DE19943038A1 - Antriebssystem - Google Patents
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Abstract
Ein Antriebssystem (10) umfasst eine Elektromaschine (14), durch welche eine Antriebswelle (12) eines Antriebsaggregats zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle (12) elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Elektromaschine (14) eine Statoranordnung (18) und eine mit der Antriebswelle (12) zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse (A) verbundene oder verbindbare Rotoranordnung aufweist. Es ist eine Zwangsführungsanordnung (80) vorgesehen, durch welche die Rotoranordnung (22) und die Statoranordnung (18) bei Durchführung einer Axialrelativbewegung zum Zusammenfügen oder Auseinandernehmen der Elektromaschine (14) bezüglich einander geführt sind.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem, insbesondere für ein
Fahrzeug, umfassend eine Elektromaschine, durch welche eine Antriebs
welle eines Antriebsaggregats zur Drehung antreibbar ist oder/und bei
Drehung der Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die
Elektromaschine eine Statoranordnung und eine mit der Antriebswelle zur
gemeinsamen Drehung um eine Drehachse verbundene oder verbindbare
Rotoranordnung aufweist.
Ein derartiges Antriebssystem, bei welchem die Rotoranordnung permanent
magnetisch erregt ist, ist aus der DE 196 31 384 C1 bekannt. Beim
Zusammensetzen beziehungsweise beim Auseinandernehmen derartiger
Antriebssysteme besteht das Problem, dass aufgrund der permanentmagne
tischen Erregung der Rotoranordnung und aufgrund des relativ kleinen
Luftspalts zwischen der Rotoranordnung und der Statoranordnung, welcher
im zusammengefügten Zustand dann gebildet ist, bei der Montage eines
derartigen Systems mit hoher Präzision darauf geachtet werden muss, dass
die Rotoranordnung nicht in Kontakt mit der Statoranordnung kommt, da
aufgrund der magnetischen Anziehung diese dann sofort aneinander haften
würden und letztendlich nicht mehr zu trennen wären beziehungsweise bei
einem derartigen Trennen die große Gefahr bestehen würde, dass eine der
Baugruppen beschädigt wird. Auch bei nicht permanentmagnetisch erregten
Rotoranordnungen besteht das Problem, dass bei der axialen Relativbewe
gung zwischen Rotoranordnung und Statoranordnung bei mangelnd präziser
Führung durch gegenseitiges Berühren und aneinander Abgleiten die
verschiedenen Baugruppen beschädigt werden können.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes
Antriebssystem derart auszugestalten, dass bei Durchführung von
Relativbewegungen zwischen Rotoranordnung und Statoranordnung,
beispielsweise beim Zusammenfügen oder Auseinandernehmen der
Elektromaschine, ein gegenseitiges Berühren dieser beiden Baugruppen
vermieden werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein
Antriebssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend eine Elek
tromaschine, durch welche eine Antriebswelle eines Antriebsaggregats zur
Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle elektrische
Energie gewinnbar ist, wobei die Elektromaschine eine Statoranordnung und
eine mit der Antriebswelle zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse
verbundene oder verbindbare Rotoranordnung aufweist.
Bei diesem erfindungsgemäßen Antriebssystem ist ferner eine Zwangs
führungsanordnung vorgesehen, durch welche die Rotoranordnung und die
Statoranordnung bei Durchführung einer Axialrelativbewegung zum
Zusammenfügen oder Auseinandernehmen der Elektromaschine bezüglich
einander geführt sind.
Es wird also durch die Bereitstellung der Zwangsführungsanordnung dafür
gesorgt, dass bei Durchführung einer Axialrelativbewegung zwischen
Rotoranordnung und Statoranordnung zwangsweise ein gegenseitiges
Berühren dieser Baugruppen in den kritischen Bereichen, also den Wechsel
wirkungsbereichen, vermieden wird. Dadurch kann der Montagevorgang
deutlich einfacher durchgeführt werden, beispielsweise auch von Hand ohne
den Einsatz präzise führender Werkzeugmaschinen.
Gemäß einer ersten Ausgestaltungsform kann das erfindungsgemäße
Antriebssystem derart ausgebildet sein, dass die Zwangsführungsanordnung
eine Zwangsführungseinheit umfasst und dass eine Zwangsführungs
wechselwirkung zwischen der Rotoranordnung und der an der Antriebswelle
in vorgegebener Lage positionierten oder positionierbaren Zwangsführungs
einheit erzeugt wird. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die
Zwangsführungseinheit vor dem axialen Heranbewegen der Rotoranordnung
an die Statoranordnung in der vorgegebenen Lage positioniert oder
positionierbar ist, und dass ein Führungsabschnitt der Rotoranordnung
entlang der Zwangsführungseinheit führbar ist. Um den Montagevorgang zu
vereinfachen, jedoch dafür zu sorgen, dass im Drehbetrieb nicht ungewollte
Klappergeräusche oder Unwuchten auftreten, wird vorgeschlagen, dass die
Zwangsführungseinheit nach erfolgter axialer Führung der Rotoranordnung
bezüglich der Statoranordnung zusammen mit der oder durch die Rotor
anordnung an der Antriebswelle gehalten ist. Alternativ ist es jedoch auch
möglich, dass die Zwangsführungseinheit nach erfolgter axialer Führung der
Rotoranordnung bezüglich der Statoranordnung aus dem Bereich der
Rotoranordnung entfernbar ist.
Die genaue Positionierung der Zwangsführungseinheit bezüglich der
Antriebswelle und dementsprechend eine genaue Positionierung der
Rotoranordnung bezüglich der Statoranordnung kann dadurch erhalten
werden, dass an der Antriebswelle eine Positionieranordnung vorgesehen
ist, durch welche die Zwangsführungseinheit in der vorgegebenen Lage
bezüglich der Antriebswelle positioniert oder positionierbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung kann
vorgesehen sein, dass die Zwangsführungsanordnung zur Erzeugung einer
Zwangsführungswechselwirkung zwischen der Statoranordnung und der
Rotoranordnung ausgebildet ist. Dies kann dadurch realisiert werden, dass
die Zwangsführungsanordnung einen ersten Zwangsführungsbereich an der
Statoranordnung und einen zweiten Zwangsführungsbereich an der
Rotoranordnung umfasst, welcher bei axialer Relativbewegung zwischen
Statoranordnung und Rotoranordnung entlang des ersten Zwangsführungs
bereichs geführt ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der erste
Zwangsführungsbereich einen ersten Zwangsführungsabschnitt an der
Statoranordnung umfasst und dass der zweite Zwangsführungsbereich
einen zweiten Zwangsführungsabschnitt an einem mit der Antriebswelle
verbundenen oder verbindbaren Abschnitt der Rotoranordnung umfasst.
Bei einer Anordnung, bei welcher die Zwangsführung zwischen Kom
ponenten oder Baugruppen auftritt, die im nachfolgenden Betrieb dann
bezüglich einander bewegbar sein müssen, besteht das Problem, dass
aufgrund der geringen Toleranzen im Bereich der Zwangsführung dann ein
Schleifen oder Anschlagen bei auch nur minimalen Bewegungsungleichför
migkeiten im Drehbetrieb auftreten könnte. Um dies zu vermeiden, wird
vorgeschlagen, dass in einem Endbereich der axialen Relativbewegung der
Rotoranordnung bezüglich der Statoranordnung beim Zusammenfügen der
Elektromaschine der erste und der zweite Zwangsführungsabschnitt im
wesentlichen keine Zwangsführung zwischen der Statoranordnung und der
Rotoranordnung vorsehen.
Auch bei einer derartigen Ausgestaltungsform muss jedoch dafür gesorgt
werden, dass während des gesamten Axialbewegungsvorgangs ein
gegenseitiges Kontaktieren von Rotoranordnung und Statoranordnung in den
kritischen Bereichen vermieden wird. Dies kann beispielsweise dann dadurch
erreicht werden, dass die Zwangsführungsanordnung einen dritten
Zwangsführungsbereich umfasst, und dass der erste Zwangsführungs
bereich oder/und der zweite Zwangsführungsbereich im Endbereich der
axialen Relativbewegung zusammen mit dem dritten Zwangsführungsbereich
eine Zwangsführung der Statoranordnung bezüglich der Rotoranordnung
vorsieht.
Eine besonders einfach aufzubauende und praktische Ausgestaltungsform
kann hier dadurch erhalten werden, dass der dritte Zwangsführungsbereich
an der Antriebswelle vorgesehen ist und einen dritten Zwangsführungs
abschnitt umfasst, und dass der zweite Zwangsführungsbereich an der
Rotoranordnung einen vierten Zwangsführungsabschnitt zur Zusammen
wirkung mit dem dritten Zwangsführungsabschnitt umfasst. Alternativ oder
zusätzlich kann jedoch vorgesehen sein, dass der dritte Zwangsführungs
bereich an einer feststehenden Komponente, vorzugsweise dem Antriebs
aggregat, einen dritten Zwangsführungsabschnitt umfasst, und dass der
erste Zwangsführungsbereich einen vierten Zwangsführungsabschnitt,
vorzugsweise gebildet durch den ersten Zwangsführungsabschnitt, zur
Zusammenwirkung mit dem dritten Zwangsführungsabschnitt an der
feststehenden Komponente umfasst.
Um für die Funktion der Zwangsführung keine zusätzlichen Komponenten
oder Baugruppen vorsehen zu müssen, sondern bereits vorhandene
Komponenten beziehungsweise Teile davon zu nutzen, wird vorgeschlagen,
dass der erste Zwangsführungsbereich als ersten Zwangsführungsabschnitt
einen Oberflächenbereich, vorzugsweise Innenoberflächenbereich, an einem
Statorträger der Statoranordnung umfasst, und dass der zweite Zwangs
führungsbereich einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt der
Rotoranordnung umfasst, der wenigstens mit einem Oberflächenbereich,
vorzugsweise Außenoberflächenbereich, als zweiten Zwangsführungs
abschnitt entlang dem ersten Zwangsführungsabschnitt verschiebbar ist.
Weiter kann vorgesehen sein, dass der dritte Zwangsführungsbereich einen
axialen Vorsprung an der Antriebswelle mit einem Oberflächenbereich,
vorzugsweise Außenoberflächenbereich, als dritten Zwangsführungs
abschnitt umfasst, und dass der zweite Zwangsführungsbereich als vierten
Zwangsführungsabschnitt einen Oberflächenbereich, vorzugsweise
Innenoberflächenbereich eines im wesentlichen zylindrischen Abschnitts der
Rotoranordnung umfasst.
Alternativ oder zusätzlich ist es auch hier wieder möglich, dass der dritte
Zwangsführungsbereich einen Oberflächenbereich, vorzugsweise Außen
oberflächenbereich, einer feststehenden Komponente als dritten Zwangs
führungsabschnitt umfasst, und dass der erste Zwangsführungsbereich
einen Oberflächenbereich, vorzugsweise Innenoberflächenbereich, der
Statoranordnung als vierten Zwangsführungsabschnitt umfasst.
Um hierbei eine gleichmäßige Axialrelativbewegung zu ermöglichen, wird
vorgeschlagen, dass der dritte Zwangsführungsabschnitt und der zweite
Zwangsführungsabschnitt im wesentlichen bündig aneinander anschließende
Oberflächenbereiche umfassen.
Das erfindungsgemäße Konzept der Zwangsführung kann, so wie vor
angehend dargestellt, darauf basieren, dass zunächst eine der Baugruppen
Rotoranordnung und Statoranordnung montiert wird, und dann die andere
heran bewegt wird. Obgleich dies ein besonders praktisches Konzept ist, ist
es jedoch auch denkbar, dass derartige Systeme bei einem Zulieferer
hergestellt werden und als vollständige Einheit dann an ein Antriebsaggregat
angesetzt werden. Es wird daher gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass nach durchgeführter axialer
Relativbewegung zwischen Rotoranordnung und Statoranordnung zum
Zusammenfügen der Elektromaschine die Rotoranordnung und die Stator
anordnung zu einer vormontierten Baugruppe zusammengefasst sind.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsvariante der vorliegenden Erfindung
kann vorgesehen sein, dass die Zwangsführungsanordnung zu Erzeugung
einer Zwangsführungswechselwirkung zwischen der Rotoranordnung und
einer feststehenden Komponente ausgebildet ist. Dabei ist es vorteilhaft,
wenn die feststehende Komponente am Antriebsaggregat vorgesehen ist.
Auf diese Art und Weise wird eine kleine axiale Baugröße eines gesamten
Antriebs für ein Fahrzeug erhalten.
Bei dieser Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Systems kann
dann vorgesehen sein, dass die feststehende Komponente einen ersten
Zwangsführungsbereich umfasst oder bildet und dass die Rotoranordnung
einen zweiten Zwangsführungsbereich umfasst, der bei axialer Relativbewe
gung zwischen Rotoranordnung und Statoranordnung entlang des ersten
Zwangsführungsbereichs geführt ist. Beispielsweise kann der erste
Zwangsführungsbereich einen ersten Zwangsführungsabschnitt umfassen,
und der zweite Zwangsführungsbereich kann einen zweiten Zwangs
führungsabschnitt zur Zusammenwirkung mit dem ersten Zwangsführungs
abschnitt umfassen.
Auch hier ist wieder ein System geschaffen, bei dem die Zwangsführung
zwischen Baugruppen auftritt, die im nachfolgenden Drehbetrieb sich
bezüglich einander bewegen müssen. Um wieder ein ungewolltes Anein
anderschleifen oder Inkontakttreten dieser beiden Baugruppen im Drehbe
trieb zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass in einem Endbereich der
axialen Relativbewegung der Rotoranordnung bezüglich der Statoranordnung
beim Zusammenfügen der Elektromaschine der erste und der zweite
Zwangsführungsabschnitt im wesentlichen keine Zwangsführung zwischen
der Statoranordnung und der Rotoranordnung vorsehen.
Da es gleichwohl auch bei dieser Variante vorteilhaft ist, über den gesamten
Axialbewegungshub bis zur fertigen Montagestellung hinweg für eine
Zwangsführung zu sorgen, wird vorgeschlagen, dass die Zwangsführungs
anordnung einen dritten Zwangsführungsbereich umfasst, und dass der
erste Zwangsführungsbereich oder/und der zweite Zwangsführungsbereich
im Endbereich der axialen Relativbewegung zusammen mit dem dritten
Zwangsführungsbereich eine Zwangsführung der Statoranordnung bezüglich
der Rotoranordnung vorsieht.
Hierzu kann beispielsweise der Aufbau derart sein, dass der dritte Zwangs
führungsbereich an der Antriebswelle vorgesehen ist und einen dritten
Zwangsführungsabschnitt umfasst und dass der zweite Zwangsführungs
bereich an der Rotoranordnung einen vierten Zwangsführungsabschnitt zur
Zusammenwirkung mit dem dritten Zwangsführungsabschnitt umfasst.
Eine besonders leicht zu realisierende Ausgestaltung kann dadurch erhalten
werden, dass der dritte Zwangsführungsbereich einen axialen Vorsprung an
der Antriebswelle mit einem Oberflächenbereich, vorzugsweise Außenober
flächenbereich, als dritten Zwangsführungsabschnitt umfasst und dass der
zweite Zwangsführungsbereich als vierten Zwangsführungsabschnitt einen
Oberflächenbereich, vorzugsweise Innenoberflächenbereich, eines im
wesentlichen zylindrischen Abschnitts der Rotoranordnung umfasst.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der erste Zwangsführungsbereich als
ersten Zwangsführungsabschnitt einen Oberflächenbereich, vorzugsweise
Innenoberflächenbereich, der feststehenden Komponente umfasst, und dass
der zweite Zwangsführungsbereich als zweiten Zwangsführungsabschnitt
einen Oberflächenbereich, vorzugsweise Außenoberflächenbereich, eines im
wesentlichen zylindrischen Abschnitts der Rotoranordnung umfasst.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere geeignet zur Anwendung bei
Systemen, bei welchen die Statoranordnung und die Rotoranordnung in
einem zusammengefügten Zustand der Elektromaschine einander axial
wenigstens bereichsweise überlappend angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform kann die Zwangs
führung dadurch erhalten werden, dass die Zwangsführungsanordnung ein
Zwangsführungselement umfasst, das vor dem axialen Aufeinanderzubewe
gen von Rotoranordnung und Statoranordnung an einem der Statoranord
nung zugewandt zu positionierenden Oberflächenbereich der Rotoranord
nung anordenbar ist oder an einem der Rotoranordnung zugewandt zu
positionierenden Oberflächenbereich der Statoranordnung anordenbar ist.
Durch dieses Zwangsführungselement wird dafür gesorgt, dass bei
Durchführung der Axialrelativbewegung die beiden Baugruppen Rotoranord
nung und Statoranordnung mit ihren kritischen Bereichen nicht unmittelbar
in Kontakt treten können, sondern durch das Zwangsführungselement
getrennt sind. Dadurch wird zum einen eine Beschädigung der beiden
Baugruppen vermieden, zum anderen wird dafür gesorgt, dass aufgrund des
beibehaltenen Zwischenraums insbesondere bei permanentmagnetisch
erregten Rotoranordnungen die auftretenden magnetischen Anziehungs
kräfte nicht so groß werden, dass ein weiteres axiales Verschieben der
beiden Baugruppen zueinander nicht mehr möglich wäre.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Zwangsführungselement im
wesentlichen hohlzylindrisch ist und vorzugsweise aus elastischem Material
hergestellt ist.
Eine besonders einfache und kostengünstig zu realisierende Ausgestaltungs
form kann dadurch erhalten werden, dass das Zwangsführungselement eine
netzartige Struktur aufweist.
Um einerseits dafür zu sorgen, dass die erforderliche Zwangsführung mit
dem gewünschten Effekt der Minimierung oder des Kleinhaltens der
auftretenden magnetischen Wechselwirkung erzeugt wird, andererseits
jedoch auch das manuelle Zusammensetzen zu ermöglichen, wird vor
geschlagen, dass das Zwangsführungselement eine Dicke aufweist, die
geringfügig kleiner ist, vorzugsweise um ca. 0,2 mm kleiner ist, als ein
zwischen der Rotoranordnung und der Statoranordnung nach erfolgter
axialer Aufeinanderzubewegung gebildeter Luftspalt.
Der Einsatz eines derartigen Zwangsführungselements, das die Rotoranord
nung beziehungsweise die Statoranordnung schützend umgibt, ist beson
ders daher vorteilhaft, da nach erfolgter Montage dieses Zwangsführungs
element dann entfernt werden kann und somit an dem Antriebssystem keine
der Zwangsführung dienenden Komponenten zurück bleiben müssen und
weiterhin dieses Zwangsführungselement für einen weiteren Montagevor
gang genutzt werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Zusammenfügen
oder/und Auseinandernehmen einer Rotoranordnung und einer Statoranord
nung einer Elektromaschine, durch welche Elektromaschine eine Antriebs
welle eines Antriebsaggregats zur Drehung antreibbar ist oder/und bei
Drehung der Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist, wobei das
Verfahren das Bewegen der Rotoranordnung und der Statoranordnung
relativ zueinander in Richtung einer Drehachse umfasst, bei welcher
Relativbewegung die Rotoranordnung und die Statoranordnung bezüglich
einander zwangsgeführt werden.
Wie bereits vorangehend angesprochen, kann bei einem derartigen
Verfahren derart vorgegangen werden, dass vor Durchführung der axialen
Relativbewegung zwischen Rotoranordnung und Statoranordnung die
Rotoranordnung an der Antriebswelle angebracht wird oder die Statoranord
nung an einer feststehenden Baugruppe, vorzugsweise dem Antriebs
aggregat, angebracht wird.
Alternativ ist es zum Bereitstellen einer vormontierten Baugruppe möglich,
dass die axiale Relativbewegung zwischen Rotoranordnung und Statoranord
nung zum Zusammenfügen der Elektromaschine vor der Anbringung der
Rotoranordnung an der Antriebswelle und der Anbringung der Statoranord
nung an einer feststehenden Baugruppe, vorzugsweise dem Antriebs
aggregat, durchgeführt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren
anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Teil-Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen
Antriebssystems mit einer Zwangsführungsanordnung;
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternativen
Ausgestaltungsform;
Fig. 3 eine weitere der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternati
ven Ausgestaltungsform mit an einer Antriebswelle positionier
tem Zwangsführungselement;
Fig. 4 eine Abwandlung der in Fig. 3 dargestellten Ausgestaltungs
form;
Fig. 5 eine weitere Abwandlung der in Fig. 3 dargestellten Ausgestal
tungsform;
Fig. 6 eine Teil-Längsschnittansicht einer alternativen Ausgestal
tungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems, bei
welcher die Zwangsführung zwischen der Statoranordnung
und der Rotoranordnung auftritt;
Fig. 7 eine weitere Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen
Antriebssystems, bei welcher die Zwangsführung ebenfalls
zwischen der Statoranordnung und der Rotoranordnung,
jedoch in einem radial äußeren Bereich auftritt;
Fig. 8 eine Abwandlung des in Fig. 7 dargestellten Systems;
Fig. 9 eine weitere Teil-Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen
Antriebssystems, bei welchem die Zwangsführung zwischen
der Rotoranordnung und einer feststehenden Komponente
auftritt;
Fig. 10 eine Teil-Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen
Antriebssystems mit einer weiteren alternativen Ausgestal
tungsart einer Zwangsführungsanordnung in einem Zustand
vor Durchführung der axialen Relativbewegung zwischen
Rotoranordnung und Statoranordnung; und
Fig. 11 das in Fig. 10 dargestellte System nach durchgeführtem
Zusammenfügevorgang.
Die Fig. 1 zeigt eine erste Ausgestaltungsvariante eines erfindungsgemäßen
Antriebssystems 10, das letztendlich eine Starter/Generator-Anordnung für
eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine bildet. Das heißt, im Starterbe
trieb kann eine andeutungsweise dargestellte Antriebswelle oder Kurbelwelle
12 der Brennkraftmaschine zur Drehung angetrieben werden, um das
Antriebsaggregat, d. h. die Brennkraftmaschine, zu starten, und im
Generatorbetrieb kann im Drehbetrieb des Antriebsaggregats elektrische
Energie gewonnen und in ein elektrisches System oder einen Akkumulator
gespeist werden.
Das Antriebssystem 10 umfasst eine Elektromaschine 14 mit einer durch
einen Statorträger 16 beispielsweise am Antriebsaggregat getragenen
Statoranordnung 18 mit einer Mehrzahl von Statorspulen 20. Die Elek
tromaschine 14 weist ferner eine Rotoranordnung 22 mit einem Rotorkörper
24, z. B. aus Aluminium, auf, der an seiner Innenumfangsfläche eine
Mehrzahl von Rotorblechen 26, beispielsweise in ringartiger Form, trägt. Die
Rotorbleche 26 bilden ein Rotorjoch für an einer Innenumfangsfläche
derselben getragene Permanentmagnete 28. Man erkennt also, dass die
Elektromaschine 14 eine Synchron-Außenläufermaschine mit permanent
erregtem Rotor ist. Der Rotorkörper 24 ist über ein angenietetes Ver
bindungsteil 29 mit einer Primärseite 30 einer Torsionsschwingungsdämpfer
anordnung 32, welche letztendlich einen Teil der Rotoranordnung 22 bildet,
zur gemeinsamen Drehung verbunden. Diese Primärseite 30 der Torsions
schwingungsdämpferanordnung 32 ist ferner über eine Mehrzahl von
Befestigungsschrauben 34 an einem Wellenflansch 36 der Kurbelwelle 12
festgelegt. Die Primärseite 30 der Torsionsschwingungsdämpferanordnung
32 umfasst zwei Deckscheibenelemente 38, 40. Das Deckscheibenelement
38 ist topfartig ausgebildet und ist mit einem radial außen liegenden, sich
im wesentlichen axial bezüglich der Drehachse A erstreckenden Bereich 42
mit dem Deckscheibenelement 40 beispielsweise durch Verschweißung
verbunden und ist ferner mit dem Verbindungsteil 29 durch Verschweißen
verbunden. In den zwischen den Deckscheibenelementen 38, 40 gebildeten
Ringraum 44 greift ein Zentralscheibenelement 46 ein, das im wesentlichen
zusammen mit einer Schwungmasse 48 eine Sekundärseite 50 der
Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32 bildet. Die Schwungmasse 48,
an welcher beispielsweise eine Druckplattenbaugruppe einer Reibungskupp-
lung festgelegt sein kann, ist mit dem Zentralscheibenelement 46 durch
Vernietung oder dergleichen radial innerhalb des Deckscheibenelements 38
fest verbunden. Selbstverständlich kann die Sekundärseite 50 der Torsions
schwingungsdämpferanordnung 32 beispielsweise auch direkt mit einer
Getriebeeingangswelle oder einem folgenden Antriebsstrang verbunden
werden.
Zwischen der Primärseite 30, d. h. den Deckscheibenelementen 38, 40, und
der Sekundärseite 50, d. h. dem Zentralscheibenelement 46, wirkt in an
sich bekannter Weise eine Dämpferfederanordnung 52, deren Dämpfer
federn oder Gruppen von Dämpferfedern in Umfangsrichtung an der
Primärseite 30 und der Sekundärseite 50 der Torsionsschwingungsdämpfer
anordnung 32 abstützbar sind und somit eine Relativdrehung zwischen
Primärseite 30 und Sekundärseite 50 unter Kompression der Federn der
Dämpferfederanordnung 52 ermöglichen. Die Abstützung an der Primärseite
30 bzw. der Sekundärseite 50 kann über Feder- oder Gleitschuhe erfolgen,
die am axial sich erstreckenden Abschnitt 42 des Deckscheibenelements 38
abgleiten können.
Im radial inneren Bereich ist das Deckscheibenelement 38 mit einer
Abstandshülse 58 beispielsweise durch Verschweißung fest verbunden.
Ferner ist eine allgemein mit 60 bezeichnete Zwangsführungshülse als
Zwangsführungseinheit vorgesehen, die an einem Zentriervorsprung 62 der
Kurbelwelle 12 selbst zentriert ist und die bei Heranführen der die Torsions
schwingungsdämpferanordnung 32 umfassenden Rotoranordnung 22 an die
Statoranordnung 18 beim Zusammenfügen der Elektromaschine 14 die
Abstandshülse 58 führt und somit dafür sorgt, dass die Rotoranordnung 22
nicht in Kontakt mit der Statoranordnung 18 treten kann. Die Abstandshülse
58 und die Zwangsführungshülse 60 werden durch die Schraubbolzen 34
durchsetzt, durch welche das Deckscheibenelement 38 und somit die
Primärseite 30 der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32 an dem
Kurbelwellenflansch 36 festgelegt werden.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass im radial inneren Bereich ein
ringartiges Lagerelement 64 ebenfalls durch die Schraubbolzen 34 bezüglich
des Deckscheibenelements 38 festgelegt ist, an welchem unter Zwischen
lagerung des Axialgleitlagers 66 das Zentralscheibenelement 46 axial
abgestützt ist. Die radiale Lagerung der Primärseite 30 bezüglich der
Sekundärseite 50 erfolgt durch ein Wälzkörperlager oder Gleitlager 68, das
zwischen zwei sich im wesentlichen axial erstreckenden zylindrischen
Abschnitten des Deckscheibenelements 38 beziehungsweise des Zentral
scheibenelements 46 positioniert ist. Ferner sei noch darauf hingewiesen,
dass am Deckscheibenelement 38 mehrere topfartige Ausformungen 70
ausgebildet sind, auf welchen jeweils ein Planetenrad 72 drehbar getragen
ist. Das Planetenrad kämmt mit einer durch Ausformung gebildeten
Verzahnung 74 des Zentralscheibenelements 46, welches somit als Hohlrad
bei Relativdrehung zwischen Primärseite 30 und Sekundärseite 50 die
Planetenräder 72 zur Drehung antreibt. Da der Raum 44 mit viskosem Fluid
gefüllt ist, drehen sich dabei dann die Planetenräder 72 in dem viskosen
Medium und die Verdrängung desselben führt zur Abfuhr von Schwingungs
energie.
Es sei ferner noch darauf hingewiesen, dass bei dem erfindungsgemäßen
Antriebssystem 10 vorzugsweise ein Drehpositionsgeber 90 vorgesehen ist,
welcher die Drehlage der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32
beziehungsweise der Rotoranordnung 22 erfasst, was insbesondere für die
Kommutierung der Statorspulen 20 von Bedeutung ist.
Zum Zusammenfügen sei noch angemerkt, dass als erster Arbeitsschritt die
Statoranordnung 18 mit ihrem Statorträger 16 beispielsweise an einem
Motorblock festgelegt wird, wobei der Statorträger 16 beispielsweise ein
Getriebezwischengehäuse bilden kann, an welches dann ein Getriebe
angeschraubt werden kann. Darauf folgend wird, wie vorangehend
beschrieben, die Rotoranordnung 22 mit der Torsionsschwingungsdämpfer
anordnung 32 axial herangeführt, wobei durch die Zwangsführungsanord
nung 80, welche im wesentlichen die Zwangsführungshülse 60 umfasst,
auch bei diesem Zusammenfügevorgang und selbstverständlich auch beim
Auseinandernehmen der Elektromaschine 14 für den Beibehalt des
Luftspalts zwischen der Rotoranordnung 22 und der Statoranordnung 18
gesorgt ist.
Eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltungsform ist in Fig. 2
gezeigt. Man erkennt dort, dass die Rotoranordnung 22 als Innenläuferro
tor von der Statoranordnung 18 mit ihrem Statorträger 16 und den
Statorspulen 20 umgeben ist. Ferner erkennt man, dass hier beispielsweise
die Rotoranordnung 22 keinen permanentmagnetisch erregten Rotor
aufweist, sondern dass die Elektromaschine 14 hier als Asynchronmaschine
ausgebildet ist. Das heißt, die Rotoranordnung 22 umfasst hier wieder
mehrere Rotorbleche 26, die durch einen Rotorkäfig 27 zusammengehalten
sind. Das Magnetfeld der Rotoranordnung 22 wird hier durch Induktion
erzeugt. Die Rotoranordnung 22 ist auf der Abstandshülse 58 beziehungs
weise einem flanschartigen Vorsprung 59 und einem daran angeordneten
Trägerelement 61 getragen und auf diese Art und Weise mit der Primärseite
30 der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32 drehfest verbunden. Die
Rotoranordnung 22 wird wieder durch die Schraubbolzen 34 am Kurbelwel
lenflansch 36 der Kurbelwelle 12 festgelegt. Zuvor wird wieder, so wie
vorangehend beschrieben, die Zwangsführungshülse 60 über den Zentrier
vorsprung 62 an der Antriebswelle zentriert und beispielsweise durch einen
sogenannten Spannstift 63 daran gehalten. Dieser Spannstift 63 hat neben
seiner Funktion zum Fixieren der Zwangsführungshülse 60 an der Antriebs
welle 12 noch die Funktion, diese in einer geeigneten Drehlage anzuordnen,
sodass die in der Zwangsführungshülse 60 vorgesehenen Durchgriffsöff
nungen mit den in dem Kurbelwellenflansch 36 vorgesehenen Gewindeöff
nungen ausgerichtet sind. Obgleich in der Fig. 2 der Spannstift 63 als in
einer radialen Linie mit einer Gewindeöffnung im Kurbelwellenflansch
liegend dargestellt ist, kann dieser auch in Umfangsrichtung zwischen zwei
derartigen Gewindeöffnungen positioniert sein.
Ansonsten entspricht die in Fig. 2 dargestellte Ausgestaltungsform
insbesondere auch hinsichtlich des Aufbaus der Torsionsschwingungs
dämpferanordnung 32 und dem Vorgang beim Zusammensetzen der
Rotoranordnung 22 mit der Statoranordnung 18 zum Komplettieren der
Elektromaschine 14 der vorangehend beschriebenen Variante.
Eine weitere Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltungsform
eines Antriebssystems mit Zwangsführung ist in Fig. 3 dargestellt. Da hier
wieder im wesentlichen bauliche Übereinstimmung mit dem in Fig. 1
dargestellten Antriebssystem besteht, wird im Folgenden nur auf die
Unterschiede eingegangen. Man erkennt, dass hier anstelle der Zwangs
führungshülse als Zwangsführungsanordnung 80 ein Zwangsführungsansatz
82 vorgesehen ist, der mit einem Zentriervorsprung 84 in eine zentrale
Öffnung 86 der Kurbelwelle 12 eingesetzt ist und somit bezüglich dieser
zentriert ist. Der Zwangsführungsansatz 82 erstreckt sich somit axial und
führt die Abstandshülse 58, welche mit dem Deckscheibenelement 40 der
Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32 beispielsweise verschweißt,
hartverlötet, verschraubt oder vernietet ist, bei der Heranbewegung der
Rotoranordnung 22 an die bereits zuvor über den Statorträger 16 montierte
Statoranordnung 18. Durch einen das Deckscheibenelement 40 radial innen
übergreifenden und zur Radiallagerung dienenden hülsenartigen Abschnitt
88 des Zentralscheibenelements 46 ist der Zwangsführungsansatz 82 nach
erfolgtem Zusammenfügen der Elektromaschine 14 dann fest in dem durch
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32 umgebenden Hohlraum
gehalten.
Es sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich der Zwangsführungs
ansatz 82, welcher in Fig. 3 als separates Bauteil dargestellt ist, mit der
Kurbelwelle 12 integral ausgebildet sein könnte. Bei Ausbildung als
separates Bauteil kann der Zentriervorsprung 84 am Zwangsführungsansatz
82 beispielsweise mit Außengewinde versehen sein und die Zentrieröffnung
86 in der Kurbelwelle 12 kann mit Innengewinde versehen sein, sodass der
Zwangsführungsansatz 82 durch Einschrauben an der Kurbelwelle 12
festgelegt ist und somit im folgenden Drehbetrieb Klappergeräusche
vermieden werden.
Eine Abwandlung dieser Ausgestaltungsvariante ist in Fig. 4 dargestellt. Der
wesentliche Unterschied besteht hier darin, dass das Deckscheibenelement
40 in seiner radialen Erstreckungslänge nach innen hin etwas verkürzt ist
und somit der hülsenartige Abschnitt 88 des Zentralscheibenelements 46
radial nicht über eine Innenumfangsfläche 90 der Abstandshülse 58
hervorsteht. Auf diese Art und Weise ist es möglich, nach erfolgtem
Zusammenfügen der Elektromaschine 14 den Zwangsführungsansatz 82
beispielsweise durch Einführen eines entsprechenden Werkzeugs in eine
Werkzeugangriffsformation 92 wieder aus der Zentrieröffnung 86 der
Kurbelwelle 12 beispielsweise durch Durchführen einer Schraubbewegung
herauszunehmen und somit vollständig aus dem Bereich des Antriebs
systems 10 zu entfernen.
Eine weitere Ausgestaltungsform, bei welcher die Zwangsführungsanord
nung 80 einen an der Kurbelwelle 12 anbringbaren Zwangsführungsansatz
82 umfasst, ist in Fig. 5 dargestellt. Man erkennt hier, dass die Abstands
hülse 58 der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32 an ihrer zur
Festlegung am Kurbelwellenflansch 36 ausgebildeten Endseite einen nach
radial innen vorspringenden Flanschabschnitt 93 aufweist, welcher nunmehr
durch die Schraubbolzen 34 an der Kurbelwelle 12 festgelegt wird. Eine
Innenumfangsfläche 94 dieses Flanschabschnitts 93 wird beim Zusammen
fügen der Elektromaschine 14 auf dem Zwangsführungsansatz 82 geführt
und kommt letztendlich auf dem Zentriervorsprung 62 der Kurbelwelle 12
zu liegen. Nach erfolgtem Heranführen kann also der Zwangsführungs
abschnitt 82 durch Einsatz eines entsprechenden Werkzeugs wieder aus
dem Bereich der Kurbelwelle 12 entfernt werden.
Ferner erkennt man in Fig. 5, dass die Abstandshülse 58 sich nunmehr über
ihre Verbindung mit dem Deckscheibenelement 40 hinaus erstreckt und in
ihrem Endabschnitt sowohl das Axiallager 66 als auch das Radiallager 68
abstützt, auf welchen das Zentralscheibenelement 46 mit einem doppelt
abgewinkelten radial inneren Bereich gelagert ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Abstandshülse 58 in ihrem Längen
abschnitt mit Schlitzen oder Öffnungen versehen sein kann, um diese dort
elastisch auszubilden, sodass eine zumindest teilweise Taumelentkopplung
zwischen der Antriebswelle 12 und der Torsionsschwingungsdämpferanord
nung 32 beziehungsweise der Rotoranordnung 22 auftritt.
Weiter erkennt man bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 5, dass der
Rotorkörper 24, welcher beispielsweise zur Bereitstellung eines Permeabili
tätsprungs bezüglich eines im wesentlichen aus den Rotorblechen 26 und
den Permanentmagneten 28 gebildeten Rotor-Wechselwirkungsbereichs aus
Aluminium gebildet ist, auf einer Außenumfangsfläche des im wesentlichen
zylindrischen Abschnitts 42 der Torsionsschwingungsdämpferanordnung
32, d. h. der Primärseite 30 derselben, angebracht ist. Dieses Anbringen
kann beispielsweise durch Aufschrumpfen erfolgen, wobei diese Schrumpf
verbindung durch einen vorzugsweise ebenfalls aufgeschrumpften Gürtel,
beispielsweise Stahlgurt, gefestigt wird. Es kann auf diese Art und Weise
der aus Aluminium gebildete Rotorkörper 24 mit dem im Allgemeinen aus
Stahlblech gebildeten Deckscheibenelement 40 fest verbunden werden.
Eine zweite Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Antriebssystems
ist in Fig. 6 dargestellt. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen
Komponenten hinsichtlich Aufbau beziehungsweise Funktion entsprechen,
sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "a"
bezeichnet.
Während bei den vorangehend mit Bezug auf die Fig. 1 bis 5 beschriebenen
Ausgestaltungsformen die Zwangsführung zwischen der Rotoranordnung -
über die Torsionsschwingungsdämpferanordnung - und der Kurbelwelle
beziehungsweise einer damit verbundenen Komponente erfolgte, ist bei der
Ausgestaltungsform gemäß Fig. 6 die Zwangsführungsanordnung 80a dazu
ausgebildet, eine Zwangsführungswechselwirkung zwischen der Rotoranord
nung 22a - auch hier wieder über die Torsionsschwingungsdämpferanord
nung 32a, welche letztendlich der Rotoranordnung anzuordnen ist - und der
Statoranordnung 18a zu erzeugen. Zu diesem Zwecke weist die Stator
anordnung 18a am Statorträger 16a einen nach radial innen vorspringenden
Zwangsführungsflansch 100a als ersten Zwangsführungsbereich auf. Eine
Innenumfangsfläche 102a bildet einen ersten Zwangsführungsabschnitt
dieses ersten Zwangsführungsbereichs 100a. Die Abstandshülse 58a bildet
bei dieser Ausgestaltungsvariante dann einen zweiten Zwangsführungs
bereich, wobei eine Außenumfangsfläche 104a einen zweiten Zwangs
führungsabschnitt 104a dieses zweiten Zwangsführungsbereichs 58a
bereitstellt. Beim axialen Heranbewegen der Rotoranordnung 22a, um
fassend auch die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32a, wird durch
eine sehr genaue Passung zwischen dem ersten Zwangsführungsbereich
100a und dem zweiten Zwangsführungsbereich 58a, d. h. den Ober
flächenbereichen 102a und 104a, die gewünschte Zwangsführung erzielt,
sodass zwischen den Permanentmagneten 28a der Rotoranordnung 22a und
den Statorspulen 20a der geeignete Luftspalt beibehalten bleibt.
Im Drehbetrieb müssen jedoch die Rotoranordnung 22a mit der Torsions
schwingungsdämpferanordnung 32a und die Statoranordnung 18a sich
bezüglich einander drehen können. Die sehr genaue Passung würde jedoch
bei geringsten Drehungleichförmigkeiten oder Taumelbewegungen im
Bereich der Kurbelwelle 12a zu einem gegenseitigen Anstoßen führen. Um
dies zu vermeiden, ist in der Zwangsführungshülse 58a an deren Außen
umfangsbereich eine stufenartige Einsenkung 106a gebildet, die im
zusammengefügten Zustand der Elektromaschine 14a dem zweiten
Zwangsführungsabschnitt 102a, also der Innenoberfläche 102a des
Flansches 100a, gegenüber liegt. Auf diese Art und Weise ist ausreichend
Zwischenraum zwischen der Rotoranordnung 22a und der Statoranordnung
18a geschaffen. Um jedoch auch im Endbereich der axialen Heranbewegung
der Rotoranordnung 22a an die Statoranordnung 18a, welche durch ihren
Statorträger 16a zuvor bereits beispielsweise am Motorblock festgelegt
wurde, für eine Zwangsführung zu sorgen, ist ein dritter Zwangsführungs
bereich in Form des Zentriervorsprungs 62a der Kurbelwelle 12a vor
gesehen. Eine Außenumfangsfläche 108a desselben bildet einen dritten
Zwangsführungsabschnitt, auf welchem ein Innenumfangsflächenbereich
110a der Abstandshülse 58a als vierter Zwangsführungsabschnitt im
Endbereich der axialen Heranbewegung der Rotoranordnung 22a geführt ist.
Somit ist während des gesamten Bewegungsvorgangs, bei welchem die
Permanentmagnete 28a und die Statorspulen 20a, welche Baugruppen die
hinsichtlich einer gegenseitigen Berührung kritischen Abschnitte bilden,
einander axial überlappen, für eine Zwangsführung gesorgt und somit
verhindert, dass diese Baugruppen in gegenseitigen Kontakt treten.
Ansonsten entspricht die in Fig. 6 dargestellte Ausgestaltungsvariante im
wesentlichen wieder den mit Bezug auf die Fig. 1 bis 5 beschriebenen
Ausgestaltungsvarianten, sodass auf die vorangehenden Ausführungen
verwiesen wird.
Eine Abwandlung des in Fig. 6 dargestellten Zwangsführungsprinzips ist in
Fig. 7 gezeigt. Ein wesentlicher Unterschied besteht zunächst darin, dass
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32a der Rotoranordnung 22a
in zwei Bereiche aufgegliedert ist. Ein wesentlicher Bereich, umfassend die
Deckscheibenelemente 40a, 38a, die Dämpferfederanordnung 52a, das
Zentralscheibenelement 46a und mit diesen zusammenwirkenden Baugrup
pen ist unmittelbar angrenzend an die Kurbelwelle 12a angeordnet. Es ist
also das Deckscheibenelement 38a der Primärseite 30a unmittelbar durch
die Befestigungsschrauben 34a an den Kurbelwellenflansch 36a ange
schraubt. Mit dem Zentralscheibenelement 46a ist nunmehr die Abstands
hülse 58a verbunden, die an ihrem anderen axialen Ende das Schwungrad
48a trägt oder beispielsweise direkt mit einer Getriebeeingangswelle oder
einem sonstigen Teil eines Antriebsstrangs fest verbunden ist. Radial außen
trägt das Deckscheibenelement 38a wieder den Rotorkörper 24a, welcher
beispielswiese auf den zylindrischen Abschnitt 42a aufgeschrumpft sein
kann und durch den ebenfalls vorzugsweise aufgeschrumpften Gürtel 96a
dort fixiert ist. Die Abstandshülse 58a überbrückt also den Wechselwir
kungsbereich der Statoranordnung - gebildet im wesentlichen durch die
Statorspulen 20a - beziehungsweise den Wechselwirkungsbereich der
Rotoranordnung - gebildet im wesentlichen aus den Rotorblechen 26a und
den Permanentmagneten 28a. Aus dieser Anordnung ergibt sich eine sehr
kleine Klemmlänge der Befestigungsschrauben 34a mit der Folge einer
erhöhten Klemmfestigkeit und der verminderten Gefahr, dass im Drehbetrieb
der durch die Befestigungsschrauben 34a gebildete Klemmverband durch
Setzen verschiedener Komponenten gelockert wird.
Man erkennt in Fig. 7, dass der gleichzeitig beispielsweise auch als
Getriebezwischengehäuse dienende Statorträger 16a ringartig und mit im
wesentlichen U-förmigem Querschnitt ausgebildet ist. Beim Zusammen
setzen dieses Antriebssystems 10a wird zunächst die Torsionsschwingungs
dämpferanordnung 32a am Kurbelwellenflansch 36a festgelegt, wobei in
diesem Zustand das Schwungrad oder Masseteil 48a noch nicht an der
Abstandshülse 58a festgelegt ist. Darauf folgend wird die Statoranordnung
18a axial heranbewegt, wobei ein nach radial innen vorspringender
Abschnitt 114a des Statorträgers 16a einen ersten Zwangsführungsbereich
bildet, der mit seiner Innenumfangsfläche 116a als erster Zwangsführungs
abschnitt auf einer Außenumfangsfläche 118a des Rotorkörpers 24a
zwangsgeführt ist. Der Rotorkörper 24a bildet also einen zweiten Zwangs
führungsbereich und dessen Außenumfangsfläche 118a bildet den zweiten
Zwangsführungsabschnitt. Die Anordnung des Vorsprungs 114a ist derart,
dass bereits vor Erreichen der in Fig. 7 dargestellten zusammengefügten
Stellung der Elektromaschine 14a die Zwangsführungs-Wechselwirkung
zwischen der Rotoranordnung 22a und der Statoranordnung 18a nicht mehr
vorhanden ist, um nachfolgend im Drehbetrieb zu einer freien Bewegbarkeit
dieser beiden Baugruppen zueinander zu führen. Die Zwangsführung im
Endbereich der Axialbewegung der Statoranordnung 18a wird dann durch
einen axial vorstehenden Abschnitt 120a beispielsweise des Motorblocks
übernommen, welcher einen dritten Zwangsführungsbereich bildet. Eine
Außenumfangsfläche 122a dieses Abschnitts 120a liegt im wesentlichen in
einer radialen Ebene mit der Außenumfangsfläche 118a des Rotorkörpers
24a beziehungsweise einer Außenumfangsfläche 124a des aufgeschrumpf
ten Gürtels 96a, sofern ein solcher vorgesehen ist. Der axiale Abstand
zwischen dem Vorsprung 120a und dem Rotorkörper 24a ist derart
bemessen, dass zu keinem Zeitpunkt der Zwangsführungsbewegung ein
Verlust der Zwangsführungs-Wechselwirkung auftritt.
Insbesondere bei einer derartigen Ausgestaltungsform ist es vorteilhaft, den
Rotorkörper 24a mit der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32a durch
Aufschrumpfen zu verbinden, da dann keine die Zwangsführung behindern
den Nietverbindungen oder dergleichen vorgesehen sein müssen. Sofern ein
Befestigungsgürtel 96a eingesetzt wird, ist dieser in einer entsprechenden
Einsenkung des Rotorkörpers 24a zu positionieren, so dass auch durch
diesen Gürtel 96a die Zwangsführung nicht behindert wird.
Nachdem die Statoranordnung 18a in dieser Art und Weise zum Zusammen
fügen der Elektromaschine 14a axial über die Rotoranordnung 22a bewegt
worden ist und beispielsweise am Motorblock festgelegt worden ist, wird
dann das Schwungrad oder die Schwungmasse 48a beispielsweise durch
Verschrauben oder Vernieten mit der Abstandshülse 58a fest verbunden.
Man erkennt in Fig. 7, dass der Drehpositionsgeber 90a hier axial im Bereich
zwischen dem Statorträger 18a und dem Deckscheibenelement 38a liegt.
Selbstverständlich könnte der Drehpositionsgeber auch im Bereich zwischen
dem Deckscheibenelement 38a und beispielsweise dem Motorblock oder
einer sonstigen feststehenden Komponente wirken.
Die Fig. 8 zeigt eine der Fig. 7 entsprechende Ausgestaltungsform, wobei
hier jedoch die Elektromaschine 14a mit der Rotoranordnung 22a, der
Statoranordnung 18a und der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32a
als vormontierte Baugruppe zusammengefasst ist. Der Aufbau ist im
wesentlichen wieder so, wie vorangehend mit Bezug auf die Fig. 7
beschrieben. Beim Zusammenfügen der vormontierten Baugruppe wird dann
wie folgt vorgegangen. Es wird zunächst das hier mit der Abstandshülse
58a zu einer Baugruppe zusammengefasste Schwungrad oder Masseteil 48a
durch Schraubbolzen 130a am Statorträger 16a festgelegt. Zuvor oder
danach wird dann, wie vorangehend beschrieben, die Rotoranordnung 22a
durch die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32a an der Kurbelwelle
12a festgelegt. Danach wird ebenso wie vorangehend beschrieben die
Statoranordnung 18a axial bezüglich der Rotoranordnung 22a bewegt,
wobei nunmehr zunächst eine Zwangsführungswechselwirkung zwischen
der Innenoberfläche 116a des Vorsprungs 114a an dem Statorträger 16a
und der Außenumfangsfläche 118a des Rotorkörpers 24a beziehungsweise
der Außenumfangsfläche 124a des Gürtels 96a auftritt. Da auch hier die
Bemessung derart ist, dass sie im Endbereich der Axialbewegung zum
Zusammenfügen der Elektromaschine 14a diese zwischen Rotoranordnung
22a und Statoranordnung 18a vorhandene Zwangsführungswechselwirkung
nicht mehr vorhanden ist, wird im Endbereich dieser Bewegung nunmehr
durch einen axial sich erstreckenden hülsenartigen Abschnitt 132a des
Zentralscheibenelements 46a die Abstandshülse 58a in ihrem vom
Schwungrad 48a entfernten Endbereich an ihrer Innenoberfläche 134a
zwangsgeführt. Der hülsenartige Abschnitt 132a des Zentralscheiben
elementes 46a bildet hier also den dritten Zwangsführungsbereich
beziehungsweise dessen Außenumfangsfläche 136a bildet einen dritten
Zwangsführungsabschnitt, entlang welchem ein vierter Zwangsführungs
abschnitt in Form der Innenumfangs- oder Oberfläche 134a der Abstands
hülse 58a geführt ist. Da in diesem Falle baugruppenmäßig die Abstands
hülse 58a der Statoranordnung 18a zunächst noch zuzuordnen ist, ist in
entsprechender Weise der vierte Zwangsführungsabschnitt in Form der
Oberfläche 134a dem ersten Zwangsführungsabschnitt 116a der Stator
anordnung 18a zuzuordnen.
Die so vormontierte Baugruppe kann dann axial an ein Antriebsaggregat
angesetzt werden, wobei hier eine Zentrierung durch den Vorsprung 120a
beispielsweise am Motorblock oder/und durch den Zentriervorsprung 62a
der Antriebswelle 12a erfolgt.
Es sei hier ferner noch darauf hingewiesen, dass die Abstandshülse 58a
nicht als geschlossenes Element ausgebildet ist. Vielmehr weist diese
Abstandshülse 58a mehrere sich axial erstreckende Armabschnitte 140a
auf, die in Umfangsrichtung aufeinander folgen. Diese Armabschnitte 140a
können geringfügig schräg gestellt sein beziehungsweise ein Schaufelprofil
aufweisen, sodass im Drehbetrieb Kühlluft von radial innen in den Bereich
der Elektromaschine 14a gefördert wird. Die Verbindung der Abstandshülse
58a mit dem Zentralscheibenelement 46a kann durch Vernietung, Ver
schraubung oder dergleichen erfolgen.
Ist das in Fig. 8 dargestellte Antriebssystem an ein Antriebsaggregat
angebunden, dann können die Schrauben 130a gelöst werden, sodass das
System nun betriebsbereit ist.
Die Fig. 9 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen
Antriebssystems. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen
Komponenten hinsichtlich Aufbau beziehungsweise Funktion entsprechen,
sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "b"
beschrieben. Da auch die Ausgestaltungsform der Fig. 9 in wesentlichen
Bereichen insbesondere der mit Bezug auf die Fig. 1 bis 5 beschriebenen
Ausgestaltungsform entspricht, wird im Folgenden lediglich auf die
konstruktiven Unterschiede, insbesondere hinsichtlich der Zwangsführung
eingegangen.
Bei der in Fig. 9 dargestellten Ausgestaltungsvariante wird die Zwangs
führungswechselwirkung zwischen der Rotoranordnung 22b und einer
feststehenden Komponente, beispielsweise einem an einem Motorblock
festgelegten oder festlegbaren Getriebezwischengehäuseabschnitt 150b als
ersten Zwangsführungsbereich erzeugt. Dieser Getriebezwischengehäuse
abschnitt 150b weist als ersten Zwangsführungsabschnitt eine Innenober
fläche 152b auf. Am Rotorkörper 24b ist ein nach radial außen vor
springender Abschnitt 154b als zweiter Zwangsführungsbereich vor
gesehen, dessen Außenoberfläche 156b einen zweiten Zwangsführungs
abschnitt bildet. Da der Abschnitt 154b in demjenigen Bereich der
Rotoranordnung 22b liegt, der beim Heranbewegen der Rotoranordnung 22b
an die zuvor bereits an einem Motorblock oder dergleichen angeordnete
Statoranordnung 18b vorne liegt, ist zunächst für eine Zwangsführung
zwischen den Oberflächen 152b, 156b gesorgt. Im Endbereich dieser
axialen Heranbewegung wird diese Zwangsführung jedoch wieder aufgeho
ben, da in dem Gehäuseabschnitt 150b eine nach radial außen gerichtete
Einsenkung 158b vorgesehen ist. Dieser Einsenkung 158b liegt der
Abschnitt 154b im fertig zusammengefügten Zustand gegenüber, sodass
hier wieder eine freie Drehbarkeit zwischen der Rotoranordnung 22b und
dem Gehäuseabschnitt 150b vorgesehen ist.
Um auch im Endbereich der axialen Heranbewegung der Rotoranordnung
22b an die Statoranordnung 18b für eine Zwangsführung zu sorgen, bildet
der Zentriervorsprung 62b an der Kurbelwelle 12b einen dritten Zwangs
führungsbereich, dessen dritter Zwangsführungsabschnitt 108b, in Form der
Außenoberfläche 108b dann die Innenoberfläche 110b der Abstandshülse
58b als vierten Zwangsführungsabschnitt 110b führt, wobei der vierte
Zwangsführungsabschnitt baugruppenmäßig dem zweiten Zwangsführungs
bereich 154b zuzuordnen ist.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine weitere Ausgestaltungsform eines erfin
dungsgemäßen Antriebssystems beziehungsweise einer Variante der
Zwangsführung bei Zusammenfügen eines derartigen Antriebssystems.
Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten hinsicht
lich Aufbau beziehungsweise Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen
Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "c" bezeichnet.
In Fig. 10 ist das Antriebssystem 10c beziehungsweise die Elektromaschine
14c desselben im noch nicht zusammengefügten Zustand dargestellt.
Die Rotoranordnung 22c, d. h. die zu einem Paket zusammengefassten
Rotorbleche 26c mit den darauf getragenen Permanentmagneten 28c sind
unter Zwischenanordnung einer Lage 152c aus Material mit hinsichtlich der
Rotorbleche 26c geringerer Permeabilität beispielsweise durch Aufschrump
fen auf den im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 42c des Deckscheiben
elements 38c an der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32c
angebracht. Bevor diese Rotoranordnung 22c, umfassend die Torsions
schwingungsdämpferanordnung 32c, nunmehr axial an die bereits an dem
schematisch dargestellten Motorblock 154c angebrachte Statoranordnung
18c mit ihren Statorspulen 20c beziehungsweise die Antriebswelle 12c
herangeführt wird, wird die Außenumfangsfläche der Rotoranordnung 22c,
d. h. im wesentlichen die Außenumfangsfläche der Permanentmagneten 28c
beziehungsweise der Rotorbleche 26c, durch ein im wesentlichen strumpf
artiges, elastisches Zwangsführungselement 158c, welches hier die
Zwangsführungsanordnung 80c bildet, überzogen. Dieses Zwangsführungs
element, welches hohlzylindrisch, beispielsweise auch mit netzartiger
Struktur, ausgebildet ist, wird durch seine eigene Elastizität auf dem
Außenumfangsbereich der Rotoranordnung 22 gespannt. Die Dicke dieses
Zwangsführungselements 158c ist derart bemessen, dass es einen
nachfolgend zwischen der Rotoranordnung 22c und der Statoranordnung
18c zu bildenden Luftspalt nahezu vollständig, beispielsweise bis auf
0,2 mm bei einer Luftspaltgröße von etwa 1 mm, ausfüllt. Es ist auf diese
Art und Weise sichergestellt, dass die Rotoranordnung 22c und die
Statoranordnung 18c in ihren kritischen Bereichen nicht in direkten Kontakt
treten können, um Beschädigungen zu vermeiden. Durch den zwangsweise
beibehaltenen Zwischenraum sind, selbst wenn das Zwangsführungs
element 156c an den Rotorspulen 20c zur Anlage kommt, die Magnetkräfte
noch ausreichend gering, sodass die Rotoranordnung 22c weiter axial auf
die Antriebswelle 12c zu bewegt werden kann und dann, wenn das
Deckscheibenelement 40c auf dem Zentriervorsprung 62c zentriert worden
ist, durch die Befestigungsschrauben 34c daran festgeschraubt werden
kann, wie dies letztendlich in Fig. 11 dargestellt ist.
Nach erfolgter Festlegung der Rotoranordnung 22c an der Antriebswelle 12c
wird dann das Zwangsführungselement 158c axial abgezogen und kann für
einen weiteren Montagevorgang eingesetzt werden.
Um die Heranbewegung der Rotoranordnung 22c an die Statoranordnung
18c beziehungsweise die axiale Vorbeibewegung daran zu ermöglichen, ist
das Zwangsführungselement 158c vorzugsweise aus einem Material mit
geringem Reibungskoeffizienten, beispielsweise aus Teflon (registrierte
Marke) ausgebildet.
Diese Ausgestaltungsform einer Zwangsführungsanordnung 80c eignet sich
besonders bei der in Fig. 10 und 11 dargestellten Ausgestaltung der
Elektromaschine mit Innenläuferrotor und radial gestaffelter Artordnung von
Elektromaschine 14c und Torsionsschwingungsdämpferanordnung 32c, da
in diesem Falle das Abziehen des Zwangsführungselements 158c durch
keine weiteren Komponenten, insbesondere auch nicht durch die Schwung
masse 48c der Sekundärseite 50c, behindert ist. Auch bei anderen
Anordnungen ist jedoch grundsätzlich auch ein derartiges Zwangsführungs
element 158c einsetzbar, beispielsweise bei einem Ausläuferrotor, wobei
dann jedoch die Positionierung an einer Außenumfangsfläche der Stator
anordnung erfolgt. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, ein aus etwas
steiferem Material gebildetes Zwangsführungselement an einer Innen
umfangsfläche, beispielsweise der in Fig. 10 dargestellten Statoranordnung,
festzulegen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die vorangehend beschriebenen Möglichkei
ten der Zwangsführungen, die jeweils bei separaten Ausgestaltungsformen
dargestellt sind, selbstverständlich auch in Zusammenwirkung zum Einsatz
kommen können. Ferner sei noch allgemein darauf hingewiesen, dass bei
den vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen der Statorträger mit
einem die einzelnen Statorspulen tragenden Ring, beispielsweise Aluminium
ring, durch Auf- beziehungsweise Einschrumpfen verbunden werden kann
und ein Kühlkanalsystem zum Leiten eines Kühlfluids aufweisen kann.
Ferner sei noch darauf hingewiesen, dass, sofern hier davon die Rede ist,
dass verschiedene Komponenten der Rotoranordnung an der Antriebswelle
angebracht werden, diese Anbringung direkt oder unter Zwischenschaltung
anderer Komponenten oder Baugruppen, insbesondere Komponenten oder
Baugruppen der Torsionsschwingungsdämpferanordnung, erfolgen kann.
Claims (35)
1. Antriebssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend eine
Elektromaschine (14; 14a; 14b; 14c), durch welche eine Antriebs
welle eines Antriebsaggregats zur Drehung antreibbar ist oder/und bei
Drehung der Antriebswelle (12; 12a; 12b; 12c) elektrische Energie
gewinnbar ist, wobei die Elektromaschine (14; 14a; 14b; 14c) eine
Statoranordnung (18; 18a; 18b; 18c) und eine mit der Antriebswelle
(12; 12a; 12b; 12c) zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse
(A) verbundene oder verbindbare Rotoranordnung (22; 22a; 22b;
22c) aufweist,
gekennzeichnet durch
eine Zwangsführungsanordnung (80; 80a; 80b; 80c), durch welche
die Rotoranordnung (22; 22a; 22b; 22c) und die Statoranordnung
(18; 18a; 18b; 18c) bei Durchführung einer Axialrelativbewegung
zum Zusammenfügen oder Auseinandernehmen der Elektromaschine
(14; 14a; 14b; 14c) bezüglich einander geführt sind.
2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zwangsführungsanordnung (80) eine Zwangsführungseinheit (60; 82)
umfasst und dass eine Zwangsführungswechselwirkung zwischen der
Rotoranordnung (22) und der an der Antriebswelle (12) in vor
gegebener Lage positionierten oder positionierbaren Zwangsführungs
einheit (60; 82) erzeugt wird.
3. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zwangsführungseinheit (60; 82) vor dem axialen Heranbewegen der
Rotoranordnung (22) an die Statoranordnung (18) in der vorgegebe
nen Lage positioniert oder positionierbar ist, und dass ein Führungs
abschnitt (58) der Rotoranordnung (22) entlang der Zwangsführungs
einheit (60; 82) führbar ist.
4. Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zwangsführungseinheit (60; 82) nach erfolgter axialer Führung der
Rotoranordnung (22) bezüglich der Statoranordnung (18) zusammen
mit der oder durch die Rotoranordnung (22) an der Antriebswelle (12)
gehalten ist.
5. Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zwangsführungseinheit (82) nach erfolgter axialer Führung der
Rotoranordnung (22) bezüglich der Statoranordnung (18) aus dem
Bereich der Rotoranordnung (22) entfernbar ist.
6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, dass an der Antriebswelle (22) eine Positionieranordnung
(62; 86) vorgesehen ist, durch welche die Zwangsführungseinheit
(60; 82) in der vorgegebenen Lage bezüglich der Antriebswelle (12)
positioniert oder positionierbar ist.
7. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Zwangsführungsanordnung (80a) zur Erzeugung
einer Zwangsführungswechselwirkung zwischen der Statoranordnung
(18a) und der Rotoranordnung (22a) ausgebildet ist.
8. Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zwangsführungsanordnung (80a) einen ersten Zwangsführungs
bereich (100a; 114a) an der Statoranordnung (18a) und einen
zweiten Zwangsführungsbereich (58a; 24a) an der Rotoranordnung
(22a) umfasst, welcher bei axialer Relativbewegung zwischen
Statoranordnung (18a) und Rotoranordnung (22a) entlang des ersten
Zwangsführungsbereichs (100a; 114a) geführt ist.
9. Antriebssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der
erste Zwangsführungsbereich (100a; 114a) einen ersten Zwangs
führungsabschnitt (102a; 116a) an der Statoranordnung (18a)
umfasst und dass der zweite Zwangsführungsbereich (58a) einen
zweiten Zwangsführungsabschnitt (104a; 118a) an einem mit der
Antriebswelle (12a) verbundenen oder verbindbaren Abschnitt (58a;
24a) der Rotoranordnung (22a) umfasst.
10. Antriebssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in
einem Endbereich der axialen Relativbewegung der Rotoranordnung
(22a) bezüglich der Statoranordnung (18a) beim Zusammenfügen der
Elektromaschine (14a) der erste und der zweite Zwangsführungs
abschnitt (100a, 58a; 114a, 24a) im wesentlichen keine Zwangs
führung zwischen der Statoranordnung (18a) und der Rotoranord
nung (22a) vorsehen.
11. Antriebssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zwangsführungsanordnung (80a) einen dritten Zwangsführungs
bereich (62a; 120a) umfasst, und dass der erste Zwangsführungs
bereich (100a; 114a) oder/und der zweite Zwangsführungsbereich
(58a; 24a) im Endbereich der axialen Relativbewegung zusammen mit
dem dritten Zwangsführungsbereich (62a; 120a) eine Zwangsführung
der Statoranordnung (18a) bezüglich der Rotoranordnung (22a)
vorsieht.
12. Antriebssystem nach Anspruch 1 l, dadurch gekennzeichnet, dass
der dritte Zwangsführungsbereich (62a) an der Antriebswelle (12a)
vorgesehen ist und einen dritten Zwangsführungsabschnitt (108a)
umfasst, und dass der zweite Zwangsführungsbereich (58a) an der
Rotoranordnung(22a)einen vierten Zwangsführungsabschnitt (110a)
zur Zusammenwirkung mit dem dritten Zwangsführungsabschnitt
(108a) umfasst.
13. Antriebssystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
dass der dritte Zwangsführungsbereich (120a) an einer feststehenden
Komponente, vorzugsweise dem Antriebsaggregat, einen dritten
Zwangsführungsabschnitt (122a) umfasst, und dass der erste
Zwangsführungsbereich (114a) einen vierten Zwangsführungs
abschnitt (116a), vorzugsweise gebildet durch den ersten Zwangs
führungsabschnitt (116a), zur Zusammenwirkung mit dem dritten
Zwangsführungsabschnitt (122a) an der feststehenden Komponente
umfasst.
14. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass der erste Zwangsführungsbereich (100a; 114a)
als ersten Zwangsführungsabschnitt (102a; 116a) einen Ober
flächenbereich (102a; 116a), vorzugsweise Innenoberflächenbereich,
an einem Statorträger (16a) der Statoranordnung (18a) umfasst, und
dass der zweite Zwangsführungsbereich (58a; 24a) einen im
wesentlichen zylindrischen Abschnitt (58a; 24a) der Rotoranordnung
(22a) umfasst, der wenigstens mit einem Oberflächenbereich (104a;
118a), vorzugsweise Außenoberflächenbereich, als zweiten Zwangs
führungsabschnitt (104a; 118a) entlang dem ersten Zwangsführungs
abschnitt (116a) verschiebbar ist.
15. Antriebssystem nach Anspruch 12 oder einem der Ansprüche 13 und
14, sofern auf Anspruch 12 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet,
dass der dritte Zwangsführungsbereich (62a) einen axialen Vorsprung
(62a) an der Antriebswelle (12a) mit einem Oberflächenbereich
(108a), vorzugsweise Außenoberflächenbereich, als dritten Zwangs
führungsabschnitt (108a) umfasst, und dass der zweite Zwangs
führungsbereich (58a) als vierten Zwangsführungsabschnitt (110a)
einen Oberflächenbereich (110a), vorzugsweise Innenoberflächenbe
reich, eines im wesentlichen zylindrischen Abschnitts (58a) der
Rotoranordnung (22a) umfasst.
16. Antriebssystem nach Anspruch 13 oder einem der Ansprüche 14 und
15, sofern auf Anspruch 13 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet,
dass der dritte Zwangsführungsbereich (120a) einen Oberflächenbe
reich (122a), vorzugsweise Außenoberflächenbereich, einer fest
stehenden Komponente als dritten Zwangsführungsabschnitt (122a)
umfasst, und dass der erste Zwangsführungsbereich (114a) einen
Oberflächenbereich (116a), vorzugsweise Innenoberflächenbereich,
der Statoranordnung (18a) als vierten Zwangsführungsabschnitt
(116a) umfasst.
17. Antriebssystem nach Anspruch 14 und Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, dass der dritte Zwangsführungsabschnitt (122a) und
der zweite Zwangsführungsabschnitt (118a) im wesentlichen bündig
aneinander anschließende Oberflächenbereiche (122a, 118a)
umfassen.
18. Antriebssystem nach Anspruch 12 oder einem der Ansprüche 13 bis
17, sofern auf Anspruch 12 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet,
dass nach durchgeführter axialer Relativbewegung zwischen
Rotoranordnung (22a) und Statoranordnung (18a) zum Zusammen
fügen der Elektromaschine (14a) die Rotoranordnung (22a) und die
Statoranordnung (18a) zu einer vormontierten Baugruppe zusammen
gefasst sind.
19. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zwangsführungsanordnung (80b) zu
Erzeugung einer Zwangsführungswechselwirkung zwischen der
Rotoranordnung (22b) und einer feststehenden Komponente (150b)
ausgebildet ist.
20. Antriebssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die
feststehende Komponente (150b) am Antriebsaggregat vorgesehen
ISt.
21. Antriebssystem nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet,
dass die feststehende Komponente (150b) einen ersten Zwangs
führungsbereich (150b) umfasst oder bildet, und dass die Rotoranord
nung (22b) einen zweiten Zwangsführungsbereich (154b) umfasst,
der bei axialer Relativbewegung zwischen Rotoranordnung (22b) und
Statoranordnung (18b) entlang des ersten Zwangsführungsbereichs
(150b) geführt ist.
22. Antriebssystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Zwangsführungsbereich (150b) einen ersten Zwangs
führungsabschnitt (152b) umfasst, und dass der zweite Zwangs
führungsbereich (154b) einen zweiten Zwangsführungsabschnitt
(156b) zur Zusammenwirkung mit dem ersten Zwangsführungs
abschnitt (152b) umfasst.
23. Antriebssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass in
einem Endbereich der axialen Relativbewegung der Rotoranordnung
(22b) bezüglich der Statoranordnung (18b) beim Zusammenfügen der
Elektromaschine (14b) der erste und der zweite Zwangsführungs
abschnitt (152b, 156b) im wesentlichen keine Zwangsführung
zwischen der Statoranordnung (18b) und der Rotoranordnung (22b)
vorsehen.
24. Antriebssystem nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zwangsführungsanordnung (80b) einen dritten Zwangsführungs
bereich (62b) umfasst, und dass der erste Zwangsführungsbereich
(150b) oder/und der zweite Zwangsführungsbereich (154b) im
Endbereich der axialen Relativbewegung zusammen mit dem dritten
Zwangsführungsbereich (62b) eine Zwangsführung der Statoranord
nung (18b) bezüglich der Rotoranordnung (22b) vorsieht.
25. Antriebssystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass
der dritte Zwangsführungsbereich (62b) an der Antriebswelle (12b)
vorgesehen ist und einen dritten Zwangsführungsabschnitt (108b)
umfasst, und dass der zweite Zwangsführungsbereich (154b) an der
Rotoranordnung (22b) einen vierten Zwangsführungsabschnitt (110b)
zur Zusammenwirkung mit dem dritten Zwangsführungsabschnitt
(108b) umfasst.
26. Antriebssystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass
der dritte Zwangsführungsbereich (62b) einen axialen Vorsprung
(62b) an der Antriebswelle (12b) mit einem Oberflächenbereich
(108b), vorzugsweise Außenoberflächenbereich, als dritten Zwangs
führungsabschnitt (108b) umfasst, und dass der zweite Zwangs
führungsbereich (154b) als vierten Zwangsführungsabschnitt (110b)
einen Oberflächenbereich (110b), vorzugsweise Innenoberflächenbe
reich, eines im wesentlichen zylindrischen Abschnitts (58b) der
Rotoranordnung (22b) umfasst.
27. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, dass der erste Zwangsführungsbereich (150b) als
ersten Zwangsführungsabschnitt (152b) einen Oberflächenbereich
(152b), vorzugsweise Innenoberflächenbereich, der feststehenden
Komponente (150b) umfasst, und dass der zweite Zwangsführungs
bereich (154b) als zweiten Zwangsführungsabschnitt (156b) einen
Oberflächenbereich (156b), vorzugsweise Außenoberflächenbereich,
eines im wesentlichen zylindrischen Abschnitts (154b) der Rotor
anordnung (22b) umfasst.
28. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, dass die Statoranordnung (18; 18a; 18b; 18c) und
die Rotoranordnung (22; 22a; 22b; 22c) in einem zusammengefügten
Zustand der Elektromaschine (14; 14a; 14b; 14c) einander axial
wenigstens bereichsweise überlappend angeordnet sind.
29. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zwangsführungsanordnung (80c) ein
Zwangsführungselement (158c) umfasst, das vor dem axialen
Aufeinanderzubewegen von Rotoranordnung (22c) und Statoranord
nung (18c) an einem der Statoranordnung (18c) zugewandt zu
positionierenden Oberflächenbereich der Rotoranordnung (22c)
anordenbar ist oder an einem der Rotoranordnung (22c) zugewandt
zu positionierenden Oberflächenbereich der Statoranordnung (18c)
anordenbar ist.
30. Antriebssystem nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass
das Zwangsführungselement (158c) im wesentlichen hohlzylindrisch
ist und vorzugsweise aus elastischem Material hergestellt ist.
31. Antriebssystem nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet,
dass das Zwangsführungselement (158c) eine netzartige Struktur
aufweist.
32. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch
gekennzeichnet, dass das Zwangsführungselement (158c) eine Dicke
aufweist, die geringfügig kleiner ist, vorzugsweise um ca. 0,2 mm
kleiner ist, als ein zwischen der Rotoranordnung (22c) und der
Statoranordnung (18c) nach erfolgter axialer Aufeinanderzubewegung
gebildeter Luftspalt.
33. Verfahren zum Zusammenfügen oder/und Auseinandernehmen einer
Rotoranordnung (22; 22a; 22b; 22c) und einer Statoranordnung (18;
18a; 18b; 18c) einer Elektromaschine (14; 14a; 14b; 14c), durch
welche Elektromaschine (14; 14a; 14b; 14c) eine Antriebswelle (12;
12a; 12b; 12c) eines Antriebsaggregats zur Drehung antreibbar ist
oder/und bei Drehung der Antriebswelle (12; 12a; 12b; 12c)
elektrische Energie gewinnbar ist, wobei das Verfahren das Bewegen
der Rotoranordnung (22; 22a; 22b; 22c) und der Statoranordnung
(18; 18a; 18b; 18c) relativ zueinander in Richtung einer Drehachse
(A) umfasst, bei welcher Relativbewegung die Rotoranordnung (22;
22a; 22b; 22c) und die Statoranordnung (18; 18a; 18b; 18c)
bezüglich einander zwangsgeführt werden.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass vor
Durchführung der axialen Relativbewegung zwischen Rotoranordnung
(22; 22a; 22b; 22c) und Statoranordnung (18; 18a; 18b; 18c) die
Rotoranordnung (22; 22a; 225; 22c) an der Antriebswelle (12; 12a;
12b; 12c) angebracht wird oder die Statoranordnung (18; 18a; 18b;
18c) an einer feststehenden Baugruppe, vorzugsweise dem Antriebs
aggregat, angebracht wird.
35. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die
axiale Relativbewegung zwischen Rotoranordnung (22a) und
Statoranordnung (18a) zum Zusammenfügen der Elektromaschine
(14a) vor der Anbringung (22a) der Rotoranordnung an der Antriebs
welle (12a) und der Anbringung der Statoranordnung (18a) an einer
feststehenden Baugruppe, vorzugsweise dem Antriebsaggregat,
durchgeführt wird.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ZF SACHS AG, 97424 SCHWEINFURT, DE |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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Ipc: H02K 15/16 AFI20051017BHDE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ZF FRIEDRICHSHAFEN AG, DE Free format text: FORMER OWNER: ZF SACHS AG, 97424 SCHWEINFURT, DE Effective date: 20121030 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130403 |