WO2021254562A1 - Electric motor for the electric drive of a motor vehicle - Google Patents

Abstract

The invention relates to an electric motor (10) providing electric drive to a motor vehicle, having a rotor (16) which can be driven by a stator (14), an output element (26) for outputting a torque coming from the rotor (16), and a slip clutch (28) provided between the rotor (16) and the output element (26) to limit a maximum transferable torque. The slip clutch (28) has a spring element (38) clamped between two axially fixed counter friction faces (36) for pressing, by friction connection, two friction surfaces (34) which face away from each other onto their respective counter friction faces (36). Clamping the spring element (38) between the axially fixed counter friction faces (36) allows a maximum transferable torque to be set very precisely with a small space requirement, so that it is possible to provide, in a small installation space, protection against sudden torque changes for a drivetrain in a motor vehicle.

Description

Elektromotor zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs Electric motor for the electric drive of a motor vehicle

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, mit dessen Hilfe ein Kraftfahrzeug elektrisch angetrieben werden kann. The invention relates to an electric motor with the aid of which a motor vehicle can be driven electrically.

Aus DE 10 2018 115 186 A1 ist ein Elektromotor zum elektrischen Antrieb eines Kraft fahrzeugs bekannt, bei dem ein von einem Stator angetriebener Rotor über eine als Schlingfeder ausgestaltete Überlastkupplung mit einer Rotorwelle gekoppelt ist, um das Massenträgheitsmoment des Rotors bei einem plötzlichen Drehmomentstoß im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs abzukoppeln. From DE 10 2018 115 186 A1 an electric motor for the electric drive of a motor vehicle is known in which a rotor driven by a stator is coupled to a rotor shaft via an overload clutch designed as a wrap spring in order to reduce the mass moment of inertia of the rotor in the event of a sudden torque surge in the drive train of the Uncouple the motor vehicle.

Es besteht ein ständiges Bedürfnis einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bau raumsparend bei plötzlichen Drehmomentstößen zu schützen. There is a constant need to protect a drive train of a motor vehicle in a space-saving manner in the event of sudden torque surges.

Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die bei einem geringen Bauraumbedarf einen Schutz eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs bei plötzli chen Drehmomentstößen ermöglichen. It is the object of the invention to show measures that allow protection of a drive train of a motor vehicle in the event of sudden torque surges while requiring little installation space.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch einen Elektromotor mit den Merkmalen des An spruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombi nation einen Aspekt der Erfindung darstellen können. The object is achieved by an electric motor with the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are given in the dependent claims and the following description, each of which can represent an aspect of the invention individually or in combination.

Eine Ausführungsform betrifft einen Elektromotor zum elektrischen Antrieb eines Kraft fahrzeugs mit einem von einem Stator antreibbaren Rotor, einem Abtriebselement zum Ausleiten eines von dem Rotor kommenden Drehmoments und einer zwischen dem Rotor und dem Abtriebselement vorgesehenen Rutschkupplung zur Begrenzung eines maximal übertragbaren Drehmoments, wobei die Rutschkupplung ein zwischen zwei axial feststehenden Gegenreibflächen verklemmtes Federelement zum reib- schlüssigen Anpressen von zwei voneinander weg weisenden Reibflächen an die je weilige Gegenreibfläche aufweist. One embodiment relates to an electric motor for electrically driving a motor vehicle with a rotor that can be driven by a stator, an output element for diverting a torque coming from the rotor and a slip clutch provided between the rotor and the output element to limit a maximum transmittable torque, the slip clutch being on spring element clamped between two axially fixed counter friction surfaces for frictional coherent pressing of two mutually facing friction surfaces against the respective counter friction surface.

Durch das verklemmte Federelement wird das Federelement vorgespannt, wodurch eine definierte Federkraft von dem Federelement auf die mindestens zwei Reibpaa rungen zwischen der jeweiligen Reibfläche und Gegenreibfläche aufgeprägt wird. Die Federkraft hängt hierbei nur von dem axialen Abstand der Gegenreibflächen und der Geometrie des Federelements ab, so dass sehr leicht eine genau definierte Federkraft vorgesehen werden kann. Diese Federkraft bedingt die zwischen der Reibfläche und der Gegenreibfläche Reibungskraft, von der wiederum das in der Rutschkupplung maximal übertragbare Drehmoment abhängt. Falls infolge eines plötzlichen Drehmo mentstoßes („Impact“) das maximal übertragbare Drehmoment in der Rutschkupplung überschritten werden sollte, kann die in den Reibpaarungen angreifende Reibungs kraft überwunden werden und die Rutschkupplung in den Schlupfbetrieb wechseln, bei der ein Durchrutschen der Reibflächen an den Gegenreibflächen erfolgt. Eine Übertragung eines zu großen Drehmoments kann dadurch vermieden werden, wodurch Beschädigungen von Komponenten in dem Antriebsstrang des Kraftfahr zeugs durch Überbelastungen vermieden werden können. The spring element is pretensioned by the jammed spring element, as a result of which a defined spring force is impressed by the spring element on the at least two friction pairs between the respective friction surface and the counter-friction surface. The spring force depends only on the axial distance between the counter-friction surfaces and the geometry of the spring element, so that a precisely defined spring force can be provided very easily. This spring force causes the friction force between the friction surface and the counter-friction surface, on which in turn the maximum torque that can be transmitted in the slip clutch depends. If the maximum transmissible torque in the slipping clutch should be exceeded as a result of a sudden torque surge ("impact"), the frictional force acting in the friction pairings can be overcome and the slipping clutch can switch to slip mode, in which the friction surfaces slip on the opposing friction surfaces . A transmission of too great a torque can be avoided, whereby damage to components in the drive train of the motor vehicle through overloading can be avoided.

Da die Gegenreibflächen axial feststehen, ändert sich die von dem Federelement er zeugte Federkraft nicht wesentlich, so dass das von der Rutschkupplung maximal übertragbare Drehmoment sehr genau eingestellt und über die Lebensdauer im We sentlichen konstant bleibt. Sofern ein abrasiver Verschleiß in der Reibpaarung zwi schen der Reibfläche und der Gegenreibfläche überhaupt auftreten sollte, ist davon auszugehen, dass der Verschleiß so gering ist, dass die Vorspannung des Federele ments im Wesentlichen erhalten bleibt und das von der Rutschkupplung maximal übertragbare Drehmoment sich nicht wesentlich verändert. Die Rutschkupplung er möglicht dadurch eine sehr präzise Drehmomentbegrenzung über eine lange Lebens dauer. Since the opposing friction surfaces are axially fixed, the spring force generated by the spring element does not change significantly, so that the maximum torque that can be transmitted by the slip clutch is set very precisely and remains essentially constant over the service life. If there is any abrasive wear in the friction pairing between the friction surface and the counter-friction surface, it can be assumed that the wear is so low that the preload of the spring element is essentially retained and the maximum torque that can be transmitted by the slip clutch is not significantly different changes. The slip clutch enables very precise torque limitation over a long service life.

Im Gegensatz zu bekannten Bauformen von Reibungskupplungen sind die Gegenreib flächen axial unbeweglich. Eine axial verschiebbare Gegenreibfläche, die von einem Federelement angepresst wird, um eine Kupplungsscheibe reibschlüssig zu verpres- sen ist vermieden. Stattdessen ist die Kupplungsscheibe durch das Federelement er- setzt, wobei das Federelement die Reibflächen in axialer Richtung voneinander weg gegen die aufeinander zu gerichteten Gegenreibflächen drückt. Eine axial oder radial außerhalb der Gegenreibflächen vorgesehene Aktorik und/oder Abstütztechnik zur Er zeugung einer das maximal übertragbare Drehmoment bestimmenden Anpresskraft in den Reibpaarungen zwischen der Reibfläche und der Gegenreibfläche ist nicht erfor derlich und kann eingespart werden. Der Bauraumbedarf der Rutschkupplung, insbe sondere in axialer Richtung, kann dadurch gering gehalten werden und/oder minimiert werden. Die Funktionen der Reibungskupplung eine Anpresskraft zu erzeugen, eine Reibfläche bereitzustellen und eine Drehmomentübertragung bis zu dem vordefinier ten maximal übertragbaren Drehmoment herbeizuführen kann auf eine geringere An zahl an Bauteilen konzentriert werden. Insbesondere ist es möglich, dass in dem Fe derelement mehr als eine dieser Funktionen kombiniert sind. Die Bauteleanzahl für die Rutschkupplung kann dadurch gering gehalten werden, wodurch auch ein entspre chend geringer Bauraumbedarf erreicht werden kann. Durch die Verklemmung des Federelements zwischen den axial feststehenden Gegenreibflächen kann bei einem geringen Bauraumbedarf sehr präzise ein maximal übertragbares Drehmoment einge stellt werden, so dass bei einem geringen Bauraumbedarf einen Schutz eines An triebsstrangs eines Kraftfahrzeugs bei plötzlichen Drehmomentstößen ermöglicht ist. In contrast to known designs of friction clutches, the opposing friction surfaces are axially immobile. An axially displaceable counter friction surface, which is pressed on by a spring element in order to press a clutch disc with a friction fit, is avoided. Instead, the clutch disc is sets, wherein the spring element presses the friction surfaces away from each other in the axial direction against the opposing friction surfaces facing each other. An actuator and / or support technology provided axially or radially outside the counter friction surface to generate a contact force that determines the maximum transferable torque in the friction pairings between the friction surface and the counter friction surface is not necessary and can be saved. The space requirement of the slip clutch, in particular special in the axial direction, can thereby be kept low and / or minimized. The functions of the friction clutch to generate a contact force, to provide a friction surface and to bring about a torque transmission up to the predefined maximum transmittable torque can be concentrated on a smaller number of components. In particular, it is possible for more than one of these functions to be combined in the spring element. The number of components for the slip clutch can thus be kept low, which means that a correspondingly low space requirement can be achieved. By jamming the spring element between the axially fixed counter-friction surfaces, a maximum transferable torque can be set very precisely with a small space requirement, so that protection of a drive train of a motor vehicle in the event of sudden torque surges is possible with a small space requirement.

Bei einem plötzlichem Drehmomentstoß („Impact“) können sich im Antriebsstrang nicht vorgesehene Belastungen ergeben, die zu einer Beschädigung von drehmomen tübertragenden Komponenten im Antriebsstrang führen können. Impacts entstehen beispielsweise, wenn beim Anfahren des Kraftfahrzeugs der Kraftfahrzeugmotor ab gewürgt wird, ein Verschalten stattfindet, ein schnelles Einkuppeln erfolgt, ein Rück schalten mit gleichzeitigen Gas geben durchgeführt wird, eine Notbremsung erfolgt, ein Knallstart („Kavalierstart“) stattfindet und/oder ein Motorstart eines als Verbren nungsmotor ausgestalteten angekoppleten Kraftfahrzeugmotors erfolgt. Zudem kann ein Impact im Antriebsstrang aufgrund von Antriebsstrangelastizitäten auftreten, ins besondere wenn sich die Traktion des Kraftfahrzeugs plötzlich ändernd, beispielswei se bei einem Übergang der Fahrbahnbeschaffenheit zwischen einer Eisfläche und ei ner eisfreien Fläche auf einem Untergrund. Außerdem kann ein schlagartiger Impact auftreten, wenn eine Komponente des Antriebsstrangs an einem Endanschlag an schlägt und aus der Bewegung plötzlich angehalten wird, wie dies beispielsweise bei einem plötzlichen Einrasten einer Parksperre oder ähnlichem der Fall wäre. Die Rutschkupplung kann als Drehmomentbegrenzer in der Art eines Tiefpassfilters eine Übertragung von zu hohen Drehmomenten verhindern, indem die aus der Reibfläche und der Gegenreibfläche gebildete Reibpaarung bei zu hohen Drehmomenten in der Rutschkupplung durchrutschen kann. Das von der Rutschkupplung noch übertragbare maximale Drehmoment hängt von Reibungseigenschaften, insbesondere Reibwert und Anpresskraft, in der mindestens einen Reibpaarung ab, die zur Einstellung des gewünschten maximalen Drehmoments geeignet gewählt sind. Durch die durchrut schende Rutschkupplung kann das wirksame Massenträgheitsmoment des Rotors des Elektromotors und das wirksame elektrisch erzeugte Drehmoment zumindest be grenzt werden, um eine Beschädigung von Komponenten des Antriebsstrangs bei ei nem plötzlich auftretenden Gegenmoment im Antriebsstrang zu vermeiden. A sudden torque surge ("impact") can result in loads that are not intended in the drive train, which can damage torque-transmitting components in the drive train. Impacts arise, for example, when the motor vehicle engine is stalled when the vehicle starts up, switching takes place, the clutch is engaged quickly, downshifting is carried out with simultaneous acceleration, emergency braking takes place, a blast start ("cavalier start") takes place and / or a Engine start-up of a coupled motor vehicle engine designed as a combustion engine takes place. In addition, an impact in the drive train can occur due to drive train elasticities, in particular if the traction of the motor vehicle suddenly changes, for example when the road surface changes between an ice surface and an ice-free surface on a ground. In addition, a sudden impact can occur if a component of the drive train hits an end stop and the movement is suddenly stopped, as would be the case, for example, if a parking lock or the like suddenly engages. the As a torque limiter in the form of a low-pass filter, the slip clutch can prevent excessive torques from being transmitted, in that the friction pairing formed from the friction surface and the counter-friction surface can slip through in the slip clutch when the torques are too high. The maximum torque that can still be transmitted by the slip clutch depends on the friction properties, in particular the coefficient of friction and the contact pressure, in the at least one friction pairing that is selected to be suitable for setting the desired maximum torque. Through the slipping slip clutch, the effective mass moment of inertia of the rotor of the electric motor and the effective electrically generated torque can at least be limited in order to avoid damage to components of the drive train in the event of a sudden counter-torque in the drive train.

Der Elektromotor kann dazu dimensioniert sein das Kraftfahrzeug, an dessen An triebsstrang der Elektromotor angeschlossen werden kann, rein elektrisch anzutrei ben. Hierzu kann der Stator des Elektromotors elektrisch betriebene Elektromagneten aufweisen, die mit Permanentmagneten des Rotors Zusammenwirken können, um den Rotor und eine mit dem Rotor verbundene und am Antriebsstrang permanent oder lösbar angekoppelte Rotorwelle in Rotation zu versetzen. Der Rotor kann hierbei als Innenläufer oder Außenläufer ausgestaltet sein. Der Stator kann an einer wieder auf ladbaren Kraftfahrzeugbatterie angeschlossen sein, in der die für den Betrieb des Elektromotors benötigte elektrische Energie gespeichert werden kann. Vorzugsweise ist der Elektromotor als elektrische Maschine ausgestaltet, die auch im Generatorbe trieb betrieben werden kann, so dass auch mechanische Energie aus dem Antriebs strang mit Hilfe des im Generatorbetrieb betriebenen Elektromotors in elektrische Energie gewandelt werden kann, die in der angeschlossenen Kraftfahrzeugbatterie gespeichert werden kann. Dadurch kann beispielsweise beim Abbremsen des Kraft fahrzeugs Bremsenergie rekuperiert werden. The electric motor can be dimensioned to drive the motor vehicle, to whose drive train the electric motor can be connected, to drive purely electrically. For this purpose, the stator of the electric motor can have electrically operated electromagnets that can interact with permanent magnets of the rotor in order to set the rotor and a rotor shaft connected to the rotor and permanently or detachably coupled to the drive train into rotation. The rotor can be designed as an internal rotor or an external rotor. The stator can be connected to a rechargeable motor vehicle battery in which the electrical energy required to operate the electric motor can be stored. The electric motor is preferably designed as an electric machine that can also be operated in generator mode, so that mechanical energy from the drive train can also be converted into electrical energy with the help of the electric motor operated in generator mode, which can be stored in the connected motor vehicle battery. As a result, braking energy can be recuperated when braking the motor vehicle, for example.

Insbesondere ist das Federelement als Tellerfeder ausgestaltet, wobei insbesondere eine Federkennlinie der Tellerfeder einen Teilbereich mit einer über einen begrenzten Verformungsbereich im Wesentlichen konstanten Federkraft aufweist und die Teller feder in diesem Teilbereich zwischen den Gegenreibflächen vorgespannt ist. Die Tel lerfeder ist in axialer Richtung sehr klein, so dass der axiale Bauraumbedarf beson ders gering ist. Die Tellerfeder kann durch eine Änderung ihrer Konizität eine Feder- kraft zwischen in radialer Richtung zueinander beabstandeten Anlagestellen aufprä gen. Die jeweilige Reibfläche kann an unterschiedlichen Axialseiten der Tellerfeder an den in radialer Richtung zueinander beabstandeten Anlagestellen, an denen die Fe derkraft der Tellerfeder angreift, vorgesehen sein, wobei insbesondere die Reibfläche durch einen separaten mit der Tellerfeder in dem Anlagestellen befestigten Reibbelag oder durch die Anlagestelle der Tellerfeder selber ausgebildet sein kann. Durch die Bauart und Funktionsweise der Tellerfeder ist es möglich eine lineare Federkennlinie zu vermeiden und für die Federkennlinie des Federelements eine nicht lineare Feder kennlinie mit einem Teilbereich auszubilden, in dem die Federkraft über einen be stimmten axialen Verformungsweg im Wesentlichen konstant ist. Insbesondere weicht in diesem Teilbereich der Federkennlinie die Federkraft um maximal 20%, vorzugs weise um maximal 10% und besonders bevorzugt um maximal 5% von einem sich in diesem Teilbereich ergebenen Mittelwert der Federkraft ab. In der Regel liegt in die sem Teilbereich eine Abweichung von dem Mittelwert der Federkraft um über 0%, ins besondere über 2% und vorzugsweise über 4% vor. Die in diesem Teilbereich der Fe derkennlinie belastete Tellerfeder kann dadurch axiale Toleranzen automatisch aus- gleichen, ohne dass sich die von dem Federelement aufgeprägte Federkraft signifi kant verändert. Dadurch kann auch bei geringen und kostengünstigen Toleranzanfor derungen ein bestimmtes maximal übertragbares Drehmoment für die Rutschkupp lung sehr genau eingehalten werden. Zudem kann das als Tellerfeder ausgestaltete Federelement einen abrasiven Verschleiß in der Reibpaarung zwischen der Reibflä che und der Gegenreibfläche automatisch ausgleichen, ohne dass sich die von dem Federelement aufgeprägte Federkraft signifikant verändert. Das für die Rutschkupp lung vorgesehene maximal übertragbare Drehmoment ist dadurch im Wesentlichen verschleißunabhängig und kann über die Lebensdauer im Wesentlichen konstant bei behalten werden. In particular, the spring element is designed as a plate spring, with a spring characteristic curve of the plate spring in particular having a sub-area with a spring force that is essentially constant over a limited deformation area and the plate spring being pretensioned in this sub-area between the counter-friction surfaces. The Tel lerfeder is very small in the axial direction, so that the axial space requirement is particularly low. By changing its conicity, the disc spring can become a spring force between contact points spaced from one another in the radial direction Disk spring can be formed in the friction lining attached to the contact points or by the contact point of the disk spring itself. The design and function of the disc spring makes it possible to avoid a linear spring characteristic and to form a non-linear spring characteristic with a partial area for the spring characteristic of the spring element in which the spring force is essentially constant over a certain axial deformation path. In particular, in this sub-area of the spring characteristic, the spring force deviates by a maximum of 20%, preferably by a maximum of 10% and particularly preferably by a maximum of 5%, from a mean value of the spring force obtained in this sub-area. As a rule, there is a deviation from the mean value of the spring force by more than 0%, in particular more than 2% and preferably more than 4%, in this sub-area. The plate spring loaded in this partial area of the spring characteristic can thereby automatically compensate for axial tolerances without the spring force applied by the spring element changing significantly. As a result, a certain maximum transmissible torque for the slip clutch can be adhered to very precisely, even with low and inexpensive tolerance requirements. In addition, the spring element designed as a disc spring can automatically compensate for abrasive wear in the friction pairing between the friction surface and the counter-friction surface without the spring force exerted by the spring element changing significantly. The maximum transmissible torque provided for the slip clutch is therefore essentially independent of wear and tear and can be kept essentially constant over the service life.

Vorzugsweise sind die Reibflächen durch unmittelbar an dem Federelement oder an von dem Federelement verformbaren Reibblechen befestigte Reibbeläge ausgebildet. Dadurch ist es möglich, dass die Gegenreibflächen nicht durch Reibbeläge ausgebil det werden und stattdessen durch das Material der mit dem Rotor beziehungsweise mit dem Abtriebselement verbundenen Bauteils oder Teilbereichs ausgebildet werden. Die für die Rutschkupplung vorgesehenen Reibbeläge können dadurch mit einem Bauteil verbunden werden, dessen beide Axialseiten bei der Herstellung leicht zu- gänglich sind, wodurch die Montage vereinfacht ist. Die Reibeläge können leicht an den frei zugänglichen Axialseiten des, insbesondere als Tellerfeder ausgestalteten, Federelement unmittelbar oder mittelbar über das zwischengeschaltete Reibblech be festigt, insbesondere verklebt oder vernietet, werden. Das Federelement kann zwi schen den Reibblechen in axialer Richtung federnd verklemmt sein und die Reibble che voneinander wegbiegen, bis die Reibflächen der Reibbleche mit der gewünschten Federkraft an den zugeordneten Gegenreibflächen angreifen können. In einer alterna tiven Ausführungsform können die Gegenreibflächen durch Reibbeläge und die Reib fläche durch die axiale Oberfläche des Federelements beziehungsweise der Reibble che ausgebildet sein. The friction surfaces are preferably formed by friction linings fastened directly to the spring element or to friction plates which can be deformed by the spring element. This makes it possible for the opposing friction surfaces not to be formed by friction linings and instead to be formed by the material of the component or sub-area connected to the rotor or to the output element. The friction linings provided for the slip clutch can thus be connected to a component, the two axial sides of which can be easily closed during manufacture. are accessible, which simplifies assembly. The friction linings can easily be fastened, in particular glued or riveted, to the freely accessible axial sides of the spring element, in particular designed as a plate spring, directly or indirectly via the interposed friction plate. The spring element can be resiliently clamped between tween the friction plates in the axial direction and the Reibble surface bend away from each other until the friction surfaces of the friction plates can act with the desired spring force on the associated counter-friction surfaces. In an alterna tive embodiment, the opposing friction surfaces can be formed by friction linings and the friction surface by the axial surface of the spring element or the friction plate.

Besonders bevorzugt weisen mindestens eine Reibfläche und die zugehörige Gegen reibfläche im Wesentlichen in axialer Richtung. Die Reibfläche und die zugehörige Gegenreibfläche können im Wesentlichen in einer Radialebene des Elektromotors an einander anliegen. Der axiale Bauraumbedarf und der Fierstellungsaufwand kann dadurch minimiert werden. Particularly preferably, at least one friction surface and the associated counter-friction surface point essentially in the axial direction. The friction surface and the associated counter-friction surface can essentially bear against one another in a radial plane of the electric motor. The axial installation space requirement and the effort required for positioning can be minimized as a result.

Insbesondere sind mindestens eine Reibfläche und die zugehörige Gegenreibfläche im Wesentlichen konisch ausgeformt. Die Bauteile der Rutschkupplung können dadurch automatisch aneinander zentriert werden, so dass sich genau geometrisch vorherbestimmte Reibungsverhältnisse sicherstellen lassen. Die Reibfläche und die zugehörige Gegenreibfläche können zu einer Radialebene des Elektromotors kegel förmig angeschrägt verlaufen, wodurch die angreifenden Reibkräfte verstärkt werden können. Insbesondere können durch die mindestens zwei an unterschiedlichen Axial seiten des Federelements vorgesehenen Reibpaarung bezüglich der Größe und der relativen Ausrichtung zur Radialebene des Elektromotors derart aneinander ange passt sein, dass auch bei einem radialen Versatz der Reibpaarungen in beiden Reib paarungen das im Wesentlichen gleiche maximale Drehmoment erreicht wird. In particular, at least one friction surface and the associated counter-friction surface are essentially conical in shape. The components of the slip clutch can thereby be automatically centered on one another, so that precisely geometrically predetermined friction conditions can be ensured. The friction surface and the associated counter-friction surface can be tapered in a conical shape with respect to a radial plane of the electric motor, as a result of which the applied frictional forces can be increased. In particular, due to the at least two friction pairings provided on different axial sides of the spring element, the size and relative alignment to the radial plane of the electric motor can be matched to one another in such a way that essentially the same maximum torque is achieved in both friction pairings even with a radial offset of the friction pairings will.

Vorzugsweise ist mindestens eine Gegenreibfläche durch einen separat befestigten Sicherungsring axial abgestützt. Dies ermöglicht es die mindestens zwei Gegenreib flächen von einem gemeinsamen Bauteil auszubilden. Dieses Bauteil kann sich schei benartig an der einen Axialseite des Federelements erstrecken und das Federelement radial umgreifen. Dadurch kann in dem scheibenartigen Teilbereich die eine Gegen- reibfläche ausgebildet werden. Das Federelement mit den mindestens zwei Reibflä chen kann bei der Montage der Rutschkupplung an den scheibenartigen Teilbereich angelegt werden. Danach kann das Federelement mit axialer Vorspannung durch den in den radial abstehenden Teil des Bauteils eingesetzten Sicherungsring in axialer Richtung verliersicher gehalten werden. Hierbei kann zwischen dem Sicherungsring und der zugewandten Axialseite ein die entsprechende andere Gegenreibfläche aus bildendes, insbesondere als ringförmige Scheibe ausgestaltetes, Bauteil vorgesehen sein. Alternativ kann die andere Gegenreibfläche von dem Sicherungsring selber aus gestaltet sein. At least one counter-friction surface is preferably axially supported by a separately fastened securing ring. This makes it possible to form the at least two counter friction surfaces from a common component. This component can extend like a disc on one axial side of the spring element and encompass the spring element radially. As a result, in the disk-like sub-area, the one opposite friction surface are formed. The spring element with the at least two friction surfaces can be applied to the disk-like sub-area during the assembly of the slip clutch. Thereafter, the spring element can be held captive in the axial direction with axial pretension by the locking ring inserted into the radially protruding part of the component. Here, a component that forms the corresponding other counter-friction surface, in particular configured as an annular disk, can be provided between the securing ring and the facing axial side. Alternatively, the other counter friction surface can be designed from the locking ring itself.

Besonders bevorzugt verläuft die Reibfläche und/oder die Gegenreibfläche in Um fangsrichtung geschlossen oder über Nuten unterbrochen in Umfangsrichtung seg mentiert. Durch die in Umfangsrichtung geschlossene Reibfläche und/oder Gegenreib fläche ist eine einfache und kostengünstige Formgestaltung realisiert, bei der aufgrund der maximierten aneinander angreifenden Reibpaarungen der abrasive Verschleiß ge ring gehalten werden kann. Durch den segmentierten Verlauf in Umfangsrichtung sind zwischen den jeweiligen Segmenten der Reibfläche und/oder der Gegenreibfläche die Nuten ausgebildet, wodurch eine unnötige Versteifung der Reibfläche beziehungswei se der Gegenreibfläche vermieden ist. Die Wegunabhängigkeit der durch die Reibflä che und die Gegenreibfläche ausgebildeten Reibpaarung ist dadurch erhöht, so dass sich das maximal übertragbare Drehmoment in der Rutschkupplung bei axialen Tole ranzen und/oder Verschleiß von Reibbelägen weniger stark ändert. Zudem kann über die Nuten in den Reibpaarungen entstehende Reibungswärme konvektiv abgeführt werden. Ein zu starkes Aufheizen der Reibbeläge kann dadurch vermieden werden. Die Erstreckung in Umfangsrichtung der Segmente der Reibfläche beziehungsweise der Gegenreibfläche ist hierbei groß genug, um ein hinreichend großes maximal über tragbares Drehmoment erreichen zu können. Die Erstreckung des jeweiligen Seg ments in Umfangrichtung ist hierbei geeignet gewählt, dass die Anzahl der Segmente möglichst gering ist, aber entsprechend viele Nuten für eine über den Umfang verteilte ausreichende Wärmeabfuhr gegeben ist. Particularly preferably, the friction surface and / or the counter-friction surface runs in the circumferential direction closed or interrupted by grooves in the circumferential direction seg mented. Due to the friction surface and / or counter friction surface closed in the circumferential direction, a simple and inexpensive design is realized in which the abrasive wear can be kept ge ring due to the maximized friction pairings engaging one another. Due to the segmented course in the circumferential direction, the grooves are formed between the respective segments of the friction surface and / or the counter-friction surface, thereby avoiding unnecessary stiffening of the friction surface or the counter-friction surface. The travel independence of the friction pairing formed by the Reibflä surface and the counter-friction surface is increased, so that the maximum torque that can be transmitted in the slip clutch does not change as much in the case of axial tolerances and / or wear of friction linings. In addition, frictional heat generated in the friction pairings can be dissipated convectively via the grooves. This can prevent the friction linings from heating up too much. The extent in the circumferential direction of the segments of the friction surface or the counter-friction surface is large enough here to be able to achieve a sufficiently large maximum torque that can be tolerated. The extent of the respective segment in the circumferential direction is suitably selected here so that the number of segments is as small as possible, but there is a corresponding number of grooves for sufficient heat dissipation distributed over the circumference.

Insbesondere ist das Federelement drehmomentübertragend aber axial bewegbar, insbesondere über eine Verzahnung und/oder eine axial biegeweiche Übertragungs scheibe, mit dem Abtriebselement oder mit dem Rotor direkt oder indirekt gekoppelt. Durch die axiale Nachgiebigkeit der Anbindung des Federelements kann das Fe derelement gut zwischen den Gegenreibflächen verspannt werden und einen axialen Toleranzausgleich erreichen. Durch die drehmomentübertragende Koppelung kann das über die Reibpaarungen eingeleitete Drehmoment in Kraftflussrichtung an der Koppelstelle ausgeleitet werden beziehungsweise das an der drehmomentübertra genden Koppelstelle eingeleitete Drehmoment an den Reibpaarungen ausgeleitet werden. Hierbei kann das Federelement in einer an der Koppelstelle ausgebildeten Verzahnung axial verschiebbar ausgeführt sein. Es ist aber auch möglich das Fe derelement über mindestens eine dünne und in axialer Richtung nachgiebige Scheibe, die auch als „Flexplate“ bezeichnet wird, in der Koppelstelle anzubinden. In particular, the spring element is axially movable in a torque-transmitting manner, in particular via a toothing and / or an axially flexible transmission disk, directly or indirectly coupled to the output element or to the rotor. Due to the axial resilience of the connection of the spring element, the Fe derelement can be clamped well between the counter friction surfaces and achieve an axial tolerance compensation. Through the torque-transmitting coupling, the torque introduced via the friction pairings can be diverted in the direction of force flow at the coupling point or the torque introduced at the torque-transmitting coupling point can be diverted to the friction pairings. Here, the spring element can be designed to be axially displaceable in a toothing formed at the coupling point. However, it is also possible to connect the spring element in the coupling point via at least one thin and axially flexible disk, which is also referred to as a “flexplate”.

Vorzugsweise ist ein den Stator und den Rotor aufnehmendes Motorgehäuse vorge sehen, wobei die Rutschkupplung innerhalb oder außerhalb des Motorgehäuses vor gesehen ist. Wenn die Rutschkupplung innerhalb des, insbesondere als Trockenraum ausgestalteten, Motorgehäuse aufgenommen ist, kann die Rutschkupplung vor äuße ren Einflüssen geschützt sein. Wenn die Rutschkupplung außerhalb des Motorgehäu ses, insbesondere in einem mit Schmieröl geschmierten Nassraum, vorgesehen ist, kann die Rutschkupplung zur Abfuhr von Reibungswärme besser gekühlt werden. Preferably, a motor housing accommodating the stator and the rotor is provided, the slip clutch being seen inside or outside the motor housing. If the slip clutch is accommodated within the motor housing, which is designed in particular as a dry space, the slip clutch can be protected from external influences. If the slip clutch is provided outside the Motorgehäu ses, in particular in a wet room lubricated with lubricating oil, the slip clutch can be better cooled to dissipate frictional heat.

Besonders bevorzugt sind der Rotor und das Abtriebselement über eine, insbesonde re als Planetengetriebe ausgestaltete, Übersetzungsstufe zur Drehzahluntersetzung gekoppelt, wobei die Übersetzungsstufe radial innerhalb zu dem Rotor in einem ge meinsamen Axialbereich mit dem Rotor vorgesehen ist, wobei insbesondere die Rutschkupplung zwischen dem Rotor und der Übersetzungsstufe vorgesehen ist. Da mit der Elektromotor ein zum Antrieb des Kraftfahrzeugs ausreichende Leistung er zeugen kann, weisen der Stator und der Rotor eine entsprechende Dimensionierung mit einem entsprechend großen Außendurchmesser auf. Dadurch kann leicht radial innerhalb der mit dem Stator zusammenwirkenden Magneten des Rotors Bauraum geschaffen werden, der von der Übersetzungsstufe genutzt werden kann. Hierbei kann berücksichtigt werden, dass ein Elektromotor sehr gut sehr hohe Drehzahlen bei einem geringen Drehmoment erzeugen kann und die Übersetzungsstufe die von dem Elektromotor erzeugte Drehzahl auf eine für Anwendungen im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs besser geeignete Drehzahl untersetzen kann, wodurch gleichzeitig das von dem Elektromotor erzeugte Drehmoment auf ein für die gewünschte Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs besser geeignetes Drehmoment übersetzt werden kann. Mit Hilfe der Übersetzungsstufe kann ein für den Anrieb des Kraftfahrzeugs nicht benötigter Drehzahl- und Drehmomentbereich vermieden werden, so dass eine Drehzahlsprei zung eines im Antriebsstrang nachfolgenden Kraftfahrzeuggetriebes geringer dimen sioniert werden kann. Besonders bevorzugt ist die Rutschkupplung in der Überset zungsstufe integriert und/oder wirkt mit Komponenten der Übersetzungsstufe zusam men. Beispielsweise kann die Gegenreibfläche durch eine Komponente der Überset zungsstufe, beispielsweise ein Sonnenrad, ein Hohlrad oder ein Planetenträger, oder durch ein mit dieser Komponente der Übersetzungsstufe unmittelbar verbundenes Bauteil ausgebildet sein. Ein Rotorträger des Rotors oder eine mit dem Rotor verbun dene Rotorwelle kann insbesondere ein Sonnenrad, ein Hohlrad oder einen Planeten träger der als Planetengetriebe ausgestalteten Übersetzungsstufe ausbilden oder mit einer dieser Komponenten verbunden sein. Bei dem Planetengetriebe können drehbar an dem Planetenträger gelagerte Planetenräder sowohl mit dem radial inneren Son nenrad als auch mit den koaxial zu Sonnenrad vorgesehenen Hohlrad kämmen. Um eine bestimmte Übersetzung für die Übersetzungsstufe einzustellen, kann eine der Komponenten des Planetengetriebes permanent oder zweitweise bewegungslos fest gehalten oder gebremst sein. Beispielsweise kann das Hohlrad bewegungsfest mit ei nem Motorgehäuse des Elektromotors verbunden sein. Particularly preferably, the rotor and the output element are coupled via a gear stage designed especially as a planetary gear for speed reduction, the gear stage being provided radially inside to the rotor in a common axial area with the rotor, in particular the slip clutch between the rotor and the Translation stage is provided. Since the electric motor can generate sufficient power to drive the motor vehicle, the stator and the rotor are appropriately dimensioned with a correspondingly large outer diameter. As a result, installation space can easily be created radially within the magnets of the rotor which interact with the stator and which can be used by the transmission stage. It can be taken into account here that an electric motor can generate very high speeds with a low torque and the transmission stage can reduce the speed generated by the electric motor to a speed that is more suitable for applications in the drive train of the motor vehicle, whereby the torque generated by the electric motor at the same time on one for the desired driving dynamics the motor vehicle more suitable torque can be translated. With the help of the gear ratio, a speed and torque range that is not required for driving the motor vehicle can be avoided, so that a speed spread of a motor vehicle transmission following in the drive train can be made smaller. The slip clutch is particularly preferably integrated in the transmission stage and / or interacts with components of the transmission stage. For example, the counter friction surface can be formed by a component of the transmission stage, for example a sun gear, a ring gear or a planet carrier, or by a component directly connected to this component of the transmission stage. A rotor carrier of the rotor or a rotor shaft connected to the rotor can in particular form a sun gear, a ring gear or a planet carrier of the transmission stage configured as a planetary gear or be connected to one of these components. In the planetary gear rotatably mounted on the planet carrier planet gears mesh both with the radially inner Son nenrad and with the coaxial with the sun gear provided ring gear. In order to set a specific translation for the translation stage, one of the components of the planetary gear can be permanently or temporarily held motionless or braked. For example, the ring gear can be connected to a motor housing of the electric motor in a fixed manner.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfol gend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen: The invention is explained by way of example with reference to the accompanying drawings using preferred exemplary embodiments, the features shown below being able to represent an aspect of the invention both individually and in combination. Show it:

Fig. 1: eine schematische Schnittansicht eines Elektromotors, 1: a schematic sectional view of an electric motor,

Fig. 2: eine schematische Detailansicht einer ersten Ausführungsform einer Rutsch kupplung für den Elektromotor aus Fig. 1 , Fig. 2: a schematic detailed view of a first embodiment of a slip clutch for the electric motor from Fig. 1,

Fig. 3: eine schematische Detailansicht einer zweiten Ausführungsform einer Rutsch kupplung für den Elektromotor aus Fig. 1 , Fig. 3: a schematic detailed view of a second embodiment of a slip clutch for the electric motor from Fig. 1,

Fig. 4: eine schematische Detailansicht einer dritten Ausführungsform einer Rutsch kupplung für den Elektromotor aus Fig. 1 , Fig. 4: a schematic detailed view of a third embodiment of a slip clutch for the electric motor from Fig. 1,

Fig. 5: eine schematische Draufsicht auf einen Teil eines Federelements der Rutsch kupplung aus Fig. 4, Fig. 6: ein schematisches Diagramm einer Federkennlinie eines Federelements derFig. 5: a schematic plan view of part of a spring element of the slip clutch from Fig. 4, 6: a schematic diagram of a spring characteristic curve of a spring element in FIG

Rutschkupplung für den Elektromotor aus Fig. 1 und Slipping clutch for the electric motor from Fig. 1 and

Fig. 7: eine schematische Detailansicht eines alternativen Elektromotors. 7: a schematic detailed view of an alternative electric motor.

Der in Fig. 1 dargestellte Elektromotor 10 ist zum rein elektrischen Antrieb eines Kraft fahrzeugs dimensioniert. Der Elektromotor 10 kann hierbei als elektrische Maschine ausgestaltet sein, die sowohl im Motorbetrieb als auch im Generatorbetrieb betrieben werden kann. Der Elektromotor 10 weist einen mit einem Motorgehäuse 12 fest ver bundenen Stator 14 auf, der mit einem drehbaren als Innenläufer ausgestalteten Rotor 16 elektromagnetisch Zusammenwirken kann. Die Drehzahl des Rotors 16 kann mit Hilfe eines mit dem Motorgehäuse 12 befestigten Drehzahlsensors 18 gemessen wer den. Der Rotor 16 ist über einen Rotorträger 20 mit einer zu dem Magneten aufwei senden Rotor 18 radial innen beabstandet vorgesehenen Rotorwelle 22 drehfest ver bunden. Die Rotorwelle 22 ist über beispielsweise als Wälzlager ausgestaltete Lager 24 an dem Motorgehäuse 12 gelagert. An einem aus dem Motorgehäuse 12 axial her ausragenden Wellenende der Rotorwelle 22 ist ein Abtriebselement 26 vorgesehen, das, beispielsweise über eine Außenverzahnung, das in dem Elektromotor 10 erzeug te Drehmoment an eine in einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs nachgelagerte Komponente ausleiten kann. Das von dem Abtriebselement 26 ausgeleitete Drehmo ment kann beispielsweise, gegebenenfalls über eine Trennkupplung, an eine Getrie beeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes geleitet werden. The electric motor 10 shown in Fig. 1 is dimensioned for the purely electric drive of a motor vehicle. The electric motor 10 can be designed as an electric machine that can be operated both in motor mode and in generator mode. The electric motor 10 has a stator 14 which is firmly connected to a motor housing 12 and which can interact electromagnetically with a rotatable rotor 16 configured as an internal rotor. The speed of the rotor 16 can be measured with the aid of a speed sensor 18 attached to the motor housing 12. The rotor 16 is rotatably connected via a rotor arm 20 with a rotor 18 to the magnet aufwei send rotor 18 spaced radially inwardly provided rotor shaft 22 a related party. The rotor shaft 22 is supported on the motor housing 12 by means of bearings 24 configured, for example, as roller bearings. At a shaft end of the rotor shaft 22 protruding axially out of the motor housing 12, an output element 26 is provided which, for example via external teeth, can transfer the torque generated in the electric motor 10 to a component located downstream in a drive train of the motor vehicle. The torque diverted from the output element 26 can for example be passed to a transmission input shaft of a motor vehicle transmission, if necessary via a separating clutch.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Abtriebselement 26, insbe sondere über ein Gleitlager, an der Rotorwelle 22 relativ drehbar gelagert und über ei ne an der Rotorwelle 22 und dem Abtriebselement 26 angreifende Rutschkupplung 28 mit der Rotorwelle 22 gekoppelt. Die in Fig. 2 im Detail dargestellte Rutschkupplung 28 des in Fig. 1 dargestellten Elektromotors 10 weist ein mit der Rotorwelle 22, bei spielsweise durch Schweißen, drehfest verbundenes Eingangsbauteil 30 auf, das an einem mit dem Abtriebselement 26 beispielsweise durch Schweißen drehfest verbun denes Ausgangsbauteil 32 oberhalb eines definierten maximalen Drehmoments durchrutschen kann, so dass eine Drehmomentübertragung von bei einem „Impact“ auftretenden zu hohen und schädigenden Drehmomenten vermieden ist. Hierzu weist das Eingangsbauteil 30 auf unterschiedlichen zueinander versetzten Radien insge samt zwei, beispielsweise durch separate Reibbeläge ausgestaltete, Reibflächen 34 auf, die an korrespondierenden Gegenreibflächen 36 des Ausgangsbauteils 32 reib schlüssig angreifen können. Mit Hilfe eines insbesondere als Tellerfeder ausgestalte ten Federelements 38, das in axialer Richtung zwischen den beiden durch die Reib fläche 34 und die zugehörige Gegenreibfläche 36 ausgebildeten Reibpaarungen vor gesehen ist, kann eine definierte Anpresskraft in den Reibpaarungen aufgeprägt wer den. Das Federelement 38 ist hierzu mit einer definierten in axialer Richtung vorge spannten Federkraft verklemmt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Ein gangsbauteil 30 zwei mit der Rotorwelle 22 verbundene Reibbleche 40 auf, zwischen denen das Federelement 38 verklemmt ist. Das Federelement 38 kann zumindest die Teilbereiche der Reibbleche 40, in denen die Reibflächen 34 ausgebildet sind, elas tisch in axialer Richtung voneinander wegbiegen, um die zur Einstellung des maximal möglichen Drehmoments der Rutschkupplung 28 erforderliche Anpresskraft in den Reibpaarungen aufzuprägen. Anstelle eines Gleitlagers zwischen dem Abtriebsele ment 26 und der Rotorwelle 22 kann auch eine Reibhülse vorgesehen sein, die eine bestimmte Mindestreibung bereitstellt und damit unabhängig von der Federkraft des Federelements 38 ein minimal übertragbares Drehmoment vorgibt, bevor ein Durch rutschen auftreten kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Ausgangs bauteil 32 die Reibpaarungen radial außen umgreifen, so dass die radial äußere Ge genreibfläche 36 nach der Montage des Eingangsbauteils 30 und des Federelements 38 in das Ausgangsbauteil 32 durch eine axiale Relativbewegung eingehangen und durch einen Sicherungsring 42 axial verliersicher zurückgehalten und axial abgestützt werden kann. In the embodiment shown in Fig. 1, the output element 26, in particular special via a plain bearing, is mounted relatively rotatably on the rotor shaft 22 and coupled to the rotor shaft 22 via a slip clutch 28 acting on the rotor shaft 22 and the output element 26. The slip clutch 28 shown in detail in Fig. 1 of the electric motor 10 shown in Fig. 1 has a with the rotor shaft 22, for example by welding, non-rotatably connected to the input component 30, which rotatably connected to the output member 26, for example by welding, output component 32 can slip above a defined maximum torque, so that torque transmission from excessively high and damaging torques that occurs in the event of an "impact" is avoided. For this purpose, the input component 30 has different radii offset from one another, together with two friction surfaces 34, for example configured by separate friction linings which can engage frictionally on corresponding counter friction surfaces 36 of the output component 32. With the help of a spring element 38 designed in particular as a disc spring, which is seen in the axial direction between the two friction pairings formed by the friction surface 34 and the associated counter friction surface 36, a defined contact force can be applied to the friction pairings. For this purpose, the spring element 38 is clamped with a defined spring force prestressed in the axial direction. In the illustrated embodiment, the A gear component 30 has two friction plates 40 connected to the rotor shaft 22, between which the spring element 38 is clamped. The spring element 38 can bend at least the partial areas of the friction plates 40, in which the friction surfaces 34 are formed, elastically away from each other in the axial direction in order to apply the contact pressure required to set the maximum possible torque of the slip clutch 28 in the friction pairings. Instead of a plain bearing between the Abtriebsele element 26 and the rotor shaft 22, a friction sleeve can also be provided, which provides a certain minimum friction and thus, regardless of the spring force of the spring element 38, specifies a minimum transmittable torque before a slip can occur. In the illustrated embodiment, the output component 32 can encompass the friction pairings radially on the outside, so that the radially outer Ge counter friction surface 36 is hooked after the assembly of the input component 30 and the spring element 38 in the output component 32 by an axial relative movement and axially retained by a locking ring 42 and lost can be supported axially.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die durch die Reibflächen 34 und die zugehörigen Gegenreibflächen 36 ausgebildeten Reibpaarungen konisch ausgeführt. Zudem ist die Rutschkupplung 28 außerhalb des Motorgehäuses 12, bei spielsweise in einem geölten Nassbereich, vorgesehen. Bei dem in Fig. 3 dargestell ten Ausführungsbeispiel des Elektromotors 10 ist im Vergleich zu dem Fig. 2 darge stellten Ausführungsbeispiel des Elektromotors 10 die Rutschkupplung 28 in einem Trockenbereich innerhalb des Motorgehäuses 12 vorgesehen. Zudem sind die durch die Reibflächen 34 und die zugehörigen Gegenreibflächen 36 ausgebildeten Reibpaa rungen nicht konisch, sondern in einer Radialebene des Elektromotors 10 als umlau fende oder unterteilte ebene Ringflächen ausgestaltet. Zudem sind die Reibflächen 34 von dem Federelement 38 selber ohne zwischengeschaltete elastisch zu verbiegende Reibbleche 40 ausgebildet, indem beispielsweise die Reibflächen 34 ausbildende Reibbeläge an unterschiedlichen Axialseiten des als Tellerfeder ausgestalteten Fe derelements 38 auf unterschiedlichen Radien mit dem Federelement 38 verbunden sind. Zudem ist es das mit der Rotorwelle 22 verbundene Eingangsbauteil 30, das die durch die Reibflächen 34 und die zugehörigen Gegenreibflächen 36 ausgebildeten Reibpaarungen radial außen umgreift und die radial äußere Gegenreibfläche 36 mit Hilfe des Sicherungsrings 42 axial sichert und abstützt. Das Ausgangsbauteil 32 kann einstückig mit dem Abtriebselement 26 ausgebildet sein und in der Art eines nach ra dial außen abstehenden Flansches ausgeformt sein. Das Federelement 38 ist insbe sondere an seinem radial inneren Rand über eine Verzahnung 44 drehfest mit dem Ausgangsbauteil 32 gekoppelt, wobei eine axiale Verschiebbarkeit des Federelements 38 in der Verzahnung 44 gegeben ist, beispielsweise um einen axialen Toleranzaus gleich in der Rutschkupplung 28 erreichen zu können. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the friction pairings formed by the friction surfaces 34 and the associated counter-friction surfaces 36 are designed to be conical. In addition, the slip clutch 28 is provided outside the motor housing 12, for example in an oiled wet area. In the illustrated in Fig. 3 embodiment of the electric motor 10, the slip clutch 28 is provided in a dry area within the motor housing 12 in comparison to the Fig. 2 Darge presented embodiment of the electric motor 10. In addition, the friction pairings formed by the friction surfaces 34 and the associated counter-friction surfaces 36 are not conical, but are configured in a radial plane of the electric motor 10 as circumferential or subdivided flat annular surfaces. In addition, the friction surfaces 34 of the spring element 38 themselves can be bent elastically without intervening Friction plates 40 formed by, for example, friction linings forming the friction surfaces 34 on different axial sides of the spring element 38 configured as a plate spring being connected to the spring element 38 on different radii. In addition, it is the input component 30 connected to the rotor shaft 22 that surrounds the friction pairings formed by the friction surfaces 34 and the associated counter-friction surfaces 36 radially on the outside and axially secures and supports the radially outer counter-friction surface 36 with the aid of the locking ring 42. The output component 32 can be formed in one piece with the output element 26 and be shaped in the manner of a flange protruding outwardly after ra dial. The spring element 38 is in particular coupled non-rotatably to the output component 32 at its radially inner edge via a toothing 44, the spring element 38 being able to move axially in the toothing 44, for example in order to be able to achieve an axial tolerance compensation equal in the slip clutch 28.

Bei dem in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiel des Elektromotors 10 ist im Ver gleich zu dem Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Elektromotors 10 ver gleichbar zu dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des Elektromotors 10 das Eingangsbauteil 30 in der Art eines Flansches einstückig mit der Rotorwelle 22 ausgebildet und über die Verzahnung 44 drehfest aber axial relativ bewegbar mit dem die Reibflächen 34 ausbildenden Federelement 38 gekoppelt. Auch in dieser Ausfüh rungsform sind separate Reibbleche 40 eingespart. Zudem sind die Reibflächen 34 des als Tellerfeder ausgestalteten Federelement 38 nicht in Umfangsrichtung ge schlossen, sondern segmentiert unterbrochen ausgebildet, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Dadurch ergeben sich in Umfangsrichtung zwischen den einzelnen Segmenten der jeweiligen Reibfläche 34 Nuten 46, die eine unnötige Versteifung und eine dadurch verursachte erhöhte Wegabhängigkeit der aufgeprägten Anpresskraft in der Reibpaa rung zwischen der Reibfläche 34 und der Gegenreibfläche 36 vermeiden können. In the embodiment of the electric motor 10 shown in FIG. 4, the input component 30 in the form of a flange in one piece with the rotor shaft is compared to the embodiment of the electric motor 10 shown in FIG. 2 ver comparable to the embodiment of the electric motor 10 shown in FIG 22 and coupled to the spring element 38 forming the friction surfaces 34 in a rotationally fixed but axially relatively movable manner via the toothing 44. In this embodiment, too, separate friction plates 40 are saved. In addition, the friction surfaces 34 of the spring element 38, which is designed as a plate spring, are not closed in the circumferential direction, but instead are designed in a segmented and interrupted manner, as shown in FIG. 5. This results in grooves 46 in the circumferential direction between the individual segments of the respective friction surface 34, which can avoid unnecessary stiffening and the resulting increased path dependency of the applied contact force in the friction pairing between the friction surface 34 and the counter-friction surface 36.

Das insbesondere als Tellerfeder ausgestaltete Federelement 38 kann beispielsweise die in Fig. 6 dargestellte Federkennlinie 48 aufweisen, wobei in dem in Fig. 6 darge stellten Diagramm eine Federkraft 50 in N in Abhängigkeit von einem axialen Feder weg 52 im mm aus einer designierten mit 1.000 N verspannten Ausgangslage darge stellt ist. Bei einem Federweg von ca. ± 0,7 mm um die verspannte Ausgangslage ist die Federkraft des Federelements 38 nahezu konstant, so dass das Federelement 38 in diesem Ausmaß axiale Toleranzen und/oder einen abrasiven Verschleiß in den Reibpaarungen zwischen der Reibfläche 34 und der Gegenreibfläche 36 ausgleichen kann, ohne dass sich das in der Rutschkupplung 28 eingestellte maximal übertragbare Drehmoment signifikant ändert. The spring element 38, in particular designed as a plate spring, can, for example, have the spring characteristic 48 shown in FIG. 6, with a spring force 50 in N depending on an axial spring travel 52 in mm from a designated one of 1,000 N in the diagram shown in FIG tense starting position is Darge. With a spring travel of approx. ± 0.7 mm around the tensioned starting position, the spring force of the spring element 38 is almost constant, so that the spring element 38 can compensate to this extent axial tolerances and / or abrasive wear in the friction pairings between the friction surface 34 and the counter-friction surface 36 without the maximum transmittable torque set in the slip clutch 28 changing significantly.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform des Elektromotors 10 ist zwischen der Rutschkupplung 28 und dem Abtriebselement 26 eine als Planetengetriebe ausgestal tete Übersetzungsstufe 54 zwischengeschaltet, die bauraumsparend in radialer Rich tung zwischen dem Rotor 16 und der Rotorwelle 22 vorgesehen ist. Das Eingangs bauteil 30 der Rutschkupplung 28 wird in diesem Fall durch den mit dem Rotor 16 be festigten Rotorträger 20 ausgebildet, der relativ zu der Rotorwelle 22 ausgeführt ist. Zwischen dem Rotorträger 20 und der Rotorwelle 22 ist beispielsweise ein Gleitlager oder eine Reibhülse vorgesehen. Das die Reibflächen 34 ausbildende Federelement 38 ist über die Verzahnung 44 mit der Rotorwelle 22 drehfest gekoppelt. Im dargestell ten Ausführungsbeispiel ist das Federelement 38 radial außen über eine konusförmige Reibpaarung und radial innen über eine in einer Radialebene vorgesehene ebene Reibpaarung mit dem durch den Rotorträger 22 ausgebildeten Eingangsbauteil ge koppelt. Die Rotorwelle 22 kann ein, insbesondere einstückiges oder separat befestig tes, Sonnenrad 56 aufweisen, das mit einem in einem Planetenträger 58 drehbar ge lagerten Planetenrad 60 kämmt, wobei das Planetenrad 60 wiederum mit einem Hohl rad 62 kämmt. Insbesondere ist das Flohlrad 62 drehfest mit dem Motorgehäuse 12 verbunden, während der Planetenträger 58 mit dem Abtriebselement 26 gekoppelt ist. Der Rotorträger 22 kann zu einer Axialseite hin geöffnet ausgeführt sein, so dass die Übersetzungsstufe 54 durch eine axiale Relativbewegung als gemeinsame Bauein heit, insbesondere zusammen mit der Rotorwelle 22, in den Rotor 16 und den Rotor träger 22 eingesteckt werden kann. Dies ermöglicht es auch die Übersetzungsstufe 54 in axialer Richtung gegen die Rotorwelle 22 und den Rotorträger 20 anzudrücken und über ein Axiallager 64 zu lagern, so dass axiale Toleranzen eliminiert werden können. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Planetenträger 58 über das Axiallager 64 an dem Ausgangsbauteil 32 der Rotorwelle 22 relativ verdrehbar axial abgestützt. Bezuqszeichenliste Elektromotor Motorgehäuse Stator Rotor Drehzahlsensor Rotorträger Rotorwelle Lager Abtriebselement Rutschkupplung Eingangsbauteil Ausgangsbauteil Reibfläche Gegenreibfläche Federelement Reibblech Sicherungsring Verzahnung Nut Federkennlinie Federkraft Federweg Übersetzungsstufe Sonnenrad Planetenträger Planetenrad Hohlrad Axiallager In the embodiment of the electric motor 10 shown in Fig. 7 between the slip clutch 28 and the output element 26 is a planetary gear configured gear stage 54 interposed, the space-saving device in the radial Rich between the rotor 16 and the rotor shaft 22 is provided. The input component 30 of the slip clutch 28 is formed in this case by the rotor arm 20 which is fastened to the rotor 16 and which is designed relative to the rotor shaft 22. A slide bearing or a friction sleeve, for example, is provided between the rotor arm 20 and the rotor shaft 22. The spring element 38 forming the friction surfaces 34 is coupled in a rotationally fixed manner to the rotor shaft 22 via the toothing 44. In the illustrated embodiment, the spring element 38 is coupled radially on the outside via a conical friction pairing and radially on the inside via a planar friction pairing provided in a radial plane with the input component formed by the rotor arm 22. The rotor shaft 22 can have a, in particular one-piece or separately fastened, sun gear 56 which meshes with a planet gear 60 rotatably mounted in a planet carrier 58, the planet gear 60 in turn meshing with a ring gear 62. In particular, the flea wheel 62 is non-rotatably connected to the motor housing 12, while the planet carrier 58 is coupled to the output element 26. The rotor carrier 22 can be designed to be open on one axial side, so that the transmission stage 54 can be inserted into the rotor 16 and the rotor carrier 22 as a common structural unit by means of an axial relative movement, in particular together with the rotor shaft 22. This also enables the transmission stage 54 to be pressed in the axial direction against the rotor shaft 22 and the rotor carrier 20 and to be supported via an axial bearing 64 so that axial tolerances can be eliminated. In the illustrated embodiment, the planet carrier 58 is axially supported in a relatively rotatable manner via the axial bearing 64 on the output component 32 of the rotor shaft 22. Bezuqszeichenliste electric motor motor housing stator rotor speed sensor rotor carrier rotor shaft bearing output element slip clutch input component output component friction surface counter friction surface spring element friction plate retaining ring toothing groove spring characteristic spring force spring travel transmission stage sun gear planet carrier planetary gear ring gear axial bearing

Claims

Patentansprüche Claims

1 . Elektromotor zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs mit einem von einem Stator (14) antreibbaren Rotor (16), einem Abtriebselement (26) zum Ausleiten eines von dem Rotor (16) kommenden Drehmoments und einer zwischen dem Rotor (16) und dem Abtriebselement (26) vorgesehenen Rutsch kupplung (28) zur Begrenzung eines maximal übertragbaren Drehmoments, wobei die Rutschkupplung (28) ein zwischen zwei axial feststehenden Gegenreibflä chen (36) verklemmtes Federelement (38) zum reibschlüssigen Anpressen von zwei voneinander weg weisenden Reibflächen (34) an die jeweilige Gegenreibfläche (36) aufweist. 1 . Electric motor for electrically driving a motor vehicle with a rotor (16) that can be driven by a stator (14), an output element (26) for dissipating a torque coming from the rotor (16) and a torque between the rotor (16) and the output element (26) provided slip clutch (28) to limit the maximum torque that can be transmitted, the slip clutch (28) being a spring element (38) clamped between two axially fixed counter friction surfaces (36) for frictional pressing of two mutually facing friction surfaces (34) against the respective counter friction surface (36).

2. Elektromotor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Federele ment (38) als Tellerfeder ausgestaltet ist, wobei insbesondere eine Federkennlinie (48) der Tellerfeder einen Teilbereich mit einer über einen begrenzten Verformungs bereich im Wesentlichen konstanten Federkraft aufweist und die Tellerfeder in diesem Teilbereich zwischen den Gegenreibflächen (36) vorgespannt ist. 2. Electric motor according to claim 1, characterized in that the Federele element (38) is designed as a plate spring, in particular a spring characteristic curve (48) of the plate spring has a sub-area with a spring force that is essentially constant over a limited deformation area and the plate spring in this sub-area is biased between the counter friction surfaces (36).

3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Reib flächen (34) durch unmittelbar an dem Federelement (38) oder an von dem Federele ment (38) verformbaren Reibblechen (40) befestigte Reibbeläge ausgebildet sind. 3. Electric motor according to claim 1 or 2, characterized in that the friction surfaces (34) are formed by friction linings fastened directly to the spring element (38) or to the deformable friction plates (40) of the Federele element (38).

4. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Reibfläche (34) und die zugehörige Gegenreibfläche (36) im Wesent lichen in axialer Richtung weisen. 4. Electric motor according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one friction surface (34) and the associated counter-friction surface (36) have essentially union in the axial direction.

5. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Reibfläche (34) und die zugehörige Gegenreibfläche (36) im Wesent lichen konisch ausgeformt sind. 5. Electric motor according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one friction surface (34) and the associated counter friction surface (36) are essentially conical in shape.

6. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Gegenreibfläche (36) durch einen separat befestigten Sicherungsring (42) axial abgestützt ist. 6. Electric motor according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one counter friction surface (36) is axially supported by a separately fastened securing ring (42).

7. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Reibfläche (34) und/oder die Gegenreibfläche (36) in Umfangsrichtung geschlos sen oder über Nuten (46) unterbrochen in Umfangsrichtung segmentiert verläuft. 7. Electric motor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the friction surface (34) and / or the counter friction surface (36) is closed in the circumferential direction or segmented via grooves (46) is interrupted in the circumferential direction.

8. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (38) drehmomentübertragend aber axial bewegbar, insbesondere über eine Verzahnung (44) und/oder eine axial biegeweiche Übertragungsscheibe, mit dem Abtriebselement (26) oder mit dem Rotor (16) direkt oder indirekt gekoppelt ist. 8. Electric motor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the spring element (38) transmitting torque but axially movable, in particular via a toothing (44) and / or an axially flexible transmission disk, with the output element (26) or with the rotor ( 16) is directly or indirectly coupled.

9. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass ein den Stator (14) und den Rotor (16) aufnehmendes Motorgehäuse (12) vorgesehen ist, wobei die Rutschkupplung (28) innerhalb oder außerhalb des Motorgehäuses (12) vorgesehen ist. 9. Electric motor according to one of claims 1 to 8, characterized in that a stator (14) and the rotor (16) receiving the motor housing (12) is provided, wherein the slip clutch (28) is provided inside or outside the motor housing (12) .

10. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (16) und das Abtriebselement (26) über eine, insbesondere als Planetenge triebe ausgestaltete, Übersetzungsstufe (54) zur Drehzahluntersetzung gekoppelt sind, wobei die Übersetzungsstufe (54) radial innerhalb zu dem Rotor (16) in einem gemeinsamen Axialbereich mit dem Rotor (16) vorgesehen ist, wobei insbesondere die Rutschkupplung (28) zwischen dem Rotor (16) und der Übersetzungsstufe (54) vorgesehen ist. 10. Electric motor according to one of claims 1 to 9, characterized in that the rotor (16) and the output element (26) are coupled via a transmission stage (54) designed in particular as a planetary gear for speed reduction, the transmission stage (54) being radial is provided within the rotor (16) in a common axial area with the rotor (16), in particular the slip clutch (28) being provided between the rotor (16) and the transmission stage (54).