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Title:
SHAFT FOR A ROTOR DEVICE OF AN ELECTRIC MACHINE AND ROTOR DEVICE FOR AN ELECTRIC MACHINE OF A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/027874
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a shaft (1), in particular a rotor shaft, for a rotor device (30) of an electric machine (50), the shaft comprising: - an input (2) for receiving rotational energy from a machine (40) which generates rotational energy; - an output (3) for forwarding rotational energy to an electric machine or to a gear mechanism apparatus; and - a receiving apparatus (4) for detachably attaching and for mechanically processing the shaft (1), - wherein the receiving apparatus (4) has two clamping regions (5, 6) which are spaced apart from one another in the axial direction (A), - wherein the two clamping regions (5, 6) are inside the shaft (1) and have the same inner diameter. The invention further relates to a rotor device (30) for an electric machine (50) of a hybrid or electric vehicle and to an electric drive unit (100) for a hybrid or electric vehicle.

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Inventors:
MAIENSCHEIN STEPHAN (DE)
Application Number:
PCT/DE2023/100540
Publication Date:
February 08, 2024
Filing Date:
July 24, 2023
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
H02K1/28
Foreign References:
CN113464585A2021-10-01
DE102021120925A12022-05-25
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Claims:
Patentansprüche Welle (1 ) für eine Rotorvorrichtung (30) einer elektrischen Maschine (50) aufweisend:

- einen Eingang (2) zur Aufnahme von Drehenergie einer Drehenergie erzeugenden Maschine (40),

- einen Ausgang (3) zur Weiterleitung von Drehenergie an eine elektrische Maschine oder an eine Getriebeeinrichtung, und

- eine Aufnahmeeinrichtung (4) zur lösbaren Befestigung und zur mechanischen Bearbeitung der Welle (1), dadurch gekennzeichnet, dass

- die Aufnahmeeinrichtung (4) zwei Spannbereiche (5, 6) aufweist, die in axialer Richtung (A) voneinander beabstandet sind,

- wobei die zwei Spannbereiche (5, 6) innerhalb der Welle (1 ) ausgebildet sind und den gleichen Innendurchmesser aufweisen. Welle nach Anspruch 1 ,

- wobei jeder Spannbereich (5, 6) eine Spannfläche (7, 8) aufweist, und

- wobei jede Spannfläche (7, 8) als innere Mantelfläche eines Hohlzylinders ausgebildet ist. Welle nach Anspruch 1 oder 2,

- wobei die Aufnahmeeinrichtung (4) einen Kühlbereich (9) zur Versorgung eines oder mehrerer Anbauteile mit Schmiermittel aufweist, und

- wobei der Kühlbereich (9) zwischen den zwei Spannbereichen (5, 6) angeordnet ist. Welle nach Anspruch 3,

- wobei der Kühlbereich (9) oder eine Fläche des Kühlbereichs (9) einen Innendurchmesser (Y) aufweist, der größer ausgebildet ist als der Innendurchmesser (X) von Spannflächen (7, 8) der zwei Spannbereiche (5, 6), sodass Spannflächen (7, 8) in den Spannbereichen (5, 6) im Vergleich zu einer Fläche im Kühlbereich (9) in radialer Richtung (R) nach innen vorspringen.

5. Welle nach einem der vorangehenden Ansprüche,

- wobei die Welle (1 ) wenigstens einen Kühlmittelkanal (10, 11 ) aufweist, und

- wobei sich der wenigstens eine Kühlmittelkanal (10, 11 ) in radialer und/oder axialer Richtung (R, A) erstreckt.

6. Welle nach einem der vorangehenden Ansprüche,

- wobei die Welle (1 ) eine Flanscheinrichtung (12) zur Verbindung mit einem Rotorträger (31 ) einer Rotorvorrichtung (30) einer elektrischen Maschine (50) aufweist, und

- wobei die Flanscheinrichtung (12) für eine stoffschlüssige Verbindung mit einem Rotorträger (31 ) einer Rotorvorrichtung (30) einer elektrischen Maschine (50) ausgebildet ist.

7. Welle nach einem der vorangehenden Ansprüche,

- wobei die Welle (1 ) auf ihrer Außenseite (O) einen geneigten Oberflächenabschnitt (14) aufweist, und

- wobei der geneigte Oberflächenabschnitt (14) einen Winkel (a) mit der axialen Richtung (A) einschließt, der identisch ist zu einem Winkel (ß) zwischen einer Achse eines Kühlmittelkanals (10) eines Kühlbereichs (9) der Aufnahmeeinrichtung (4) und der radialen Richtung (R).

8. Welle nach einem der vorangehenden Ansprüche,

- wobei die Aufnahmeeinrichtung (4) ähnlich einer zylindrischen Ausnehmung ausgebildet ist, und/oder

- wobei die Aufnahmeeinrichtung (4) als Bohrung ausgebildet ist.

9. Rotorvorrichtung (30) für eine elektrische Maschine (50) eines hybriden oder elektrischen Fahrzeugs aufweisend: - eine Welle (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche,

- einen Rotorträger (31 ), der an einer Flanscheinrichtung (12) der Welle (1 ) befestigt ist, und

- eine Schwingungsdämpfungseinrichtung (32), die mit dem Rotorträger (31) ver- bunden ist, um Schwingungen, eingebracht durch den Rotorträger (31), zu dämpfen und/oder zu tilgen. Elektrische Antriebseinheit (100) für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug aufweisend: - eine erste elektrische Maschine (50) mit einer ersten Rotorvorrichtung (30) nach Anspruch 9 und mit einer ersten Statorvorrichtung (51),

- eine zweite elektrische Maschine mit einer zweiten Rotorvorrichtung und mit einer zweiten Statorvorrichtung,

- wobei die Schwingungsdämpfungseinrichtung (32) der ersten Rotorvorrichtung (30) mit der zweiten Rotorvorrichtung verbunden ist, und

- wobei zwischen der ersten (30) und zweiten Rotorvorrichtung eine Kupplungseinrichtung angeordnet ist, um einen Kraftfluss zu unterbrechen oder wieder herzustellen.

Description:
Welle für eine Rotorvorrichtunq einer elektrischen Maschine sowie Rotorvorrichtunq für eine elektrische Maschine eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Welle, insbesondere eine Rotorwelle, für eine Rotorvorrichtung einer elektrischen Maschine sowie eine Rotorvorrichtung für eine elektrische Maschine eines hybriden oder elektrischen Fahrzeugs mit einer Welle.

Ferner betrifft die Erfindung eine elektrische Antriebseinheit für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine, die eine Rotorvorrichtung umfasst.

Aus dem Stand der Technik - wie in Figur 1 gezeigt - ist bekannt, dass eine Rotorvorrichtung 30 für eine elektrische Maschine eines hybriden oder elektrischen Fahrzeugs eine Welle 1 und einen Rotorträger 31 aufweist.

Die Welle 1 hat einen Eingang 2 zur Aufnahme von Drehenergie einer Drehenergie erzeugenden Maschine 40 (lediglich mit Bezugszeichen angedeutet) und einen Ausgang 3 zur Weiterleitung von Drehenergie an den Rotorträger 31 .

Ferner hat die Welle 1 eine Aufnahmeeinrichtung 4 zur lösbaren Befestigung und zur mechanischen Bearbeitung der Welle 1 , wobei die Aufnahmeeinrichtung 4 einen einzigen Spannbereich 5 mit einer Spannfläche 7 aufweist.

Dieser Spannbereich 5 ist für die mechanische Bearbeitung der Außenseite 0 der Welle 1 bzw. der Rotorvorrichtung 30 notwendig. Denn am Spannbereich 5 kann die Welle 1 an einer Bearbeitungsmaschine, wie z. B. an einer Drehmaschine, befestigt werden.

In diesem Zusammenhang ist es bekannt, dass axial groß aufbauende Rotorträger während der mechanischen Bearbeitung zu Schwingungen neigen, beispielsweise wenn der Spannbereich 5 bzw. dessen einzige Spannfläche 7 zum Spannen der Rotorvorrichtung 30 an eine Bearbeitungsmaschine axial entfernt vom Schwerpunkt S der Rotorvorrichtung 30 liegt. Für eine optimalere Abstützung mechanischer Kräfte während der Bearbeitung in einer Bearbeitungsmaschine ist eine Verkürzung der axialen Strecke zwischen der zylindrischen Spannfläche 7 und dem Schwerpunkt S wünschenswert. Jedoch ist dies aufgrund der vorhandenen und notwendigen Ölbohrungen bzw. Kühlmittelkanäle 10, 11 nicht möglich. Die auftretenden Schwingungen verlangen z. B. nach geringeren Bearbeitungsgeschwindigkeiten und können zu schlechten Oberflächen oder Maßstreuungen führen. Letztlich führt dies zu höheren Kosten.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Welle für eine Rotorvorrichtung einer elektrischen Maschine, eine Rotorvorrichtung für eine elektrische Maschine eines hybriden oder elektrischen Fahrzeugs und eine elektrische Antriebseinheit für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug anzugeben, welche jeweils kostengünstig herstellbar ist und oben aufgezeigte Problemstellung löst bzw. Schwingungen während einer mechanischen Bearbeitung der Welle und/oder der Rotorvorrichtung bestmöglich unterbindet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Welle, beispielsweise eine Rotorwelle, für eine Rotorvorrichtung einer elektrischen Maschine.

Die Welle weist einen Eingang zur Aufnahme von Drehenergie einer Drehenergie erzeugenden Maschine auf. Anders ausgedrückt, erlaubt der Eingang eine Kopplung mit z. B. einer Verbrennungskraftmaschine.

Des Weiteren umfasst die Welle einen Ausgang zur Weiterleitung von Drehenergie an eine elektrische Maschine, mit welcher beispielsweise nicht nur elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt werden kann, sondern auch umgekehrt. Es ist aber auch möglich, dass der Ausgang statt an einer elektrischen Maschine an eine Getriebeeinrichtung koppelbar ist.

Zudem weist die Welle eine Aufnahmeeinrichtung zur lösbaren Befestigung und zur mechanischen Bearbeitung der Welle auf. Somit kann die Welle an einer Bearbeitungsmaschine oder an einem Bearbeitungszentrum, wie z. B. eine Drehmaschine, lösbar befestigt werden, um beispielsweise die Außenseite der Welle zu bearbeiten.

Dabei kann die Aufnahmeeinrichtung ähnlich einer zylindrischen Ausnehmung ausgebildet sein. Genauer beschrieben, kann die Aufnahmeeinrichtung als Bohrung ausgebildet sein. Auch kann sich die Aufnahmeeinrichtung innerhalb und/oder entlang der Welle in axialer Richtung erstrecken. Somit kann eine innere Aufnahme für eine lösbare Befestigung der Welle an z. B. einer Drehmaschine geschaffen werden. Ferner kann die Aufnahmeeinrichtung eine Eingangsöffnung an einer Stirnseite der Welle aufweisen. Die Eingangsöffnung kann dem Einbringen von Schmiermittel in die Welle dienen, wobei das Schmiermittel beispielsweise an ein Wälzlager und/oder an eine Schwingungsdämpfungseinrichtung weiterführbar ist. Ferner kann die Eingangsöffnung als Zugang zum Inneren der Welle dienen, um dort eine Bearbeitungsmaschine lösbar zu befestigen.

Außerdem weist die Aufnahmeeinrichtung zwei Spannbereiche auf, die in axialer Richtung voneinander beabstandet sind. Mithilfe zweier, voneinander beabstandeter Spannbereiche können Kräfte bei der mechanischen Bearbeitung der Außenseite der Welle und/oder einer Rotorvorrichtung mit einer Welle besser abgestützt werden.

Denn durch die Beabstandung können z. B. Momente, die beispielsweise während eines Drehvorganges bzw. während eines spannabhebenden Verfahrens erzeugt werden, besser aufgenommen und weitergeleitet bzw. kompensiert werden. Dadurch können Schwingungen gedämpft werden. Analoges gilt bei einer Rotorvorrichtung mit einer Welle und einem Rotorträger. Nochmals mit anderen Worten ausgedrückt, können durch die Ausbildung zweier Spannbereiche mechanische Kräfte, die während der Bearbeitung in einer Bearbeitungsmaschine auftreten, besser aufgenommen werden. Dies geschieht z. B. dadurch, indem eine axiale Strecke zwischen einer Spannfläche und dem Schwerpunkt der Welle verkürzt wird.

Dabei sind die zwei Spannbereiche innerhalb der Welle ausgebildet. Dies gestattet beispielsweise eine Bearbeitung der Außenseite der Welle.

Ferner weisen die Spannbereiche den gleichen Innendurchmesser auf, der beispielsweise innerhalb einer spezifizierten Toleranz liegen kann, die z. B. kleiner oder gleich ± 0,05 mm sein kann. Dies vereinfacht die Herstellung.

Auch kann jeder Spannbereich eine Spannfläche aufweisen. Während der Spannbereich einen räumlichen Bereich beschreibt, konkretisiert die Spannfläche des Spannbereichs den konkreten Kontaktpartner, welcher z. B. mit der Drehmaschine in Kontakt kommt. Somit können also auch zwei Spannflächen in axialer Richtung voneinander beabstandet sein.

Außerdem kann jeder Spannbereich oder jede Spannfläche als innere Mantelfläche eines Hohlzylinders ausgebildet sein. Dabei können die Spannflächen jeweils im Kreis verlaufen und/oder ähnlich einer inneren Mantelfläche eines Hohlzylinders ausgebildet sein und/oder den gleichen Innendurchmesser aufweisen, der beispielsweise innerhalb einer spezifizierten Toleranz liegen kann, die z. B. kleiner oder gleich ± 0,05 mm sein kann.

Des Weiteren kann die Aufnahmeeinrichtung einen Kühlbereich zur Versorgung eines oder mehrerer Anbauteile, wie z. B. ein Wälzlager oder eine Schwingungsdämpfungseinrichtung, mit Schmiermittel aufweisen.

Der Kühlbereich kann zwischen den zwei Spannbereichen angeordnet sein.

Auch kann der Kühlbereich oder eine Fläche des Kühlbereichs einen Innendurchmesser aufweisen, der größer ausgebildet ist als der Innendurchmesser von Spannflächen der zwei Spannbereiche, sodass Spannflächen in den Spannbereichen im Vergleich zu einer Fläche im Kühlbereich in radialer Richtung nach innen vorspringen. Somit bildet der Kühlbereich zwischen den zwei Spannbereichen eine Senke, in die Schmiermittel einströmen kann.

Ferner kann der Kühlbereich wenigstens einen Einlass zu wenigstens einem Kühlmittelkanal aufweisen. Somit kann Schmiermittel in den Einlass und somit in wenigstens einen Kühlmittelkanal einströmen. Der wenigstens eine Einlass kann in einer gemeinsamen Fläche des Kühlbereichs ausgebildet sein. Die gemeinsame Fläche kann dabei ähnlich einer inneren Mantelfläche eines Hohlzylinders ausgebildet sein.

Dabei können die zwei Spannbereiche zusammen mit dem Kühlbereich und/oder mit wenigstens einem Kühlmittelkanal der Welle eine Kühlmittelversorgung bilden, sodass mithilfe wenigstens eines Kühlmittelkanals Schmiermittel durch die Aufnahmeeinrichtung förderbar ist.

Die zwei Spannbereiche und der Kühlbereich können miteinander fluidkommunizierend verbunden sein, sodass Schmiermittel von den Spannbereichen hin zum Kühlbereich strömen kann.

Des Weiteren kann die Welle wenigstens einen Kühlmittelkanal aufweisen.

Dabei kann sich der wenigstens eine Kühlmittelkanal in radialer und/oder axialer Richtung erstrecken.

Der wenigstens eine Kühlmittelkanal kann die ähnlich einer zylindrischen Ausnehmung ausgebildete Aufnahmeeinrichtung mit der Außenseite der Welle verbinden, sodass Schmiermittel durch die Wand der teilweise hohlzylindrischen Welle im Bereich der Aufnahmeeinrichtung zu einem oder mehreren Anbauteilen, wie z. B. zu einem Wälzlager oder zu einer Schwingungsdämpfungseinrichtung, führbar ist. Dadurch sind Anbauteile kühlbar und/oder schmierbar.

In der vorliegenden Beschreibung kann unter einem Schmiermittel ein Mittel verstanden werden, das schmieren und/oder kühlen kann. Somit kann also mit einem Schmiermittel Verschleiß gemindert und/oder Wärme abgeführt werden.

Des Weiteren kann die Welle eine Flanscheinrichtung zur Verbindung mit einem Rotorträger einer Rotorvorrichtung einer elektrischen Maschine aufweisen.

Die Flanscheinrichtung kann für eine stoffschlüssige Verbindung mit einem Rotorträger einer Rotorvorrichtung einer elektrischen Maschine ausgebildet sein.

Dabei kann die Flanscheinrichtung an der Außenseite der Welle angeordnet bzw. ausgebildet sein.

Ferner kann die Flanscheinrichtung in axialer Richtung zwischen den zwei Spannbereichen oder deren Spannflächen angeordnet sein. Dies ist für eine mechanische Bearbeitung einer Rotorvorrichtung mit einem Rotorträger und einer Welle sinnvoll, da dann die einwirkenden Bearbeitungskräfte mechanisch optimal aufgenommen und weitergeleitet werden können.

Außerdem kann sich in axialer Richtung die Flanscheinrichtung und ein Spannbereich zumindest teilweise überlappen. Auch bei dieser Ausgestaltung können einwirkende Bearbeitungskräfte mechanisch optimal aufgenommen und weitergeleitet werden.

Die Flanscheinrichtung kann ähnlich einer kreisringförmigen Scheibe ausgebildet sein.

Des Weiteren kann die Welle auf ihrer Außenseite einen geneigten oder schrägen Oberflächenabschnitt aufweisen.

Der geneigte Oberflächenabschnitt kann einen Winkel mit der axialen Richtung einschließen, der identisch ist zu einem Winkel zwischen einer Achse eines Kühlmittelkanals eines Kühlbereichs der Aufnahmeeinrichtung und der radialen Richtung. Dadurch ist ein Kühlmittelkanal, der an dem geneigten Oberflächenabschnitt beginnt oder endet, auf einfache Weise mithilfe eines Bohrers herstellbar. Denn der Bohrer ist somit senkrecht auf dem geneigten Oberflächenabschnitt aufsetzbar. Ferner kann die Welle einen Schwerpunkt aufweisen, der in axialer Richtung außerhalb des zylindrischen Raumes liegt, der von den zwei Spannbereichen und der kürzesten Verbindung zwischen den beiden Spannbereichen gebildet wird. Eben bei dieser Ausgestaltung sind zwei Spannbereiche sinnvoll, um bei einer mechanischen Bearbeitung auftretende Kräfte und Momente bestmöglich aufnehmen und somit Schwingungen reduzieren zu können.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Rotorvorrichtung für eine elektrische Maschine eines hybriden oder elektrischen Fahrzeugs.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale der Welle, wie sie unter dem ersten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei der Rotorvorrichtung Anwendung finden können.

Anders ausgedrückt, die oben unter dem ersten Aspekt der Erfindung genannten Merkmale betreffend die Welle können auch hier unter dem zweiten Aspekt der Erfindung mit weiteren Merkmalen kombiniert werden.

Dabei umfasst eine Rotorvorrichtung für eine elektrische Maschine eines hybriden oder elektrischen Fahrzeugs eine Welle nach dem ersten Aspekt.

Ferner umfasst die Rotorvorrichtung einen Rotorträger, der an einer Flanscheinrichtung der Welle befestigt ist, und eine Schwingungsdämpfungseinrichtung, die mit dem Rotorträger verbunden ist. Mithilfe der Schwingungsdämpfungseinrichtung können Schwingungen, eingebracht durch den Rotorträger, gedämpft und/oder getilgt werden.

Die Schwingungsdämpfungseinrichtung kann zwei in Reihe geschaltete Federdämpfereinheiten und/oder ein Fliehkraftpendel aufweisen. Somit können Schwingungen der Rotorvorrichtung bestmöglich gedämpft werden.

Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine elektrische Antriebseinheit für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale der Rotorvorrichtung, wie sie unter dem zweiten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei der elektrischen Antriebseinheit für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug Anwendung finden können. Anders ausgedrückt, die oben unter dem zweiten Aspekt der Erfindung genannten Merkmale betreffend die Rotorvorrichtung können auch hier unter dem dritten Aspekt der Erfindung mit weiteren Merkmalen kombiniert werden.

Dabei umfasst eine elektrische Antriebseinheit für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug eine erste elektrische Maschine mit einer ersten Rotorvorrichtung nach dem zweiten Aspekt und mit einer ersten Statorvorrichtung.

An der ersten Rotorvorrichtung bzw. an deren Aufnahme für ein Blechpaket kann ein Blechpaket angeordnet sein. Mit dessen Hilfe kann im Zusammenspiel mit der ersten Statorvorrichtung ein verstärktes Magnetfeld erzeugt werden.

Ferner kann die elektrische Antriebseinheit eine zweite elektrische Maschine mit einer zweiten Rotorvorrichtung und mit einer zweiten Statorvorrichtung aufweisen.

An der zweiten Rotorvorrichtung kann ein Blechpaket angeordnet sein. Mit diesem kann im Zusammenspiel mit der zweiten Statorvorrichtung ein verstärktes Magnetfeld erzeugt werden.

Jede Statorvorrichtung kann ihre zugehörige Rotorvorrichtung umgeben.

Die Schwingungsdämpfungseinrichtung der ersten Rotorvorrichtung kann mit der zweiten Rotorvorrichtung verbunden sein. Somit können Schwingungen von der ersten und der zweiten Rotorvorrichtung gedämpft werden.

Zwischen der ersten und zweiten Rotorvorrichtung kann eine Kupplungseinrichtung angeordnet sein, um einen Kraftfluss zu unterbrechen oder wieder herzustellen.

Dabei kann die zweite elektrische Maschine eine Kupplungseinrichtung aufweisen, wobei die Kupplungseinrichtung als Lamellenkupplung ausgebildet sein kann.

Ferner kann die Kupplungseinrichtung erste und zweite Lamellen aufweisen, wobei die ersten Lamellen mit der ersten Rotorvorrichtung und/oder wobei die zweiten Lamellen mit der zweiten Rotorvorrichtung kraftübertragend verbunden sein können.

Außerdem kann die elektrische Antriebseinheit ein Gehäuse sowie ein in dem Gehäuse angeordnetes Wälzlager aufweisen, mit welchem die Welle der ersten Rotorvorrichtung im Gehäuse drehbar gelagert sein kann.

Nachfolgend wird der oben dargestellte Erfindungsgedanke nochmals und ergänzend mit anderen Worten ausgedrückt. Dieser Gedanke betrifft - vereinfacht dargestellt - eine Rotorvorrichtung einer elektrischen Maschine, wobei eine Welle der Rotorvorrichtung zwei Spannbereiche bzw. zwei Spannflächen in ihrem Inneren aufweisen kann.

Die zylindrischen Bereiche bzw. Spannbereiche oder deren Spannflächen können den gleichen Durchmesser aufweisen. Gleicher Durchmesser kann hierbei „innerhalb der spezifizierten Durchmesser-Toleranzen“ bedeuten, die typischer Weise kleiner oder gleich ± 0,05 mm sein können.

Eine derartige Rotorvorrichtung für eine elektrische Maschine kann in verschiedenen Szenarien Anwendungen finden, kann jedoch für Rotorvorrichtungen mit hohem axialen Aufbau sinnvoll sein. Dieser kann sich durch Anbindung eines zusätzlichen Funktionselementes, wie z. B. einer Schwingungsdämpfungseinrichtung, eines Dämpfers, eines Tilgers, einer Kupplung und/oder eines Drehmomentbegrenzers ergeben.

Axial zwischen den beiden Spannbereichen können weitere Elemente angeordnet sein, wie z. B. Einlässe von Bohrungen bzw. von Kühlmittelkanälen zur Ölversorgung.

Der innere Durchmesser der Spannbereiche kann dabei radial kleiner als der Bereich dazwischen bzw. als ein Kühlmittelbereich sein, damit z. B. Grate an Bohrungen beim Spannen der Welle auf eine Drehmaschine nicht störend wirken.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen schematisch:

Fig. 1 eine Schnittansicht auf eine Rotorvorrichtung aus dem

Stand der Technik;

Fig. 2 eine Schnittansicht auf eine Rotorvorrichtung für eine elektrische Maschine eines hybriden oder elektrischen Fahrzeugs;

Fig. 3 die Welle der Rotorvorrichtung aus Fig. 2; und

Fig. 4 eine Schnittansicht auf eine elektrische Antriebseinheit für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug. In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Gegenstände verwendet.

Betreffend Figur 1 wird auf die Ausführungen eingangs der Beschreibung verwiesen, sodass an dieser Stelle von weiteren Erläuterungen abgesehen wird.

Figur 2 zeigt eine Schnittansicht auf eine Rotorvorrichtung 30 für eine elektrische Maschine 50 eines hybriden oder elektrischen Fahrzeugs.

Genauer geschildert zeigt Figur 2 eine Rotorvorrichtung 30 mit einer Welle 1 , die weiter unten noch genauer geschildert wird, sowie mit einem Rotorträger 31 , der an einer Flanscheinrichtung 12 der Welle 1 befestigt ist. Der Rotorträger hat eine Aufnahme 35 für ein Blechpaket 52, mit dessen Hilfe ein Magnetfeld erzeugbar ist.

Des Weiteren zeigt Figur 2, dass die Rotorvorrichtung 30 eine Schwingungsdämpfungseinrichtung 32 umfasst, die mit dem Rotorträger 31 verbunden ist, um Schwingungen, eingebracht durch den Rotorträger 31 , zu dämpfen und/oder zu tilgen.

Dabei hat die Schwingungsdämpfungseinrichtung 32 zwei in Reihe geschaltete Federdämpfereinheiten 33, 34.

Figur 3 zeigt die Welle 1 der Rotorvorrichtung 30 aus Figur 2 im Detail.

Dabei handelt es sich um eine Welle 1 , insbesondere um eine Rotorwelle, für eine Rotorvorrichtung 30 einer elektrischen Maschine 50.

Die Welle 1 hat einen Eingang 2 zur Aufnahme von Drehenergie einer Drehenergie erzeugenden Maschine 40 (lediglich mit Bezugszeichen 40 angedeutet). Anders ausgedrückt, erlaubt der Eingang 2 eine Kopplung mit z. B. einer Verbrennungskraftmaschine 40.

Des Weiteren hat die Welle 1 einen Ausgang 3 zur Weiterleitung von Drehenergie an eine elektrische Maschine (nicht dargestellt), mit welcher nicht nur elektrische Energie in mechanische Energie umwandelbar ist, sondern auch umgekehrt. Es ist aber auch möglich, dass der Ausgang 3 statt an einer elektrischen Maschine an eine Getriebeeinrichtung gekoppelt ist.

Zudem hat gemäß Figuren 2 und 3 die Welle 1 eine Aufnahmeeinrichtung 4 zur lösbaren Befestigung und zur mechanischen Bearbeitung der Welle 1. Somit kann die Welle 1 an einer Bearbeitungsmaschine oder an einem Bearbeitungszentrum, wie z. B. eine Drehmaschine, lösbar befestigt werden, um beispielsweise die Außenseite 0 der Welle 1 zu bearbeiten.

Dabei ist die Aufnahmeeinrichtung 4 ähnlich einer zylindrischen Ausnehmung bzw. als Bohrung ausgebildet und erstreckt sich innerhalb bzw. entlang der Welle 1 in axialer Richtung A. Somit ist eine innere Aufnahme für eine lösbare Befestigung der Welle 1 an z. B. einer Drehmaschine realisiert.

Ferner hat die Aufnahmeeinrichtung 4 eine Eingangsöffnung 13 an einer Stirnseite der Welle 1. Die Eingangsöffnung 13 dient dem Einbringen von Schmiermittel in die Welle 1 , wobei das Schmiermittel beispielsweise an ein Wälzlager 102 und an die Schwingungsdämpfungseinrichtung 32 weiterführbar ist.

Die Aufnahmeeinrichtung 4 weist zwei Spannbereiche 5, 6 auf, die in axialer Richtung A voneinander beabstandet sind. Außerdem weist die Welle 1 einen Schwerpunkt S auf, der in axialer Richtung A außerhalb des zylindrischen Raumes liegt, der von den zwei Spannbereichen 5, 6 und der kürzesten Verbindung zwischen den beiden Spannbereichen 5, 6 gebildet wird. Eben in einem solchen Fall, in welchen die Spannbereiche 5, 6 vom Schwerpunkt S in axialer Richtung A beabstandet sind, sind zwei Spannbereiche sinnvoll, um bei einer mechanischen Bearbeitung auftretende Kräfte bestmöglich aufzunehmen und somit Schwingungen zu reduzieren. Aufgrund der beiden beabstandeten Spannbereiche 5, 6 können also bei der mechanischen Bearbeitung der Außenseite 0 der Welle 1 Schwingungen reduziert werden. Dies liegt daran, dass im Hinblick auf die axiale Entfernung der Spannbereiche 5, 6 zum Schwerpunkt

5 der Welle 1 , spanabhebende Kräfte, die z. B. bei einem Drehprozess entstehen, besser kompensiert werden können, da die Welle 1 an den zwei Spannbereichen 5, 6 abgestützt werden kann. Auch dient ein verkürzter Abstand eines Spannbereichs zum Schwerpunkt S der Reduzierung von Schwingungen. Durch die Reduzierung von Schwingungen bei der Bearbeitung der Außenseite 0 der Welle 1 kann eine Welle 1 mit höherer Geschwindigkeit und mit niedrigeren Toleranzen gefertigt werden.

Dadurch kann die Produktion gesteigert und die Kosten können gesenkt werden.

Wie in Figur 3, aber auch wie in Figur 2, zu erkennen, sind die zwei Spannbereiche 5,

6 innerhalb der Welle 1 ausgebildet. Dies gestattet beispielsweise eine Bearbeitung der Außenseite 0 der Welle 1 . Jeder Spannbereich 5, 6 weist eine Spannfläche 7, 8 auf. Während jeder Spannbereich 5, 6 einen räumlichen Bereich beschreibt, konkretisiert die Spannfläche 7, 8 des Spannbereichs 5, 6 den konkreten Kontaktpartner, welcher z. B. mit der Drehmaschine in Kontakt kommt.

Dabei ist jeder Spannbereich 5, 6 bzw. jede Spannfläche 7, 8 als innere Mantelfläche eines Hohlzylinders ausgebildet, wobei die Spannflächen 7, 8 jeweils im Kreis verlaufen und ähnlich einer inneren Mantelfläche eines Hohlzylinders ausgebildet sind und den gleichen Innendurchmesser X aufweisen. Der Durchmesser kann innerhalb einer spezifizierten Toleranz liegen, die z. B. kleiner oder gleich ± 0,05 mm ist.

Des Weiteren zeigen Figuren 2 und 3, dass die Aufnahmeeinrichtung 4 einen Kühlbereich 9 zur Versorgung eines oder mehrerer Anbauteile, wie z. B. eines Wälzlagers 102 oder einer Schwingungsdämpfungseinrichtung 32, mit Schmiermittel aufweist.

Dabei ist der Kühlbereich 9 zwischen den zwei Spannbereichen 5, 6 angeordnet und weist einen Innendurchmesser Y auf, der größer ausgebildet ist als der Innendurchmesser X von Spannflächen 7, 8 der zwei Spannbereiche 5, 6. Somit springen die Spannflächen 7, 8 der Spannbereiche 5, 6 im Vergleich zu einer Fläche im Kühlbereich 9 in radialer Richtung R nach innen vor. Dadurch bildet der Kühlbereich 9 zwischen den zwei Spannbereichen 5, 6 eine Senke, in die Schmiermittel einströmen kann.

Des Weiteren hat der Kühlbereich 9 Einlässe zu zwei exemplarisch erwähnten Kühlmittelkanälen 10, 11. Die Einlässe sind in einer gemeinsamen Fläche des Kühlbereichs 9 ausgebildet sein. Die gemeinsame Fläche ist dabei ähnlich einer inneren Mantelfläche eines Hohlzylinders ausgebildet.

Die zwei Spannbereiche 5, 6 bilden zusammen mit dem Kühlbereich 9 und mit den Kühlmittelkanälen 10, 11 eine Kühlmittelversorgung, sodass mithilfe der Kühlmittelkanäle 10, 11 Schmiermittel durch die Aufnahmeeinrichtung 4 förderbar ist. Dazu sind die zwei Spannbereiche 5, 6 und der Kühlbereich 9 miteinander fluidkommunizierend verbunden, sodass eben Schmiermittel von den Spannbereichen 5, 6 hin zum Kühlbereich 9 strömen kann.

Wie erwähnt, hat nach Figuren 2 und 3 die Welle 1 mehrere Kühlmittelkanäle 10, 11 , die sich in radialer und axialer Richtung R, A (exemplarisch dargestellter Kühlmittelkanal 10) oder nur in axialer Richtung A (exemplarisch dargestellter Kühlmittelkanal 11 ) erstrecken. Dabei verbinden die Kühlmittelkanäle 10, 11 die ähnlich einer zylindrischen Ausnehmung ausgebildete Aufnahmeeinrichtung 4 mit der Außenseite 0 der Welle 1 , sodass Schmiermittel durch die Wand der teilweise hohlzylindrischen Welle 1 im Bereich der Aufnahmeeinrichtung 4 zu einem oder mehreren Anbauteilen, wie z. B. zu einem Wälzlager 102 oder zu einer Schwingungsdämpfungseinrichtung 32, führbar ist. Dadurch sind die Anbauteile kühlbar und schmierbar.

Zudem zeigt Figur 3, dass die Welle 1 eine Flanscheinrichtung 12 zur Verbindung mit dem Rotorträger 31 der Rotorvorrichtung 30 aufweist. Die Flanscheinrichtung 12 ist für eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Rotorträger 31 ausgebildet (vgl. Figur 2).

Dabei ist die Flanscheinrichtung 12 an der Außenseite 0 der Welle 1 und in axialer Richtung A zwischen den zwei Spannbereichen 5, 6 bzw. deren Spannflächen 7, 8 angeordnet bzw. ausgebildet, wobei sich in axialer Richtung A die Flanscheinrichtung 12 und ein Spannbereich 5 zumindest teilweise überlappen. Die Flanscheinrichtung 12 ist ähnlich einer kreisringförmigen Scheibe ausgebildet.

Außerdem geht aus Figur 3 hervor, dass die Welle 1 auf ihrer Außenseite 0 einen geneigten oder schrägen Oberflächenabschnitt 14 aufweist.

Der geneigte Oberflächenabschnitt 14 schließt einen Winkel a mit der axialen Richtung A ein, der identisch ist zu einem Winkel ß zwischen einer Achse eines Kühlmittelkanals 10 des Kühlbereichs 9 und der radialen Richtung R. Dadurch ist der Kühlmittelkanal 10 auf einfache Weise mithilfe eines Bohrers herstellbar. Denn der Bohrer ist somit senkrecht auf dem geneigten Oberflächenabschnitt 14 aufsetzbar.

Figur 4 zeigt eine Schnittansicht auf eine elektrische Antriebseinheit 100 für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug.

Die elektrische Antriebseinheit 100 umfasst eine erste elektrische Maschine 50 mit einer ersten Rotorvorrichtung 30, wie betreffend die Figur 2 geschildert, und einer erste Statorvorrichtung 51 . An der ersten Rotorvorrichtung 30 bzw. an deren Aufnahme 35 für ein Blechpaket 52 ist ein Blechpaket 52 angeordnet. Mit dessen Hilfe kann im Zusammenspiel mit der ersten Statorvorrichtung 51 ein verstärktes Magnetfeld erzeugt werden.

Dabei kann die elektrische Antriebseinheit 100 eine zweite elektrische Maschine (nicht dargestellt) mit einer zweiten Rotorvorrichtung (nicht dargestellt) und einer zweiten Statorvorrichtung (nicht dargestellt) aufweisen. An der zweiten Rotorvorrichtung kann z. B. ein Blechpaket angeordnet sein. Mit diesem kann im Zusammenspiel mit der zweiten Statorvorrichtung ein verstärktes Magnetfeld erzeugt werden.

Die Schwingungsdämpfungseinrichtung 32 der ersten Rotorvorrichtung 30 kann bei- spielsweise mit der zweiten Rotorvorrichtung verbunden sein.

Außerdem hat die elektrische Antriebseinheit 100 ein Gehäuse 101 sowie ein in dem Gehäuse 101 angeordnetes Wälzlager 102, mit welchem die Welle 1 der ersten Rotorvorrichtung 30 im Gehäuse 101 drehbar gelagert ist.

Der exemplarisch dargestellte Kühlmittelkanal 11 versorgt das Wälzlager 102 mit Schmiermittel, wohingegen der exemplarisch dargestellte Kühlmittelkanal 10 die Schwingungsdämpfungseinrichtung 32 mit Schmiermittel versorgt.

Bezuqszeichenliste

Welle 40 Drehenergie erzeugenden Ma¬

Eingang schine / Verbrennungskraftma¬

Ausgang schine

Aufnahmeeinrichtung

Spannbereich 50 elektrische Maschine

Spannbereich 51 Statorvorrichtung

Spannfläche 52 Blechpaket

Spannfläche

Kühlbereich 100 Elektrische Antriebseinheit

Kühlmittelkanal 101 Gehäuse

Kühlmittelkanal 102 Wälzlager

Flanscheinrichtung

Eingangsöffnung X Innendurchmesser der Spannbe

Oberflächenabschnitt reiche

Y Innendurchmesser des Kühlbe¬

Rotorvorrichtung reichs

Rotorträger

SchwingungsdämpfungseinrichA axiale Richtung tung R radiale Richtung

Federdämpfereinheiten S Schwerpunkt

Federdämpfereinheiten

Aufnahme für Blechpakete 0 Außenseite

D Drehachse