DE102024002151A1 - Axial flux machine for a motor vehicle and method for assembling such an axial flux machine - Google Patents
Axial flux machine for a motor vehicle and method for assembling such an axial flux machineInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Axialflussmaschine (10) für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Stator (12b), mit wenigstens zwei Rotoren (14b, c), welche mit einer den Rotoren (14b, c) gemeinsamen Rotorwelle (16) der Axialflussmaschine (10) drehfest verbunden sind, und mit einer Gehäuseeinrichtung (22), welche wenigstens eine axiale Anlagefläche (42c) ausbildet, an welcher Stator (12b) in axialer Richtung der Axialflussmaschine (10) anliegt, wobei die Gehäuseeinrichtung (22) zwei separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Gehäusehalbschalen (44, 46) aufweist, deren Trennflächen (48, 50), über welche die Gehäusehalbschalen (44, 46) zumindest mittelbar zusammengesetzt und zumindest mittelbar aneinander abgestützt sind, sich in einer jeweiligen Trennebene erstrecken, die in axialer Richtung der Axialflussmaschine (10) verläuft.The invention relates to an axial flux machine (10) for a motor vehicle, comprising at least one stator (12b), at least two rotors (14b, c) which are rotationally fixed to a rotor shaft (16) common to the rotors (14b, c) of the axial flux machine (10), and a housing device (22) which forms at least one axial contact surface (42c) against which the stator (12b) rests in the axial direction of the axial flux machine (10), wherein the housing device (22) has two separately formed and interconnected housing half-shells (44, 46) whose separating surfaces (48, 50), via which the housing half-shells (44, 46) are at least indirectly assembled and at least indirectly supported against each other, extend in a respective separating plane which runs in the axial direction of the axial flux machine (10).
Description
Die Erfindung betrifft eine Axialflussmaschine für ein Kraftfahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage einer solchen Axialflussmaschine.The invention relates to an axial flux machine for a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a method for assembling such an axial flux machine.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Axialflussmaschine für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Montage einer solchen Axialflussmaschine zu schaffen, so dass eine besonders vorteilhafte Bauweise der Axialflussmaschine realisiert werden kann.The object of the present invention is to provide an axial flux machine for a motor vehicle and a method for assembling such an axial flux machine, so that a particularly advantageous design of the axial flux machine can be realized.
Diese Aufgabe wird durch eine Axialflussmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This problem is solved by an axial flux machine with the features of claim 1 and by a method with the features of claim 8. Advantageous embodiments with expedient further developments of the invention are specified in the remaining claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Axialflussmaschine für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Axialflussmaschine aufweist und mittels der Axialflussmaschine, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Die Axialflussmaschine wird auch als elektrische Axialflussmaschine bezeichnet und ist eine elektrische Maschine. Die Axialflussmaschine wird auch als Axialflussmotor (AFM) bezeichnet. Vorzugsweise ist die Axialflussmaschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere Hundert Volt beträgt. Die Axialflussmaschine weist einen Stator und zwei auch als Rotorelemente bezeichnete Rotoren auf, die, insbesondere über eine Radialwellenverbindung, mit einer den Rotoren gemeinsamen Rotorwelle der Axialflussmaschine drehfest verbunden sind. Der jeweilige Rotor ist somit separat von der Rotorwelle ausgebildet und drehfest mit der Rotorwelle verbunden. Somit sind die Rotoren separat voneinander ausgebildet, wobei die Rotoren, insbesondere ausschließlich, über die Rotorwelle drehfest miteinander verbunden sind. Die Rotoren bilden insbesondere einen Gesamtrotor, welcher beispielsweise auch die Rotorwelle umfasst. Der Gesamtrotor ist mittels des Stators antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar. Somit sind die Rotoren und die Rotorwelle um die Maschinendrehachse relativ zu dem Stator der Axialflussmaschine drehbar, deren axiale Richtung mit der Maschinendrehachse zusammenfällt. Die Axialflussmaschine, deren radiale Richtung senkrecht zur axialen Richtung der Axialflussmaschine und somit senkrecht zur Maschinendrehachse verläuft, weist auch eine Gehäuseeinrichtung auf, wobei die Rotoren und die Rotorwelle, insbesondere der Gesamtrotor, um die Maschinendrehachse relativ zu der Gehäuseeinrichtung drehbar sind. Ganz insbesondere ist der jeweilige Rotor zumindest teilweise in der Gehäuseeinrichtung angeordnet. Beispielsweise ist die Rotorwelle zumindest teilweise in der Gehäuseeinrichtung angeordnet. Beispielsweise ist der Stator zumindest teilweise in der Gehäuseeinrichtung angeordnet. Insbesondere ist es vorgesehen, dass der Stator separat von der Gehäuseeinrichtung ausgebildet und drehfest mit der Gehäuseeinrichtung verbunden ist. Insbesondere ist der Stator derart mit der Gehäuseeinrichtung verbunden, dass in axialer Richtung der Axialflussmaschine verlaufende, translatorische Relativbewegungen zwischen dem Stator und der Gehäuseeinrichtung unterbunden sind. Vorzugsweise ist der jeweilige Rotor derart mit der Rotorwelle verbunden, dass in axialer Richtung der Rotorwelle und somit in axialer Richtung der Axialflussmaschine verlaufende, translatorische Relativbewegungen zwischen dem jeweiligen Rotor und der Rotorwelle, welche auch einfach als Welle bezeichnet wird, unterbunden sind. Beispielsweise kann die Axialflussmaschine über die Rotorwelle Antriebsdrehmomente zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Beispielsweise ist der jeweilige Rotor zumindest in einem jeweiligen Teilbereich des jeweiligen Rotors scheibenförmig ausgebildet, so dass der jeweilige Rotor beispielsweise als eine jeweilige Rotorscheibe ausgebildet ist.A first aspect of the invention relates to an axial flux machine for a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle. This means that the motor vehicle, preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, in its fully manufactured state, has the axial flux machine and can be driven electrically, in particular purely, by means of the axial flux machine. The axial flux machine is also referred to as an electric axial flux machine and is an electric machine. The axial flux machine is also referred to as an axial flux motor (AFM). Preferably, the axial flux machine is a high-voltage component whose electrical voltage, in particular its operating or rated voltage, is preferably greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and most preferably several hundred volts. The axial flux machine has a stator and two rotors, also referred to as rotor elements, which are non-rotatably connected to a rotor shaft of the axial flux machine common to both rotors, in particular via a radial shaft connection. The respective rotor is thus designed separately from the rotor shaft and non-rotatably connected to the rotor shaft. Thus, the rotors are designed separately from one another, and are connected to each other in a rotationally fixed manner, particularly exclusively, via the rotor shaft. The rotors form, in particular, an overall rotor, which also includes, for example, the rotor shaft. The overall rotor can be driven by means of the stator and is therefore rotatable about a machine axis of rotation relative to the stator. Thus, the rotors and the rotor shaft are rotatable about the machine axis of rotation relative to the stator of the axial flux machine, whose axial direction coincides with the machine axis of rotation. The axial flux machine, whose radial direction is perpendicular to the axial direction of the axial flux machine and thus perpendicular to the machine axis of rotation, also has a housing assembly, wherein the rotors and the rotor shaft, in particular the overall rotor, are rotatable about the machine axis of rotation relative to the housing assembly. In particular, the respective rotor is at least partially arranged in the housing assembly. For example, the rotor shaft is at least partially arranged in the housing assembly. For example, the stator is at least partially arranged in the housing assembly. In particular, it is provided that the stator is designed separately from the housing assembly and is rotationally fixed to the housing assembly. In particular, the stator is connected to the housing in such a way that translational relative movements between the stator and the housing in the axial direction of the axial flux machine are prevented. Preferably, the respective rotor is connected to the rotor shaft in such a way that translational relative movements between the respective rotor and the rotor shaft, which is also simply referred to as the shaft, in the axial direction of the rotor shaft and thus in the axial direction of the axial flux machine are prevented. For example, the axial flux machine can provide drive torques via the rotor shaft for, in particular, purely electric propulsion of the motor vehicle. For example, the respective rotor is designed as a disk, at least in a respective partial area of the respective rotor, so that the respective rotor is designed, for example, as a respective rotor disk.
Ganz vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der Stator in axialer Richtung der Axialflussmaschine zumindest teilweise zwischen den Rotoren angeordnet ist, wodurch zumindest ein Teil des Stators in axialer Richtung der Axialflussmaschine derart zwischen den Rotoren angeordnet ist, dass ein erster der Rotoren in eine parallel zur axialen Richtung der Axialflussmaschine und von dem ersten Rotor hin zu einem zweiten der Rotoren verlaufenden ersten Betrachtungsrichtung betrachtet zumindest teilweise durch den Teil des Stators überlappt, das heißt überdeckt ist, und dass der zweite Rotor in einem parallel zur axialen Richtung der Axialflussmaschine und von dem zweiten Rotor hin zu dem ersten Rotor verlaufende und der ersten Betrachtungsrichtung entgegengesetzte zweite Betrachtungsrichtung betrachtet zumindest teilweise durch den Teil des Stators überlappt, das heißt überdeckt ist. Die axiale Richtung der Axialflussmaschine, deren Umfangsrichtung um die axiale Richtung der Axialflussmaschine und somit um die Maschinendrehachse herum verläuft, verläuft senkrecht zur radialen Richtung der Axialflussmaschine. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der radialen Richtung ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die radiale Richtung der Axialflussmaschine zu verstehen. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der axialen Richtung ist, darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die axiale Richtung der Axialflussmaschine zu verstehen. Außerdem meint „axial“ die axiale Richtung, und „radial“ meint die radiale Richtung.It is most preferably provided that the stator is arranged at least partially between the rotors in the axial direction of the axial flux machine, whereby at least a part of the stator is arranged between the rotors in the axial direction of the axial flux machine such that, viewed in a first viewing direction parallel to the axial direction of the axial flux machine and extending from the first rotor to a second rotor, a first rotor is at least partially overlapped, i.e., covered, by this part of the stator, and that, viewed in a second viewing direction parallel to the axial direction of the axial flux machine and extending from the second rotor to the first rotor and opposite to the first viewing direction, the second rotor is at least partially overlapped, i.e., covered, by this part of the stator. The axial direction of the axial flux machine, whose circumferential direction runs around the axial direction of the axial flux machine and thus around the machine's axis of rotation, runs Perpendicular to the radial direction of the axial flux machine. When the radial direction is mentioned before and after, this refers, unless otherwise specified, to the radial direction of the axial flux machine. Furthermore, "axial" means the axial direction, and "radial" means the radial direction.
Beispielsweise weist der Stator eine, insbesondere zentrale, Durchgangsöffnung auf, in welche beispielsweise in einer senkrecht zur axialen Richtung verlaufenden Betrachtungsebene betrachtet zumindest im Wesentlichen kreisförmig und/oder koaxial zur Maschinendrehachse angeordnet ist. Die Durchgangsöffnung ist beispielsweise von dem Längenbereich des Gesamtrotors, insbesondere in axialer Richtung und/oder vollständig, durchdrungen. Beispielsweise ist der Längenbereich teilweise durch den ersten Rotor und teilweise durch den zweiten Rotor gebildet. Außerdem ist beispielsweise der Längenbereich, insbesondere in axialer Richtung und/oder vollständig, von der Rotorwelle durchdrungen. Beispielsweise ist die Rotorwelle zumindest in einem Längenbereich der Rotorwelle, insbesondere über ihre gesamte axiale Länge hinweg, als eine Hohlwelle ausgebildet.For example, the stator has a through-hole, particularly a central one, into which, viewed in a plane perpendicular to the axial direction, the rotor is arranged at least substantially circularly and/or coaxially with the machine's axis of rotation. The through-hole is, for example, penetrated by the length of the entire rotor, particularly in the axial direction and/or completely. For example, the length is partially formed by the first rotor and partially by the second rotor. Furthermore, the length is, for example, penetrated by the rotor shaft, particularly in the axial direction and/or completely. For example, the rotor shaft is designed as a hollow shaft at least over a length of its length, particularly along its entire axial length.
Beispielsweise begrenzt die Gehäuseeinrichtung, insbesondere eine innenumfangsseitige Mantelfläche der Gehäuseeinrichtung, einen Aufnahmeraum, insbesondere direkt, wobei beispielsweise der jeweilige Rotor und/oder die Rotorwelle und/oder der Stator insbesondere zumindest teilweise in dem Aufnahmeraum und somit in der Gehäuseeinrichtung angeordnet ist. Die Gehäuseeinrichtung bildet wenigstens eine axiale Anlagefläche, an welcher der Stator in axialer Richtung, insbesondere direkt, anliegt, wodurch beispielsweise der Stator axial relativ zu der einfach auch als Gehäuse bezeichneten Gehäuseeinrichtung positioniert ist. Die zuvor genannte axiale Anlagefläche wird auch als erste axiale Anlagefläche bezeichnet. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der Anlagefläche ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die erste axiale Anlagefläche zu verstehen. Beispielsweise weist die Gehäuseeinrichtung mehrere axiale Anlageflächen auf, nämlich die erste Anlagefläche und wenigstens oder genau eine weitere, zweite Anlagefläche, wobei beispielsweise der Stator in axialer Richtung, insbesondere jeweils direkt, an den Anlageflächen anliegt. Somit bildet die Gehäuseeinrichtung die axialen Anlageflächen aus.For example, the housing assembly, in particular an inner circumferential surface of the housing assembly, defines a receiving space, in particular directly, wherein, for example, the respective rotor and/or the rotor shaft and/or the stator is arranged, in particular at least partially, in the receiving space and thus in the housing assembly. The housing assembly forms at least one axial contact surface against which the stator rests in the axial direction, in particular directly, whereby, for example, the stator is positioned axially relative to the housing assembly, which is also simply referred to as the housing. The aforementioned axial contact surface is also referred to as the first axial contact surface. When the contact surface is mentioned above and below, it refers, unless otherwise specified, to the first axial contact surface. For example, the housing assembly has several axial contact surfaces, namely the first contact surface and at least or exactly one further, second contact surface, wherein, for example, the stator rests in the axial direction, in particular directly, against the contact surfaces. Thus, the housing assembly forms the axial contact surfaces.
Die Gehäuseeinrichtung weist, insbesondere wenigstens oder genau, zwei separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene, auch als halbschalende Gehäuseteile bezeichnete Gehäusehalbschalen auf, deren Trennflächen, über welche die Gehäusehalbschalen zumindest mittelbar zusammengesetzt und zumindest mittelbar aneinander abgestützt sind, sich in einer jeweiligen Trennebene erstrecken, die in axialer Richtung verläuft. Insbesondere dann, wenn die Trennflächen direkt aneinander anliegen, das heißt direkt aneinander abgestützt sind, so dass dann die Gehäusehalbschalen über die Trennflächen direkt zusammengesetzt und direkt aneinander abgestützt sind, fallen die Trennebenen zusammen. Sind beispielsweise die Trennflächen unter Vermittlung wenigstens oder genau eines separat von den Gehäusehalbschalen ausgebildeten und zwischen den Trennflächen angeordneten Elements aneinander abgestützt, so dass die Gehäusehalbschalen mittelbar und dabei über das Element zusammengesetzt und mittelbar und dabei über das Element aneinander abgestützt sind, so sind die Grenzflächen und somit die Trennebenen voneinander beabstandet, wobei die Trennebenen parallel zueinander verlaufen. Bei dem Element kann es sich beispielsweise um ein Dichtungselement handeln, welches beispielsweise aus einem Elastomer gebildet ist, so dass beispielsweise die Gehäusehalbschalen mittels des Dichtungselements gegeneinander abgedichtet sind. Insbesondere dann, wenn die Trennflächen direkt aneinander anliegen, fallen die Trennebenen zusammen und vorzugsweise fallen die Trennebenen mit der Maschinendrehachse zusammen, welche somit in der jeweiligen Trennebene verläuft. Beispielsweise dann, wenn die Trennflächen mittelbar und dabei beispielsweise über das Element aneinander abgestützt sind, sind die Trennebenen voneinander beabstandet, insbesondere derart, dass die jeweilige Trennebene von der Maschinendrehachse beabstandet ist und parallel zur Maschinendrehachse verläuft. Ferner wäre es denkbar, dass die Trennflächen direkt aneinander anliegen, wobei es denkbar ist, dass die jeweilige Trennebene von der Maschinendrehachse beabstandet ist und parallel zur Maschinendrehachse verläuft. Da die Gehäuseeinrichtung die Gehäusehalbschalen aufweist, begrenzt die jeweilige Gehäusehalbschale den Aufnahmeraum jeweils zu einem Teil, insbesondere zu einer Hälfte, so dass der Aufnahmeraum teilweise durch die jeweilige Gehäusehalbschale, insbesondere jeweils direkt, begrenzt ist. Insbesondere bildet somit die jeweilige Gehäusehalbschale einen jeweiligen Teil, insbesondere eine jeweilige Hälfte, der zuvor genannten, innenumfangsseitigen Mantelfläche. Durch die Erfindung kann eine besonders vorteilhafte Bauweise der Axialflussmaschine realisiert werden, so dass die Axialflussmaschine besonders einfach und somit besonders zeit- und kostengünstig montiert, das heißt hergestellt werden kann. Außerdem kann ein modularer Aufbau der Axialflussmaschine realisiert werden, so dass beispielsweise unterschiedliche Leistungsstufen der Axialflussmaschine auf einfache Weise dargestellt werden können. Außerdem kann eine vorteilhaft geringe Teileanzahl der Axialflussmaschine dargestellt werden.The housing assembly comprises, in particular, at least or exactly, two separately formed and interconnected housing half-shells, also referred to as half-shell housing parts, whose separating surfaces, via which the housing half-shells are at least indirectly joined and supported against each other, extend in a respective separating plane running in the axial direction. In particular, if the separating surfaces are in direct contact with each other, i.e., directly supported against each other, so that the housing half-shells are then directly joined and directly supported against each other via the separating surfaces, the separating planes coincide. If, for example, the separating surfaces are supported against each other by means of at least or exactly one element formed separately from the housing half-shells and arranged between the separating surfaces, so that the housing half-shells are indirectly joined and supported against each other via the element, the interfaces and thus the separating planes are spaced apart from each other, with the separating planes running parallel to each other. The element can be, for example, a sealing element, which is made of an elastomer, so that, for example, the housing halves are sealed against each other by means of the sealing element. Particularly when the separating surfaces are in direct contact, the separating planes coincide, and preferably the separating planes coincide with the machine's axis of rotation, which thus runs in the respective separating plane. For example, when the separating surfaces are indirectly supported against each other, for example, via the element, the separating planes are spaced apart from each other, in particular such that the respective separating plane is spaced away from the machine's axis of rotation and runs parallel to it. Furthermore, it would be conceivable for the separating surfaces to be in direct contact, in which case the respective separating plane is spaced away from the machine's axis of rotation and runs parallel to it. Since the housing assembly comprises the housing halves, each housing half partially, and in particular half, delimits the receiving space, so that the receiving space is partially, and in particular directly, delimited by the respective housing half. In particular, each housing half-shell thus forms a respective part, specifically a respective half, of the aforementioned inner circumferential surface. The invention enables a particularly advantageous design of the axial flux machine, allowing for particularly simple and therefore time- and cost-effective assembly, i.e., manufacturing. Furthermore, a modular design of the axial flux machine can be implemented, allowing, for example, the easy representation of different power levels. Furthermore, an advantageously small number of parts of the axial flux machine can be represented.
Da die Gehäuseeinrichtung, welche auch als Gehäuse bezeichnet wird, die wenigstens oder genau zwei Gehäusehalbschalen aufweist, ist die Gehäuseeinrichtung mehrteilig, insbesondere zweiteilig. Die unterschiedlichen Leistungsstufen können dabei insbesondere dadurch realisiert werden, dass mehrere Statoren sowie mehrere Rotoren insbesondere in axialer Richtung gestapelt, das heißt aufeinanderfolgend angeordnet werden können. Insbesondere kann durch die Erfindung auf besonders vorteilhafte Weise ein modularer Baukasten geschaffen werden, durch den mit einer besonders geringen Bauteileanzahl die unterschiedlichen Leistungsstufen dargestellt werden können. Außerdem kann eine hohe Anzahl von gleichen Bauteilen, mit einer hohen Gleichteileanzahl realisiert werden, wodurch die unterschiedlichen Leistungsstufen einfach und kostengünstig darstellbar sind.Since the housing assembly, which is also referred to as the housing, comprises at least or exactly two housing halves, the housing assembly is multi-part, in particular two-part. The different power levels can be achieved, in particular, by stacking several stators and several rotors, especially in the axial direction, i.e., arranging them sequentially. In particular, the invention allows for the advantageous creation of a modular system, enabling the different power levels to be represented with a particularly small number of components. Furthermore, a large number of identical components can be implemented, making the different power levels simple and cost-effective to represent.
Eine der Gehäusehalbschalen ist beispielsweise eine Oberschale, wobei die andere Gehäusehalbschale beispielsweise eine Unterschale ist. Insbesondere ist es denkbar, dass in Einbaulage der Axialflussmaschine, die ihre Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand des die Axialflussmaschine aufweisenden Kraftfahrzeugs einnimmt, die Gehäusehalbschalen in Fahrzeughochrichtung des Kraftfahrzeugs aufeinanderfolgend angeordnet sind, insbesondere derart, dass die Oberschale in Fahrzeughochrichtung weiter oben als die Unterschale und somit die Unterschale in Fahrzeughochrichtung weiter unten als die Oberschale angeordnet ist. Die Anlagefläche wird auch als Gehäuseanlagefläche bezeichnet und ermöglicht eine einfache und präzise Positionierung des Status insbesondere relativ zu der Gehäuseeinrichtung. Darüber hinaus eignet sich die mehrteilige, insbesondere zweiteilige, Gehäuseeinrichtung für eine vorteilhafte Gesamtintegration.One of the housing halves is, for example, an upper shell, while the other housing half is, for example, a lower shell. In particular, it is conceivable that, in the installed position of the axial flux machine, which assumes its installed position in the fully manufactured state of the motor vehicle containing the axial flux machine, the housing halves are arranged successively in the vehicle's vertical direction, especially such that the upper shell is positioned higher than the lower shell in the vehicle's vertical direction, and thus the lower shell is positioned lower than the upper shell in the vehicle's vertical direction. The contact surface is also referred to as the housing contact surface and enables simple and precise positioning of the housing, particularly relative to the housing assembly. Furthermore, the multi-part, especially two-part, housing assembly is suitable for advantageous overall integration.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Anlagefläche spanend, insbesondere durch Fräsen, bearbeitet. Dadurch kann der Stator besonders präzise und einfach relativ zu dem Gehäuse positioniert und somit ausgerichtet werden.In an advantageous embodiment of the invention, the contact surface is machined by machining, in particular by milling. This allows the stator to be positioned and thus aligned particularly precisely and easily relative to the housing.
Um eine besonders vorteilhafte Bauweise der Axialflussmaschine realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der separat von der Gehäuseeinrichtung ausgebildete Stator mittels wenigstens eines separat von der Gehäuseeinrichtung und separat von dem Stator ausgebildeten, insbesondere als Schraube ausgebildeten Schraubelements mit der Gehäuseeinrichtung verschraubt und dadurch mit der Gehäuseeinrichtung verbunden ist, insbesondere derart, dass der Stator drehfest mit der Gehäuseeinrichtung verbunden ist und vorzugsweise derart, dass in axialer Richtung erfolgende, translatorische Relativbewegungen zwischen dem Stator und der Gehäuseeinrichtung unterbunden sind. Dadurch kann die Axialflussmaschine besonders zeit- und kostengünstig montiert und somit hergestellt werden. Außerdem ist hierdurch ein besonders vorteilhafter modularer Aufbau der Axialflussmaschine darstellbar.To achieve a particularly advantageous design of the axial flux machine, a further embodiment of the invention provides that the stator, which is formed separately from the housing assembly, is screwed to the housing assembly by means of at least one screw element, which is formed separately from both the housing assembly and the stator, and is thereby connected to the housing assembly, in particular such that the stator is rotationally fixed to the housing assembly and preferably such that translational relative movements in the axial direction between the stator and the housing assembly are prevented. This allows the axial flux machine to be assembled and thus manufactured in a particularly time- and cost-effective manner. Furthermore, this enables a particularly advantageous modular design of the axial flux machine.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Schraubelement von außerhalb dem entsprechend Gehäuseeinrichtung verschraubt ist. Dadurch kann der Stator besonders einfach mit der Gehäuseeinrichtung verbunden werden, insbesondere indem der Stator in der Gehäuseeinrichtung angeordnet wurde. Hierfür wird beispielsweise in einer Umgebung der Gehäuseeinrichtung ein Schraubwerkzeug in drehmomentübertragendes Zusammenwirken mit dem Schraubelement gebracht, so dass das Schraubelement mittels des Schraubwerkzeugs verschraubt wird, um dadurch den Stator mit dem Gehäuse zu verbinden.It has proven particularly advantageous if the screw element is screwed to the corresponding housing assembly from the outside. This allows the stator to be connected to the housing assembly particularly easily, especially by arranging the stator within the housing assembly. For this purpose, for example, a screwing tool is brought into torque-transmitting interaction with the screwing element in the vicinity of the housing assembly, so that the screwing element is screwed in by means of the screwing tool, thereby connecting the stator to the housing.
Um den jeweiligen Rotor besonders einfach und gleichzeitig besonders drehfest mit der Rotorwelle verbinden zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass ein jeweiliger erster Längenbereich der Rotorwelle in einem jeweiligen zweiten Längenbereich des jeweiligen Rotors angeordnet ist, so dass der jeweilige zweite Längenbereich auf dem jeweiligen ersten Längenbereich angeordnet ist. Der jeweilige Längenbereich weist in einer jeweiligen senkrecht zur axialen Richtung verlaufenden Ebene betrachtet eine unrunde Form auf, insbesondere derart, dass der jeweilige erste Längenbereich in der jeweiligen Ebene betrachtet außenumfangsseitig eine jeweilige unrunde Form aufweist und dass der jeweilige zweite Längenbereich in der jeweiligen Ebene betrachtet innenumfangsseitig eine jeweilige unrunde Form aufweist. Hierdurch ist der jeweilige Rotor drehfest mit der Rotorwelle verbunden.To enable a particularly simple and rotationally rigid connection of the respective rotor to the rotor shaft, a further embodiment of the invention provides that a respective first length section of the rotor shaft is arranged within a respective second length section of the respective rotor, such that the respective second length section is arranged on the respective first length section. Each length section has a non-circular shape when viewed in a plane perpendicular to the axial direction, specifically such that the respective first length section has a non-circular shape on its outer circumference when viewed in the respective plane, and the respective second length section has a non-circular shape on its inner circumference when viewed in the respective plane. This ensures that the respective rotor is rotationally rigidly connected to the rotor shaft.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die jeweilige Form in der jeweiligen Ebene betrachtet ein jeweiliges Vieleck, mithin ein jeweiliges Polygon beziehungsweise Polygonprofil ist. Somit umfasst die zuvor genannte, einfach auch als Wellenverbindung bezeichnete Radialwellenverbindung, welche beispielsweise eine Welle-Nabe-Verbindung ist und auch als Welle-Nabe-Verbindung bezeichnet wird, die beschriebenen unrunden und beispielsweise als Polygone ausgebildeten Formen. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass der jeweilige Rotor mit der Rotorwelle über eine jeweilige Steckverzahnung drehfest verbunden ist, so dass beispielsweise alternativ oder zusätzlich die Radialwellenverbindung die jeweilige Steckverzahnung aufweist.Preferably, the respective shape, viewed in the respective plane, is a polygon or polygonal profile. Thus, the aforementioned radial shaft connection, also simply referred to as a shaft connection, which is, for example, a shaft-hub connection, comprises the described non-circular shapes, such as those formed as polygons. Alternatively or additionally, it is conceivable that the respective rotor is rotationally fixed to the rotor shaft via a splined connection, so that, for example, the radial shaft connection also features the splined connection.
Um die Axialflussmaschine besonders zeit- und kostengünstig montieren, das heißt herstellen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in axialer Richtung der Axialflussmaschine zwischen den Rotoren wenigstens ein separat von den Rotoren, separat von dem Stator und separat von der Gehäuseeinrichtung ausgebildetes und beispielsweise auch als Einstellscheibe bezeichnete Scheibe ausgebildetes Abstandshalteelement angeordnet ist, mittels welchem zumindest jeweilige Teilbereiche der Rotoren in einem in axialer Richtung verlaufenden Abstand zueinander gehalten sind. Hierfür kann vorgesehen sein, dass das Abstandshalteelement in axialer Richtung zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem jeweiligen Rotor abgestützt ist. Insbesondere denkbar ist, dass ein Satz von Einstellscheiben vorgesehen ist, um die Rotoren bedarfsgerecht axial zueinander einstellen, das heißt positionieren zu können.To enable particularly time- and cost-effective assembly, i.e., manufacturing, of the axial flux machine, a further embodiment of the invention provides that at least one spacer element, designed separately from the rotors, the stator, and the housing, and for example also referred to as an adjusting disk, is arranged in the axial direction of the axial flux machine between the rotors. This spacer element holds at least the respective sections of the rotors at an axially extending distance from one another. For this purpose, the spacer element can be supported at least indirectly, and in particular directly, on the respective rotor in the axial direction. It is particularly conceivable that a set of adjusting disks is provided to allow the rotors to be adjusted, i.e., positioned, axially relative to one another as required.
Im Vergleich zu einer Axialverbindung, die beispielsweise axiale, das heißt auf in axialer Richtung einander zugewandten Seiten angeordnete und ineinandergreifende Verzahnungen sowie gegebenenfalls eine insbesondere axiale Verschraubung aufweist, weist bei der Erfindung die Radialwellenverbindung einen Vorteil auf, dass für eine Endmontage und für eine dabei stattfindende axiale Endeinstellung der Rotoren zueinander eine solche Axialverbindung beziehungsweise Axialverzahnung nicht nachbearbeitet und nicht feinbearbeitet werden muss, sondern gegebenenfalls nur die Anlagefläche des Gehäuses. Dadurch kann eine zeit- und kostengünstige Montage beziehungsweise Herstellung der Axialflussmaschine dargestellt werden. In comparison to an axial connection, which, for example, has axial teeth arranged on mutually facing sides and interlocking, and optionally an axial screw connection, the radial shaft connection in the invention has the advantage that such an axial connection or axial toothing does not require further machining or fine-machining for final assembly and the axial final adjustment of the rotors relative to each other; only the contact surface of the housing needs to be machined. This allows for time- and cost-effective assembly and manufacturing of the axial flux machine.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage einer Axialflussmaschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a method for assembling an axial flux machine according to the first aspect of the invention. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention, and vice versa.
Um eine besonders vorteilhafte Bauweise und somit eine besonders einfache, zeit- und kostengünstig durchführbare Montage der Axialflussmaschine realisieren zu können, ist es bei einer Ausgestaltung des zweiten Aspekts der Erfindung vorgesehen, dass bei dem ersten Schritt des Verfahrens unter Bilden eines Rotorzusammenbaus die Rotoren, insbesondere inklusiver etwaiger axialer Einstellscheiben zwischen den Rotoren, auf der Rotorwelle angeordnet und dadurch auf der Rotorwelle vormontiert werden, indem die Rotoren in axialer Richtung der Rotorwelle auf die Rotorwelle aufgeschoben werden. Bei einem zeitlich auf den ersten Schritt folgenden zweiten Schritt des Verfahrens wird der Rotorzusammenbau gewuchtet. Bei einem zeitlich auf den zweiten Schritt folgenden dritten Schritt des Verfahrens wird der Rotorzusammenbau demontiert, indem die Rotoren von der Rotorwelle abgezogen und entfernt werden. Bei einem zeitlich auf den dritten Schritt folgenden vierten Schritt des Verfahrens werden die von der Rotorwelle entfernten Rotoren, das heißt ohne die Rotorwelle magnetisiert. Mit anderen Worten werden bei dem vierten Schritt des Verfahrens die Rotoren magnetisiert, während die Rotoren vollständig von der Rotorwelle entfernt und somit nicht auf der Rotorwelle angeordnet sind. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass bei dem zweiten Schritt und bei dem ersten Schritt und bei dem dritten Schritt des Verfahrens die Rotoren nicht magnetisiert sind. Bei einem zeitlich auf den vierten Schritt folgenden fünften Schritt des Verfahrens werden unter Bilden eines Rotor-Stator-Zusammenbaus die magnetisierten Rotoren auf der Rotorwelle angeordnet und dadurch auf der Rotorwelle montiert, insbesondere indem die magnetisierten Rotoren in axialer Richtung der Rotorwelle und somit der Axialflussmaschine auf die Rotorwelle aufgeschoben werden, beispielsweise während auch der Stator in axialer Richtung der Rotorwelle und somit der Axialflussmaschine relativ zu der Rotorwelle bewegt wird, wodurch der Stator in axialer Richtung der Axialflussmaschine zwischen den Rotoren angeordnet wird. Außerdem wird beispielsweise bei einem fünften Schritt des Verfahrens der Stator auf der Rotorwelle angeordnet, insbesondere derart, dass der Stator, insbesondere vollständig, in radialer Richtung der Rotorwelle und somit der Axialflussmaschine von der Rotorwelle beabstandet ist. Mit anderen Worten wird beispielsweise in einem fünften Schritt des Verfahrens ein Innenbereich der Rotorwelle in dem Stator angeordnet, insbesondere derart, dass der, insbesondere gesamte, Stator in radialer Richtung der Rotorwelle von der Rotorwelle beabstandet ist.To achieve a particularly advantageous design and thus a particularly simple, time-saving, and cost-effective assembly of the axial flux machine, one embodiment of the second aspect of the invention provides that, in the first step of the process, the rotors, including any axial adjusting disks between the rotors, are arranged on the rotor shaft and thus pre-assembled by sliding them onto the rotor shaft in the axial direction. In a second step of the process, following the first, the rotor assembly is balanced. In a third step, following the second, the rotor assembly is disassembled by pulling the rotors off the rotor shaft and removing them. In a fourth step, following the third, the rotors, now removed from the rotor shaft, are magnetized. In other words, in the fourth step, the rotors are magnetized while completely removed from the rotor shaft and thus not mounted on it. It is therefore preferably provided that the rotors are not magnetized in the second, first, and third steps of the method. In a fifth step of the method, following the fourth step, the magnetized rotors are arranged on the rotor shaft and thus mounted on it, forming a rotor-stator assembly. This is done, in particular, by sliding the magnetized rotors onto the rotor shaft in the axial direction of the rotor shaft and thus of the axial flux machine, for example, while the stator is also moved in the axial direction of the rotor shaft and thus of the axial flux machine relative to the rotor shaft, thereby positioning the stator between the rotors in the axial direction of the axial flux machine. Furthermore, for example, in a fifth step of the method, the stator is arranged on the rotor shaft, in particular such that the stator is spaced, especially completely, away from the rotor shaft in the radial direction of the rotor shaft and thus of the axial flux machine. In other words, for example, in a fifth step of the process, an inner area of the rotor shaft is arranged in the stator, in particular such that the stator, in particular the entire stator, is spaced away from the rotor shaft in the radial direction of the rotor shaft.
Bei einem zeitlich auf den fünften Schritt folgenden sechsten Schritt des Verfahrens wird die Gehäuseeinrichtung montiert, indem unter Anordnung des Rotor-Stator-Zusammenbaus in der Gehäuseeinrichtung, mithin in dem Aufnahmeraum die Gehäusehalbschalen zumindest mittelbar zusammengesetzt und miteinander verschraubt und dadurch miteinander verbunden werden.In a sixth step of the process, which follows the fifth step, the housing assembly is mounted by at least indirectly assembling and screwing the housing halves together and thereby connecting them, with the rotor-stator assembly arranged in the housing assembly, i.e., in the receiving space.
Um die Axialflussmaschine besonders zeit- und kostengünstig montieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung des zweiten Aspekts der Erfindung vorgesehen, dass bei dem fünften Schritt des Verfahrens mittels einer Halteeinrichtung die Rotoren und der Stator in einem jeweiligen in axialer Richtung der Axialflussmaschine verlaufenden Abstand zueinander gehalten werden. Alternativ oder zusätzlich wird bei dem fünften Schritt des Verfahrens die Rotorwelle mittels einer Spanneinrichtung in axialer Richtung der Axialflussmaschine ortsfest, mithin fixiert gehalten. Alternativ oder zusätzlich wird bei dem fünften Schritt des Verfahrens der Stator zwischen den Rotoren angeordnet. Alternativ oder zusätzlich wird bei dem fünften Schritt des Verfahrens der Stator auf der Rotorwelle in einem in radialer Richtung der Axialflussmaschine verlaufenden Abstand zu der Rotorwelle angeordnet. Alternativ oder zusätzlich wird bei dem fünften Schritt des Verfahrens der Stator mittels einer Fixiereinrichtung in axialer Richtung der Axialflussmaschine ortsfest und somit fixiert gehalten. Alternativ oder zusätzlich wird bei einem zeitlich auf den fünften Schritt folgenden und den sechsten Schritt zeitlich vorweggehenden weiteren Schritt des Verfahrens die Gehäuseeinrichtung vermessen und/oder berechnet, wobei bei dem sechsten Schritt des Verfahrens die Gehäuseeinrichtung in Abhängigkeit von einem Ergebnis des Vermessens und/oder des Berechnens montiert wird.To enable particularly time- and cost-effective assembly of the axial flux machine, a further embodiment of the second aspect of the invention provides that, in the fifth step of the method, the rotors and the stator are held at a distance from each other in the axial direction of the axial flux machine by means of a holding device. Alternatively or additionally, in the fifth step of the method, the rotor shaft is held in a fixed position in the axial direction of the axial flux machine by means of a clamping device. In the fifth step of the process, the stator is positioned between the rotors. Alternatively or additionally, in the fifth step, the stator is positioned on the rotor shaft at a distance from the rotor shaft that extends radially in the direction of the axial flux machine. Alternatively or additionally, in the fifth step, the stator is held in a fixed position in the axial direction of the axial flux machine by means of a fixing device. Alternatively or additionally, in a further step of the process following the fifth step and preceding the sixth step, the housing assembly is measured and/or calculated, and in the sixth step, the housing assembly is mounted based on the results of the measurement and/or calculation.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features, and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description, as well as those mentioned below in the figure description and/or shown in the figures alone, can be used not only in the combinations specified, but also in other combinations or individually, without departing from the scope of the invention.
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine schematische Perspektivansicht einer Axialflussmaschine für ein Kraftfahrzeug; -
2 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht der Axialflussmaschine; -
3 eine schematische und perspektivische Längsschnittansicht der Axialflussmaschine; und -
4 eine schematische Perspektivansicht eine Rotorwelle der Axialflussmaschine.
-
1 a schematic perspective view of an axial flux machine for a motor vehicle; -
2 Partially a schematic longitudinal section view of the axial flux machine; -
3 a schematic and perspective longitudinal section view of the axial flux machine; and -
4 A schematic perspective view of a rotor shaft of an axial flux machine.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference symbols.
Der Gesamtrotor 18 ist über, wenigstens oder genau, zwei Lager 26 und 28 der Axialflussmaschine 10, deren radiale Richtung senkrecht zur axialen Richtung der Axialflussmaschine 10 und somit senkrecht zur Maschinendrehachse 20 verläuft, drehbar an der Gehäuseeinrichtung 22 gelagert. Das jeweilige Lager 26, 28 ist vorliegend ein jeweiliges Wälzlager, insbesondere ein jeweiliges Kugellager. Vorliegend weist das jeweilige Lager 26, 28 einen jeweiligen Lagerinnenring 30, 32 und einen jeweiligen Lageraußenring 34, 36 auf. Die Lagerinnenringe 30, 32 und die Lageraußenringe 34, 36 werden auch als Lagerringe bezeichnet. Der jeweilige Lagerring weist eine jeweilige Laufbahn auf. Das jeweilige Lager 26, 28 weist außerdem jeweilige Wälzkörper 38, 40 auf. Der jeweilige Wälzkörper 38, 40 ist vorliegend als eine jeweilige Kugel ausgebildet. Beispielsweise ist der jeweilige Lagerinnenring 30, 32 drehfest mit der Rotorwelle 16 verbunden. Insbesondere ist der jeweilige Lageraußenring 34, 36 drehfest mit der Gehäuseeinrichtung 22 verbunden. Somit drehen sich die Lagerinnenringe 30 und 32 mit der Rotorwelle 16 um die Maschinendrehachse 20 relativ zu dem Gehäuse und relativ zu den Lageraußenringen 34 und 36 mit. Drehen sich die Rotorwelle 16 und somit die Lagerinnenringe 30, 32 um die Maschinendrehachse 20 relativ zu den Lageraußenringen 34, 36 so wälzen die Wälzkörper 38 direkt an den Laufbahnen der Lagerringe des Lagers 26 und die Wälzkörper 40 direkt an den Laufbahnen der Lagerringe des Lagers 28 ab. Erkennbar ist auch, dass der Stator 12a in axialer Richtung der Axialflussmaschine 10 zwischen den Rotoren 14a und 14b, der Stator 12b in axialer Richtung der Axialflussmaschine 10 zwischen den Rotoren 14b und 14c und der Stator 12c in axialer Richtung der Axialflussmaschine 10 zwischen den Rotoren 14c und 14d angeordnet ist.The complete rotor 18 is rotatably mounted on the housing assembly 22 via at least or exactly two bearings 26 and 28 of the axial flux machine 10, the radial direction of which is perpendicular to the axial direction of the axial flux machine 10 and thus perpendicular to the machine's axis of rotation 20. Each bearing 26, 28 is a rolling bearing, in particular a ball bearing. Each bearing 26, 28 has an inner bearing ring 30, 32 and an outer bearing ring 34, 36. The inner bearing rings 30, 32 and the outer bearing rings 34, 36 are also referred to as bearing rings. Each bearing ring has a raceway. Each bearing 26, 28 also has rolling elements 38, 40. The rolling element 38, 40 is designed as a sphere. For example, the respective inner bearing ring 30, 32 is non-rotatably connected to the rotor shaft 16. In particular, the respective outer bearing ring 34, 36 is non-rotatably connected to the housing assembly 22. Thus, the inner bearing rings 30 and 32 rotate with the rotor shaft 16 about the machine axis of rotation 20 relative to the housing and relative to the outer bearing rings 34 and 36. When the rotor shaft 16 and thus the inner bearing rings 30, 32 rotate about the machine axis of rotation 20 relative to the outer bearing rings 34, 36, the rolling elements 38 roll directly on the raceways of the bearing rings of bearing 26, and the rolling elements 40 roll directly on the raceways of the bearing rings of bearing 28. It is also evident that the stator 12a is arranged in the axial direction of the axial flux machine 10 between the rotors 14a and 14b, the stator 12b is arranged in the axial direction of the axial flux machine 10 between the rotors 14b and 14c, and the stator 12c is arranged in the axial direction of the axial flux machine 10 between the rotors 14c and 14d.
Die Gehäuseeinrichtung 22 bildet axiale Anlageflächen 42a-f aus, an welchen die Statoren 12a-c, insbesondere direkt und in axialer Richtung der Axialflussmaschine 10, anliegen. Dabei liegt der Stator 12a in axialer Richtung der Axialflussmaschine 10 direkt an den in axialer Richtung der Axialflussmaschine 10 an einander zugewandten Anlageflächen 42a und 42b an. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der axialen Richtung ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die axiale Richtung der Axialflussmaschine 10 zu verstehen. Der Stator 12b liegt in axialer Richtung, insbesondere direkt, an den in axialer Richtung an einander zugewandten Anlageflächen 42c und 42d an. Der Stator 12c liegt in axialer Richtung, insbesondere jeweils direkt, an den in axialer Richtung einander zugewandten Anlageflächen 42e und 42f an. Hierdurch sind die Statoren 12a-c in axialer Richtung relativ zueinander und relativ zu der Gehäuseeinrichtung 22 positioniert. Insbesondere ist die jeweilige Anlagefläche 42a-f spanend, insbesondere fräsend, bearbeitet, insbesondere nachbearbeitet, um die Statoren 12a-c in axialer Richtung der Axialflussmaschine 10 relativ zueinander und relativ zu der Gehäuseeinrichtung 22 positionieren zu können.The housing assembly 22 forms axial contact surfaces 42a-f against which the stators 12a-c bear, in particular directly and in the axial direction of the axial flux machine 10. Stator 12a bears directly against the contact surfaces 42a and 42b, which face each other in the axial direction of the axial flux machine 10. Where the axial direction is mentioned above and below, this refers, unless otherwise specified, to the axial direction of the axial flux machine 10. Stator 12b bears in the axial direction, in particular directly, against the contact surfaces 42c and 42d, which face each other in the axial direction. Stator 12c bears in the axial direction, in particular directly, against the contact surfaces 42e and 42f, which face each other in the axial direction. This positions the stators 12a-c in the axial direction relative to each other and relative to the housing assembly 22. In particular, the respective contact surface 42a-f is machined, especially by milling, in order to be able to position the stators 12a-c in the axial direction of the axial flux machine 10 relative to each other and relative to the housing assembly 22.
Beispielsweise ist das Lager 26 ein Festlager. Beispielsweise ist das Lager 28 ein elastisch angestelltes Lager.For example, bearing 26 is a fixed bearing. For example, bearing 28 is an elastically positioned bearing.
Beispielsweise bilden die Rotoren 14a und 14b ein erstes Rotorenpaar. Beispielsweise bilden die Rotoren 14b und 14c ein zweites Rotorenpaar. Beispielsweise bilden die Rotoren 14c und 14d ein drittes Rotorenpaar. Denkbar ist, dass in axialer Richtung zwischen den Rotoren 14a und 14b des ersten Rotorenpaares und/oder zwischen den Rotoren 14b und 14c des zweiten Rotorenpaares und/oder zwischen den Rotoren 14c und 14d des dritten Rotorenpaares wenigstens oder genau ein jeweiliges auch als Distanzelement bezeichnetes Abstandshalteelement angeordnet ist, mittels welchem beispielsweise die jeweiligen Rotoren 14a-d des jeweiligen Rotorenpaares in einem in axialer Richtung verlaufenden Abstand zueinander gehalten sind. In axialer Richtung ist zwischen dem jeweiligen Rotor 14a-d und dem jeweiligen Stator 12a-c ein jeweiliger Luftspalt angeordnet, welcher in axialer Richtung einerseits, insbesondere direkt, durch den jeweiligen Rotor 14a-d und andererseits, insbesondere direkt, durch den jeweiligen Stator 12a-c begrenzt ist. Mittels des Abstandshalteelements kann beispielsweise der jeweilige Luftspalt eingestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise mittels des Abstandshalteelements ein Luftspalt zwischen den jeweiligen Rotoren 14a-d des jeweiligen Rotorenpaares eingestellt werden.For example, rotors 14a and 14b form a first rotor pair. For example, rotors 14b and 14c form a second rotor pair. For example, rotors 14c and 14d form a third rotor pair. It is conceivable that at least one or exactly one spacer element, also referred to as a distance element, is arranged axially between rotors 14a and 14b of the first rotor pair and/or between rotors 14b and 14c of the second rotor pair and/or between rotors 14c and 14d of the third rotor pair, by means of which, for example, the respective rotors 14a-d of the respective rotor pair are held at an axial distance from each other. In the axial direction, an air gap is arranged between each rotor 14a-d and each stator 12a-c, which is limited in the axial direction on one side, particularly directly, by the respective rotor 14a-d and on the other side, particularly directly, by the respective stator 12a-c. The respective air gap can be adjusted, for example, by means of the spacer element. Alternatively or additionally, an air gap between the respective rotors 14a-d of the respective rotor pair can be adjusted, for example, by means of the spacer element.
Aus
Aus
Im Folgenden wird ein auch als Montageverfahren bezeichnetes Verfahren zur Montage, das heißt zum Herstellen der Axialflussmaschine 10 beschrieben. Die Axialflussmaschine 10 ist charakterisiert durch ihre zweiteilige Gehäuseeinrichtung 22 und eine jeweilige formschlüssige Welle-Nabe-Verbindung, über welche der jeweilige Rotor 14a-d formschlüssig und drehfest mit der Rotorwelle 16 verbunden ist. Das Gehäuse (Gehäuseeinrichtung 22) ist aus den Gehäusehalbschalen 44 und 46 zusammengesetzt. Beispielsweise ist die jeweilige Gehäusehalbschale 44, 46 durch ein auch als Gießverfahren bezeichnetes Gussverfahren hergestellt und somit als ein jeweiliges Gussbauteil ausgebildet. Die jeweiligen, in axialer Richtung einander zugewandten Anlageflächen 42a-f bilden oder begrenzen beispielsweise eine jeweilige Aufnahme zum jeweiligen, zumindest teilweisen Aufnehmen und Führen des jeweiligen Stators 12a-c. Insbesondere werden insbesondere in axialer Richtung verlaufende Abstände der Statoren 12a-c zueinander durch die beschriebene, jeweilige spanende Bearbeitung beziehungsweise Nachbearbeitung, der jeweiligen Anlagefläche 42a-f vorgegeben. Nachdem die Statoren 12a-c beispielsweise in dem Gehäuse angeordnet wurden, werden die Statoren 12a-c von außen, das heißt von außerhalb der Gehäuseeinrichtung 22 durch Schrauben mit der Gehäuseeinrichtung 22 verbunden. Die Rotoren 14a-d werden zu den Statoren 12a-c ausgerichtet, so dass sich beispielsweise jeweilige Luftspalte zwischen den Rotoren 14a-d und den Statoren 12a-c ergeben.The following describes a method, also referred to as an assembly method, for assembling, that is, for manufacturing, the axial flux machine 10. The axial flux machine 10 is characterized by its two-part housing assembly 22 and a positive-locking shaft-hub connection, via which the respective rotor 14a-d is positively and rotationally fixedly connected to the rotor shaft 16. The housing (housing assembly 22) is composed of the housing half-shells 44 and 46. For example, the respective housing half-shell 44, 46 is manufactured by a casting process and is thus designed as a single cast component. The respective contact surfaces 42a-f, facing each other in the axial direction, form or define, for example, a respective receptacle for the respective, at least partial, receiving and guiding of the respective stator 12a-c. In particular, the axial distances between the stators 12a-c are determined by the described machining or post-processing of the respective contact surfaces 42a-f. After the stators 12a-c have been arranged in the housing, for example, they are connected to the housing assembly 22 from the outside by screws. The rotors 14a-d are aligned with the stators 12a-c, resulting, for example, in air gaps between the rotors 14a-d and the stators 12a-c.
Aus
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010
- AxialflussmaschineAxial flux machine
- 12a-c12a-c
- Statorstator
- 14a-d14a-d
- Rotorrotor
- 1616
- RotorwelleRotor shaft
- 1818
- GesamtrotorTotal rotor
- 2020
- MaschinendrehachseMachine axis of rotation
- 2222
- GehäuseeinrichtungHousing setup
- 2424
- AufnahmeraumRecording room
- 2626
- LagerStorage
- 2828
- LagerStorage
- 3030
- Lagerinnenringinner bearing ring
- 3232
- Lagerinnenringinner bearing ring
- 3434
- LageraußenringOuter bearing ring
- 3636
- LageraußenringOuter bearing ring
- 3838
- Wälzkörperrolling elements
- 4040
- Wälzkörperrolling elements
- 42a-f42a-f
- AnlageflächeSite area
- 4444
- GehäusehalbschaleHousing half-shell
- 4646
- GehäusehalbschaleHousing half-shell
- 4848
- TrennflächeSeparation surface
- 5050
- TrennflächeSeparation surface
- 5252
- SchrauböffnungScrew opening
- 5454
- LagerdeckelBearing cover
- 5656
- LagerdeckelBearing cover
- GLGL
- Gesamt-LängenbereichTotal length range
- L1L1
- erster Längenbereichfirst length range
- L2L2
- zweiter Längenbereichsecond length range
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10 2020 122 249 A1 [0002]DE 10 2020 122 249 A1 [0002]
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|---|---|---|---|
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| DE (1) | DE102024002151A1 (en) |
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