leitfähigen Verbindungselement 42 elektrisch leitfähig zu verbinden. In the exemplary embodiment, the conductor end 48 of the slip ring conductor 46 is connected to the electrically conductive connecting element 42 via a press-fit connection. The electrically conductive connecting element 42 is preferably designed as a male connector at its end. The conductor end 48 of the slip ring conductor 46 is preferably designed as a female counterpart to the male connector. Alternatively and/or in addition, a material-locking connection, for example a soldered connection, can preferably be provided in order to electrically conductively connect the conductor end 48 to the electrically conductive connecting element 42.
Die Schleifringanordnung 36 weist zudem ein erstes Trägerelement 50 aus einem elektrisch isolierenden Material auf, in welchem der Schleifring 44 und der Schleifringleiter 46 zumindest abschnittsweise angeordnet sind. Das erste Trägerelement 50 ist auf dem Getriebewellenendabschnitt 34 angeordnet. The slip ring arrangement 36 also has a first carrier element 50 made of an electrically insulating material, in which the slip ring 44 and the slip ring conductor 46 are arranged at least in sections. The first carrier element 50 is arranged on the transmission shaft end section 34.
In radialer Richtung beabstandet zur Schleifringanordnung 36 ist eine Bürstenvorrichtung 52 zur Bestromung der Schleifringanordnung 36, insbesondere des wenigstens einen Schleifrings 44 angeordnet. A brush device 52 for supplying current to the slip ring arrangement 36, in particular to the at least one slip ring 44, is arranged at a radial distance from the slip ring arrangement 36.
Das Wicklungskontaktierungsmodul 40 weist wenigsten einen im rechten Winkel zu einer Längsachse des Rotorwellenabschnitts 14 verlaufenden Kontaktierungsabschnitt 54 auf. Der Kontaktierungsabschnitt 54 ist elektrisch leitend ausgebildet. Durch die Anordnung des Kontaktierungsabschnitts 54 im rechten Winkel zur Längsachse des Rotorwellenabschnitts 14 kann der Kontaktierungsabschnitt 54 in einfacher Weise eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem durch den Rotorwellenabschnitt 14 geführten Verbindungselement 42 und der auf dem Rotorblechpaket 22 aufgewickelten Rotorwicklung 20 herstellen. The winding contact module 40 has at least one contact section 54 running at a right angle to a longitudinal axis of the rotor shaft section 14. The contact section 54 is designed to be electrically conductive. By arranging the contact section 54 at a right angle to the longitudinal axis of the rotor shaft section 14, the contact section 54 can easily form an electrically conductive connection between the connecting element 42 guided through the rotor shaft section 14 and the rotor winding 20 wound on the rotor laminated core 22.
Der Kontaktierungsabschnitt 54 weist ein erstes Kontaktierungsende 56 auf, das mit dem Verbindungselement 42 elektrisch leitend verbunden ist, und ein zu dem ersten Kontaktierungsende 56 beabstandetes zweites Kontaktierungsende 58 auf, das zur Verbindung mit einen Wicklungsende der Rotorwicklung 20 eingerichtet und/oder ausgebildet ist. The contacting section 54 has a first contacting end 56, which is electrically conductively connected to the connecting element 42, and a second contacting end 58, spaced apart from the first contacting end 56, which is set up and/or designed for connection to a winding end of the rotor winding 20.
Das Verbindungselement 42 ist im Ausführungsbeispiel formschlüssig über eine Press-Fit-Verbindung mit dem ersten Kontaktierungsende 56 verbunden. Vorteilhaft ist das erste Kontaktierungsende 56 des Kontaktierungsabschnitts 54 als weiblicher Verbinder und das Verbindungselement 42 bzw. dessen Ende als männlicher Verbinder ausgebildet. In the exemplary embodiment, the connecting element 42 is positively connected to the first contacting end 56 via a press-fit connection. The first contacting end 56 of the contacting section 54 is advantageously designed as a female connector and the connecting element 42 or its end as a male connector.
Das Wicklungskontaktierungsmodul 40 weist zudem ein zweites Trägerelement 60 auf, in dem der Kontaktierungsabschnitt 54 zumindest teilweise angeordnet ist, wobei das zweite Trägerelement 60 zumindest abschnittsweise über den Rotorwellenendabschnitt 38 in den Rotorwellenabschnitt 14 und/oder auf den Rotorwellenabschnitt 14 angeordnet ist. Das zweite Trägerelemente 60 ist aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus Kunststoff, ausgebildet. The winding contacting module 40 also has a second carrier element 60 in which the contacting section 54 is at least partially arranged, the second carrier element 60 being arranged at least in sections via the rotor shaft end section 38 into the rotor shaft section 14 and/or onto the rotor shaft section 14. The second carrier element 60 is made of an electrically insulating material, in particular plastic.
Der Traktionsantrieb 10 weist drei Lager zur Lagerung des Rotorwellenabschnitts 14 und/oder des Getriebewellenabschnitts 24 auf. Es ist vorgesehen, dass das Wicklungskontaktierungsmodul 40 zwischen einem ersten Lager 62 im Bereich des Rotorwellenendabschnitts 38 und einer erste Stirnseite 64 des Rotorblechpakets 22 angeordnet ist. Die erste Stirnseite 64 ist auf einer dem Getriebewellenabschnitt 24 abgewandten Seite des Rotorblechpakets 22 ausgebildet. Das Rotorblechpaket 22 weist eine zweite Stirnseite 66 auf, die dem Getriebewellenabschnitt 24 zugewandt ist. Zwischen der zweiten Stirnseite 66 und dem auf dem Getriebewellenabschnitt 24 angeordneten Zahnrad 28 ist das zweite Lager 68 angeordnet. Ein drittes Lager 70 ist zwischen dem Zahnrad 28 und der Schleifringanordnung 36 ausgebildet. Die Schleifringanordnung 36 ist somit außerhalb des Getriebes angeordnet, so dass diese vor Schmiermitteln aus dem Getriebe geschützt angeordnet ist. Zudem ermöglicht eine derart angeordnete Schleifringanordnung 36 eine einfache Wartung der Bürsten der Bürstenvorrichtung 52. The traction drive 10 has three bearings for supporting the rotor shaft section 14 and/or the transmission shaft section 24. It is provided that the winding contact module 40 is arranged between a first bearing 62 in the area of the rotor shaft end section 38 and a first end face 64 of the rotor laminated core 22. The first end face 64 is formed on a side of the rotor laminated core 22 facing away from the transmission shaft section 24. The rotor laminated core 22 has a second end face 66 facing the transmission shaft section 24. The second bearing 68 is arranged between the second end face 66 and the gear 28 arranged on the transmission shaft section 24. A third bearing 70 is formed between the gear 28 and the slip ring arrangement 36. The Slip ring arrangement 36 is thus arranged outside the gearbox so that it is protected from lubricants from the gearbox. In addition, a slip ring arrangement 36 arranged in this way enables easy maintenance of the brushes of the brush device 52.
In Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung im Bereich eines Rotorwellenendabschnitts 38 des Rotorwellenabschnitts 14 gezeigt. Eine Wandung 72 des Rotorwellenabschnitts 14 ist im Bereich des Rotorwellenendabschnitts 38 geschlitzt ausgebildet. Mit anderen Worten ist ausgehend von einem distalen Ende des Rotorwellenendabschnitts 38 zumindest ein Schlitz 74 in der Wandung 72 des Rotorwellenabschnitts 14 ausgebildet. Über diesen Schlitz 74 kann der Kontaktierungsabschnitt 54 derart angeordnet werden, dass das erste Kontaktierungsende 56 in einem Inneren des Rotorwellenabschnitts 14 angeordnet ist, um mit dem Verbindungselement 42 elektrisch leitend verbunden zu werden. Zudem ist es über den Schlitz 74 möglich, dass das zweite Kontaktierungsende 58 des Kontaktierungsabschnitt 54 außerhalb des Rotorwellenabschnitts 14 angeordnet ist, sodass dies mit der auf dem Rotorblechpaket 22 angeordneten Rotorwicklung 20 elektrisch leitend verbunden werden kann. Durch die geschlitzte Ausbildung des Rotorwellenendabschnitts 38 kann das Wicklungskontaktierungsmodul 40 in einfacher Weise angeordnet werden, um elektrisch leitend mit dem Verbindungselement 42 verbunden werden zu können. Fig. 2 shows a sectional view in the region of a rotor shaft end section 38 of the rotor shaft section 14. A wall 72 of the rotor shaft section 14 is slotted in the region of the rotor shaft end section 38. In other words, starting from a distal end of the rotor shaft end section 38, at least one slot 74 is formed in the wall 72 of the rotor shaft section 14. The contacting section 54 can be arranged via this slot 74 such that the first contacting end 56 is arranged in an interior of the rotor shaft section 14 in order to be electrically conductively connected to the connecting element 42. In addition, it is possible via the slot 74 for the second contacting end 58 of the contacting section 54 to be arranged outside the rotor shaft section 14 so that it can be electrically conductively connected to the rotor winding 20 arranged on the rotor laminated core 22. Due to the slotted design of the rotor shaft end section 38, the winding contact module 40 can be arranged in a simple manner in order to be able to be electrically conductively connected to the connecting element 42.
Der Rotorwellenendabschnitt 38 ist über ein Verschlusselement 76 verschlossen. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass ein distales Ende des Rotorwellenendabschnitts 38 mit einem in den Rotorwellenendabschnitt 38 eingreifenden Verschlusselement 76 verschlossen ist. Das Verschlusselement 76 ist derart positioniert, dass es im Bereich des ersten Lagers 62 angeordnet ist. Auf diese Weise kann die strukturelle Steifigkeit des Rotorwellenabschnitts 14 im Bereich des Rotorwellenendabschnitts 38 erhöht werden, insbesondere für den Fall, dass der Endbereich des Rotorwellenendabschnitts 38 geschlitzt ausgebildet ist. Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den Traktionsantrieb 10 in einer weiteren Ausgestaltung. Der in Fig. 3 gezeigte Traktionsantrieb 10 unterscheidet sich zu dem in Fig. 1 beschriebenen Traktionsantrieb 10 in der Ausgestaltung des Rotorwellenendabschnitts 38 und der Ausbildung des Wicklungskontaktierungsmoduls 40. Im Speziellen weist der Rotorwellendendabschnitt 38 auf einer in radialer Richtung nach außen gerichteten Außenseite wenigstens eine Nut 78 auf. Die Nut 78verläuft in axialer Richtung des Rotorwellenabschnitts 14 bzw. der Welle 11. Das Wicklungskontaktierungsmodul 40, aufweisend das zweite Trägerelement 60 und den Kontaktierungsabschnitt 54, ist zumindest abschnittsweise auf der Außenseite des Rotorwellenendabschnitt 38 aufgesteckt und greift zumindest abschnittsweise in die Nut 78 ein. Am distalen Ende des Rotorwellenendabschnitts 38 ist das elektrisch leitende Verbindungselement 42 mit dem ersten Kontaktierungsende 56 des Kontaktierungsabschnitts 54 elektrisch leitend verbunden. Die elektrische Verbindung kann somit außerhalb des Rotorwellenendabschnitts 38 erfolgen, was die Verbindung einfacher und preiswerter gestalten kann. Das erste Lager 62 ist im Bereich der Nut 78 auf der Außenseite des Rotorwellenendabschnitts 38 zwischen dem ersten Kontaktierungsende 56 und dem zweiten Kontaktierungsende 58 des Kontaktierungsabschnitts 54 angeordnet. The rotor shaft end section 38 is closed via a closure element 76. In other words, it is provided that a distal end of the rotor shaft end section 38 is closed with a closure element 76 which engages in the rotor shaft end section 38. The closure element 76 is positioned such that it is arranged in the area of the first bearing 62. In this way, the structural rigidity of the rotor shaft section 14 in the area of the rotor shaft end section 38 can be increased, particularly in the event that the end region of the rotor shaft end section 38 is designed to be slotted. Fig. 3 shows a longitudinal section through the traction drive 10 in a further embodiment. 3 differs from the traction drive 10 described in FIG. 1 in the design of the rotor shaft end section 38 and the design of the winding contacting module 40. In particular, the rotor shaft end section 38 has at least one groove on an outer side directed in the radial direction 78 on. The groove 78 runs in the axial direction of the rotor shaft section 14 or the shaft 11. The winding contacting module 40, having the second carrier element 60 and the contacting section 54, is at least partially attached to the outside of the rotor shaft end section 38 and engages at least partially in the groove 78. At the distal end of the rotor shaft end section 38, the electrically conductive connecting element 42 is electrically conductively connected to the first contacting end 56 of the contacting section 54. The electrical connection can thus take place outside the rotor shaft end section 38, which can make the connection simpler and cheaper. The first bearing 62 is arranged in the area of the groove 78 on the outside of the rotor shaft end section 38 between the first contacting end 56 and the second contacting end 58 of the contacting section 54.

Claims

Patentansprüche Patent claims
1 . Traktionsantrieb (10) für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend eine Welle (11 ) mit einem Rotorwellenabschnitt (14), und einem koaxial zum Rotorwellenabschnitt (14) angeordneten Getriebewellenabschnitt (24), wobei der Getriebewellenabschnitt (24) auf einer dem Rotorwellenabschnitt (14) abgewandten Seite einen Getriebewellenendabschnitt (34) aufweist, auf dem eine Schleifringanordnung (36) angeordnet ist, der Rotorwellenabschnitt (14) auf einer dem Getriebewellenabschnitt (24) abgewandten Seite einen Rotorwellenendabschnitt (38) aufweist, auf dem ein Wicklungskontaktierungsmodul (40) angeordnet ist, und durch den Rotorwellenabschnitt (14) und den Getriebewellenabschnitt (24) ein elektrisch leitendes Verbindungselement (42) geführt ist, das die Schleifringanordnung (36) und das Wicklungskontaktierungsmodul (40) elektrisch leitend miteinander verbindet. 1. Traction drive (10) for an at least partially electrically driven motor vehicle, comprising a shaft (11) with a rotor shaft section (14), and a transmission shaft section (24) arranged coaxially to the rotor shaft section (14), wherein the transmission shaft section (24) has, on a side facing away from the rotor shaft section (14), a transmission shaft end section (34) on which a slip ring arrangement (36) is arranged, the rotor shaft section (14) has, on a side facing away from the transmission shaft section (24), a rotor shaft end section (38) on which a winding contacting module (40) is arranged, and an electrically conductive connecting element (42) is guided through the rotor shaft section (14) and the transmission shaft section (24), which electrically conductively connects the slip ring arrangement (36) and the winding contacting module (40) to one another.
2. Traktionsantrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifringanordnung (36) wenigstens einen Schleifring (44) und einen mit dem Schleifring (44) verbundenen Schleifringleiter (46) aufweist, wobei der Schleifringleiter (46) auf einer dem Schleifring (44) abgewandten Seite ein Leiterende (48) aufweist, das mit dem Verbindungselement (42) elektrisch leitend verbunden ist. 2. Traction drive according to claim 1, characterized in that the slip ring arrangement (36) has at least one slip ring (44) and a slip ring conductor (46) connected to the slip ring (44), the slip ring conductor (46) being on one of the slip ring (44). The side facing away has a conductor end (48) which is electrically conductively connected to the connecting element (42).
3. Traktionsantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterende (48) mit dem Verbindungselement (42) stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist. 3. Traction drive according to claim 2, characterized in that the conductor end (48) is connected to the connecting element (42) in a cohesive, positive and/or non-positive manner.
4. Traktionsantrieb nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifringanordnung (36) ein erstes Trägerelement (50) aus einem elektrisch isolierenden Material aufweist, in welchem der Schleifring (44) und der Schleifringleiter (46) zumindest abschnittsweise angeordnet sind, und das erste Trägerelement (50) auf dem Getriebewellenendabschnitt (34) angeordnet ist. 4. Traction drive according to one of claims 2 or 3, characterized in that the slip ring arrangement (36) has a first carrier element (50) made of an electrically insulating material, in which the slip ring (44) and the Slip ring conductors (46) are arranged at least in sections, and the first carrier element (50) is arranged on the transmission shaft end section (34).
5. Traktionsantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wicklungskontaktierungsmodul (40) einen im rechten Winkel zu einer Längsachse des Rotorwellenabschnitts (14) verlaufenden Kontaktierungsabschnitt (54) aufweist. 5. Traction drive according to one of the preceding claims, characterized in that the winding contacting module (40) has a contacting section (54) extending at right angles to a longitudinal axis of the rotor shaft section (14).
6. Traktionsantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktierungsabschnitt (54) ein erstes Kontaktierungsende (56) aufweist, das mit dem Verbindungselement (42) elektrisch leitend verbunden ist, und ein zu dem ersten Kontaktierungsende (56) beabstandetes zweites Kontaktierungsende (58) aufweist, das zur Verbindung mit einen Wicklungsende einer Rotorwicklung (20) eingerichtet und/oder ausgebildet ist. 6. Traction drive according to claim 5, characterized in that the contacting section (54) has a first contacting end (56) which is electrically conductively connected to the connecting element (42), and a second contacting end (58) spaced from the first contacting end (56). ), which is set up and/or designed for connection to a winding end of a rotor winding (20).
7. Traktionsantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (42) stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem ersten Kontaktierungsende (56) verbunden ist. 7. Traction drive according to claim 6, characterized in that the connecting element (42) is connected to the first contacting end (56) in a cohesive, non-positive and / or form-fitting manner.
8. Traktionsantrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wicklungskontaktierungsmodul (40) ein zweites Trägerelement (60) aufweist, in dem der Kontaktierungsabschnitt (54) zumindest teilweise angeordnet ist, wobei das zweite Trägerelement (60) zumindest abschnittsweise über den Rotorwellenendabschnitt (38) in dem Rotorwellenabschnitt (14) und/oder auf dem Rotorwellenabschnitt (14) angeordnet ist. 8. Traction drive according to one of claims 5 to 7, characterized in that the winding contacting module (40) has a second carrier element (60) in which the contacting section (54) is at least partially arranged, the second carrier element (60) being at least partially over the rotor shaft end section (38) is arranged in the rotor shaft section (14) and/or on the rotor shaft section (14).
9. Traktionsantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandung (72) des Rotorwellenabschnitts (14) im Bereich des Rotorwellenendabschnitts (38) geschlitzt ausgebildet ist. 9. Traction drive according to one of the preceding claims, characterized in that a wall (72) of the rotor shaft section (14) is slotted in the region of the rotor shaft end section (38).
10. Traktionsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandung (72) des Rotorwellenabschnitts (14) im Bereich des Rotorwellenendabschnitts (38) auf einer in radialer Richtung nach außen gerichteten Außenseite eine Nut aufweist, in die das Wicklungskontaktierungsmodul (40) zumindest abschnittsweise eingreift. 10. Traction drive according to one of claims 1 to 8, characterized in that a wall (72) of the rotor shaft section (14) in the area of the rotor shaft end section (38) on a radially outward direction directed outside has a groove into which the winding contacting module (40) engages at least in sections.
11 . Traktionsantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorwellenendabschnitt (38) über ein Verschlusselement (76) verschlossen ist. 11. Traction drive according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor shaft end section (38) is closed by a closure element (76).
12. Traktionsantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Verbindungselement (42) bezogen auf die radiale Richtung des Rotorwellenabschnitts (14) lagesicher fixiert ist. 12. Traction drive according to one of the preceding claims, characterized in that the electrically conductive connecting element (42) is securely fixed in position with respect to the radial direction of the rotor shaft section (14).
13. Traktionsantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebewellenabschnitt (24) und der Rotorwellenabschnitt (14) einstückig miteinander ausgebildet sind. 13. Traction drive according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission shaft section (24) and the rotor shaft section (14) are formed integrally with one another.
14. Traktionsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorwellenabschnitt (14) eine Rotorwelle ist und der Getriebewellenabschnitt (24) eine von der Rotorwelle verschiedene Getriebewelle ist. 14. Traction drive according to one of claims 1 to 12, characterized in that the rotor shaft section (14) is a rotor shaft and the gear shaft section (24) is a gear shaft different from the rotor shaft.
15. Kraftfahrzeug mit einem Traktionsantrieb (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche. 15. Motor vehicle with a traction drive (10) according to one of the preceding claims.
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