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WO2019001634A1 - Elektromotor mit lagerung sowie antriebsstrang - Google Patents

Elektromotor mit lagerung sowie antriebsstrang Download PDF

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Publication number
WO2019001634A1
WO2019001634A1 PCT/DE2018/100585 DE2018100585W WO2019001634A1 WO 2019001634 A1 WO2019001634 A1 WO 2019001634A1 DE 2018100585 W DE2018100585 W DE 2018100585W WO 2019001634 A1 WO2019001634 A1 WO 2019001634A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
housing
drive shaft
rotor
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2018/100585
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Maximilian Bossecker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of WO2019001634A1 publication Critical patent/WO2019001634A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/006—Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/086—Structural association with bearings radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears

Definitions

  • the invention relates to an electric motor for a drive train of a motor vehicle, comprising a housing, a housing fixedly mounted stator, a rotor receiving and via a (bearing with training) bearing rotatably mounted relative to the housing drive shaft and a non-rotatably connected to the drive shaft in an axial direction of the drive shaft offset from the rotor arranged external toothing region. Furthermore, the invention relates to a drive train for a motor vehicle, with this electric motor.
  • a further embodiment is the so-called "standard bearing", wherein the rotor and the external toothing region are arranged between the two axially spaced bearings as seen in the axial direction, however, this bearing again has the disadvantage that the axial space requirement between the bearings is increased, thereby making it more useful Space between the camps is lost. It is therefore an object of the present invention to remedy the known from the prior art disadvantages and in particular to provide an electric motor, in which on the one hand, the mechanical load on the moving components is kept low during operation and the axial space is used even more intense.
  • the bearing is arranged radially within the outer toothing region such that the bearing is at least partially covered / superimposed in the axial direction of the outer toothed region. Consequently, a nested arrangement in the radial direction of the outer toothing region is implemented relative to the bearing.
  • the bearing is located directly under the outer teeth section.
  • the bearing is designed as a roller bearing, preferably as a roller bearing or as a needle bearing
  • a first rolling bearing track is formed on a shaft region of the housing (preferably on a radial outer side of the shaft region) and a second rolling bearing track on the drive shaft (preferably on a radial shaft) Inside the drive shaft) is formed, the bearing is designed to save space.
  • the bearing is designed as a first bearing and also a further second bearing is provided, wherein the second bearing on a first bearing axially facing away from the rotor, the drive shaft relative to the housing, preferably relative to the shaft region of the housing, supports / rotatably supports. If the first rolling bearing track and / or the second rolling bearing track overlap / overlap the outer toothed area in the axial direction, a particularly clever radial nesting of the (first) bearing and the outer toothed area is implemented.
  • the rotor is designed as an external rotor or an internal rotor.
  • the electric motor is particularly variable used.
  • the housing can be produced in a particularly cost-effective manner.
  • the bearing shaft is positively and / or non-positively, preferably via at least one press fit, more preferably two press fits, each of which a press fit is provided at an end portion of the bearing shaft is fixed in the housing.
  • the assembly of the electric motor is further facilitated.
  • the drive shaft has two drive shaft sections connected to one another in a rotationally fixed manner, wherein the rotor is rotatably received on a first drive shaft section and the outer gear section is formed on a second drive shaft section, and wherein the drive shaft sections are rotationally coupled to one another via an overload protection coupling.
  • the overload protection coupling is used in particular to open when exceeding a limit to be transmitted between the rotor and the drive shaft limit torque and to be closed below this limit torque. As a result, overload protection for the electric motor is used in a particularly space-saving manner.
  • an overload protection coupling which is exceeded when a between the rotor and the drive shaft to be transmitted limit torque opens and is closed below this limit torque is arranged.
  • the overload protection coupling can be formed in different ways and placed in different ways.
  • Lubricant receiving space of the housing is arranged, which is sealed against a rotor-receiving rotor receiving space of the housing.
  • the shaft region and / or the housing is formed so that in operation a lubricating lubricant bearing the lubricant channel is formed, which opens into the bearing or passes through this in the axial direction, also by means of the lubricant, the bearing is sufficiently lubricated, so that the Life of the electric motor is further extended.
  • the invention relates to a drive train, which is preferably designed as a hybrid powertrain / hybrid powertrain, for a motor vehicle, with the electric motor according to the invention according to at least one of the embodiments described above.
  • the drive train preferably further comprises a transmission which is rotationally coupled to the outer toothed region via at least one gear / toothing stage.
  • a transmission which is rotationally coupled to the outer toothed region via at least one gear / toothing stage.
  • Lubricant channel opens and through which the lubricant is returned.
  • the supply of lubricant to the respective outer toothed region is made particularly clever.
  • a rotor bearing (comprising at least one (first) bearing) implemented for an axially compact electric motor.
  • the invention proposes to arrange the (first) bearing (roller bearings or needle roller bearings) directly under a pinion tooth system.
  • An additional fixed shaft (housing-fixed shaft area), which is not rotatable, is preferably accommodated in the housing.
  • a rotor and the bearing rotate around this additional stationary shaft.
  • the additional shaft is configured as a hollow shaft to create a lubricant flow for lubricating the bearing.
  • the rotor may be formed as an internal rotor, i. be arranged radially inside the stator, or be formed as an external rotor, i. be arranged radially outside of the stator.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an electric motor according to the invention according to a first embodiment, wherein the electric motor is already used in a drive train and is rotationally coupled with its outer toothed portion with a transmission shaft,
  • FIG. 2 shows a longitudinal sectional illustration of the electric motor according to the invention according to the first exemplary embodiment, similar to FIG. 1, illustrating a lubricant flow in operation for lubricating the outer toothing region and a bearing supporting it, FIG.
  • Fig. 3 is a longitudinal sectional view of an electric motor according to the invention according to a second embodiment, wherein a lubricant conducting Lubricant channel opens into a port introduced in the housing,
  • Fig. 4 is a longitudinal sectional view of an electric motor according to the invention according to a third embodiment, wherein a one-piece drive shaft is now mounted on a (second) bearing directly in a housing, and
  • Fig. 5 is a longitudinal sectional view of an electric motor according to the invention according to a fourth embodiment, wherein a bearing shaft of the drive shaft gerwelle is supported in an end axially on the housing and radially via another bearing on the drive shaft.
  • an inventive electric motor 1 (also referred to as E-motor / electric machine / electric motor) in a first embodiment illustrated.
  • the electric motor 1 has a multipart (preferably three-part) housing 2.
  • a stator 3 is received stationary.
  • a rotor 4 is rotatably supported relative to the stator 3.
  • the rotor 4 is rotatably supported via a drive shaft 6 relative to the housing 2.
  • the drive shaft 6 has, among other things, an external gear section 7, which is coupled via a gear stage 17 to a transmission shaft 18 of a transmission 19.
  • the housing 2 of the electric motor 1 passes directly into a housing of the transmission 19 via or forms this directly from. Accordingly, in the housing 2 and the transmission shaft 18 is rotatably mounted.
  • Electric motor 1 and transmission 19 are part of a hybrid drive train 20 of a motor vehicle.
  • the external gear portion 7 meshes in particular with an intermediate gear 44 of the gear stage 17.
  • the intermediate gear 44 in turn meshes with a gear 46 of the gear shaft 18.
  • the intermediate gear 44 is on a standing shaft 45, which is anchored / fixed in the housing 2, stored.
  • the standing shaft 45 is fixed in receiving holes / bearing eyes of the housing 2.
  • the rotor 4 is designed as an internal rotor.
  • the rotor 4 is thus arranged radially inside the stator 3 (with respect to a rotation axis 38 of the rotor 4 / the drive shaft 6).
  • embodiments of the rotor 4 are also implemented as external rotors, according to which the stator 3 is arranged radially inside the rotor 4.
  • the rotor 4 has a permanently magnetic or magnetizable component 21, which is received in a rotationally fixed manner on the drive shaft 6.
  • the component 21 is in particular constructed from a magnetizable coil winding which is magnetized during operation and forms a magnet.
  • the drive shaft 6 is rotatably supported in this embodiment by means of two bearings 5 and 25 relative to the housing 2 and a housing-fixed component in the form of a shaft region 10.
  • the shaft region 10 is formed by a separate stationary bearing shaft, which is accommodated in the housing 2 fixed to the housing.
  • a first end region 22 of the shaft region 10 is fastened in a first receiving region 26 of the housing 2.
  • a second end region 23 of the shaft region 10 lying opposite this first end region 22 is fastened in a second receiving region 27 of the housing 2.
  • the first end region 22 is pressed into the first receiving region 26.
  • the first receiving region 26 forms a receiving hole, into which the shaft region 10 projects with its first end region 22 and is held in a press fit.
  • the second end region 23 is in turn pressed into the second receiving region 27.
  • the second receiving area 27 likewise forms a receiving hole, into which the shaft area 10 projects with its second end area 23 and is held in a press fit.
  • the drive shaft 6 completely penetrates the rotor 4 / the component 21 in the axial direction and thus projects out of this from two opposite axial sides of the rotor 4.
  • a first bearing 5 serves to support the drive shaft 6 (in the radial direction) relative to the first axial side of the rotor 4 Shaft region 10.
  • a second bearing 25 serves on a, the first axial side facing away, the second axial side of the rotor 4 for supporting the drive shaft 6 (in the radial and axial directions) relative to the shaft portion 10.
  • the first bearing 5 is formed as a rolling bearing
  • the second bearing 25 is also designed as a roller bearing.
  • the first bearing 5 is designed as a needle bearing, but may in principle be configured in other ways.
  • the first bearing 5 is formed in other embodiments as a roller bearing.
  • the second bearing 25 is formed as a ball bearing.
  • the drive shaft 6 has an outer toothed region 7 which is integral with it / directly formed.
  • the external toothing region 7 is arranged directly radially outside the first bearing 5.
  • two rolling bearing tracks 8, 9 of the first bearing 5 overlap in the axial direction with teeth 24 of the external toothing region 7 at least in sections.
  • a first rolling bearing track 8 is provided directly on the shaft portion 10 (on a radial outside of the shaft portion 10); a second rolling bearing track 9 is provided directly on the drive shaft 6 (on a radial inner side of the drive shaft 6).
  • a plurality of rolling bodies 28 distributed in the circumferential direction are arranged.
  • the drive shaft 6 is divided into two parts.
  • the drive shaft 6 has a first drive shaft section 11 (designed as a first tube) and a second drive shaft section 12 (designed as a second tube).
  • the first drive shaft section 1 1 directly takes the rotor 4 against rotation.
  • the second drive shaft section 12 directly forms the outer gear section 7 on a longitudinal region protruding axially from the first drive shaft section 11.
  • the two drive shaft sections 1 1, 12 are rotatably coupled together.
  • an overload protection clutch 13 is integrated in the drive shaft 6.
  • the overload protection clutch 13 is in the form of a slip clutch and designed so that it is closed below a predetermined limit torque, so that the two drive shaft sections 1 1, 12th rotatably connected to each other, and above this limit torque opens so that the two drive shaft sections 1 1, 12 are freely rotatable to each other. As a result, an impact protection for the electric motor 1 is ensured.
  • the overload protection clutch 13 is thus used in such a way that it rotatably connects the rotor 4 with the second drive shaft section 12 / the external gear section 7 below the limit torque and opens when the limit torque is exceeded and a free rotation of the rotor 4 relative to the second drive shaft section 12 / the external gear section. 7 allows.
  • the overload protection clutch 13 is used in this first embodiment in the radial direction between the two drive shaft sections 1 1, 12.
  • the overload protection coupling 13 is designed as a shaft-hub connection 40 which connects the two drive shaft sections 11, 12 in a materially and non-positively connected manner.
  • a shaft of the shaft-hub connection 40 is formed by the second drive shaft section 12 and a hub of the shaft-hub connection 40 is formed by the first drive shaft section 11.
  • the overload protection coupling 13 / the shaft-hub connection 40 is divided into two axially spaced-apart overload protection coupling regions 39a, 39b.
  • the overload protection coupling 13 forming a connection area between the drive shaft sections 1 1, 12 is divided into two overload protection coupling areas 39 a, 39 b spaced apart in the axial direction.
  • Each overload protection coupling portion 39a and 39b forms a press-press soldering connection.
  • the second drive shaft section 12 is frictionally held in the respective overload protection coupling region 39a, 39b via a press fit in the first drive shaft section 11.
  • a cohesive connecting layer 41 in the form of a soft metal layer is introduced radially between the drive shaft sections 11, 12 per overload protection coupling area 39a, 39b.
  • the shaft-hub connection 9 is implemented as the press-press-soldering connection.
  • this press-press soldering connection reference is made to DE 10 2015 208 146 A1, the implementations of which for the press-press soldering connection being considered to be integrated here. In Fig.
  • a lubricant supply for the external gear portion 7 of Fig. 1 is illustrated.
  • the external toothing region 7 is arranged in a lubricant accommodating space 14, which is at least partially filled with lubricant during operation.
  • This lubricant accommodating space 14 is sealed against a rotor accommodating space 15 of the housing 2 accommodating the rotor 4.
  • a sealing ring 29 is inserted between the housing 2 and a radial outer side of the drive shaft 6.
  • the lubricant receiving space 14 is adjoined by a lubricant channel 16 which dissipates the lubricant during operation.
  • the lubricant runs down on an inner side / side wall formed by a cover 33 of the housing 2 and penetrates into the lubricant channel 16.
  • a collecting channel is attached / formed on the inner side / side wall of the housing 2 / of the cover 33 in further embodiments.
  • the lubricant channel 16 is formed by the housing 2 and the shaft region 10 such that the lubricant in operation in the lubricant accommodating space 14 is supplied to the shaft region 10 from the first end region 22 forming the (first) end face 30 of the shaft region 10. On the part of a second end region 23 with forming (second) end face 31, the lubricant is removed.
  • the shaft portion 10 / the bearing shaft is designed as a hollow shaft.
  • part of the lubricant channel 16 is formed directly by a through-hole 43 penetrating the shaft region 10.
  • the lubricant channel 16 is formed by further holes 32 introduced directly into the housing 2.
  • the bores 32 connect the through-hole 43 extending through the shaft region 10 to the lubricant accommodating space 14.
  • the lubricant passage 16 extends from the second end face 31 of the shaft region 10, again radially outward, over a connecting bore 42 extending transversely to the shaft region 10 in the housing 2 merges into a radial gap 36 / gap between the drive shaft 6 and the shaft portion 10. There, the two bearings 5, 25 are arranged.
  • the lubricant channel 16 is designed in such a way that a portion of the lubricant previously conveyed outward in the radial direction from the outer toothed region 7 from the lubricant accommodating space 14 by means of the lubricant channel 16, the second bearing 25 and in turn thereafter the first bearing 5 in the axial direction flows through.
  • the bearing shaft From the first bearing 5 from the gap 36 is in a passage 30, which is connected to a transmission shaft 18 receiving the gear housing 34 of the transmission 19.
  • a second exemplary embodiment according to FIG. 3 for which only the differences from the first exemplary embodiment are listed below for the sake of brevity, it can be seen that in principle it is also possible to form the bearing shaft somewhat differently in the form of the wave region 10.
  • the shaft portion 10 is hollow only in a limited longitudinal region.
  • a subsequent second longitudinal region of the shaft portion 10 is designed as a solid shaft.
  • the lubricant channel 16 thus has, instead of the through-hole 43, a blind hole 35 introduced in the shaft region 10. In operation, the lubricant flows through the blind hole 35 and in the radial direction outside the shaft portion 10, in the gap 36 it is supplied in two partial streams in two axially opposite directions to the first bearing 5 and the second bearing 25.
  • connection 37 is provided in the housing 2, through which the lubricant previously flowed through the second bearing 25 can be returned to the lubricant system.
  • the second bearing 25 can also be positioned in other ways.
  • the second bearing 25 is used on the second axial side of the rotor 4 for supporting the drive shaft 6 (in the radial and axial directions) relative to the housing 2 directly.
  • the second bearing 25 is radially outside the drive shaft 6 between see the housing 2 and the drive shaft 6 used.
  • the drive shaft is integrally formed in this embodiment.
  • the shaft region 10 may also be fixed in other manner in a positive and / or non-positive and / or material fit in the housing 2.
  • the shaft region / the rotor shaft 10 lies with its second end region 23 / its second end face 31 only axially in the second receiving region 27 on the housing 2.
  • the second receiving area 27 thus serves only as an axial stop area.
  • a further third bearing 47 (designed as a roller bearing, namely a needle / roller bearing) is inserted radially between the drive shaft 6 and the shaft region 10 (in the second end region 23).
  • the third bearing 47 is nested radially, namely arranged radially inside the second bearing 25 (in turn executed as a ball bearing).
  • the second bearing 25 is in turn directly (in contrast to the indirect arrangement of the first embodiment on the shaft portion 10) in the housing 2, between the housing 2 and the drive shaft 6, arranged / set.
  • the shaft portion 10 is fixed on one side only (in the first end portion 22) rotatably in the housing 2 (via the press fit).
  • the housing 2 serves merely as an axial stop.
  • a bearing 5 (roller / needle bearing) is placed immediately below the pinion toothing (/ of the external toothing region 7).
  • an additional, standing wave (wave range 10) is provided which is mounted against rotation in the housing 2 is.
  • Rotor 4 and bearing 5 rotate about this shaft 10.
  • the standing shaft 10 is hollow drilled so that lubricant through it in the form of oil for lubrication of the opposite (second) bearing 25 can be promoted.
  • the transmission concept 19 likewise has an intermediate gear 44, which serves for transmitting the e-machine power from the drive pinion (the outer toothing region 7) to the transmission input shaft (transmission shaft 15). Again, the concept of a standing wave 45 is provided.
  • the lubrication of the e-motor bearings takes place in particular such that the spray oil from the pinion 7 on the housing wall (inside of the housing 2) of the gear cover 33 runs down and through a channel (holes 32) to the hollow drilled, standing wave (Wave range 10) is passed.
  • a collecting channel may be attached / formed on the housing wall 2. In the hollow bore (through hole 43), the oil reaches the rear ball bearing
  • the lubrication of the electric motor bearings 5 and 25 is carried out in particular such that the spray oil from the pinion 7 on the housing wall of the gear cover 33 runs down and is through the channel 32 to the central bore (blind hole 35) standing wave 10 is passed.
  • the channel 32 can in principle also be realized by an additionally attached cap.
  • the heat of the rotor 4 is also removed via the oil. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse (2), einem gehäusefest angebrachten Stator (3), einer einen Rotor (4) aufnehmenden und über ein Lager (5) relativ zu dem Gehäuse (2) verdrehbar gelagerten Triebwelle (6) sowie einem drehfest mit der Triebwelle (6) verbundenen, in einer axialen Richtung der Triebwelle (6) versetzt zu dem Rotor (4) angeordneten Außenverzahnungsbereich (7), wobei das Lager (5) derart radial innerhalb des Außenverzahnungsbereiches (7) angeordnet ist, dass das Lager (5) in der axialen Richtung von dem Außenverzahnungsbereich (7) zumindest teilweise überdeckt ist. Die Erfindung betrifft auch einen Antriebsstrang (20) mit diesem Elektromotor (1).

Description

Elektromotor mit Lagerung sowie Antriebsstrang
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeu- ges, mit einem Gehäuse, einem gehäusefest angebrachten Stator, einer einen Rotor aufnehmenden und über ein (eine Lagerung mit ausbildenden) Lager relativ zu dem Gehäuse verdrehbar gelagerten Triebwelle sowie einem drehfest mit der Triebwelle verbundenen, in einer axialen Richtung der Triebwelle versetzt zu dem Rotor angeordneten Außenverzahnungsbereich. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Antriebs- sträng für ein Kraftfahrzeug, mit diesem Elektromotor.
Antriebsstränge mit elektromotorischen Zusatzbestandteilen sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. In diesem Zusammenhang sei bspw. auf die der Anmelderin bekannte noch nicht veröffentlichte Deutschen Patentanmeldung verwie- sen, die das Aktenzeichen 10 2016 124 126.1 trägt sowie den Anmeldetag 13. Dezember 2016 hat. Hierin ist eine Zahnradanordnung mit einer Überlast(-schutz-)kupp- lung in einem elektromotorisch angetriebenen Antriebsstrang offenbart.
Des Weiteren sind allgemein aus dem Stand der Technik für die Lagerung eines Ro- tors bzw. einer mit diesem Rotor verbundenen Triebwelle prinzipiell bereits verschiedene Lagerkonzepte bekannt. Bei einer so genannten„fliegenden Lagerung" ist der Rotor zwischen zwei axial beabstandeten Lagern angeordnet, wohingegen der ein Antriebsritzel bildende Außenverzahnungsbereich außerhalb eines den Rotor aufnehmenden axialen Bereiches angeordnet ist. Der Nachteil dieser Anordnung ist jedoch, dass es bei relativ hohen Lasten zu einem Durchbiegen der Triebwelle sowie einem Verkippen des Außenverzahnungsbereichs kommen kann.
Eine weitere Ausbildung ist die so genannte„Standardlagerung", wobei der Rotor sowie der Außenverzahnungsbereich in axialer Richtung gesehen zwischen den beiden axial beabstandeten Lagern angeordnet sind. Diese Lagerung hat jedoch wiederum den Nachteil, dass der axiale Bauraumbedarf zwischen den Lagern erhöht wird, wodurch nutzbarer Bauraum zwischen den Lagern verloren geht. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere einen Elektromotor vorzusehen, bei dem einerseits die mechanische Belastung der bewegten Bauteile im Betrieb gering gehalten wird und der axiale Bauraum noch intensiver genutzt wird.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Lager derart radial innerhalb des Außenverzahnungsbereiches angeordnet ist, dass das Lager in der axialen Richtung von dem Außenverzahnungsbereich zumindest teilweise überdeckt / überlagert ist. Demzufolge ist eine in radialer Richtung geschachtelte Anordnung des Außenver- zahnungsbereiches relativ zu dem Lager umgesetzt. Das Lager ist direkt / unmittelbar unter dem Außenverzahnungsbereich angeordnet.
Dadurch ergibt sich einerseits die benötigte möglichst verkippsichere Abstützung der Triebwelle relativ zu dem Gehäuse, um ein Verkippen des Außenverzahnungsberei- ches sowie ein Durchbiegen der Triebwelle zu vermeiden. Andererseits wird insbesondere der vorhandene axiale Bauraum möglichst intensiv genutzt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Ist das Lager als ein Wälzlager, bevorzugt als ein Rollenlager oder als ein Nadellager, ausgebildet, wobei eine erste Wälzlagerbahn an einem Wellenbereich des Gehäuses (bevorzugt an einer radialen Außenseite des Wellenbereiches) ausgebildet ist sowie eine zweite Wälzlagerbahn an der Triebwelle (bevorzugt an einer radialen Innenseite der Triebwelle) ausgebildet ist, ist das Lager besonders bauraumsparend ausgeführt.
In diesem Zusammenhang ist es wiederum vorteilhaft, wenn das Lager als ein erstes Lager ausgebildet ist und zudem ein weiteres zweites Lager vorgesehen ist, wobei das zweite Lager auf einer dem ersten Lager axial abgewandten Seite des Rotors die Triebwelle relativ zu dem Gehäuse, bevorzugt relativ zu dem Wellenbereich des Gehäuses, abstützt / drehbar lagert. Wenn sich die erste Wälzlagerbahn und/oder die zweite Wälzlagerbahn in der axialen Richtung mit dem Außenverzahnungsbereich überlagern / überlagert, ist eine besonders geschickte radiale Schachtelung des (ersten) Lagers sowie des Außenverzah- nungsbereiches umgesetzt.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Rotor als ein Außenläufer oder ein Innenläufer ausgeführt ist. Dadurch ist der Elektromotor besonders variabel einsetzbar.
Ist der Wellenbereich durch eine in dem Gehäuse (verdrehsicher) befestigte Lager- welle ausgeformt, ist das Gehäuse besonders kostengünstig herstellbar.
Diesbezüglich ist es weiter zweckmäßig, wenn die Lagerwelle form- und/oder kraftschlüssig, vorzugsweise über zumindest einen Presssitz, weiter bevorzugt über zwei Presssitze, wovon jeweils ein Presssitz an einem Endbereich der Lagerwelle vorgese- hen ist, in dem Gehäuse befestigt ist. Dadurch ist die Montage des Elektromotors weiter erleichtert.
Von Vorteil ist es zudem, wenn die Triebwelle zwei miteinander drehfest verbundene Triebwellenabschnitte aufweist, wobei an einem ersten Triebwellenabschnitt der Rotor drehfest aufgenommen ist und an einem zweiten Triebwellenabschnitt der Außenverzahnungsbereich ausgebildet ist, und wobei die Triebwellenabschnitte über eine Überlastschutzkupplung miteinander drehgekoppelt sind. Die Überlastschutzkupplung dient insbesondere dazu, bei einem Überschreiten eines zwischen dem Rotor und der Triebwelle zu übertragenden Grenzdrehmomentes zu öffnen und unterhalb dieses Grenzdrehmomentes geschlossen zu sein. Dadurch ist ein Überlastschutz für den Elektromotor besonders platzsparend eingesetzt.
Somit ist es in diesem Zusammenhang auch von Vorteil, wenn zwischen dem Rotor oder einem drehfest mit dem Rotor verbundenen Bestandteil sowie der Triebwelle o- der einem drehfesten Bestandteil der Triebwelle eine Überlastschutzkupplung, die bei Überschreiten eines zwischen dem Rotor und der Triebwelle zu übertragenden Grenz- drehmomentes öffnet und unterhalb dieses Grenzdrehmomentes geschlossen ist, angeordnet ist. Dadurch lässt sich die Überlastschutzkupplung in verschiedenen Arten ausbilden sowie in unterschiedlicher Weise platzieren. Des Weiteren von Vorteil ist es, wenn der Außenverzahnungsbereich in einem
Schmiermittelaufnahmeraum des Gehäuses angeordnet ist, der gegenüber einem dem Rotor aufnehmenden Rotoraufnahmeraum des Gehäuses abgedichtet ist.
Dadurch wird eine verlässliche Schmierung des Außenverzahnungsbereichs im Betrieb gewährleistet, während der Rotor sowie die Spule von dem Schmiermittel unbe- einflusst bleiben.
Ist der Wellenbereich und/oder das Gehäuse so ausgebildet, dass im Betrieb ein das Lager mit Schmiermittel versorgender Schmiermittelkanal gebildet ist, der in das Lager mündet oder durch dieses in axialer Richtung hindurch verläuft, wird zudem mittels des Schmiermittels das Lager ausreichend geschmiert, sodass die Lebensdauer des Elektromotors weiter verlängert wird.
Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang, der vorzugsweise als ein hybrider Antriebsstrang / Hybridantriebsstrang ausgebildet ist, für ein Kraftfahrzeug, mit dem erfindungsgemäßen Elektromotor nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen.
Der Antriebsstrang weist bevorzugt weiter ein Getriebe auf, das mit dem Außenverzahnungsbereich über zumindest eine Zahnrad- / Verzahnungsstufe drehgekoppelt ist. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der Schmiermittelaufnahmeraum des Gehäuses des Elektromotors hydraulisch mit einem eine Getriebewelle aufnehmenden Getrieberaum des Getriebes verbunden ist. Dadurch wird der Aufbau der Schmiermittelversorgung weitestgehend erleichtert. Eine Rückführung des Schmiermittels ist dann entweder derart umgesetzt, dass der Schmiermittelkanal in den Getrieberaum direkt einmündet, oder derart umgesetzt, dass das Gehäuse mit einem zusätzlichen Anschluss versehen ist, in den der
Schmiermittelkanal mündet und durch den das Schmiermittel zurückgeführt wird. Dadurch wird die Schmiermittelversorgung des jeweiligen Außenverzahnungsberei- ches besonders geschickt ausgebildet.
In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß eine Rotorlagerung (aufweisend zumindest ein (erstes) Lager) für eine axial kompakte E-Maschine umgesetzt. Um eine axial besonders kurz ausgebildete Rotorlagerung umzusetzen, die gleichzeitig eine Durchbiegung der Triebwelle vermeidet, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, das (erste) Lager (Rollenlager oder Nadellager) unmittelbar unter einem Ritzelzahnsystem anzuordnen. Eine zusätzliche ortsfeste Welle (gehäusefester Wellenbereich), die nicht verdrehbar ist, ist bevorzugt in dem Gehäuse aufgenommen. Ein Rotor sowie das Lager drehen um diese zusätzliche ortsfeste Welle herum. Bevorzugt ist die zusätzliche Welle als eine Hohlwelle ausgestaltet, um einen Schmiermittelfluss zum Schmieren des Lagers zu erzeugen. Der Rotor kann als ein Innenläufer ausgebildet sein, d.h. radial innerhalb des Stators angeordnet sein, oder als ein Außenläufer ausgebildet sein, d.h. radial außerhalb des Stators angeordnet sein.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Elektromotors nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei der Elektromotor bereits in einem Antriebsstrang eingesetzt und mit seinem Außenverzahnungsbereich mit einer Getriebewelle drehgekoppelt ist,
Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung des erfindungsgemäßen Elektromotors nach dem ersten Ausführungsbeispiel, ähnlich zu Fig. 1 , wobei ein im Betrieb vorliegender Schmiermittelfluss zum Schmieren des Außenverzahnungsbe- reiches sowie eines diesen abstützenden Lagers veranschaulicht ist,
Fig. 3 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Elektromotors nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei ein das Schmiermittel leitender Schmiermittelkanal in einen in dem Gehäuse eingebrachten Anschluss mündet,
Fig. 4 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Elektromotors nach einem dritten Ausführungsbeispiel, wobei eine einteilige Triebwelle nun über ein (zweites) Lager direkt in einem Gehäuse gelagert ist, und
Fig. 5 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Elektromotors nach einem vierten Ausführungsbeispiel, wobei eine die Triebwelle lagernde La- gerwelle in einem Endbereich axial an dem Gehäuse sowie radial über ein weiteres Lager an der Triebwelle abgestützt ist.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen ver- sehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele frei miteinander kombiniert werden.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Elektromotor 1 (auch als E -Motor / elektrische Maschine / E-Maschine bezeichnet) in einem ersten Ausführungsbeispiel anschaulich dargestellt. Der Elektromotor 1 weist ein mehrteiliges (vorzugsweise dreigeteiltes) Gehäuse 2 auf. In dem Gehäuse 2 ist ein Stator 3 ortsfest aufgenommen. Ein Rotor 4 ist relativ zu dem Stator 3 drehbar gelagert. Der Rotor 4 ist über eine Triebwelle 6 relativ zu dem Gehäuse 2 drehbar gelagert. Die Triebwelle 6 weist unter anderem einen Au- ßenverzahnungsbereich 7 auf, der über eine Zahnradstufe 17 mit einer Getriebewelle 18 eines Getriebes 19 gekoppelt ist. In diesem Ausführungsbeispiel geht das Gehäuse 2 des Elektromotors 1 unmittelbar in ein Gehäuse des Getriebes 19 über bzw. bildet dieses unmittelbar mit aus. Demnach ist in dem Gehäuse 2 auch die Getriebewelle 18 drehbar gelagert. Elektromotor 1 und Getriebe 19 sind Bestandteil eines hybriden Antriebsstranges 20 eines Kraftfahrzeuges.
Der Außenverzahnungsbereich 7 kämmt insbesondere mit einem Zwischenzahnrad 44 der Zahnradstufe 17. Das Zwischenzahnrad 44 kämmt wiederum mit einem Zahnrad 46 der Getriebewelle 18. Das Zwischenzahnrad 44 ist auf einer stehenden Welle 45, die in dem Gehäuse 2 verankert / befestigt ist, gelagert. Insbesondere ist die stehende Welle 45 in Aufnahmelöchern / Lageraugen des Gehäuses 2 befestigt.
Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel nach den Fign. 1 und 2 erkennbar, ist der Ro- tor 4 als ein Innenläufer ausgebildet. Der Rotor 4 ist somit radial innerhalb des Stators 3 (in Bezug auf eine Drehachse 38 des Rotors 4 / der Triebwelle 6) angeordnet. Es sind jedoch prinzipiell auch Ausführungen des Rotors 4 als Außenläufer umgesetzt, wonach der Stator 3 radial innerhalb des Rotors 4 angeordnet ist. Insbesondere weist der Rotor 4 einen permanent magnetischen oder magnetisierba- ren Bestandteil 21 , der drehfest auf der Triebwelle 6 aufgenommen ist, auf. Der Bestandteil 21 ist insbesondere aus einer magnetisierbaren Spulenwicklung aufgebaut, die im Betrieb magnetisiert ist und einen Magneten ausbildet.
Die Triebwelle 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels zweier Lager 5 und 25 drehbar relativ zu dem Gehäuse 2 bzw. einem gehäusefesten Bestandteil in Form eines Wellenbereiches 10 gelagert. Der Wellenbereich 10 ist durch eine separate stehende Lagerwelle ausgebildet, die in dem Gehäuse 2 gehäusefest aufgenommen ist. Ein erster Endbereich 22 des Wellenbereiches 10 ist in einem ersten Aufnahmebereich 26 des Gehäuses 2 befestigt. Ein diesem ersten Endbereich 22 gegenüberliegender zweiter Endbereich 23 des Wellenbereiches 10 ist in einem zweiten Aufnahmebereich 27 des Gehäuses 2 befestigt. Der erste Endbereich 22 ist in dem ersten Aufnahmebereich 26 eingepresst. Insbesondere bildet der erste Aufnahmebereich 26 ein Aufnahmeloch aus, in das der Wellenbereich 10 mit seinem ersten Endbereich 22 hineinragt und über einen Presssitz gehalten ist. Der zweite Endbereich 23 ist wiederum in dem zweiten Aufnahmebereich 27 eingepresst. Der zweite Aufnahmebereich 27 bildet ebenfalls ein Aufnahmeloch aus, in das der Wellenbereich 10 mit seinem zweiten Endbereich 23 hineinragt und über einen Presssitz gehalten ist. Die Triebwelle 6 durchdringt den Rotor 4 / den Bestandteil 21 in axialer Richtung vollständig und ragt demnach zu zwei einander gegenüberliegenden axialen Seiten des Rotors 4 aus diesem hinaus. Ein erstes Lager 5 dient an einer ersten axialen Seite des Rotors 4 zum Abstützen der Triebwelle 6 (in radialer Richtung) relativ zu dem Wellenbereich 10. Ein zweites Lager 25 dient an einer, der ersten axialen Seite abgewandten, zweiten axialen Seite des Rotors 4 zum Abstützten der Triebwelle 6 (in radialer und axialer Richtung) relativ zu dem Wellenbereich 10. Das erste Lager 5 ist als ein Wälzlager ausgebildet. Auch das zweite Lager 25 ist als ein Wälzlager ausgebil- det. Das erste Lager 5 ist als ein Nadellager ausgebildet, kann jedoch prinzipiell auf andere Weise ausgestaltet sein. Insbesondere ist das erste Lager 5 in weiteren Ausführungen auch als Rollenlager ausgebildet. Das zweite Lager 25 ist als ein Kugellager ausgebildet. Erfindungsgemäß weist die Triebwelle 6 einen mit ihr stoffeinteilig / unmittelbar ausgebildeten Außenverzahnungsbereich 7 auf. Der Außenverzahnungsbereich 7 ist unmittelbar radial außerhalb des ersten Lagers 5 angeordnet. Insbesondere überlagern sich zwei Wälzlagerbahnen 8, 9 des ersten Lagers 5 in axialer Richtung mit Zähnen 24 des Außenverzahnungsbereichs 7 zumindest abschnittsweise. Eine erste Wälzlagerbahn 8 ist unmittelbar an dem Wellenbereich 10 (an einer radialen Außenseite des Wellenbereichs 10) vorgesehen; eine zweite Wälzlagerbahn 9 ist unmittelbar an der Triebwelle 6 (an einer radialen Innenseite der Triebwelle 6) vorgesehen. Radial zwischen der ersten Wälzlagerbahn 8 und der zweiten Wälzlagerbahn 9 sind mehrere in Um- fangsrichtung verteilte Wälzkörper 28 (als Nadeln / Rollen ausgebildet) angeordnet.
Wie weiterhin zu erkennen, ist die Triebwelle 6 zweigeteilt. Die Triebwelle 6 weist einen ersten Triebwellenabschnitt 1 1 (als erstes Rohr ausgebildet) sowie einen zweiten Triebwellenabschnitt 12 (als zweites Rohr ausgebildet) auf. Der erste Triebwellenabschnitt 1 1 nimmt unmittelbar den Rotor 4 drehfest auf. Der zweite Triebwellenabschnitt 12 bildet an einem axial aus dem ersten Triebwellenabschnitt 1 1 hinausragenden Längsbereich unmittelbar den Außenverzahnungsbereich 7 aus.
Die beiden Triebwellenabschnitte 1 1 , 12 sind drehfest miteinander gekoppelt. Zur drehfesten Koppelung der Triebwellenabschnitte 1 1 , 12 ist eine Überlastschutzkupp- lung 13 in der Triebwelle 6 integriert. Die Überlastschutzkupplung 13 ist in Form einer Rutschkupplung ausgebildet und so ausgeführt, dass sie unterhalb eines festgelegten Grenzdrehmomentes geschlossen ist, sodass die beiden Triebwellenabschnitte 1 1 , 12 drehfest miteinander verbunden sind, und oberhalb dieses Grenzdrehmomentes öffnet, sodass die beiden Triebwellenabschnitte 1 1 , 12 frei zueinander verdrehbar sind. Dadurch ist ein Impact-Schutz für den Elektromotor 1 sichergestellt. Die Überlastschutzkupplung 13 ist somit derart eingesetzt, dass sie unterhalb des Grenzdrehmomentes den Rotor 4 drehfest mit dem zweiten Triebwellenabschnitt 12 / dem Außenverzahnungsbereich 7 verbindet und bei Überschreiten des Grenzdrehmomentes öffnet und eine freie Verdrehung des Rotors 4 relativ zu dem zweiten Triebwellenabschnitt 12 / dem Außenverzahnungsbereich 7 ermöglicht.
Die Überlastschutzkupplung 13 ist in diesem ersten Ausführungsbeispiel in radialer Richtung zwischen den beiden Triebwellenabschnitten 1 1 , 12 eingesetzt. Die Überlastschutzkupplung 13 ist als eine die beiden Triebwellenabschnitte 1 1 , 12 sowohl stoffschlüssig als auch kraftschlüssig verbindende Welle-Nabe-Verbindung 40 ausge- führt. Eine Welle der Welle-Nabe-Verbindung 40 ist durch den zweiten Triebwellenabschnitt 12 und eine Nabe der Welle-Nabe-Verbindung 40 ist durch den ersten Triebwellenabschnitt 1 1 ausgebildet. Insbesondere ist die Überlastschutzkupplung 13 / die Welle-Nabe-Verbindung 40 auf zwei in axialer Richtung zueinander beabstandete Überlastschutzkupplungsbereiche 39a, 39b aufgeteilt. Somit ist die, einen Verbin- dungsbereich zwischen den Triebwellenabschnitten 1 1 , 12 gesamtheitlich ausbildende Überlastschutzkupplung 13 in zwei in axialer Richtung zueinander beabstandete Über- lastschutzkupplungsbereiche 39a, 39b aufgeteilt.
Jeder Überlastschutzkupplungsbereich 39a und 39b bildet eine Press-Presslöt-Verbin- dung aus. Hierzu ist der zweite Triebwellenabschnitt 12 in dem jeweiligen Überlastschutzkupplungsbereich 39a, 39b über einen Presssitz in dem ersten Triebwellenabschnitt 1 1 kraftschlüssig gehalten. Zudem ist radial zwischen den Triebwellenabschnitten 1 1 , 12 je Überlastschutzkupplungsbereich 39a, 39b eine stoffschlüssige Verbindungsschicht 41 in Form einer Weichmetallschicht eingebracht. Dadurch ist die Welle- Nabe-Verbindung 9 als die Press-Presslöt-Verbindung umgesetzt. Hinsichtlich der weiteren Ausführung dieser Press-Presslöt-Verbindung sei auf die DE 10 2015 208 146 A1 verwiesen, wobei deren für die Press-Presslöt-Verbindung ausgeführten Umsetzungen als hierin integriert gelten. ln Fig. 2 ist eine Schmiermittelversorgung für den Außenverzahnungsbereich 7 nach Fig. 1 veranschaulicht. Der Außenverzahnungsbereich 7 ist in einem Schmiermittelaufnahmeraum 14, der im Betrieb zumindest teilweise mit Schmiermittel gefüllt ist, an- geordnet. Dieser Schmiermittelaufnahmeraum 14 ist gegenüber einem dem Rotor 4 aufnehmenden Rotoraufnahmeraum 15 des Gehäuses 2 abgedichtet. In axialer Richtung zwischen dem Schmiermittelaufnahmeraum 14 und dem Rotoraufnahmeraum 15 ist ein Dichtring 29 zwischen dem Gehäuse 2 und einer radialen Außenseite der Triebwelle 6 eingesetzt.
An den Schmiermittelaufnahmeraum 14 schließt ein das Schmiermittel im Betrieb ableitender Schmiermittelkanal 16 an. Das Schmiermittel läuft im Betrieb an einer durch einen Deckel 33 des Gehäuses 2 gebildeten Innenseite / Seitenwand herab und dringt in den Schmiermittelkanal 16 hinein. Zur Erhöhung des Volumenstroms ist an der In- nenseite / Seitenwand des Gehäuses 2 / des Deckels 33 in weiteren Ausführungen eine Auffangrinne angebracht / ausgeformt.
Der Schmiermittelkanal 16 ist derart durch das Gehäuse 2 sowie den Wellenbereich 10 gebildet, dass das sich in dem Schmiermittelaufnahmeraum 14 im Betrieb befindli- che Schmiermittel seitens einer den ersten Endbereich 22 mit ausbildenden (ersten) Stirnseite 30 des Wellenbereiches 10 dem Wellenbereich 10 zugeführt wird. Seitens einer den zweiten Endbereich 23 mit ausbildenden (zweiten) Stirnseite 31 wird das Schmiermittel abgeführt. Der Wellenbereich 10 / die Lagerwelle ist als eine Hohlwelle ausgeführt. Dadurch wird ein Teil des Schmiermittelkanals 16 unmittelbar durch ein den Wellenbereich 10 durchdringendes Durchgangsloch 43 gebildet. Zudem ist der Schmiermittelkanal 16 durch weitere in das Gehäuse 2 direkt eingebrachte Bohrungen 32 gebildet. Die Bohrungen 32 verbinden das durch den Wellenbereich 10 hindurchverlaufende Durchgangsloch 43 mit dem Schmiermittelaufnahmeraum 14. Der Schmiermittelkanal 16 erstreckt sich von der zweiten Stirnseite 31 des Wellenbereiches 10 aus wiederum über eine quer zu dem Wellenbereich 10 verlaufende Verbindungsbohrung 42 in dem Gehäuse 2 radial nach außen und geht in einen radialen Zwischenraum 36 / Spalt zwischen der Triebwelle 6 und dem Wellenbereich 10 über. Dort sind die beiden Lager 5, 25 angeordnet. Der Schmiermittelkanal 16 ist gesamtheitlich so ausgeführt, dass ein von dem Außenverzahnungsbereich 7 zuvor in radialer Richtung nach außen beförderter Anteil des Schmiermittels von dem Schmiermittelaufnahmeraum 14 mittels des Schmiermittelkanals 16 das zweite Lager 25 und wie- derum im Anschluss daran das erste Lager 5 in axialer Richtung durchströmt. Von dem ersten Lager 5 aus geht der Zwischenraum 36 in eine Passage 30 über, die mit einem die Getriebewelle 18 aufnehmenden Getrieberaum 34 des Getriebes 19 verbunden ist. In Verbindung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, wozu nachfolgend der Kürze wegen lediglich die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel aufgeführt sind, ist erkennbar, dass es prinzipiell auch möglich ist, die Lagerwelle in Form des Wellenbereiches 10 etwas anders auszubilden. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Wellenbereich 10 lediglich in einem beschränkten Längsbereich hohl ausgeführt. In einem daran anschließenden zweiten Längsbereich ist der Wellenbereich 10 als Vollwelle ausgeführt. Der Schmiermittelkanal 16 weist somit statt des Durchgangsloches 43 ein in dem Wellenbereich 10 eingebrachtes Sackloch 35 auf. Im Betrieb strömt das Schmiermittel durch das Sackloch 35 hindurch und in radialer Richtung außerhalb des Wellenbereiches 10, in dem Zwischenraum 36 wird es in zwei Teilströmen in zwei axial entgegengesetzten Richtungen dem ersten Lager 5 und dem zweiten Lager 25 zugeführt.
Des Weiteren ist in dem zweiten Ausführungsbeispiel in dem Gehäuse 2 ein Anschluss 37 vorgesehen, durch den das das zweite Lager 25 zuvor durchströmte Schmiermittel dem Schmiermittelsystem rückgeführt werden kann.
In Verbindung mit einem dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, wozu nachfolgend der Kürze wegen lediglich die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel aufgeführt sind, ist erkennbar, dass das zweite Lager 25 auch auf andere Weise positionierbar ist. Das zweite Lager 25 dient an der zweiten axialen Seite des Rotors 4 zum Abstützten der Triebwelle 6 (in radialer und axialer Richtung) relativ zu dem Gehäuse 2 direkt. Hierzu ist das zweite Lager 25 radial außerhalb der Triebwelle 6 zwi- sehen dem Gehäuse 2 und der Triebwelle 6 eingesetzt. Zudem ist in diesem Ausführungsbeispiel die Triebwelle einteilig ausgebildet. Somit ist es prinzipiell auch möglich, die Triebwelle 6 einteilig auszubilden und auf die Überlastschutzkupplung 13 zu verzichten.
Der Vollständigkeit halber sei auch darauf hingewiesen, dass neben der kraftschlüssigen Verbindungen zwischen dem Wellenbereich 10 und dem Aufnahmebereich 26, 27 auch andere Verbindungsarten umsetzbar sind. Demnach kann der Wellenbereich 10 auch auf andere Art und Weise form- und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig in dem Gehäuse 2 befestigt sein.
In diesem Zusammenhang sei auch auf das vierte Ausführungsbeispiel der Fig. 5 hingewiesen, wozu nachfolgend der Kürze wegen lediglich die Unterschiede gegenüber dem dritten Ausführungsbeispiel aufgeführt sind. Hier liegt der Wellenbereich / die La- gerwelle 10 mit seinem / ihrem zweiten Endbereich 23 / ihrer zweiten Stirnseite 31 lediglich axial im zweiten Aufnahmebereich 27 am Gehäuse 2 an. Der zweite Aufnahmebereich 27 dient somit lediglich als axialer Anschlagsbereich. Für die radiale AbStützung des Wellenbereichs 10 ist ein weiteres drittes Lager 47 (als Wälzlager, nämlich Nadel- / Rollenlager ausgeführt) radial zwischen der Triebwelle 6 und dem Wel- lenbereich 10 (im zweiten Endbereich 23) eingesetzt. Das dritte Lager 47 ist radial geschachtelt, nämlich radial innerhalb des zweiten Lagers 25 (als Kugellager wiederum ausgeführt) angeordnet. Das zweite Lager 25 ist wiederum direkt (im Gegensatz zu der indirekten Anordnung des ersten Ausführungsbeispiels an dem Wellenbereich 10) in dem Gehäuse 2, zwischen dem Gehäuse 2 und der Triebwelle 6, angeordnet / ein- gesetzt. Somit ist der Wellenbereich 10 lediglich auf einer Seite (im ersten Endbereich 22) drehfest in dem Gehäuse 2 (über den Presssitz) befestigt. Auf der anderen Seite (im zweiten Endbereich 23) dient das Gehäuse 2 lediglich als axialer Anschlag.
In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß für eine axial kurzbauende La- gerung, ein Lager 5 (Rollen- / Nadellager) unmittelbar unterhalb der Ritzelverzahnung (/ des Außenverzahnungsbereich 7) platziert. Dafür ist eine zusätzliche, stehende Welle (Wellenbereich 10) vorgesehen, die verdrehsicher in dem Gehäuse 2 gelagert ist. Rotor 4 und Lager 5 rotieren dabei um diese Welle 10. Vorzugweise ist die stehende Welle 10 hohlgebohrt, damit durch sie hindurch Schmiermittel in Form von Öl zur Schmierung des gegenüberliegenden (zweiten) Lagers 25 gefördert werden kann. Das Getriebekonzept 19 weist ebenfalls ein Zwischenzahnrad 44 auf, welches zur Übertragung der E-Maschinenleistung vom Antriebsritzel (dem Außenverzahnungsbe- reich 7) auf die Getriebeeingangswelle (Getriebewelle 15) dient. Auch hier wird das Konzept einer stehenden Welle 45 vorgesehen.
Die Beölung der E-Motor-Lager (Lager 5 und 25) erfolgt insbesondere derart, dass das Spritzöl vom Ritzel 7 an der Gehäusewand (Innenseite des Gehäuses 2) des Getriebedeckels 33 herabläuft und durch einen Kanal (Bohrungen 32) zur hohlgebohrten, stehenden Welle (Wellenbereich 10) geleitet wird. Zur Erhöhung des Volumenstroms kann an der Gehäusewand 2 eine Auffangrinne angebracht / ausgeformt sein. In der Hohlbohrung (Durchgangsloch 43) gelangt das Öl zum hinteren Kugellager
(zweites Lager 25). Von hier aus fließt das Öl wieder zwischen Rotor 4 und stehender Welle 10 zurück in Richtung Ritzel 7, wo es dann das Nadellager (erstes Lager 5) schmiert. Danach gelangt es wieder in den eigentlichen Nassraum 34 des Getriebegehäuses / Getriebes 19. Durch diese Art der Ölführung wird auch über das Öl die Wärme des Rotors 4 abtransportiert.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 erfolgt die Beölung der E-Motor-Lager 5 und 25 insbesondere derart, dass das Spritzöl vom Ritzel 7 an der Gehäusewand des Getriebedeckels 33 herabläuft und wird durch den Kanal 32 zur mittigen Bohrung (Sackloch 35) der stehenden Welle 10 geleitet wird. Der Kanal 32 kann prinzipiell auch durch eine zusätzlich angebrachte Abdeckkappe realisiert sein. Über eine Radialbohrung 42 in der stehenden Welle 10 tropft das Öl auf die Innenseite des Rotors 4 / der Triebwelle 6 und gelangt zum hinteren Kugellager 25. Von hier aus kann das Öl z.B. über eine Schlauchrückführung (Anschluss 37) wieder dem Getriebe- Nassraum 43 zurückgeführt werden. Durch diese Art der Ölführung wird ebenfalls über das Öl die Wärme des Rotors 4 abtransportiert. Bezugszeichenliste
Elektromotor
Gehäuse
Stator
Rotor
erstes Lager
Triebwelle
Außenverzahnungsbereich
erste Wälzlagerbahn
zweite Wälzlagerbahn
Wellenbereich
erster Triebwellenabschnitt
zweiter Triebwellenabschnitt
Überlastschutzkupplung
Schmiermittelaufnahmeraum
Rotoraufnahmeraum
Schmiermittelkanal
Zahnradstufe
Getriebewelle
Getriebe
Antriebsstrang
Bestandteil
erster Endbereich
zweiter Endbereich
Zahn
zweites Lager
erster Aufnahmebereich
zweiter Aufnahmebereich
Wälzkörper
Dichtring
erste Stirnseite
zweite Stirnseite Bohrung
Deckel
Getrieberaum
Sackloch
Zwischenraum
Anschluss
Drehachse
a erster Uberlastschutzkupplungsbereichb zweiter Uberlastschutzkupplungsbereich Welle-Nabe-Verbindung
Verbindungsschicht
Verbindungsbohrung
Durchgangsloch
Zwischenzahnrad
stehende Welle
Zahnrad
drittes Lager

Claims

Patentansprüche
1 . Elektromotor (1 ) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse (2), einem gehäusefest angebrachten Stator (3), einer einen Rotor
(4) aufnehmenden und über ein Lager (5) relativ zu dem Gehäuse (2) verdrehbar gelagerten Triebwelle (6) sowie einem drehfest mit der Triebwelle (6) verbundenen, in einer axialen Richtung der Triebwelle (6) versetzt zu dem Rotor (4) angeordneten Außenverzahnungsbereich (7), dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (5) derart radial innerhalb des Außenverzahnungs- bereiches (7) angeordnet ist, dass das Lager (5) in der axialen Richtung von dem Außenverzahnungsbereich (7) zumindest teilweise überdeckt ist.
2. Elektromotor (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Lager
(5) ein Wälzlager ist und eine erste Wälzlagerbahn (8) an einem Wellenbereich (10) des Gehäuses (2) ausgebildet ist sowie eine zweite Wälzlagerbahn (9) an der Triebwelle (5) ausgebildet ist.
3. Elektromotor (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Wälzlagerbahn (8) und/oder die zweite Wälzlagerbahn (9) in der axialen Richtung mit dem Außenverzahnungsbereich (7) überlagern/-t.
4. Elektromotor (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenbereich (10) durch eine in dem Gehäuse (2) befestigte Lagerwelle ausgeformt ist.
5. Elektromotor (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerwelle form- und/oder kraftschlüssig in dem Gehäuse (2) befestigt ist.
6. Elektromotor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Triebwelle (6) zwei miteinander drehfest verbundene Wellenabschnitte (1 1 , 12) aufweist, wobei an einem ersten Triebwellenabschnitt (1 1 ) der Rotor (4) drehfest aufgenommen ist und an einem zweiten Triebwel- lenabschnitt (12) der Außenverzahnungsbereich (7) ausgebildet ist, und wobei die Triebwellenabschnitte (1 1 , 12) über eine Überlastschutzkupplung (13) miteinander drehgekoppelt sind.
7. Elektromotor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (4) als ein Innenläufer oder ein Außenläufer ausgebildet ist.
8. Elektromotor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenverzahnungsbereich (7) in einem Schmiermittelaufnahmeraum (14) des Gehäuses (2) angeordnet ist, der gegenüber einem den Rotor (4) aufnehmenden Rotoraufnahmeraum (15) des Gehäuses (2) abgedichtet ist.
9. Elektromotor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) sowie zumindest ein gehäusefest angebrachter Bestandteil (10) so ausgebildet sind, dass im Betrieb mindestens ein das Lager (5, 25, 47) mit Schmiermittel versorgender Schmiermittelkanal (16) gebildet ist, der in das zumindest eine Lager (5, 25, 47) mündet oder durch diese(s) in axialer Richtung hindurch verläuft.
10. Antriebsstrang (20) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Elektromotor (1 ) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9.
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