Die vorliegende Erfindung betrifft eine Axialflussmaschine, umfassend einen Stator, einen Rotor mit einem auf einer Rotorwelle angeordneten ersten Rotorkörper sowie eine mit dem ersten Rotorkörper gekoppelte Verstelleinrichtung. Dabei ist auf der einen axialen Seite des Stators in einem axialen Abstand, einen ersten Luftspalt bildend, der erste Rotorkörper angeordnet, wobei mittels der Verstelleinrichtung der axiale Abstand zwischen dem Rotorkörper und dem Stator über einen Verstellweg variierbar ist.

Radial- und Axialflussmaschinen sind heute zumeist auf einen einzigen Betriebspunkt ausgelegt und haben dadurch den Nachteil nicht in allen Betriebspunkten optimale Effizienz zu erzielen.

Im Stand der Technik sind Axialflussmaschinen bereits hinlänglich bekannt.

Aus der EP 2 985 893 A1 ist eine elektrische Axialflussmaschine mit einem Stator und einem Rotor bekannt, wobei der Stator mindestens zwei Statorsegmente umfasst, und wobei der Rotor mit einer Rotorwelle verbunden ist, wobei der Rotor und/oder die Rotorwelle in einer Lagerung drehbar gelagert sind, und wobei die Statorsegmente in Rotationsrichtung des Rotors relativ zu der Lagerung unbeweglich angeordnet sind. Mindestens eines der Statorsegmente ist in axialer oder radialer Richtung relativ zu der Lagerung beweglich angeordnet, um die Breite des Luftspalts zwischen Rotor und Statorsegmenten einzustellen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Axialflussmaschine bereitzustellen, die eine gezielte stufenlose Einstellung eines Luftspalts zwischen Stator und Rotorkörper und damit eine stufenlose Einstellung des elektromagnetischen Feldes innerhalb der Axialflussmaschine gewährleistet.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Axialflussmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 . Eine erfindungsgemäße Axialflussmaschine umfasst einen Stator, einen Rotor mit einem auf einer Rotorwelle angeordneten ersten Rotorkörper, sowie eine mit dem ersten Rotorkörper gekoppelte Verstelleinrichtung. Dabei ist auf der einen axialen Seite des Stators in einem axialen Abstand, einen ersten Luftspalt bildend, der erste Rotorkörper angeordnet, wobei mittels der Verstelleinrichtung der axiale Abstand zwischen dem Rotorkörper und dem Stator über einen Verstellweg variierbar ist. Gemäß der Erfindung weist die Verstelleinrichtung hierbei ein erstes Verstellelement zur Aufnahme des ersten Rotorkörpers auf, wobei das erste Verstellelement zumindest bereichsweise hülsenartig ausgebildet ist und auf seiner inneren Mantelfläche ein Innengewinde ausgebildet aufweist, und wobei der Wellenkörper der Rotorwelle als Verstellwelle ausgebildet ist und über einen ersten Abschnitt ein mit dem Innengewinde des ersten Verstellelements spindeltriebartig zusammenwirkendes Außengewinde aufweist. Ferner ist gemäß der Erfindung eine Aufprägeeinheit vorgesehen, über die der Verstellwelle ein positiver oder ein negativer Differenzwinkel aufprägbar ist. Hierdurch wird mit konstruktiv einfachen Mitteln eine Axialflussmaschine geschaffen, bei der ein zwischen Rotorkörper und Stator vorhandener Luftspalt stufenlos einstellbar ist.

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

Der magnetische Fluss in einer elektrischen Axialflussmaschine (AFM), wie beispielsweise eine als Axialflussmaschine ausgebildete elektrische Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs, ist im Luftspalt zwischen Stator und Rotor axial zu einer Rotationsrichtung des Rotors der Axialflussmaschine gerichtet. Es gibt unterschiedliche Typen von Axialflussmaschinen. Ein bekannter Typ ist eine sogenannte I-Anordnung, bei der der Rotor axial neben einem Stator oder zwischen zwei Statoren angeordnet ist. Ein anderer bekannter Typ ist eine sogenannte H- Anordnung, bei der zwei Rotoren auf gegenüberliegenden axialen Seiten eines Stators angeordnet sind. Der Stator einer elektrischen Axialflussmaschine weist einen Statorkörper mit mehreren in Umfangsrichtung angeordneten Statorwicklungen auf. Der Statorkörper kann in Umfangsrichtung gesehen einteilig oder segmentiert ausgebildet sein. Der Statorkörper kann aus einem Statorblechpaket mit mehreren laminierten Elektroblechen gebildet sein. Alternativ kann der Statorkörper auch aus einem verpressten weichmagnetischen Material, wie dem sogenannten SMC-Material (Soft Magnetic Compound) gebildet sein.

Als Rotorwelle wird eine drehbar gelagerte Welle einer elektrischen Maschine bezeichnet, mit der der Rotor bzw. Rotorkörper drehfest gekoppelt ist.

Der Rotor einer elektrischen Axialflussmaschine kann zumindest in Teilen als geblechter Rotor ausgebildet sein. Ein geblechter Rotor ist in axialer Richtung geschichtet ausgebildet. Der axiale Magnetfluss muss dabei die Kleber- bzw. Isolationsschichten zwischen den gestapelten einzelnen Elektroblechen überwinden, wodurch der Magnetkreis eine Scherung (zusätzlicher Luftspalt) erfährt und an Effizienz verliert. Der Rotor einer Axialflussmaschine kann alternativ auch einen Rotorträger aufweisen, der entsprechend mit Magnetblechen und/oder SMC- Material und mit als Permanentmagneten ausgebildeten Magnetelementen bestückt ausgebildet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Innengewinde des ersten Verstellelements und das hiermit korrespondierende Außengewinde des ersten Abschnitts der Verstellwelle gegensinnig orientiert und insbesondere gegeneinander selbsthaltend ausgebildet sind. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass jede beliebige Position zwischen einer minimalen und einer maximalen Luftspaltbreite mit konstruktiv einfachen Mitteln einstellbar wird.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Verstelleinrichtung eine axial zwischen dem ersten Verstellelement und der Aufprägeeinheit angeordnete und auf das Verstellelement wirkende Federspeicheranordnung umfasst, wobei die Federkraft der Federspeicheranordnung der zwischen dem Rotorkörper und dem Stator bestehenden magnetischen Anziehungskraft entgegenwirkt. Dabei muss die Kompensationskraft der Federspeicheranordnung nicht unbedingt größer sein als die Anziehungskraft zwischen Stator und Rotorkörper - über den Verstellweg gesehen kann sie auch in einem Verstellbereich größer und in einem anderen Verstellbereich kleiner als die Magnetkraft sein, wodurch wiederum die Konstruktion im Allgemeinen vereinfacht wird.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Federspeicheranordnung einen Federträger sowie ein erstes durch eine Mehrzahl von Blattfedern gebildetes Blattfederpaket aufweist, wobei das erste Blattfederpaket mit seinem einen Ende an den Federträger und mit seinem anderen Ende an das erste Verstellelement angebunden ist. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass auf beiden axialen Seiten (beidseitig des Stators) immer der gleiche Verdrehwinkel vorliegt und dass bei gleicher Steigung der Gewinde auch der gleiche axiale Verstellweg der beiden Rotorkörper realisiert ist.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass ein auf der Rotorwelle angeordneter zweiter Rotorkörper vorgesehen ist, wobei auf der einen axialen Seite des Stators in einem axialen Abstand, einen ersten Luftspalt bildend, der erste Rotorkörper angeordnet ist und wobei auf der anderen axialen Seite des Stators in einem axialen Abstand, einen zweiten Luftspalt L bildend, der andere Rotorkörper angeordnet ist. Dabei ist ein zweites Verstellelement zur Aufnahme des zweiten Rotorkörpers vorgesehen, wobei das zweite Verstellelement zumindest bereichsweise hülsenartig ausgebildet ist und auf seiner inneren Mantelfläche ein Innengewinde ausgebildet aufweist, und wobei der Wellenkörper der Rotorwelle als Verstellwelle ausgebildet ist und über einen zweiten Abschnitt ein mit dem Innengewinde des zweiten Verstellelements zusammenwirkendes Außengewinde Ma aufweist. Ferner sind das mit dem Innengewinde korrespondierende Außengewinde des ersten Abschnitts der Verstellwelle und das mit dem Innengewinde korrespondierende Außengewinde des zweiten Abschnitts der Verstellwelle jeweils paarweise gegensinnig orientiert ausgebildet. Insgesamt lässt sich hierdurch insbesondere die Wirkung erzielen, dass der betragsmäßig gleiche Weg, jedoch gegensinnig, vorliegt.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass der Federträger als Hülse ausgebildet ist, welche in ihrer axialen Mitte einen radial nach außen ragenden zentralen Ringbund aufweist, wobei der Ringbund axial beidseitig umfänglich verteilt jeweils eine Mehrzahl von in axialer Richtung mit einer Federkraft wirkenden Blattfederpaketen trägt, wobei jedes der Blattfederpakete mit einem freien Ende fest an den Ringbund angebunden ist und wobei jedes der Blattfederpakete mit seinem anderen freien Ende fest an das axial vom Ringbund über die Blattfederpakete beabstandete erste bzw. zweite Verstellelement, angebunden ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die Blattfedern neben der Erzeugung der axialen Kraft auch die Aufgabe der rotatorischen Kopplung und der Zentrierung übernehmen können. Außerdem wird das von den Rotorhälften erzeugte Moment ebenfalls übertragen.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Federspeicheranordnung axial zwischen dem ersten Verstellelement und dem zweiten Verstellelement angeordnet ist, wobei die Federkraft der Federspeicheranordnung der zwischen den Rotorkörpern, und dem Stator bestehenden magnetischen Anziehungskraft entgegenwirkt. Hierdurch kann erreicht werden, dass sich die Kräfte nach außen hin gegenseitig abstützen und deshalb keine weitere Lagereinheit benötigt wird.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Federträger mehrteilig ausgebildet ist und im Bereich des Ringbundes in seiner axialen Mitte geteilt ausgebildet ist, wodurch eine erheblich vereinfachte Montage der Anordnung ermöglicht ist.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die Federspeicheranordnung schwimmend gelagert auf der Verstellwelle angeordnet ist und sich zwischen den beiden Rotorkörpern, abstützt, so dass zusätzliche Abstützelemente nicht erforderlich sind.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass die Verstellwelle mehrteilig ausgebildet ist und zumindest zwei drehfest miteinander verbindbare Verstellwellenteile, umfasst, was ebenfalls einer einfachen Montage der Anordnung zugute kommt.

Bevorzugt sind der erste Rotorkörper und der zweite Rotorkörper über die Verstelleinrichtung rotatorisch miteinander gekoppelt, derart, dass während des Betriebs der Axialflussmaschine keine Relativverdrehung zwischen dem ersten Rotorkörper und dem zweiten Rotorkörper erfolgt. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass immer auf beiden Seiten der gleiche Verdrehwinkel vorliegt, und dass bei gleicher Steigung auch der gleiche axiale Weg verstellt wird.

Auch kann vorgesehen sein, dass in axialer Richtung zwischen dem ersten Verstellelement und der Aufprägeeinheit ein ringförmig ausgebildeter Lagerflansch angeordnet ist, wobei die Verstellwelle in dem Lagerflansch über ein Wälzlager drehbar gelagert angeordnet ist, der Lagerflansch über ein Rotorwellenlager drehbar gelagert in einer ortsfesten Aufnahme, wie einem Gehäuse, angeordnet ist. Dabei ist der Lagerflansch dann über eine Mehrzahl von umfänglich verteilt angeordneten Blattfederpaketen an den zweiten Rotorkörper angebunden. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Momentübertragung der Rotorscheibe bzw. den Rotorkörper in den Lagerflansch bei gleichzeitiger axialer Verschiebung gewährleistet ist.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Aufprägeeinheit durch einen Planetensatz mit einem Hohlrad, einem Sonnenrad und einer Mehrzahl von zwischen Hohlrad und Sonnenrad angeordneten und über Achsen an den Lagerflansch angebundenen Planetenrädern sowie eine Bremseinrichtung mit einer ersten Bremse und mit einer zweiten Bremse gebildet ist. Dabei ist das Sonnenrad durch einen durch die Verstellwelle gebildeten Abschnitt der Rotorwelle oder einen mit der Verstellwelle drehfest verbundenen Abschnitt gebildet und ist das Hohlrad als um die Verstellwelle oder den mit der Verstellwelle drehfest verbundenen Abschnitt angeordneter Ring ausgebildet. Die erste Bremse ist dann mit dem Sonnenrad wirkverbunden ausgebildet und angeordnet und die zweite Bremse mit dem Hohlrad wirkverbunden ausgebildet und angeordnet. Es kann hierdurch erreicht werden, dass mit zwei einfachen Bremsen, ins drehende System, einmal ein positiver Verdehwinkel (Beschleunigen) und zum anderen ein negativer Verdrehwinkel (Bremsen), erzeugt werden kann.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die erste Bremse und/oder die zweite Bremse als Schlingbandbremse ausgebildet ist, wodurch eine konstruktiv einfache, bauraumoptimierte und zuverlässige Betätigung der Verstelleinrichtung gewährleistet werden kann.

Mit Vorteil kann es vorgesehen sein, dass eine Steuereinheit zur Ansteuerung der ersten Bremse und/oder der zweiten Bremse vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass für den Fall, dass die elektrische Axialflussmaschine deaktiviert werden soll zuvor ein definierter Luftspalt eingestellt wird, insbesondere der vorbestimmte kleinste Luftspalt eingestellt wird. Hierdurch lässt sich insbesondere der Wirkung erzielen, dass ein elektromotorisch angetriebenes Kraftfahrzeug, für eine Anfahrt an einer Steigung stets optimierte Startbedingungen vorbehalten bekommt.

In einer zur beschriebenen Bremseinrichtung alternativen Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die die Rotorwellen-Differenzwinkel-Aufprägeeinheit durch eine elektrische Maschine gebildet ist, welche mit der Verstellwelle derart wirkverbunden ist, dass über die elektrische Maschine wahlweise ein beschleunigendes oder ein bremsendes Moment auf die Verstellwelle übertragbar ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass der Elektromotor keine weiteren richtungsumkehrenden Elemente benötigt, da er selbst bremsen und beschleunigen kann.

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

Es zeigen:

Figur 1 eine Axialflussmaschine mit einem Rotorkörper und mit einem Stator in einer ersten möglichen Ausführungsform, in einem Axialschnitt in schematischer Darstellung, in einer Betriebsposition mit maximal großem Luftspalt zwischen dem zentralen Stator und dem auf einer als Verstellwelle ausgebildeten Wellenkörper einer Rotorwelle axial verstellbar angeordneten Rotorkörper, Figur 2 die Axialflussmaschine gemäß Figur 1 in einer Betriebsposition mit minimalem Luftspalt zwischen Stator und Rotorkörper,

Figur 3 die Axialflussmaschine gemäß den Figuren 1-2 in perspektivischer Darstellung mit einer durch einen zusätzlichen beschleunigenden oder bremsenden Elektromotor gebildeten Aufprägeeinheit,

Figur 4 die Axialflussmaschine gemäß den Figuren 1-2 mit einer durch Schlingbandbremsen gebildeten und mit einem Planetengetriebesatz zusammenwirkenden Bremseinheit einer Aufprägeeinheit, in einer Perspektivansicht,

Figur 5 eine Axialflussmaschine in einer weiteren Ausführungsform, aufgebaut in H-Anordnung, in einem Axialschnitt in schematischer Darstellung, in einer Betriebsposition mit maximal großem Luftspalt zwischen dem zentralen Stator und den beidseitig des zentralen Stators, auf einem als Verstellwelle ausgebildeten Wellenkörper einer Rotorwelle, axial verstellbar angeordneten Rotorkörpern,

Figur 6 die Axialflussmaschine gemäß Figur 5 im Axialschnitt, in einer Betriebsposition mit minimal kleinem Luftspalt zwischen Stator und Rotorkörpern,

Figur 7 die Axialflussmaschine gemäß den Figuren 5-6 mit einer Aufprägeeinheit, gebildet durch eine mit einem Planetengetriebesatz zusammenwirkende und durch Schlingbandbremsen gebildete Bremseinheit in einer Perspektivansicht,

Figur 8 die Axialflussmaschine gemäß den Figuren 5-6 in perspektivischer Darstellung mit einer durch einen zusätzlichen beschleunigenden oder bremsenden Elektromotor gebildeten Aufprägeeinheit,

Figur 9 die Axialflussmaschine in axialer Draufsicht in der Ausführungsform mit Planetengetriebesatz - ohne die Darstellung der mit dem Planetengetriebesatz zusammenwirkenden Schlingenbandbremsen, und

Figur 10 einen Planetengetriebesatz für eine Aufprägeeinheit in einer axialen Draufsicht, in schematischer Darstellung.

Figur 1 zeigt eine Axialflussmaschine 1 mit einem Rotorkörper 31 und mit einem Stator 2 in einer ersten möglichen Ausführungsform, in einem Axialschnitt in schematischer Darstellung. Die Axialflussmaschine 1 ist in einer Betriebsposition gezeigt, in der ein maximal großer Luftspalt L1 zwischen dem zentralen Stator 2 und dem Rotorkörper 31 eingestellt ist. Dabei ist der Rotorkörper 31 auf einem als Verstellwelle 300 ausgebildeten Wellenkörper einer Rotorwelle 30 axial verstellbar angeordnet.

Die dargestellte Axialflussmaschine 1 umfasst einen Stator 2, einen Rotor 3 mit einem auf einer Verstellwelle 300 angeordneten ersten Rotorkörper 31 , sowie eine mit dem ersten Rotorkörper 31 gekoppelte Verstelleinrichtung 4. Dabei ist auf der einen axialen Seite des Stators 2 in einem axialen Abstand d1 , einen ersten Luftspalt L1 bildend, der erste Rotorkörper 31 angeordnet. Mittels der Verstelleinrichtung 4 ist der axiale Abstand d1 zwischen dem Rotorkörper 31 und dem Stator 2 über einen Verstellweg variierbar. Die Verstelleinrichtung 4 weist hierfür ein erstes Verstellelement 41 zur Aufnahme des ersten Rotorkörpers 31 auf, wobei das erste Verstellelement 41 hülsenartig ausgebildet ist und auf seiner inneren Mantelfläche ein Innengewinde Mi1 ausgebildet aufweist, welches mit einem korrespondierenden Außengewinde Mal der Verstellwelle 300 spindelartig zusammenwirkt. Dabei sind das Innengewinde Mi1 des ersten Verstellelements 41 und das hiermit korrespondierende Außengewinde Mal des ersten Abschnitts der Verstellwelle 300 korrspondierend orientiert und gegeneinander selbsthaltend ausgebildet. Die Verstellwelle 300 ist über einen ersten Lagerflansch 8 und einen axial beabstandet angeordneten zweiten Lagerflansch 9, in denen jeweils ein Wälzlager 81 , 91 zur Aufnahme der Verstellwelle 300 angeordnet ist, gehalten. Auf den äußeren Ringmantelflächen sind die Lagerflansche 8, 9 über weitere (hier nicht gezeigte) Wälzlager in einer ortsfesten Aufnahme, wie einem Gehäuse, angeordnet. Den Figuren 1 und 2 ist auch gut entnehmbar, dass die Verstelleinrichtung 4 eine axial zwischen dem ersten Verstellelement 41 und dem statorseitig angeordneten zweiten Lagerflansch 9 angeordnete und auf das Verstellelement 41 wirkende Federspeicheranordnung 5 umfasst, wobei die Federkraft der Federspeicheranordnung 5 der zwischen dem Rotorkörper 31 und dem Stator 2 bestehenden magnetischen Anziehungskraft entgegenwirkt. Dabei ist die Federspeicheranordnung 5 durch mehrere umfänglich verteilt angeordnete erste Blattfederpakete 51 gebildet, wobei die Blattfederpakete 51 auf der einen axialen Seite über einen Federträger 50 mit einem freien Ende an den zweiten Lagerflansch 9 angebunden sind und auf der anderen axialen Seite mit dem anderen freien Ende an das Verstellelement 41 oder an den hiermit verbundenen Rotorkörper 31 angebunden sind. Ferner sind auf der anderen axialen Seite des Rotorkörpers 31 eine Mehrzahl zweiter umfänglich verteilt angeordneter Blattfederpakete BF vorgesehen, die sich zwischen dem Rotorkörper 31 und dem ersten Lagerflansch 8 abstützen und mit ihrer Federkraft die Federkraft der Federspeicheranordnung 5 unterstützend gegen die magnetische Anziehungskraft zwischen Stator 2 und Rotorkörper 31 wirken. Die Blattfederpakete BF sind dabei ebenfalls mit ihrem einen freien Ende fest an den Rotorköper 31 oder an das den Rotorkörper 31 tragende Verstellelement 41 und mit ihrem anderen freien Ende fest an den ersten Lagerflansch 8 angebunden.

In den gemäß Figur 1 und 2 gezeigten Beispielen ist eine Aufprägeeinheit 100 vorgesehen, über die der Verstellwelle 300 ein positiver oder ein negativer Differenzwinkel aufprägbar ist. Dabei ist in den gezeigten Beispielen die Verstellwelle 300 mit einem Planetengetriebesatz 6 wirkverbunden, der mit seinen Planetenrädern 63 mit einer Außenverzahnung der Verstellwelle 300 kämmt. Über das Hohlrad 61 des Planetengetriebesatzes 6 oder über die Verstellwelle 300 ist mittels Bremseinheiten 71 , 72 ein Differenzwinkel auf die Verstellwelle 300 aufprägbar.

Die Aufprägeeinheit 100 weist dabei einen Planetensatz 6 mit einem Hohlrad 61 , einem Sonnenrad 62 und einer Mehrzahl von zwischen Hohlrad 61 und Sonnenrad 62 angeordneten und über nicht dargestellte Achsen an den Lagerflansch 8 angebundene Planetenräder 63 sowie eine Bremseinrichtung 7 mit einer ersten Bremse 71 und mit einer zweiten Bremse 72 auf. Das Sonnenrad 62 ist durch einen durch die Verstellwelle 300 gebildeten Abschnitt der Rotorwelle 30 oder einen mit der Verstellwelle 300 drehfest verbundenen Abschnitt gebildet, wobei das Hohlrad 61 als um die Verstellwelle 300 oder den mit der Verstellwelle 300 drehfest verbundenen Abschnitt angeordneter Ring ausgebildet ist, und wobei die erste Bremse 71 mit dem Sonnenrad 62 wirkverbunden ausgebildet und angeordnet ist und wobei die zweite Bremse 72 mit dem Hohlrad 61 wirkverbunden ausgebildet und angeordnet ist. Diese Ausführungsform ist schematisch auch in der Figur 4 gezeigt, wo über eine erste als Schlingenbandbremse ausgebildete Bremseinheit 71 die Verstellwelle 300 abgebremst werden kann und wo über eine zweite als Schlingenbandbremse ausgebildete Bremseinheit 72 das Sonnenrad 62 abgebremst werden kann, so dass der Verstellwelle 300 ein Differenzwinkel mit unterschiedlichem Vorzeichen aufprägbar ist.

In Figur 3 ist eine alternative Ausgestaltung einer Aufprägeeinheit 100 gezeigt. Hier kann über eine als elektrische Maschine 10 ausgebildete Aufprägeeinheit 100, die mit der Verstellwelle 300 gekoppelt ist, ein beschleunigendes oder ein bremsendes Moment (und damit ein Differenzwinkel) auf die Verstellwelle 300 aufgeprägt werden.

In beiden Ausführungsformen der Aufprägeeinheit 100 ist eine Steuereinheit 200 vorgesehen, über die die Bremseinheiten 71 , 72 bzw. die elektrische Maschine 10 ansteuerbar sind. Die Steuereinheit 200 ist dabei derart ausgebildet, dass für den Fall, dass die als Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs ausgebildete elektrische Axialflussmaschine 1 deaktiviert werden soll, zuvor ein definierter Luftspalt L1 , L2 eingestellt wird, insbesondere der vorbestimmte kleinste Luftspalt L1 , L2 eingestellt wird. So kann sichergestellt werden, dass bei einem Abstellen des Fahrzeugs an einer Steigung stets ein sicheres Anfahren bergauf gewährleistet ist.

In den Figuren 5 und 6 ist eine Axialflussmaschine 1 in einer weiteren Ausführungsform, aufgebaut in H-Anordnung, in einem Axialschnitt in schematischer Darstellung gezeigt. Dabei ist die Axialflussmaschine 1 gemäß Figur 5 in einer Betriebsposition mit maximal großen Luftspalten L1 , L2 zwischen dem zentralen Stator 2 und den beidseitig des zentralen Stators 2 angeordneten Rotorkörpern 31 , 32 gezeigt, während gemäß Figur 6 die Axialflussmaschine 1 in einem Betriebszustand mit minimal kleinen Luftspalten L1 , L2 gezeigt ist.

Im Unterschied zum Aufbau der Axialflussmaschine 1 gemäß den Figuren 1 -4 ist in den Ausführungsformen gemäß den Figuren 5-8 ein auf der Rotorwelle 30 angeordneter zweiter Rotorkörper 32 vorgesehen und damit der konstruktive Aufbau der Verstelleinrichtung 4 etwas anders bzw. angepasst ausgeführt.

Auf der einen axialen Seite des Stators 2 in einem axialen Abstand d1 , einen ersten Luftspalt L1 bildend, ist dabei der erste Rotorkörper 31 angeordnet, während auf der anderen axialen Seite des Stators 2, in einem axialen Abstand d2, einen zweiten Luftspalt L2 bildend, der zweite Rotorkörper 32 angeordnet ist. Dabei ist ein zweites Verstellelement 42 zur Aufnahme des zweiten Rotorkörpers 32 vorgesehen, wobei das zweite Verstellelement 42 ebenfalls hülsenartig ausgebildet ist und auf seiner inneren Mantelfläche ein Innengewinde Mi2 ausgebildet aufweist. Der als Verstellwelle 300 ausgebildete Wellenkörper der Rotorwelle 30 weist über einen zweiten Abschnitt ein mit dem Innengewinde Mi2 des zweiten Verstellelements 42 zusammenwirkendes Außengewinde Ma2 auf, wobei das mit dem Innengewinde Mi1 korrespondierende Außengewinde Mal des ersten Abschnitts der Verstellwelle 300 und das mit dem Innengewinde Mi2 korrespondierende Außengewinde Ma2 des zweiten Abschnitts der Verstellwelle 300 jeweils paarweise gegensinnig orientiert ausgebildet sind.

Der Federträger 50 ist dabei als Hülse ausgebildet, welche in ihrer axialen Mitte einen radial nach außen ragenden zentralen Ringbund 500 aufweist. Der Ringbund 500 trägt axial beidseitig, umfänglich verteilt, jeweils eine Mehrzahl von in axialer Richtung mit einer Federkraft wirkenden Blattfederpaketen 51 , 52, wobei jedes der Blattfederpakete 51 , 52 mit einem freien Ende fest an den Ringbund 500 angebunden ist und wobei jedes der Blattfederpakete 51 , 52 mit seinem anderen freien Ende fest an das axial vom Ringbund 500 über die Blattfederpakete 51 , 52 beabstandete erste bzw. zweite Verstellelement 41 , 42 angebunden ist. Die Federspeicheranordnung 5 ist axial zwischen dem ersten Verstellelement 41 und dem zweiten Verstellelement 42 angeordnet, wobei die Federkraft der Federspeicheranordnung 5 der zwischen den Rotorkörpern 41 , 42 und dem Stator 2 bestehenden magnetischen Anziehungskraft entgegenwirkt und die Rotorkörper 31 , 32 axial nach außen auseinanderdrückt. Der Federträger 50 ist mehrteilig ausgebildet und im Bereich des Ringbundes 500 in seiner axialen Mitte geteilt ausgeführt. Die Federspeicheranordnung 5 ist schwimmend gelagert auf der Verstellwelle 300 angeordnet und stützt sich zwischen den beiden Rotorkörpern 31 , 32 ab. Die Verstellwelle 300 ist mehrteilig ausgebildet und umfasst zwei mittels Formschluss drehfest miteinander verbindbare Verstellwellenteile 310, 320. Der erste Rotorkörper 31 und der zweite Rotorkörper 32 sind über die Verstelleinrichtung 4 rotatorisch miteinander gekoppelt, derart, dass während des Betriebs der Axialflussmaschine 1 keine Relativverdrehung zwischen dem ersten Rotorkörper 31 und dem zweiten Rotorkörper 32 erfolgt.

Auf der einen Seite des Stators 2 ist in axialer Richtung zwischen einem Rotorkörper 32 und der Aufprägeeinheit 100 ein ringförmig ausgebildeter erster Lagerflansch 8 angeordnet. Dabei ist die Verstellwelle 300 in dem Lagerflansch 8 über ein Wälzlager 81 drehbar gelagert angeordnet. Der Lagerflansch 8 selbst ist über ein Rotorwellenlager (nicht dargestellt) drehbar gelagert in einer ortsfesten Aufnahme eines Gehäuses angeordnet. Zwischen dem Lagerflansch 8 und dem axial benachbart angeordneten Rotorkörper 32 sind wiederum eine Mehrzahl umfänglich verteilt angeordneter Blattfederpakete BF angeordnet, die mit ihrer Federkraft die Federkraft der Federspeicheranordnung 5 unterstützend und gegen die magnetische Anziehungskraft zwischen Stator 2 und Rotorkörper 31 wirken. Die Blattfederpakete BF sind dabei mit einem freien Ende jeweils am ersten Lagerflansch 8 und mit ihrem anderen freien Ende am benachbarten Rotorkörper 32 oder dem den Rotorkörper 32 tragenden Verstellelement 42 fest angebunden. Auf der Seite des Stators 2, die dem ersten Lagerflansch 8 abgekehrt ist, ist ein zweiter Lagerflansch 9 zur Aufnahme der Verstellwelle 300 vorgesehen. Auch hier ist die Verstellwelle 300 in dem Lagerflansch 9 über ein Wälzlager 91 drehbar gelagert angeordnet. Der zweite Lagerflansch 9 selbst ist ebenfalls über ein Rotorwellenlager (nicht dargestellt) drehbar gelagert in einer ortsfesten Aufnahme eines Gehäuses angeordnet. Zwischen dem zweiten Lagerflansch 9 und dem axial benachbart angeordneten Rotorkörper 31 sind wiederum eine Mehrzahl umfänglich verteilt angeordneter Blattfederpakete BF angeordnet, die mit ihrer Federkraft die Federkraft der Federspeicheranordnung 5 unterstützend gegen die magnetische Anziehungskraft zwischen Stator 2 und Rotorkörper 31 wirken. Die Blattfederpakete BF sind dabei ebenfalls mit einem freien Ende jeweils am Lagerflansch 9 und mit ihrem anderen freien Ende am benachbarten Rotorkörper 31 oder dem den Rotorkörper 31 tragenden Verstellelement 41 fest angebunden.

Analog zu den bereits in den Figuren 1 und 2 beschriebenen Ausführungen ist auch bei den Ausführungsformen gemäß Figur 5 und 6 eine entsprechend ausgebildete und angeordnete Aufprägeeinheit 100 entweder in Form von einem Planetengetriebesatz 6 nebst Schlingbandbremsen (siehe Figur 7) oder eine die Verstellwelle 300 bremsenden oder beschleunigenden elektrischen Maschine 10 (siehe Figur 8) vorgesehen. In den Figuren 5 und 6 ist analog zu Figur 1 und 2 jeweils die Ausführungsform einer Aufprägeeinheit 100 mit Planetengetriebesatz 6 angedeutet. Dabei sind in Figur 6 auch die Achsen der Planetenräder 63 für die Anbindung an den Lagerflansch 8 erkennbar.

Figur 7 zeigt die Axialflussmaschine 1 gemäß den Figuren 5-6 mit einer Aufprägeeinheit 100, gebildet durch eine mit einem Planetengetriebesatz 6 zusammenwirkende und durch Schlingbandbremsen gebildete Bremseinheiten 71 , 72 in einer Perspektivansicht. Bezüglich des genaueren Aufbaus und der Wirkungsweise wir auf die Ausführungen zu den Figuren 1 , 2 und 4 verwiesen.

Figur 8 zeigt die Axialflussmaschine 1 gemäß den Figuren 5-6 in perspektivischer Darstellung mit einer durch einen zusätzlichen beschleunigenden oder bremsenden Elektromotor 10 gebildeten Aufprägeeinheit 100. Bezüglich des genaueren Aufbaus und der Wirkungsweise wir auf die Ausführungen zu den Figuren 1 , 2 und 3 verwiesen.

Figur 9 zeigt die Axialflussmaschine 1 in axialer Draufsicht in der Ausführungsform mit Planetengetriebesatz 6 - ohne die Darstellung der mit dem

Planetengetriebesatz zusammenwirkenden Schlingenbandbremsen.

Figur 10 zeigt einen Planetengetriebesatz 6 für eine entsprechend ausgebildete Aufprägeeinheit 100 in einer axialen Draufsicht, in schematischer Darstellung.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.

Bezuqszeichenliste

1 Axialflussmaschine

2 Stator

3 Rotor

30 Rotorwelle

31 erster Rotorkörper

32 zweiter Rotorkörper

300 Verstellwelle

310 erster Teil Verstellwelle

320 zweiter Teil Verstellwelle

4 Verstelleinrichtung

41 erstes Verstellelement

42 zweites Verstellelement

5 Federspeicheranordnung

50 Federträger

500 Ringbund (Federträger)

51 erstes Blattfederpaket

52 zweites Blattfederpaket

6 Planetengetriebesatz

61 Sonnenrad

62 Hohlrad

63 Planetenrad

7 Bremseinrichtung

71 erste Bremse

72 zweite Bremse

8 erster Lagerflansch

81 Wälzlager 9 zweiter Lagerflansch

91 Wälzlager

10 elektrische Maschine (Aufprägeeinheit) 100 Aufprägeeinheit

200 Steuereinheit

Mi1 Innengewinde (erstes Verstellelement) Mi2 Innengewinde (zweites Verstellelement)

Mal Außengewinde (Verstellwelle)

Ma2 Außengewinde (Verstellwelle)

BF Blattfederpaket