DE102018115186A1 - Electric motor with overload protection clutch and drive train - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse (2), einem gehäusefest angebrachten Stator (3) und einem relativ zu dem Stator (3) verdrehbar aufgenommenen Rotor (4), wobei der Rotor (4) drehfest mit einer Triebwelle (5) weiter verbunden ist, wobei in einem Verbindungsbereich (6) zwischen dem Rotor (4) und der Triebwelle (5) eine Überlastschutzkupplung (7) eingesetzt ist, die bei Überschreiten eines zwischen dem Rotor (4) und der Triebwelle (5) zu übertragenden Grenzdrehmomentes verdreht oder öffnet. Auch betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang (19) mit diesem Elektromotor (1).The invention relates to an electric motor (1) for a drive train of a motor vehicle, comprising a housing (2), a stator (3) fixed to the housing and a rotor (4) rotatably mounted relative to the stator (3), wherein the rotor (4) rotatably connected to a drive shaft (5) is further connected, wherein in a connection region (6) between the rotor (4) and the drive shaft (5) an overload protection clutch (7) is inserted, which is exceeded when a between the rotor (4) and Drive shaft (5) to be transmitted limit torque twisted or opens. The invention also relates to a drive train (19) with this electric motor (1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder anderen Nutzfahrzeuges, mit einem Gehäuse, einem gehäusefest angebrachten Stator und einem relativ zu dem Stator verdrehbar aufgenommenen Rotor, wobei der Rotor drehfest mit einer Triebwelle weiter verbunden ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit diesem Elektromotor.The invention relates to an electric motor for a drive train of a motor vehicle, such as a car, truck, bus or other commercial vehicle, with a housing, a fixed stator fixed to the stator and a rotor rotatably received relative to the stator, wherein the rotor is rotatably connected to a drive shaft on , Furthermore, the invention relates to a drive train with this electric motor.

Mit einer der Anmelderin als interner Stand der Technik bekannten, noch nicht veröffentlichten Deutschen Patentanmeldung, mit dem Aktenzeichen 10 2016 124 126.1 sowie dem Anmeldetag 13. Dezember 2016, ist eine Zahnradanordnung für einen eine elektrische Maschine aufweisenden Antriebsstrang offenbart.With one of the applicant as an internal prior art known, not yet published German patent application, with the file number 10 2016 124 126.1 and the filing date of 13 December 2016, discloses a gear arrangement for a power train having an electric machine.

Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik in Form der DE 10 2015 200 846 A1 ein eine Rutschkupplung aufweisender Drehschwingungsdämpfer bekannt.Furthermore, from the prior art in the form of DE 10 2015 200 846 A1 a slip clutch having a torsional vibration damper known.

Der Nachteil bekannter Antriebsstränge besteht jedoch darin, dass die eingesetzten Überlastschutzkupplungen relativ viel Bauraum in Anspruch nehmen. Insbesondere in dem Fall, in dem die Überlastschutzkupplung in einem Getriebebestandteil in Form der Zahnradanordnung eingesetzt ist, ist das Getriebe mit ausreichende großem radialen Bauraum auszugestalten.The disadvantage of known drive trains, however, is that the overload protection couplings used take up a relatively large amount of space. In particular, in the case where the overload protection coupling is used in a gear component in the form of the gear arrangement, the transmission with sufficient large radial space to design.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere einen hinsichtlich seines Platzbedarfs weiter optimierten Antriebsstrang umzusetzen.It is therefore the object of the present invention to remedy the disadvantages known from the prior art and, in particular, to implement a drive train which is further optimized in terms of its space requirement.

Diese Aufgabe wird mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved with the features specified in the independent claims.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Further advantageous embodiments of the present invention are the subject of the dependent claims.

Genauer gesagt wird in einem Verbindungsbereich des Elektromotors zwischen dem Rotor und der Triebwelle eine Überlastschutzkupplung (auch als Rutschkupplung bezeichnet) eingesetzt / integriert, welche Überlastschutzkupplung bei Überschreiten eines zwischen dem Rotor und der Triebwelle zu übertragenden Grenzdrehmomentes schlupft bzw. sich verdreht bzw. öffnet.More specifically, in a connection region of the electric motor between the rotor and the drive shaft, an overload protection clutch (also referred to as a slip clutch) is used / slips, which overload protection clutch slips or twists or opens when exceeding a torque to be transmitted between the rotor and the drive shaft.

Durch das Anordnen der Überlastschutzkupplung in radialer Richtung zwischen dem Rotor und der Triebwelle wird der ohnehin häufig weniger intensiv genutzte Bauraum des Elektromotors intensiver genutzt. Der Bauraum des Elektromotors wird durch das Vorsehen der Überlastschutzkupplung möglichst wenig oder gar nicht eingeschränkt. Dadurch wird die im Betrieb häufig relativ hoch übersetzte Trägheitsmasse des Rotors zudem bei einer im Antriebsstrang auftretenden Stoßbelastung / einem Impact verlässlich abgekoppelt.By arranging the overload protection coupling in the radial direction between the rotor and the drive shaft of the already less intensively used space of the electric motor is used more often anyway. The space of the electric motor is minimized by the provision of the overload protection clutch or not at all. As a result, the inertia mass of the rotor, which is often relatively high in operation, is also decoupled reliably in the event of a shock load / impact occurring in the drive train.

Der Rotor ist entweder als ein Innenläufer oder als ein Außenläufer ausgestaltet, je nach Ausbildung des Elektromotors. Bei Ausgestaltung eines Innenläufers, schließt der Verbindungsbereich zwischen dem Rotor und der Triebwelle an einer radialen Innenseite des Rotors an. Ist der Rotor als Außenläufer ausgebildet, schließt der Verbindungsbereich in radialer Richtung außerhalb des Rotors an. Dadurch ist der Elektromotor besonders vielseitig einsetzbar.The rotor is designed either as an internal rotor or as an external rotor, depending on the design of the electric motor. When designing an internal rotor, the connection region between the rotor and the drive shaft connects to a radial inner side of the rotor. If the rotor is designed as an external rotor, the connection area in the radial direction adjoins outside of the rotor. As a result, the electric motor is particularly versatile.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Rotor einen magnetischen oder magnetisierbaren Bestandteil, vorzugsweise eine Rotorwicklung oder einen Rotormagneten, aufweist. Dadurch ist der Rotor besonders leistungsfähig ausgeführt. Der Verbindungsbereich ist in diesem Zusammenhang weiter bevorzugt zwischen dem magnetischen oder magnetisierbaren Bestandteil sowie der Triebwelle vorgesehen.Furthermore, it is advantageous if the rotor has a magnetic or magnetizable component, preferably a rotor winding or a rotor magnet. This makes the rotor particularly powerful. The connection region is in this context more preferably provided between the magnetic or magnetizable component and the drive shaft.

Auch ist es von Vorteil, wenn die Überlastschutzkupplung eine Welle-Nabe-Verbindung aufweist, wobei ein Wellenbereich der Welle-Nabe-Verbindung über einen Presssitz mit einem Nabenbereich der Welle-Nabe-Verbindung verbunden ist. Dadurch ist eine noch kompaktere Ausbildung der Überlastschutzkupplung umgesetzt. It is also advantageous if the overload protection coupling comprises a shaft-hub connection, wherein a shaft region of the shaft-hub connection is connected via a press fit with a hub region of the shaft-hub connection. As a result, an even more compact design of the overload protection clutch is implemented.

In diesem Zusammenhang ist es zusätzlich vorteilhaft, wenn zwischen dem Wellenbereich und dem Nabenbereich eine stoffschlüssige Verbindungsschicht angeordnet ist. Dadurch werden Wellenbereich und Nabenbereich auch stoffschlüssig miteinander gekoppelt / verbunden. Die stoffschlüssige Verbindungsschicht ist weiter bevorzugt eine Presslöt-Schicht, welche zinnhaltig oder silberhaltig ist. Dadurch wird in Kombination mit dem Presssitz die Welle-Nabe-Verbindung als eine Press-Presslöt-Verbindung umgesetzt und platzsparend in den Elektromotor integriert. Auch ist es zweckmäßig, wenn die Verbindungsschicht vor dem Zusammenbau der Welle-Nabe-Verbindung auf dem Wellenbereich oder auf dem Nabenbereich aufgebracht ist. Alternativ ist es auch vorteilhaft, wenn die Verbindungsschicht eine (erste) Verbindungsteilschicht aufweist, die (vor dem Zusammenbau der Welle-Nabe-Verbindung) auf dem Wellenbereich aufgebracht ist, und/oder eine (zweite) Verbindungsteilschicht aufweist, die (vor dem Zusammenbau der Welle-Nabe-Verbindung) auf dem Nabenbereich aufgebracht ist. Alternativ hierzu ist es wiederum möglich die Verbindungsschicht gar in Form einer Hülse auszubilden und diese Hülse (während des Zusammenbaus der Welle-Nabe-Verbindung) zwischen dem Nabenbereich und dem Wellenbereich anzuordnen. Dadurch kann die Dicke der Verbindungsschicht besonders variabel eingestellt werden. Besteht die Verbindungsschicht aus einem weichen Metall, d.h. ist die Verbindungsschicht eine Weichmetallschicht, ist sie besonders leistungsfähig. Um eine besonders kleine Baugröße zu erzielen, wird in der Press-Presslot-Verbindung durch entsprechendes Übermaß eine Pressung von 30 N/mm2 bis 130 N/mm2 erzeugt. Die Baugröße wird hiermit reduziert, da diese Werte etwa eine Größenordnung über den Werten üblicher Reibmaterialien liegen. Um eine hohe Kippsteifigkeit des Rotors gegenüber der Welle zu erzielen ist es zudem vorteilhaft, zwei derartige Welle-Nabe-Verbindungszonen vorzusehen, die voneinander axial beabstandet sind.In this context, it is additionally advantageous if a cohesive connection layer is arranged between the shaft region and the hub region. As a result, the shaft region and hub region are also coupled or connected to one another in a material-locking manner. The cohesive bonding layer is more preferably a press-solder layer which is tin-containing or silver-containing. As a result, in combination with the interference fit, the shaft-hub connection is implemented as a press-and-press connection and integrated into the electric motor to save space. It is also expedient if the connecting layer is applied to the shaft region or to the hub region before assembly of the shaft-hub connection. Alternatively, it is also advantageous if the connection layer has a (first) connection sub-layer which is applied to the shaft area (before the shaft-hub connection is assembled) and / or has a (second) connection sub-layer which (before the assembly of FIGS Shaft-hub connection) is applied to the hub area. Alternatively, it is again possible to form the connecting layer even in the form of a sleeve and this sleeve ( during assembly of the shaft-hub connection) between the hub region and the waveband. As a result, the thickness of the connecting layer can be set particularly variable. If the bonding layer consists of a soft metal, ie if the bonding layer is a soft metal layer, it is particularly efficient. In order to achieve a particularly small size, a pressure of 30 N / mm 2 to 130 N / mm 2 is produced in the press-press solder connection by appropriate excess. The size is hereby reduced since these values are approximately one order of magnitude above the values of conventional friction materials. In order to achieve a high tilting stiffness of the rotor relative to the shaft, it is also advantageous to provide two such shaft-hub connection zones, which are axially spaced from each other.

Alternativ oder zusätzlich zu dieser Welle-Nabe-Verbindung ist es vorteilhaft, wenn die Überlastschutzkupplung zumindest eine Schlingfeder aufweist. Dadurch ist die Überlastschutzkupplung besonders kostengünstig herstellbar.Alternatively or in addition to this shaft-hub connection, it is advantageous if the overload protection coupling has at least one wrap spring. As a result, the overload protection coupling is particularly inexpensive to produce.

Hinsichtlich der Schlingfeder ist es weiter bevorzugt, wenn diese mit einem Endbereich fest in einem ersten Bestandteil aus der Gruppe aufweisend den Rotor sowie die Triebwelle verankert ist und mit einem durch mehrere Windungen der Schlingfeder gebildeten nach radial außen oder radial innen weisenden Umfangsflächenbereich an dem anderen zweiten Bestandteil aus der Gruppe aufweisend den Rotor sowie die Triebwelle reibkraftschlüssig angelegt / angedrückt ist.With regard to the wrap spring, it is further preferred if this is anchored with an end portion fixed in a first component from the group comprising the rotor and the drive shaft and with a formed by a plurality of turns of the wrap radially outward or radially inward peripheral surface area on the other second Component from the group comprising the rotor and the drive shaft frictionally engaged applied / pressed.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Überlastschutzkupplung gar zwei in einer axialen Richtung des Rotors nebeneinander angeordnete sowie entgegengesetzt zueinander gewickelte Schlingfedern aufweist. Dadurch wirken die Schlingfedern im Betrieb effektiv in unterschiedliche Drehrichtungen.Furthermore, it is advantageous if the overload protection coupling has two wrap springs arranged side by side in an axial direction of the rotor and also wound in opposite directions. As a result, the wrap springs effectively operate in different directions of rotation during operation.

Zudem ist es zweckmäßig, wenn ein elektromagnetischer Messumformer / Resolver vorhanden ist, der verdrehgesichert mit dem Rotor verbunden ist. Dadurch ist gewährleistet, dass sich der Messumformer auch tatsächlich mit dem Rotor mitdreht und nicht an einem relativ zu dem Rotor durchrutschenden Teil der Überlastschutzkupplung befindet. Dies gewährleistet eine fehlerfreie Kommutierung und Ansteuerung des Elektromotors.In addition, it is expedient if an electromagnetic transducer / resolver is present, which is connected against rotation with the rotor. This ensures that the transmitter actually rotates with the rotor and is not located on a part of the overload protection coupling that slips relative to the rotor. This ensures error-free commutation and control of the electric motor.

Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang, bevorzugt einen hybriden Antriebsstrang / Hybridantriebsstrang, für ein Kraftfahrzeug, mit einem Elektromotor nach zumindest einer zuvor beschriebenen Ausführungen. Dadurch ist der gesamte Antriebsstrang besonders platzsparend ausgebildet.Furthermore, the invention relates to a drive train, preferably a hybrid drive train / hybrid powertrain, for a motor vehicle, with an electric motor according to at least one embodiment described above. As a result, the entire drive train is designed to save space.

In diesem Zusammenhang ist es wiederum zweckmäßig, wenn mit der Triebwelle eine Zahnradanordnung / eine Getriebestufe weiter gekoppelt ist. Dadurch wird das Drehmoment des Rotors / Elektromotors individuell auf die gewünschte Drehzahl einer Antriebswelle des Kraftfahrzeuges eingestellt.In this context, it is again expedient if a gear arrangement / a gear stage is further coupled to the drive shaft. Characterized the torque of the rotor / electric motor is set individually to the desired speed of a drive shaft of the motor vehicle.

In anderen Worten ausgedrückt, betrifft die Erfindung somit eine Überlastschutzkupplung in einem E-Motor / Elektromotor. Um eine Überlastschutzvorrichtung vorzusehen, die den vorhandenen beanspruchten Bauraum nicht weiter oder nicht weiter erheblich einschränkt, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, diese Überlastschutzvorrichtung in Form einer Überlastschutzkupplung in einem Rotor der elektrischen Maschine zu integrieren. Des Weiteren ist die Überlastschutzvorrichtung an einer Trennstelle des Rotors oder einer Rotorwicklung und einer Abtriebswelle (Triebwelle) vorgesehen. In dem Fall, in dem eine elektrische Maschine einen als Außenträger ausgebildeten Rotor aufweist, ist die Überlastschutzvorrichtung ebenso zwischen dem Rotor und der Abtriebswelle, nämlich radial außerhalb des Rotors, angeordnet.In other words, the invention thus relates to an overload protection clutch in an electric motor / electric motor. In order to provide an overload protection device that does not restrict the available space occupied further or not further significantly, the invention proposes to integrate this overload protection device in the form of an overload protection clutch in a rotor of the electric machine. Furthermore, the overload protection device is provided at a separation point of the rotor or a rotor winding and an output shaft (drive shaft). In the case where an electric machine has a rotor formed as an outer support, the overload protection device is also arranged between the rotor and the output shaft, namely radially outside the rotor.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt sind.The invention will now be explained in more detail with reference to figures, in which context several embodiments are shown.

Es zeigen:

  • 1 eine vereinfachte Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Elektromotors nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei zu erkennen ist, dass zwischen einem als Innenläufer ausgebildeten Rotor sowie einer Triebwelle eine Überlastschutzkupplung in Form einer Press-Presslöt-Verbindung umgesetzt ist
  • 2 eine vereinfachte Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Elektromotors nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei in dem Verbindungsbereich zwischen dem Rotor und der Triebwelle nun zwei in axialer Richtung des Rotors beabstandete Überlastschutzkupplungsbereiche, die gemeinsam die Überlastschutzkupplung bilden, vorgesehen sind,
  • 3 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Elektromotors nach einem dritten Ausführungsbeispiel, wobei die Triebwelle zweigeteilt ist und die Überlastschutzkupplung radial zwischen einem drehfest mit dem Rotor verbundenen Triebwellenabschnitt und einem weiter mit einer Zahnradstufe eines Getriebes wirkverbundenen Triebwellenabschnitt angeordnet ist,
  • 4 eine vereinfachte Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Elektromotors nach einem vierten Ausführungsbeispiel, wobei der Rotor nun als ein Außenläufer umgesetzt ist und die Überlastschutzkupplung wiederum radial zwischen einer als Hohlwelle ausgebildeten Triebwelle und dem Rotor eingesetzt ist, und
  • 5 eine vereinfachte Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Elektromotors nach einem fünften Ausführungsbeispiel, wobei die Überlastschutzkupplung mit einer zwei entgegengesetzt zueinander gewickelte Schlingfedern aufweisende Schlingfedereinheit ausgestattet ist.
Show it:
  • 1 a simplified longitudinal sectional view of an electric motor according to the invention according to a first embodiment, wherein it can be seen that between an inner rotor designed as a rotor and a drive shaft, an overload protection clutch is implemented in the form of a Press-Presslöt connection
  • 2 a simplified longitudinal sectional view of an electric motor according to the invention according to a second embodiment, wherein in the connection region between the rotor and the drive shaft now spaced in the axial direction of the rotor overload protective coupling regions, which together form the overload protection clutch, are provided,
  • 3 a longitudinal sectional view of an electric motor according to the invention according to a third embodiment, wherein the drive shaft is divided into two and the overload protection is arranged radially between a rotatably connected to the rotor drive shaft section and a further operatively connected to a gear stage of a transmission drive shaft section,
  • 4 a simplified longitudinal sectional view of an electric motor according to the invention according to a fourth embodiment, wherein the rotor is now implemented as an external rotor and the overload protection clutch is in turn inserted radially between a drive shaft designed as a hollow shaft and the rotor, and
  • 5 a simplified longitudinal sectional view of an electric motor according to the invention according to a fifth embodiment, wherein the overload protection coupling is equipped with a two oppositely wound wrap springs having wrap spring unit.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele frei miteinander kombiniert werden.The figures are merely schematic in nature and are for the sole purpose of understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numerals. Also, the features of the various embodiments can be combined freely with each other.

In Verbindung mit 1 ist ein erfindungsgemäßer Elektromotor 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt. Der Elektromotor 1 weist einen Stator 3 sowie einen Rotor 4 auf. Der Stator 3 ist fest in einem Gehäuse 2 aufgenommen. Der Rotor 4 ist relativ zu diesem Stator 3 drehbar in dem Gehäuse 2 gelagert. Des Weiteren ist der Rotor 4 mit einer Triebwelle 5 drehgekoppelt.Combined with 1 is an inventive electric motor 1 shown in simplified form according to a first embodiment. The electric motor 1 has a stator 3 and a rotor 4 on. The stator 3 is firmly in a housing 2 added. The rotor 4 is relative to this stator 3 rotatably in the housing 2 stored. Furthermore, the rotor 4 with a drive shaft 5 rotationally coupled.

Einen bevorzugten Einsatzbereich des erfindungsgemäßen Elektromotors 1 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel nach 3, dessen Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel nachfolgend beschrieben sind. Aus 3 ist insbesondere zu erkennen, dass die Triebwelle 5 mittels einer Zahnradstufe 31 weiter mit einem Getriebe 20 wirkverbunden ist. Das Getriebe 20 ist, wie der Elektromotor 1, Teil eines Antriebsstranges 19, der hier als ein hybrider Antriebsstrang 19, d.h. als ein Antriebsstrang 19 für ein Hybridfahrzeug ausgestaltet ist.A preferred field of application of the electric motor according to the invention 1 shows the third embodiment after 3 whose differences from the first embodiment are described below. Out 3 In particular, it can be seen that the drive shaft 5 by means of a gear stage 31 continue with a gearbox 20 is actively connected. The gear 20 is like the electric motor 1 , Part of a drive train 19 That's here as a hybrid powertrain 19 ie as a powertrain 19 is designed for a hybrid vehicle.

Zurückkommend auf 1 ist zu erkennen, dass der Rotor 4 in dem ersten Ausführungsbeispiel als ein Innenläufer ausgebildet ist. Demnach ist der Rotor 4 in Bezug auf seine Drehachse 21 (entsprechend der Drehachse der Triebwelle 5) radial innerhalb des Stators 3 angeordnet. Der Rotor 4 ist zu seinen zwei einander in axialer Richtung abgewandten Seiten indirekt mittels der Triebwelle 5 relativ zu dem Gehäuse 2 über Wälzlager 28 drehbar gelagert. Der Rotor 4 weist einen magnetisierbaren (alternativ auch permanent magnetisch ausgebildet) Bestandteil 8 auf. Der Bestandteil 8 ist wiederum aus mehreren in axialer Richtung aneinander gereihten sowie miteinander verbundenen Blechsegmenten 22 zusammengesetzt. Die Blechsegmente 22 bilden zusammen ein Blechpaket in Form einer Rotorwicklung aus.Coming back to 1 it can be seen that the rotor 4 is formed in the first embodiment as an inner rotor. Accordingly, the rotor 4 in terms of its axis of rotation 21 (corresponding to the axis of rotation of the drive shaft 5 ) radially inside the stator 3 arranged. The rotor 4 is to its two sides facing away from each other in the axial direction indirectly by means of the drive shaft 5 relative to the housing 2 over rolling bearings 28 rotatably mounted. The rotor 4 has a magnetizable (alternatively permanently magnetically formed) component 8th on. The part 8th is in turn composed of several in the axial direction juxtaposed and interconnected sheet metal segments 22 composed. The sheet metal segments 22 together form a laminated core in the form of a rotor winding.

Erfindungsgemäß ist radial zwischen dem Rotor 4 und der Triebwelle 5, nämlich in einem Verbindungsbereich 6, in dem der Rotor 4 drehfest mit der Triebwelle 5 verbunden ist, eine Überlastschutzkupplung 7 angeordnet. Die Überlastschutzkupplung 7 ist als eine Rutschkupplung ausgebildet. Demzufolge wirkt die Überlastschutzkupplung 7 derart, dass sie bei Überschreiten eines zwischen dem Rotor 4 und der Triebwelle 5 im Betrieb zu übertragenden Grenzdrehmomentes öffnet. Die Überlastschutzkupplung 7 gilt somit als ein Impact-Schutz für den Elektromotor 1. Die Überlastschutzkupplung 7 dient als eine Kupplung, die unterhalb des Grenzdrehmomentes den Rotor 4 drehfest mit der Triebwelle 5 verbindet und bei Überschreiten des Grenzdrehmomentes öffnet / eine freie Verdrehung des Rotors 4 relativ zur Triebwelle 5 ermöglicht.According to the invention is radially between the rotor 4 and the shoot shaft 5 namely in a connection area 6 in which the rotor 4 rotatably with the drive shaft 5 is connected, an overload protection clutch 7 arranged. The overload protection coupling 7 is designed as a slip clutch. As a result, the overload protection clutch acts 7 such that when it exceeds one between the rotor 4 and the shoot shaft 5 opens in the operation to be transmitted limit torque. The overload protection coupling 7 thus applies as an impact protection for the electric motor 1 , The overload protection coupling 7 serves as a clutch that is below the limit torque the rotor 4 rotatably with the drive shaft 5 connects and when the limit torque is exceeded / a free rotation of the rotor 4 relative to the drive shaft 5 allows.

Aufgrund der Ausbildung des Rotors 4 als Innenläufer, ist die Überlastschutzkupplung 7 zwischen einer radialen Innenumfangsseite 23 des Rotors 4 sowie einer radialen Außenumfangsseite 24 der Triebwelle 5 angeordnet. Die Überlastschutzkupplung 7 ist in diesem ersten Ausführungsbeispiel als eine den Rotor 4 mit der Triebwelle 5 sowohl stoffschlüssig als auch kraftschlüssig verbindende Welle-Nabe-Verbindung 9 ausgeführt. Ein Wellenbereich 10 der Welle-Nabe-Verbindung 9 ist durch die Triebwelle 5 und ein Nabenbereich 11 der Welle-Nabe-Verbindung 9 ist durch den Rotor 4 ausgebildet. Der Wellenbereich 10 ist über einen Presssitz 12 in dem Nabenbereich 11 kraftschlüssig gehalten. Zudem ist zwischen der Innenumfangsseite 23 und der Außenumfangsseite 24 eine stoffschlüssige Verbindungsschicht 13 in Form einer Weichmetallschicht eingebracht. Dadurch ist die Welle-Nabe-Verbindung 9 als eine Press-Presslöt-Verbindung umgesetzt. Hinsichtlich der weiteren Ausführung dieser Press-Presslöt-Verbindung sei auf die DE 10 2015 208 146 A1 verwiesen, wobei deren für die Press-Presslöt-Verbindung ausgeführten Umsetzungen als hierin integriert gelten. Due to the design of the rotor 4 as an internal rotor, is the overload protection clutch 7 between a radial inner peripheral side 23 of the rotor 4 and a radial outer peripheral side 24 the drive shaft 5 arranged. The overload protection coupling 7 is in this first embodiment as a the rotor 4 with the drive shaft 5 both cohesively and non-positively connecting shaft-hub connection 9 executed. A wave range 10 the shaft-hub connection 9 is through the shoot shaft 5 and a hub area 11 the shaft-hub connection 9 is through the rotor 4 educated. The wave range 10 is over a press fit 12 in the hub area 11 held strong. In addition, between the inner circumference side 23 and the outer peripheral side 24 a cohesive connection layer 13 introduced in the form of a soft metal layer. This is the shaft-hub connection 9 implemented as a Press-Presslöt connection. Regarding the further execution of this Press-Presslöt connection is on the DE 10 2015 208 146 A1 with their implementations for the press-press-solder joint considered to be incorporated herein.

Der Kürze wegen werden nachfolgend zu den in den 2 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispielen lediglich deren Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Die zweiten bis fünften Ausführungsbeispiele entsprechen daher, sofern nicht anders beschrieben, in Aufbau und Funktion dem ersten Ausführungsbeispiel.For the sake of brevity, below to those in the 2 to 5 shown embodiments only described their differences from the first embodiment. The second to fifth embodiments therefore correspond, unless otherwise described, in construction and function of the first embodiment.

In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt. Während die Überlastschutzkupplung 7 in 1 nur in einem einzigen in axialer Richtung durchgängigen Verbindungsbereich 6 vorhanden ist, ist in 3 dieser Verbindungsbereich 6 / Überlastschutzkupplung 7 in zwei in axialer Richtung zueinander beabstandete Überlastschutzkupplungsbereiche 25a, 25b aufgeteilt. Ein erster Überlastschutzkupplungsbereich 25a sowie ein, in axialer Richtung zu diesem ersten Überlastschutzkupplungsbereich 25a beabstandeter, zweiter Überlastschutzkupplungsbereich 25b bilden gemeinsam die Überlastschutzkupplung 7 in Form der Welle-Nabe-Verbindung 9 gemäß 1 aus. Jeder Überlastschutzkupplungsbereich 25a und 25b bildet eine Press-Presslöt-Verbindung aus. Durch die axiale Beabstandung wird im Betrieb insbesondere die Verkippsicherheit des Rotors 4 relativ zu der Triebwelle 5 erhöht.In 2 a second embodiment is shown. While the overload protection clutch 7 in 1 only in a single continuous connection area in the axial direction 6 is present in is 3 this connection area 6 / Overload protection coupling 7 in two axially spaced apart overload protective coupling areas 25a . 25b divided up. A first overload protection coupling area 25a and a, in the axial direction of this first overload protection coupling area 25a spaced, second overload protection coupling area 25b together form the overload protection coupling 7 in the form of the shaft-hub connection 9 according to 1 out. Each overload protection coupling area 25a and 25b forms a Press-Presslöt connection. Due to the axial spacing, in particular the tilting safety of the rotor during operation 4 relative to the drive shaft 5 elevated.

Der Elektromotor 1 des dritten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von dem Elektromotor 1 des zweiten Ausführungsbeispiels insbesondere dadurch, dass der Verbindungsbereich 6 in einer zweigeteilten Triebwelle 5 vorgesehen ist. Die Triebwelle 5 nach 3 weist einen radial außen angeordneten ersten Triebwellenabschnitt 32 und einen radial innerhalb des ersten Triebwellenabschnittes 32 angeordneten zweiten Triebwellenabschnitt 33 auf. Der erste Triebwellenabschnitt 32 ist drehfest mit dem Rotor 4 verbunden. Der erste Triebwellenabschnitt 32 nimmt unmittelbar den Rotor 4 drehfest auf. Der Rotor 4 ist auf einer radialen Außenseite des ersten Triebwellenabschnittes 32 aufgenommen. Der zweite Triebwellenabschnitt 33 ist mittels des Verbindungsbereiches 6 / der Überlastschutzkupplung 7 mit dem ersten Triebwellenabschnitt 32 drehgekoppelt. Wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel bilden zwei axial beabstandete Überlastschutzkupplungsbereiche 25a und 25b die Welle-Nabe-Verbindung 9 als die Press-Presslöt-Verbindung aus. Der zweite Triebwellenabschnitt 33 bildet an einem axial aus dem ersten Triebwellenabschnitt 32 hinausragenden Längsbereich unmittelbar einen Außenverzahnungsbereich der Zahnradstufe 31 aus Die Überlastschutzkupplung 7 ist somit in dieser Ausführung derart eingesetzt, dass sie unterhalb des Grenzdrehmomentes den Rotor 4 drehfest mit dem zweiten Triebwellenabschnitt 33 / dem Außenverzahnungsbereich verbindet und bei Überschreiten des Grenzdrehmomentes öffnet und eine freie Verdrehung des Rotors 4 relativ zu dem zweiten Triebwellenabschnitt 33 / dem Außenverzahnungsbereich ermöglicht. Die Überlastschutzkupplung 7 ist in diesem dritten Ausführungsbeispiel in radialer Richtung zwischen den beiden Triebwellenabschnitten 32, 33 eingesetzt. Ein Wellenbereich 10 der Welle-Nabe-Verbindung 9 ist durch den zweiten Triebwellenabschnitt 33 und ein Nabenbereich 11 der Welle-Nabe-Verbindung 9 ist durch den ersten Triebwellenabschnitt 32 ausgebildet. Insbesondere ist die Überlastschutzkupplung 7 / die Welle-Nabe-Verbindung 9 wiederum auf die beiden in axialer Richtung zueinander beabstandeten Überlastschutzkupplungsbereiche 25a, 25b aufgeteilt.The electric motor 1 of the third embodiment is different from the electric motor 1 of the second embodiment in particular in that the connection area 6 in a two-part drive shaft 5 is provided. The shoot shaft 5 to 3 has a radially outwardly arranged first drive shaft section 32 and a radially inside of the first drive shaft portion 32 arranged second drive shaft section 33 on. The first drive shaft section 32 is non-rotatable with the rotor 4 connected. The first drive shaft section 32 immediately takes the rotor 4 rotatable on. The rotor 4 is on a radial outside of the first drive shaft section 32 added. The second drive shaft section 33 is by means of the connection area 6 / the overload protection coupling 7 with the first drive shaft section 32 rotationally coupled. As in the second embodiment, two axially spaced overload protection coupling regions form 25a and 25b the shaft-hub connection 9 as the press-press solder connection. The second drive shaft section 33 forms at an axially from the first drive shaft section 32 protruding longitudinal region directly an external gear portion of the gear stage 31 off The overload protection clutch 7 is thus used in this embodiment such that it is below the limit torque the rotor 4 rotatably with the second drive shaft section 33 / the external toothing area connects and opens when the limit torque is exceeded and a free rotation of the rotor 4 relative to the second drive shaft section 33 / allows the external gear area. The overload protection coupling 7 is in this third embodiment in the radial direction between the two drive shaft sections 32 . 33 used. A wave range 10 the shaft-hub connection 9 is through the second drive shaft section 33 and a hub area 11 the shaft-hub connection 9 is through the first drive shaft section 32 educated. In particular, the overload protection clutch 7 / the shaft-hub connection 9 again to the two in the axial direction spaced apart overload protection coupling areas 25a . 25b divided up.

Jeder Überlastschutzkupplungsbereich 25a und 25b bildet die Press-Presslöt-Verbindung mit aus. Hierzu ist der zweite Triebwellenabschnitt 33 in dem jeweiligen Überlastschutzkupplungsbereich 25a, 25b über den Presssitz 12 in dem ersten Triebwellenabschnitt 32 kraftschlüssig gehalten. Zudem ist radial zwischen den Triebwellenabschnitten 32, 33 je Überlastschutzkupplungsbereich 25a, 25b die stoffschlüssige Verbindungsschicht 13 in Form der Weichmetallschicht eingebracht.Each overload protection coupling area 25a and 25b forms the press-press solder connection with. For this purpose, the second drive shaft section 33 in the respective overload protection coupling area 25a . 25b over the press fit 12 in the first drive shaft section 32 held strong. In addition, radially between the drive shaft sections 32 . 33 per overload protection coupling area 25a . 25b the cohesive connection layer 13 introduced in the form of the soft metal layer.

Aus 3 geht des Weiteren hervor, dass mit dem Rotor 4 ein elektromagnetischer Messumformer 18 / Resolver drehgekoppelt ist. Um eine Kommutierung der Stator-Bestromung zu gewährleisten, erzeugt dieser Messumformer ein Drehwinkelsignal des Rotors. Damit die Kommutierung auch nach Verdrehen der Überlastkupplung fehlerfrei arbeitet, ist der Messumformer mit der Rotorseite der Überlastschutzkupplung verbunden. Hierzu ist der Messumformer 18 drehfest mit der Triebwelle 5, hier dem ersten Triebwellenabschnitt 32, verbunden. Der Messumformer 18 ist an einem aus dem Rotor 4 hinausragenden Bereich der Triebwelle 5 / des ersten Triebwellenabschnittes 32 angeordnet.Out 3 further states that with the rotor 4 an electromagnetic transmitter 18 / Resolver is rotationally coupled. To ensure commutation of the stator current, this transmitter generates a rotation angle signal from the rotor. To ensure that the commutation operates error-free even after the overload clutch has been turned, the transmitter is connected to the rotor side of the overload protection coupling. This is the transmitter 18 rotatably with the drive shaft 5 , here the first drive shaft section 32 , connected. The transmitter 18 is at one of the rotor 4 projecting area of the drive shaft 5 / the first drive shaft section 32 arranged.

In Verbindung mit 4 ist zu erkennen, dass der Rotor 4 auch als Außenläufer ausgestaltet sein kann. In diesem vierten Ausführungsbeispiel ist der Stator 3, der radial innerhalb des Rotors 4 angeordnet ist, mit einem Nabenbereich 26 des Gehäuses 2 verbunden. Der Stator 3 ist an einer radialen Außenseite 27 des Nabenbereiches 26 ortsfest angebracht. Radial außerhalb des Stators 3 ist der als Außenläufer ausgebildete Rotor 4 angeordnet. Der Rotor 4 ist mit der Triebwelle 5, die nun als Hohlwelle ausgeführt ist, über die Überlastschutzkupplung 7 drehfest gekoppelt. Die Triebwelle 5 ist in axialer Richtung zu zwei einander abgewandten Seiten, wie bereits in den 1 bis 3, relativ zu dem Gehäuse 2 über Wälzlager 28 drehbar gelagert, nämlich hier an dem Nabenbereich 26. Aufgrund der Ausbildung des Rotors 4 als Außenläufer ist die Überlastschutzkupplung 7 zwischen einer radialen Außenumfangsseite 34 des Rotors 4 sowie einer radialen Innenumfangsseite 35 der Triebwelle 5 angeordnet.Combined with 4 it can be seen that the rotor 4 can also be configured as an external rotor. In this fourth embodiment, the stator 3 that is radially inward of the rotor 4 is arranged with a hub area 26 of the housing 2 connected. The stator 3 is on a radial outside 27 of the hub area 26 fixed in place. Radially outside the stator 3 is designed as an external rotor rotor 4 arranged. The rotor 4 is with the drive shaft 5 , which is now designed as a hollow shaft, over the overload protection clutch 7 rotatably coupled. The shoot shaft 5 is in the axial direction to two opposite sides, as already in the 1 to 3 , relative to the housing 2 over rolling bearings 28 rotatably mounted, namely here on the hub area 26 , Due to the design of the rotor 4 as external rotor is the overload protection clutch 7 between a radially outer peripheral side 34 of the rotor 4 and a radial inner peripheral side 35 the drive shaft 5 arranged.

In Verbindung mit dem fünften Ausführungsbeispiel nach 5 ist eine alternative Ausführung der Überlastschutzkupplung 7 eingesetzt. In 5 ist der Rotor 4, wie bereits in 1, als Innenläufer realisiert. Die Überlastschutzkupplung 7 ist nun nicht mehr als eine Press-Presslöt-Verbindung realisiert, sondern über eine Schlingfedereinheit. Die Schlingfedereinheit weist zwei in axialer Richtung benachbart zueinander angeordnete Schlingfedern 14 und 15 auf.In conjunction with the fifth embodiment according to 5 is an alternative embodiment of the overload protection coupling 7 used. In 5 is the rotor 4 as already in 1 , realized as an internal rotor. The overload protection coupling 7 is now no longer realized as a Press-Presslöt connection, but via a wrap spring unit. The wrap spring unit has two wrap springs arranged adjacent to one another in the axial direction 14 and 15 on.

Die beiden Schlingfedern 14 und 15 sind entgegengerichtet zueinander gewickelt. Jede der Schlingfedern 14 und 15 weist einen Endbereich 16 auf, der in Form eines Hakens mit der Triebwelle 5 verbunden, nämlich in dieser verankert, ist. Die Triebwelle 5 weist in ihrer Außenumfangsseite 24 je Schlingfeder 14, 15 eine Aufnahmeaussparung 29 auf, in der der hakenförmige Endbereich 16 der jeweiligen Schlingfeder 14, 15 drehfest gehalten / abgestützt ist. Von dem Endbereich 16 geht die jeweilige Schlingfeder 14 in einen in axialer Richtung verlaufenden Windungsbereich 30, der mehrere Windungen aufweist, über. Der Windungsbereich 30 weist im montierten Zustand des Elektromotors 1 einen größeren Durchmesser auf als der Endbereich 16. Der Windungsbereich 30 weist einen in radialer Richtung nach außen gerichteten Umfangsflächenbereich 17 aus. Dieser Umfangsflächenbereich 17 liegt unter Vorspannung in radialer Richtung sowie in Umfangsrichtung an der Innenumfangsseite 23 des Rotors 4 reibkraftschlüssig an. Durch die entgegengesetzt zueinander gewundenen / gewickelten Schlingfedern 14 und 15 dienen die beiden Schlingfedern 14 und 15 als Drehsicherung des Rotors 4 in den zwei zueinander entgegengesetzten Drehrichtungen des Rotors 4 relativ zu der Triebwelle 5.The two wrap springs 14 and 15 are wound in opposite directions. Each of the wrap springs 14 and 15 has an end area 16 on, in the form of a hook with the drive shaft 5 connected, namely anchored in this is. The shoot shaft 5 points in its outer peripheral side 24 each wrap 14 . 15 a recording recess 29 in which the hook-shaped end portion 16 the respective wrap 14 . 15 rotatably held / supported. From the end area 16 goes the respective wrap 14 in a winding area extending in the axial direction 30 which has several turns over. The winding area 30 points in the assembled state of the electric motor 1 a larger diameter than the end portion 16 , The winding area 30 has a radially outwardly directed circumferential surface area 17 out. This peripheral surface area 17 is biased in the radial direction and in the circumferential direction on the inner peripheral side 23 of the rotor 4 frictionally engaged. By the oppositely wound / wound wrap springs 14 and 15 serve the two wrap springs 14 and 15 as anti-rotation of the rotor 4 in the two mutually opposite directions of rotation of the rotor 4 relative to the drive shaft 5 ,

Auch die Schlingfedern 14 und 15 sind so aufeinander abgestimmt, dass bei einem entsprechenden Überschreiten eines Grenzdrehmomentes, das zwischen dem Rotor 4 und der Triebwelle 5 zu übertragen ist, ein Durchrutschen des Rotors 4 an den Windungsbereichen 30 und somit relativ zur Triebwelle 5 ermöglicht ist. Prinzipiell sei darauf hingewiesen, dass die Anordnung der Schlingfedern 14 und 15 umgedreht sein kann. Demnach sind die Schlingfedern 14 und 15 in weiteren Ausführungen mit dem Endbereich 16 am Rotor 4 verankert und mit dem Windungsbereich 30 an der Triebwelle 5 vorgespannt angelegt.Also the wrap springs 14 and 15 are matched to one another, that at a corresponding exceeding of a limit torque between the rotor 4 and the shoot shaft 5 is to be transmitted, a slipping of the rotor 4 at the winding areas 30 and thus relative to the drive shaft 5 is possible. In principle, it should be noted that the arrangement of the wrap springs 14 and 15 can be turned around. Accordingly, the wrap springs 14 and 15 in other versions with the end section 16 on the rotor 4 anchored and with the winding area 30 on the drive shaft 5 applied biased.

Des Weiteren, was hier der Übersichtlichkeit halber jedoch nicht abgebildet ist, sind der Rotor 4 sowie die Triebwelle 5 in einem Bereich relativ zueinander zentiert.Furthermore, what is not shown here for the sake of clarity, however, are the rotor 4 as well as the drive shaft 5 zoned in a region relative to each other.

In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen Impactschutz (in Form der Überlastschutzkupplung 7) in den Rotor 4 zu integrieren. Hierzu wird die Impactschutzkupplung (Überlastschutzkupplung 7) in der Trennstelle (Verbindungsbereich 6) zwischen Läufer (Rotor 4) bzw. Läuferwicklung 8 und Ausgangswelle (Triebwelle 5) untergebracht. Mit dieser Anordnung wird der häufig ungenutzte Bauraum innerhalb der Läuferwicklung 8 intensiver genutzt.In other words, according to the invention, an impact protection (in the form of the overload protection coupling 7 ) in the rotor 4 to integrate. For this purpose, the impact protection coupling (overload protection coupling 7 ) in the separation point (connection area 6 ) between rotor (rotor 4 ) or rotor winding 8th and output shaft (drive shaft 5 ) housed. With this arrangement, the often unused space within the rotor winding 8th used more intensively.

Das Konzept kann auch auf Außenläufermotoren 1 übertragen werden. In diesem Fall wird der Impactschutz 7 ebenfalls zwischen Läufer 4 und Abtriebswelle (Triebwelle 5) platziert, also radial außerhalb des Läufers 4.The concept can also be applied to external rotor motors 1 be transmitted. In this case, the impact protection 7 also between runners 4 and output shaft (drive shaft 5 ), ie radially outside the rotor 4 ,

Als Impactschutzkupplung 7 kommt bevorzugt eine Press-Presslöt-Kupplung 7 zum Einsatz. Die Figuren zeigen zwei mögliche prinzipielle Ausführungen der Impactschutzkupplung 7. Mit dem dicken schwarzen Strich ist eine Press-Presslöt-Verbindung (PV-PLV) angedeutet. Diese ist entweder ein- oder mehrteilig ausgebildet. Insbesondere bei längeren Bauformen ist es vorteilhaft, die Überlastschutzkupplung 7 axial aufzuteilen und damit die Gefahr des Abkippens des Läufers 4 auf der Welle 5 zu reduzieren. Über die Parameter Werkstoff, Kontaktpressung, Durchmesser und Kontaktlänge wird das Durchrutschmoment (Grenzdrehmoment) festgelegt. Eine Alternative zur PV-PLV ist eine Schlingfederkupplung 7 (Schlingfedereinheit). In diesem Fall sind zwei Schlingfedern 14, 15 gezeigt, die entgegengesetzt gewickelt sind und damit in unterschiedliche Drehrichtungen wirken. Jede Schlingfeder 14, 15 ist an einem Ende 16 eingehängt bzw. abgestützt. In der Abbildung geschieht dies an der Welle 5. Der Großteil der Windungen 30 liegt vorgespannt im Rotor 4. Diese Anordnung lässt sich auch umdrehen, so dass die Abstützung am Rotor 4 stattfindet und die Windungen 30 sich vorgespannt nach innen an der Welle 5 abstützen. Die einseitige Abstützung der jeweiligen Schlingfeder 14, 15 erlaubt, dass in Abstützrichtung eine Kraft eingeleitet werden kann. Diese eingeleitete Kraft wird über die Drahtlänge mittels Reibung an der Gegenfläche (z.B. Welle 5) abgestützt. Die Vorspannung erlaubt nur eine Kraftübertragung bis zu einem bestimmten Niveau. Anschließend rutscht die jeweilige Schlingfeder 14, 15 durch. Nicht eingezeichnet ist eine Zentrierfunktion zwischen Rotor 4 und Welle 5, die jedoch bei einem Aufbau mit Schlingfeder 14, 15 erforderlich ist, um den Luftspalt konstant zu halten.As impact protection coupling 7 Preferably comes a press-press soldering coupling 7 for use. The figures show two possible basic versions of the impact protection coupling 7 , The thick black line indicates a press-press solder connection (PV-PLV). This is either one or more parts. Especially with longer designs, it is advantageous, the overload protection clutch 7 split axially and thus the risk of tipping the rotor 4 on the wave 5 to reduce. The parameters material, contact pressure, diameter and contact length define the slip torque (limit torque). An alternative to the PV-PLV is a wrap spring clutch 7 (Schlingfedereinheit). In this case, there are two wrap springs 14 . 15 shown, which are wound in opposite directions and thus act in different directions of rotation. Every wrap 14 . 15 is at one end 16 mounted or supported. In the picture, this happens on the shaft 5 , The majority of the turns 30 is biased in the rotor 4 , This arrangement can also be turned around so that the support on the rotor 4 takes place and the turns 30 biased inward on the shaft 5 support. The one-sided support of the respective wrap spring 14 . 15 allows a force to be introduced in the direction of support. This introduced force is transmitted via the wire length by means of friction on the counter surface (eg shaft 5 ) supported. The bias allows only a power transmission up to a certain level. Then the respective wrap spring slips 14 . 15 by. Not shown is a centering function between the rotor 4 and wave 5 , however, in a structure with wrap 14 . 15 is required to keep the air gap constant.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Elektromotorelectric motor
22
Gehäusecasing
33
Statorstator
44
Rotorrotor
55
Triebwelledrive shaft
66
Verbindungsbereichconnecting area
77
ÜberlastschutzkupplungOverload protection clutch
88th
Bestandteilcomponent
99
Welle-Nabe-VerbindungShaft-hub-connection
1010
Wellenbereichwaveband
1111
Nabenbereichhub area
1212
Presssitzpress fit
1313
Verbindungsschichtlink layer
1414
erste Schlingfederfirst wrap
1515
zweite Schlingfedersecond wrap
1616
Endbereichend
1717
UmfangsflächenbereichPeripheral surface area
1818
Messumformertransmitters
1919
Antriebsstrangpowertrain
2020
Getriebetransmission
21 21
Drehachseaxis of rotation
2222
Blechsegmentsheet metal segment
2323
Innenumfangsseite des RotorsInner peripheral side of the rotor
2424
Außenumfangsseite der TriebwelleOuter side of the drive shaft
25a25a
erster Überlastschutzkupplungsbereichfirst overload protection coupling area
25b25b
zweiter Überlastschutzkupplungsbereichsecond overload protection coupling area
2626
Nabenbereichhub area
2727
Außenseiteoutside
2828
Wälzlagerroller bearing
2929
Aufnahmeaussparungreceiving recess
3030
Windungsbereichwinding portion
3131
Zahnradstufegear stage
3232
erster Triebwellenabschnittfirst drive shaft section
3333
zweiter Triebwellenabschnittsecond drive shaft section
3434
Außenumfangsseite des RotorsOuter side of the rotor
3535
Innenumfangsseite der TriebwelleInner peripheral side of the drive shaft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102016124126 [0002]DE 102016124126 [0002]
  • DE 102015200846 A1 [0003]DE 102015200846 A1 [0003]
  • DE 102015208146 A1 [0028]DE 102015208146 A1 [0028]

Claims (10)

Elektromotor (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse (2), einem gehäusefest angebrachten Stator (3) und einem relativ zu dem Stator (3) verdrehbar aufgenommenen Rotor (4), wobei der Rotor (4) drehfest mit einer Triebwelle (5) weiter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Verbindungsbereich (6) zwischen dem Rotor (4) und der Triebwelle (5) eine Überlastschutzkupplung (7) eingesetzt ist, die bei Überschreiten eines zwischen dem Rotor (4) und der Triebwelle (5) zu übertragenden Grenzdrehmomentes verdreht oder öffnet.Electric motor (1) for a drive train of a motor vehicle, comprising a housing (2), a stator (3) fixed to the housing and a rotor (4) rotatably mounted relative to the stator (3), wherein the rotor (4) is non-rotatable with a drive shaft (5) is further connected, characterized in that in a connection region (6) between the rotor (4) and the drive shaft (5) an overload protection clutch (7) is inserted, which is when one between the rotor (4) and the drive shaft (5) twisted or opens to be transmitted limit torque. Elektromotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (4) als ein Innenläufer oder ein Außenläufer ausgestaltet ist.Electric motor (1) after Claim 1 , characterized in that the rotor (4) is designed as an internal rotor or an external rotor. Elektromotor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (4) einen magnetischen oder magnetisierbaren Bestandteil (8) aufweist.Electric motor (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the rotor (4) has a magnetic or magnetizable component (8). Elektromotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastschutzkupplung (7) mindestens eine Welle-Nabe-Verbindung (9) aufweist, wobei ein Wellenbereich (10) der Welle-Nabe-Verbindung (9) über einen Presssitz (12) mit einem Nabenbereich (11) der Welle-Nabe-Verbindung (9) verbunden ist, und die Welle-Nabe-Verbindung eine Verbindungsschicht (13) beinhaltet.Electric motor (1) according to one of Claims 1 to 3 characterized in that the overload protection coupling (7) comprises at least one shaft-hub connection (9), wherein a shaft portion (10) of the shaft-hub connection (9) via a press fit (12) with a hub portion (11) of Shaft-hub connection (9) is connected, and the shaft-hub connection includes a connection layer (13). Elektromotor (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht zinnhaltig oder silberhaltig ist, in der eine Pressung von 30 N/mm2 bis 130 N/mm2 vorliegt.Electric motor (1) after Claim 4 , characterized in that the connecting layer is tin-containing or silver-containing, in which a pressure of 30 N / mm 2 to 130 N / mm 2 is present. Elektromotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastschutzkupplung (7) eine Schlingfeder (14, 15) aufweist.Electric motor (1) according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the overload protection coupling (7) has a wrap spring (14, 15). Elektromotor (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfeder (14, 15) mit einem Endbereich (16) fest in einem ersten Bestandteil aus der Gruppe aufweisend den Rotor (4) sowie die Triebwelle (5) verankert ist und mit einem durch mehrere Windungen der Schlingfeder (14, 15) gebildeten nach radial außen oder radial innen weisenden Umfangsflächenbereich (17) an einem zweiten Bestandteil aus der Gruppe aufweisend den Rotor (4) sowie die Triebwelle (5) reibkraftschlüssig angedrückt ist.Electric motor (1) after Claim 6 , characterized in that the wrap spring (14, 15) with an end region (16) fixed in a first component from the group comprising the rotor (4) and the drive shaft (5) is anchored and with a by several turns of the wrap spring (14 , 15) formed radially outwardly or radially inwardly facing circumferential surface region (17) on a second component from the group comprising the rotor (4) and the drive shaft (5) is pressed frictionally engaged. Elektromotor (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastschutzkupplung (7) zwei in einer axialen Richtung des Rotors (4) nebeneinander angeordnete sowie entgegengesetzt zueinander gewickelte Schlingfedern (14, 15) aufweist.Electric motor (1) after Claim 6 or 7 , characterized in that the overload protection coupling (7) has two in an axial direction of the rotor (4) arranged side by side and opposite to each other wound wrap springs (14, 15). Elektromotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektromagnetischer Messumformer (18) verdrehgesichert mit dem Rotor (4) verbunden ist.Electric motor (1) according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that an electromagnetic transducer (18) secured against rotation with the rotor (4) is connected. Antriebsstrang (19) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Elektromotor (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9.Drive train (19) for a motor vehicle, with an electric motor (1) according to at least one of Claims 1 to 9 ,
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020109201A1 (en) 2020-04-02 2021-10-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electric machine
DE102021114158A1 (en) 2020-06-18 2021-12-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electric motor for the electric drive of a motor vehicle
DE102022101840A1 (en) 2022-01-27 2023-07-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electromechanical actuation actuator and method for operating an electromechanical actuation actuator
DE102022002743A1 (en) 2022-07-28 2024-02-08 Borgwarner Inc. Drive arrangement with an electric machine and a gearbox and component for such a drive arrangement

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015200846A1 (en) 2015-01-20 2016-07-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Torque transmission device for a drive train
DE102016124126A1 (en) 2016-12-13 2018-06-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Gear arrangement with an overload clutch and an electric motor drivable drive train

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015200846A1 (en) 2015-01-20 2016-07-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Torque transmission device for a drive train
DE102016124126A1 (en) 2016-12-13 2018-06-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Gear arrangement with an overload clutch and an electric motor drivable drive train

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020109201A1 (en) 2020-04-02 2021-10-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electric machine
DE102021114158A1 (en) 2020-06-18 2021-12-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electric motor for the electric drive of a motor vehicle
WO2021254562A1 (en) 2020-06-18 2021-12-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electric motor for the electric drive of a motor vehicle
DE102022101840A1 (en) 2022-01-27 2023-07-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electromechanical actuation actuator and method for operating an electromechanical actuation actuator
DE102022002743A1 (en) 2022-07-28 2024-02-08 Borgwarner Inc. Drive arrangement with an electric machine and a gearbox and component for such a drive arrangement

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