Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
TRACTION DRIVE WITH SLIP RING ASSEMBLY, AND MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/068156
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a traction drive (10) for an at least partially electrically driven motor vehicle, comprising a shaft (11) with a rotor shaft section (14) and a transmission shaft section (24) which is arranged coaxially to the rotor shaft section (14), wherein the transmission shaft section (24) has a transmission shaft end section (34) on the side facing away from the rotor shaft section (14), said transmission shaft end section being equipped with a slip ring assembly (36), and the rotor shaft section (14) has a rotor shaft end section (38) on the side facing away from the transmission shaft section (24), said rotor shaft end section being equipped with a winding contacting module (40). An electrically conductive connection element (42) is guided through the rotor shaft section (14) and the transmission shaft section (24), said connection element connecting the slip ring assembly (36) and the winding contacting module (40) together in an electrically conductive manner.

Inventors:
KRONE NILS (DE)
MARINA TOMISLAV (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/073547
Publication Date:
April 04, 2024
Filing Date:
August 28, 2023
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
VITESCO TECHNOLOGIES GERMANY GMBH (DE)
International Classes:
H02K7/116; H02K13/00
Foreign References:
JP2016179749A2016-10-13
EP2341599A12011-07-06
DE102014225236A12016-06-09
DE102012201644A12013-08-08
Attorney, Agent or Firm:
VITESCO TECHNOLOGIES - ASSOCIATION NO. 1137 (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1 . Traktionsantrieb (10) für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend eine Welle (11 ) mit einem Rotorwellenabschnitt (14), und einem koaxial zum Rotorwellenabschnitt (14) angeordneten Getriebewellenabschnitt (24), wobei der Getriebewellenabschnitt (24) auf einer dem Rotorwellenabschnitt (14) abgewandten Seite einen Getriebewellenendabschnitt (34) aufweist, auf dem eine Schleifringanordnung (36) angeordnet ist, der Rotorwellenabschnitt (14) auf einer dem Getriebewellenabschnitt (24) abgewandten Seite einen Rotorwellenendabschnitt (38) aufweist, auf dem ein Wicklungskontaktierungsmodul (40) angeordnet ist, und durch den Rotorwellenabschnitt (14) und den Getriebewellenabschnitt (24) ein elektrisch leitendes Verbindungselement (42) geführt ist, das die Schleifringanordnung (36) und das Wicklungskontaktierungsmodul (40) elektrisch leitend miteinander verbindet.

2. Traktionsantrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifringanordnung (36) wenigstens einen Schleifring (44) und einen mit dem Schleifring (44) verbundenen Schleifringleiter (46) aufweist, wobei der Schleifringleiter (46) auf einer dem Schleifring (44) abgewandten Seite ein Leiterende (48) aufweist, das mit dem Verbindungselement (42) elektrisch leitend verbunden ist.

3. Traktionsantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterende (48) mit dem Verbindungselement (42) stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist.

4. Traktionsantrieb nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifringanordnung (36) ein erstes Trägerelement (50) aus einem elektrisch isolierenden Material aufweist, in welchem der Schleifring (44) und der Schleifringleiter (46) zumindest abschnittsweise angeordnet sind, und das erste Trägerelement (50) auf dem Getriebewellenendabschnitt (34) angeordnet ist.

5. Traktionsantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wicklungskontaktierungsmodul (40) einen im rechten Winkel zu einer Längsachse des Rotorwellenabschnitts (14) verlaufenden Kontaktierungsabschnitt (54) aufweist.

6. Traktionsantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktierungsabschnitt (54) ein erstes Kontaktierungsende (56) aufweist, das mit dem Verbindungselement (42) elektrisch leitend verbunden ist, und ein zu dem ersten Kontaktierungsende (56) beabstandetes zweites Kontaktierungsende (58) aufweist, das zur Verbindung mit einen Wicklungsende einer Rotorwicklung (20) eingerichtet und/oder ausgebildet ist.

7. Traktionsantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (42) stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem ersten Kontaktierungsende (56) verbunden ist.

8. Traktionsantrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wicklungskontaktierungsmodul (40) ein zweites Trägerelement (60) aufweist, in dem der Kontaktierungsabschnitt (54) zumindest teilweise angeordnet ist, wobei das zweite Trägerelement (60) zumindest abschnittsweise über den Rotorwellenendabschnitt (38) in dem Rotorwellenabschnitt (14) und/oder auf dem Rotorwellenabschnitt (14) angeordnet ist.

9. Traktionsantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandung (72) des Rotorwellenabschnitts (14) im Bereich des Rotorwellenendabschnitts (38) geschlitzt ausgebildet ist.

10. Traktionsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandung (72) des Rotorwellenabschnitts (14) im Bereich des Rotorwellenendabschnitts (38) auf einer in radialer Richtung nach außen gerichteten Außenseite eine Nut aufweist, in die das Wicklungskontaktierungsmodul (40) zumindest abschnittsweise eingreift.

11 . Traktionsantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorwellenendabschnitt (38) über ein Verschlusselement (76) verschlossen ist.

12. Traktionsantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Verbindungselement (42) bezogen auf die radiale Richtung des Rotorwellenabschnitts (14) lagesicher fixiert ist.

13. Traktionsantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebewellenabschnitt (24) und der Rotorwellenabschnitt (14) einstückig miteinander ausgebildet sind.

14. Traktionsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorwellenabschnitt (14) eine Rotorwelle ist und der Getriebewellenabschnitt (24) eine von der Rotorwelle verschiedene Getriebewelle ist.

15. Kraftfahrzeug mit einem Traktionsantrieb (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche.

Description:
Beschreibung

Traktionsantrieb mit Schleifringanordnung, Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft einen Traktionsantrieb für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, wobei der Traktionsantrieb wenigstens eine Welle mit einem Rotorwellenabschnitt und einem Getriebewellenabschnitt aufweist, wobei auf der Getriebewelle eine Schleifringanordnung angeordnet ist. Die Schleifringanordnung ist über ein Verbindungselement elektrisch leitend mit dem Kontaktierungsmodul verbunden. Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Traktionsantrieb.

Elektrische Maschinen einer Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sind allgemein bekannt. In der DE 10 2012 201 644 A1 ist beispielsweise eine solche elektrische Maschine beschrieben. Diese weist einen als Klauenpolrotor ausgebildeten Rotor auf, der eine Rotorwelle umfasst. Die Rotorwelle weist an einem Ende ein Kupplungsmittel zur Verbindung mit einem Getriebe auf. Auf einem dem Kupplungsmittel gegenüberlegenden Ende der Rotorwelle ist eine Schleifringeinrichtung angeordnet. Die Schleifringanordnung ist dazu ausgebildet, den Rotor bzw. die Rotorwicklung des Rotors zu bestromen.

Nachteilig bei den bekannten Antriebsvorrichtungen ist, dass der Bauraum auf Seite des der elektrischen Maschine limitiert ist. Vielmehr ist angestrebt, den Bauraum der elektrischen Maschine durch längere Aktivbauteile, wie einen längeren Rotor und einen längeren Stator, zu nutzen, um die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine zu erhöhen.

Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Lösung anzugeben, mit der der Bauraum eines Traktionsantriebs für einem fremderregten elektrischen Rotor effektiv ausgenutzt werden kann, um einen Traktionsantrieb mit einer erhöhten Performance bereitstellen zu können, bzw. um die Leistungsdichte des Traktionsantriebs zu erhöhen. Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei kann jedes Merkmal sowohl einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen, sofern sich nicht explizit etwas Gegenteiliges aus der Beschreibung ergibt.

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung einen Traktionsantrieb für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend eine Welle, die einen Rotorwellenabschnitt, und einen koaxial zum Rotorwellenabschnitt angeordneten Getriebewellenabschnitt aufweist, wobei der Getriebewellenabschnitt auf einer dem Rotorwellenabschnitt abgewandten Seite einen Getriebewellenendabschnitt aufweist, auf dem eine Schleifringanordnung angeordnet ist, der Rotorwellenabschnitt auf einer dem Getriebewellenabschnitt abgewandten Seite einen Rotorwellenendabschnitt aufweist, auf dem ein Wicklungskontaktierungsmodul angeordnet ist, und durch den Rotorwellenabschnitt und den Getriebewellenabschnitt ein elektrisch leitendes Verbindungselement geführt ist, das die Schleifringanordnung und das Wicklungskontaktierungsmodul elektrisch leitend miteinander verbindet.

Mit anderen Worten ist gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass ein Traktionsantrieb für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug bereitgestellt wird. Der Traktionsantrieb umfasst wenigstens eine Welle. Die Welle weist einen Rotorwellenabschnitt auf, der in der Regel um eine Drehachse der Welle bzw. des Rotorwellenabschnitts drehbar gelagert ist. Auf einer äußeren Mantelfläche des Rotorwellenabschnitts ist für gewöhnlich zumindest abschnittsweise ein eine Rotorwicklung aufweisendes Rotorblechpaket angeordnet. Koaxial zum Rotorwellenabschnitt ist ein mit dem Rotorwellenabschnitt verbundener und/oder gekoppelter Getriebewellenabschnitt angeordnet. Der Rotorwellenabschnitt ist derart mit dem Getriebewellenabschnitt verbunden, dass eine Drehbewegung des Rotorwellenabschnitts auf den Getriebewellenabschnitt übertragen werden kann. Denkbar ist, das der Getriebewellenabschnitt und der Rotorwellenabschnitt einstückig miteinander ausgebildet sind. Mit anderen Worten ist die Welle, umfassend den Getriebewellenabschnitt und den Rotorwellenabschnitt in einem Herstellungsvorgang hergestellt. Vorstellbar ist auch, das der Rotorwellenabschnitt eine Rotorwelle ist und der Getriebewellenabschnitt eine von der Rotorwelle verschiedene Getriebewelle ist. Mit anderen Worten ist die Welle wenigstens zweiteilig ausgebildet. Die Kopplung zwischen der Getriebewelle und der Rotorwelle kann vorzugsweise eine formschlüssige Kopplung in Form einer Verzahnung sein. Der Getriebewellenabschnitt weist auf einer dem Rotorwellenabschnitt abgewandten Seite einen Getriebewellenendabschnitt auf, wobei auf dem Getriebewellenendabschnitt eine Schleifringanordnung angeordnet ist. Der Rotorwellenabschnitt weist auf einer dem Getriebewellenabschnitt abgewandten Seite einen Rotorwellenendabschnitt auf. Auf dem Rotorwellenendabschnitt ist ein Wicklungskontaktierungsmodul zur elektrisch leitenden Verbindung mit der auf dem Rotor aufgewickelten Rotorwicklung angeordnet. Die Schleifringanordnung und das Wicklungskontaktierungsmodul sind über ein elektrisch leitendes Verbindungselement elektrisch leitend miteinander verbunden. Das elektrisch leitende Verbindungselement ist durch den Getriebewellenabschnitt und durch den Rotorwellenabschnitt geführt. Bedingt dadurch, dass die Schleifringanordnung nunmehr nicht rotorwellenseitig angeordnet ist, sondern auf einem Getriebewellenendabschnitt des Getriebewellenabschnitts, kann der nunmehr eingesparte Bauraum im Bereich der elektrischen Maschine durch Aktivbauteile genutzt werden, sodass die Leistungsfähigkeit des Traktionsantriebs erhöht werden kann. Anders ausgedrückt, kann die Leistungsdichte des Traktionsantriebs erhöht werden. Der getriebeseitige Bauraum auf einer der elektrischen Maschine abgewandten Seite des Getriebes ist in der Regel weniger bauraumkritisch, sodass dieser für die Schleifringanordnung zur Bestromung des fremderregten Rotors genutzt werden kann. Folglich wird auf diese Weise eine Lösung bereitgestellt, mit der der Bauraum eines Traktionsantriebs mit einem fremderregten elektrischen Rotor effektiv ausgenutzt werden kann, um einen Traktionsantrieb mit einer erhöhten Performance, bzw. mit einer erhöhten Leistungsdichte bereitstellen zu können. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die Schleifringanordnung wenigstens einen Schleifring und einen mit dem Schleifring verbundenen Sch leifringleiter aufweist, wobei der Sch leifring leiten auf einer dem Schleifring abgewandten Seite ein Leiterende aufweist, das mit dem Verbindungselement elektrisch leitend verbunden ist. Mit anderen Worten ist nicht der Schleifring unmittelbar mit dem Verbindungselement verbunden, sondern mittelbar über den Schleifringleiter. Der Schleifringleiter ist somit ein Verbindungselement zwischen dem Schleifring und dem durch den Rotorwellenabschnitt und den Getriebewellenabschnitt geführten Verbindungselement.

Denkbar ist, dass ein Innendurchmesser des Schleifrings größer ist als ein Außendurchmesser des Getriebewellenabschnitts im Bereich des Getriebewellenendabschnitts. Auf diese Weise kann die den Schleifring aufweisende Schleifringanordnung auf den Getriebewellenabschnitt aufgesteckt werden, wodurch der axiale Bauraum des Traktionsantriebs reduziert werden kann.

Der Schleifringleiter weist vorzugsweise einen ersten Abschnitt auf, der parallel zu einer Längsachse des Getriebewellenabschnitts verläuft und mit dem Schleifring verbunden ist. An den ersten Abschnitt ist vorzugsweise ein zweiter Abschnitt angeordnet, der in einem rechten Winkel zur Längsachse des Getriebewellenabschnitts ausgebildet ist. Ein freies Ende des zweiten Abschnitts ist vorzugsweise mit dem Verbindungselement elektrisch leitend verbunden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Leiterende mit dem Verbindungselement stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist. Die stoffschlüssige Verbindung kann vorzugsweise eine elektrisch leitfähige Klebeverbindung und/oder eine Lotverbindung sein. Die formschlüssige Verbindung wird vorzugsweise über eine Press-Fit Verbindung realisiert. In diesem Zusammenhang ist vorteilhaft vorgesehen, jedoch nicht darauf beschränkt, dass das Leiterende des Schleifringleiters als weiblicher Verbinder und das Verbindungselement bzw. dessen Ende als männlicher Verbinder ausgebildet ist. Die kraftschlüssige Verbindung kann vorzugsweise eine Klemm- und/oder Schraubverbindung sein.

Weist der Sch leifring leiten den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt auf, so ist der weibliche Verbinder der Press-Fit Verbindung zur Verbindung mit dem Verbindungselement vorzugsweise an dem freien Ende des zweiten Abschnitts ausgebildet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schleifringanordnung ein erstes Trägerelement aus einem elektrisch isolierenden Material aufweist, in welchem der Schleifring und der Schleifringleiter zumindest abschnittsweise angeordnet sind, und das erste Trägerelement auf dem Getriebewellenendabschnitt angeordnet ist. Die Schleifringanordnung weist somit ein erstes Trägerelement auf. Das erste Trägerelement ist elektrisch isolierend ausgebildet. Vorzugsweise ist das erste Trägerelement aus einem Kunststoff ausgebildet. Ein erstes Trägerelement aus einem Kunststoff kann ein geringes Gewicht aufweisen und preiswert hergestellt werden. In dem ersten Trägerelement sind zumindest abschnittsweise der Schleifring und der Schleifringleiter angeordnet. Das erste Trägerelement ist auf dem Getriebewellenendabschnitt vorzugsweise stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig angeordnet. Die stoffschlüssige Verbindung bzw. Anordnung kann vorzugsweise eine Klebeverbindung sein. Die kraftschlüssige Verbindung ist vorzugsweise eine Schraubverbindung. Die formschlüssige Verbindung wird vorzugsweise über einen in eine Nut eingreifenden Vorsprung ausgebildet. Auf diese Weise kann die Schleifringanordnung in einfacher Weise auf dem Getriebewellenendabschnitt drehfest angeordnet werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Wicklungskontaktierungsmodul einen im rechten Winkel zu einer Längsachse der Welle bzw. des Rotorwellenabschnitts verlaufenden Kontaktierungsabschnitt aufweist. Der Kontaktierungsabschnitt ist vorzugsweise elektrisch leitend ausgebildet. Durch die Anordnung des Kontaktierungsabschnitts im rechten Winkel zur Längsachse des Rotorwellenabschnitts kann der Kontaktierungsabschnitt in einfacher Weise eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem durch den Rotorwellenabschnitt geführten Verbindungselement und der auf dem Rotorblechpaket aufgewickelten Rotorwicklung herstellen.

In diesem Zusammenhang liegt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin, dass der Kontaktierungsabschnitt ein erstes Kontaktierungsende aufweist, das mit dem Verbindungselement elektrisch leitend verbunden ist, und ein zu dem ersten Kontaktierungsende beabstandetes zweites Kontaktierungsende aufweist, das zur Verbindung mit einen Wicklungsende einer Rotorwicklung eingerichtet und/oder ausgebildet ist.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem ersten Kontaktierungsende verbunden ist. Die stoffschlüssige Verbindung kann vorzugsweise eine elektrisch leitfähige Klebeverbindung und/oder eine Lotverbindung sein. Die formschlüssige Verbindung wird vorzugsweise über eine Press-Fit Verbindung realisiert. In diesem Zusammenhang ist vorteilhaft vorgesehen, jedoch nicht darauf beschränkt, dass das erste Kontaktierungsende des Kontaktierungsabschnitts als weiblicher Verbinder und das Verbindungselement bzw. dessen Ende als männlicher Verbinder ausgebildet ist. Die kraftschlüssige Verbindung kann vorzugsweise eine Klemm- und/oder Schraubverbindung sein.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Wicklungskontaktierungsmodul ein zweites Trägerelement aufweist, in dem der Kontaktierungsabschnitt zumindest teilweise angeordnet ist, wobei das zweite Trägerelement zumindest abschnittsweise über den Rotorwellenendabschnitt in dem Rotorwellenabschnitt und/oder auf dem Rotorwellenabschnitt angeordnet ist. Das zweite Trägerelemente ist vorzugweise aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet. Bevorzugt ist das zweite Trägerelement aus einem Kunststoff ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das zweite Trägerelement als Spritzgussbauteil hergestellt. Das zweite Trägerelement aus einem Kunststoff kann vorzugsweise preiswert und gewichtsreduziert hergestellt werden. Über das zweite Trägerelement kann der Kontaktierungsabschnitt in einfacher Weise lagesicher positioniert werden. Das zweite Trägerelement kann vorzugsweise über den distalen Endabschnitt des Rotorwellenabschnitts in den Rotorwellenabschnitt eingesteckt werden. Denkbar ist ferner, dass das zweite Trägerelement vorzugsweise auf den distalen Endabschnitt des Rotorwellenabschnitts zumindest abschnittsweise aufgesteckt ist.

Denkbar ist, dass in einer Wandung des Rotorwellenabschnitts im Bereich des Rotorwellenendabschnitts eine randgeschlossene Öffnung ausgebildet ist, sodass zumindest das erste Kontaktierungsende durch die Öffnung geführt werden kann, um elektrisch leitend mit dem Verbindungselement verbunden zu werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass eine Wandung des Rotorwellenabschnitts im Bereich des Rotorwellenendabschnitts geschlitzt ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist ausgehend von einem distalen Ende des Rotorwellenendabschnitts zumindest ein Schlitz in der Wandung dem Rotorwellenabschnitt ausgebildet. Über diesen Schlitz kann der Kontaktierungsabschnitt derart angeordnet werden, dass das erste Kontaktierungsende in einem Inneren des Rotorwellenabschnitts angeordnet ist, um mit dem Verbindungselement elektrisch leitend verbunden zu werden. Zudem ist es über den Schlitz möglich, dass das zweite Kontaktierungsende des Kontaktierungsabschnitt außerhalb des Rotorwellenabschnitts angeordnet ist, sodass dies mit der auf dem Rotorblechpaket angeordneten Rotorwicklung elektrisch leitend verbunden werden kann. Durch die geschlitzte Ausbildung des Rotorwellenendabschnitts kann das Wicklungskontaktierungsmodul bzw. der Kontaktierungsabschnitt in einfacher Weise angeordnet werden, um elektrisch leitend mit dem Verbindungselement verbunden werden zu können.

Alternativ ist vorstellbar und bevorzugt vorgesehen, dass eine Wandung des Rotorwellenabschnitts im Bereich des Rotorwellenendabschnitts auf einer in radialer Richtung nach außen gerichteten Außenseite eine Nut aufweist, in die das Wicklungskontaktierungsmodul zumindest abschnittsweise eingreift. Somit ist vorgesehen, dass das Wicklungskontaktierungsmodul, vorzugsweise aufweisend das zweite Trägerelement und den Kontaktierungsabschnitt, auf dem zweiten Rotorwellenendabschnitt angeordnet werden. Zudem kann auf diese Weise, im Gegensatz zum Schlitz in der Wandung, eine Schwächung der strukturellen Steifigkeit des Rotorwellenendabschnitts vermieden werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rotorwellenendabschnitt über ein Verschlusselement verschlossen ist.

Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass ein distales Ende des Rotorwellenendabschnitts. Mit einem in den Rotorwellenendabschnitt eingreifenden Verschlusselement verschlossen ist. Das Verschlusselement ist vorzugsweise derart positioniert, dass es im Bereich einer Lageranordnung zur drehbaren Lagerung des Rotors innerhalb des Rotorwellenendabschnitts angeordnet ist. Auf diese Weise kann die strukturelle Steifigkeit des Rotorwellenabschnitts im Bereich des Rotorwellenendabschnitts erhöht werden, insbesondere für den Fall, dass der Endbereich des Rotorwellenendabschnitts geschlitzt ausgebildet ist.

Das elektrisch leitende Verbindungselement kann derart in dem Rotorwellenabschnitt und/oder in dem Getriebewellenabschnitt angeordnet werden, dass es in einfacher Weise mit dem Wicklungskontaktierungsmodul und/oder der Schleifringvorrichtung elektrisch leitend verbunden werden kann. Vorzugsweise wird das elektrisch leitende Verbindungselement über eine endseitig in dem Rotorwellenabschnitt und/oder dem Getriebewellenabschnitt angeordnete Öffnung in einen Hohlraum des Rotorwellenabschnitts und/oder des Getriebewellenabschnitts eingeführt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass das elektrisch leitende Verbindungselement, bezogen auf die radiale Richtung des Rotorwellenabschnitts, lagesicher fixiert ist. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass das elektrisch leitende Verbindungselement ein drittes Trägerelement aufweist, mit denen das elektrisch leitende Verbindungselement gegen eine innere Wandung des Rotorwellenabschnitts und/oder des Getriebewellenabschnitts verspannt werden kann, sodass das elektrisch leitende Verbindungselement lagesicher innerhalb des Hohlraums des Rotorwellenabschnitts und/oder des Getriebewellenabschnitts positioniert werden kann. Somit kann sichergestellt werden, dass das elektrisch leitende Verbindungselement, insbesondere im Zuge einer Rotation des Rotors um dessen Drehachse, innerhalb des Rotorwellenabschnitts und/oder des Getriebewellenabschnitts lagesicher angeordnet ist.

In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Traktionsantrieb.

Das Kraftahrzeug ist somit vorzugsweise ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug.

Es sei bemerkt, dass sämtliche Merkmale, welche vorstehend und nachfolgend in Bezug auf einen Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, gleichermaßen für jeden anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung gelten. Im Speziellen können sämtliche Merkmale des Traktionsantriebs auch Merkmale des Kraftfahrzeugs sein. Dies gilt auch umgekehrt.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel. Das Ausführungsbeispiel ist nicht einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen. Es soll den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Die Anmelderin behält sich vor, einzelne und/oder mehrere der in dem Ausführungsbeispiel offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen, oder solche Merkmale in bestehende Patentansprüche aufzunehmen. Das Ausführungsbeispiel wird anhand von Zeichnungen näher erläutert.

In diesen zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Traktionsantrieb;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung im Bereich eines Rotorwellenendabschnitts eines Rotorwellenabschnitts; Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Traktionsantrieb in einer weiteren Ausgestaltung.

In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen Traktionsantrieb 10 für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug gezeigt. Der Traktionsantrieb 10 umfasst eine Welle 11 . Die Welle 11 weist einen Rotorwellenabschnitt 14, der um eine Drehachse 16 des Rotorwellenabschnitts 14 drehbar gelagert ist, auf. Auf einer äußeren Mantelfläche 18 des Rotorwellenabschnitts 14 ist zumindest abschnittsweise ein eine Rotorwicklung 20 aufweisendes Rotorblechpaket 22 angeordnet.

Koaxial zum Rotorwellenabschnitt 14 ist eine mit dem Rotorwellenabschnitt 14 formschlüssige gekoppelter Getriebewellenabschnitt 24 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Rotorwellenabschnitt 14 über eine Verzahnung mit dem Getriebewellenabschnitt 24 verbunden, so dass eine Drehbewegung des Rotorwellenabschnitts 14 auf den Getriebewellenabschnitt 24 übertragbar ist. Denkbar ist, dass der Rotorwellenabschnitt 14 und der Getriebewellenabschnitt 24 einstückig miteinander ausgebildet sind. Also, als ein Bauteil ausgebildet sind. Im Ausführungsbeispiels sind ist der Getriebewellenabschnitt 24 getrennt von dem Rotorwellenabschnitt 14 ausgebildet. Der Rotorwellenabschnitt 14 kann daher auch als Rotorwelle bezeichnet werden. Der Getriebewellenabschnitt 24 kann als Getriebewelle bezeichnet werden.

Denkbar ist, dass wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, der Getriebewellenabschnitt 24 zumindest abschnittsweise in den Rotorwellenabschnitt 14 eingreift. Vorstellbar ist aber auch, dass der Getriebewellenabschnitt 24 und der Rotorwellenabschnitt 14 derart ausgebildet sind, dass der Rotorwellenabschnitt 14 zumindest abschnittsweise in den Getriebewellenabschnitt 24 eingreift mit dieser formschlüssig, vorzugsweise über eine Verzahnung, verbunden ist.

Auf einer äußeren Mantelfläche 26 des Getriebewellenabschnitts 24 ist wenigstens ein Zahnrad 28 angeordnet, das im Eingriff mit weiteren Zahnrädern 30 einer Abtriebswelle 32 steht. Der Getriebewellenabschnitt 24 weist auf einer dem Rotorwellenabschnitt 14 abgewandten Seite einen Getriebewellenendabschnitt 34 auf, wobei auf dem Getriebewellenendabschnitt 34 eine Schleifringanordnung 36 angeordnet ist. Der Rotorwellenabschnitt 14 weist auf einer dem Getriebewellenabschnitt 24 abgewandten Seite einen Rotorwellenendabschnitt 38 auf. Auf dem Rotorwellenendabschnitt 38 ist ein Wicklungskontaktierungsmodul 40 zur elektrisch leitenden Verbindung mit der auf dem Rotorblechpaket 22 aufgewickelten Rotorwicklung 20 angeordnet. Die Schleifringanordnung 36 und das Wicklungskontaktierungsmodul 40 sind über eine elektrisch leitendes Verbindungelement 42 elektrisch leitend miteinander verbunden. Das elektrisch leitende Verbindungselement ist durch den Getriebewellenabschnitt 24 und durch den Rotorwellenabschnitt 14 geführt. Bedingt dadurch, dass die Schleifringanordnung 36 nunmehr nicht rotorwellenseitig angeordnet ist, sondern auf einem Getriebewellenendabschnitt 34 des Getriebewellenabschnitts 24, kann der nunmehr eingesparte Bauraum im Bereich der elektrischen Maschine bzw. des Rotors durch Aktivbauteile genutzt werden, sodass die Leistungsfähigkeit des Traktionsantriebs 10 erhöht werden kann. Der getriebeseitige Bauraum auf einer der elektrischen Maschine abgewandten Seite des Getriebes ist in der Regel weniger bauraumkritisch, sodass dieser für die Schleifringanordnung 34 zur Bestromung des fremderregten Rotors genutzt werden kann.

Die Schleifringanordnung 36 weist wenigstens einen kreisringförmig ausgebildeten Schleifring 44 und einen mit dem Schleifring 44 verbundenen Schleifringleiter 46 auf, wobei der Schleifringleiter 46 auf einer dem Schleifring 44 abgewandten Seite ein Leiterende 48 aufweist, das mit dem elektrisch leitenden Verbindungselement 42 elektrisch leitend verbunden ist. Mit anderen Worten ist nicht der Schleifring 44 unmittelbar mit dem Verbindungselement verbunden, sondern mittelbar über den Schleifringleiter 46. Der Schleifringleiter 46 ist somit ein Verbindungselement zwischen dem Schleifring 44 und dem durch den Rotorwellenabschnitt 14 und den Getriebewellenabschnitt 24 geführten elektrisch leitfähigen Verbindungselement 42. Der Schleifringleiter 46 weist vorzugsweise einen ersten Abschnitt auf, der parallel zu einer Längsachse des Getriebewellenabschnitts 24 verläuft und mit dem Schleifring 44 verbunden ist. An den ersten Abschnitt ist vorzugsweise ein zweiter Abschnitt angeordnet, der in einem rechten Winkel zur Längsachse des Getriebewellenabschnitts 24 ausgebildet ist. Ein freies Ende des zweiten Abschnitts ist vorzugsweise mit dem elektrisch leitfähigen Verbindungselement 42 elektrisch leitend verbunden.

Das Leiterende 48 des Sch leifringleiters 46 ist im Ausführungsbeispiel über eine Press-Fit Verbindung mit dem elektrisch leitfähigen Verbindungselement 42 verbunden. Das elektrisch leitfähige Verbindungselement 42 ist vorzugsweise an dessen Ende als männlicher Verbinder ausgebildet ist. Das Leiterende 48 des Schleifringleiters 46 ist vorzugsweise als weiblicher Gegenpart zum männlichen Verbinder ausgebildet. Alternativ und/oder in Ergänzung kann vorzugsweise eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise in Lötverbindung, vorgesehen sein, um das Leiterende 48 mit dem elektrisch leitfähigen Verbindungselement 42 elektrisch leitfähig zu verbinden.

Die Schleifringanordnung 36 weist zudem ein erstes Trägerelement 50 aus einem elektrisch isolierenden Material auf, in welchem der Schleifring 44 und der Schleifringleiter 46 zumindest abschnittsweise angeordnet sind. Das erste Trägerelement 50 ist auf dem Getriebewellenendabschnitt 34 angeordnet.

In radialer Richtung beabstandet zur Schleifringanordnung 36 ist eine Bürstenvorrichtung 52 zur Bestromung der Schleifringanordnung 36, insbesondere des wenigstens einen Schleifrings 44 angeordnet.

Das Wicklungskontaktierungsmodul 40 weist wenigsten einen im rechten Winkel zu einer Längsachse des Rotorwellenabschnitts 14 verlaufenden Kontaktierungsabschnitt 54 auf. Der Kontaktierungsabschnitt 54 ist elektrisch leitend ausgebildet. Durch die Anordnung des Kontaktierungsabschnitts 54 im rechten Winkel zur Längsachse des Rotorwellenabschnitts 14 kann der Kontaktierungsabschnitt 54 in einfacher Weise eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem durch den Rotorwellenabschnitt 14 geführten Verbindungselement 42 und der auf dem Rotorblechpaket 22 aufgewickelten Rotorwicklung 20 herstellen.

Der Kontaktierungsabschnitt 54 weist ein erstes Kontaktierungsende 56 auf, das mit dem Verbindungselement 42 elektrisch leitend verbunden ist, und ein zu dem ersten Kontaktierungsende 56 beabstandetes zweites Kontaktierungsende 58 auf, das zur Verbindung mit einen Wicklungsende der Rotorwicklung 20 eingerichtet und/oder ausgebildet ist.

Das Verbindungselement 42 ist im Ausführungsbeispiel formschlüssig über eine Press-Fit-Verbindung mit dem ersten Kontaktierungsende 56 verbunden. Vorteilhaft ist das erste Kontaktierungsende 56 des Kontaktierungsabschnitts 54 als weiblicher Verbinder und das Verbindungselement 42 bzw. dessen Ende als männlicher Verbinder ausgebildet.

Das Wicklungskontaktierungsmodul 40 weist zudem ein zweites Trägerelement 60 auf, in dem der Kontaktierungsabschnitt 54 zumindest teilweise angeordnet ist, wobei das zweite Trägerelement 60 zumindest abschnittsweise über den Rotorwellenendabschnitt 38 in den Rotorwellenabschnitt 14 und/oder auf den Rotorwellenabschnitt 14 angeordnet ist. Das zweite Trägerelemente 60 ist aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus Kunststoff, ausgebildet.

Der Traktionsantrieb 10 weist drei Lager zur Lagerung des Rotorwellenabschnitts 14 und/oder des Getriebewellenabschnitts 24 auf. Es ist vorgesehen, dass das Wicklungskontaktierungsmodul 40 zwischen einem ersten Lager 62 im Bereich des Rotorwellenendabschnitts 38 und einer erste Stirnseite 64 des Rotorblechpakets 22 angeordnet ist. Die erste Stirnseite 64 ist auf einer dem Getriebewellenabschnitt 24 abgewandten Seite des Rotorblechpakets 22 ausgebildet. Das Rotorblechpaket 22 weist eine zweite Stirnseite 66 auf, die dem Getriebewellenabschnitt 24 zugewandt ist. Zwischen der zweiten Stirnseite 66 und dem auf dem Getriebewellenabschnitt 24 angeordneten Zahnrad 28 ist das zweite Lager 68 angeordnet. Ein drittes Lager 70 ist zwischen dem Zahnrad 28 und der Schleifringanordnung 36 ausgebildet. Die Schleifringanordnung 36 ist somit außerhalb des Getriebes angeordnet, so dass diese vor Schmiermitteln aus dem Getriebe geschützt angeordnet ist. Zudem ermöglicht eine derart angeordnete Schleifringanordnung 36 eine einfache Wartung der Bürsten der Bürstenvorrichtung 52.

In Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung im Bereich eines Rotorwellenendabschnitts 38 des Rotorwellenabschnitts 14 gezeigt. Eine Wandung 72 des Rotorwellenabschnitts 14 ist im Bereich des Rotorwellenendabschnitts 38 geschlitzt ausgebildet. Mit anderen Worten ist ausgehend von einem distalen Ende des Rotorwellenendabschnitts 38 zumindest ein Schlitz 74 in der Wandung 72 des Rotorwellenabschnitts 14 ausgebildet. Über diesen Schlitz 74 kann der Kontaktierungsabschnitt 54 derart angeordnet werden, dass das erste Kontaktierungsende 56 in einem Inneren des Rotorwellenabschnitts 14 angeordnet ist, um mit dem Verbindungselement 42 elektrisch leitend verbunden zu werden. Zudem ist es über den Schlitz 74 möglich, dass das zweite Kontaktierungsende 58 des Kontaktierungsabschnitt 54 außerhalb des Rotorwellenabschnitts 14 angeordnet ist, sodass dies mit der auf dem Rotorblechpaket 22 angeordneten Rotorwicklung 20 elektrisch leitend verbunden werden kann. Durch die geschlitzte Ausbildung des Rotorwellenendabschnitts 38 kann das Wicklungskontaktierungsmodul 40 in einfacher Weise angeordnet werden, um elektrisch leitend mit dem Verbindungselement 42 verbunden werden zu können.

Der Rotorwellenendabschnitt 38 ist über ein Verschlusselement 76 verschlossen. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass ein distales Ende des Rotorwellenendabschnitts 38 mit einem in den Rotorwellenendabschnitt 38 eingreifenden Verschlusselement 76 verschlossen ist. Das Verschlusselement 76 ist derart positioniert, dass es im Bereich des ersten Lagers 62 angeordnet ist. Auf diese Weise kann die strukturelle Steifigkeit des Rotorwellenabschnitts 14 im Bereich des Rotorwellenendabschnitts 38 erhöht werden, insbesondere für den Fall, dass der Endbereich des Rotorwellenendabschnitts 38 geschlitzt ausgebildet ist. Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den Traktionsantrieb 10 in einer weiteren Ausgestaltung. Der in Fig. 3 gezeigte Traktionsantrieb 10 unterscheidet sich zu dem in Fig. 1 beschriebenen Traktionsantrieb 10 in der Ausgestaltung des Rotorwellenendabschnitts 38 und der Ausbildung des Wicklungskontaktierungsmoduls 40. Im Speziellen weist der Rotorwellendendabschnitt 38 auf einer in radialer Richtung nach außen gerichteten Außenseite wenigstens eine Nut 78 auf. Die Nut 78verläuft in axialer Richtung des Rotorwellenabschnitts 14 bzw. der Welle 11. Das Wicklungskontaktierungsmodul 40, aufweisend das zweite Trägerelement 60 und den Kontaktierungsabschnitt 54, ist zumindest abschnittsweise auf der Außenseite des Rotorwellenendabschnitt 38 aufgesteckt und greift zumindest abschnittsweise in die Nut 78 ein. Am distalen Ende des Rotorwellenendabschnitts 38 ist das elektrisch leitende Verbindungselement 42 mit dem ersten Kontaktierungsende 56 des Kontaktierungsabschnitts 54 elektrisch leitend verbunden. Die elektrische Verbindung kann somit außerhalb des Rotorwellenendabschnitts 38 erfolgen, was die Verbindung einfacher und preiswerter gestalten kann. Das erste Lager 62 ist im Bereich der Nut 78 auf der Außenseite des Rotorwellenendabschnitts 38 zwischen dem ersten Kontaktierungsende 56 und dem zweiten Kontaktierungsende 58 des Kontaktierungsabschnitts 54 angeordnet.