DE102019133881B4

DE102019133881B4 - Lagereinheit mit integrierter Klemmhülse für eine elektrische Antriebsanordnung sowie Antriebsanordnung mit der Lagereinheit

Info

Publication number: DE102019133881B4
Application number: DE102019133881.6A
Authority: DE
Inventors: Alexander Schamin; Matthias Oberst
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2022-04-21
Anticipated expiration: 2039-12-12
Also published as: DE102019133881A1

Abstract

Lagereinheit (300) für eine elektrische Antriebsanordnung (1)mit einer Lagereinrichtung (110) zur Lagerung einer Welle (4),wobei die Lagereinrichtung (110) einen ersten Lagerring (111) und einen zweiten Lagerring (112) aufweist, wobei zwischen den beiden Lagerringen (111, 112) mindestens eine Reihe von Wälzkörpern (113) abwälzend angeordnet ist,mit einer Ableitvorrichtung (200) zur Ableitung einer elektrischen Ladung und/oder Spannung von einem Rotor (6) eines Elektromotors (3) über die Welle (4) und einen der Lagerringe (111, 112) als ein erster Ableitpartner (P1) zu dem anderen Lagerring (111, 112) als ein zweiter Ableitpartner (P2),wobei die Ableitvorrichtung (200) eine Tragkörpereinrichtung (210) zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem der Ableitpartner (P1, P2) und eine Kontakteinrichtung (220) zur elektrischen Verbindung mit dem anderen der Ableitpartner (P1, P2) aufweist,die Tragkörpereinrichtung (210) als eine Klemmhülse ausgebildet ist, welche radial außen auf dem einen Lagerring (111, 112) angeordnet ist, um die Kontakteinrichtung (220) über einen Klemmverbund elektrisch und mechanisch mit dem Lagerring (111, 112) zu verbinden,dadurch gekennzeichnet, dass ein Anbindungsabschnitt (221) der Kontakteinrichtung (220) in axialer Richtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig zwischen einem kragenförmigen Tragabschnitt (211) der Tragkörpereinrichtung (210) und dem Lagerring (111, 112) gehalten ist, wobei der Tragabschnitt (211) zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Kontakteinrichtung (220) mit dem einen Lagerring (111, 112) vorgesehen ist und dabei der Anbindungsabschnitt (221) der Kontakteinrichtung (220) über den Tragabschnitt (211) zur Bildung der Klemmverbindung stirnseitig an einen Befestigungsabschnitt (114, 115) des Lagerrings (111, 112) gepresst wird, wobei der Befestigungsabschnitt (114, 115) an einer axialen Stirnseite des Lagerrings (111, 112) ausgebildet ist und dass die Tragkörpereinrichtung (210) einen Verbindungsabschnitt (212) zum elektrisch und mechanischen Festlegen der Tragkörpereinrichtung (210) an einer axialen Stirnseite des Lagerrings (111, 112) aufweist, welcher sich unmittelbar an den Tragabschnitt (211) anschließt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagereinheit zur Lagerung einer Welle einer elektrischen Antriebsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft im Weiteren eine elektrische Antriebsanordnung mit der Lagereinheit.
Bei Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen wird eine elektrische Maschine als Traktionsmotor eingesetzt. Während bei einer vordergründigen Betrachtung die elektrische Maschine verschleißarm bis verschleißfrei und insbesondere sehr problemarm zu arbeiten scheint, ergeben sich bei genauer Betrachtung Probleme, welche auf die Funktionsweise der elektrischen Maschinen zurückzuführen sind. So ist es bekannt, dass in dem Rotor der elektrischen Maschine eine Spannung und/oder Ladung induziert wird, so dass sich ein Potenzialunterschied zwischen dem Rotor und einem Gehäuse von mehreren 100 V aufbauen kann.
Der Rotor ist üblicherweise mit einer Rotorwelle einstückig ausgebildet oder mechanisch verbunden, zudem ergibt sich ein elektrischer Kontakt zwischen Rotor und Rotorwelle, so dass der Potenzialunterschied zugleich zwischen der Rotorwelle und dem Gehäuse vorliegt. Die Rotorwelle wird üblicherweise über eine Rotorlagerung oder Rotorwellenlagerung gegenüber dem Gehäuse gelagert. Aufgrund des Potenzialunterschieds kommt es in den Rotorwellenlagerungen zu Entladungen zwischen den Wälzkörpern und den Wälzkörperbahnen, wobei die Wälzkörperbahnen beschädigt werden.
Die US 10 190 640 B2 zeigt eine elektrische Antriebsanordnung. Die Lagereinrichtung zur Lagerung der Rotorwelle einer elektrischen Maschine ist aus zwei Wälzlagern gebildet. Zwischen den Lagerringen eines der Wälzlager ist eine mechanische Ableitvorrichtung angeordnet, über welcher die Potenzialunterschiede um den Wälzkontakt der Wälzkörper umgeleitet werden. Die Ableitvorrichtung besteht aus einem Tragkörper, der am Außenring fest ist und aus mehreren an dem Tragkörper befestigten elastischen Stäben. Die Stäbe sind elastisch gegen den Innenring vorgespannt, so dass eine elektrisch leitende Brücke mit geringem elektrischen Widerstand besteht.
Bekannt sind z.B. aus der GB 990 354 A auch Anordnungen, an denen nach Art schleifender Dichtungen leitfähige Gewebematerialien von dem Tragkörper getragen sind und an einem der Lagerringe schleifend anliegen.
Die Druckschrift WO 2018 / 177 461 A1 offenbart ein Wälzlager zur Lagerung einer Antriebswelle in einem Elektromotor, wobei an einem der Lagerringe ein Kohlefaserverbundbauteil befestigt ist, welches elektrisch verbunden mit dem anderen Lagerring ist. Durch das Kohlefaserverbundbauteil wird über die Lagerringe eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Antriebswelle und einer stationären Umgebungskonstruktion hergestellt, so dass der Potenzialunterschied abgebaut werden kann.
Aus der DE 10 2014 204 719 A1 geht ein Kugellager mit einer stromleitfähigen Dichtung hervor. Die Dichtung weist einen Tragkörper auf, von welchem sowohl die Dichtungselemente als auch leitfähiges Material getragen sind. Der Tragkörper ist in eine Nut des Aussenrings eingeschnappt. Eine äußere Dichtung ist eine Spaltdichtung, welche einen Dichtspalt zum Innenring begrenzt. Die innere Dichtung ist eine schleifende Dichtung und liegt ebenso wie leitfähige Fasern schleifend am Innenring an.
JP 2008 - 286 229 A zeigt eine als Kugellager ausgeführte Lagereinrichtung der Gattung zur Lagerung einer Welle. Zwischen dem Innenring und dem Außenring des Kugellagers ist nach Art eines Dichtblechs eine Ableitvorrichtung angeordnet, welche aus zwei Klemmblechen gebildet ist. Die miteinander verbundenen Klemmbleche sind am Außenring fest und überbrücken den Spalt zwischen dem Innen- und Außenring. Zwischen den Klemmblechen sind leitfähige Fasern eingeklemmt, welche dabei im schleifenden Kontakt mit dem Innenring stehen und so eine elektrisch ableitende Verbindung zwischen dem Innenring und dem Außenring erzeugen.
Eine weitere Lagereinheit ist mit der JP 2018 - 168 967 A offenbart. Zwischen dem Innenring und dem Außenring des Kugellagers ist eine Ableitvorrichtung ausgebildet, deren Tragkörper wahlweise an dem einen der Lagerringe, also entweder am Innenring oder am Außenring angeordnet werden kann. Aus dem elektrisch leitenden Tragkörper stehen elektrisch leitende Fasern hervor, welche dann an dem anderen der Lagerringe schleifend anliegen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagereinheit mit der Ableitvorrichtung zu schaffen, welche sich durch eine einfache Montage sowie einen kompakten Aufbau auszeichnet. Diese Aufgabe wird durch eine Lagereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Antriebsanordnung mit den Merkmalen des Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Die Erfindung betrifft eine Lagereinheit, welche für eine elektrische Antriebsanordnung ausgebildet und/oder geeignet ist. Vorzugsweise ist die Antriebsanordnung für ein Fahrzeug ausgebildet und/oder geeignet. Das Fahrzeug ist vorzugsweise als ein Personenkraftwagen, Bus oder Lastkraftwagen ausgebildet. Bei alternativen Ausgestaltungen kann das Fahrzeug auch als ein Fahrrad, Motorrad, E-Scooter und/oder einspurig oder zweispurig und/oder einachsig oder zweiachsig ausgebildet sein. Das Fahrzeug ist als ein Elektrofahrzeug, insbesondere als ein reines Elektrofahrzeug oder als ein Hybridfahrzeug ausgebildet.
Die elektrische Antriebsanordnung dient insbesondere dazu, ein Traktionsmoment, insbesondere ein Haupttraktionsmoment, für das Fahrzeug zu erstellen und/oder bereitzustellen. Die elektrische Antriebsanordnung ist mit einer Energieeinrichtung, insbesondere mit einer Energiespeichereinrichtung, im Speziellen mit einer Batterie oder Akku, koppelbar oder gekoppelt, um Energie zur Erzeugung des Traktionsmoments zu erhalten.
Die elektrische Antriebsanordnung weist einen Elektromotorabschnitt auf. In dem Elektromotorabschnitt ist ein Elektromotor, auch als elektrische Maschine zu bezeichnen, angeordnet. Der Elektromotor ist vorzugsweise als ein Asynchronelektromotor ausgebildet. Vorzugsweise definiert der Elektromotor eine Hauptachse. Der Elektromotor weist einen Stator und einen Rotor auf, welche konzentrisch und/oder koaxial zueinander angeordnet sind. Ferner weist der Elektromotorabschnitt eine Welle auf, wobei die Welle mit dem Rotor getriebetechnisch verbunden ist. Insbesondere wird die Welle über und/oder durch den Rotor angetrieben. Besonders bevorzugt ist die Welle als eine Rotorwelle ausgebildet. Insbesondere in der Ausgestaltung als Rotorwelle kann diese mit dem Rotor drehfest, starr und/oder einstückig verbunden sein. Ferner ist vorgesehen, dass die Welle mit dem Rotor elektrisch verbunden ist. Dies führt dazu, dass bei einem Potenzialunterschied zwischen dem Rotor und einer Umgebungskonstruktion der gleiche Potentialunterschied zwischen der Welle und der Umgebungskonstruktion vorliegt.
Die elektrische Antriebsanordnung weist einen Getriebeabschnitt auf, wobei in dem Getriebeabschnitt eine Getriebeeinrichtung angeordnet ist. Die Getriebeeinrichtung kann als eine Kupplungseinrichtung und/oder als eine Schalteinrichtung und/oder als eine Übersetzungseinrichtung ausgebildet sein. Die Welle ist mit der Getriebeeinrichtung getriebetechnisch verbunden, insbesondere bildet die Welle eine Eingangswelle in die Getriebeeinrichtung.
Die Lagereinheit weist eine Lagereinrichtung auf, welche zur, insbesondere drehbaren, Lagerung der Welle dient. Die Lagereinrichtung weist einen ersten und einen zweiten Lagerring auf, wobei zwischen den beiden Lagerringen mindestens oder genau eine Reihe von Wälzkörpern abwälzend angeordnet ist. Insbesondere ist der eine Lagerring als ein Lagerrinnenring ausgebildet, über welchen die Lagereinrichtung an der Welle abgestützt ist. Insbesondere ist der andere Lagerring als ein Lageraußenring ausgebildet, über welchen die Lagereinrichtung an der Umgebungskonstruktion abgestützt ist. Die beiden Lagerringe weisen jeweils eine Laufbahn für die Wälzkörper auf. Die Lagereinheit ist somit als ein Wälzlager, beispielsweise als ein Kugel- oder Rollenlager, ausgebildet.
Ferner weist die Lagereinheit eine Ableitvorrichtung auf. Die Ableitvorrichtung hat die Funktion, eine elektrische Ladung und/oder elektrische Spannung ausgehend von dem Rotor über die Welle und einen der Lagerringe, insbesondere dem Lagerinnenring, abzuleiten, wobei der Lagerring einen ersten Ableitpartner bildet. Die Ableitung erfolgt zu einem zweiten Ableitpartner, welcher durch den anderen Lagerring, insbesondere den Lageraußenring, gebildet ist. Der zweite Ableitpartner ist insbesondere stationär an der Umgebungskonstruktion oder einem Gehäuseabschnitt oder einer Komponente, welche mit dem Gehäuseabschnitt oder der Umgebungskonstruktion elektrisch leitend verbunden ist, angeordnet. Insbesondere ist die Umgebungskonstruktion bzw. der Gehäuseabschnitt mit Masse verbunden und/oder geerdet. Die Ableitvorrichtung bildet insbesondere eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Ableitpartner und dem zweiten Ableitpartner. Insbesondere handelt es sich um eine ständige elektrische Verbindung zwischen den Ableitpartnern, welche sowohl stationär als auch dynamisch, also im Betrieb der elektrischen Antriebsanordnung, vorliegt.
Die Ableitvorrichtung weist eine Tragkörpereinrichtung auf, wobei diese zur mechanischen Verbindung mit einem der Ableitpartner dient, insbesondere sodass die Ableitvorrichtung mittelbar oder unmittelbar an diesem Ableitpartner festgelegt ist. Ferner dient die Tragkörpereinrichtung zur elektrischen Verbindung mit diesem Ableitpartner. Die mechanische und elektrische Verbindung können zusammenfallen, diese können jedoch auch nebeneinander oder parallel zueinander umgesetzt sein. Ferner weist die Ableitvorrichtung eine Kontakteinrichtung zur elektrischen Verbindung mit dem anderen der Ableitpartner auf. Die Kontakteinrichtung kann beispielsweise unmittelbar mit dem anderen Ableitpartner elektrisch verbunden und vorzugsweise mittelbar über die Tragkörpereinrichtung mit dem erstgenannten Ableitpartner verbunden sein. Alternativ kann die Kontakteinrichtung jedoch auch mittelbar, z.B. über ein auf einem der Lagerringe angeordnetes elektrisch leitendes Zwischenbauteil, mit dem anderen Ableitpartner elektrisch verbunden sein.
Es ist vorgesehen, dass die Ableitvorrichtung zur Überbrückung von einem Ringspalt zwischen dem einen und dem anderen Ableitpartner ausgebildet ist. Vorzugsweise weist die Ableitvorrichtung eine Kreisringform auf, wobei der Innendurchmesser und der Außendurchmesser an den Innendurchmesser bzw. Außendurchmesser des jeweiligen Ableitpartners angepasst ist oder diesen entspricht. Vorzugsweise ist die Ableitvorrichtung in Umlaufrichtung um die Hauptachse durchgängig ausgebildet.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Anbindungsabschnitt der Kontakteinrichtung in axialer Richtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig zwischen einem kragenförmigen Tragabschnitt der Tragkörpereinrichtung und dem Lagerring gehalten ist. Der Tragabschnitt ist zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Kontakteinrichtung mit dem einen Lagerring vorgesehen. Dabei wird der Anbindungsabschnitt der Kontakteinrichtung über den Tragabschnitt zur Bildung der Klemmverbindung stirnseitig an einen Befestigungsabschnitt des Lagerrings gepresst. Der Befestigungsabschnitt ist an einer axialen Stirnseite des Lagerrings ausgebildet. Die Tragkörpereinrichtung weist einen Verbindungsabschnitt zum elektrischen und mechanischen Festlegen der Tragkörpereinrichtung an einer axialen Stirnseite des Lagerrings auf, welcher sich unmittelbar an den Tragabschnitt anschließt. Die Tragkörpereinrichtung ist als eine Klemmhülse ausgebildet. Insbesondere ist die Klemmhülse als ein rotationsymmetrischer Hohlkörper ausgebildet. Vorzugsweise ist die Klemmhülse als ein separates Bauteil ausgebildet, welches drehfest mit einem der Ableitpartner verbunden und/oder verbindbar ist. Hierzu ist die Klemmhülse radial außen an einen der Lagerringe geklemmt, um die Kontakteinrichtung über einen Klemmverbund elektrisch und mechanisch mit dem Lagerring zu verbinden. Somit bilden die Ableitvorrichtung und die Lagereinrichtung eine gemeinsamen Baugruppe als die Lagereinheit. Insbesondere ist die Kontakteinrichtung über den Klemmverbund verliersicher an einem der Lagerringe gehalten. Prinzipiell kann die Klemmhülse mit dem Lagerinnenring verbunden sein und somit in einem Betrieb des Elektromotors in Umlaufrichtung durch die Welle mitgenommen werden. Bevorzugt ist die Klemmhülse jedoch mit dem Lageraußenring verbunden und verbleibt somit in einem Betrieb des Elektromotors stationär. Vorzugsweise ist die Klemmhülse in radialer und/oder axialer Richtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem entsprechenden Lagerring verbunden. Beispielsweise ist die Klemmhülse radial außen auf den Lageraußenring aufgepresst.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass durch die Klemmhülse eine besonders einfache Montage der Kontakteinrichtung an einem der Lagerringe umgesetzt werden kann. Durch die Klemmhülse kann die Ableitvorrichtung somit besonders schnell an der Lagereinrichtung montiert bzw. demontiert werden. Beispielsweise kann die Ableitvorrichtung über die Klemmhülse an der Lagereinrichtung vormontiert werden, sodass die Lagereinheit als eine vormontierte Baugruppe in die Antriebsanordnung montiert werden kann. Zudem wird eine Ableitvorrichtung vorgeschlagen, welche sich durch eine geringe Anzahl an Bauteilen auszeichnet, sodass die Ableitvorrichtung einfach und kostengünstig gefertigt werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Tragkörpereinrichtung einen hülsenförmigen Verbindungsabschnitt aufweist, welcher zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Tragkörpereinrichtung mit dem einen Lagerring ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist der hülsenförmige Verbindungsabschnitt in der Form einer Zylinderhülse ausgebildet. Zudem weist die als Klemmhülse ausgebildete Tragkörpereinrichtung einen kragenförmigen Tragabschnitt auf, welcher zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Kontakteinrichtung mit dem Lagerring ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist der kragenförmige Tragabschnitt in der Form eines Flansches ausgebildet und erstreckt sich vorzugsweise in einer Radialebene der Hauptachse. Bei Anordnung der Klemmhülse an dem Außenring ist der Flanschabschnitt radial nach innen gerichtet und erstreckt sich in Richtung des Lagerinnenrings. Alternativ ist der Flanschabschnitt bei einer Anordnung der Klemmhülse an dem Lagerinnenring radial nach außen gerichtet und erstreckt sich in Richtung des Lageraußenrings. Zur Bildung des Klemmverbundes ist die Kontakteinrichtung in axialer Richtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig zwischen dem kragenförmigen Tragabschnitt und dem entsprechenden Lagerring angeordnet bzw. gehalten.
In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass der eine Lagerring einen zylindrischen Befestigungsabschnitt aufweist, welcher zur Aufnahme der Klemmhülse ausgebildet und/oder geeignet ist. Hierzu ist der Befestigungsabschnitt in Bezug auf die Hauptachse an einer axialen Stirnseite des Lagerrings angeordnet. Insbesondere ist der Befestigungsabschnitt als ein zylindrischer Ansatz ausgebildet, welcher sich in axialer Richtung unmittelbar an den entsprechenden Lagerring anschließt. Vorzugsweise ist der Befestigungsabschnitt in radialer Richtung zu dem Lagerring abgesetzt angeordnet. Der dadurch gebildete radiale Versatz ist dabei größer oder gleich einer radialen Breite des Verbindungsabschnitts, sodass die Klemmhülse zumindest bündig mit dem Lagerring abschließt.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Tragkörpereinrichtung einen Stützabschnitt aufweist, welcher zur Abstützung der Kontakteinrichtung ausgebildet und/oder geeignet ist. Dabei schließt sich der Stützabschnitt winklig an den Tragabschnitt an, wobei zwischen dem Tragabschnitt und dem Stützabschnitt ein Stützwinkel gebildet ist. Bevorzugt erstreckt sich der Tragabschnitt in Bezug auf die Hauptachse in einer Radialebene, wobei sich der Stützabschnitt in Bezug auf die Radialebene mit einem Stützwinkel von mehr als 10 Grad, vorzugsweise mehr als 30, vorzugsweise mehr als 50 Grad an den Tragabschnitt anschließt. Alternativ oder optional ergänzend schließt sich der Stützabschnitt in Bezug auf die Radialebene mit einem Stützwinkel von weniger als 60 Grad, vorzugsweise weniger als 40 Grad, im Speziellen weniger als 20 Grad an den Tragabschnitt an. Dabei ist die Kontakteinrichtung, insbesondere in einer Einbausituation unter Bildung des Stützwinkels an dem Stützabschnitt abgestützt. Somit kontaktiert insbesondere die Kontakteinrichtung unter Bildung eines von einem rechten Winkel abweichenden Winkels, insbesondere dem Stützwinkel, mit dem Ableitpartner oder ggf. mit dem Zwischenbauteil. Durch das Abstützen der Kontakteinrichtung kann eine höhere Steifigkeit der Kontakteinrichtung erzielt werden, sodass die Gefahr eines Abhebens und eine damit verbundene Unterbrechung der elektrischen Verbindung minimiert wird. Zudem wird eine Gefahr, dass die Kontakteinrichtung aus seiner Klemmung zwischen dem Lagerring und der Klemmhülse herausrutscht, reduziert.
In einer weiteren konstruktiven Ausführung ist vorgesehen, dass die Ableitvorrichtung mindestens oder genau eine Abriebschutzeinrichtung aufweist. Die Abriebschutzeinrichtung hat dabei die Funktion, den Elektromotor gegen einen Abrieb von der Kontakteinrichtung zu schützen. Insbesondere wird der Abrieb während eines Betriebes des Elektromotors aufgrund von Reibung bei einer Relativbewegung zwischen den beiden Ableitpartnern erzeugt. Die Abriebschutzeinrichtung ist dabei auf der Seite des Elektromotors der Kontakteinrichtung angeordnet, um einen Übertrag des Abriebs von der Kontakteinrichtung zu dem Elektromotor zu vermieden oder zumindest zu verringern. Insbesondere ist die Abriebschutzeinrichtung ausgebildet und/oder geeignet, einen Übergangsbereich zwischen der Tragkörpereinrichtung und dem mit der Kontakteinrichtung direkt oder indirekt in Verbindung stehenden Ableitpartner abzudecken und/oder abzudichten. Besonders bevorzugt bildet die Abriebschutzeinrichtung eine abriebdichte Abtrennung in Umlaufrichtung um die Hauptachse.
Gemäß dieser Ausführung ist vorgesehen, dass die Abriebschutzeinrichtung über den Klemmverbund mechanisch mit dem Lagerring verbunden ist. Die Kontakteinrichtung und die Abriebschutzeinrichtung sind dabei gemeinsam über den Tragabschnitt einerseits an einem der Lagerringe angebunden und liegen andererseits direkt oder indirekt an dem anderen Lagerring an. Insbesondere erstreckt sich die Abriebschutzeinrichtung umlaufend, insbesondere in Umlaufrichtung um die Hauptachse, zwischen den beiden Ableitpartnern unterbrechungsfrei und/oder überlappend zu der Kontakteinrichtung. Insbesondere ist „unterbrechungsfrei“ dahingehend zu verstehen, als dass die Abriebschutzeinrichtung keine Unterbrechungen, Öffnungen oder dergleichen aufweist. Insbesondere ist „überlappend“ dahingehend zu verstehen, als dass sich die Abriebschutzeinrichtung und die Kontakteinrichtung zumindest in einer axialen Ansicht in Bezug auf die Hauptachse zumindest teilweise oder vollständig überdecken. Insbesondere sind die Abriebschutzeinrichtung und die Kontakteinrichtung zueinander deckungsgleich angeordnet und/oder ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Kontakteinrichtung und optional die Abriebschutzeinrichtung ringförmig oder kreisringförmig ausgebildet. Im Speziellen ist die Abriebschutzeinrichtung als eine ringförmige Dichtscheibe ausgebildet. Bevorzugt ist die Dichtscheibe in Bezug auf die Drehachse koaxial angeordnet, wobei diese den Ringraum in Richtung des Elektromotors begrenzt und/oder abschließt. Dadurch wird eine Ableitvorrichtung vorgeschlagen, welche sich durch eine besonders kompakte Ausgestaltung auszeichnet.
Optional kann die Ableitvorrichtung eine weitere Abriebschutzeinrichtung aufweisen, um einen Übertrag des Abriebs in Richtung des Getriebeabschnitts zu vermeiden. Die Abriebschutzeinrichtung ist dabei auf der Seite der Getriebeeinrichtung der Kontakteinrichtung angeordnet, um einen Übertrag des Abriebs von der Kontakteinrichtung zu der Getriebeeinrichtung und/oder um einen Eintrag von Öl, insbesondere an der Kontaktstelle zwischen Kontakteinrichtung und dem kontaktierenden Ableitpartner zu vermeiden oder zumindest zu verringern. Die weitere Abriebschutzeinrichtung kann dabei gemeinsam mit der Abriebschutzeinrichtung und der Kontakteinrichtung über die Klemmhülse an dem Lagerring angebunden sein und/oder klemmend gehalten sein
In einer weiteren Konkretisierung kann vorgesehen sein, dass die Abriebschutzeinrichtung eine umlaufende Dichtlippe aufweist. Insbesondere ist durch die Dichtlippe eine berührende, vorzugsweise eine dynamische, Dichtung umgesetzt. Vorzugsweise ist zumindest die Dichtlippe aus einem elastischen Material, z.B. Gummi, ausgebildet, sodass sich die Dichtlippe in Umlaufrichtung dichtend, insbesondere fluiddicht, an dem Dichtpartner anlegt. Im Speziellen ist die gesamte Abriebschutzeinrichtung aus dem elastischen Material gebildet, sodass diese flexibel ausgebildet ist. Der Dichtpartner kann dabei durch den anderen Lagerring oder ein mit dem Lagerring verbundenes Zwischenbauteil gebildet sein. Vorzugsweise ist die Abriebschutzeinrichtung in der Art einer Wellenlippendichtung umgesetzt. Es wird somit eine Abriebschutzeinrichtung vorgeschlagen, welche sich durch eine besonders hohe Dichtigkeit auszeichnet, sodass ein Eintrag von Abrieb in den Elektromotor deutlich reduziert oder verhindert ist.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass die Ableitvorrichtung eine Hülse aufweist. Die Hülse ist insbesondere als ein separates Bauteil ausgebildet, welches drehfest mit einem der Lagerringe verbunden und/oder verbindbar ist. Hierzu weist die Hülse einen Zylinderabschnitt auf, welcher zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit dem Lagerring ausgebildet und/oder geeignet ist. Bevorzugt ist die Hülse als eine Zylinderhülse ausgebildet. Im Speziellen ist die Hülse mit dem rotierenden Ableitpartner, insbesondere dem Lagerinnenring, drehfest verbunden. Alternativ kann die Hülse jedoch auch mit dem stationären Ableitpartner, insbesondere dem Lageraußenring, verbunden sein. Die Hülse ist hierzu beispielsweise über den Zylinderabschnitt auf den Lagerinnenring aufgepresst oder alternativ in den Lageraußenring eingepresst.
Gemäß dieser Ausführung weist die Hülse einen Flanschabschnitt auf, welcher zur Überbrückung eines radialen Abstands zwischen der Kontakteinrichtung und dem Zylinderabschnitt ausgebildet und/oder geeignet ist, um die Kontakteinrichtung mittelbar mit dem zu kontaktierenden Ableitpartner elektrisch zu verbinden. Die Hülse dient somit als eine Brücke zwischen der Tragkörpereinrichtung und dem zu kontaktierenden Ableitpartner. Insbesondere erstreckt sich der Flanschabschnitt in einer Radialebene der Hauptachse. Bei Anordnung der Hülse an dem Lagerinnenring ist der Flanschabschnitt radial nach außen gerichtet und erstreckt sich radial in Richtung des stationären Ableitpartners. Bei einer Anordnung der Hülse an dem Lageraußenring ist der Flanschabschnitt radial nach innen gerichtet und erstreckt sich radial in Richtung des rotierenden Ableitpartners. Besonders bevorzugt ist die Hülse aus einem elektrisch leitenden Material, z.B. aus Silber oder Kupfer, gefertigt. Dadurch kann ein radiales Baumaß der Kontakteinrichtung deutlich reduziert werden, sodass eine stabilere Anlage der Kontakteinrichtung umgesetzt werden kann.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass der Flanschabschnitt mehr als eine halbe radiale Breite eines Ringspalts überbrückt, wobei der Ringspalt zwischen dem ersten und dem zweiten Lagerring gebildet ist. Insbesondere erstreckt sich der Flanschabschnitt in radialer Richtung über mehr als 50%, vorzugsweise mehr als 65%, im Speziellen mehr als 80% der radialen Breite des Ringspalts. Besonders bevorzugt ist der Ringspalt als ein die Hauptachse umlaufender Luftspalt gebildet, über welchen die beiden Ableitpartner radial voneinander beabstandet sind. Durch die Überbrückung eines überwiegenden Anteils des Ringspalts durch den Flanschabschnitt kann sichergestellt werden, dass besonders große radiale Abstände überbrückt werden können und zugleich die Stabilität der Ableitvorrichtung gewährleistet werden kann.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ableitvorrichtung mindestens eine Öffnung aufweist, welche einen Luftdurchlass in dem Ringspalt in einer axialen Richtung bildet oder mitbildet. Der Öffnungsquerschnitt der Öffnung und/oder des Luftdurchlasses ist vorzugsweise größer als 2 Quadratmillimeter, insbesondere größer als 4 Quadratmillimeter ausgebildet. Insbesondere bildet die Öffnung mindestens oder genau einen in axialer Richtung durchgehenden Kanal als Luftdurchlass oder Teil eines Luftdurchlasses. Die mindestens eine Öffnung kann als eine Durchgangsöffnung ausgebildet sein, welche in einem radialen Bereich zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser der Ableitvorrichtung angeordnet ist. Insbesondere ist die Durchgangsöffnung umlaufend geschlossen ausgebildet. Alternativ oder ergänzend ist die Öffnung als eine randseitige Öffnung ausgebildet, welche auf einer radialen Seite durch einen der Ableitpartner begrenzt ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Kreisring der Ableitvorrichtung durch die Öffnung nicht geschwächt ist und dadurch im Dauerbetrieb stabiler ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Ableitvorrichtung mindestens eine Durchgangsöffnung und mindestens eine randseitige Öffnung aufweist. Die mindestens eine Öffnung kann in der Tragkörpereinrichtung und/oder in der Kontakteinrichtung und optional in der mindestens einen Abriebschutzeinrichtung angeordnet sein. Alternativ kann die mindestens eine Öffnung oder optional mindestens eine weitere Öffnung in der Hülse, insbesondere dem Flanschabschnitt, angeordnet sein. Beispielsweise kann die Öffnung im axialen Verlauf mit konstantem, freien Durchmesser ausgeführt sein. Die Öffnung dient dazu einen Druckunterschied funktionssicher und insbesondere verschmutzungssicher abzubauen. Durch den Abbau des Druckunterschieds wird vermieden, dass die Ableitvorrichtung in axialer Richtung belastet wird und sich im Dauerbetrieb verschieben oder verkippen kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontakteinrichtung einen Kontaktabschnitt aufweist, wobei dieser zur elektrischen Verbindung mit dem Ableitpartner dient. Zudem weist die Kontakteinrichtung einen Anbindungsabschnitt auf, über welchen die Kontakteinrichtung mit der Tragkörpereinrichtung, insbesondere dem Tragabschnitt der Tragkörpereinrichtung, verbunden ist. Vorzugsweise ist der Anbindungsabschnitt mittelbar über die Tragkörpereinrichtung, insbesondere den Tragabschnitt, mit dem anderen Ableitpartner verbunden. Der Kontaktabschnitt kann grundsätzlich in seiner Grundform beliebig ausgestaltet sein.
Prinzipiell kann der Kontaktabschnitt durch ein oder mehrere, vorzugsweise elastisch verformbare, Filamente, Streifen oder Kreisringsegmente ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Kontaktabschnitt und/oder die Kontakteinrichtung jedoch als ein ringförmiges oder kreisringförmiges Bauteil ausgebildet, wobei der Kontaktabschnitt vorzugsweise konzentrisch zur Welle und/oder zum Gehäuseabschnitt ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist der Kontaktabschnitt in seiner Grundform als eine offene oder geschlossene Ringscheibe und/oder Ronde ausgebildet, wobei der Kontaktabschnitt eine Öffnung, insbesondere ein zentrales Loch, zur Aufnahme der Welle aufweist. Bevorzugt ist der Kontaktabschnitt in axialer Richtung tellerförmig oder wellenförmig verformt und/oder verformbar.
Prinzipiell kann die Kontakteinrichtung und/oder die Tragkörpereinrichtung aus einem elektrisch leitfähigen Metall oder einer Metalllegierung, z.B. Stahl, Kupfer, oder Aluminium, gefertigt sein. Im Speziellen können die Kontakteinrichtung und die Tragkörpereinrichtung aus unterschiedlichen elektrisch leitfähigen Materialen gefertigt sein.
Alternativ ist die Kontakteinrichtung und/oder die Tragkörpereinrichtung aus einem Verbundwerkstoff und/oder einem Kompositwerkstoff gefertigt, welche elektrisch leitfähige Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise ist der Kompositwerkstoff aus einer Graphit-Kupfer-Harz Kompositmischung gefertigt.
Alternativ ist die Kontakteinrichtung und/oder die Tragkörpereinrichtung mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen. Beispielsweise kann die Beschichtung als ein Teilchen-, Schicht- oder Faserverbundwerkstoff auf dem Kontaktabschnitt aufgebracht sein.
Alternativ kann die Kontakteinrichtung, insbesondere der Kontaktabtschnitt aus elektrisch leitfähigen Fasern gebildet sein. Insbesondere können diese Fasern als lose Fasern, als ein Garn oder als ein Gewebe vorliegen. Als Gewebe können die elektrisch leitfähigen Fasern beispielsweise zu einem Filz oder zur einer gewebten, gestickten oder getufteten Stoffschicht verarbeitet sein. Das Gewebe kann dabei vollständig oder teilweise aus elektrisch leitfähigen Fasern und teilweise aus anderen Fasern, z.B. Kunststofffasern, gebildet sein. Die elektrisch leitfähigen Fasern sind vorzugsweise als metallische Fasern oder als gefüllte oder beschichtete Polymerfasern, besonders bevorzugt jedoch als Kohlenstofffasern ausgebildet.
Gemäß dieser Ausführung weist die Kontakteinrichtung elektrisch leitfähige Fasern sowie eine Klebstoffschicht zum Einbetten der elektrisch leitfähigen Fasern auf, wobei die elektrisch leitfähigen Fasern zur Kontaktierung mit dem einen Ableitpartner an dem Kontaktabschnitt angeordnet sind. Vorzugsweise sind die leitfähigen Fasern an dem Kontaktabschnitt zumindest in einem Bereich der Kontaktstelle angeordnet. Die Klebstoffschicht dient zum stoffschlüssigen Verbinden der elektrisch leitfähigen Fasern mit dem Kontaktabschnitt. Die Klebstoffschicht bildet vorzugsweise ein Klebstoffbett für die elektrisch leitfähigen Fasern. Vorzugsweise ist die Klebstoffschicht aus einem elektrisch leitfähigen Klebstoff gebildet, wobei der Klebstoff beispielsweise als ein Dispersionsklebstoff oder als ein lösemittelhaltiger Klebstoff ausgebildet ist. Die Klebstoffschicht ist auf dem Kontaktabschnitt aufgebracht, wobei die Klebstoffschicht vorzugsweise durch spritzen, walzen, streichen oder durch tauchen des Kontaktabschnitts oder durch ein Tampondruck- oder ein Siebdruckverfahren auf den Kontaktabschnitt aufbringbar und/oder aufgebraucht ist. Insbesondere ist die Klebstoffschicht aushärtbar, sodass die elektrisch leitfähigen Fasern in einem nassen und/oder flüssigen und/oder viskosen Zustand der Klebstoffschicht eingebracht werden können und nach dem Aushärten und/oder Erstarren der Klebstoffschicht stoffschlüssig mit dem Kontaktabschnitt verbunden sind. Bevorzugt sind die elektrisch leitfähigen Fasern mit einem ihrer Enden in die Klebstoffschicht eingebettet, wobei die anderen Enden als freie Enden der elektrisch leitfähigen Fasern ausgebildet sind. Insbesondere sind die freien Enden der elektrisch leitfähigen Fasern an dem zu kontaktierenden Ableitpartner anlegbar und/oder liegen an diesem an. Die elektrisch leitfähigen Fasern sind vorzugsweise elastisch in der Klebstoffschicht gehalten, sodass beim Anliegen der elektrisch leitfähigen Fasern an dem einen der Ableitpartner durch eine flexible Verformung der elektrisch leitfähigen Fasern eine maßliche Überdeckung der elektrisch leitfähigen Fasern zu dem einen der Ableitpartner gebildet ist. Die elektrisch leitfähigen Fasern weisen vorzugsweise eine Faserlänge von mindestens 0,3 mm, insbesondere von mindestens 0,2 mm, im Speziellen von mindestens 0,1 mm auf, wobei die elektrisch leitfähigen Fasern vorzugsweise eine maximale Faserlänge von 5mm, insbesondere von maximal 10 mm, im Speziellen von maximal 20 mm aufweisen.
In einer weiteren möglichen Konkretisierung sind die leitfähigen Fasern als Flockfasern zum Beflocken des Kontaktabschnittes ausgebildet. Die Flockfasern weisen vorzugsweise eine einheitliche Faserlänge und/oder eine gleiche Faserstärke auf. Die Flockfasern sind elektrisch leitfähig ausgebildet, wobei eine elektrische Leitfähigkeit der Flockfasern durch ihr Material an sich und/oder durch eine elektrisch leitfähige Beschichtung der Flockfasern gegeben ist. Die Flockfasern werden vorzugsweise in einem Beflockungsverfahren auf den Kontaktabschnitt appliziert. Grundsätzlich lassen sich die Flockfasern mit einem beliebigen Beflockungsverfahren, beispielsweise in einem Formbeflockungs-, einem Flächenbeflockungs-, einem elektrostatischen Beflockungs- oder einem elektrostatisch-pneumatischen Beflockungsverfahren auf den Kontaktabschnitt aufbringen. Bevorzugt ist der Kontaktabschnitt mit den Flockfasern elektrostatisch beflockt, wobei der Kontaktabschnitt vorzugsweise als ein Trägersubstrat für die Flockfasern ausgebildet ist und die Klebstoffschicht aufweist.
Beim elektrostatischen Beflocken werden die Flockfasern in einem elektrostatischen Feld zwischen einer Anode und einer Kathode, im Speziellen zwischen einem Applikator mit Anode und dem Kontaktabschnitt als Kathode, in den nassen Klebstoff appliziert. Die Flockfasern setzen sich an der Klebstoffschicht fest, wobei die Flockfasern ein Flockflor auf dem mit Klebstoff benetzten Bereich des Kontaktabschnittes bildet. Die Flockfasern richten sich im elektrostatischen Feld aus, sodass die Flockfasern vorzugsweise prozessbedingt, z.B. senkrecht zu einer Oberfläche des Kontaktabschnitts, ausgerichtet sind. Alternativ oder optional ergänzend sind mit diesem oder einem anderen Beflockungsverfahren die Flockfasern gezielt gerichtet, z.B. mit einem Winkelversatz zur Oberfläche des Kontaktabschnittes auftragbar und/oder aufgetragen oder in einer willkürlichen Ausrichtung der einzelnen Flockfasern mit der Klebstoffschicht verankert. Vorteilhaft ist, dass durch eine gezielte Ausrichtung der Flockfasern die elektrische Kontaktierung mit dem einen der Ableitpartner verbessert werden kann und unerwünschte Reibungswiderstände, beispielsweise durch entgegen einer Rotationsrichtung der Welle ausgerichteten Flockfasern, reduziert werden können.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung sind die elektrisch leitfähigen Fasern als Kohlenstofffasern ausgebildet. Die Kohlenstofffasern, auch als Kohlefasern oder als Carbon- bzw. Karbonfasern bezeichnet, sind vorzugsweise aus einem kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterial gefertigt, welches in einem Pyrolyseprozess zu Kohlenstoff carbonisierbar ist. Die Kohlenstofffasern sind elektrisch leitfähig ausgebildet und vorzugsweise durch das Beflockungsverfahren auf den Kontaktabschnitt appliziert. Die Kohlestofffasern sind in die Klebstoffschicht eingebettet, wobei die Klebstoffschicht die Kohlenstofffasern mit dem Kontaktabschnitt stoffschlüssig verbindet. Der Kontaktabschnitt ist über die Kohlenstofffasern mit dem einen der Ableitpartner elektrisch verbunden, insbesondere bilden die Kohlenstofffasern den Schleifkontakt zwischen dem Kontaktabschnitt und einem der Ableitpartner. Alternativ sind die elektrisch leitfähigen Fasern als Derivate von Kohlenstofffasern, als metallische Fasern oder als gefüllte Polymerfasern ausgebildet.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die elektrische Antriebsanordnung mit der Lagereinheit wie diese bereits zuvor beschrieben wurden. Die elektrische Antriebsanordnung weist einen Trennabschnitt auf, wobei der Trennabschnitt zwischen dem Elektromotorabschnitt und dem Getriebeabschnitt insbesondere in axialer Richtung zu der Hauptachse angeordnet ist. Der Trennabschnitt umfasst eine Trennwand zwischen dem Elektromotorabschnitt und dem Getriebeabschnitt. Insbesondere weist der Elektromotorabschnitt einen Motorraum und der Getriebeabschnitt mindestens einen Getrieberaum auf, wobei der Trennabschnitt den Motorraum von dem angrenzenden Getrieberaum trennt, insbesondere schmutzdicht oder öldicht trennt. Beispielsweise weist der Elektromotorabschnitt ein Motorteilgehäuse und der Getriebeabschnitt ein Getriebeteilgehäuse auf, wobei der Trennabschnitt zwischen dem Motorteilgehäuse und dem Getriebeteilgehäuse trennend angeordnet ist. Vorzugsweise bilden Motorteilgehäuse und Getriebeteilgehäuse gemeinsam ein Gehäuse für die elektrische Antriebsanordnung. Vorzugsweise ist der Elektromotorabschnitt als ein Trockenbereich ausgebildet. Der Getriebeabschnitt, insbesondere der angrenzende Getrieberaum ist wahlweise als ein Ölbereich oder als ein Trockenbereich realisiert. Für den Fall, dass dieser als ein Trockenbereich realisiert ist, bildet der Trennabschnitt eine schmutzdichte Abtrennung. Für den Fall, dass dieser als ein Ölbereich realisiert ist, bildet der Trennabschnitt eine öldichte Abtrennung.
Die Welle, insbesondere die Rotorwelle, ist durch den Trennabschnitt durchgeführt und gegenüber dem Trennabschnitt mit einer Dichtungseinrichtung abgedichtet. Die Dichtungseinrichtung kann als eine berührende Dichtungseinrichtung oder als eine kontaktlose Dichtungseinrichtung, insbesondere als eine Spaltdichtung ausgebildet sein. Beispielsweise ist die Dichtungseinrichtung als eine Wellendurchführung ausgebildet.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Lagereinheit, insbesondere die Ableitvorrichtung, auf einer Motorseite der Dichtungseinrichtung und/oder in dem Elektromotorabschnitt angeordnet ist. Somit ist die Ableitvorrichtung auf der Seite des Elektromotors in Bezug auf die Dichtungseinrichtung angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die elektrischen/elektronischen Bauteile alle samt auf der Seite des Elektromotorabschnitts angeordnet sind, so dass die Verantwortung für die elektrische/elektronische Umsetzung auf den Elektromotorabschnitt und die Verantwortung für die mechanische Umsetzung auf den Getriebeabschnitt festgelegt ist. Zudem wird die Ableitvorrichtung dort installiert, wo die elektrische Ladung und/oder elektrische Spannung in dem Rotor entsteht, so dass diese räumlich nahe abgeführt werden kann. Insbesondere ist die Lagereinheit in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse zwischen dem Rotor und der Dichtungseinrichtung angeordnet. Damit wird die Ableitvorrichtung auf die Seite des Elektromotors verschoben, welche der Dichtungseinrichtung zugewandt ist. Für die Ableitvorrichtung kann somit der verbleibende Platz genutzt werden, welcher zwischen der getriebeseitig angeordneten Lagereinrichtung und der Dichtungseinrichtung verfügbar ist.
Beispielsweise kann die Ableitvorrichtung zwischen der Lagereinrichtung und der Dichtungseinrichtung angeordnet sein. Mit dieser Ausgestaltung wird die Ableitvorrichtung von dem freien Ende der Rotorwelle in dem Elektromotorabschnitt weiter in die Mitte der Rotorwelle gerückt, so dass die Spannung und/oder die elektrische Ladung zentral von der Rotorwelle als Ableitpartner zu dem anderen Ableitpartner abgeleitet werden kann. Zudem ist durch die Position besonders der Getriebeabschnitt mit der Getriebeeinrichtung geschützt, so dass etwaige Lager in der Getriebeeinrichtung keine Stromdurchgangsschäden erleiden können. Alternativ hierzu kann die Ableitvorrichtung auf der der Dichtungseinrichtung abgewandten Seite der Lagereinrichtung angeordnet sein. Insbesondere ist Ableitvorrichtung zwischen zwei Lagereinrichtungen angeordnet, wobei die zwei Lagereinrichtungen die Rotorlagerung bilden oder mitbilden.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Antriebsanordnung mit einer Ableitvorrichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 die Antriebsanordnung in gleicher Darstellung wie 1 als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 eine stark schematisierte Darstellung der Ableitvorrichtung der 1 und 2;
4a, b jeweils eine Schnittdarstellung einer Lagereinheit für die Antriebsanordnung der 1 und 2.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine elektrische Antriebsanordnung 1 für ein Fahrzeug, nicht dargestellt, als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Beispielsweise kann das Fahrzeug als ein ein- oder mehrspuriges und/oder als ein ein- oder mehrachsiges Fahrzeug ausgebildet sein. Beispielsweise ist das Fahrzeug ein reines Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug. Das Fahrzeug kann beispielsweise als ein Personenkraftwagen, Bus oder Lastkraftwagen ausgebildet sein. Alternativ kann das Fahrzeug jedoch auch beispielsweise als ein Fahrrad (Pedelec), Motorrad (Elektromotorrad) oder E-Scooter ausgebildet sein.
Die Antriebsanordnung 1 dient zur Erzeugung und/oder Bereitstellung eines Traktionsmoments, insbesondere eines Haupttraktionsmoments, für das Fahrzeug. Hierzu weist die Antriebsanordnung 1 einen Elektromotorabschnitt 2 auf, welcher einen Elektromotor 3 zur Erzeugung des Traktionsmoments und eine Welle 4 zur Übertragung des Traktionsmoments aufweist. Der Elektromotor 3 kann mit einer Energieeinrichtung, z.B. eine Batterie oder ein Akku, elektrisch verbunden sein, um Energie zur Erzeugung des Traktionsmoments zu erhalten. Der Elektromotor 3 kann beispielsweise als ein Gleichstrom-, Synchron- oder Asynchronmotor ausgebildet sein.
Der Elektromotor 3 weist einen Stator 5 und einen Rotor 6 auf. Der Rotor 6 ist mit der Welle 4 antriebstechnisch verbunden, sodass die Welle 4 über und/oder durch den Rotor 6 angetrieben wird. Die Welle 4 ist somit als eine Rotorwelle ausgebildet und ist hierzu mechanisch, z.B. drehfest, und elektrisch mit dem Rotor 6 verbunden. Die Welle 4 definiert mit ihrer Rotationsachse eine Hauptachse H, wobei der Stator 5 und der Rotor 6 in Bezug auf die Hauptachse H koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Zur drehbaren Lagerung der Welle 4 weist der Elektromotorabschnitt 2 eine erste und eine zweite Lagereinrichtung 110, 120 auf, wobei die Welle 4 über die Lagereinrichtungen 110, 120 in radialer Richtung an dem Stator 5 abgestützt sind. Die Lagereinrichtungen 110, 120 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils als ein Kugellager, insbesondere ein Rillenkugellager ausgebildet.
Ferner weist die elektrische Antriebsanordnung 1 einen Getriebeabschnitt 7 auf, welcher zur Übertragung und/oder Übersetzung und/oder Verteilung des Traktionsmoments des Elektromotors 3 dient. Hierzu ist in dem Getriebeabschnitt 7 eine Getriebeeinrichtung 8, nur schematisch angedeutet, angeordnet, wobei die Getriebeeinrichtung 8 eine Kupplungseinrichtung, z.B. eine form- oder reinschlüssige Kupplung, und/oder eine Schalteinrichtung, z.B. ein elektrisch und/oder hydraulisch betätigbarer Schaltzylinder, und/oder eine Übersetzungseinrichtung, z.B. ein Planeten- und/oder Stufenradgetriebe, umfassen kann. Der Elektromotorabschnitt 2 und der Getriebeabschnitt 7 sind über die Welle 4 getriebetechnisch miteinander verbunden, wobei die Welle 4 eine Eingangswelle in die Getriebeeinrichtung 8 bildet. Über eine Ausgangswelle 9 kann das Traktionsmoment beispielsweise an ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs weitergegeben werden.
Des Weiteren weist die elektrische Antriebsanordnung 1 einen Trennabschnitt 10 auf, welcher einen Motorraum des Elektromotorabschnitts 2 von einem angrenzenden Getrieberaum des Getriebeabschnitts 7 trennt. Der Trennabschnitt 10 ist hierzu in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H zwischen dem Elektromotorabschnitt 2 und dem Getriebeabschnitt 7 angeordnet. Beispielsweise kann der Motorraum ein Trockenbereich und der angrenzende Getrieberaum ein weiterer Trockenbereich oder ein Ölbereich sein, wobei der Trennabschnitt 10 eine schmutzdichte und gegebenenfalls eine öldichte Abtrennung zwischen dem Elektromotorabschnitt 2 und dem Getriebeabschnitt 7 bildet. Die Welle 4 ist durch den Trennabschnitt 10 geführt und über eine Dichtungseinrichtung 11 gegenüber dem Trennabschnitt 10 abgedichtet. Die Dichtungseinrichtung 11 kann beispielsweise als eine berührende Dichtungseinrichtung, z.B. ein Wellendichtring, oder als eine berührungslose Dichtungseinrichtung, z.B. eine Spaltdichtung, ausgebildet sein.
In einem Motorbetrieb des Elektromotors 3 können Entladungsströme verursacht werden, welche sich über die Lagereinrichtungen 110, 120 entladen und die Lagereinrichtungen 110, 120 beschädigen können. Hierzu weist die elektrische Antriebsanordnung 1 eine Ableitvorrichtung 200 auf, welche zur Ableitung einer elektrischen Ladung und/oder elektrischen Spannung ausgehend von dem Rotor 6 über die Welle 4 und einem ersten Ableitpartner P1 zu einem zweiten Ableitpartner P2 dient.
Der erste Ableitpartner P1 ist dabei ein rotierender Ableitpartner P1, welcher drehfest mit der Welle 4 verbunden ist. Der zweite Ableitpartner P2 bildet dabei gegenüber dem ersten Ableitpartner P1 einen stationären Ableitpartner. Der zweite Ableitpartner P2 kann hierzu beispielsweise mit dem Stator 5 selbst und/oder mit einem Gehäuseabschnitt, z.B. Motorgehäuse, und/oder einer Umgebungskonstruktion, z.B. Fahrgestell, und/oder einer Komponente, welche mit dem Stator 5, dem Gehäuseabschnitt bzw. der Umgebungskonstruktion elektrisch leitend verbunden ist, drehfest verbunden sein. Die Ableitvorrichtung 200 bildet eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Ableitpartner P1 und dem zweiten Ableitpartner P2. Dabei ist der zweite Ableitpartner P2 mit Masse verbunden und/oder geerdet, sodass die Welle 4 über die Ableitvorrichtung 200 geerdet wird. Hierzu bildet die Ableitvorrichtung 200 einen Strompfad mit einem niedrigeren Widerstand gegenüber den Lagereineinrichtungen 110, 120, sodass die Entladungsströme parallel zu den Lagereinrichtungen 110, 120 abgeleitet werden. Die beiden Ableitpartner P1, P2 sind über die Ableitvorrichtung 200 ständige miteinander elektrisch verbunden, wobei eine elektrische Ableitung sowohl stationär als auch dynamisch, also im Motorbetrieb, erfolgt.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ableitvorrichtung 200 in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H zwischen der ersten Lagereinrichtung 110 und dem Trennabschnitt 10 in dem Elektromotorabschnitt 2 angeordnet. Somit ist die Ableitvorrichtung 200 in Bezug auf die erste Lagereinrichtung 110 auf der getriebenahen Seite in dem Motorraum angeordnet. Durch diese getriebenahe Position kann der Getriebeabschnitt 7 vor Entladungsströmen geschützt werden, sodass, etwaige Lager in der Getriebeeinrichtung 8 keine Schäden erleiden.
2 zeigt die Antriebsanordnung 1 in gleicher Darstellung wie 1 als ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ableitvorrichtung 200 in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H zwischen dem Rotor 6 und der ersten Lagereinrichtung 110 in dem Elektromotorabschnitt 2 angeordnet. Somit ist die Ableitvorrichtung 200 in Bezug auf die erste Lagereinrichtung 110 auf der motornahen Seite in dem Motorraum angeordnet. Durch diese motornahe Position kann die Ableitvorrichtung 200 dort installiert werden, wo die elektrische Ladung und/oder elektrische Spannung in dem Rotor 6 entsteht, so dass diese räumlich nahe abgeführt werden kann.
3 zeigt die Ableitvorrichtung 200 in einer stark schematisierten Blockdarstellung, wobei die einzelnen Blöcke als Funktionsblöcke definiert sind und optionale Ausgestaltungen durch Punktlinien angedeutet sind.
Die Ableitvorrichtung 200 weist eine Tragkörpereinrichtung 210 und eine Kontakteinrichtung 220 auf, wobei die Kontakteinrichtung 220 mit der Tragkörpereinrichtung 210 elektrisch und mechanisch miteinander verbunden ist. Hierzu weist die Tragkörpereinrichtung 210 einen Tragabschnitt 211 und die Kontakteinrichtung 220 einen Anbindungsabschnitt 221 auf, wobei die Kontakteinrichtung 220 über den Anbindungsabschnitt 221 an dem Tragabschnitt 211 beispielsweise form- stoff- und/oder und/oder kraftschlüssig angebunden ist.
Ferner weist die Tragkörpereinrichtung 210 einen Verbindungsabschnitt 212 auf, welcher sich unmittelbar an den Tragabschnitt 211 anschließt. Der Verbindungsabschnitt 212 dient dazu, die Tragkörpereinrichtung 210 an dem zweiten Ableitpartner P2 mechanisch und elektrisch festzulegen. Die mechanische und elektrische Verbindung können zusammenfallen, diese können jedoch auch nebeneinander oder parallel zueinander umgesetzt sein. Der Verbindungsabschnitt 212 kann dabei unmittelbar mit dem zweiten Ableitpartner P2 verbunden sein und/oder an diesem anliegen. Alternativ oder optional ergänzend kann der Verbindungsabschnitt 212 über ein Zwischenbauteil, nicht dargestellt, mittelbar mit dem zweiten Ableitpartner P2 verbunden sein.
Die Kontakteinrichtung 220 weist einen Kontaktabschnitt 222 auf, welcher sich unmittelbar an den Anbindungsabschnitt 221 anschließt. Der Kontaktabschnitt 222 212 dient dazu, die Kontakteinrichtung 220 mit dem ersten Ableitpartner P1 elektrisch leitend zu kontaktieren. In einem Motorbetrieb rotiert die Welle 4 um die Hauptachse H, wobei die Ableitvorrichtung 200 stationär an dem zweiten Ableitpartner P2 verbleibt und die beiden Ableitpartner P1, P2 über den Kontaktabschnitt 222 dauerhaft miteinander elektrisch leitend kontaktiert sind. Der Kontaktabschnitt 222 kann dabei unmittelbar mit dem ersten Ableitpartner P1 elektrisch verbunden sein und/oder an diesem anliegen. Alternativ kann der Kontaktabschnitt 222 jedoch auch über eine Hülse 230, als ein optionales Zwischenbauteil, mittelbar mit dem ersten Ableitpartner P1 elektrisch verbunden sein.
Im Motorbetrieb kann durch die Relativverdrehung zwischen den beiden Ableitpartnern P1, P2 ein Abrieb an der Kontaktstelle des Kontaktabschnitts 222 mit der Welle 4 bzw. der Hülse 230 entstehen. Dieser Abrieb kann elektrisch leitfähige Partikel aufweisen, welche von dem Elektromotor 3 ferngehalten werden müssen. Hierzu weist die Ableitvorrichtung 200 optional eine Abriebschutzeinrichtung 240 auf, welche den Elektromotor 3 gegen den Abrieb schützt. Die Abriebschutzeinrichtung 240 ist hierzu auf der Seite des Elektromotors 3 der Kontakteinrichtung 220 angeordnet, um einen Übertrag des Abriebs zu dem Elektromotor 3 zu vermeiden. Die Abriebschutzeinrichtung 240 ist gemeinsam mit der Kontakteinrichtung 220 an den Tragabschnitt 211 der Tragkörpereinrichtung 210 angebunden. Die Abriebschutzeinrichtung 240 ist beispielsweise derart ausgestaltet, sodass diese die gesamte Kontakteinrichtung 220 oder zumindest die Kontaktstelle zwischen dem Kontaktabschnitt 220 und der Welle 4 bzw. der Hülse 230 gegenüber dem Elektromotor 3 in Bezug auf die Hauptachse H sowohl in axialer Richtung als auch in Umlaufrichtung abschirmt und/oder abdichtet. Dabei bildet die Abriebschutzeinrichtung 240 eine abriebdichte Abtrennung zwischen der ersten Lagereinrichtung 110 und der Dichtungseinrichtung 10, wie dies in der 1 dargestellt ist. Alternativ bildet die Abriebschutzeinrichtung 240 eine abriebdichte Abtrennung zwischen dem Rotor 6 und der ersten Lagereinrichtung 110, wie dies in der 2 dargestellt ist.
Optional kann die Ableitvorrichtung 200 eine weitere Abriebschutzeinrichtung 250 aufweisen, um einen Übertrag des Abriebs in die andere Richtung, insbesondere zu dem Getriebeabschnitt 7 zu vermeiden. Die weitere Abriebschutzeinrichtung 250 ist gemeinsam mit der Abriebschutzeinrichtung 240 und der Kontakteinrichtung 220 an den Tragabschnitt 211 der Tragkörpereinrichtung 210 angebunden. Die Abriebschutzeinrichtung 240 ist beispielsweise derart ausgestaltet, sodass diese die gesamte Kontakteinrichtung 220 oder zumindest die Kontaktstelle zwischen dem Kontaktabschnitt 220 und der Welle 4 bzw. der Hülse 230 gegenüber dem Getriebeabschnitt 7 in Bezug auf die Hauptachse H sowohl in axialer Richtung als auch in Umlaufrichtung abschirmt und/oder abdichtet. Durch die weitere Abriebschutzeinrichtung 250 kann somit der Abrieb zwischen den beiden Abriebschutzeinrichtungen 240, 250 eingeschlossen bzw. eingekapselt werden, sodass ein Übertrag auf den Elektromotor 3, z.B. durch in der Ableitvorrichtung 200 angeordnete Öffnungen, ausgeschlossen werden kann. Zudem kann ein Fremdpartikeleintrag von dem Getriebeabschnitt 7, z.B. Öl, an die Kontaktstelle der Kontakteinrichtung 220 durch die weitere Abriebschutzeinrichtung 250 verhindert werden.
Die Ableitvorrichtung 200 dient zur Überbrückung von einem Ringspalt zwischen den beiden Ableitpartnern P1, P2, wobei die Ableitvorrichtung 200 optional mindestens eine Öffnung 260 in dem Ringspalt aufweist, um in axialer Richtung einen Luftdurchlass zu bilden. Beispielsweise kann die Öffnung 260 durch mindestens oder genau eine Durchgangsöffnung, z.B. eine oder mehrere Bohrungen oder ein oder mehrere Durchbrüche, oder als mindestens oder genau eine randseitige Öffnung, z.B. ein oder mehrere Ausschnitte, ausgebildet sein. Es ist dabei denkbar, dass eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen beispielsweise eine gitterartige Struktur bilden, um einen Übertrag von Feststoffen, insbesondere dem Abrieb, auf den Elektromotor 3 zu verhindern oder zumindest zu reduzieren.
Die Öffnung 260, hier durch gestrichelte Linie schematisch angedeutet, kann dabei wahlweise in die Tragkörpereinrichtung 210 und/oder die Kontakteinrichtung 220 eingebracht sein. Beispielsweise kann die Öffnung 260 in den Tragabschnitt 211 und/oder den Anbindungsabschnitt 221 und gegebenenfalls in die Abriebschutzeinrichtung 240 und/oder die weitere Abriebschutzeinrichtung 250 eingebracht sein. Alternativ kann die Öffnung 260 oder optional eine weitere Öffnung in den Kontaktabschnitt 222 und gegebenenfalls in die Abriebschutzeinrichtung 240 und/oder die weitere Abriebschutzeinrichtung 250 eingebracht sein. Alternativ kann die Öffnung 260 oder optional eine weitere Öffnung in die Hülse 230 eingebracht sein.
Die 4a, b zeigen jeweils in einer Schnittdarstellung eine Lagereinheit 300, wobei die Lagereinheit 300 die erste Lagereinrichtung 110 der 1 und 2 sowie die Ableitvorrichtung 200, wie in 3 beschrieben, umfasst. Die Ableitvorrichtung 200 und die Lagereinrichtung 110 bilden dabei gemeinsame eine Baueinheit, wobei die Ableitvorrichtung 200 und die Lagereinrichtung 110 hierzu miteinander verbunden sind.
Die erste Lagereinrichtung 110 ist als Rillenkugellager ausgebildet und dient somit zur radialen und axialen Lagerung der Welle 4 in dem Elektromotorabschnitt 2. Die erste Lagereinrichtung 110 weist einen ersten Lagerring 111 als den ersten Ableitpartner P1 und einen zweiten Lagerring 112 als den zweiten Ableitpartner P2 auf, wobei zwischen den beiden Lagerringen 111, 112 eine Reihe von Wälzkörpern 113, insbesondere Kugeln, abwälzend angeordnet sind. Dabei ist der erste Lagerring 111 als ein Lagerinnenring und der zweite Lagerring 112 als ein Lageraußenring ausgebildet.
Der erste Lagerring 111 weist einen ersten Befestigungsabschnitt 114 und der zweite Lagerring 112 weist einen zweiten Befestigungsabschnitt 115 auf, welche jeweils an einer axialen Stirnseite des zugehörigen Lagerrings 111, 112 angeformt sind. Die beiden Befestigungsabschnitte 114, 115 sind jeweils als ein zylindrischer Ansatz ausgebildet und gegenüber dem zugehörigen Lagerring 111, 112 in radialer Richtung abgesetzt ist.
Die Tragkörpereinrichtung 210 ist als eine Klemmhülse ausgebildet, wobei die Kontakteinrichtung 221 über die Tragkörpereinrichtung 210 an dem zweiten Befestigungsabschnitt 115 des zweiten Lagerrings 112 klemmend befestigt ist. Dabei ist der Anbindungsabschnitt 221 der Kontakteinrichtung 220 in axialer Richtung zwischen dem zweiten Befestigungsabschnitt 115 und dem Tragabschnitt 211 eingeklemmt bzw. kraftschlüssig gehalten. Optional kann vorgesehen sein, dass die Abriebschutzeinrichtung 240 und/oder die weitere Abriebschutzeinrichtung 250, wie in 3 beschrieben, über die Klemmverbindung zwischen dem zweiten Befestigungsabschnitt 115 und dem Tragabschnitt 211 verliersicher gehalten sind.
Die Tragkörpereinrichtung 210 ist beispielsweise als ein rotationssymmetrisches, insbesondere ringförmiges, Blechformbauteil ausgebildet. Der Verbindungsabschnitt 212 ist dabei als ein die Hauptachse H umlaufender Hohlzylinder und der Tragabschnitt 211 als ein radial nach innen gerichteter Flansch ausgebildet. Die Tragkörpereinrichtung 210 ist über den Verbindungsabschnitt 212 umfangsseitig an dem zweiten Befestigungsabschnitt 115 montiert, wobei der Anbindungsabschnitt 221 der Kontakteinrichtung 220 über den Tragabschnitt 211 zur Bildung der Klemmverbindung stirnseitig an den zweiten Befestigungsabschnitt 114 gepresst wird. Beispielsweise kann die Tragkörpereinrichtung 210 über eine Presspassung an dem zweiten Befestigungsabschnitt 115 festgelegt sein.
Zudem weist die Tragkörpereinrichtung 210 einen Stützabschnitt 213 auf, welcher sich unter Bildung eines Stützwinkels winklig an den Tragabschnitt 211 anschließt. Dabei stützt sich die Kontakteinrichtung 220, insbesondere der Kontaktabschnitt 222, an dem Stützabschnitt 213 ab, sodass der Kontaktabschnitt 222 winklig an der Hülse 230 anliegt. Beispielsweise ist der Stützabschnitt 213 mit einem Stützwinkel von ca. 45 Grad gegenüber dem Tragabschnitt 211 abgewinkelt. Durch den Stützabschnitt 213 kann zum einen die Klemmverbindung verbessert werden, sodass die Kontakteinrichtung 220 gegen ein Herausrutschen gesichert ist. Zum anderen kann eine stabilere Anlage des Kontaktabschnitts 222 an der Hülse 230 gewährleistet werden.
Die Hülse 230 weist einen Zylinderabschnitt 231, einen Flanschabschnitt 232 sowie einen Anlaufabschnitt 233 auf, wobei sich der Flanschabschnitt 232 unmittelbar in radialer Richtung an den Zylinderabschnitt 232 und der Anlaufabschnitt 233 sich wiederum winklig an den Flanschabschnitt 232 anschließt. Die Hülse 230 ist beispielsweise als ein weiteres rotationssymmetrisches, insbesondere ringförmiges, Blechformbauteil ausgebildet. Die Hülse 230 ist dabei über den Zylinderabschnitt 231 umfangsseitig an dem ersten Befestigungsabschnitt 114 montiert und kann beispielsweise über eine Presspassung an diesem festgelegt sein, sodass die Hülse 230 im Motorbetrieb in Umlaufrichtung um die Hauptachse H durch den auf der Welle 4 montierten ersten Lagerring 111 mitgenommen wird. Dabei bildet der Anlaufabschnitt 233 eine Anlauffläche, an welcher der Kontaktabschnitt 222 im Motorbetrieb kontaktierend anläuft. Der Flanschabschnitt 232 hat dabei die Funktion einen radialen Abstand A zwischen dem Kontaktabschnitt 222 und dem erstem Lagerring 111 zu Überbrücken. Der Flanschabschnitt 232 erstreckt sich hierzu in radialer Richtung über mehr als die halbe radiale Breite des Ringspalts, welcher zwischen den beiden Lagerringen 111, 112 gebildet ist. Somit kann die Kontakteinrichtung 220 mit einer geringen radialen Breite ausgebildet werden, sodass die Anlage an dem Anlaufabschnitt 233 verbessert werden kann.
Wie in der 4a gezeigt ist der Anlaufabschnitt 233 als ein zylindrischer Ansatz ausgebildet, welcher sich bevorzugt rechtwinklig an den Flanschabschnitt 232 anschließt. Dabei sind der Zylinderabschnitt 231 und der Anlaufabschnitt 233 koaxial und/oder gleichgerichtet zueinander ausgerichtet. Der Anlaufabschnitt 233 definiert somit eine Anlauffläche für den Kontaktabschnitt 222, welche durch eine gerade Zylindermantelfläche des Anlaufabschnitts 233 gebildet ist. Somit wird eine Hülse 230 vorgeschlagen, welche sich durch eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung auszeichnet.
Wie in der 4b gezeigt ist der Anlaufabschnitt 233 als ein kegelstumpfförmiger Ansatz ausgebildet, welcher sich bevorzugt winklig, z.B. mit einem Winkel von mehr als 30 Grad, an den Flanschabschnitt 232 anschließt. Dabei sind der Zylinderabschnitt 231 und der Anlaufabschnitt 233 koaxial und/oder gegengerichtet zueinander ausgerichtet. Der Anlaufabschnitt 233 definiert somit eine Anlauffläche für den Kontaktabschnitt 222, welche durch eine schräge Zylindermantelfläche des Anlaufabschnitts 233 gebildet ist. Somit wird eine Hülse 230 vorgeschlagen, welche sich durch eine besonders einfache Montage der Tragkörpereinrichtung 210 und der Kontakteinrichtung 220 auszeichnet.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsanordnung
2: Elektromotorabschnitt
3: Elektromotor
4: Welle
5: Stator
6: Rotor
7: Getriebeabschnitt
8: Getriebeeinrichtung
9: Ausgangswelle
10: Trennabschnitt
11: Dichtungseinrichtung
110: erste Lagereinrichtung
111: erster Lagerring
112: zweiter Lagerring
113: Wälzkörper
114: erster Befestigungsabschnitt
115: zweiter Befestigungsabschnitt
120: zweite Lagereinrichtung
200: Ableitvorrichtung
210: Tragkörpereinrichtung
211: Tragabschnitt
212: Verbindungsabschnitt
213: Stützabschnitt
220: Kontakteinrichtung
221: Anbindungsabschnitt
222: Kontaktabschnitt
230: Hülse
231: Zylinderabschnitt
232: Flanschabschnitt
233: Anlaufabschnitt
240: Abriebschutzeinrichtung
250: weitere Abriebschutzeinrichtung
260: Öffnung
300: Lagereinheit
H: Hauptachse
P1: erster Ableitpartner
P2: zweiter Ableitpartner

Claims

Lagereinheit (300) für eine elektrische Antriebsanordnung (1) mit einer Lagereinrichtung (110) zur Lagerung einer Welle (4), wobei die Lagereinrichtung (110) einen ersten Lagerring (111) und einen zweiten Lagerring (112) aufweist, wobei zwischen den beiden Lagerringen (111, 112) mindestens eine Reihe von Wälzkörpern (113) abwälzend angeordnet ist, mit einer Ableitvorrichtung (200) zur Ableitung einer elektrischen Ladung und/oder Spannung von einem Rotor (6) eines Elektromotors (3) über die Welle (4) und einen der Lagerringe (111, 112) als ein erster Ableitpartner (P1) zu dem anderen Lagerring (111, 112) als ein zweiter Ableitpartner (P2), wobei die Ableitvorrichtung (200) eine Tragkörpereinrichtung (210) zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem der Ableitpartner (P1, P2) und eine Kontakteinrichtung (220) zur elektrischen Verbindung mit dem anderen der Ableitpartner (P1, P2) aufweist, die Tragkörpereinrichtung (210) als eine Klemmhülse ausgebildet ist, welche radial außen auf dem einen Lagerring (111, 112) angeordnet ist, um die Kontakteinrichtung (220) über einen Klemmverbund elektrisch und mechanisch mit dem Lagerring (111, 112) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anbindungsabschnitt (221) der Kontakteinrichtung (220) in axialer Richtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig zwischen einem kragenförmigen Tragabschnitt (211) der Tragkörpereinrichtung (210) und dem Lagerring (111, 112) gehalten ist, wobei der Tragabschnitt (211) zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Kontakteinrichtung (220) mit dem einen Lagerring (111, 112) vorgesehen ist und dabei der Anbindungsabschnitt (221) der Kontakteinrichtung (220) über den Tragabschnitt (211) zur Bildung der Klemmverbindung stirnseitig an einen Befestigungsabschnitt (114, 115) des Lagerrings (111, 112) gepresst wird, wobei der Befestigungsabschnitt (114, 115) an einer axialen Stirnseite des Lagerrings (111, 112) ausgebildet ist und dass die Tragkörpereinrichtung (210) einen Verbindungsabschnitt (212) zum elektrisch und mechanischen Festlegen der Tragkörpereinrichtung (210) an einer axialen Stirnseite des Lagerrings (111, 112) aufweist, welcher sich unmittelbar an den Tragabschnitt (211) anschließt.
Lagereinheit (300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (212) hülsenförmig ist und dass der Tragabschnitt (211) kragenförmig ausgebildet ist.
Lagereinheit (300) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Lagerring (111, 112) einen zylindrischen Befestigungsabschnitt (114, 115) zur Befestigung der als Klemmhülse ausgebildeten Tragkörpereinrichtung (210) aufweist, welcher in axialer Richtung an einer axialen Stirnseite des Lagerrings (111, 112) angeordnet ist.
Lagereinheit (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragkörpereinrichtung (210) einen Stützabschnitt (213) zur Abstützung der Kontakteinrichtung (220) aufweist, wobei sich der Stützabschnitt (213) unter Bildung eines Stützwinkels winklig an den Tragabschnitt (211) anschließt und wobei die Kontakteinrichtung (220) unter Bildung des Stützwinkels an dem Stützabschnitt (213) abgestützt ist.
Lagereinheit (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitvorrichtung (200) mindestens eine Abriebschutzeinrichtung (240) zum Schutz des Elektromotors (3) gegen einen Abrieb der Kontakteinrichtung (220) aufweist, wobei die Abriebschutzeinrichtung (240) über den Klemmverbund mechanisch mit dem Lagerring (111, 112) verbunden ist.
Lagereinheit (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitvorrichtung (200) eine Hülse (230) aufweist, wobei die Hülse (230) einen Zylinderabschnitt (231) zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit einem der Ableitpartner (P1, P2) sowie einen Flanschabschnitt (232) zur Überbrückung eines radialen Abstands (A) zwischen der Kontakteinrichtung (220) und dem Zylinderabschnitt (231) aufweist, sodass die Kontakteinrichtung (220) mittelbar über die Hülse (230) mit dem zu kontaktierenden Ableitpartner (P1, P2) elektrisch verbunden ist.
Lagereinheit (300) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschabschnitt (232) mehr als eine halbe radiale Breite eines Ringspalts überbrückt, welcher zwischen den beiden Lagerringen (111, 112) gebildet ist.
Lagereinheit (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitvorrichtung (200) mindestens eine Öffnung (260) aufweist, welche einen Luftdurchlass in dem Ringspalt in einer axialen Richtung bildet oder mitbildet.
Lagereinheit (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtung (220) einen Kontaktabschnitt (222) zur elektrischen Verbindung mit dem Ableitpartner (P1, P2) aufweist und dass die Kontakteinrichtung (220) einen Anbindungsabschnitt (221) zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit der Tragkörpereinrichtung (210) aufweist, wobei die Kontakteinrichtung (220) elektrisch leitfähige Fasern und eine Klebstoffschicht aufweist, wobei die elektrisch leitfähigen Fasern in der Klebstoffschicht eingebettet sind, und wobei die elektrisch leitfähigen Fasern auf dem Kontaktabschnitt (222) zur elektrischen Verbindung mit dem einen der Ableitpartner (P1, P2) angeordnet sind.
Elektrische Antriebsanordnung (1) mit einem Elektromotorabschnitt (2), wobei der Elektromotorabschnitt (2) einen Elektromotor (3) mit einem Rotor (6) und eine Welle (4) aufweist, wobei die Welle (4) mit dem Rotor (6) elektrisch und getriebetechnisch verbunden ist, mit einem Getriebeabschnitt (7), wobei in dem Getriebeabschnitt (7) eine Getriebeeinrichtung (8) angeordnet ist, wobei die Welle (4) mit der Getriebeeinrichtung (8) getriebetechnisch verbunden ist und mit der Lagereinheit (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Trennabschnitt (10), wobei der Trennabschnitt (10) zwischen dem Elektromotorabschnitt (2) und dem Getriebeabschnitt (7) angeordnet ist und durch eine Dichtungseinrichtung (11) zur Abdichtung der Welle (4) beim Durchgang durch den Trennabschnitt (10), wobei die Lagereinheit (300) auf einer Motorseite der Dichtungseinrichtung (11) und/oder in dem Elektromotorabschnitt (2) angeordnet ist.