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Title:
SHAFT-GROUNDING DEVICE FOR ESTABLISHING AN ELECTRICALLY CONDUCTIVE CONNECTION BETWEEN A ROTATABLE SHAFT AND A HOUSING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/184333
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a shaft-grounding device (E) for establishing an electrically conductive connection between a rotatable shaft (W) and a housing (GH). The shaft-grounding device (E) comprises a plurality of flexurally elastic and electrically conductive contact elements (EK1, EK2, EK3), which form an electrically conductive sliding contact (K1) with a circumferential surface (C) of the shaft (W) or a sleeve (H) provided on the shaft (W). The contact elements (EK1, EK2, EK3) are positioned and designed such that they bring about preloading of the sliding contact (K1) by virtue of their own flexural elasticity. A wear region (EKV) of at least one of the contact elements (EK2, EK3) has a non-constant width (B). The invention also relates to a transmission (G) for an electric axle-drive unit (EA) for a motor vehicle having a shaft-grounding device (E) of this type and to an electric machine (EM2) having a shaft-grounding device (E) of this type.

Inventors:
GRIESBACH MICHAEL (DE)
SAUTER BERNHARD (DE)
MEINERZ THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/050581
Publication Date:
September 09, 2022
Filing Date:
January 13, 2022
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
H02K11/40; H01R39/18; H05F3/02
Foreign References:
DE102017009360A12019-04-11
DE102018104753A12019-09-05
JP2006158032A2006-06-15
EP3179578A12017-06-14
DE102016010926A12017-09-07
DE102016010926A12017-09-07
DE102017009360A12019-04-11
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Claims:
Patentansprüche

1. Wellenerdungseinrichtung (E) zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbin dung zwischen einer drehbaren Welle (W) und einem Gehäuse (GH), wobei die Wel lenerdungseinrichtung (E) mechanisch und elektrisch mit dem Gehäuse (GH) ver bunden ist und mehrere biege-elastische und elektrisch leitfähige Kontaktelemente (EK1, EK2, EK3) aufweist, welche einen elektrisch leitenden Schleifkontakt (K1) zu einer Umfangsfläche (C) der Welle (W) oder einer auf die Welle (W) aufgebrachten Hülse (H) bilden, wobei die Kontaktelemente (EK1, EK2, EK3) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sie aufgrund ihrer eigenen Biege-Elastizität eine Vorspannung des Schleifkontakts (K1) bewirken, wobei jedes der Kontaktelemente (EK1, EK2,

EK3) einen Gelenkabschnitt (EKG) und einen Schleifkontaktabschnitt mit einem Ver schleißbereich (EKV) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleißbereich (EKV) zumindest eines der Kontaktelemente (EK2, EK3) eine nicht-konstante Breite (B) aufweist.

2. Wellenerdungseinrichtung (E) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Kontaktelemente (EK2) mit nicht-konstanter Breite (B) des Ver schleißbereichs (VKB) derart ausgestaltet ist, dass die Kontaktfläche zur Welle (W) oder zur Hülse (H) mit zunehmendem Verschleiß kleiner wird.

3. Wellenerdungseinrichtung (E) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass zumindest eines der Kontaktelemente (EK3) mit nicht -konstanter Breite (B) des Verschleißbereichs (EKV) derart ausgestaltet ist, dass die Kontaktflä che zur Welle (W) oder zur Hülse (H) mit zunehmendem Verschleiß größer wird.

4. Wellenerdungseinrichtung (E) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der Verschleißbereich (EKV) zumindest eines der Kontaktele mente (EK1) eine konstante Breite (B) aufweist, sodass die Kontaktfläche zur Welle (W) oder zur Hülse (H) mit zunehmendem Verschleiß konstant bleibt.

5. Wellenerdungseinrichtung (E) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die Wellenerdungsreinrichtung (E) sowohl mehrere Kontaktele mente (EK1) mit konstanter Breite (B) des Verschleißbereichs (EKV) als auch mehre- re Kontaktelemente (EK2, EK3) mit nicht-konstanter Breite (B) des Verschleißbe reichs (EKV) aufweist.

6. Wellenerdungseinrichtung (E) nach Anspruch 5, dass die Anzahl der Kontaktele mente (EK1) mit konstanter Breite (B) des Verschleißbereichs (EKV) und die Anzahl der Kontaktelemente (EK2, EK3) mit nicht-konstanter Breite (B) des Verschleißbe reichs (EKV) entweder gleich ist oder sich höchstens um den Betrag fünf unterschei det.

7. Wellenerdungseinrichtung (E) nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die Kontaktelemente (EK1 ) mit konstanter Breite (B) des Ver schleißbereichs (EKV) und die Kontaktelemente (EK2, EK3) mit nicht-konstanter Breite (B) des Verschleißbereichs (EKV) gleichmäßig entlang dem Umfang des Schleifkontakts (K1 ) verteilt sind.

8. Wellenerdungseinrichtung (E) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der Verschleißbereich (EKV) von jedem der Kontaktelemente (EK2, EK3) eine nicht-konstante Breite (B) aufweist.

9. Getriebe (G) für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine Wellenerdungsein richtung (E) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Erdung einer in einem Gehäuse (GG) des Getriebes (G) gelagerten Welle (GW2).

10. Getriebe (G) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (GW2) eine Abtriebswelle des Getriebes (G) bildet.

11 . Getriebe (G) nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (G) eine elektrische Maschine (EM) aufweist, welche zum Antrieb der Welle (GW2) eingerichtet ist.

12. Elektrische Achsantriebs-Einheit (EA) für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine Wellenerdungseinrichtung (E) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Er- düng einer in einem Gehäuse (GA) der Achsantriebs-Einheit (EA) gelagerten Welle (DS1 , DS2).

13. Elektrische Maschine (EM2) mit einem drehfesten Stator (S) und einem drehba ren Rotor (R), wobei der Rotor (R) mit einer Rotorwelle (RW) gekoppelt ist, wobei die Rotorwelle (RW) in einem Gehäuse (GE) der elektrischen Maschine (EM2) gelagert ist, gekennzeichnet durch eine Wellenerdungseinrichtung (E) nach einem der An sprüche 1 bis 8 zur Erdung der Rotorwelle (RW).

Description:
Wellenerdungseinrichtung zur Herstellung einer elektrisch leitfähiqen Verbindung zwischen einer drehbaren Welle und einem Gehäuse

Die Erfindung betrifft eine Wellenerdungseinrichtung zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen einer drehbaren Welle und einem Gehäuse. Die Erfindung betrifft ferner ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Wellen erdungseinrichtung, sowie eine elektrische Achsantriebs-Einheit für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Wellenerdungseinrichtung, sowie eine elektrische Maschine mit einer solchen Wellenerdungseinrichtung.

Die DE 10 2016010 926 A1 beschreibt einen Wellenerdungsring zur Ableitung indu zierter Spannungen von einer Welle in ein Maschinenelement. Der Wellenerdungs ring weist ein Gehäuse und mehrere am Gehäuse angeordnete Ableitelemente auf. Ein elastisch gebogener Randbereich jedes der Ableitelemente liegt an der Welle an, sodass ein elektrisch leitfähiger Schleifkontakt zur Welle gebildet wird.

Die DE 10 2017 009 360 A1 beschreibt einen Wellenerdungsring, bei dem Ableitele mente mit zwei unterschiedlichen Längen verwendet werden. Dies führt zur Auftei lung des Schleifkontakts auf zwei Laufspuren, welche mit unterschiedlich hoher An presskraft auf der Welle aufliegen.

Während des Betriebs des Wellenerdungsrings kommt es zu einem Verschleiß der Kontaktelemente, sodass die Kontaktelemente mit fortschreitender Betriebsdauer kürzer werden. Dadurch sinkt die Vorspannung des Schleifkontakts. Um über die Le bensdauer einen zuverlässigen elektrischen Kontakt zu gewährleisten, muss die initi ale Vorspannung der Kontaktelemente entsprechend hoch gewählt werden.

Werden die Kontaktelemente nun mit erhöhter Biegesteifigkeit ausgeführt, so verklei nert sich die Kontaktfläche im Neuzustand der Wellenerdungseinrichtung. Denn je steifer die Kontaktelemente sind, desto schlechter können sich die Kontaktelemente an die Welle anschmiegen. In der ersten Betriebsphase des Wellenerdungsrings tritt nun ein erhöhter Verschleiß auf, da die hohe Vorspannung auf eine relativ kleine Kontaktfläche wirkt. Dies ist unerwünscht, da der hohe Initialverschleiß die Lebens- dauer der Kontaktelemente reduziert. Zudem nimmt die Vorspannung der Kontakte lemente in der ersten Betriebsphase stark ab. Die dadurch hervorgerufene Nicht- Linearität der Kontaktelement-Vorspannung kann die dauerhafte Zuverlässigkeit der elektrischen Kontaktierung beeinträchtigen.

Es besteht daher ein Bedarf an einer Wellenerdungseinrichtung mit einem über die Lebensdauer gleichmäßigem Verschleißbild bei zuverlässiger Gewährleistung der elektrischen Leitfähigkeit.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Be schreibung sowie aus den Figuren.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Wellenerdungseinrichtung zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen einer drehbaren Welle und einem Gehäu se vorgeschlagen. Die Wellenerdungseinrichtung ist mechanisch und elektrisch mit dem Gehäuse verbunden, und weist mehrere biege-elastische und elektrisch leitfähi ge Kontaktelemente auf. Die Kontaktelemente bilden einen elektrisch leitenden Schleifkontakt zu einer Umfangsfläche der Welle oder zu einer auf die Welle aufge brachten Hülse. Die Kontaktelemente sind derart angeordnet und ausgestaltet, dass sie aufgrund ihrer eigenen Biege-Elastizität eine Vorspannung des Schleifkontakts bewirken. Jedes der Kontaktelemente weist einen Gelenkabschnitt und einen Schleifkontaktabschnitt mit einem Verschleißbereich auf.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Verschleißbereich zumindest eines der Kontaktelemente eine nicht -konstante Breite aufweist. Dadurch wirkt sich eine verschleißbedingte Reduktion der Kontaktelement-Vorspannung nicht mehr linear auf die Flächenpressung des Kontaktelements auf. Stattdessen kann die mit dem Ver schleiß variierende Flächenpressung bedarfsabhängig angepasst werden, und zwar durch eine einfache geometrische Formgebung der Kontaktelemente.

Vorzugsweise ist zumindest eines der Kontaktelemente mit nicht-konstanter Breite des Verschleißbereichs derart ausgestaltet, dass die Kontaktfläche zur Welle oder zur Hülse mit zunehmendem Verschleiß kleiner wird. Dadurch wirkt die mit zuneh mendem Verschleiß kleiner werdende Vorspannkraft auf eine kleiner werdende Kon taktfläche, sodass der Effekt der kleiner werdenden Vorspannkraft auf die Flächen pressung des Schleifkontakts zumindest teilweise kompensiert wird.

Vorzugsweise ist zumindest eines der Kontaktelemente mit nicht-konstanter Breite des Verschleißbereichs derart ausgestaltet, dass die Kontaktfläche zur Welle oder zur Hülse mit zunehmendem Verschleiß größer wird. Die derart ausgeführten Kon taktelemente ermöglichen aufgrund der initial höheren Flächenpressung einen zuver lässigen elektrischen Kontakt zu Beginn des Wellenerdungseinrichtungs-Betriebs, und übernehmen in dieser ersten Betriebsphase einen hohen Anteil der elektrischen Übertragung. Dadurch kann die Biegesteifigkeit der übrigen Kontaktelemente redu ziert werden. Mit zunehmenden Verschleiß wird die Kontaktfläche breiter, sodass sich der Anteil der übrigen Kontaktelemente an der elektrischen Übertragung vergrö ßert. Dies führt in Summe zu einem gleichmäßigen Verschleißbild über die Lebens dauer der Wellenerdungseinrichtung.

Vorzugsweise weist der Verschleißbereich von zumindest einem der Kontaktelemen te eine konstante Breite auf, sodass die Kontaktfläche zur Welle oder zur Hülse eines derartigen Kontaktelements mit zunehmendem Verschleiß konstant bleibt. Besonders bevorzugt ist eine Ausführung der Wellenerdungseinrichtung, bei der sowohl mehrere Kontaktelemente mit konstanter Breite des Verschleißbereichs als auch mehrere Kontaktelemente mit nicht-konstanter Breite des Verschleißbereichs verwendet wer den. Dadurch kann der Effekt der Kontaktelemente mit nicht-konstanter Breite des Verschleißbereichs bedarfsabhängig verringert werden.

Vorzugsweise ist die Anzahl der Kontaktelemente mit konstanter Breite des Ver schleißbereichs und die Anzahl der Kontaktelemente mit nicht-konstanter Breite des Verschleißbereichs gleich, oder unterscheidet sich höchstens um den Betrag fünf. Dadurch wird ein besonders gleichmäßiges Verschleißbild erreicht.

Vorzugsweise sind die Kontaktelemente mit konstanter Breite des Verschleißbe reichs und die Kontaktelemente mit nicht-konstanter Breite des Verschleißbereichs gleichmäßig entlang des Umfangs des Schleifkontakts verteilt. Dadurch wird ein be sonders gleichmäßiges Verschleißbild erreicht.

Selbstverständlich ist auch eine Ausführung denkbar, bei der der Verschleißbereich von sämtlichen Kontaktelementen eine nicht-konstante Breite aufweist.

Die vorgeschlagene Wellenerdungseinrichtung kann Bestandteil eines Getriebes für ein Kraftfahrzeug sein, beispielsweise ein Automatikgetriebe oder ein automatisiertes Getriebe mit mehreren Gangstufen. Die entsprechend geerdete Welle des Getriebes ist in einem Gehäuse des Getriebes drehbar gelagert. Die Welle kann beispielsweise eine Abtriebswelle des Getriebes sein. Das Getriebe kann eine elektrische Maschine aufweisen, welche zum Antrieb der Welle eingerichtet ist.

Die vorgeschlagene Wellenerdungseinrichtung kann Bestandteil einer elektrischen Achsantriebs-Einheit für ein Kraftahrzeug sein. Die entsprechend geerdete Welle der elektrischen Achsantriebs-Einheit ist in einem Gehäuse der elektrischen Achsan triebs-Einheit drehbar gelagert.

Die vorgeschlagene Wellenerdungseinrichtung kann Bestandteil einer elektrischen Maschine mit einem drehfesten Stator und einem drehbar gelagerten Rotor sein. Der Rotor ist mit einer Rotorwelle gekoppelt. Die Rotorwelle ist durch die vorgeschlagene Wellenerdungseinrichtung gegenüber einem Gehäuse der elektrischen Maschine geerdet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 und Fig. 2 je einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs;

Fig. 3 eine elektrische Maschine;

Fig. 4 und Fig. 5 je eine Ansicht einer aus einem Gehäuse hervorragenden Welle; sowie

Fig. 6a bis Fig. 6e je eine Detailansicht einer Wellenerdungseinrichtung. Fig. 1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug. Der Antriebs strang weist einen Verbrennungsmotor VM auf, dessen Ausgang mit einer Ein gangswelle GW1 eines Getriebes G verbunden ist. Eine Abtriebswelle GW2 des Ge triebes G ist mit einem Differentialgetriebe AG verbunden. Das Differentialgetriebe AG ist dazu eingerichtet, die an der Abtriebswelle GW2 anliegende Leistung auf An triebsräder DW des Kraftfahrzeugs zu verteilen. Das Getriebe G weist einen Radsatz RS auf, welcher zusammen mit in Fig. 1 nicht dargestellten Schaltelementen dazu eingerichtet ist verschiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der Eingangswelle GW1 und der Abtriebswelle GW2 bereitzustellen. Der Radsatz RS ist von einem Ge häuse GG umschlossen, welches auch eine mit der Eingangswelle GW1 verbundene elektrische Maschine EM beherbergt. Die elektrische Maschine EM ist dazu einge richtet die Eingangswelle GW1 anzutreiben. Am Gehäuse GG ist ein Umrichter INV befestigt. Der Umrichter INV ist einerseits mit der elektrischen Maschine EM und an dererseits mit einer Batterie BAT verbunden. Der Umrichter INV dient zur Wandlung des Gleichstroms der Batterie BAT in einen zum Betrieb der elektrischen Maschine EM geeigneten Wechselstrom, und weist dazu mehrere Leistungshalbleiter auf. Die Wandlung zwischen Gleichstrom und Wechselstrom erfolgt durch einen gesteuerten pulsartigen Betrieb der Leistungshalbleiter.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, welcher im Ge gensatz zur in Fig. 1 dargestellten Ausführung ein rein elektrischer Antriebsstrang ist. Der Antriebsstrang weist eine elektrische Achsantriebs-Einheit EX auf. Die elektri sche Achsantriebs-Einheit EX umfasst eine elektrische Maschine EM, deren Leistung über einen Reduktionsradsatz RS2 und ein Differentialgetriebe AG auf Antriebsräder DW eines Kraftfahrzeugs übertragen werden. Ausgangswellen DS1 , DS2 des Diffe rentialgetriebes AG sind mit den Antriebsrädern DW verbunden. Die elektrische Ma schine EM, der Reduktionsradsatz RS2 und das Differentialgetriebe AG sind von ei nem Gehäuse GA umschlossen. Am Gehäuse GA ist ein Umrichter INV befestigt.

Der Umrichter INV ist einerseits mit der elektrischen Maschine EM und andererseits mit einer Batterie BAT verbunden. Der Umrichter INV dient zur Wandlung des Gleichstroms der Batterie BAT in einen zum Betrieb der elektrischen Maschine EM geeigneten Wechselstrom, und weist dazu mehrere Leistungshalbleiter auf. Die Wandlung zwischen Gleichstrom und Wechselstrom erfolgt durch einen gesteuerten pulsartigen Betrieb der Leistungshalbleiter.

Die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Antriebsstränge sind nur beispielhaft anzuse hen.

Durch den pulsartigen Betrieb der Leistungshalbleiter können elektromagnetische Störsignale entstehen, die beispielsweise im Antriebsstrang gemäß Fig. 1 in die Ab triebswelle GW2 oder im Antriebsstrang gemäß Fig. 2 in die Ausgangswellen DS1, DS2 eingekoppelt werden. Durch die in Fig. 1 und Fig. 2 nicht dargestellte Lagerung der Abtriebswelle GW2, bzw. der Ausgangswellen DS1, DS2 sind diese jedoch ge genüber dem Gehäuse GG, bzw. dem Gehäuse GA elektrisch isoliert, da das Schmieröl im Inneren der Gehäuse GG, GA elektrisch isolierende Eigenschaften aufweist. Somit können in die Abtriebswelle GW2, bzw. in die Ausgangswellen DS1, DS2 eingekoppelte Störsignale nicht auf kurzem Weg in das Gehäuse GG, bzw. Ge häuse GA fließen, welches mit einer elektrischen Masse des Kraftfahrzeugs verbun den ist. Stattdessen gelangen die Störsignale durch elektromagnetische Abstrahlung zurück zur elektrischen Masse, wodurch andere elektronische Komponenten des Kraftfahrzeugs gestört werden können. Die aus dem Gehäuse GG, bzw. Gehäuse GA hervortretende Abtriebswelle GW2, bzw. Ausgangswellen DS1, DS2 können da bei eine Antenne bilden, welche die elektromagnetische Abstrahlung der Störsignale begünstigt.

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht einer elektrischen Maschine EM2. Die elektri sche Maschine EM2 weist ein Gehäuse GE auf, welches einen Stator S und einen Rotor R aufnimmt. Der Stator S ist drehfest im Gehäuse GE fixiert. Der Rotor R ist mit einer Rotorwelle RW gekoppelt, wobei die Rotorwelle RW über zwei am Gehäuse GE abgestützte Wälzlager WL1 , WL2 drehbar gelagert ist. Ein Ende der Rotorwelle RW ragt aus dem Gehäuse GE hervor. An einem freiliegenden Abschnitt der Rotor welle RW ist eine Wellenerdungseinrichtung E vorgesehen. Zwischen dem Wälzlager WL2 und der Wellenerdungseinrichtung ist ein Dichtring DR2 vorgesehen. Die Wel lenerdungseinrichtung E stellt einen elektrisch leitfähigen Kontakt zwischen dem Ge häuse GE und der Rotorwelle RW her. Die Wellenerdungseinrichtung E weist dazu Bürsten oder andere elektrisch leitfähige Kontaktelemente auf, welche auf einer Oberfläche der Rotorwelle RW schleifen. Über die Wellenerdungseinrichtung E kann ein Potentialunterschied zwischen dem Gehäuse GE und der Rotorwelle E abgebaut werden. Die Wälzlager WL1 , WL2 werden dadurch vor einem unkontrollierten Poten tialausgleich über die Wälzkörper der Wälzlager WL1 , WL2 geschützt.

Fig. 4 zeigt eine Detail-Schnittansicht einer aus einem Gehäuse GH hervorragenden Welle W gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die in Fig. 4 dargestellte Welle W könnte beispielsweise die Abtriebswelle GW2 gemäß Fig. 1 , oder eine der Aus gangswellen DS1 , DS2 gemäß Fig. 2, oder die Rotorwelle RW gemäß Fig. 3 sein.

Das Gehäuse GH könnte beispielsweise das Gehäuse GG gemäß Fig. 1 , das Ge häuse GA gemäß Fig. 2 oder das Gehäuse GE gemäß Fig. 3 sein. Die Welle W ist mehrteilig aufgebaut, und ist über ein Kugellager WL am Gehäuse GH gelagert. Das Kugellager WL befindet sich in einem Ölraum NR. Zur Abdichtung des Ölraums NR gegenüber einer Umgebung U ist ein Radialwellendichtring DR vorgesehen. An der Umgebungsseite des Radialwellendichtrings DR ist eine Wellenerdungseinrichtung E vorgesehen. Die Wellenerdungseinrichtung E ist mit dem Gehäuse GH mechanisch und elektrisch leitfähig verbunden. Dazu ist ein Halteelement EH vorgesehen, über welches die Wellenerdungseinrichtung E mechanisch und elektrisch mit dem Gehäu se GH verbunden ist. Das Halteelement EH ist in Fig. 4 nur abschnittsweise darge stellt. Verschiedenartige Kontaktelemente EK1, EK2, EK3 der Wellenerdungseinrich tung E bilden einen elektrisch leitfähigen Schleifkontakt K1 zu einer Umfangsfläche C der Welle W. Das Halteelement EH hält die Kontaktelemente EK1, EK2, EK3 in Posi tion. Die Länge der Kontaktelemente EK1, EK2, EK3 ist größer als der radiale Spalt zwischen Halteelement EH und Umfangsfläche C. Beim Aufschieben der Wellener dungseinrichtung E auf die Welle W werden die Kontaktelemente EK1, EK2, EK3 gebogen, sodass die Enden der Kontaktelemente EK1 , EK2, EK3 aufgrund ihrer Bie geelastizität zur Umfangsfläche C hin vorgespannt werden. Die Kontaktelemente EK1, EK2, EK3 können beispielsweise durch Bürsten oder durch PTFE-Elemente mit elektrisch leifähigen Füllstoffen oder durch ein elektrisch leitfähiges Vlies gebildet sein. Um den elektrisch leitfähigen Schleifkontakt K1 gegenüber der Umgebung U zu schützen ist ein Dichtring DX vorgesehen. Der Dichtring DX weist eine metallisches Strukturelement DX1 auf, welches von einem Elastomer DX2 umgeben ist. Der Dicht ring DX ist auf einen Außendurchmesser des Halteelements EH aufgepresst. Der Dichtring DX bildet einen zweiten Schleifkontakt K2 zur Welle W. Im Gegensatz zum Radialwellendichtring DR weist der Dichtring DX keine Feder zur Vorspannung des Schleifkontakts K2 in Richtung der Welle W auf. Der Dichtring DX weist eine Lippe L1 und eine Lippe L2 auf. Der Schleifkontakt K2 des Dichtrings DX an der Welle W er folgt nur über die Lippe L2, sodass zwischen der Welle W und der Lippe L1 ein Spalt besteht.

Ein zusätzlicher Schutz des Schleifkontakts K1 erfolgt über die Dichtung DA, welche zwischen dem Gehäuse GH und dem Halteelement EH wirkt. Zur Aufnahme der Dichtung DA ist im Gehäuse GH eine entsprechende Nut vorgesehen.

Fig. 5 zeigt eine Detail-Schnittansicht einer aus einem Gehäuse GH hervorragenden Welle W gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welches im Wesentlichen dem in Fig. 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Die in Fig. 5 dargestell te Welle W könnte beispielsweise die Abtriebswelle GW2 gemäß Fig. 1 , oder eine der Ausgangswellen DS1 , DS2 gemäß Fig. 2, oder die Rotorwelle RW gemäß Fig. 3 sein. Das Gehäuse GH könnte beispielsweise das Gehäuse GG gemäß Fig. 1 , das Gehäuse GA gemäß Fig. 2 oder das Gehäuse GE gemäß Fig. 3 sein.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist auf der Welle W eine Hülse H angeordnet. Die Hülse H besteht beispielsweise aus Edelstahl, und bietet eine mechanisch und korrosiv widerstandsfähige Lauffläche für den Radialwellendichtring DR und die Kon taktelemente EK1 , EK2, EK3 der Wellenerdungseinrichtung E. Der Schleifkontakt K2 des Dichtrings DX besteht weiterhin direkt zur Welle W, und nicht zur Umfangsfläche C der Hülse H. Der Schleifkontakt K2 erfolgt somit an einem kleineren Durchmesser als der Schleifkontakt K1 . Bei einer derartigen Ausführung dient der Dichtring DX nicht zur zum Schutz des Schleifkontakts K1 vor Umwelteinflüssen, sondern auch zum Schutz vor einer korrosiven Unterwandung der Hülse H. Zwischen den Lippen L1 und L2 ist eine Fettfüllung F vorgesehen. Fig. 6a bis Fig. 6e zeigen schematische Ansichten eines Abschnitts von verschiede nen Ausführungen der Wellenerdungseinrichtung E sowie einen Abschnitt der Um fangsfläche C der Welle W. Die in Fig. 6a dargestellte Welle W könnte beispielsweise die Abtriebswelle GW2 gemäß Fig. 1 , oder eine der Ausgangswellen DS1 , DS2 ge mäß Fig. 2, oder die Rotorwelle RW gemäß Fig. 3 sein. Die Wellenerdungseinrich tung E ist ringförmig ausgebildet, und umschließt die Umfangsfläche C der Welle W. Zur vereinfachten Illustration sind in der Darstellung gemäß Fig. 6a bis Fig. 6e die Krümmung der Umfangsfläche C sowie die entsprechende Krümmung der Wellener dungseinrichtung E nicht dargestellt. An dem ringförmigen Flalteelement EH sind mehrere Kontaktelemente befestigt. Jedes der Kontaktelemente weist einen Gelenk abschnitt EKG sowie einen Schleifkontaktabschnitt mit einem Verschleißbereich EKV auf. Das freie Ende des Verschleißbereichs EKV bildet den Schleifkontakt K1 zur Umfangsfläche C der Welle W.

In der Ausführung der Wellenerdungseinrichtung E gemäß Fig. 6a weist der Ver schleißbereich EKV jedes der Kontaktelemente EK2 eine nicht-konstante Breite B auf. Mit zunehmendem Verschleiß der Kontaktelemente EK2, hervorgerufen durch den Schleifkontakt K1 zur Umfangsfläche C der Welle W, werden die Kontaktelemen te EK2 kürzer. Durch diese verschleißbedingte Verkürzung nimmt die Vorspannkraft der Kontaktelemente EK2 ab. Der Verschleißbereich EKV ist dabei so geformt, dass dessen wirksame Breite B mit zunehmendem Verschleiß kleiner wird, sodass die ver ringerte Vorspannkraft auf eine kleinere Fläche wirkt. Dadurch wirkt der Verlust der Vorspannkraft nicht linear auf die Flächenpressung des Schleifkontakts K1 .

Fig. 6b zeigt eine weitere Ausführung der Wellenerdungseinrichtung E. Auch hier weist der Verschleißbereich EKV jedes der Kontaktelemente EK3 eine nicht konstante Breite B auf. Der Verschleißbereich EKV jedes der Kontaktelemente EK3 ist jedoch derart geformt, dass dessen wirksame Breite B mit zunehmendem Ver schleiß größer wird.

Fig. 6c zeigt eine weitere Ausführung der Wellenerdungseinrichtung E. Darin ist nur jedes zweite Kontaktelement EK2 derart ausgeführt wie in der Wellenerdungseinrich- tung gemäß Fig. 6a. Dazwischen sind Kontaktelemente EK1 mit konstanter Breite B des Verschleißbereichs EKV angeordnet.

Fig. 6d zeigt eine weitere Ausführung der Wellenerdungseinrichtung E. Darin ist nur jedes zweite Kontaktelement EK3 derart ausgeführt wie in der Wellenerdungseinrich tung gemäß Fig. 6b. Dazwischen sind Kontaktelemente EK1 mit konstanter Breite B des Verschleißbereichs EKV angeordnet.

Fig. 6e zeigt eine weitere Ausführung der Wellenerdungseinrichtung E. Darin kom men Kontaktelemente EK3 mit größer werdender Breite B des Verschleißbereichs EKV, Kontaktelemente EK2 mit kleiner werdender Breite B des Verschleißbereichs EKV, sowie Kontaktelemente EK1 mit konstanter Breite B des Verschleißbereichs EKV zum Einsatz. In der Ausführung sind die verschiedenartigen Kontaktelemente EK1, EK2, EK3 in konstanter Reihenfolge angeordnet. Dies ist nur beispielhaft anzu sehen. Anstatt dieser konstanten Reihenfolge könnten auch andere Reihenfolgen vorgesehen werden.

Die in Fig. 6a bis Fig. 6e dargestellten Ausführungen der Wellenerdungseinrichtung E sind nur beispielhaft anzusehen. Beispielsweise muss der Schleifkontakt K1 nicht direkt an der Welle W erfolgen. Stattdessen kann der Schleifkontakt K1 an einer auf der Welle W befestigten Flülse H erfolgen. Auch sind die in Fig. 6a bis Fig. 6e ge wählten Größenverhältnisse nicht einschränkend anzusehen, sondern dienen ledig lich der Visualisierung des Erfindungsgedankens.

Bezuqszeichen

VM Verbrennungsmotor

EX Elektrische Achsantriebs-Einheit

G Getriebe

GW1 Eingangswelle

GW2 Abtriebswelle

RS Radsatz

RS2 Reduktionsradsatz

EM Elektrische Maschine

INV Umrichter

BAT Batterie

AG Differentialgetriebe

DS1 Ausgangswelle

DS2 Ausgangswelle

DW Antriebsrad

GA Gehäuse

EM2 Elektrische Maschine

S Stator

R Rotor

RW Rotorwelle

WL1 Lager

WL2 Lager

DR2 Dichtring

GE Gehäuse

W Welle

H Hülse

C Umfangsfläche

HX Montageabschnitt

GH Gehäuse

WL Lager

DR Radialwellendichtring

NR Ölraum E Wellenerdungseinrichtung

EK1 Kontaktelement

EK2 Kontaktelement

EK3 Kontaktelement

EKG Gelenkabschnitt

EKV Verschleißbereich

B Breite

K1 Erster Schleifkontakt

EH Halteelement

DA Dichtung

U Umgebung

DX Dichtring

K2 Zweiter Schleifkontakt

DX1 Strukturelement

DX2 Elastomer

L1. L2 Lippe

F Fettfüllung