DE102020209460A1

DE102020209460A1 - Rotorträger, Lamellenträger, ein System aus beiden sowie ein Verfahren zum Herstellen des Systems

Info

Publication number: DE102020209460A1
Application number: DE102020209460.8A
Authority: DE
Inventors: Monika Rössner; Gerald Viernekes; Simon Schuhmacher; Günter Fahl; Peter SCHÖMIG
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2020-07-28
Filing date: 2020-07-28
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2040-07-29
Also published as: US20220037958A1; DE102020209460B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotorträger (1) für eine für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehene elektrische Maschine, der umfangsseitig einen Rotorträgerverbindungsabschnitt (3) aufweist, der sich zum Verbinden mit einem Lamellenträgerverbindungsabschnitt (13) eines Lamellenträgers (11) einer Lamellenkupplung in eine radiale Richtung des Rotorträgers (1) erstreckt. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Lamellenträger (11) für eine Lamellenkupplung zum Entkoppeln einer für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen elektrischen Maschine von einer Verbrennungskraftmaschine, der außenumfangsseitig einen Lamellenträgerverbindungsabschnitt (13) zum Verbinden mit einem Rotorträgerverbindungsabschnitt (13) eines Rotorträgers (1) der elektrischen Maschine aufweist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein System (100) mit einem Rotorträger (1) und einem Lamellenträger (11) sowie ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Systems (100).

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotorträger für eine elektrische Maschine, einen Lamellenträger für eine Lamellenkupplung, ein System mit einem Rotorträger und einem Lamellenträger sowie ein Verfahren zum Herstellen des Systems. Insbesondere ist die elektrische Maschine zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und die Lamellenkupplung zum Entkoppeln der elektrischen Maschine von einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs.
Allgemein können Hybridfahrzeuge als Antrieb über eine Verbrennungskraftmaschine und eine elektrische Maschine verfügen, die situationsgemäß miteinander gekoppelt werden können. Für die Kopplung und Entkopplung der elektrischen Maschine an die bzw. von der Verbrennungskraftmaschine werden Trennkupplungen, bspw. Lamellenkupplungen, verwendet.
Es ist bekannt, dass ein Rotorträger des Rotors der elektrischen Maschine mit einem Lamellenträger, bspw. einem Außenlamellenträger, der Lamellenkupplung axial miteinander verbunden ist.
Auch wenn grundsätzlich eine Verbindung zwischen Rotorträger und Lamellenträger bekannt ist, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindung zwischen einem Rotor und einem Lamellenträger, bspw. einem Außenlamellenträger, vorzusehen.
Zur Lösung der obigen Aufgaben stellt die vorliegende Erfindung einen Rotorträger nach Anspruch 1, einen Lamellenträger nach Anspruch 7, ein System nach Anspruch 13 und ein Verfahren nach Anspruch 14 bereit. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen, der Zeichnung und der folgenden Beschreibung angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Rotorträger für eine für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehene elektrische Maschine, der umfangsseitig einen Rotorträgerverbindungsabschnitt aufweist, der sich zum Verbinden mit einem Lamellenträgerverbindungsabschnitt eines Lamellenträgers einer Lamellenkupplung in eine radiale Richtung des Rotorträgers erstreckt.
Die elektrische Maschine weist bei manchen Ausführungsformen einen drehbaren Rotor und einen feststehenden Stator auf. Der Rotor umfasst den Rotorträger, der das Rotorpaket trägt.
Die elektrische Maschine kann ein Kraftfahrzeug antreiben, indem sie das Kraftfahrzeug durch Übertragung einer Antriebskraft in Bewegung versetzt. Bei einem Automobil geschieht dies typischerweise dadurch, dass die Kraft auf Räder des Kraftfahrzeugs übertragen wird. Das Kraftfahrzeug ist zum Beispiel als Elektrofahrzeug, als Fahrzeug mit Verbrennungskraftmaschine, als Hybridfahrzeug oder dergleichen ausgestaltet. Die elektrische Maschine kann auch generatorisch betrieben werden und dadurch neben der Antriebskraft elektrischen Strom erzeugen.
Die Lamellenkupplung ist typischerweise dazu vorgesehen, die elektrische Maschine mit einer Verbrennungskraftmaschine zu koppeln bzw. von dieser zu entkoppeln. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt und die Lamellenkupplung kann zum (Ent-)Koppeln von anderen Teilen vorgesehen sein, bspw. einer anderen elektrischen Maschine oder einen Antriebsabschnitt des Kraftfahrzeugs (z. B. eine Antriebswelle, Getriebewelle, etc.).
Der Rotorträgerverbindungsabschnitt ist umfangsseitig am Rotorträger angeordnet. Der Rotorträger ist bei manchen Ausführungsformen symmetrisch aufgebaut und eine Symmetrieachse des Rotorträgers verläuft entlang einer mittig angeordneten Längsachse. Zum Beispiel kann der Rotorträger zylindrisch ausgebildet sein, dann verläuft eine Symmetrieachse durch die mittig angeordnete Längsachse des Rotorträgers. Hierbei soll zylindrisch auch hohlzylindrisch umfassen. Der Rotorträger kann bspw. einen Querschnitt aufweisen, der kreisförmig ist (ohne die vorliegende Erfindung darauf zu beschränken). Hierbei soll kreisförmig auch ringförmig umfassen. Der Umfang bezieht sich bei manchen Ausführungsformen nun auf einen Bereich, der sich um die Symmetrieachse herum erstreckt; bei einem kreisförmigen Querschnitt also um den Kreisumfang des Querschnitts herum. Bei manchen Ausführungsformen entspricht der Umfang einer Außen- und/oder Innenwand des Rotorträgers, die sich um die Symmetrieachse herum erstreckt. Folglich ist bei manchen Ausführungsbeispielen die umfangsseitige Anordnung an und/oder in einer Zylinderwand des Rotorträgers (und bspw. gerade nicht an einer Stirnseite des Rotorträgers).
Der Rotorträgerverbindungsabschnitt und der Lamellenträgerverbindungsabschnitt stellen jeweils ein Verbindungselement dar, das an dem Rotorträger bzw. an dem Lamellenträger umfangsseitig angeordnet ist, sodass im zusammengefügten Zustand, der Rotorträgerverbindungsabschnitt und der Lamellenträgerverbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. Entsprechend können dadurch der Rotorträger und der Lamellenträger miteinander verbunden werden.
Der Rotorträger kann zumindest in einem Bereich, in dem der Rotorträger das Rotorpaket trägt, hohlzylinderförmig ausgebildet sein. In diesem Fall ist der Rotorträgerverbindungsabschnitt in diesem hohlzylinderförmigen Bereich umfangsseitig angeordnet. In manchen Ausführungsformen kann die Hohlzylinderwand eine Dicke von einschließlich 2 mm bis einschließlich 3 mm aufweisen. Beispielsweise kann die Hohlzylinderwand eine Dicke von 2,5 mm aufweisen.
Die radiale Richtung des Rotorträgers bezieht sich auf die Symmetrieachse des Rotorträgers. Im zusammengefügten Zustand entspricht die Symmetrieachse des Rotorträgers einer Symmetrieachse des Lamellenträgers. Entsprechend bezieht sich eine radiale Richtung des Lamellenträgers ebenfalls auf diese Symmetrieachse und meint somit eine Richtung, die sich bspw. senkrecht zur bzw. von der Symmetrieachse weg verläuft. In der Regel entspricht die Symmetrieachse auch der Rotationsachse des Rotorträgers bzw. des Lamellenträgers.
Der Rotorträger und der Lamellenträger können mittels des Rotorträgerverbindungsabschnitts und des Lamellenträgerverbindungsabschnitts miteinander verbunden werden.
Indem sich der Rotorträgerverbindungsabschnitt zum Verbinden mit dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt in radialer Richtung erstreckt und umfangsseitig vorliegt, ist es möglich, eine kompakte und/oder stabile Verbindung zwischen dem Rotorträgerverbindungsabschnitt und dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt zu bilden, ohne bspw. eine Verbindung in axialer Richtung vorsehen zu müssen, wie es bspw. bei der Verbindung der Stirnseite des Rotorträgers der Fall ist.
Außerdem sind bei manchen Ausführungsbeispielen eine Vielzahl von umfangsseitigen Rotorträgerverbindungsabschnitten vorgesehen, die über den Umfang des Rotorträgers verteilt sein können. Dadurch ist eine gleichmäßige Verbindung über die Umfangsfläche von Rotorträger und Lamellenträger möglich, was bei einer axialen, an der Stirnseite vorgesehenen Verbindung, typischerweise nicht möglich ist. In weiteren Ausführungsbeispielen können die Vielzahl von umfangsseitigen Rotorträgerverbindungsabschnitten über den Umfang des Rotorträgers gleichmäßig verteilt sein. Dadurch ist eine gleichmäßige Belastung der Verbindungen zwischen Rotorträger und Lamellenträger möglich.
In manchen Ausführungsformen kann der Rotorträgerverbindungsabschnitt ausgebildet sein, eine stoffschlüssige oder formschlüssige Verbindung mit dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt zu bilden.
Mit stoffschlüssiger Verbindung ist eine Verbindung gemeint, bei der der Rotorträgerverbindungsabschnitt und der Lamellenträgerverbindungsabschnitt durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden. Solch eine stoffschlüssige Verbindung kann bspw. durch Löten, Schweißen oder Kleben gebildet werden. So kann die stoffschlüssige Verbindung bspw. durch Laserschweißen und/oder Punktschwei-ßen gebildet werden.
Eine formschlüssige Verbindung kann durch das Ineinandergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern gebildet werden. So können in manchen Ausführungsformen der Rotorträgerverbindungsabschnitt und der Lamellenträgerverbindungsabschnitt zum Bilden einer formschlüssigen Verbindung ineinandergreifen. Hierbei kann Ineinandergreifen bedeuten, dass sich der eine Verbindungspartner in den anderen Verbindungspartner zumindest abschnittsweise einfügt.
In weiteren Ausführungsformen kann der Rotorträgerverbindungsabschnitt dazu ausgebildet sein, sowohl eine stoffschlüssige als auch eine formschlüssige Verbindung mit dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt zu bilden.
Durch die stoff- und/oder formschlüssige Verbindung kann der Rotorträger mit dem Lamellenträger zumindest drehfest, wenn nicht sogar zusätzlich axial fest, verbunden werden. Mit axial fest ist gemeint, dass im zusammengefügten Zustand der Rotorträger und der Lamellenträger in Richtung der gemeinsamen Symmetrieachse des Rotorträges und des Lamellenträgers zumindest relativ zueinander nicht verschiebbar sind.
In anderen Ausführungsformen kann der Rotorträgerverbindungsabschnitt eine Eindrückung zum Bewirken einer radialen Kraft auf den Lamellenträger aufweisen. In der Regel kann eine Eindrückung durch ein Umformverfahren gebildet werden, bei dem die Oberfläche eines Werkstücks, z. B. dem hier vorliegenden Rotorträger, mit einem Formwerkzeug, z. B. einem Stempel, umgeformt wird. Beispielsweise kann das Formwerkzeug in die Oberfläche des Rotorträgers bewegt werden und dadurch die Eindrückung bilden.
Mit radialer Kraft ist gemeint, dass eine Kraft in radialer Richtung des Rotorträgers und Lamellenträgers wirkt. In manchen Ausführungsformen kann die Eindrückung derart ausgebildet sein, eine radial nach innen wirkende Kraft zu bewirken. In manchen Ausführungsbeispielen kann die Eindrückung zum Bewirken der radialen Kraft zumindest teilweise elastisch verformbar ausgebildet sein.
Indem der Rotorträgerverbindungsabschnitt die Eindrückung zum Bewirken der radialen Kraft aufweist, kann im zusammengefügten Zustand von Rotorträger und Lamellenträger der Rotorträger eine Federkraft auf den Lamellenträger ausüben. Dadurch können beim Verbinden des Rotorträgers mit dem Lamellenträger (Fertigungs-)Toleranzen ausgeglichen werden.
In weiteren Ausführungsformen kann am Grund der Eindrückung ein Aufnahmeloch zum Aufnehmen des Lamellenträgerverbindungsabschnitts vorgesehen sein. Der Grund der Eindrückung ist, anders ausgedrückt, der Boden der Eindrückung.
In manchen Ausführungsformen kann das Aufnahmeloch am Grund der Eindrückung eine Durchgangsöffnung sein, die sich in radialer Richtung des Rotorträgers erstreckt. Durch das Aufnahmeloch kann der Rotorträgerverbindungsabschnitt mit dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt ineinandergreifen und ggf. eine formschlüssige Verbindung bilden. Dadurch kann der Rotorträger mit dem Lamellenträger stabil verbunden werden.
In anderen Ausführungsformen kann der Rotorträgerverbindungsabschnitt einen Zapfen zum Eingreifen mit dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt aufweisen. In weiteren Ausführungsformen kann der Zapfen radial nach innen ragen. Ein Zapfen ist in der Regel ein von einer Oberfläche eines Bauteils hervorstehender bzw. herausragender Abschnitt zum Verbinden mit einem zweiten Bauteil. Der Zapfen ist vorgesehen, um in den Lamellenträgerverbindungsabschnitt einzugreifen. Anders ausgedrückt, der Zapfen ist ausgebildet, in den Lamellenträgerverbindungsabschnitt hineinzuragen oder sich hineinzuschieben. Durch den Zapfen kann der Rotorträgerverbindungsabschnitt mit dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt eine formschlüssige Verbindung bilden. Dadurch kann der Rotorträger mit dem Lamellenträger stabil verbunden werden.
In manchen Ausführungsformen kann der Zapfen einen Kopf zum Hintergreifen des Lamellenträgerverbindungabschnitts aufweisen. Der Kopf ist der Abschnitt des Zapfens, der an einem freien Ende des Zapfens angeordnet ist. In manchen Ausführungsformen weist der Kopf, in Längsrichtung des Zapfens gesehen, einen größeren Querschnitt auf als der Zapfen bzw. Zapfenhals. Der Zapfenhals ist der Abschnitt des Zapfens, der zwischen dem Zapfenkopf und der Oberfläche, von welcher der Zapfen hervorragt, angeordnet ist. Mittels des Kopfes kann der Zapfen den Lamellenträgerverbindungsabschnitt hintergreifen, wobei der Lamellenträgerverbindungsabschnitt in manchen Ausführungsformen dazu eine Hinterschneidung aufweist. Der Zapfenkopf ist also derart ausgebildet, eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Rotorträger und dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt in zumindest einer radialen Richtung des Rotorträgers zu ermöglichen. Dadurch kann der Rotorträgerverbindungsabschnitt mit dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt eine stabile Verbindung bilden. Ferner können so der Rotorträger und der Lamellenträger radial fest miteinander verbunden werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Lamellenträger für eine Lamellenkupplung zum Entkoppeln einer für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen elektrischen Maschine von einer Verbrennungskraftmaschine, der außenumfangsseitig einen Lamellenträgerverbindungsabschnitt zum Verbinden mit einem Rotorträgerverbindungsabschnitt eines Rotorträgers der elektrischen Maschine aufweist.
Die zu dem ersten Aspekt gemachten Ausführungen gelten, ggf. in entsprechender Weise, auch für den zweiten Aspekt der Erfindung.
In manchen Ausführungsformen kann der oben beschriebene Lamellenträger ein Außenlamellenträger sein. Lamellenkupplungen weisen in der Regel mindestens eine Innenlamelle und mindestens eine Außenlamelle auf. In manchen Ausführungsformen können die Außenlamellen von einem innenverzahnten rohrförmigen oder, anders ausgedrückt, hohlzylinderförmigen Träger aufgenommen werden, der entsprechend als Außenlamellenträger bezeichnet wird.
Der Lamellenträgerverbindungsabschnitt ist außenumfangsseitig an dem Lamellenträger angeordnet. Der Lamellenträger ist bei manchen Ausführungsformen symmetrisch aufgebaut und eine Symmetrieachse des Lamellenträgers verläuft entlang einer mittig angeordneten Längsachse. Zum Beispiel kann der Lamellenträger zylindrisch ausgebildet sein, dann verläuft eine Symmetrieachse durch die mittig angeordnete Längsachse des Lamellenträgers. Hierbei soll zylindrisch auch hohlzylindrisch umfassen. Der Lamellenträger kann bspw. einen Querschnitt aufweisen, der kreisförmig ist (ohne die vorliegende Erfindung darauf zu beschränken). Hierbei soll kreisförmig auch ringförmig umfassen. Der Umfang bezieht sich bei manchen Ausführungsformen nun auf einen Bereich, der sich um die Symmetrieachse herum erstreckt; bei einem kreisförmigen Querschnitt also um den Kreisumfang des Querschnitts herum.
Bei manchen Ausführungsformen entspricht der Umfang einer Außen- und/oder Innenwand des Lamellenträgers, die sich um die Symmetrieachse herum erstreckt. Folglich ist bei manchen Ausführungsbeispielen die außenumfangsseitige Anordnung an und/oder in einer äußeren Zylinderwand des Lamellenträgers (und bspw. gerade nicht an einer Stirnseite des Lamellenträgers).
Der Lamellenträger kann zumindest in einem Bereich, in dem der Lamellenträger die Außenlamellen trägt, hohlzylinderförmig ausgebildet sein. In diesem Fall ist der Lamellenträgerverbindungsabschnitt in diesem hohlzylinderförmigen Bereich außenumfangsseitig angeordnet. In manchen Ausführungsformen kann die Hohlzylinderwand eine Dicke von einschließlich 3 mm bis einschließlich 5 mm aufweisen. Beispielsweise kann die Hohlzylinderwand eine Dicke von 2,5 mm aufweisen.
Der Lamellenträgerverbindungsabschnitt kann einen Bereich auf der Außenwand des Lamellenträgers umfassen. Der Bereich ist also ein Abschnitt der Oberfläche der Außenwand des Lamellenträgers. Anders ausgedrückt, der Bereich ist lediglich ein Abschnitt der Außenwand des Lamellenträgers, der kein zusätzlich ausgebildetes Verbindungselement umfasst. Alternativ oder ergänzend kann der Lamellenträgerverbindungsabschnitt ein außenumfangsseitiges Verbindungselement zum Verbinden mit dem Rotorträgerverbindungsabschnitt aufweisen. Mit Verbindungselement ist gemeint, dass der Lamellenträgerverbindungsabschnitt zusätzlich eine Struktur oder Element aufweist, wie bspw. einen Zapfen, eine Aufnahmeöffnung oder dergleichen, womit der Lamellenträgerverbindungsabschnitt eine formschlüssige oder stoffschlüssige Verbindung mit dem Rotorträgerverbindungsabschnitt bilden kann.
Indem der Lamellenträgerverbindungsabschnitt zum Verbinden mit dem Rotorträgerverbindungsabschnitt außenumfangsseitig vorliegt, ist es möglich, eine kompakte und/oder stabile Verbindung zwischen dem Rotorträgerverbindungsabschnitt und dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt zu bilden, ohne bspw. eine Verbindung in axialer Richtung vorsehen zu müssen, wie es bspw. bei der Verbindung der Stirnseite des Lamellenträgers der Fall ist.
Außerdem sind bei manchen Ausführungsbeispielen eine Vielzahl von umfangsseitigen Lamellenträgerverbindungsabschnitten vorgesehen, die über den Umfang des Lamellenträgers verteilt sein können. Dadurch ist eine gleichmäßige Verbindung über die Umfangsfläche von Rotorträger und Lamellenträger möglich, was bei einer axialen, an der Stirnseite vorgesehen Verbindung, typischerweise nicht möglich ist. In weiteren Ausführungsbeispielen können die Vielzahl von umfangsseitigen Lamellenträgerverbindungsabschnitten über den Umfang des Rotorträgers gleichmäßig verteilt sein. Dadurch ist eine gleichmäßige Belastung der Verbindungen zwischen Rotorträger und Lamellenträger möglich.
In manchen Ausführungsformen kann der Lamellenträgerverbindungsabschnitt derart ausgebildet sein, eine stoffschlüssige oder formschlüssige Verbindung mit dem Rotorträgerverbindungsabschnitt zu bilden. In weiteren Ausführungsformen kann der Lamellenträgerverbindungsabschnitt dazu ausgebildet sein, sowohl eine stoffschlüssige als auch eine formschlüssige Verbindung mit dem Rotorträgerverbindungsabschnitt zu bilden. Durch die stoff- und/oder formschlüssige Verbindung kann der Lamellenträger mit dem Rotorträger zumindest drehfest, wenn nicht sogar zusätzlich axial fest, verbunden werden.
In manchen Ausführungsformen kann sich der Lamellenträgerverbindungsabschnitt zum Verbinden mit dem Rotorträgerverbindungsabschnitt in eine radiale Richtung des Lamellenträgers erstrecken. Dabei kann sich der Lamellenträgerverbindungsabschnitt radial nach innen oder nach außen erstrecken. Durch die radiale Erstreckung des Lamellenträgerverbindungsabschnitts kann dieser mit dem Rotorträgerverbindungsabschnitt eine Verbindung bilden, die keine axiale, sondern eine radiale Verbindung darstellt. Dadurch können der Lamellenträger und der Rotorträger auf eine kompakte und/oder stabile Weise miteinander verbunden werden, ohne bspw. eine Verbindung in axialer Richtung vorsehen zu müssen, wie es bspw. bei der Verbindung der Stirnseite des Lamellenträgers der Fall ist.
In weiteren Ausführungsformen kann der Lamellenträgerverbindungsabschnitt ausgebildet sein, eine formschlüssige Verbindung mit dem Rotorträgerverbindungsabschnitt zu bilden. Somit kann der Lamellenträger mit dem Rotorträger zumindest drehfest, wenn nicht sogar zusätzlich axial fest, verbunden werden.
In manchen Ausführungsformen kann der Lamellenträgerverbindungsabschnitt eine Aufnahmeöffnung zum Aufnehmen des Rotorträgerverbindungsabschnitts aufweisen. Diese Aufnahmeöffnung kann eine Durchgangsöffnung in dem Lamellenträger sein, die sich von der Außenwand bis zu einer Innenwand des Lamellenträgers erstreckt. Alternativ kann die Aufnahmeöffnung eine Aufnahmekavität aufweisen, die in der Zylinderwand des Lamellenträgers vorgesehen ist und zur Außenwand des Lamellenträgers hin geöffnet ist.
Die Aufnahmeöffnung ist vorgesehen, um einen entsprechend ausgebildeten Rotorträgerverbindungsabschnitt aufzunehmen, so dass eine radiale Verbindung zwischen dem Lamellenträger und dem Rotorträger gebildet werden kann. Dadurch kann der Lamellenträger mit dem Rotorträger in kompakter und/oder stabile Weise verbunden werden.
In weiteren Ausführungsformen kann die Aufnahmeöffnung eine Hinterschneidung aufweisen. Die Hinterschneidung kann an einer Seite der Aufnahmeöffnung angeordnet sein, die der Außenwand des Lamellenträgers gegenüberliegt. Die Hinterschneidung ermöglicht, dass ein entsprechend ausgebildeter Rotorträgerabschnitt die Aufnahmeöffnung hintergreifen kann. Somit kann eine stabile formschlüssige Verbindung zwischen dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt und dem Rotorträgerverbindungsabschnitt gebildet werden.
In anderen Ausführungsformen kann der Lamellenträgerverbindungsabschnitt einen Zapfen zum Eingreifen mit dem Rotorträgerverbindungsabschnitt aufweisen. In weiteren Ausführungsformen kann der Zapfen radial nach außen ragen. Mithilfe des Zapfens kann der Lamellenträgerverbindungsabschnitt mit einem entsprechend ausgebildeten Rotorträgerverbindungsabschnitt ineinandergreifen und somit eine formschlüssige Verbindung bilden.
In weiteren Ausführungsformen kann der Zapfen des Lamellenträgerverbindungsabschnitts einen Kopf zum Hintergreifen des Rotorträgerverbindungsabschnitts aufweisen. Dadurch kann der Lamellenträger mit dem Rotorträgerverbindungsabschnitt eine stabile formschlüssige Verbindung bilden. Ferner können so der Rotorträger und der Lamellenträger radial fest miteinander verbunden werden.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein System mit einem oben beschriebenen Rotorträger und einem oben beschriebenen Lamellenträger, wobei der Rotorträger und der Lamellenträger über den Rotorträgerverbindungsabschnitt und den Lamellenträgerverbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. In manchen Ausführungsformen können der Rotorträger und der Lamellenträger aus Stahl gebildet werden. Aber auch andere geeignete Materialen sind möglich. Ferner sind unterschiedliche Materialien für den Rotorträger und den Lamellenträger möglich.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen des obigen Systems. Das Verfahren umfasst die Schritte:

- Bilden des Rotorträgerverbindungsabschnitts oder des Lamellenträgerverbindungsabschnitts;
- Anordnen des Lamellenträgers in dem Rotorträger; und
- Bilden einer stoffschlüssigen oder formschlüssigen Verbindung mithilfe des Rotorträgerverbindungsabschnitts und des Lamellenträgerverbindungsabschnitts.

Dabei kann das Bilden der Verbindungsabschnitte auf dem Rotorträger oder dem Lamellenträger urformende, umformende oder fügende Verfahren oder eine Kombination davon umfassen. Auch andere geeignete Verfahren sind möglich.
In manchen Ausführungsformen kann der Lamellenträger als ein Außenlamellenträger ausgebildet sein und somit kann der Lamellenträger in dem Rotorträger angeordnet werden.
Eine stoffschlüssige oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Rotorträger und dem Lamellenträger wird mittels des Rotorträgerverbindungsabschnitts und des Lamellenträgerverbindungsabschnitts gebildet. Hierzu kann das Verfahren weitere Schritte umfassen, die einen entsprechenden Lamellenträgerverbindungsabschnitt oder einen entsprechenden Rotorträgerverbindungsabschnitt bilden, der dem davor bereits gebildeten Rotorträgerverbindungsabschnitt bzw. Lamellenträgerverbindungsabschnitt entspricht.
In weiteren Ausführungsformen kann das Bilden des Rotorträgerverbindungsabschnitts oder des Lamellenträgerverbindungsabschnitts ein Eindrücken in eine Oberfläche des Rotorträgers oder eine Oberfläche des Lamellenträgers umfassen. Dabei kann sich die Oberfläche bspw. auf der Innen- oder Außenwand des Rotorträgers bzw. Lamellenträgers befinden. In manchen Ausführungsformen kann das Eindrücken ein Umformen der Oberfläche des Rotorträgers oder des Lamellenträgers mit einem Formwerkzeug, z. B. einem Stempel, umfassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Dabei zeigt:

1 ein System mit einem Rotorträger und einem Lamellenträger gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine Verbindung zwischen dem Rotorträger und dem Lamellenträger aus 1;
3 eine perspektivische Ansicht des Systems aus 1;
4 eine Verbindung zwischen einem Rotorträger und einem Lamellenträger gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
5 eine Verbindung zwischen einem Rotorträger und einem Lamellenträger gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
6 eine Verbindung zwischen einem Rotorträger und einem Lamellenträger gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel; und
7 ein Verfahren zum Herstellen eines Systems mit einem Rotorträger und einem Lamellenträger.

In 1 ist ein System 100 gezeigt, das einen Rotorträger 1 und einen Lamellenträger 11 aufweist, die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet und miteinander verbunden sind. Der Rotorträger 1 trägt ein (nicht gezeigtes) Rotorpaket und ist Teil eines Rotors einer (nicht gezeigten) elektrischen Maschine. Der Rotorträger 1 weist einen hohlzylinderförmigen Abschnitt 2 auf.
Der Lamellenträger 11 ist als Außenlamellenträger einer Lamellenkupplung ausgebildet, die als Trennkupplung vorgesehen ist, und weist einen hohlzylinderförmigen Abschnitt 12 auf. Ferner ist der Lamellenträger 11 in dem Rotorträger 11 angeordnet und wird in der Regel in diesen eingeschoben. Der Rotorträger 1 und der Lamellenträger 11 weisen im zusammengefügten Zustand eine gemeinsame Längs- bzw. Symmetrieachse R auf.
2 zeigt eine (nicht maßstabsgetreue Vergrößerung) des Bereichs A aus 1. Der Rotorträger 1 weist umfangsseitig an seinem hohlzylinderförmigen Abschnitt 12 einen Rotorträgerverbindungsabschnitt 3 auf. Der Rotorträgerverbindungsabschnitt 3 weist eine Eindrückung 5 auf, die schematisch dargestellt ist und sich radial nach innen erstreckt. Die Eindrückung 5 ist derart gestaltet, dass sie eine radial nach innen wirkende Federkraft auf den Lamellenträger 11 ausübt, der in dem Rotorträger 1 angeordnet ist.
Die Eindrückung 5 weist, in Umfangsrichtung des Rotorträgers 1 gesehen, einen trapezförmigen Querschnitt auf. Auch andere Querschnitte sind möglich, sofern sie die oben beschriebene Federkraft bewirken und die Eindrückung 5 zum Verschweißen mit dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt 13 geeignet ist.
Der Lamellenträger 11 weist einen Lamellenträgerverbindungsabschnitt 13 auf. In der hier gezeigten Anordnung entspricht der Lamellenträgerverbindungsabschnitt 13 einem Bereich der Außenwand des hohlzylinderförmigen Abschnitts 12 des Lamellenträgers 11, wobei der Bereich mit der Eindrückung 5 zumindest teilweise in Kontakt steht. Der Rotorträgerverbindungsabschnitt 13 und der Lamellenträgerverbindungsabschnitt 13 bilden eine formschlüssige Verbindung 9a, die bspw. mittels Laserschweißen oder Punktschweißen gebildet werden kann. Dadurch sind der Rotorträger 1 und der Lamellenträger 11 drehfest und axial fest miteinander verbunden.
In anderen (nicht gezeigten) Alternativen kann die Eindrückung 5 derart ausgebildet sein, dass die von ihr bewirkte Federkraft so groß ist, dass die Eindrückung 5 mit dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt 13 eine kraftschlüssige Verbindung bildet und somit der Rotorträger 1 mit dem Lamellenträger 11 verbunden wird.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Systems aus 1. Der Rotorträger 1 weist über seinen gesamten Umfang mehrere Eindrückungen 5 auf, die in Umfangsrichtung des Rotorträgers 11 gleichmäßig verteilt sind. Mit anderen Worten, die Eindrückungen 5 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet. Alternativ können die Eindrückungen 5 in Umfangsrichtung unregelmäßig verteilt sein, d.h. unterschiedlich voneinander beabstandet sein.
Die Eindrückungen 5 sind mit den Lamellenträgerverbindungsabschnitten 13 des Lamellenträgers 11 verschweißt und bilden stoffschlüssige Verbindungen 9a. Alternativ kann von der Vielzahl der Eindrückungen 5 nur ein Teil mit dem Lamellenträger 11 verschweißt sein.
Ferner sind, in axialer Richtung der Achse R gesehen, die Eindrückungen 5 an unterschiedlichen Positionen angeordnet. Dadurch kann eine verbesserte Lastverteilung über die Eindrückungen 5 erfolgen. Alternativ können die Eindrückungen in axialer Richtung an der gleichen Position angeordnet sein, bspw. mittig am Umfang des Rotorträgers 1.
In weiteren (nicht gezeigten) Ausführungsformen kann nur eine einzige Eindrückung 5 vorgesehen sein. Ergänzend kann sich diese einzige Eindrückung 5 entlang des gesamten Umfangs in Umfangsrichtung des Rotorträgers 1 erstrecken und weiterhin ergänzend kann die einzige Eindrückung 5 entlang ihres Umfangs zumindest teilweise, wenn nicht sogar vollständig, mit dem Rotorträger verschweißt sein
4a zeigt eine zweite Ausführungsform für den Rotorträger 1 und den Lamellenträger 11. Hier weist die Eindrückung 5 einen Grund 5a und eine Erhebung 5b auf, wobei die Erhebung 5b an dem Grund 5a angeordnet ist und radial nach außen ragt. Durch die Erhebung 5b kann die Eindrückung 5 in radialer und/oder axialer Richtung elastisch verformt werden, so dass die Eindrückung 5b eine Federwirkung aufweisen kann. In manchen Ausführungsformen kann durch die elastische Verformbarkeit der Eindrückung 5 der Lamellenträger 11 leichter in dem Rotorträger 1 angeordnet werden. In anderen (nicht gezeigten) Ausführungsformen ist es auch möglich, dass die Eindrückung 5 an ihrem Grund 5a keine Erhebung 5b aufweist.
Der Lamellenträgerverbindungsabschnitt 13 weist eine Aufnahmeöffnung 15 zum Aufnehmen der Eindrückung 5 auf, wobei die Aufnahmeöffnung 15 als Durchgangsöffnung in dem Lamellenträger 11 ausgebildet ist. Die Eindrückung 5 und die Aufnahmeöffnung 15 bilden eine formschlüssige Verbindung, so dass der Rotorträger 1 und der Lamellenträger 11 drehfest und axial fest miteinander verbunden sind. Im zusammengefügten Zustand übt die Eindrückung 5 auf den Lamellenträger 11 eine Federkraft in radialer Richtung aus. Ferner kann die Eindrückung 5 aufgrund der Erhebung 5b in axialer Richtung elastisch verformt werden, so dass die Eindrückung 5 eine Federkraft in axialer Richtung auf einen Innenrand der Aufnahmeöffnung 15 ausüben kann. Dadurch kann zusätzlich eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Eindrückung 5 und der Aufnahmeöffnung 15 gebildet werden, so dass eine relative Bewegung zwischen der Eindrückung 5 und der Aufnahmeöffnung 15 in radialer Richtung erschwert, wenn nicht sogar verhindert werden kann. Somit kann eine stabile Verbindung zwischen dem Rotorträgerverbindungsabschnitt 3 und dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt 13 gebildet werden.
5 zeigt eine dritte Ausführungsform für den Rotorträger 1 und für den Lamellenträger 1. Der hier gezeigte Rotorträgerverbindungsabschnitt 3 umfasst ebenfalls die Eindrückung 5 mit dem Grund 5a. Die Eindrückung 5 liegt an einer Außenwand des Lamellenträgers 1 an und übt die oben beschriebene Federkraft auf den Lamellenträger 1 aus.
Der Grund 5a der Eindrückung 5 weist, anstatt einer Erhebung 5b wie in 4, ein Aufnahmeloch 6 zum Aufnehmen des Lamellenträgerverbindungsabschnitts 13 auf. Der Lamellenträgerverbindungsabschnitt 13 weist dazu einen Lamellenträgerzapfen 16 zum Eingreifen mit dem Rotorträgerverbindungsabschnitt 3 auf. Beim Eingreifen ragt der Lamellenträgerzapfen 16 in das Aufnahmeloch 6 hinein. Somit kann durch das Aufnahmeloch 6 und den Lamellenträgerzapfen 16 eine formschlüssige Verbindung 9b zwischen dem Rotorträgerverbindungsabschnitt 3 und dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt 13 gebildet werden.
Ferner weist der Lamellenträgerzapfen 16 einen (Lamellenträgerzapfen-)Kopf 16a zum Hintergreifen des Aufnahmelochs 6 der Eindrückung 5 auf. Der Kopf 16a ist an seinem dem Lamellenträger 11 abgewandten Ende bündig zur Außenwand des hohlzylinderförmigen Abschnitts 2 des Rotorträgers 1 ausgebildet.
6 zeigt eine vierte Ausführungsform für den Rotorträger 1 und den Lamellenträger 1. Hier weist der Rotorträgerverbindungsabschnitt 3, anstatt einer Eindrückung 5 wie in 1 bis 5, einen (Rotorträger-)Zapfen 7 auf, der in Eingriff mit einer Aufnahmeöffnung 17 des Lamellenträgerverbindungsabschnitts 13 steht, wobei die Aufnahmeöffnung 17 als Aufnahmekavität ausgebildet ist. Der Rotorträgerzapfen 7 weist einen (Rotorträgerzapfen-)Kopf 7a auf, der eine in der Aufnahmeöffnung 17 vorgesehene Hinterschneidung 17a hintergreift. Dadurch wird eine formschlüssige Verbindung 9b in Umfangsrichtung des Rotorträgers 1 und des Lamellenträgers 11 gebildet. Somit sind der Rotorträger 1 und der Lamellenträger 11 drehfest und axial fest miteinander verbunden.
7 zeigt ein Verfahren zum Herstellen eines Systems mit dem Rotorträger 1 und dem Lamellenträger 11.
Dazu wird in S1 entweder der Rotorträgerverbindungsabschnitt 3 oder der Lamellenträgerverbindungsabschnitt 13 gebildet, je nachdem welche Ausführungsform hergestellt wird.
Bei der ersten und dritten Ausführungsform aus 1 bis 3 bzw. 5 wird der Rotorträgerverbindungsabschnitt 3 zuerst gebildet, nämlich die Eindrückung 5 und ggf. das Aufnahmeloch 6 am Grund 5a der Eindrückung.
In der zweiten und vierten Ausführungsform aus 4 bzw. 6 wird zunächst der Lamellenträgerverbindungsabschnitt 13 mit der Aufnahmeöffnung 15; 17 gebildet. In S2 wird der Lamellenträger 11 in dem Rotorträger 1 angeordnet.
In S3 wird die stoffschlüssige oder formschlüssige Verbindung 9a; 9b mithilfe des Rotorträgerverbindungsabschnitts 3 und des Lamellenträgerverbindungsabschnitts 13 gebildet. Hierzu wird nach dem Anordnen des Lamellenträgers 11 in dem Rotorträger 1 bei Bedarf der fehlende entsprechende Verbindungsabschnitt 3; 13 gebildet, der in S1 nicht gebildet wurde. Die Bildung des fehlenden entsprechenden Verbindungsabschnitts 3; 13 wird im Folgenden beschrieben.
Für die erste Ausführungsform wie in 1 bis 3 gezeigt liegt der Lamellenträgerverbindungsabschnitt 13 bereits vor, nämlich als ein zum Verschweißen mit der Eindrückung 5 vorgesehener Bereich auf der Außenwand des Lamellenträgers 11.
Für die zweite Ausführungsform gemäß 4 wird mit einem Formwerkzeug in die Oberfläche der Außenwand des Rotorträgers 1 eingedrückt, so dass die Eindrückung 5 mit der Erhebung 5b durch die Umformung des Rotorträgers 1 gebildet wird. Die Eindrückung 5 bildet mit der Aufnahmeöffnung 15 die formschlüssige Verbindung 9b. Ferner wird beim Bilden der Eindrückung 5 ein Kissen zum Gegenhalten gegen das Formwerkzeug verwendet.
Für die dritte Ausführungsform gemäß 5 wird mit einem Formwerkzeug in die Oberfläche der Innenwand des Lamellenträgers 11 eingedrückt, so dass der Lamellenträgerzapfen 16 mit dem Kopf 16a durch die Umformung des Lamellenträgers 11 gebildet wird. Der Lamellenträgerzapfen 16 bildet mit dem Aufnahmeloch 6 der Eindrückung 5 die formschlüssige Verbindung 9b. Ferner wird beim Bilden des Lamellenträgerzapfens 17 ein entsprechendes Kissen zum Gegenhalten gegen das Formwerkzeug verwendet.
Für die dritte Ausführungsform gemäß 6 wird mit einem Formwerkzeug in die Oberfläche der Außenwand, des Rotorträgers 1 eingedrückt, so dass der Rotorträgerzapfen 7 mit dem Kopf 7a durch die Umformung des Rotorträgers 1 gebildet wird.
Der Rotorträgerzapfen 7 bildet mit der Aufnahmeöffnung bzw. Aufnahmekavität 17 die formschlüssige Verbindung 9b.
Bezugszeichenliste

1: Rotorträger
2: hohlzylinderförmiger Abschnitt des Rotorträgers
3: Rotorträgerverbindungsabschnitt
5: Eindrückung
5a: Grund der Eindrückung
7: Rotorträgerzapfen
7a: (Zapfen-)Kopf
9a: stoffschlüssige Verbindung
9b: formschlüssige Verbindung
11: Lamellenträger
12: hohlzylinderförmiger Abschnitt des Lamellenträgers
13: Lamellenträgerverbindungsabschnitt
15: Aufnahmeöffnung
17: Aufnahmeöffnung
17a: Hinterschneidung
100: System mit Rotorträger und Lamellenträger

Claims

Rotorträger (1) für eine für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehene elektrische Maschine, der umfangsseitig einen Rotorträgerverbindungsabschnitt (3) aufweist, der sich zum Verbinden mit einem Lamellenträgerverbindungsabschnitt (13) eines Lamellenträgers (11) einer Lamellenkupplung in eine radiale Richtung des Rotorträgers (1) erstreckt.
Rotorträger nach Anspruch 1, wobei der Rotorträgerverbindungsabschnitt (3) ausgebildet ist, eine stoffschlüssige oder formschlüssige Verbindung (9a; 9b) mit dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt (13) zu bilden.
Rotorträger nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rotorträgerverbindungsabschnitt (1) eine Eindrückung (5) zum Bewirken einer radialen Kraft auf den Lamellenträger (11) aufweist.
Rotorträger nach Anspruch 3, wobei am Grund (5a) der Eindrückung (5) ein Aufnahmeloch (6) zum Aufnehmen des Lamellenträgerverbindungsabschnitts (13) vorgesehen ist.
Rotorträger nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rotorträgerverbindungsabschnitt (3) einen, insbesondere radial nach innen ragenden, Rotorträgerzapfen (7) zum Eingreifen mit dem Lamellenträgerverbindungsabschnitt (13) aufweist.
Rotorträger (1) nach Anspruch 4, wobei der Rotorträgerzapfen (7) einen Kopf (7a) zum Hintergreifen des Lamellenträgerverbindungabschnitts (13) aufweist.
Lamellenträger (11) für eine Lamellenkupplung zum Entkoppeln einer für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen elektrischen Maschine von einer Verbrennungskraftmaschine, der außenumfangsseitig einen Lamellenträgerverbindungsabschnitt (13) zum Verbinden mit einem Rotorträgerverbindungsabschnitt (3) eines Rotorträgers (1) der elektrischen Maschine aufweist.
Lamellenträger (11) nach Anspruch 7, wobei sich der Lamellenträgerverbindungsabschnitt (13) zum Verbinden mit dem Rotorträgerverbindungsabschnitt (3) in eine radiale Richtung des Lamellenträgers (11) erstreckt.
Lamellenträger (11) nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Lamellenträgerverbindungsabschnitt (13) ausgebildet ist, eine formschlüssige Verbindung (9b) mit dem Rotorträgerverbindungsabschnitt (3) zu bilden.
Lamellenträger (11) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Lamellenträgerverbindungsabschnitt (13) eine Aufnahmeöffnung (15; 17) zum Aufnehmen des Rotorträgerverbindungsabschnitts (3) aufweist.
Lamellenträger (11) nach Anspruch 10, wobei die Aufnahmeöffnung (17) eine Hinterschneidung (17a) aufweist.
Lamellenträger (11) nach Anspruch 7 bis 9, wobei der Lamellenträgerverbindungsabschnitt (13) einen, insbesondere radial nach außen ragenden, Lamellenträgerzapfen (16) zum Eingreifen mit dem Rotorträgerverbindungsabschnitt (3) aufweist.
System (100) mit einem Rotorträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einem Lamellenträger (11) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei der Rotorträger (1) und der Lamellenträger (11) über den Rotorträgerverbindungsabschnitt (3) und den Lamellenträgerverbindungsabschnitt (13) miteinander verbunden sind.
Verfahren zum Herstellen eines Systems (100) nach Anspruch 13, umfassend: - Bilden des Rotorträgerverbindungsabschnitts (3) oder des Lamellenträgerverbindungsabschnitts (13); - Anordnen des Lamellenträgers (11) in dem Rotorträger (11); und - Bilden einer stoffschlüssigen oder formschlüssigen Verbindung (9a, 9b) mithilfe des Rotorträgerverbindungsabschnitts (3) und des Lamellenträgerverbindungsabschnitts (13).
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Bilden des Rotorträgerverbindungsabschnitts (3) oder des Lamellenträgerverbindungsabschnitts (13) ein Eindrücken in eine Oberfläche des Rotorträgers (1) oder eine Oberfläche des Lamellenträgers (11) umfasst.