DE102017118057A1 - Electric machine with rolling bearing for a motor vehicle - Google Patents

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Bertram Haag
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektrische Maschine (8) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Welle (7), die durch mindestens ein Wälzlager (1) drehbar gelagert ist, wobei das Wälzlager (1) einen Innenring (2), einen Außenring (3) sowie radial zwischen dem Innenring (2) und dem Außenring (3) angeordnete Wälzkörper (4) umfasst, wobei zumindest teilweise am Innenring (2) und/oder am Außenring (3) und/oder an den Wälzkörpern (4) eine chemisch erzeugte Oxidschicht (5) zur Verminderung einer Anfälligkeit gegenüber oberflächeninitiierter Ermüdung ausgebildet ist, wobei die Oxidschicht (5) überwiegend aus Eisen (II, III)-Mischoxid gebildet ist und eine flächenspezifische Masse von 3,5 bis 7 g/m2 aufweist.

Figure DE102017118057A1_0000
The invention relates to an electric machine (8) for a motor vehicle, comprising a shaft (7) which is rotatably supported by at least one rolling bearing (1), wherein the rolling bearing (1) has an inner ring (2), an outer ring (3) and radially between the inner ring (2) and the outer ring (3) arranged rolling elements (4), wherein at least partially on the inner ring (2) and / or on the outer ring (3) and / or on the rolling elements (4) a chemically generated oxide layer ( 5) is designed to reduce susceptibility to surface-initiated fatigue, wherein the oxide layer (5) is formed predominantly of iron (II, III) mixed oxide and has a surface specific mass of 3.5 to 7 g / m 2 .
Figure DE102017118057A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Welle, die durch mindestens ein Wälzlager drehbar gelagert ist. Das Anwendungsgebiet der Erfindung erstreckt sich vornehmlich auf elektrische Maschinen mit Wälzlager, die in zumindest teilweise oder vollständig elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, verbaut werden. Unter einem zumindest teilweise oder vollständig elektrisch angetriebenem Kraftfahrzeug ist ein Mild-Hybrid-, Voll-Hybrid-, Plug-In-Hybrid- oder Elektrofahrzeug zu verstehen. Unter einer elektrischen Maschine ist ein elektrischer Motor mit einem Stator und einem Rotor zu verstehen.The invention relates to an electric machine for a motor vehicle, comprising a shaft which is rotatably supported by at least one rolling bearing. The field of application of the invention extends primarily to electrical machines with roller bearings, which are installed in at least partially or fully electrically driven motor vehicles. An at least partially or fully electrically driven motor vehicle means a mild hybrid, full hybrid, plug-in hybrid or electric vehicle. Under an electric machine is an electric motor with a stator and a rotor to understand.

Insbesondere im Bereich der Elektromobilität entstehen Anforderungen infolge geänderter Nutzungsprofile im Vergleich zu konventionellen Antriebskonzepten. So stellen für Elektrofahrzeuge beispielsweise höhere Nutzungsdauern, beispielsweise infolge verstärkter Car-Sharing Nutzung, eine erhöhte Anforderung an die resultierende Lagerung. Hierbei sind sowohl öl- als auch fettgeschmierte Wälzlager von Bedeutung. Die elektrische Maschine kann in einem Getriebe oder in einer Radnabe integriert sein. Im Falle der Integration in ein Getriebe handelt es sich um elektrifizierte GetriebeParticularly in the field of electromobility, requirements arise as a result of changed usage profiles in comparison to conventional drive concepts. For example, for electric vehicles, higher service lives, for example as a result of increased Car-Sharing usage, place increased demands on the resulting storage. Both oil- and grease-lubricated roller bearings are important here. The electric machine can be integrated in a transmission or in a wheel hub. In the case of integration in a transmission are electrified transmissions

Insbesondere in elektrifizierten Getrieben, das heißt bei Kraftfahrzeugen, die zusätzlich zum Verbrennungsmotor mit einer elektrisch unterstützenden Antriebsform ausgestattet sind, kommt es aufgrund des integrierten Elektromotors im Getriebe zu einem durch die Achse eigens erzeugten Antriebsmoment. Der Drehmomentverlauf ist üblicherweise durch ein maximales Antriebsmoment bereits bei sehr niedrigen Drehzahlen gekennzeichnet. Dies führt infolge dieser Belastungen gezwungenermaßen zu einem erhöhten Risiko für das Betriebsverhalten, da bei sehr niedrigen Drehzahlen üblicherweise hohe Festkörpertraganteile zwischen den Wälzkontakten vorliegen. Die resultierenden Hertz'schen Flächenpressungen liegen zusätzlich in Bereichen oberhalb von 2000 N/mm2. In Kombination mit einem niedrigen Viskositätsverhältnis von κ < 0,6 des Schmiermittels in den meisten Betriebszuständen sind die oberflächennahen Gefügebereiche der Wälzlager oftmals hohen Reibwerten und somit hohen tangentialen Schubspannungen ausgesetzt. Zusätzlich können die Lagerdrehzahlen deutlich erhöht werden (Drehzahlkennwerte n*dm > 2.000.0000 min-1*mm, wobei n die Drehzahl und dm der Lagerdurchmesser ist) und das Lager im Betrieb schnell wechselnden Drehzahlrampen ausgesetzt werden. Das wiederum kann zu hohen Temperaturgradienten zwischen dem jeweiligen Innen- und Außenring des verbauten Wälzlagers führen, was üblicherweise zu hohen Schlupfbeträgen (z.B. Differentialschlupf oder Bohrschlupf) führt.In particular, in electric transmissions, that is, in motor vehicles, which are equipped in addition to the internal combustion engine with an electrically assisting drive form, it comes due to the integrated electric motor in the transmission to a specially generated by the axis drive torque. The torque curve is usually characterized by a maximum drive torque even at very low speeds. As a result of these loads, this inevitably leads to an increased risk for the operating behavior, since at very low speeds, usually high solids fractions are present between the rolling contacts. The resulting Hertzian surface pressures additionally lie in areas above 2000 N / mm 2 . In combination with a low viscosity ratio of κ <0.6 of the lubricant in most operating conditions, the near-surface microstructures of the rolling bearings are often exposed to high coefficients of friction and thus high tangential shear stresses. In addition, the bearing speeds can be significantly increased (speed characteristics n * dm> 2.000.0000 min -1 * mm, where n is the speed and dm the bearing diameter) and the bearing are exposed in operation quickly changing speed ramps. This in turn can lead to high temperature gradients between the respective inner and outer ring of the built-rolling bearing, which usually leads to high amounts of slip (eg differential slip or Bohrschlupf).

Ein Phänomen, das die Zuverlässigkeit von solchen Wälzlagern in diesem geschilderten Umgebungsumfeld negativ beeinflusst, sind sogenannte oberflächeninitiierte Ermüdungsmechanismen, im Folgenden auch „Surface Initiated Fatigue“ (SIF) benannt. Die oberflächeninitiierte Ermüdung kann in verschiedenen Formen, wie beispielsweise Graufleckigkeit, Micropittings oder Pittings auftreten, wobei auch weitere Erscheinungsformen in Abhängigkeit zahlreicher Einflussfaktoren die oberflächeninitiierte Ermüdung beschreiben können. Dabei können Schadensbilder an Wälzlagern einzeln oder auch gleichzeitig auftreten. Bei der oberflächeninitiierten Ermüdung handelt es sich um eine Ermüdung oberflächennaher Bereiche bei hochbelasteten Bauteilen mit zuvor beschriebenen Betriebsbedingungen, wobei sich beispielsweise die Wälzlagerlaufbahn eines Wälzlagers ungleichmäßig abnutzt. Dadurch kommt es zu Spannungsüberhöhungen, die im Laufe der Zeit zu Geräuschentwicklungen, Vibrationen und einem ungleichmäßigen Tragbild führen können. Ferner bilden sich eine Vielzahl von mikroskopisch kleinen Ausbrüchen und Poren, die an den Berührungsflächen der Wälzkörper an den Laufbahnen des Innenrings und/oder des Außenrings zu Mikrorissen aufgrund von Misch- und Gleitreibung führen können. Die Mikrorisse entwickeln sich zu Makrorissen, die Ausbrüche auf den Oberflächen der Lagerteile bewirken. Dadurch kann es zu einem vorzeitigen ermüdungsbedingten Bauteilversagen kommen.A phenomenon that adversely affects the reliability of such rolling bearings in this environmental environment is called Surface Initiated Fatigue Mechanisms, hereafter also referred to as Surface Initiated Fatigue (SIF). Surface initiated fatigue can occur in a variety of forms, such as pitting, micropitting, or pitting, although other manifestations may also describe surface initiated fatigue, depending on numerous factors. Damage to rolling bearings can occur individually or simultaneously. Surface-initiated fatigue refers to fatigue of near-surface areas in heavily loaded components with operating conditions previously described, with, for example, the rolling bearing raceway of a rolling bearing becoming unevenly worn. This leads to voltage overshoots, which over time can lead to noise, vibrations and a non-uniform contact pattern. Furthermore, a multiplicity of microscopically small openings and pores form, which can lead to microcracks due to mixed and sliding friction at the contact surfaces of the rolling elements on the raceways of the inner ring and / or of the outer ring. The microcracks develop into macrocracks that cause eruptions on the surfaces of the bearing parts. This can lead to premature fatigue component failure.

Ein weiteres Phänomen, das die Zuverlässigkeit von Wälzlager negativ beeinflusst, sind die so genannten White Etching Cracks (WECs). White Etching Cracks sind Veränderungen des Gefüges im Werkstoff, die sich unterhalb der Lageroberfläche bilden. Diese können sich unter Einfluss verschiedener äußerer Belastungen bis zur Oberfläche ausbreiten. Dadurch kann es zur Bildung von Grübchen oder Schälungen bis hin zu einem Durchreißen des Innen- oder Außenrings und somit zu einem vorzeitigen Ausfall des betroffenen Lagers kommen. White Etching Cracks treten sowohl in durchgehärteten als auch in einsatzgehärteten Wälzlagern auf. Die Ursachen für die Entstehung von White Etching Cracks sind noch nicht vollständig nachvollziehbar. Jedoch bilden nach heutigem Wissensstand Zusatzbeanspruchungen in Form von Dynamik und/oder Mischreibung und/oder Elektrik die Voraussetzung für die Entstehung von White Etching Cracks. Insbesondere wird als Grundursache für die Entstehung von White Etching Cracks die Wasserstoffaufnahme in die Randschicht des Werkstoffs im Wälzkontakt angesehen. Die Wasserstoffaufnahme lässt sich beispielsweise durch hohe Reibbeanspruchung der Wälzflächen und/oder durch elektrische Zusatzlasten erzeugen.Another phenomenon that adversely affects the reliability of rolling bearings is the so-called white etching cracks (WECs). White etching cracks are changes in the structure of the material that form below the bearing surface. These can spread to the surface under the influence of various external loads. This can lead to the formation of dimples or peels up to a tearing of the inner or outer ring and thus to premature failure of the affected bearing. White etching cracks occur in both through hardened and case hardened bearings. The causes for the formation of white etching cracks are not fully understood. However, according to the current state of knowledge, additional stresses in the form of dynamics and / or mixed friction and / or electrics form the precondition for the formation of white etching cracks. In particular, the main reason for the formation of white etching cracks is considered to be the hydrogen uptake into the surface layer of the material in the rolling contact. The hydrogen uptake can be generated, for example, by high frictional stress on the rolling surfaces and / or by additional electrical loads.

Durch Schmierungskonzepte, für die während des gesamten Lebensdauerzyklus kein Schmierstoffwechsel vorgesehen ist, können initiale Verschleißeffekte, die sich auf Schadensformen wie WECs und/ oder SIFs ungünstig auswirken können, umso gravierender zum Tragen kommen.Through lubrication concepts, for which during the entire life cycle no Lubricant change is provided, the initial wear effects, which can have an adverse effect on damage forms such as WECs and / or SIFs, the more serious come to fruition.

Aus der DE 10 2012 213 317 A1 geht ein Lagerbauteil mit einer im Bereich seiner Oberfläche ausgebildeten polaren Konversionsschicht aus Eisenoxid hervor, welche in einer Richtung parallel zur Oberfläche des Lagerbauteils eine größere Homogenität aufweist als in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche. Des Weiteren geht ein Verfahren zum Brünieren eines Lagerbauteils hervor. Das Brünieren von Bauteilen wird ferner in der DIN 50938 allgemein beschrieben.From the DE 10 2012 213 317 A1 goes out a bearing component with a formed in the region of its surface polar conversion layer of iron oxide, which in a direction parallel to the surface of the bearing component has a greater homogeneity than in a direction perpendicular to the surface. Furthermore, a method for burnishing a bearing component emerges. The burnishing of components is also generally described in DIN 50938.

Ferner gehen aus dem Buch „Hybridfahrzeuge - Ein alternatives Antriebssystem für die Zukunft‟ von Peter Hofmann, 2. Auflage, Springer-Verlag, ISBN 978-3-7091-1779-8 auf den Seiten 23 bis 34 unterschiedliche Hybridkonzepte für Kraftfahrzeuge hervor, die zumindest eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator aufweisen.Further, go out of the book "Hybrid vehicles - An alternative propulsion system for the future" by Peter Hofmann, 2nd edition, Springer-Verlag, ISBN 978-3-7091-1779-8 on pages 23 to 34 different hybrid concepts for motor vehicles, which have at least one electric machine with a rotor and a stator.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Wälzlager zur Lagerung einer Welle einer elektrischen Maschine weiterzuentwickeln, um insbesondere die Widerstandsfähigkeit des Wälzlagers gegenüber der Bildung von oberflächeninitiierten Ermüdungsmechanismen und White Etching Cracks zu erhöhen.The object of the invention is to develop a rolling bearing for supporting a shaft of an electric machine, in particular to increase the resistance of the rolling bearing against the formation of surface-initiated fatigue mechanisms and white etching cracks.

Diese Aufgabe wird durch ein Wälzlager mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren. This object is achieved by a roller bearing having the features of claim 1. Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims of the following description and the accompanying drawings.

Ein erfindungsgemäßes Wälzlager zur Lagerung einer Welle einer elektrischen Maschine für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Innenring, einen Außenring sowie radial zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnete Wälzkörper, wobei zumindest teilweise am Innenring und/oder am Außenring und/oder an den Wälzkörpern eine chemisch erzeugte Oxidschicht zur Verminderung einer Anfälligkeit gegenüber oberflächeninitiierter Ermüdung ausgebildet ist, wobei die Oxidschicht überwiegend aus Eisen (II, III)-Mischoxid gebildet ist und eine flächenspezifische Masse von 3,5 bis 7 g/m2 aufweist. Mit anderen Worten besteht die Oxidschicht im Wesentlichen aus Fe3O4 und ist somit eine Eisenmischoxidschicht. Die Oxidschicht passiviert zum einen die Oberfläche, zum anderen wird die Beständigkeit gegenüber mechanischen Belastungen und gegenüber Korrosion erhöht. Das Eindiffundieren beispielsweise von Wasserstoff in die Oberfläche des jeweiligen Innenrings und/oder des jeweiligen Außenrings und/oder der jeweiligen Wälzkörper wird durch eine Barrierewirkung der Oxidschicht verringert oder verhindert.An inventive rolling bearing for supporting a shaft of an electric machine for a motor vehicle comprises an inner ring, an outer ring and arranged radially between the inner ring and the outer ring rolling elements, wherein at least partially on the inner ring and / or on the outer ring and / or on the rolling elements, a chemically generated oxide layer is designed to reduce susceptibility to surface-initiated fatigue, wherein the oxide layer is formed predominantly of iron (II, III) mixed oxide and has a surface specific mass of 3.5 to 7 g / m 2 . In other words, the oxide layer consists essentially of Fe 3 O 4 and is thus an iron mixed oxide layer. On the one hand, the oxide layer passivates the surface, on the other hand it increases the resistance to mechanical stress and to corrosion. The diffusion of, for example, hydrogen into the surface of the respective inner ring and / or the respective outer ring and / or the respective rolling elements is reduced or prevented by a barrier effect of the oxide layer.

Bevorzugt ist die Oxidschicht mittels Brünierprozess am Innenring und/oder am Außenring und/oder an den Wälzkörpern ausgebildet. Mit anderen Worten wird die Oxidschicht durch ein Eintauchen des Innenrings und/oder des Außenrings und/oder der Wälzkörper in ein dafür vorgesehenes Bad gebildet. Das Brünieren von Lagerbauteilen reduziert insbesondere die Gefahr von Schlupfschäden und erhöht den Schutz gegenüber Korrosion. Ferner werden die Verlustleistungen, die beim Abrollen der Wälzkörper auf den Laufbahnen entstehen, reduziert und das Einlaufverhalten verbessert. Vorzugsweise sind sowohl der Innenring als auch der Außenring und die Wälzkörper mit der Oxidschicht überzogen. Insbesondere weist die Oxidschicht eine Schichtdicke von 0,5 bis 2 µm auf. In Folge dessen können Reibungskoeffizienten innerhalb des Wälzlagers wesentlich reduziert werden, was einen geringeren Energieeintrag durch geringere Schubspannungen bewirkt.The oxide layer is preferably formed by means of a burnishing process on the inner ring and / or on the outer ring and / or on the rolling elements. In other words, the oxide layer is formed by immersing the inner ring and / or the outer ring and / or the rolling elements in a designated bath. The burnishing of bearing components in particular reduces the risk of slippage damage and increases the protection against corrosion. Furthermore, the power losses that occur when rolling the rolling elements on the raceways, reduced and improves the run-in behavior. Preferably, both the inner ring and the outer ring and the rolling elements are coated with the oxide layer. In particular, the oxide layer has a layer thickness of 0.5 to 2 μm. As a result, friction coefficients within the rolling bearing can be significantly reduced, which causes a lower energy input by lower shear stresses.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Oxidschicht funktionsrelevant an einer Innenumfangsfläche des Außenrings und/oder an einer Außenumfangsfläche des Innenrings ausgebildet. Eine gezielt partielle Beschichtung des Innenrings und/oder des Außenrings kann vorzugsweise durch ein Abkleben der nicht zu beschichtenden Flächen am Innenring und/oder Außenring ermöglicht werden. Alternativ können nur die Wälzlager die Oxidschicht aufweisen. Die Oxidschicht kann aber auch an allen Komponenten, bestehend aus dem Innenring, dem Außenring sowie den Wälzkörpern ausgebildet sein.According to a preferred embodiment, the oxide layer is functionally relevant to an inner peripheral surface of the outer ring and / or formed on an outer peripheral surface of the inner ring. A targeted partial coating of the inner ring and / or the outer ring can preferably be made possible by masking the surfaces to be coated on the inner ring and / or outer ring. Alternatively, only the rolling bearings can have the oxide layer. However, the oxide layer can also be formed on all components, consisting of the inner ring, the outer ring and the rolling elements.

Bevorzugt ist das Wälzlager als Rillenkugellager ausgebildet. Ferner kann das Wälzlager aber auch als Zylinderrollenlager, Kegelrollenlager oder als anderes Wälzlager ausgebildet sein.Preferably, the rolling bearing is designed as a deep groove ball bearing. Furthermore, however, the rolling bearing can also be designed as a cylindrical roller bearing, tapered roller bearings or other rolling bearings.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Wälzlager in einem zumindest teilweise oder vollständig elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug verwendet. Ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug kann beispielsweise zumindest eine durch einen elektrischen Antrieb unterstützte Achse aufweisen. Ferner kann das das elektrisch angetriebene Fahrzeug ein vollelektrisches Fahrzeug oder ein Hybridfahrzeug sein, wobei unter einem Hybridfahrzeug ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und mindestens einem Elektromotor zu verstehen ist.Preferably, the rolling bearing according to the invention is used in an at least partially or fully electrically driven motor vehicle. An electrically driven vehicle may, for example, have at least one axle supported by an electric drive. Furthermore, the electrically driven vehicle may be a fully electric vehicle or a hybrid vehicle, wherein a hybrid vehicle is to be understood as meaning a vehicle having an internal combustion engine and at least one electric motor.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Welle, die durch mindestens ein Wälzlager drehbar gelagert ist. Die elektrische Maschine umfasst einen drehfest in einem Gehäuse angeordneten Stator, sowie einen drehbeweglichen Rotor. Vorzugsweise ist die Welle als Rotorwelle der elektrischen Maschine ausgebildet ist. Ferner bevorzugt ist die elektrische Maschine als Radnabenmotor ausgebildet. Mithin ist das Wälzlager als Radlager ausgebildet.In particular, the invention relates to an electric machine for a motor vehicle, comprising a shaft which is rotatably supported by at least one rolling bearing. The electric machine comprises a stator rotatably mounted in a housing, as well as a rotatable rotor. Preferably the shaft is designed as a rotor shaft of the electric machine. Further preferably, the electric machine is designed as a hub motor. Thus, the rolling bearing is designed as a wheel bearing.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der beiden Figuren näher dargestellt. Hierbei zeigt

  • 1 eine schematische Perspektivdarstellung eines erfindungsgemäßen Wälzlagers für eine elektrische Maschine,
  • 2 eine schematische Teilschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Wälzlagers gemäß 1, und
  • 3 eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine mit einem Wälzlager gemäß den 1 und 2.
Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the two figures. This shows
  • 1 a schematic perspective view of a rolling bearing according to the invention for an electrical machine,
  • 2 a schematic partial sectional view of the rolling bearing according to the invention 1 , and
  • 3 a highly simplified schematic representation of an electrical machine according to the invention with a rolling bearing according to the 1 and 2 ,

Gemäß 1 weist ein erfindungsgemäßes Wälzlager 1 für eine - in 3 dargestellte - Welle 7 einer elektrischen Maschine 8 einen Innenring 2, einen Außenring 3 sowie radial zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 angeordnete Wälzkörper 4 auf. Die Wälzkörper 4 werden durch einen Käfig 7 geführt, wobei das Wälzlager 1 als Rillenkugellager ausgebildet ist. Somit sind die Wälzkörper 4 als Kugeln ausgebildet.According to 1 has an inventive rolling bearing 1 for a - in 3 illustrated - wave 7 an electric machine 8th an inner ring 2 , an outer ring 3 as well as radially between the inner ring 2 and the outer ring 3 arranged rolling elements 4 on. The rolling elements 4 be through a cage 7 led, whereby the rolling bearing 1 is designed as a deep groove ball bearing. Thus, the rolling elements 4 formed as balls.

Gemäß 2 ist teilweise am Innenring 2 sowie teilweise am Außenring 3 eine nasschemisch erzeugte Oxidschicht 5 zur Verminderung einer Anfälligkeit gegenüber oberflächeninitiierter Ermüdung beziehungsweise Surface Initiated Fatigue ausgebildet. Mithin wird durch die Oxidschichten 5 eine Erhöhung der Widerstandsfähigkeit des Wälzlagers 1 gegenüber oberflächeninitiierter Ermüdung erzielt. Die Oxidschicht 5 ist an einer Innenumfangsfläche des Außenrings 3 und an einer Außenumfangsfläche des Innenrings 2 ausgebildet, wobei die Schichtdicke 0,5 bis 2 µm beträgt. Die Oxidschicht 5 ist überwiegend aus Eisenoxiduloxid (Fe3O4) gebildet und weist eine flächenspezifische Masse von 3,5 bis 7 g/m2 auf.According to 2 is partly on the inner ring 2 and partly on the outer ring 3 a wet-chemically produced oxide layer 5 designed to reduce susceptibility to surface-initiated fatigue or surface-initiated fatigue. Consequently, through the oxide layers 5 an increase in the resistance of the rolling bearing 1 achieved over surface initiated fatigue. The oxide layer 5 is on an inner peripheral surface of the outer ring 3 and on an outer peripheral surface of the inner ring 2 formed, wherein the layer thickness is 0.5 to 2 microns. The oxide layer 5 is predominantly formed from iron oxide (Fe 3 O 4 ) and has a surface specific mass of 3.5 to 7 g / m 2 .

Nach 3 weist die elektrische Maschine 8 einen gehäusefesten Stator 9 und einen drehbeweglichen Rotor 10 auf. Ferner weist die elektrische Maschine 8 eine Welle 7 und das in den 1 und 2 dargestellte Wälzlager 1 auf, wobei die als Rotorwelle ausgebildete Welle 7 mittels Wälzlager 1 drehbar gelagert ist.To 3 has the electric machine 8th a housing-fixed stator 9 and a rotatable rotor 10 on. Furthermore, the electric machine has 8th a wave 7 and that in the 1 and 2 illustrated rolling bearings 1 on, wherein the shaft formed as a rotor shaft 7 by means of roller bearings 1 is rotatably mounted.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel. Weitere Ausführungsbeispiele oder Weiterbildungsmöglichkeiten gehen insbesondere aus den Ansprüchen und der Beschreibung hervor. Beispielsweise können der Innenring 2 und der Außenring 3 vollständig mit der Oxidschicht 5 beschichtet sein. Ferner ist es denkbar, alternativ oder ergänzend die Wälzkörper 4 mit der Oxidschicht 5 zu beschichten.The invention is not limited to the embodiment described above. Further exemplary embodiments or further training possibilities emerge in particular from the claims and the description. For example, the inner ring 2 and the outer ring 3 completely with the oxide layer 5 be coated. It is also conceivable, alternatively or additionally, the rolling elements 4 with the oxide layer 5 to coat.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Wälzlagerroller bearing
22
Innenringinner ring
33
Außenringouter ring
44
Wälzkörperrolling elements
55
Oxidschichtoxide
66
KäfigCage
77
Wellewave
88th
elektrische Maschineelectric machine
99
Statorstator
1010
Rotorrotor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012213317 A1 [0007]DE 102012213317 A1 [0007]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • „Hybridfahrzeuge - Ein alternatives Antriebssystem für die Zukunft‟ von Peter Hofmann, 2. Auflage, Springer-Verlag, ISBN 978-3-7091-1779-8 auf den Seiten 23 bis 34 [0008]"Hybrid Vehicles - An Alternative Propulsion System for the Future" by Peter Hofmann, 2nd edition, Springer-Verlag, ISBN 978-3-7091-1779-8 on pages 23 to 34 [0008]

Claims (8)

Elektrische Maschine (8) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Welle (7), die durch mindestens ein Wälzlager (1) drehbar gelagert ist, wobei das Wälzlager (1) einen Innenring (2), einen Außenring (3) sowie radial zwischen dem Innenring (2) und dem Außenring (3) angeordnete Wälzkörper (4) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest teilweise am Innenring (2) und/oder am Außenring (3) und/oder an den Wälzkörpern (4) eine chemisch erzeugte Oxidschicht (5) zur Verminderung einer Anfälligkeit gegenüber oberflächeninitiierter Ermüdung ausgebildet ist, wobei die Oxidschicht (5) überwiegend aus Eisen (II, III)-Mischoxid gebildet ist und eine flächenspezifische Masse von 3,5 bis 7 g/m2 aufweist.Electric machine (8) for a motor vehicle, comprising a shaft (7) which is rotatably supported by at least one rolling bearing (1), wherein the rolling bearing (1) has an inner ring (2), an outer ring (3) and radially between the inner ring (2) and the outer ring (3) arranged rolling elements (4), characterized in that at least partially on the inner ring (2) and / or on the outer ring (3) and / or on the rolling elements (4) a chemically generated oxide layer (5 ) is designed to reduce susceptibility to surface-initiated fatigue, wherein the oxide layer (5) is formed predominantly of iron (II, III) mixed oxide and has a surface specific mass of 3.5 to 7 g / m 2 . Elektrische Maschine (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidschicht (5) eine Schichtdicke von 0,5 bis 2 µm aufweist.Electric machine (8) after Claim 1 , characterized in that the oxide layer (5) has a layer thickness of 0.5 to 2 microns. Elektrische Maschine (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidschicht (5) zumindest an einer Innenumfangsfläche des Außenrings (3) und/oder zumindest an einer Außenumfangsfläche des Innenrings (2) ausgebildet ist.Electric machine (8) according to one of the preceding claims, characterized in that the oxide layer (5) is formed at least on an inner peripheral surface of the outer ring (3) and / or at least on an outer peripheral surface of the inner ring (2). Elektrische Maschine (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidschicht mittels Brünierprozess am Innenring (2) und/oder am Außenring (3) und/oder an den Wälzkörpern (4) ausgebildet ist.Electrical machine (8) according to one of the preceding claims, characterized in that the oxide layer by means of burnishing process on the inner ring (2) and / or on the outer ring (3) and / or on the rolling elements (4) is formed. Elektrische Maschine (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (1) als Rillenkugellager ausgebildet ist.Electric machine (8) according to one of the preceding claims, characterized in that the rolling bearing (1) is designed as a deep groove ball bearing. Elektrische Maschine (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (7) als Rotorwelle der elektrischen Maschine (8) ausgebildet ist.Electric machine (8) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft (7) is designed as a rotor shaft of the electric machine (8). Elektrische Maschine (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (8) als Radnabenmotor ausgebildet ist.Electric machine (8) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric machine (8) is designed as a hub motor. Verwendung einer elektrischen Maschine (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in ein zumindest teilweise oder vollständig elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug.Use of an electrical machine (8) according to one of Claims 1 to 7 in an at least partially or fully electrically powered motor vehicle.
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