Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschinenanordnung, umfassend eine erste elektrische Maschine und eine zweite elektrische Maschine mit jeweils einem Stator und mit jeweils einem Rotor. Darüber hinaus umfasst die Maschinenanordnung ein gemeinsames Gehäuse, in dem die beiden elektrischen Maschinen, axial benachbart zueinander angeordnet sind sowie eine in drehfestem Kontakt mit dem Rotor der ersten elektrischen Maschine stehende Abtriebswelle und eine in drehfestem Kontakt mit dem Rotor der zweiten elektrischen Maschine stehende Abtriebswelle. Dabei ist der Rotor der ersten elektrischen Maschine auf seiner der zweiten elektrischen Maschine abgekehrten Seite über ein erstes Lager drehbar gelagert in oder an einem Stützteil des Gehäuses radial abgestützt angeordnet und ist der Rotor der zweiten elektrischen Maschine auf seiner der ersten elektrischen Maschine abgekehrten Seite über ein zweites Lager drehbar gelagert in oder an einem Stützteil des Gehäuses radial abgestützt angeordnet, und ist einer der beiden Rotoren, auf seiner dem anderen Rotor, zugekehrten Seite über ein drittes Lager radial gegen den anderen Rotor abgestützt.

Bei Kraftfahrzeugen spielten hoher Komfort, kompakte Bauweise, geringes Gewicht, hohe Leistungsdichte und geringe Kosten immer eine wichtige Rolle. Dies gilt auch für die Antriebseinheiten von elektromotorisch antreibbaren Kraftfahrzeugen, sogenannten E-Fahrzeugen oder Hybridfahrzeugen. Für elektrische Antriebseinheiten kann es daher konzeptionell sinnvoll sein, mehrere Motoren direkt nebeneinander in einem gemeinsamen Gehäuse unterzubringen. Mehrere elektrische Maschinen bzw. elektrische Motoren in einem Fahrzeug bieten die Möglichkeit verschiedenen Räder unterschiedlich anzutreiben und dadurch den Fahrkomfort und die Fahrdynamik zu verbessern. Weiterhin ist es möglich die Motoren auf unterschiedliche Drehzahlbereiche zu optimieren und je nach Drehzahl unterschiedliche Motoren o- der Motorkombinationen für den Antrieb des Fahrzeugs zu nutzen. Auch hinsichtlich eines Baukastensystems bieten mehrere optional integrierbare Motoren in einem Fahrzeug die interessante Möglichkeit, unterschiedlich viele Motoren einzubauen, um so die Fahrleistung des Kraftfahrzeugs leicht an die Wünsche des Kunden anpassen zu können. Mehrere Motoren direkt nebeneinander anzuordnen, statt im Fahrzeug zu verteilen, hat auch eine Reihe von Vorteilen. Indem man die Motoren und die dazugehörige Leistungselektronik an einer Stelle konzentriert, kann man Synergien nutzen und den Bereich begrenzen, in dem man besonderen Aufwand für Abdichtung, Hochvoltsicherheit, Kühlung und Sicherheitsüberwachung betreiben muss.

Mehrere Motoren direkt nebeneinander anzuordnen erschwert jedoch auch die mechanische Anbindung und Lagerung der Motoren. Funktionell ist eine koaxiale Anordnung von zwei Motoren in einem gemeinsamen Gehäuse in dem meisten Fällen ideal. Für eine konventionelle Lagerung der beiden Rotoren ist dann aber meistens kein Platz mehr.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine elektrische Maschinenanordnung bereitzustellen, bei der eine in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnete Mehrmaschinenanordnung im Hinblick auf die Lagerung der elektrischen Maschinen bzw. im Hinblick auf die Lagerung der Maschinenkomponenten der elektrischen Maschinen verbessert ist. Insbesondere soll eine derartige Mehrmaschinenanordnung mit Blick auf die sogenannte Knickstabilität entlang der Antriebsachse verbessert werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Maschinenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Eine erfindungsgemäße Maschinenanordnung umfasst eine erste elektrische Maschine und eine zweite elektrische Maschine mit jeweils einem Stator und mit jeweils einem Rotor, ein gemeinsames Gehäuse, in dem die beiden elektrischen Maschinen axial benachbart zueinander angeordnet sind, sowie eine in drehfestem Kontakt mit dem Rotor der ersten elektrischen Maschine stehende Abtriebswelle und eine in drehfestem Kontakt mit dem Rotor der zweiten elektrischen Maschine stehende Abtriebswelle. Dabei ist jeweils der Rotor der ersten elektrischen Maschine auf seiner der zweiten elektrischen Maschine abgekehrten Seite über ein erstes Lager drehbar gelagert in oder an einem Stützteil des Gehäuses radial abgestützt angeordnet und ist der Rotor der zweiten elektrischen Maschine auf seiner der ersten elektrischen Maschine abgekehrten Seite über ein zweites Lager drehbar gelagert in oder an einem Stützteil des Gehäuses radial abgestützt angeordnet. Ferner ist einer der beiden Rotoren auf seiner dem anderen Rotor zugekehrten Seite über ein drittes Lager radial gegen den anderen Rotor abgestützt, und ist gemäß der Erfindung der Rotor der ersten elektrischen Maschine oder der Rotor der zweiten elektrischen Maschine über ein viertes Lager radial abgestützt angeordnet. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass eine verbesserte Knickstabilität der Maschinenanordnung erreicht wird.

Weitere 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.

Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz oder nach ihrer Relevanz im Hinblick auf die Erfindung erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.

Elektrische Maschinen dienen zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und umfassen in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich angeordneten Teil.

Im Falle von als Rotationsmaschinen ausgebildeten elektrischen Maschinen wird insbesondere zwischen Radialflussmaschinen und Axialflussmaschinen unterschieden. Dabei zeichnet sich eine Radialflussmaschine dadurch aus, dass die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Luftspalt, sich in radialer Richtung erstrecken, während im Falle einer Axialflussmaschine sich die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator gebildeten Luftspalt in axialer Richtung erstrecken. Das Gehäuse umhaust die elektrische Maschine. Ein Gehäuse kann darüber hinaus auch die Steuer- und Leistungselektronik aufnehmen. Das Gehäuse kann darüber hinaus auch Bestandteil eines Kühlsystems für die elektrische Maschine sein und derart ausgebildet sein, dass Kühlfluid über das Gehäuse der elektrischen Maschine zugeführt werden kann und/oder die Wärme über die Gehäuseflächen nach außen abgeführt werden kann. Darüber hinaus schützt das Gehäuse die elektrische Maschine sowie die ggf. vorhandene Elektronik vor äußeren Einflüssen.

Der Stator einer Radialflussmaschine ist üblicherweise zylindrisch aufgebaut und besteht in der Regel aus gegeneinander elektrisch isolierten und geschichtet aufgebauten und zu Blechpaketen paketierten Elektroblechen. Durch diesen Aufbau werden die durch das Statorfeld verursachten Wirbelströme im Stator geringgehalten. Über den Umfang verteilt, sind in das Elektroblech parallel zur Rotorwelle verlaufend angeordnet Nuten oder umfänglich geschlossene Ausnehmungen eingelassen, welche die Statorwicklung bzw. Teile der Statorwicklung aufnehmen. In Abhängigkeit von der Konstruktion zur Oberfläche hin können die Nuten mit Verschlusselementen, wie Verschlusskeilen oder Deckeln oder dergleichen verschlossen sein, um ein Herauslösen der Statorwicklung zu verhindern.

Ein Rotor ist der sich drehende (rotierende) Teil einer elektrischen Maschine. Insbesondere wird von einem Rotor gesprochen, wenn es auch einen Stator gibt. Der Rotor umfasst in der Regel eine Rotorwelle und einen oder mehrere drehfest auf der Rotorwelle angeordnete Rotorkörper. Die Rotorwelle kann auch hohl ausgeführt sein, was zum einen eine Gewichtsersparnis zur Folge hat und was zum anderen die Zufuhr von Schmier- oder Kühlmittel zum Rotorkörper erlaubt. Wenn die Rotorwelle hohl ausgeführt ist, können auch Bauteile, beispielsweise Wellen, von benachbarten Aggregaten in den Rotor hinein oder durch den Rotor hindurch ragen, ohne die Funktionsweise der elektrischen Maschine negativ zu beeinflussen.

Als Luftspalt wird der zwischen dem Rotor und dem Stator existierende Spalt bezeichnet. Bei einer Radialflussmaschine ist das ein sich axial erstreckender kreisringförmiger Spalt mit einer radialen Breite, die dem Abstand zwischen Rotorkörper und Statorkörper entspricht. Der magnetische Fluss in einer elektrischen Axialflussmaschine, wie beispielsweise eine als Axialflussmaschine ausgebildete elektrische Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs, ist im Luftspalt zwischen Stator und Rotor axial, parallel zur Rotationsachse der elektrischen Maschine gerichtet. Der gebildete Luftspalt bei einer Axialflussmaschine ist somit im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet.

Der magnetische Fluss in einer elektrischen Axialflussmaschine, wie beispielsweise eine als Axialflussmaschine ausgebildete elektrische Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs, ist im Luftspalt zwischen Stator und Rotor axial, parallel zur Rotationsachse der elektrischen Maschine gerichtet. Axialflussmaschinen werden unter anderem mit Blick auf Ihren Ausbau unterschieden in Axialflussmaschinen in (-Anordnung und in Axialflussmaschinen in H-Anordnung. Unter einer Axialflussmaschine in I-Anordnung wird eine elektrische Maschine verstanden, bei der eine einzelne Rotorscheibe der elektrischen Maschine zwischen zwei Statorhälften eines Stators der elektrischen Maschine angeordnet und über diese mit einem elektromagnetischen Drehfeld beaufschlagbar ist. Unter einer Axialflussmaschine in H-Anordnung wird eine elektrische Maschine verstanden, bei der zwei Rotorscheiben eines Rotors der elektrischen Maschine in dem axial zwischen sich befindlichen Ringraum einen Stator der elektrischen Maschine aufnehmen, über den die beiden Rotorscheiben mit einem elektromagnetischen Drehfeld beaufschlagbar sind. Die beiden Rotorscheiben einer elektrischen Maschine in H-Anordnung sind mechanisch miteinander verbunden. Dies erfolgt meistens über eine Welle oder ein wellenähnliches Verbindungselement, das radial innen (radial innerhalb der Magnete der elektrischen Maschine) durch den Stator hindurchragt und die beiden Rotorscheiben radial innen miteinander verbindet. Eine Sonderform der H-Anordnung stellen elektrische Maschinen da, deren beide Rotorscheiben radial außen (radial außerhalb der Magnete der elektrischen Maschine) miteinander verbunden sind. Der Stator dieser elektrischen Maschine wird dann radial innen (meisten einseitig) an einer die elektrische Maschine abstützenden Komponente befestigt. Diese Sonderform der H-Anordnung wird auch als J-Anordnung bezeichnet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das vierte Lager auf dem ersten Rotor oder auf dem zweiten Rotor angeordnet und in radialer Richtung gegen ein Bauteil der elektrischen Maschinenanordnung abgestützt ist, wobei das Bauteil verschieden ist von dem ersten Rotor und verschieden ist von dem zweiten Rotor. Besonders bevorzugt wird das vierte Lager über ein Abstützelement in radialer Richtung gegen das Gehäuse abgestützt. Es kann hierdurch erreicht werden, dass radial auftretende Knickkräfte effizient abgestützt werden können und die Stabilität der Maschinenanordnung verbessert ist.

Bevorzugt ist das Abstützelement als axialelastische Ringscheibe ausgebildet, wodurch eine konstruktiv einfache und bauraumsparende Lösung der radialen Anbindung des vierten Lagers gefunden wurde.

Im Rahmen dieser Ausführungsform ist es von Vorteil das vierte Lager unmittelbar benachbart zu dem dritten Lager und radial innen auf demselben Rotorkörper anzuordnen, wodurch die Anordnung mit Blick auf einen kleinen Bauraum weiter optimiert werden kann.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das vierte Lager zwischen der Rotorwelle und einer die Rotorwelle bereichsweise koaxial umgebenden Abtriebswelle angeordnet ist. Diese Anordnung des vierten Lagers ermöglicht zum einen eine alternative Ausführungsform zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, bei der die Abstützung gegen ein Gehäuseteil abgestützt wird. Zum anderen kann ein sogenanntes viertes Lager auch „gedoppelt“ werden und zusätzlich an der zur ersten Stelle verschieden angeordneten Stelle in der Maschinenanordnung ausgebildet sein, wodurch die Anordnung ohne nennenswert weiteren Bauraum beanspruchen zu müssen weiter stabilisiert werden kann.

Mit Vorteil ist das vierte Lager bei der Anordnung zwischen Rotorwelle und koaxialer Abtriebswelle als Nadellager ausgebildet, um hier entsprechenden Bauraum und Gewicht einsparen zu können. Besonders bevorzugt ist das vierte Lager dabei dann in axialer Richtung auf Höhe eines die Abtriebswelle lagernden Lagers angeordnet, wodurch die Abstützung von Knickkräften weiter verbessert werden kann.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass das erste Lager und/oder das zweite Lager und/oder das dritte Lager und/oder das vierte Lager durch ein Wälzlager gebildet ist/sind, wobei vorzugsweise das erste Lager und das zweite Lager und das dritte Lager als Schrägkugellager ausgebildet sind. Der Vorteil, der sich hierdurch realisieren lässt, ist, dass mit konstruktiv einfachen Mitteln, bauraumsparend eine Lageranordnung mit entsprechender Knickstabilität in die Maschinenanordnung integriert werden kann.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass das erste Lager und das zweite Lager in O-Anord- nung zueinander angeordnet sind, was die Stabilität der Anordnung als auch die Laufeigenschaften der Wälzlager in dieser Konstruktion weiter verbessert.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass die in drehfester Verbindung mit dem Rotor der ersten elektrischen Maschine stehende Abtriebswelle auf der der zweiten elektrischen Maschine abgekehrten axialen Seite der ersten elektrischen Maschine, und die in drehfester Verbindung mit dem Rotor der zweiten elektrischen Maschine stehende Abtriebswelle auf der der ersten elektrischen Maschine abgekehrten axialen Seite der zweiten elektrischen Maschine jeweils über ein Wälzlager, in oder an einem Stützteil innerhalb des Gehäuses gelagert sind. Hierdurch wird die Statbilität der Anordnung weiter optimiert.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können.

Es zeigen: Figur 1 eine elektrische Maschinenanordnung mit zwei axial benachbart angeordneten Axialflussmaschinen in H-Anordnung in einer ersten Ausführungsform der Erfindung, in Form eines Ausschnitts einer E-Achse (elektrisch angetriebene Achse mit integrierten Elektromotoren) für ein Kraftfahrzeug, in einem Axialschnitt in schematischer Darstellung,

Figur 2 eine elektrische Maschinenanordnung mit zwei axial benachbart angeordneten Axialflussmaschinen in H-Anordnung in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, in Form eines Ausschnitts einer E-Achse (elektrisch angetriebene Achse mit integrierten Elektromotoren) für ein Kraftfahrzeug, in einem Axialschnitt in schematischer Darstellung,

Figur 3 eine elektrische Maschinenanordnung mit zwei axial benachbart angeordneten Axialflussmaschinen in I-Anordnung, analog zu der Ausführungsform gemäß Figur 2,

Figur 4 eine elektrische Maschinenanordnung mit zwei axial benachbart angeordneten Radialflussmaschinen, analog zu der Ausführungsform gemäß Figur 1 , und

Figur 5 eine elektrische Maschinenanordnung mit zwei axial benachbart angeordneten Radialflussmaschinen, analog zu der Ausführungsform gemäß Figur 2.

Alle Figuren 1-4 zeigen jeweils eine elektrische Maschinenanordnung 1 , umfassend eine erste elektrische Maschine 21 und eine zweite elektrische Maschine 22, wobei die erste und zweite elektrische Maschine 21 , 22 jeweils als permanenterregte Synchronmaschine für eine E-Achse eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs ausgebildet sind. Jede der elektrischen Maschinen 2 weist jeweils einem Stator 31 ; 32 und jeweils einem Rotor 41 ; 42 auf. Ferner sind die beiden elektrischen Maschi- nen21 ; 22 jeweils in einem gemeinsamen Gehäuse 7 angeordnet, in dem sie axial benachbart zueinander angeordnet sind. Darüber hinaus umfasst die Maschinenanordnung 1 jeweils eine in drehfestem Kontakt mit dem Rotor 41 der ersten elektrischen Maschine 21 stehende Abtriebswelle 101 und eine in drehfestem Kontakt mit dem Rotor 42 der zweiten elektrischen Maschine 22 stehende Abtriebswelle 102. Der Rotor 41 der ersten elektrischen Maschine 21 ist dabei auf seiner der zweiten elektrischen Maschine 22 abgekehrten Seite über ein erstes Lager 611 drehbar gelagert über ein Stützteil S des Gehäuses 7 radial abgestützt im Gehäuse 7 angeordnet. Auch der Rotor 42 der zweiten elektrischen Maschine 22 ist analog dazu auf seiner der ersten elektrischen Maschine 21 abgekehrten Seite über ein zweites Lager 612 drehbar gelagert über ein Stützteil S des Gehäuses 7 radial abgestützt im Gehäuse 7 angeordnet. Ferner ist gezeigt, wie die beiden Rotoren 41 , 42 axial im Bereich zwischen den beiden elektrischen Maschinen 21 , 22 über ein drittes Lager 613 radial gegeneinander abgestützt sind und der Rotor 42 der zweiten elektrischen Maschine 22 über ein viertes Lager 614 radial gegen das Gehäuse 7 abgestützt ist.

Dabei ist das vierte Lager 614, je nach Ausführungsform entweder axial direkt benachbart zum dritten Lager 613 im Bereich zwischen den beiden elektrischen Maschinen 21 , 22 angeordnet (siehe Figuren 1 und 4) oder zwischen einem Rotorwellenabschnitt der Rotorwelle W, der koaxial bereichsweise in eine der Abtriebswellen 101 , 102 hineinragt, und der Abtriebswelle 101 , 102 selbst gelagert angeordnet (siehe Figuren 2, 3 und 5). Im letztgenannten Fall ist das vierte Lager 614 jeweils als Nadellager ausgebildet und axial auf der Höhe eines die Abtriebswelle 101 , 102 abstützenden Lagers 711 , 712 positioniert.

Gemäß den in Figur 1 und Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispielen ist die elektrische Maschinenanordnung 1 in Form einer elektrisch angetriebenen Achse für ein Kraftfahrzeug, mit zwei integrierten elektrischen Axialflussmaschinen in H-Anord- nung ausgeführt. Alternativ ist eine Ausführungsform mit Axialflussmaschinen in anderen Anordnungen, wie etwa in I-Anordnung oder in J-Anordnung ebenfalls möglich. Die Axialflussmaschinen in H-Anordnung sind nebeneinander positioniert und in einem gemeinsamen Gehäuse 7 angeordnet. Jede Axialflussmaschine umfasst einen Stator 31 ; 32, der radial außen innerhalb des Gehäuses 7 an diesem befestigt ist, und einem Rotor 41 ; 42. Der Rotor 41 ; 42 besteht radial innen aus einem hohlwellenähnlichen Abschnitt, der über eine Steckverzahnung mit der als Eingangswelle eines Getriebes ausgebildeten Abtriebswelle 101 ; 102 verbundenen ist und an dem sich rechts und links scheibenförmige Abschnitte des Rotors 41 , 42 bzw. des Rotorkörpers anschließen, die sich neben dem Stator 31 ; 32 radial nach außen erstrecken. Die Rotoren 41 ; 42 der beiden elektrischen Maschinen 21 ; 22 sind in der Mitte durch eine Lagerstelle 613 miteinander verbunden und auf der jeweils von der anderen elektrischen Maschine 21 ; 22 abgewandten Seite mit je einem Lager 611 ; 612 auf dem Gehäuse 7 abgestützt. Zwischen dem Stator 31 ; 32 und den beiden scheibenförmigen Abschnitten der Rotoren 41 ; 42 befinden sich die Luftspalte, durch die der axiale magnetischen Fluss der jeweiligen elektrischen Maschine 21 ; 22 verläuft. Die Rotoren 41 ; 42, die durch die Magnetfeder der elektrischen Maschine 2 angetrieben werden, übertagen ihr Drehmoment über das jeweils benachbarte Getriebe auf je ein Rad (in den Abbildungen nicht dargestellt) am Ende der elektrischen Maschinenanordnung 1 (hier: E-Achse). Das Getriebe ist in der Abbildung jeweils durch eine Verzahnungsstufe Z angedeutet. An dem scheibenförmigen Rotorabschnitt, der jeweils der anderen elektrischen Maschine 21 ; 22 abgewandt ist, ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Messfläche vorgesehen, die von dem am Gehäuse 7 befestigten Rotorlagesensor 12 erfasst und ausgewertet werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Rotor 41 ; 42 und dem Gehäuse 7 je ein Erdungsring 11 vorgesehen, über den die in den jeweiligen Rotor 41 ; 42 induzierten oder geleiteten Ströme in das Gehäuse 7 abgeleitet werden können.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 erfolgt die radiale Abstützung der mittleren Lagerstelle, in der das dritte Lager 613 benachbart dem vierten Lager 614 angeordnet ist, über ein dünnes scheibenförmiges radialelastisches Verbindungselement 6, das als Blechteil (Flexplate) ausgeführt ist, und das an seinem inneren radialen Ende mit dem Außenring des vierten Lagers 614 verbunden ist und das an seinem äußeren radialen Ende am Gehäuse 7 angebunden ist. Beispielsweise ist das radialelastische Verbindungselement 6 hergestellt aus einer oder mehreren Lagen Federstahlblech, Feinkornbaustahlblech oder Edelstahlblech. Das scheibenförmige Verbindungselement 6 kann aber auch aus elektrisch nichtleitenden und nicht ferromagnetischen Werkstoffen hergestellt werden (sinnvoll wegen der Nähe zu den Elektromotoren), wie beispielsweise Kunststoffen, keramischen Werkstoffen oder Verbundwerkstoffen wie GFK (Glasfaser verstärkter Kunststoff). Das scheibenförmige Verbindungselement 6 ist radial außen am Gehäuse 7 befestigt. Dazu sind Zentner- und Befestigungsstellen auf dem Umfang des Gehäuses 7 verteilt angeordnet. Die Zentrierung kann durch einen Passsitz oder Zentriersitz am Außendurchmesser des Verbindungselements 6 erfolgen und die Befestigung kann durch Schrauben realisiert werden.

Radial innen ist das Verbindungelement 6 mit dem vierten Lager 614 verbunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist dies realisiert, indem das Lager 614 in einem Passsitz oder Zentnersitz am Innendurchmesser des Verbindungselementes 6 eingepresst ist und axial von der einen Seite durch eine starre Hülse und von der anderen Seite durch eine elastische Scheibe gehalten wird. Die starre Hülse ist durch ihren dickeren Matenalquerschnitt in der Lage das Lager 614 und das Verbindungselement 6 exakt zueinander auszurichten. Die eleatische Scheibe (dünner Materialquerschnitt) sorgt durch eine axiale Vorspannung auf dem Lageraußenring dafür, dass das Lager 614 immer axial an dem Axialanschlag der starren Hülse anliegt. Gleichzeitig können durch ihre Elastizität die axialen Toleranzen vom Lagerring, von der Hülse, vom Verbindungselement 6 und von dem der elastischen Scheibe selber ausgleichen werden. Die starre Hülse, das Verbindungselement und die elastische Scheibe können so auf einfache Weise miteinander vernietet werden. Der Lagerinnenring des über das Verbindungselement 6 mit dem Gehäuse 7 verbundenen Lagers 614 ist auf einem mit dem Rotor 42 der rechten elektrischen Maschine 22 verbunden Rotorwellenabschnitt W aufgesteckt. Damit das vierte Lager 614 gut radiale Kräfte übertragen kann, ist dieses Lager 614 als Rillenkugellager ausgeführt. Links daneben ist auf demselben Rotorwellenabschnitt W das als Schrägkugellager ausgebildete dritte Lager 613 aufgesteckt, dass den Rotor 41 der linken elektrischen Maschine 21 auf den Rotorwellenabschnitt W abstützt. Über den Rotorwellenabschnitt W sind somit beide Rotoren 41 , 42 radial zentriert und mit dem Gehäuse 7 verbunden. Über die mittlere Lagerstelle werden auch Axialkräfte übertragen. Der linke Rotor 41 ist durch zwei Schrägkugellager (611 , 613) in O-An- ordnung gelagert. Über das eine Lager 611 , dass den Rotor 41 mit der Gehäuseseitenwand verbindet, und durch das Lager 613, dass den Rotor 41 mit dem Rotorwellenabschnitt W des anderen Rotors 42 verbindet, übt der Rotor 41 nach außen wirkende Axialkräfte aus. Das auf dem Rotorwellenabschnitt W aufgesteckte Schrägkugellager stützt sich deshalb mit seinem Innenring an einem Distanzring D ab, der die Axialkraft auf den Innenring des benachbarten als Rillenkugellager ausgebildeten vierten Lagers 614 überträgt, der sich dann an einer Wellenschulter des Rotorwellenabschnitts W abstützt. Über den rechten Rotor 42 und das Schrägkugellager (612) zwischen dem rechten Rotor 42 und der benachbarten Gehäuseseitenwand wird die Axialkraft dann in das Gehäuse 7 übertragen. Axialkräfte die durch den rechten Rotor 42 und seine Lagerung entstehen, können über den gleichen axialen Kraftübertragungspfad über den Rotor 41 der linken elektrischen Maschine 21 auch in die linke Gehäuseseitenwand abgeleitet werden. Durch den Distanzring D zwischen den beiden auf dem Rotorwellenabschnitt W aufgesteckten Lagern (613, 614), können Längentoleranzen in dem gerade beschriebenen Pfad ausgeglichen werden, indem ein Distanzring mit der richtigen Dicke eingebaut wird. Das als Rillenkugellager ausgebildete vierte Lager 614, das durch das Verbindungselement 6 mit dem Gehäuse 7 verbunden ist, wird axial von den Rotoren 41 , 42 positioniert. Axialtoleranzen zwischen der sich ergebenden Lagerposition und der Befestigungsstelle zwischen dem Gehäuse 7 und dem Verbindungselement 6 werden durch die axiale Flexibilität des dünnen Verbindungselements 6 ausgeglichen.

Was die Montage der elektrischen Maschinenordnung 1 angeht, so kann diese wie folgt beschrieben werden:

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird zuerst die rechte elektrische Maschine 22 in die zugehörige Gehäusehälfte eingesetzt. Anschließend wird die Baugruppe aus Verbindungselement 6 und viertem Lager 614 auf den Rotorwellenabschnitt W des Rotors 42 der rechten elektrischen Maschine 22 aufgeschoben und radial außen mit dem Gehäuse 7 verschraubt. Die links dargestellte elektrische Maschine 21 wird ebenfalls in ihre Gehäusehälfte eingesetzt. Das Schrägkugellager (613), das sich später auf den Rotorwellenabschnitt W abstützt, ist dabei schon mit dem Rotor 41 der linken Maschine 21 verbunden. Dadurch kann nun bei beiden Unterbaugruppen, jeweils bestehend aus einer Gehäusehälfte und der eingebauten elektrischen Maschine 21 , 22, jeweils der axiale Abstand zwischen der Anlagefläche, mit der sich die jeweilige Gehäusehälfte später an der andern Gehäusehälfte anlegen wird, und der jeweiligen Stirnseite des Lagerinnenringes, die sich später an dem Distanzring D abstützen wird, gemessen werden. Aus den beiden Messungen lässt sich die für diesen Aufbau richtige Distanzringdicke ermitteln. Ein Distanzring, mit der richtigen Dicke, wird anschließend auf den Rotorwellenabschnitt W aufgesteckt, bevor die beiden Gehäusehälften zusammengeschoben und verschraubt werden.

Figur 2 zeigt eine elektrische Maschinenanordnung 1 mit zwei axial benachbart angeordneten als Axialflussmaschinen in H-Anordnung ausgebildeten elektrischen Maschinen 21 ; 22 in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Bei diesem zweiten Lagerungskonzept, das im zweiten Ausführungsbeispiel umgesetzt ist, sind Lager an insgesamt vier verschiedenen Stellen angeordnet. Die Motoranordnung und deren Grundfunktionen sind jedoch identisch mit denen des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels. Daher werden hier nur noch die Details beschrieben, mit denen sich das Ausführungsbeispiel 2 vom Ausführungsbeispiel 1 unterscheidet.

Die beiden Rotoren 41 , 42 der beiden elektrischen Maschinen 21 , 22 sind ebenfalls außen (auf der der anderen elektrischen Maschine 22, 21 abgewandten Seite) über je ein Lager 611 , 612 (z.B. ein Schrägkugellager) mit dem Gehäuse 7 verbunden. In der Mitte zwischen den beiden Rotoren 41 , 42 befindet sich ebenfalls eine dritte Lagerstelle 613. Dort sind die elektrischen Maschinen 21 , 22 aber nur durch ein einreihiges Schrägkugellager miteinander verbunden. Damit diese Lagerungsvariante in der Mitte nicht ausknicken kann, ist eine der elektrischen Maschinen 22 mit einem Rotorwellenabschnitt W ausgestattet, der in die als Hohlwelle ausgeführte Abtriebswelle 101 der anderen elektrischen Maschine 101 hineinragt und sich an seinem Endbereich über ein weiteres Lager 614 innen in der Abtriebswelle 101 abstützt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das vierte Lager 614 am Ende des Rotorwellenabschnitts W als Nadellager oder Nadelhülse ausgeführt und befindet sich zumindest teilweise radial innerhalb des Lagers 711 , mit dem die Antriebswelle 101 im Gehäuse 7 gelagert ist. Indem das Ende des Rotorwellenabschnitts W innerhalb des die Abtriebswelle 101 radial abstützenden Lagers 614 angeordnet ist, wirken sich ungewollte Bewegungen der Abtriebswelle 101 wie beispielsweise Wellendurchbiegung oder Taumeln nur wenig auf die radiale Position des Rotorwellenabschnitts W aus. Durch die Wahl eines axial nicht festgelegten Lagers (Loslagers) kann sich die Abtriebswelle 101 sogar axial leicht verschieben, ohne dass sich das störend auf den Rotorwellenabschnitt W überträgt. Besonders gute Lagerungseigenschaften erzielt man, wenn der Rotorwellenabschnitt W etwa 0,5 bis zwei mal so lang ist, wie die Breite der elektrischen Maschine 21 , 22 mit der er verbunden ist. Zusätzlich sollte das vierte Lager 614 an Ende des Rotorwellenabschnitts W axial möglichst nahe an der Ebene positioniert werden, in der sich das Lager 711 befindet, mit dem die Abtriebswelle 101 im Gehäuse 7 gelagert wird.

Der Rotor 42 der in der Figur 2 rechts dargestellten elektrischen Maschine 22 ist somit an drei Stellen gelagert. Ganz rechts, auf seiner der anderen elektrischen Maschine 21 abgewandten Seite ist der Rotor 42 mit einem Schrägkugellager (612), das axiale und radiale Kräfte übertragen kann, an der Gehäuseseitenwand abgestützt. Durch das Schrägkugellager (613) zwischen den beiden Rotoren 41 , 42 wird die rechte elektrische Maschine 22 in axialer Richtung über den zweiten Rotor 42 an der gegenüberliegenden Gehäusewand abgestützt. Durch die Lagerstelle 614 am Ende des Rotorwellenabschnitts W ist der Rotor 42 des rechten Motors 22 nochmal radial abgestützt. Durch die drei Lagerstellen (612, 613, 614) ist der rechte Rotor 42 sehr solide im Gehäuse 7 abgestützt. Auf beiden Seiten des Rotors 42 ist jeweils eine Stelle vorhanden, an der axiale Kräfte übertragen werden können und es ist auch jeweils eine Stelle vorhanden, an der radiale Kräfte übertragen werden können. Der Rotor 41 der linken elektrischen Maschine 21 ist links, auf seiner der anderen elektrischen Maschine 22 abgewandten Seite, mit einem Schrägkugellager (611 ), das axiale und radiale Kräfte übertragen kann, an der Gehäuseseitenwand abgestützt. Auf der gegenüberliegenden Seite (der der anderen elektrischen Maschine 22 zugewandten Seite) ist der Rotor 41 mit einem zweiten Schrägkugellager (613), das ebenfalls axiale und radiale Kräfte übertragen kann, auf dem Rotorwellenabschnitt W der rechten elektrischen Maschine 22 abgestützt. Beide Rotoren 41 , 42 sind somit solide und knickstabil abgestützt.

Sowohl bei dem Ausführungsbeispiel 1 als auch bei dem Ausführungsbeispiel 2 sind die Rotoren 41 , 42 der beiden in H-Anordnung ausgeführten Axialflussmotoren so gestaltet, dass sich nur die inneren Rotorhälften (die Rotorhälften, die jeweils der anderen elektrischen Maschine zugewandt sind) der beiden elektrischen Maschinen 21 , 22 unterscheiden. Dadurch können die beiden Motoren zu einem großen Teil aus gleichen Teilen hergestellt werden. Im Wesentlichen unterscheiden sich die beiden elektrischen Maschinen 21 , 22 nur durch die Teile der inneren Rotorhälften, die die Lager (613; 613, 614) der mittleren Lagerstelle aufnehmen.

Figur 3 zeigt eine elektrische Maschinenanordnung 1 mit zwei axial benachbart angeordneten und als Axialflussmaschinen in I-Anordnung ausgebildeten elektrischen Maschinen2, analog zu der Ausführungsform gemäß Figur 2. Bezüglich der Beschreibung und Funktionsweise wird an dieser Stelle auf die Ausführungen zu Figur 2 verwiesen.

Figur 4 zeigt eine elektrische Maschinenanordnung 1 mit zwei axial benachbart angeordneten und als Radialflussmaschinen ausgebildeten elektrischen Maschinen 21 ; 22 - analog zu der in Figur 1 beschriebenen Ausführungsform mit Axialflussmaschinen, weshalb bezüglich der Beschreibung und Funktionsweise an dieser Stelle auf die Ausführungen zu Figur 1 verwiesen wird.

Figur 5 zeigt eine elektrische Maschinenanordnung 1 mit zwei axial benachbart angeordneten und als Radialflussmaschinen ausgebildeten elektrischen Maschinen 21 ; 22 - analog zu der in Figur 2 beschriebenen Ausführungsform mit Axialflussmaschinen, weshalb bezüglich der Beschreibung und Funktionsweise an dieser Stelle auf die Ausführungen zu Figur 1 verwiesen wird.

Die Erfindung ist 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

I Elektrische Maschinenanordnung

21 Elektrische Maschine

22 Elektrische Maschine

31 Stator

32 Stator

41 Rotor

42 Rotor

6 (axialelastisches) Abstützelement

7 Gehäuse

101 Abtriebswelle

102 Abtriebswelle

I I Erdungsring

12 Rotorlagesensor

611 erstes Lager

612 zweites Lager

613 drittes Lager

614 viertes Lager

711 Wälzlager (Abtriebswelle)

712 Wälzlager (Abtriebswelle)

S Stützteil (Gehäuse)

Z Verzahnungsstufe

W Rotorwellenabschnitt

D Distanzring