Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Axialflussmaschine, insbesondere für einen Antriebsstrang eines hybriden oder vollelektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, wobei die Axialflussmaschine einen Stator mit einem ersten ringscheibenförmigen Statorkörper sowie einen axial von diesem beabstandeten Rotor angeordnet ist, und die Axialflussmaschine ferner einen Rotorlagesensor mit einem Sensortarget besitzt, mittels dessen die Stellung des Rotors relativ zum Stator bestimmbar ist. Die Erfindung betrifft ferner einen elektrischen Achsantriebsstrang.

Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.

Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011 , Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge, der wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der konzentrisch und koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist, wobei in dem Leistungsstrang zwischen Elektromotor und Kegelraddifferenzial ein schaltbarer 2-Gang-Planetenradsatz angeordnet ist, der ebenfalls koaxial zu dem E-Motor bzw. dem Kegelraddifferenzial oder Stirnraddifferential positioniert ist. Die Antriebseinheit ist sehr kompakt aufgebaut und erlaubt aufgrund des schaltbaren 2- Gang-Planetenradsatzes einen guten Kompromiss zwischen Steigfähigkeit, Beschleunigung und Energieverbrauch. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen oder elektrisch betreibarer Antriebsstrang bezeichnet. Zunehmend werden in derartigen E-Achsen auch Axialflussmaschinen eingesetzt. Eine Axialflussmaschine bezeichnet eine dynamoelektrische Maschine, bei der der magnetische Fluss zwischen Rotor und Stator parallel zur Drehachse des Rotors verläuft. Häufig sind sowohl Stator als auch Rotor weitgehend scheibenförmig ausgebildet. Axialflussmaschinen sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn der axial zur Verfügung stehende Bauraum in einem gegebenen Anwendungsfall begrenzt ist. Dies ist beispielsweise vielfach beiden eingangs beschriebenen elektrischen Antriebsystemen für Elektrofahrzeuge der Fall. Neben der verkürzten axialen Baulänge liegt ein weiterer Vorteil der Axialflussmaschine in ihrer vergleichsweisen hohen Drehmomentdichte. Ursächlich hierfür ist die im Vergleich zu Radialflussmaschinen größere Luftspaltfläche, die bei einem gegebenen Bauraum zur Verfügung steht. Ferner ist auch ein geringeres Eisenvolumen im Vergleich zu konventionellen Maschinen notwendig, was sich positiv auf den Wirkungsgrad der Maschine auswirkt.

Bei Elektromotoren kommt es sehr darauf an, wie die vom Magnetfeld durchströmten Teile zueinander positioniert sind. Dies betrifft sowohl die mechanische Struktur des Elektromotors, durch die die Teile gehalten und exakt positioniert werden, als auch die genaue Kenntnis über die Winkellage der sich drehenden Teile. Eine exakte steife mechanische Struktur ist wichtig, da bereits geringe Positionsabweichungen der Teile untereinander den magnetischen Fluss (beispielsweise durch veränderte Luftspalte) nennenswert beeinflussen können. Aber auch die genaue Kenntnis über die aktuelle Stellung des Rotors ist entscheidend, denn die sich beim drehenden Motor ständig ändernde Lager der in dem drehenden Rotor integrierten Magnete (Winkelstellung) muss relativ zum dem in den Stator integrierten Magneten immer exakt bekannt sein, um den Elektromotor richtig ansteuern zu können. Die sich ändernde Winkelposition des Rotors muss zu jedem Zeitpunkt genau bekannt sein, um die Ausrichtung der Rotorkomponenten (z. B. der Rotormagnete, die meist als Permanentmagnete ausgeführt werden) relativ zu den Statorkomponenten (z. B. der Statormagnete, die meist als Elektromagnete ausgeführt werden) zu ermitteln und die Ansteuerung des Motors darauf abstimmen zu können. Daher ist es wichtig einen Rotorlagesensor so in die mechanische Struktur des Elektromotors zu integrieren, dass der Sensor die relative Lage der magnetisch relevanten Teile exakt, also mit möglichst geringem Toleranzeinfluss, erfassen kann. Gleichzeitig darf der Sensor durch seine Größe und durch seine Einbaubedingungen die mechanische Struktur des Elektromotors aber nicht negativ beeinflussen, so dass eine ausreichend robuste und maßhaltige Gestaltung aller Teile und Baugruppen ebenso möglich ist wie deren exakte Ausrichtung bei der Montage.

Insbesondere bei Elektromotoren für Fahrzeuganwendungen muss der Rotorlagesensor möglichst kompakt und kostengünstig in die Struktur des Motors integriert werden.

Bei einem Axialflussmotor wirken zwischen den nur durch schmale Luftspalte getrennte scheibenförmige Rotor- und Statorbaugruppen hauptsächlich axialverlaufende Magnetfelder, die ein Drehmoment hervorrufen können, das den Rotor antreibt. Die scheibenförmige Bauweise der Rotoren und Statoren ermöglicht zwischen diesen Komponenten weit nach radial außen verlaufende Luftspalte, so dass die Magnetfelder auf großen Durchmesser wirken können, was zu einem effizienten Drehmomentaufbau führt. Durch seine scheibenförmigen Hauptbaugruppen eignet sich der Axialflussmotoren besonders gut für Anwendungen, bei denen es auf eine sehr kurze Baulänge des Elektromotors ankommt und der relativ große Motordurchmesser noch akzeptabel ist. Bei der Entwicklung von Axialflussmotoren ist es daher sehr sinnvoll eine möglichst kurze Bauweise anzustreben, damit der theoretische Vorteil des Axialflussmotor relativ zum Radialflussmotor bestehen bleibt und gleichzeitig aber auch darauf zu achten, dass der Außendurchmesser des Motors nicht größer wird als unbedingt nötig.

Der Rotorlagesensor sollte daher so in den Axialflussmotor integriert werden, dass er die Motorabmessungen weder axial noch radial nennenswert vergrößert. Zudem muss der Rotorlagesensor so positioniert werden, dass er sowohl mit dem rotierenden Rotor als auch mit dem feststehenden Stator in Wirkverbindung steht, um die Winkelstellung des Rotors relativ zum Stator erfassen zu können. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine Axialflussmaschine mit einem Rotorlagesensor mit einem axial sowie radial möglichst kompakten Aufbau bereitzustellen. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung einen entsprechend kompakt bauenden elektrischen Achsantriebsstrang zu realisieren.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Axialflussmaschine, insbesondere für einen Antriebsstrang eines hybriden oder vollelektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, wobei die Axialflussmaschine einen Stator mit einem ersten ringscheibenförmigen Statorkörper sowie einen axial von diesem beabstandeten Rotor angeordnet ist, und die Axialflussmaschine ferner einen Rotorlagesensor mit einem Sensortarget besitzt, mittels dessen die Stellung des Rotors relativ zum Stator bestimmbar ist, wobei der Rotorlagesensor mit dem Sensortarget radial innerhalb des ersten ringscheibenförmigen Statorkörpers mit wenigstens einem abschnittsweise axialen Überdeckungsbereich mit dem ersten Statorkörper innerhalb der Axialflussmaschine positioniert ist.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass eine axial besonders kurze Bauform einer Axialflussmaschine realisiert werden kann. Die nachfolgend noch näher beschriebenen, besonders vorteilhaften Anordnungs- und Ausführungsvarianten ermöglichen zudem eine einfache und funktionssichere Verbindung des Sensortargets mit dem Rotor und des Rotorlagesensors mit dem Stator und ermöglichen so eine besonders hohe Messgenauigkeit. Wegen des hinreichend großen Abstandes zu dem von den Magnetfeldern, die das Motordrehmoment hervorrufen, durchströmten Motorkomponenten, ist der Rotorlagesensor radial innerhalb der Rotorwelle und/oder eines Rotorlagers vor hohen Temperaturen und/oder starken magnetischen oder elektrischen Feldern geschützt.

Zudem ermöglichen die nachfolgend noch näher beschriebenen, besonders vorteilhaften Anordnungs- und Ausführungsvarianten, dass der Rotorlagesensor auch bei einer komplett montierten Axialflussmaschine seitlich bzw. stirnseitig zugänglich ist. Dies ermöglicht den Rotorlagesensor erst sehr spät im Montageprozess der Axialflussmaschine zu montieren, was eine geringe Beschädigungsgefahr während der Motormontage bewirkt und nachfolgend auch die Reparatur oder den Austausch des Rotorlagesensors erleichtert.

Der magnetische Fluss in einer elektrischen Axialflussmaschine (AFM), wie beispielsweise eine als Axialflussmaschine ausgebildete elektrische Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs, ist im Luftspalt zwischen Stator und Rotor axial zu einer Rotationsrichtung des Rotors der Axialflussmaschine gerichtet.

Es kann, je nach Anwendungsgebiet, vorteilhaft sein, eine Axialflussmaschine in I- Anordnung oder H-Anordnung auszubilden. Bei einer I-Anordnung ist der Rotor axial neben einem Stator oder zwischen zwei Statoren angeordnet. Bei einer Fl- Anordnung sind zwei Rotoren auf gegenüberliegenden axialen Seiten eines Stators angeordnet. Die erfindungsgemäße Axialflussmaschine ist bevorzugt in I- Anordnung konfiguriert.

Grundsätzlich ist es auch möglich, dass eine Mehrzahl von Rotor-Stator- Konfigurationen als I-Typ und/oder H-Typ axial nebeneinander angeordnet sind. Auch wäre es in diesem Zusammenhang möglich, mehrere Rotor-Stator- Konfigurationen des I-Typs in axialer Richtung nebeneinander anzuordnen. Insbesondere ist es auch zu bevorzugen, dass die Rotor-Stator-Konfiguration des H-Typs und/oder des I-Typs jeweils im Wesentlichen identisch ausgebildet sind, so dass diese modulartig zu einer Gesamtkonfiguration zusammengefügt werden können. Derartige Rotor-Stator-Konfigurationen können insbesondere koaxial zueinander angeordnet sein sowie mit einer gemeinsamen Rotorwelle oder mit mehrere Rotorwellen verbunden sein.

Der Stator der erfindungsgemäßen elektrischen Axialflussmaschine weist bevorzugt einen Statorkörper mit mehreren in Umfangsrichtung angeordneten Statorwicklungen auf. Der Statorkörper kann in Umfangsrichtung gesehen einteilig oder segmentiert ausgebildet sein. Der Statorkörper kann aus einem Statorblechpaket mit mehreren laminierten Elektroblechlagen gebildet sein. Alternativ kann der Statorkörper auch aus einem verpressten weichmagnetischen Material, wie dem sogenannten SMC-Material (Soft Magnetic Compound) gebildet sein. Der Rotor einer elektrischen Axialflussmaschine kann zumindest in Teilen als geblechter Rotor ausgebildet sein. Ein geblechter Rotor ist in radialer Richtung geschichtet ausgebildet. Der Rotor einer Axialflussmaschine kann alternativ auch einen Rotorträger aufweisen, der entsprechend mit Magnetblechen und/oder SMC- Material und mit als Permanentmagneten ausgebildeten Magnetelementen bestückt ausgebildet ist. Bevorzugt weist der Rotor neben den Permanentmagneten keine weiteren magnetisch leitende Materialien auf. Insbesondere können die Permanentmagneten auch in einem ganz oder teilweise aus einem Kunststoff ausgeformten Rotor aufgenommen sein.

Als Rotorwelle wird eine drehbar gelagerte Welle einer elektrischen Maschine bezeichnet, mit der der Rotor bzw. Rotorkörper drehfest gekoppelt ist.

Die elektrische Axialflussmaschine kann ferner eine Steuereinrichtung aufweisen. Eine Steuereinrichtung, wie sie in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, dient insbesondere der elektronischen Steuerung und/oder Reglung eines oder mehrerer technischer Systeme der elektrischen Axialflussmaschine.

Eine Steuereinrichtung weist insbesondere einen kabelgebundenen oder kabellosen Signaleingang zum Empfang von insbesondere elektrischen Signalen, wie beispielsweise Sensorsignalen, auf. Ferner besitzt eine Steuereinrichtung ebenfalls bevorzugt einen kabelgebundenen oder kabellosen Signalausgang zur Übermittlung von insbesondere elektrischen Signalen.

Innerhalb der Steuereinrichtung können Steuerungsoperationen und/oder Reglungsoperationen durchgeführt werden. Ganz besonders bevorzugt ist es, dass die Steuereinrichtung eine Hardware umfasst, die ausgebildet ist, eine Software auszuführen. Bevorzugt umfasst die Steuereinrichtung wenigstens einen elektronischen Prozessor zur Ausführung von in einer Software definierten Programmabläufen.

Die Steuereinrichtung kann ferner einen oder mehrere elektronische Speicher aufweisen, in denen die in den an die Steuereinrichtung übermittelten Signalen enthaltenen Daten gespeichert und wieder ausgelesen werden können. Ferner kann die Steuereinrichtung einen oder mehrere elektronische Speicher aufweisen, in denen Daten veränderbar und/oder unveränderbar gespeichert werden können.

Eine Steuereinrichtung kann eine Mehrzahl von Steuergeräten umfassen, welche insbesondere räumlich getrennt voneinander im Kraftfahrzeug angeordnet sind. Steuergeräte werden auch als Electronic Control Unit (ECU) oder Electronic Control Module (ECM) bezeichnet und besitzen bevorzugt elektronische Mikrocontroller zur Durchführung von Rechenoperationen zur Verarbeitung von Daten, besonders bevorzugt mittels einer Software. Die Steuergeräte können bevorzugt miteinander vernetzt sein, so dass ein kabelgebundener und/oder kabelloser Datenaustausch zwischen Steuergeräten ermöglicht ist. Insbesondere ist es auch möglich, die Steuergeräte über im Kraftfahrzeug vorhandene Bus-Systeme, wie beispielsweise CAN-Bus oder LIN-Bus, miteinander zu vernetzen.

Ganz besonders bevorzugt besitzt die Steuereinrichtung wenigstens einen Prozessor und wenigstens einen Speicher, der insbesondere einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor, die Steuereinrichtung zur Ausführung des Computerprogrammcodes zu veranlassen.

Die Steuereinheit kann besonders bevorzugt eine Leistungselektronik zur Bestromung des Stators oder Rotors umfassen. Eine Leistungselektronik ist bevorzugt ein Verbund verschiedener Komponenten, welche einen Strom an die elektrische Maschine steuern oder regeln, bevorzugt inklusive hierzu benötigter peripherer Bauteile wie Kühlelemente oder Netzteile. Insbesondere enthält die Leistungselektronik bzw. ein oder mehrere Leistungselektronikbauteile, welche zur Steuerung oder Regelung eines Stroms eingerichtet sind. Dabei handelt es sich besonders bevorzugt um einen oder mehrere Leistungsschalter, z.B.

Leistungstransistoren. Besonders bevorzugt weist die Leistungselektronik mehr als zwei, besonders bevorzugt drei voneinander getrennte Phasen bzw. Strompfade mit mindestens je einem eigenen Leistungselektronikbauteil auf. Die Leistungselektronik ist bevorzugt ausgelegt, pro Phase eine Leistung mit einer Spitzenleistung, bevorzugt Dauerleistung, von mindestens 1.000 W, bevorzugt mindestens 10.000 W besonders bevorzugt mindestens 100.000 W zu steuern oder regeln.

Die elektrische Axialflussmaschine ist insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen. Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 50 kW, vorzugsweise größer als 100 kW und insbesondere größer als 250 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Betriebsdrehzahlen größer als 5.000 U/rnin, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/rnin, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/rnin bereitstellt. Höchst bevorzugt weist die elektrische Maschine Betriebsdrehzahlen zwischen 5.000-15.000 U/rnin, äußerst bevorzugt zwischen 7.500-13.000 U/rnin auf.

Die elektrische Axialflussmaschine kann bevorzugt auch in einem elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang verbaut sein. Ein elektrischer Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfasst eine elektrische Axialflussmaschine und ein Getriebe, wobei die elektrische Axialflussmaschine und das Getriebe eine bauliche Einheit bilden. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die elektrische Axialflussmaschine und das Getriebe in einem gemeinsamen Antriebsstranggehäuse angeordnet sind. Alternativ wäre es natürlich auch möglich, dass die elektrische Axialflussmaschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung des Getriebes gegenüber der elektrischen Axialflussmaschine bewirkbar ist. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet.

Die elektrische Axialflussmaschine kann besonders bevorzugt auch für eine Verwendung in einem Hybridmodul vorgesehen sein. In einem Hybridmodul können Bau- und Funktionselemente eines hybridisierten Antriebsstrangs räumlich und/oder baulich zusammengefasst und vorkonfiguriert sein, so dass ein Hybridmodul in einer besonders einfachen Weise in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrierbar ist. Insbesondere können eine Axialflussmaschine und ein Kupplungssystem, insbesondere mit einer Trennkupplung zum Einkuppeln der Axialflussmaschine in und/oder Auskuppeln der Axialflussmaschine aus dem Antriebsstrang, in einem Hybridmodul vorhanden sein.

Das Sensorgehäuse hat die Funktion, die aktiven Bauteile des Rotorlagesensors zueinander festzulegen. Dazu kann das Sensorgehäuse auch plattenförmig ausgestaltet sein. Bevorzugt ist das Sensorgehäuse jedoch so ausgebildet, dass es die aktiven Bauteile des Rotorlagesensors abschnittsweise oder vollständig umhaust. Das Sensorgehäuse kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Höchst bevorzugt ist das Sensorgehäuse topfartig mit einem plattenartigen Verschlusselement ausgebildet. Bevorzugt ist das Sensorgehäuse ferner aus einem Kunststoff gefertigt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Rotor zumindest abschnittsweise eine als Hohlwelle ausgebildete Rotorwelle umfasst und das Sensortarget in der Hohlwelle angeordnet ist, was eine axial besonders kompakte Ausführung der Axialflussmaschine erlaubt. Es ist in diesem Zusammenhang auch denkbar, dass die Rotorwelle auch abschnittsweise als Hohlwelle ausgebildet ist, indem die Rotorwelle ein konzentrisches Sackloch aufweist.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der Rotorlagesensor axial zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, in die Hohlwelle eingreift, was ebenfalls zu einer axial besonders kompakt bauenden Ausführung der Axialflussmaschine beiträgt. Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Rotorwelle gegenüber dem ersten Statorkörper über ein erstes Wälzlager und gegenüber dem zweiten Statorkörper über ein zweites Wälzlager gelagert ist, wobei der Rotorlagesensor mit dem Sensortarget radial innerhalb des ersten Wälzlagers angeordnet ist, was zu einer radial wie axialen kompakten Bauform beiträgt.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Rotorlagesensor und/oder das Sensortarget einen axialen Überdeckungsbereich mit dem ersten Wälzlager aufweisen/aufweist, wodurch ebenfalls eine axial wie auch radial besonders kompakte Ausgestaltung einer Axialflussmaschine ermöglicht wird.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass der Rotorlagesensor ein im Wesentlichen zylinderförmiges Sensorgehäuse aufweist, welches radial zumindest abschnittsweise innerhalb des ringscheibenförmigen Statorkörpers angeordnet ist und axial zumindest abschnittsweise in den ersten ringscheibenförmigen Statorkörper hineinragt. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass der Rotorlagesensor vorkonfiguriert in dem Sensorgehäuse bereitgestellt werden kann, was seine Montage erkennbar vereinfacht.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Axialflussmaschine in einem Motorgehäuse aufgenommen ist, wobei das Motorgehäuse einen in einer Radialebene verlaufenden Gehäuseabschnitt aufweist, an dem das Sensorgehäuse befestigt ist. Hierdurch kann eine strukturell besonders steife Verbindung zwischen dem Motorgehäuse und somit auch dem Stator erreicht werden, was eine entsprechend gute Messgenauigkeit des Rotorlagesensors zur Folge hat.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Rotorlagesensor wenigstens eine elektrische Leitung aufweist, welche sich in radialer Richtung nach außen über den Gehäuseabschnitt erstreckt. Der Vorteil, der sich hierdurch realisieren lässt, ist, dass die Kabel während der Montage leicht zugänglich sind. Der Rotorlagesensor wird über die Kabel bevorzugt an eine Steuereinheit der Axialflussmaschine angeschlossen.

Die hier beschriebenen Anordnungsvananten einer Axialflussmaschine sind nicht nur für elektrische Achsantriebsstränge anwendbar. Die vorgestellten Lösungen können auch für Axialflussmaschinen eingesetzt werden, die beispielsweise an anderen Stellen eines Kraftfahrzeugs angeordnet sind.

Die Aufgabe der Erfindung kann auch gelöst sein durch einen elektrischen Achsantriebsstrang umfassend eine erste Axialflussmaschine nach einem der Ansprüche 1 -8 und eine zweite Axialflussmaschine nach einem der Ansprüche 1 -8. Hierdurch kann erreicht werden, dass jedes Fahrzeugrad einer Fahrzeugachse separat durch eine Axialflussmaschine antreibbar ist. Derartige Achsantriebsstrangkonzepte werden auch als Twin-Axle oder Dual-Drive bezeichnet.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass sich der Rotorlagesensor der ersten Axialflussmaschine und der Rotorlagesensor der zweiten Axialflussmaschine unmittelbar in dem elektrischen Achsantriebsstrang gegenüberliegen, wodurch sich insbesondere eine vorteilhafte Kabelführung zwischen den Axialflussmaschinen realisieren lässt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.

Es zeigt:

Figur 1 eine erste Ausführungsform einer Axialflussmaschine in einer Axialschnittdarstellung,

Figur 2 eine erste Ausführungsform einer Axialflussmaschine in einer perspektivischen Teilschnittdarstellung, Figur 3 zwei aneinander angeordnete Rotorlagesensoren in einer perspektivischen Ansicht,

Figur 4 eine zweite Ausführungsform einer Axialflussmaschine in einer Axialschnittdarstellung,

Figur 5 ein elektrischer Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit zwei Axialflussmaschinen in einer schematischen Blockschaltdarstellung.

Figur 1 zeigt eine Axialflussmaschine, wie sie beispielsweise für elektrische Achsantriebsstränge von Kraftfahrzeugen sinnvoll ist. Die Axialflussmaschine 1 besitzt einen Rotor 7 und einen Stator 4.

Der Stator 4 besteht aus zwei radial außen miteinander verbundenen Körpern 5,6, die radial innen über je eine Lagerstelle mit der Rotorwelle 11 drehentkoppelt verbunden sind. Der Rotor 7 ist an der Rotorwelle 11 befestigt und besteht aus einem scheibenförmigen Abschnitt, der sich zwischen den beiden Statorkörpern 5,6 radial nach außen erstreckt. Dies entspricht einer Axialflussmaschine 1 in I- Anordnung. Zwischen den beiden Statorkörpern 5,6 und dem Rotor 7 befinden sich die Luftspalte, durch die der axiale magnetischen Fluss der Axialflussmaschine 1 verläuft. Bei der in Figur 1 im Halbschnitt gezeigten Axialflussmaschine 1 ist der Rotor 7 mit Permanentmagneten und der Stator 4 mit Elektromagneten ausgestattet. Die Magnetfeder der Axialflussmaschine 1 können ein Drehmoment hervorrufen, dass auf den Rotor 7 wirkt und von diesem in die Rotorwelle 11 eingeleitet wird. Die Rotorwelle 11 ragt auf einer Seite in axialer Richtung aus der Axialflussmaschine heraus und bildet so das Übertragungselement, durch das das Drehmoment der Axialflussmaschine 1 auf ein benachbartes Aggregat übertragen werden kann. Dieses benachbarte Aggregat kann beispielsweise ein Getriebe, ein Differenzial, eine Welle oder ein Rad des Kraftfahrzeugs sein. Durch die Wälzlager 13,14 zwischen den Statorkörpern 5,6 und der Rotorwelle 11 wird der Rotor 7 drehentkoppelt mit dem Stator 4 verbunden. Die Figur 1 zeigt also eine elektrische Axialflussmaschine 1 , insbesondere für einen Antriebsstrang 2 eines hybriden oder vollelektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs 3, wobei die Axialflussmaschine 1 in einer I-Ausführung konfiguriert ist, bei der der Stator 4 einen ersten ringscheibenförmigen Statorkörper 5 sowie einen axial von diesem beabstandeten zweiten ringscheibenförmigen Statorkörper 6 aufweist und axial zwischen dem ersten Statorkörper 5 und dem zweiten Statorkörper 6 der Rotor 7 angeordnet ist. Die Axialflussmaschine 1 besitzt ferner einen Rotorlagesensor 8 mit einem Sensortarget 9, mittels dessen die Stellung des Rotors 7 relativ zum Stator 4 bestimmbar ist.

Um die Stellung des Rotors 7 relativ zum Stator 4 erfassen zu können, ist ein Rotorlagesensor 8 in der Axialflussmaschine 1 integriert. Der Rotorlagesensor 8 ist mit dem Sensortarget 9 radial innerhalb des ersten ringscheibenförmigen Statorkörpers 5 mit wenigstens einem abschnittsweise axialen Überdeckungsbereich 10 mit dem ersten Statorkörper 5 innerhalb der Axialflussmaschine 1 positioniert.

Der Rotorlagesensor 8 befindet sich also größtenteils radial innerhalb der in diesem Bereich als Hohlwelle 12 ausgeführten Rotorwelle 11. Der Rotorlagesensor 8 besteht aus einem aktiven und einem passiven Teil. Der aktive Teil des Rotorlagesensors 8, der mit dem Stator 4 verbunden ist, enthält die elektrischen bzw. elektronischen Komponenten des Rotorlagesensors 8 und ist mit einer Steuereinheit der Axialflussmaschine 1 verbunden. Der passive Teil des Rotorlagesensors 8 stellt das Sensortarget 9 dar, dessen Winkellage vom aktiven Teil des Rotorlagesensors 8 erfasst werden kann.

Bei diesem gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Sensortarget 9, durch eine mit mehreren auf dem Umfang verteilten Aussparungen versehen Scheibe gebildet, die mit der Hohlwelle 12 verbunden ist. Der aktive am Stator 4 befestigte Rotorlagesensor 8 erfasst die auf dem Umfang unterbrochene Kontur des Sensortargets 9. Da die flügelartigen Fortsätze des passiven Sensortargets 9 in ihrer Anzahl, in ihrer Umfangserstreckung und ihrer Umfangsposition auf die im Rotor 7 befindlichen Magnete (z.B. Permanentmagnete) abgestimmt sind und über die Rotorwelle 11 eine feste, die Einbaulage relativ zueinander auch im Betrieb der Axialflussmaschine 1 konstanthaltende Verbindung zwischen den Rotormagneten und den flügelartigen Fortsätzen des passiven Sensortargets 9 besteht, kann aus den Messignalen des aktiven Rotorlagesensors 8, der auf die Stellung der Fortsätze und Aussparungen des passiven Sensortargets 9 reagiert, die Umfangsstellung der Rotormagnete relativ zum Stator 4 ermittelt werden. Alternativ kann das passive Sensortarget 9 auch direkt durch die Rotorwelle 11 gebildet werden, beispielsweise indem die Wellenkontur vor dem aktiven Rotorlagesensor 8 Erhebungen und Vertiefungen aufweist, die in ähnlicher Weise wie die gerade zuvor geschriebenen flügelartigen Fortsätze angeordnet sind. Alternativ kann der Rotorlagesensor 8 auch die Stellung von besser elektrisch oder magnetisch leitfähigen Bereichen und von schlechter elektrisch oder magnetisch leitfähigen Bereichen erfassen oder die Stellung von stärkeren magnetischen Bereichen und schwächeren magnetischen Bereichen erfassen.

Der Rotorlagesensor 8, der die Elektronikkomponenten enthält, ist über ein Sensorgehäuse 16 am Motorgehäuse 17 des ersten Statorkörpers 5 befestigt. Das Sensorgehäuse 16 ist in die zentrale Öffnung des sich in einer Radialebene erstreckenden Gehäuseabschnitts 18 des Motorgehäuses 17 eingesetzt und mit diesem verschraubt. Das Sensorgehäuse 16 verschließt dabei die zentrale Öffnung des Gehäuseabschnitts 18 und befindet sich mit kurzem Abstand axial vor der ringförmigen Stirnseite des dem Rotorlagesensor 8 zugewandten axialen Endbereich der Rotorwelle 11 . Radial innerhalb der zumindest abschnittsweise zur Hohlwelle 12 ausgeformten Rotorwelle 11 ist der aktive Rotorlagesensor 8 axial auskragend an bzw. in dem Sensorgehäuse 16 befestigt und ragt dadurch in die Hohlwelle 12 hinein. Axial vor dem aktiven Rotorlagesensor 8 befindet sich mit einem geringen axialen Abstand das passive Sensortarget 9. Das passive Sensortarget 9 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit seinem ringförmigen Befestigungsbereich in die Hohlwelle 12 eingepresst. Ausgehend von dem ringförmigen Befestigungsbereich ragen die flügelartigen Fortsätze radial nach innen. Um die axiale Position des passiven Sensortargets 9 möglichst einfach einstellen zu können, befindet sich zwischen dem ringförmigen Befestigungsbereich des passiven Sensortargets 9 und der beim Einpressen als Axialanschlag dienenden Wellenschulter 21 ein Einstellring 22. Durch die Auswahl eines Einstellrings 22 mit einer entsprechenden axialen Stärke, lässt sich leicht sicherstellen, dass das passive Sensortarget 9 auf die richtige axiale Position eingepresst wird.

Der Rotor 7 besitzt somit eine als Hohlwelle 12 ausgebildete Rotorwelle 11 , in der das Sensortarget 9 angeordnet ist. Der Rotorlagesensor 8 greift dabei axial zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, in die Hohlwelle 12 ein. Die Axialflussmaschine 1 ist in einem Motorgehäuse 17 aufgenommen, wobei das Motorgehäuse 17 einen in einer Radialebene verlaufenden Gehäuseabschnitt 18 aufweist, an dem das Sensorgehäuse 16 des Rotorlagesensors 8 befestigt ist.

Alternativ kann das Sensorgehäuse 16 teilweise oder vollständig auch aus dem Gehäuseabschnitt 18 des Motorgehäuses 17 einteilig ausgeformt werden. Der Gehäuseabschnitt 18 wird dann beispielsweise so weit radial nach innen gezogen, dass er direkt den aktiven Teil des Rotorlagesensors 8 fixieren kann. Ein separates Sensorgehäuse 16 wäre dann nicht mehr erforderlich.

Das in den Figuren 1 -2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine besonders kompakte und bauraumsparende Anordnung des Rotorlagesensors 8. Der Rotorlagesensor 8 befindet sich nicht nur radial innerhalb der Rotorwelle 11 , sondern auch radial innerhalb des als Rotorlager fungierenden Wälzlagers 13 und radial innerhalb der von den das Motordrehmoment hervorrufenden Magnetfeldern durchströmten Motorbauteilen, was im gezeigten Fall insbesondere der erste Statorkörper 5 ist. Der Rotorlagesensor 8 befindet sich auch axial in einem Bereich, in dem auch axiale Abschnitte der Rotorwelle 11 , des Wälzlagers 13 und von den das Motordrehmoment hervorrufenden Magnetfeldern durchströmten Motorbauteilen, nämlich der erste Statorkörper 5, angeordnet sind. Jedes einzelne diese Merkmale würde bereits zu einer kompakten Motorbauform beitragen, in der hier gezeigten Kombination kann der Rotorlagesensor 8 im Wesentlichen bauraumneutral in der Axialflussmaschine 1 integriert werden und trägt dazu bei, dass die Axialflussmaschine 1 axial sehr kurz bauend gestaltet werden kann.

Die Befestigung des aktiven Rotorlagesensors 8 an der als stirnseitige Seitenwand ausgeführten Gehäuseabschnitt 18 des Motorgehäuses 17 erfolgt indem radial innerhalb der von den das Motordrehmoment hervorrufenden Magnetfeldern durchströmten Motorbauteilen der Gehäuseabschnitt 18 axial aufgedickt ist und dieser Aufdickung die axialen Gewindelöcher 23 für die Befestigung des Sensorgehäuses 16 sowie den Lagersitz für den Außenring des Wälzlagers 13 aufweist.

Radial innerhalb der Aufdickung geht der Gehäuseabschnitt 18 in einen kurzen radial nach innen weisenden Steg über, der axial als Anlagefläche für das Wälzlager 13 dient und radial innen einen Zentnersitz für das Sensorgehäuse 16 des Rotorlagesensors 8 aufweist. Eventuell können an dieser Stelle auch nicht gezeigte Einstellringe zwischen dem Gehäuseabschnitt 18 und dem Wälzlager 13 sinnvoll sein. In diesen Zentnersitz ist eine zylindrische Außenfläche des Sensorgehäuses 16 eingesetzt. Zudem ragt neben dem Zentnersitz ein Teil des Sensorgehäuses 16 an dem Gehäuseabschnitt 18 des Motorgehäuses 17 vorbei radial nach außen und ist dort mit der dem Gehäuseabschnitt 18 verschraubt. Bei dem in den Figuren 1 -2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird dieser Bereich des Sensorgehäuses 16 durch drei auf dem Umfang verteilten Befestigungslaschen 25 gebildet, was gut aus der Figur 2 zu erkennen ist. Zwischen den drei Befestigungslaschen 25 ist Platz für die als Kabel ausgebildeten elektrischen Leitungen 19, die den aktiven Teil des Rotorlagesensors 8 mit der nicht gezeigten Steuereinheit der Axialflussmaschine 1 verbinden. Zusätzlich kann der Platz auch genutzt werden um andere Bauteile oder Komponenten, die in unmittelbarer Nähe der Axialflussmaschine 1 angeordnet werden müssen, unterzubringen.

Radial innerhalb des Zentnersitzes verläuft das Sensorgehäuse 16 axial vor dem Wälzlager 13 und axial vor dem Ende der Rotorwelle 11 , das den Lagersitz für den Lagerinnenring des Wälzlagers 13 ausbildet, nach radial innen. Innerhalb der zumindest im Bereich des Rotorlagesensors 8 als Hohlwelle 12 ausgeführten Wellenendes ist dann der aktive Teil des Rotorlagesensors 8 mit dem Sensorgehäuse 16 verbunden. An bzw. in dem Sensorgehäuse 16 sind die Elektronikkomponenten des aktiven Rotorlagesensors 8 befestigt.

Die Figur 1 zeigt die Axialflussmaschine 1 eingebaut in ein Antriebsstranggehäuse 26. Diese Motoranordnung ist für einen elektrischen Achsantriebsstrang 20 eines Kraftfahrzeugs 3 vorgesehen. Dort wo die Rotorwelle 11 axial aus der Axialflussmaschine 1 herausragt, wird ein Drehmomentübertragungselement, beispielsweise ein Getriebe oder eine Welle angeschlossen, dass das Drehmoment der Axialflussmaschine 1 auf ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs 3 überträgt. Auf der anderen Seite Axialflussmaschine 1 , auf der auch der bereits in Figur 1 dargestellte Rotorlagesensor 8 erkennbar ist, ist das Antriebsstranggehäuse 26 offen. An dieser Seite kann insbesondere eine im Wesentlichen baugleiche Axialflussmaschine 1 ebenfalls mit einem nachgeschalteten Drehmomentübertragungselement befestigt werden, die ebenfalls ein oder mehrere Räder des Kraftfahrzeugs 3 antreibt. Die beiden Axialflussmaschinen 1 werden miteinander verbunden, indem die Stirnseiten der Antriebsstranggehäuse 26 aneinandergeschraubt werden. Die dazu notwendigen Verschraubungslöcher 24 sind in Figur 2 am Außenrand des Antriebsstranggehäuses 26 erkennbar.

Damit die beiden Axialflussmaschinen 1 sehr dicht axial hintereinander positioniert werden können und somit eine sehr kompakte Bauweise für den entsprechenden elektrischen Achsantriebsstrang 20 realisiert werden kann, darf der Rotorlagesensor 8, seine Befestigungselemente und seine elektrischen Leitungen 19 axial nicht bauraumbestimmend werden. Wie eine axial sehr kompakte Bauweise des Rotorlagesensors 8 möglich wird, die auch den axialen Bauraumbedarf der Sensorbefestigungselemente und der elektrischen Leitungen 19 minimiert, zeigen die Figuren 2 und 3.

Figur 2 zeigt, dass bei diesem Ausführungsbeispiel drei Kabel als elektrische Leitungen 19 vom Rotorlagesensor 8 auf der Stirnseite des Motorgehäuses 17 radial nach außen führen und dann im Flanschbereich des Antriebsstranggehäuses 26 durch eine schräge Bohrung oder eine Kabelverschraubung aus dem Antriebsstranggehäuse 26 hinausgeführt werden. Um axialen Bauraum zu sparen wurden mehrere dünne Kabel nebeneinander angeordnet. Dies benötigt axial weniger Bauraum als ein Kabel mit rundem Querschnitt, dass alle benötigten Adem enthält.

Figur 3 zeigt alternativ eine als Kabel ausgeführte elektrische Leitung 19 mit flachem Querschnitt, beispielsweise ein Flachkabel oder Bandkabel. Damit die Kabel an dem Gehäuseabschnitt 18 entlang nach radial außen geführt werden können, müssen die Kabel natürlich auf dem Gehäuseabschnitt 18 aufliegen, genauso wie die Befestigungslaschen 25 des Sensorgehäuses 16 axial auf dem als Seitenwand ausgebildeten Gehäuseabschnitt 18 aufliegen müssen, um axial mit der Seitenwand verschraubt werden zu können. Um axialen Bauraum zu sparen, dürfen die Befestigungslaschen 25 und die Leitungen 19 nur nebeneinander aber nicht übereinander angeordnet werden, wobei sich hierbei nebeneinander und übereinander auf eine Blickrichtung entlang der Rotationsachse des Rotors 7, frontal auf die Stirnseite des Motorgehäuses 17 beziehen. Zudem müssen die Leitungen 19 und Befestigungslaschen 25 so angeordnet werden, dass diese Anforderung auch dann noch erfüllbar ist, wenn die zweite Axialflussmaschine 1 um 180° um die Spiegelachse gedreht vor die erste Axialflussmaschine 1 montiert wird.

Die Anforderung, dass die Befestigungslaschen 25 und die Leitungen 19 nur nebeneinander aber nicht übereinander angeordnet werden dürfen, bezieht sich dann auf alle Befestigungslaschen 25 und alle Leitungen 19 von den beiden in dem entsprechenden Achsantriebsstrang 20 verbauten Rotorlagesensoren 8.

In dem jeweiligen Sensorgehäuse 16 sind Öffnungen vorgesehen, durch die die Leitungen 19 von dem aktiven Teil des Rotorlagesensors 8 aus auf die Rückseite des Sensorgehäuses 16 bzw. dem Gehäuseabschnitt 18 verlegt werden können. Und ausgehend von der Öffnung, durch die die Leitungen 19 gezogen werden, reichen Aussparungen, die die Materialstärke der des Sensorgehäuses 16 partiell bis auf das axiale Niveau der Stirnseite des Gehäuseabschnittes 18 reduzieren, bis zum Rand des Sensorgehäuses 16. Zudem sind die Befestigungslaschen 25 auf dem Umfang versetzt zu den Öffnungen für die Leitungen 19 angeordnet. Durch diese Öffnungen und angrenzende Aussparungen auf der Rückseite des Sensorgehäuses 16 können die Leitungen auch im Bereich des Sensorgehäuses 16 auf demselben axialen Niveau nach radial außen geführt werden, dass sie auch radial weiter außen auf dem Gehäuseabschnitt 18 einnehmen.

Da die Stirnseite des Antriebsstranggehäuses 26, also die Fläche des Antriebsstranggehäuses 26, mit der sich die beiden Gehäusehälften berühren, wenn zwei Axialflussmaschinen 1 nebeneinander angeordnet werden, nicht rund sind, sondern es wie in der Figur 2 erkennbar, eine Stelle gibt, an der die Gehäusekontur radial weite nach außen gezogen ist als auf dem restlichen kreisförmigen Umfangsbereich, können die beiden Axialflussmaschinen 1 nur in einer einzigen Position miteinander verschraubt werden. Die Geometrie der beiden Antriebsstranggehäuse 26 werden dabei um 180° gedreht zueinander angeordnet. Diese Dreh- oder Spiegelachse der Geometrie liegt dann in der Ebene der beiden sich berührenden Gehäusestirnseiten, schneidet die Rotationsachse der Rotoren 7 orthogonal und verläuft durch die Mitte des radial weiter nach außen gesogenen Gehäusebereichs. Würde man diese Dreh- oder Spiegelachse in die Figur 2 einzeichnen, so würde die Dreh- oder Spiegelachse parallel zu den Leitungen 19 leicht nach unten versetzt, so dass die Dreh- oder Spiegelachse die Rotationsachse des Rotors 7 schneiden würde, verlaufen. Indem die Leitungen 19 nicht auf der Dreh- oder Spiegelachse liegen, sondern zu dieser versetzt sind und die Dreh- oder Spiegelachse auch nicht schneiden, treffen sich die Leitungen 19 der beiden benachbarten Axialflussmaschinen 1 nicht.

In der Figur 2 ist erkennbar, dass unterhalb der Leitungen 19 und auch unterhalb der Dreh- oder Spiegelachse ein Bereich ist, in dem keine erhabenen Elemente auf dem Gehäuseabschnitt 18 angeordnet sind. Dort ist auch in dem Sensorgehäuse 16 des Rotorlagesensors 8 eine weitere Aussparung vorgesehen und radial außen am Antriebsstranggehäuse 26 ist die Aussparung für die Durchführung der Leitungen 19 einseitig erweitert. Alle diese Maßnahmen sorgen dafür, dass Platz für die Leitungen 19 der benachbarten Axialflussmaschine 1 vorgehalten wird und die beiden Axialflussmaschinen 1 axial sehr dicht nebeneinander angeordnet werden können, ohne dass sie sich ungewollte berühren oder gar gegenseitig beschädigen.

Die Figur 2 zeigt auch, dass in dem Sensorgehäuse 16 des Rotorlagesensors 8 die Aussparungen für die Leitungen 19 nicht in der Mitte zwischen zwei Befestigungslaschen 25 platziert sind. Oder mit anderen Worten, die Befestigungslaschen 25 wurden unsymmetrisch zu den Leitungen 19 und der Drehoder Spiegelachse angeordnet. Dadurch ist sichergestellt, dass die Befestigungslaschen 25 und Befestigungsschrauben der beiden benachbarten Axialflussmaschinen 1 nicht auf andere Befestigungslaschen 25, Befestigungsschrauben, Leitungen 19 oder Kabelschellen treffen.

Figur 3 zeigt zwei Rotorlagesensoren 8 in der Anordnung, in der sie sich relativ zueinander befinden, wenn sie an zwei benachbarten Axialflussmaschinen 1 eines Achsantriebsstrangs 20 montiert sind. Um die beiden Rotorlagesensoren 8 besser unterscheiden zu können, ist der obere Rotorlagesensor 8, gestrichelt dargestellt. Der untere Rotorlagesensor 8 ist mit durchgezogenen Linien abgebildet. Es ist in der Figur 3 gut zu erkennen, dass die Befestigungslaschen 25 der beiden Rotorlagesensoren 8 auf dem Umfang versetzt zueinander angeordnet sind und sich nicht gegenseitig berühren. Das Beispiel zeigt jeweils drei Befestigungslaschen 25 pro Rotorlagesensor 8. Mit dem Prinzip der unsymmetrisch zu der Dreh- oder Spiegelachse angeordneten Befestigungslaschen 25 lassen sich aber noch mehr Befestigungsstellen pro Rotorlagesensor 8 realisieren (beispielsweise sechs) ohne ungewollte Kollisionen zu verursachen. Die Dreh- oder Spiegelachse der Sensorgeometrien befindet sich bei diesem Ausführungsbeispiel parallel zu den Leitungen 19 direkt in der Mitte zwischen den beiden entsprechenden Kabelsträngen.

Als alternative Ausführungsform sind in der Figur 3 pro Rotorlagesensor 8 nicht mehrere einzelne Leitungen 19 dargestellt, sondern ein Kabel mit flachem Querschnitt (Flachkabel, Bandkabel). Zudem sind bei beiden Rotorlagesensoren 8 die jeweiligen Leitungen 19 jeweils direkt neben einer Befestigungslasche 25 des jeweiligen Rotorlagesensors 8 angeordnet. Dies ermöglicht es, die Befestigungslasche 25 auch für die Befestigung der Leitungen 19 zu nutzen und reduziert die Stellen auf dem Umfang der Sensoranordnung, bei der Geometrieelemente der benachbarten Rotorlagesensoren 8 ineinandergreifen müssen. Dies hat auch Bauraumvorteile, da Geometrieelemente die zum selben Rotorlagesensor 8 gehören auf dem Umfang näher zusammengerückt werden können, als Geometrieelemente von benachbarten Baugruppen, da zwischen den Geometrieelementen von benachbarten Baugruppen größere Abstände für die längeren Toleranzketten und für das größere benötigte Montagespiel vorgehalten werden müssen.

In der Figur 3 ist auch erkennbar, dass vor jeder Leitung 19 des einen Rotorlagesensors 8 eine Aussparung in dem Sensorgehäuse 16 des andern Rotorlagesensors 8 angeordnet ist. Es ist sinnvoll die Aussparung in dem Sensorgehäuse 16, die für die Leitungen 19 des andern Rotorlagesensors 8 vorgesehen ist, bereiter auszuführen als die Aussparung für die Leitungen 19 des eigenen Rotorlagesensors 8. Dadurch werden die Leitungen 19 in der Aussparung ihres eigenen Rotorlagesensors 8 gut geführt und passen auch bei den nicht ganz zu vermeidenden Positionsabweichungen zwischen den beiden Rotorlagesensoren 8 in die Aussparungen der Nachbarsensoren.

Die Figur 3 zeigt zwei aneinander angeordnete Rotorlagesensoren 8 in einer perspektivischen Ansicht, Die beiden Rotorlagesensoren 8, die in der Figur 3 einmal durch die Verwendung einer durchgezogenen Linie und einer gestrichelten Linie unterscheidbar ist, können sowohl einen direkten Kontakt aufweisen als auch in einen geringen Abstand voneinander angeordnet sein.

Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Axialflussmaschine 1 mit einem radial innerhalb der Rotorwelle 11 angeordneten Rotorlagesensor 8. Bei dem in der Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Gehäuseabschnitt 18 des Stators 4 an dem ersten Wälzlager 13 axial vorbei nach radial innen gezogen und stützt das Wälzlager 13 am Lagerinnenring ab. Zusätzlich dient der zum Lagersitz ausgeformte Innenbereich des Gehäuseabschnitts 18 als Träger für den Rotorlagesensor 8. Bei diesem Ausführungsbeispiel übernimmt der Gehäuseabschnitt 18 fast alle Aufgaben, die das Sensorgehäuse 16 bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel hatte. Das deckelartige Sensorgehäuse 16 des aktiven Rotorlagesensors 8 verschließt die innere Öffnung in dem als Statorseitenwand ausgebildeten Gehäuseabschnitt 18, und schützt den Rotorlagesensor 8 vor Verschmutzung.

Alternativ kann der Gehäuseabschnitt 18 auch ganz nach innen gezogen werden. Wenn das Sensorgehäuse 16, wie im ersten Ausführungsbeispiel der Figuren 1-2, robust genug ausgeführt und mit dem Gehäuseabschnitt 18 verbunden wird, kann das Sensorgehäuse 16 auch zum Abstützen des ersten Wälzlagers 13 genutzt werden. Das Sensorgehäuse 16 kann dann den gesamten Lagersitz ausformen oder wenn das Sensorgehäuse 16 beispielsweise den nach innen weisenden Steg an dem Gehäuseabschnitt 18 des ersten Ausführungsbeispiels ersetzt, als Axialanschlag für das erste Wälzlager 13 dienen. Figur 4 zeigt ferner, dass der aktive Rotorlagesensor 8 bei diesem Ausführungsbeispiel in den zylindrischen Innenteil des Gehäuseabschnitts 18 eingepresst wird. Um die axiale Position des aktiven Rotorlagesensors 8 möglichst einfach einstellen zu können, befindet sich zwischen dem Sensorgehäuse 16 des aktiven Rotorlagesensors 8 und der beim Einpressen als Axialanschlag dienenden Schulter 21 des Gehäuseabschnitts 18 ein Einstellring 22. Durch die Auswahl eines Einstellrings 22 mit einer passenden axialen Stärke lässt sich leicht sicherstellen, dass der aktive Rotorlagesensor 8 auf die richtige axiale Position eingepresst wird. Dieses Prinzip, den axialen Abstand zwischen aktiven und passiven Sensorteil durch ein Einstellelement mit variabler Dicke am aktiven Rotorlagesensor 8 einzustellen, lässt sich auch auf das erste Ausführungsbeispiel übertragen. Dort kann man einen Einstellring oder ein Einstellblech, dessen axiale Stärke bedarfsgerecht ausgewählt wird, zwischen dem Gehäuseabschnitt 18 und dem Sensorgehäuse 16 anordnen.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 4 ist der passive Teil des Sensors, also das Sensortarget 9, aus bzw. mit der Rotorwelle 11 ausgeformt. Eine in Umfangsrichtung angeordnete Abfolge von Erhöhungen und Vertiefungen ist auf der Stirnseite der Rotorwelle 11 angeordnet und steht in einem festen Bezug zu der Position der Rotormagnete.

Den Ausführungsformen der Figuren 1 -4 ist gemein, dass die Rotorwelle 11 gegenüber dem ersten Statorkörper 5 über ein erstes Wälzlager 13 und gegenüber dem zweiten Statorkörper 6 über ein zweites Wälzlager 14 gelagert ist, wobei der Rotorlagesensor 8 mit dem Sensortarget 9 radial innerhalb des ersten Wälzlagers 13 angeordnet ist. Dabei weist der Rotorlagesensor 8 und/oder das Sensortarget 9 einen axialen Überdeckungsbereich 15 mit dem ersten Wälzlager 13 aufweisen/aufweist, was ebenfalls zu einer axial kompakt bauenden Konfiguration einer Axialflussmaschine 1 beiträgt. Dabei weist der Rotorlagesensor 8 ein im Wesentlichen zylinderförmiges Sensorgehäuse 16 auf, welches radial zumindest abschnittsweise innerhalb des ringscheibenförmigen Statorkörpers 5 angeordnet ist und axial zumindest abschnittsweise in den ersten ringscheibenförmigen Statorkörper 5 hineinragt. Figur 5 zeigt einen elektrischer Achsantriebsstrang 20 umfassend eine erste, ein erstes Fahrzeugrad antreibende Axialflussmaschine 1 und eine zweite, ein zweites Fahrzeugrad antreibende Axialflussmaschine 1 , wobei die Axialflussmaschinen 1 im Wesentlichen baugleich ausgeführt sind. Man erkennt gut, dass sich der Rotorlagesensor 8 der ersten Axialflussmaschine 1 und der Rotorlagesensor 8 der zweiten Axialflussmaschine 1 unmittelbar in dem elektrischen Achsantriebsstrang 20 gegenüberliegen.

Die in dieser Anmeldung benutzten Begriffe „radial“, „axial“, „tangential“ und „Umfangsrichtung“ beziehen sich immer auf die Rotationsachse der Axialflussmaschine 1. Die Begriffe „links“, „rechts“, „oben“, „unten“, „oberhalb“ und „unterhalb“ dienen hier nur dazu, um zu verdeutlichen, welche Bereiche der Abbildungen gerade im Text beschrieben werden. Die spätere Ausführung der Erfindung kann auch anders angeordnet werden. Die Erfindung ist ferner nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.

Bezuqszeichenliste

1 Axialflussmaschine

2 Antriebsstrang

3 Kraftfahrzeug

4 Stator

5 Statorkörper

6 Statorkörper

7 Rotor

8 Rotorlagesensor

9 Sensortarget

10 Überdeckungsbereich

11 Rotorwelle

12 Hohlwelle

13 Wälzlager

14 Wälzlager

15 Überdeckungsbereich

16 Sensorgehäuse

17 Motorgehäuse

18 Gehäuseabschnitt

19 Leitung

20 Achsantriebsstrang

21 Schulter

22 Einstellring

23 Gewindelöcher

24 Verschraubungslöcher

25 Befestigungslaschen

26 Antriebsstranggehäuse