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Title:
ELECTRIC MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/046231
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric machine (1), comprising a stator (3) and a rotor (4) arranged rotatably in the stator (3), wherein: the electric machine (1) has an end shield (6) arranged non-rotatably with respect to the stator (3) for mounting the rotor (4) with respect to the stator (3); the end shield (6) extends at least partially along a radial plane (8) which is substantially orthogonal to the axis of rotation of the rotor (4); the stator (3) is connected for conjoint rotation to a stator support (7) which also extends at least partially along a radial plane (8) which is substantially orthogonal to the axis of rotation of the rotor (4); the end shield (6) and the stator support (7) have centring means (9) for centring the end shield (6) with respect to the stator support (7); the stator support (7) has, on its radial plane (8) which is substantially orthogonal to the axis of rotation of the rotor (4), an annular opening (10) having a radially inner peripheral surface (11) designed as a centring seat, which surface is abutted by at least three centring studs (12) projecting axially out of the radial plane (8) of the end shield (6) which is substantially orthogonal to the axis of rotation of the rotor (4), said centring studs being configured in such a way that the centring studs (12) form with the inner peripheral surface (11) the centring means (9) for centring the end shield (6) with respect to the stator support (7).

Inventors:
FISCHER ALEXANDRE (FR)
SCHMID TIM (DE)
Application Number:
PCT/DE2022/100651
Publication Date:
March 30, 2023
Filing Date:
September 02, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
H02K5/15; B60K1/00; H02K15/16
Foreign References:
DE102014217129A12016-03-03
DE2845668A11980-04-30
DE2845663A11980-05-08
DE844616C1952-07-21
DE2124929A11972-11-30
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Claims:
Ansprüche

1 . Elektrische Maschine (1 ), insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrangs eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs (2), umfassend einen Stator (3) und einen in dem Stator (3) drehbar angeordneten Rotor (4), wobei die elektrische Maschine (1 ) ein drehfest gegenüber dem Stator (3) angeordnetes Lagerschild (6) zur Lagerung des Rotors (4) gegenüber dem Stator (3) aufweist, wobei das Lagerschild (6) sich zumindest abschnittsweise entlang einer im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors (4) stehenden Radialebene (8) erstreckt, wobei der Stator (3) drehfest mit einem Statorträger (7) verbunden ist, welcher sich ebenfalls zumindest abschnittsweise entlang einer im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors (4) stehenden Radialebene (8) erstreckt, wobei das Lagerschild (6) und der Statorträger (7) Zentriermittel (9) zur Zentrierung des Lagerschilds (6) gegenüber dem Statorträger (7) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorträger (7) an seiner im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors (4) stehenden Radialebene (8) eine kreisringförmige Öffnung (10) mit einer als Zentriersitz ausgebildeten, radial inneren Mantelfläche (11 ) aufweist, an welcher wenigstens drei axial aus der im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors (4) stehenden Radialebene (8) des Lagerschilds (6) herausragende Zentrierwarzen (12) anliegen und derart konfiguriert sind, dass die Zentrierwarzen (12) mit der inneren Mantelfläche (11 ) die Zentriermittel (9) zur Zentrierung des Lagerschilds (6) gegenüber dem Statorträger (7) bilden.

2. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass radial oberhalb der kreisringförmigen Öffnung (10) ein das Lagerschild (6) und den Statorträger (7) kontaktierender, im Wesentlichen kreisringförmiger Kontaktabschnitt (13) ausgebildet ist und radial oberhalb des Kontaktabschnitts (13) das Lagerschild (6) und der Statorträger (7) spielbehaftet zueinander positioniert sind.

3. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorträger (7) topfartig ausgeformt ist, mit einem sich im Wesentlichen in Axialrichtung erstreckenden Zylinderringabschnitt (14), von welchem ausgehend sich das Lagerschild (6) des Weiteren zumindest abschnittsweise entlang der im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors (4) stehenden Radialebene (8) erstreckt.

4. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierwarzen (12) und die innere Mantelfläche (11 ) so konfiguriert sind, dass zwischen ihnen eine Presspassung ausgebildet ist.

5. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Zentrierwarzen (12) und der inneren Mantelfläche (11 ) gebildeten Zentriermittel (9) zur Zentrierung des Lagerschilds (6) gegenüber dem Statorträger (7) so konfiguriert sind, dass sie im Wesentlichen keine Axialkräfte und/oder Drehmomente übertragen.

6. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierwarzen (12) und/oder die innere Mantelfläche (11 ) Radien und/oder Fasen aufweisen, durch welche das Lagerschild (6) gegenüber dem Statorträger (7) bei einem axialen Fügen der Bauteile radial geführt wird. - 16 - Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild (6) gegenüber dem Statorträger (7) formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig drehfest fixiert ist. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild (6) mittels Nietverbindungen (15) drehfest an dem Stator (7) fixiert ist. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentnerwarzen (12) monolithisch mit dem Lagerschild (6) ausgeformt sind. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der inneren Mantelfläche (11 ) des Lagerschilds (6) gebildeter radial äußerer Kontaktabschnitt (16) der Zentnerwarzen (12) spanend bearbeitet ist. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Mantelfläche (11 ) des Lagerschilds (6) spanend bearbeitet ist.

Description:
Elektrische Maschine

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrangs eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, umfassend einen Stator und einen in dem Stator drehbar angeordneten Rotor, wobei die elektrische Maschine ein drehfest gegenüber dem Stator angeordnetes Lagerschild zur Lagerung des Rotors gegenüber dem Stator aufweist, wobei das Lagerschild sich zumindest abschnittsweise entlang einer im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors stehenden Radialebene erstreckt, wobei der Stator drehfest mit einem Statorträger verbunden ist, welcher sich ebenfalls zumindest abschnittsweise entlang einer im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors stehenden Radialebene erstreckt, wobei das Lagerschild und der Statorträger Zentnermittel zur Zentrierung des Lagerschilds gegenüber dem Statorträger aufweisen.

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.

Neben den vollelektrischen Antriebskonzepten sind auf sogg. hybride Antriebe bekannt. Ein Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges umfasst eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, und ermöglicht - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfügbarkeit gerade bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch die Brennkraftmaschine und den Elektromotor anzutreiben.

Insbesondere bei derartigen hybriden oder vollelektrischen Antriebskonzepten spielen die Geräuschentwicklung durch den Antrieb sowie dessen Gewicht eine wichtige Rolle. Diese beiden Anforderungen sind jedoch gegenläufig, wobei eine bessere Geräuschdämmung des Antriebs in der Regel auch in einem höheren Gewicht resultiert. Systembedingt kann es im Betrieb einer derartigen elektrischen Maschine für einen hybriden oder vollelektrischen Antriebsstrang zu einer hohe elektromagnetische Anregung kommen, welche auch zu akustischen Schwingungen in den Strukturbauteilen der elektrischen Maschine oder des Antriebsstrangs führen können. Dies kann dann auch im Fahrzeuginnenraum akustisch wahrnehmbar sein, was regelmäßig als störend empfunden wird.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine elektrische Maschine, insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrangs eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, bereitzustellen, die hinsichtlich ihrer Laufruhe optimiert ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Maschine, insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrangs eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, umfassend einen Stator und einen in dem Stator drehbar angeordneten Rotor, wobei die elektrische Maschine ein drehfest gegenüber dem Stator angeordnetes Lagerschild zur Lagerung des Rotors gegenüber dem Stator aufweist, wobei das Lagerschild sich zumindest abschnittsweise entlang einer im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors stehenden Radialebene erstreckt, wobei der Stator drehtest mit einem Statorträger verbunden ist, welcher sich ebenfalls zumindest abschnittsweise entlang einer im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors stehenden Radialebene erstreckt, wobei das Lagerschild und der Statorträger Zentriermittel zur Zentrierung des Lagerschilds gegenüber dem Statorträger aufweisen, wobei der Statorträger an seiner im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors stehenden Radialebene eine kreisringförmige Öffnung mit einer als Zentnersitz ausgebildeten, radial inneren Mantelfläche aufweist, an welcher wenigstens drei axial aus der im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors stehenden Radialebene des Lagerschilds herausragende Zentrierwarzen anliegen und derart konfiguriert sind, dass die Zentnerwarzen mit der inneren Mantelfläche die Zentriermittel zur Zentrierung des Lagerschilds gegenüber dem Statorträger bilden.

Durch intensive Forschungsarbeit konnte die Anmelderin zeigen, dass die akustisch wirksamen und als besonders störend empfundenen Schwingungen maßgeblich durch die Schwingungen der Lagerschilde der elektrischen Maschine hervorgerufen werden. Durch die im Betrieb der elektrischen Maschine auftretenden elektromagnetischen Kräfte an den Statorzähnen kann das bzw. die Lagerschilde beispielsweise über einen Statorträger indirekt zu Schwingungen angeregt werden. Dies führt zu den skizzierten akustischen Auffälligkeiten und zur Einleitung von Schwingungen in die Gehäusestruktur der elektrischen Maschine bzw. der umgebenden Bauteilstrukturen, wie beispielsweise einem Getriebegehäuse. Es konnte mittels intensiver Modellierungen, Simulationen und Messungen gezeigt werden, dass bei einer elektromagnetischen Anregung ein über einen Statorträger zentriertes Lagerschild entsprechend seiner Struktur und Zentrierung Luftschall abstrahlt und/oder das Motorgehäuse sowie umliegende Strukturbauteile zu einem unerwünschten Schwingungsverhalten anregt.

Die von der Anmelderin durchgeführten Untersuchungen konnten ferner zeigen, dass bei der Verwendung einer angepassten Zentrierung von Lagerschild und Statorträger, eine Reduktion dieses unerwünschten Schwingungsverhaltens zu beobachten ist. Daher wird erfindungsgemäß eine elektrische Maschine mit einem Lagerschild vorgeschlagen, dass über eine entsprechende Zentrierung über Zentrierwarzen gegenüber einer inneren Mantelfläche eines Lagerschilds verfügt, wodurch ein strukturbedingtes gedämpftes Schwingungsverhalten realisiert werden kann, so dass unerwünschte im Fahrgastraum wahrnehmbare akustische Schwingungen reduziert werden können. Durch die beschriebene Ausbildung der Zentnermittel kann ein schwingungsverhalten-entkoppeltes Design realisiert sein, da sich das Lagerschild und der Statorträger relativ zueinander zumindest in axialer und umfänglicher Richtung bewegen können, was zu einer Dämpfung der Betriebsschwingungen beiträgt und das akustische Verhalten der elektrischen Maschine deutlich verbessern kann.

Ferner kann durch die Zentrierwarzen und der inneren Mantelfläche des Statorträgers Zentnermittel bereitgestellt werden, die eine hohe Koaxialitätsgenauigkeit am Lagerschild zwischen den Zentnerwarzen und dem Statorträger erlauben, was ebenfalls zu einem optimierten, weil reduzierten, Schwingungsverhalten beiträgt.

Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.

Die elektrische Maschine ist bevorzugt als Rotationsmaschine ausgeführt und kann als Radialflussmaschine oder Axialflussmaschine konfiguriert sein. Die elektrische Maschine 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 die elektrische Maschine eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 ll/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 ll/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 ll/min bereitstellt.

Die elektrische Maschine ist bevorzugt als Radialflussmaschine ausgestaltet. Der Stator einer Radialflussmaschine ist bevorzugt zylindrisch aufgebaut und besteht insbesondere aus gegeneinander elektrisch isolierten und geschichtet aufgebauten und zu Blechpaketen paketierten Elektroblechen. Über den Umfang verteilt, sind bevorzugt 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.

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine umfasst ferner einen Rotor. Ein Rotor ist der sich drehende (rotierende) Teil einer elektrischen Maschine. Der Rotor umfasst bevorzugt eine Rotorwelle und einen oder mehrere drehfest auf der Rotorwelle angeordnete Rotorkörper. Die Rotorwelle kann hohl ausgeführt sein, was zum einen eine Gewichtsersparnis zur Folge hat und was zum anderen die Zufuhr von Schmier- oder Kühlmittel zum Rotorkörper erlaubt.

Als Luftspalt wird der zwischen dem Rotor und dem Stator existierende Spalt bezeichnet. Bei einer Radialflussmaschine ist das ein kreisringförmiger Spalt mit einer radialen Breite, die dem Abstand zwischen Rotorkörper und Statorkörper entspricht.

Die elektrische Maschine kann in einem Motorgehäuse aufgenommen sein. Das Motorgehäuse umhaust die elektrische Maschine. Ein Motorgehäuse kann darüber hinaus auch die Steuer- und Leistungselektronik aufnehmen. Das Motorgehäuse kann darüber hinaus auch Bestandteil eines Kühlsystems für die elektrische Maschine und derart ausgebildet sein, dass Kühlfluid über das Motorgehäuse der elektrischen Maschine zugeführt werden und/oder die Wärme über die Gehäuseflächen nach außen abgeführt werden kann. Darüber hinaus schützt das Motorgehäuse die elektrische Maschine sowie die ggf. vorhandene Elektronik vor äußeren Einflüssen. Ein Motorgehäuse kann insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sein. Vorteilhafter Weise kann das Motorgehäuse aus einem metallischen Gussmaterial, wie zum Beispiel Grauguss oder Stahlguss geformt sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Motorgehäuse ganz oder teilweise aus einem Kunststoff auszubilden.

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine umfasst wenigsten einen Lagerschild. Lagerschilde sind die hinteren und vorderen Deckel des Motorgehäuses, die das Innere der elektrischen Maschine beispielsweise gegen Berührung schützen und die Lager der Wellenenden des Rotors aufnehmen. Sie sind üblicherweise sehr genau in das Motorgehäuse eingepasst, um einen möglichst gleichmäßigen Luftspalt zwischen Stator und Rotor zu gewährleisten. Der A-Lagerschild bezeichnet die Abtriebsseite und trägt in der Regel ein Festlager, der B-Lagerschild ist die Lüfterseite und die Lagerung kann üblicherweise über einen Schiebesitz erfolgen, um Wärmedehnungen des Rotors ausgleichen zu können.

Das A-Lagerschild und/oder das B-Lagerschild können einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet sein. Bei einer zweiteiligen Ausbildung eines Lagerschilds kann insbesondere ein Innenschild radial innerhalb eines Außenschilds angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist es, dass ein Lagerschild aus einem metallischen Material geformt ist. Es kann jedoch grundsätzlich auch möglich sein, dass ein Lagerschild aus einem Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, gebildet ist.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass das A-Lagerschild und/oder das B-Lagerschild in einem Motorgehäuse der elektrischen Maschine gelagert sind/ist .

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass radial oberhalb der kreisringförmigen Öffnung ein das Lagerschild und den Statorträger kontaktierender, im Wesentlichen kreisringförmiger Kontaktabschnitt ausgebildet ist und radial oberhalb des Kontaktabschnitts das Lagerschild und der Statorträger spielbehaftet zueinander positioniert sind. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass sich hierdurch das akustische Verhalten der elektrischen Maschine weiter verbessern lässt, indem durch das Spiel eine Entkopplung in schwingungsanfälligen Bereichen von Lagerschild und Statorträger erfolgt.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der Statorträger topfartig ausgeformt ist, mit einem sich im Wesentlichen in Axialrichtung erstreckenden Zylinderringabschnitt, von welchem ausgehend sich das Lagerschild des Weiteren zumindest abschnittsweise entlang der im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors stehenden Radialebene erstreckt. Hierdurch kann eine besonders montagefreundliche und sichere Aufnahme der elektrischen Maschine innerhalb des topfartigen Statorträgers realisiert werden.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Zentrierwarzen und die innere Mantelfläche so konfiguriert sind, dass zwischen ihnen eine Presspassung ausgebildet ist. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass ein mögliches Passungsspiel und der dadurch möglicherweise entstehende Versatz von Lagerschild und Statorträger eliminiert werden kann. Die Presspassung ist hierzu nur „leicht“ ausgebildet, d.h. sie bewegt sich im Bereich der fertigungsbedingten, erwarteten Toleranzen. Insbesondere verhindert die Presspassung im Betrieb der elektrischen Maschine nicht grundsätzlich eine gewisse axiale und/oder umfängliche relative Beweglichkeit von Lagerschild gegenüber dem Statorträger.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die aus den Zentrierwarzen und der inneren Mantelfläche gebildeten Zentnermittel zur Zentrierung des Lagerschilds gegenüber dem Statorträger so konfiguriert sind, dass sie im Wesentlichen keine Axialkräfte und/oder Drehmomente übertragen, wodurch sich das akustische Verhalten durch Optimierung der Entkopplung der beiden Bauteile Lagerschild und Statorträger weiter verbessern lässt.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Zentrierwarzen und/oder die innere Mantelfläche Radien und/oder Fasen aufweisen, durch welche das Lagerschild gegenüber dem Statorträger bei einem axialen Fügen der Bauteile radial geführt wird. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass beispielsweise ein Verpressen von Lagerschild und Statorträger vor dem eigentlichen Fügevorgang (Nieten, Schweißen etc.) möglichst mit einer einfachen Presse umgesetzt werden kann.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass das Lagerschild gegenüber dem Statorträger formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig drehfest fixiert ist. In diesem Zusammenhang kann es auch vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass das Lagerschild mittels Nietverbindungen drehfest an dem Stator fixiert ist.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die Zentnerwarzen monolithisch mit dem Lagerschild ausgeformt sind, was fertigungstechnisch sowie kostenseitig vorteilhaft ist. Insbesondere können die Zentrierwarzen mittels Umformverfahren gebildet sein. Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, dass die Zentnerwarzen aus einem aus einem Blech geformten Lagerschild mittels Tiefziehverfahren und/oder Verstemmen geformt sind.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass ein mit der inneren Mantelfläche des Lagerschilds gebildeter radial äußerer Kontaktabschnitt der Zentrierwarzen spanend bearbeitet ist, wodurch die Zentriergenauigkeit des Lagerschilds gegenüber dem Statorträger weiter verbessert werden kann. Daher ist es in diesem Zusammenhang ferner auch zu bevorzugen, dass die innere Mantelfläche des Lagerschilds spanend bearbeitet ist. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.

Es zeigt:

Figur 1 eine elektrische Maschine in einer schematischen Axialschnittansicht,

Figur 2 einen Stator in einer perspektivischen Darstellung,

Figur 3 einen Stator und ein Lagerschild in einer Detailansicht im Axialschnitt,

Figur 4 einen Stator und ein Lagerschild in einer perpektivischen

Teilschnittansicht,

Figur 5 ein Kraftfahrzeug mit einem vollelektrisch und hybriden Antriebsstrang in jeweils einer schematischen Blockschaltdarstellung.

Die Figur 1 zeigt eine elektrische Maschine 1 , insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrangs eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs 2, wie es exemplarisch auch in der Figur 5 gezeigt ist.

Die elektrische Maschine 1 umfasst einen Stator 3 und einen in dem Stator 3 drehbar angeordneten Rotor 4. Die elektrische Maschine 1 besitzt ferner zwei drehfest gegenüber dem Stator 3 angeordnete Lagerschilde 6 zur Lagerung des Rotors 4 gegenüber dem Stator 3. Die Konfiguration eines der Lagerschilde 6 wird nun nachfolgend anhand der Figuren 2-4 näher erläutert.

Man erkennt durch die Darstellung in der Figur 3, dass sich das Lagerschild 6 zumindest abschnittsweise entlang einer im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors 4 stehenden Radialebene 8 erstreckt. Der Stator 3 ist drehfest mit einem Statorträger 7 verbunden, welcher sich ebenfalls zumindest abschnittsweise entlang einer im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors 4 stehenden Radialebene 8 erstreckt. Das Lagerschild 6 und der Statorträger 7 weisen Zentriermittel 9 zur Zentrierung des Lagerschilds 6 gegenüber dem Statorträger 7 auf, welche nachfolgend ausführlicher beschrieben werden. Der Statorträger 7 besitzt an seiner im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors 4 stehenden Radialebene 8 eine kreisringförmige Öffnung 10 mit einer als Zentriersitz ausgebildeten, radial inneren Mantelfläche 11 . An dieser liegen wenigstens drei axial aus der im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors 4 stehenden Radialebene 8 des Lagerschilds 6 herausragende Zentrierwarzen 12 an. Diese sind derart konfiguriert, dass die Zentnerwarzen 12 mit der inneren Mantelfläche 11 die Zentnermittel 9 zur Zentrierung des Lagerschilds 6 gegenüber dem Statorträger 7 bilden. Dies geht auch gut aus der Zusammenschau der Figuren 2-4 hervor. Man erkennt insbesondere anhand der Figur 2 gut, dass die Zentrierwarzen 12 auf einem koaxial zur Rotationsachse der Rotors der elektrischen Maschine 1 liegenden Kreises äquidistant angeordnet sind.

Die Zentnerwarzen 12 und die innere Mantelfläche 11 sind so konfiguriert sind, dass zwischen ihnen eine leichte Presspassung ausgebildet ist. Die aus den Zentrierwarzen 12 und der inneren Mantelfläche 11 gebildeten Zentriermittel 9 zur Zentrierung des Lagerschilds 6 gegenüber dem Statorträger 7 sind dabei so konfiguriert sind, dass sie im Wesentlichen keine Axialkräfte und/oder Drehmomente übertragen.

Radial oberhalb der kreisringförmiges Öffnung 10 ist ein das Lagerschild 6 und den Statorträger 7 kontaktierender, im Wesentlichen kreisringförmiger Kontaktabschnitt 13 ausgebildet. Dieser Kontaktabschnitt 13 wird von einer Mehrzahl von Nietverbindungen 15 durchgriffen, welche den Statorträger 7 an dem Lagerschild 6 befestigen. Die Nietverbindungen 15 sind ebenfalls äquidistant auf einem koaxial zu der Rotationsachse des Rotors ausgebildeten Kreis angeordnet. Radial oberhalb des Kontaktabschnitts 13 sind das Lagerschild 6 und der Statorträger 7 spielbehaftet zueinander positioniert, was besonders gut aus den Figuren 3-4 hervorgeht.

Der Statorträger 7 ist topfartig ausgeformt, mit einem sich im Wesentlichen in Axialrichtung erstreckenden Zylinderringabschnitt 14, von welchem ausgehend sich das Lagerschild 6 des Weiteren zumindest abschnittsweise entlang der im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse des Rotors 4 stehenden Radialebene 8 erstreckt.

Die Zentnerwarzen 12 und/oder die innere Mantelfläche 11 können Radien und/oder Fasen aufweisen, durch welche das Lagerschild 6 gegenüber dem Statorträger 7 bei einem axialen Fügen der Bauteile radial geführt wird.

Die Zentnerwarzen 12 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel monolithisch mit dem Lagerschild 6 ausgeformt. Der mit der inneren Mantelfläche 11 des Lagerschilds 6 gebildete radial äußere Kontaktabschnitt 16 der Zentnerwarzen 12 ist dabei spanend bearbeitet und liegt an der spanend bearbeiteten inneren Mantelfläche 11 des Lagerschilds 6 an, wodurch eine hohe Koaxialitätsgenauigkeit bereitgestellt werden kann.

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

1 elektrische Maschine

2 Kraftfahrzeug 3 Stator

4 Rotor

6 Lagerschild

7 Statorträger 8 Radialebene

9 Zentriermittel

10 Öffnung

11 Mantelfläche

12 Zentnerwarzen 13 Kontaktabschnitt

14 Zylinderringabschnitt

15 Nietverbindungen

16 Kontaktabschnitt