DE102023207996A1 - coupling arrangement, electrical machine arrangement and vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Koppelanordnung (1) zum Koppeln einer ersten elektrischen Maschine (50) mit einer zweiten elektrischen Maschine (60), wobei die Koppelanordnung ein Koppelrohr (3) und/oder eine außenliegende Koppelrahmenanordnung (10) umfasst, wobei das Koppelrohr (3) so ausgebildet ist, dass eine erste Abtriebswelle (51) der ersten elektrischen Maschine (50) zu einer zweiten Abtriebswelle (61) der zweiten elektrischen Maschine (60) koaxial koppelbar ist, und die Koppelrahmenanordnung (10) so ausgebildet ist, dass eine erste Gehäuseanordnung (53) der ersten elektrischen Maschine (50) zu einer zweiten Gehäuseanordnung (63) der zweiten elektrischen Maschine (60) koppelbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektrische Maschinenanordnung (100) mit der erfindungsgemäßen Koppelanordnung (1) sowie ein Fahrzeug (200) mit der elektrischen Maschinenanordnung (100).The present invention relates to a coupling arrangement (1) for coupling a first electrical machine (50) to a second electrical machine (60), wherein the coupling arrangement comprises a coupling tube (3) and/or an external coupling frame arrangement (10), wherein the coupling tube (3) is designed such that a first output shaft (51) of the first electrical machine (50) can be coaxially coupled to a second output shaft (61) of the second electrical machine (60), and the coupling frame arrangement (10) is designed such that a first housing arrangement (53) of the first electrical machine (50) can be coupled to a second housing arrangement (63) of the second electrical machine (60). The invention further relates to an electrical machine arrangement (100) with the coupling arrangement (1) according to the invention and to a vehicle (200) with the electrical machine arrangement (100).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Koppelanordnung zum Koppeln einer ersten elektrischen Maschine mit einer zweiten elektrischen Maschine, eine elektrische Maschinenanordnung sowie ein Fahrzeug mit der elektrischen Maschinenanordnung.The present invention generally relates to a coupling arrangement for coupling a first electrical machine to a second electrical machine, an electrical machine arrangement and a vehicle with the electrical machine arrangement.
Es ist allgemein bekannt, zwei Motoren miteinander zu koppeln. Besonders Elektromotoren bieten sich hierfür an. Durch die Kopplung kann mit verhältnismäßig geringem Aufwand eine Leistungssteigerung erreicht werden. Der Vorteil, der sich hieraus ergibt, ist, dass bereits bestehende Elektromotoren verwendet werden können. So kann eine Neuentwicklung eines Elektromotors mit gesteigerter entfallen. Das spart Zeit und Kosten. Gerade bei Fahrzeugen mit geringen Stückzahlen kann sich das besonders anbieten, beispielsweise im Hobbybereich und im Motorsportbereich. Aber auch bei Anlagen im Montage- oder Fertigungsbau.It is well known that two motors can be coupled together. Electric motors are particularly suitable for this. By coupling them, an increase in performance can be achieved with relatively little effort. The advantage of this is that existing electric motors can be used. This means that there is no need to develop a new electric motor with increased performance. This saves time and money. This can be particularly useful for vehicles with small production runs, for example in the hobby sector and in motorsports. But also for systems in assembly or production construction.
Ein weiterer Vorteil, der sich aus der Kopplung zweier Elektromotoren ergibt, ist, dass je nach Bauform das Drehmoment an den beiden Abtriebswellen unterschiedlich verteilt werden kann. Bei dieser Anordnung kann über eine Beeinflussung der Drehmomentverteilung der Gierwinkel eines Fahrzeugs beeinflusst werden. Dadurch kann ein Fahrzeug beispielsweise zusätzlich lenken (Torque Vectoring).Another advantage of coupling two electric motors is that, depending on the design, the torque can be distributed differently on the two output shafts. With this arrangement, the yaw angle of a vehicle can be influenced by influencing the torque distribution. This allows a vehicle to additionally steer, for example (torque vectoring).
Eine Herausforderung bei der Kopplung zweier Elektromotoren ist die einwandfreie Kühlung und Schmierung bei einer gleichzeitig einwandfreien Lagerung und Ausrichtung der beiden Elektromotoren zueinander. Ist das nicht gegeben, können die Elektromotoren nicht mit voller Leistung betrieben werden. Weiterhin droht vorzeitiger Verschleiß. Im schlimmsten kann Fall im Betrieb ein Totalausfall drohen.One challenge when coupling two electric motors is ensuring proper cooling and lubrication while at the same time ensuring that the two electric motors are properly supported and aligned with each other. If this is not the case, the electric motors cannot operate at full power. There is also a risk of premature wear. In the worst case, a total failure can occur during operation.
Elektromotoren drehen zum Teil mit sehr hohen Drehzahlen. Für eine optimale Leistungssteigerung muss die mechanische Kopplung der Elektromotoren sehr hohen Drehmomentbelastungen standhalten können. Zugleich müssen eine ausreichende Kühlung und Schmierung in beiden Elektromotoren und in der Kopplung gewährleistet werden. Für eine bestmögliche Leistungssteigerung des Fahrzeugs muss das zusätzliche Gewicht, das aus der Kopplung beider Elektromotoren resultiert, zudem möglichst geringgehalten werden. Bei einer Unterdimensionierung der Koppelanordnung kann es jedoch zu einem Bruch im Bereich der Kopplung kommen.Electric motors sometimes rotate at very high speeds. To achieve an optimal increase in performance, the mechanical coupling of the electric motors must be able to withstand very high torque loads. At the same time, sufficient cooling and lubrication must be ensured in both electric motors and in the coupling. To achieve the best possible increase in the vehicle's performance, the additional weight resulting from the coupling of both electric motors must also be kept as low as possible. However, if the coupling arrangement is undersized, it can break in the area of the coupling.
Weiterhin muss eine radiale und axiale Ausrichtung der beiden Elektromotoren zueinander möglichst präzise sein und die Anbindung der beiden Elektromotoren am Fahrzeug möglichst unkompliziert.Furthermore, the radial and axial alignment of the two electric motors to each other must be as precise as possible and the connection of the two electric motors to the vehicle must be as uncomplicated as possible.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Koppelanordnung für die Kopplung von zwei elektrischen Maschinen, eine verbesserte elektrische Maschinenanordnung sowie ein verbessertes Fahrzeug bereitzustellen, bei dem die oben angegebenen Nachteile und Probleme wenigstens teilweise verringert werden.The object of the present invention is therefore to provide an improved coupling arrangement for coupling two electrical machines, an improved electrical machine arrangement and an improved vehicle in which the disadvantages and problems specified above are at least partially reduced.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Koppelanordnung nach Anspruch 1, die elektrische Maschinenanordnung nach Anspruch 9 und das Fahrzeug nach Anspruch 15.This object is achieved by the coupling arrangement according to
Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, den beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen.Further aspects and features of the present invention emerge from the dependent claims, the accompanying drawings and the following description of embodiments.
Gemäß einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Koppelanordnung zum Koppeln einer ersten elektrischen Maschine mit einer zweiten elektrischen Maschine, wobei die Koppelanordnung ein Koppelrohr und/oder eine außenliegende Koppelrahmenanordnung umfasst, wobei das Koppelrohr so ausgebildet ist, dass eine erste Abtriebswelle der ersten elektrischen Maschine zu einer zweiten Abtriebswelle der zweiten elektrischen Maschine koaxial koppelbar ist, und die Koppelrahmenanordnung so ausgebildet ist, dass eine erste Gehäuseanordnung der ersten elektrischen Maschine zu einer zweiten Gehäuseanordnung der zweiten elektrischen Maschine koppelbar ist. Die Koppelanordnung kann das Koppelrohr umfassen. Die Koppelanordnung kann die Koppelrahmenanordnung umfassen. Die Koppelanordnung kann das Koppelrohr und die Koppelrahmenanordnung umfassen.According to a first aspect, the present invention provides a coupling arrangement for coupling a first electrical machine to a second electrical machine, wherein the coupling arrangement comprises a coupling tube and/or an external coupling frame arrangement, wherein the coupling tube is designed such that a first output shaft of the first electrical machine can be coaxially coupled to a second output shaft of the second electrical machine, and the coupling frame arrangement is designed such that a first housing arrangement of the first electrical machine can be coupled to a second housing arrangement of the second electrical machine. The coupling arrangement can comprise the coupling tube. The coupling arrangement can comprise the coupling frame arrangement. The coupling arrangement can comprise the coupling tube and the coupling frame arrangement.
Die erste elektrische Maschine kann ein Elektromotor sein. Die zweite elektrische Maschine kann ein Elektromotor sein. Die Koppelanordnung kann zwei baugleiche elektrische Maschinen oder zwei unterschiedliche elektrische Maschinen koppeln.The first electrical machine can be an electric motor. The second electrical machine can be an electric motor. The coupling arrangement can couple two electrical machines of the same construction or two different electrical machines.
Das Koppelrohr kann so ausgebildet sein, dass die erste Abtriebswelle zu der zweiten Abtriebswelle antriebswirksam koppelbar ist. Das Koppelrohr kann ein Drehmoment übertragen. Das Koppelrohr kann so ausgebildet sein, dass es mit der ersten und der zweiten Abtriebswelle auf einer gemeinsamen Rotationsachse angeordnet ist.The coupling tube can be designed such that the first output shaft can be coupled to the second output shaft in a driving manner. The coupling tube can transmit a torque. The coupling tube can be designed such that it is arranged on a common axis of rotation with the first and second output shafts.
Das Koppelrohr kann so ausgebildet sein, dass die erste Abtriebswelle im Bereich einer Stirnseite zu der zweiten Abtriebswelle im Bereich einer Stirnseite koppelbar ist. Das Koppelrohr kann so ausgebildet sein, dass die erste Abtriebswelle zu der zweiten Abtriebswelle antriebswirksam koppelbar ist.The coupling tube can be designed so that the first output shaft in the area of a front side can be coupled to the second output shaft in the region of a front side. The coupling tube can be designed such that the first output shaft can be coupled to the second output shaft in a drivingly effective manner.
Die außenliegende Koppelrahmenanordnung kann so ausgebildet sein, dass sie außerhalb der ersten und der zweiten Gehäuseanordnung mit der ersten und der zweiten Gehäuseanordnung koppelbar ist. Die Koppelrahmenanordnung kann so ausgebildet sein, dass zusätzlich eine Anbindungsstruktur eines Fahrzeugs zu den beiden elektrischen Maschinen koppelbar ist.The external coupling frame arrangement can be designed such that it can be coupled to the first and second housing arrangements outside the first and second housing arrangements. The coupling frame arrangement can be designed such that a connection structure of a vehicle can also be coupled to the two electrical machines.
Mit der Koppelanordnung können zwei vorhandene elektrische Maschinen leistungssteigernd miteinander gekoppelt werden. Mit der Koppelanordnung können zwei elektrische Maschinen mechanisch und hydraulisch zu einem Doppelantrieb gekoppelt werden.With the coupling arrangement, two existing electrical machines can be coupled together to increase performance. With the coupling arrangement, two electrical machines can be coupled mechanically and hydraulically to form a double drive.
Mit der Koppelrahmenanordnung können die beiden elektrischen Maschinen axial zueinander ausgerichtet werden. Mit der Koppelrahmenanordnung können die beiden elektrischen Maschinen axial beabstandet zueinander ausgerichtet werden. Mit der Koppelrahmenanordnung können die beiden elektrischen Maschinen ohne Abstand zueinander ausgerichtet werden. Mit der Koppelrahmenanordnung können die beiden elektrischen Maschinen radial zueinander ausgerichtet werden. Die Koppelrahmenanordnung kann eine Drehmomentabstützung bewirken. Die Koppelrahmenanordnung kann Toleranzen auffangen.The coupling frame arrangement allows the two electrical machines to be aligned axially with respect to one another. The coupling frame arrangement allows the two electrical machines to be aligned axially with respect to one another. The coupling frame arrangement allows the two electrical machines to be aligned without any distance from one another. The coupling frame arrangement allows the two electrical machines to be aligned radially with respect to one another. The coupling frame arrangement can provide torque support. The coupling frame arrangement can absorb tolerances.
Über die Koppelrahmenanordnung können die beiden elektrischen Maschinen ausreichend gekühlt und geschmiert werden.The coupling frame arrangement allows the two electrical machines to be sufficiently cooled and lubricated.
Mit der Koppelanordnung kann eine leichtere Bauweise erreicht werden, da eine Abstützung und Verschraubung an der Gehäuseanordnung erfolgt und nicht im Bereich eines Lagerschildes. Zudem kann mit der Koppelanordnung eine modulare und kostengünstige Bauweise erreicht werden.The coupling arrangement enables a lighter construction, as support and screwing are carried out on the housing arrangement and not in the area of a bearing plate. In addition, the coupling arrangement enables a modular and cost-effective construction.
Vor einer detaillierten Beschreibung der Figuren folgen allgemeine Bemerkungen zu den Ausführungsformen.Before a detailed description of the figures, general remarks on the embodiments follow.
Es gibt Ausführungsformen, bei denen das Koppelrohr so ausgebildet ist, dass die beiden Abtriebswellen jeweils über einen Hohlwellenabschnitt zueinander koaxial koppelbar sind.There are embodiments in which the coupling tube is designed in such a way that the two output shafts can be coaxially coupled to each other via a hollow shaft section.
Die beiden Abtriebswellen können einen baugleichen Hohlwellenabschnitt haben. Die beiden Abtriebswellen können einen unterschiedlichen Hohlwellenabschnitt haben. Der Hohlwellenabschnitt kann sich durch die komplette Abtriebswelle erstrecken. Der Hohlwellenabschnitt kann sich entlang eines nicht durchgängigen Abschnitts der Abtriebswelle erstrecken.The two output shafts can have an identical hollow shaft section. The two output shafts can have a different hollow shaft section. The hollow shaft section can extend through the entire output shaft. The hollow shaft section can extend along a non-continuous section of the output shaft.
Das Koppelrohr kann so ausgebildet sein, dass die beiden Abtriebswellen über den Hohlwellenabschnitt mechanisch verbindbar sind. Das Koppelrohr kann so ausgebildet sein, dass es mit dem Hohlwellenabschnitt eine drehfeste Verbindung bildet. Die drehfeste Verbindung kann eine Steckverzahnung oder eine andere Welle-Nabe-Verbindung sein. An dem Koppelrohr kann eine Außenverzahnung ausgebildet sein. An dem Koppelrohr kann an beiden Stirnseiten eine Außenverzahnung ausgebildet sein.The coupling tube can be designed so that the two output shafts can be mechanically connected via the hollow shaft section. The coupling tube can be designed so that it forms a rotationally fixed connection with the hollow shaft section. The rotationally fixed connection can be a spline or another shaft-hub connection. External teeth can be formed on the coupling tube. External teeth can be formed on both end faces of the coupling tube.
Diese Koppelanordnung kann beispielsweise bei längs angeordneten Maschinenanordnungen angewendet werden. Dadurch kann eine Leistungssteigerung erreicht werden.This coupling arrangement can be used, for example, in longitudinally arranged machines. This can lead to an increase in performance.
Das Koppelrohr kann so ausgebildet sein, dass es stehend über eine Lagerungsanordnung mit den beiden Abtriebswellen koppelbar ist. Diese Koppelanordnung kann beispielsweise bei quer angeordneten Maschinenanordnungen angewendet werden. Beispielsweise können durch diese Anordnung die beiden elektrischen Maschinen unabhängig voneinander angesteuert werden. Dadurch kann beispielsweise eine Drehmomentverteilung gesteuert werden. Dadurch kann beispielsweise ein Torque vectoring in Kurvenfahrten erfolgen. Dadurch können beispielsweise beide elektrischen Maschinen über eine zentrale Zuführung mit einem Fluid versorgt werden.The coupling tube can be designed in such a way that it can be coupled to the two output shafts in an upright position via a bearing arrangement. This coupling arrangement can be used, for example, for transversely arranged machine arrangements. For example, this arrangement allows the two electrical machines to be controlled independently of one another. This can be used, for example, to control torque distribution. This can be used, for example, to enable torque vectoring when cornering. This can be used, for example, to supply both electrical machines with a fluid via a central supply.
Es gibt Ausführungsformen, bei denen die Koppelanordnung weiterhin eine Funktionshülse umfasst, wobei die Funktionshülse das Koppelrohr zwischen der ersten und der zweiten Gehäuseanordnung umhüllt.There are embodiments in which the coupling arrangement further comprises a functional sleeve, wherein the functional sleeve envelops the coupling tube between the first and the second housing arrangement.
Die Funktionshülse kann zylinderförmig sein. Die Funktionshülse kann das Koppelrohr vollständig umhüllen. Die Funktionshülse kann koaxial bzw. konzentrisch zum Koppelrohr ausgerichtet sein.The functional sleeve can be cylindrical. The functional sleeve can completely enclose the coupling tube. The functional sleeve can be aligned coaxially or concentrically to the coupling tube.
Die Funktionshülse kann das Koppelrohr führen. Das Koppelrohr kann in der Funktionshülse geführt sein. In der Funktionshülse kann ein Führungsabschnitt ausgebildet sein.The functional sleeve can guide the coupling tube. The coupling tube can be guided in the functional sleeve. A guide section can be formed in the functional sleeve.
Die Funktionshülse kann abdichtend zu der ersten und zweiten Gehäuseanordnung angeordnet sein. Das Koppelrohr kann innerhalb der Funktionshülse rotieren. Die Funktionshülse kann bei einer Rotation des Koppelrohrs nicht rotieren. Die Funktionshülse kann stehend sein.The functional sleeve can be arranged in a sealing manner to the first and second housing arrangement. The coupling tube can rotate within the functional sleeve. The functional sleeve cannot rotate when the coupling tube rotates. The functional sleeve can be stationary.
Durch die Funktionshülse und das Koppelrohr kann eine gemeinsame Fluidversorgung der ersten und der zweiten elektrischen Maschine erfolgen.The functional sleeve and the coupling pipe enable a common fluid supply to the first and second electrical machines.
Es gibt Ausführungsformen, bei denen die Funktionshülse einen Zentrierungsabschnitt zur koaxialen Ausrichtung gegenüber dem Koppelrohr umfasst.There are embodiments in which the functional sleeve comprises a centering section for coaxial alignment with the coupling tube.
Die Funktionshülse kann zwei Zentrierungsabschnitte umfassen. Der Zentrierungsabschnitt kann an einer Stirnseite der Funktionshülse ausgebildet sein. Der Zentrierungsabschnitt kann ringförmig sein. Der Zentrierungsabschnitt kann flanschartig sein. In dem Zentrierungsabschnitt kann eine oder mehrere Aufnahmeausnehmungen ausgebildet sein. Die Aufnahmeausnehmung kann eine Durchgangsbohrung sein.The functional sleeve can comprise two centering sections. The centering section can be formed on an end face of the functional sleeve. The centering section can be ring-shaped. The centering section can be flange-like. One or more receiving recesses can be formed in the centering section. The receiving recess can be a through hole.
Es gibt Ausführungsformen, bei denen das Koppelrohr eine koaxiale Durchgangsausnehmung umfasst.There are embodiments in which the coupling tube comprises a coaxial through-hole.
Das Koppelrohr kann als Hohlrohr ausgebildet sein. Das Koppelrohr kann wellenartig ausgebildet sein. Die Durchgangsausnehmung kann eine Durchgangsbohrung sein. Die Durchgangsbohrung kann dazu beitragen, eine ausreichende Fluidversorgung zu gewährleisten. Die Fluidversorgung kann eine Kühlung und/oder Schmierung sein.The coupling tube can be designed as a hollow tube. The coupling tube can be designed like a wave. The through-hole can be a through-hole. The through-hole can help to ensure a sufficient fluid supply. The fluid supply can be cooling and/or lubrication.
Es gibt Ausführungsformen, bei denen die Koppelanordnung an der Funktionshülse einen ersten Fluideinlass und an dem Koppelrohr einen zweiten Fluideinlass umfasst, die einen gemeinsamen Einlass zur Durchgangsausnehmung bilden.There are embodiments in which the coupling arrangement comprises a first fluid inlet on the functional sleeve and a second fluid inlet on the coupling tube, which form a common inlet to the through-hole.
Der erste Fluideinlass kann eine Ausnehmung in radialer Richtung sein. Der erste Fluideinlass kann eine radiale Bohrung sein. Der erste Fluideinlass kann eine durchgängige Ausnehmung durch die komplette Wandstärke der Funktionshülse sein.The first fluid inlet can be a recess in the radial direction. The first fluid inlet can be a radial bore. The first fluid inlet can be a continuous recess through the entire wall thickness of the functional sleeve.
Der zweite Fluideinlass kann eine radiale Ausnehmung in radialer Richtung umfassen. Der zweite Fluideinlass kann eine radiale Bohrung sein. Der zweite Fluideinlass kann eine durchgängige Ausnehmung durch die komplette Wandstärke des Koppelrohrs sein. Das Koppelrohr kann mehrere radiale Ausnehmungen umfassen. Die mehreren radialen Ausnehmungen können in Umfangsrichtung um die Rotationsachse angeordnet sein.The second fluid inlet can comprise a radial recess in the radial direction. The second fluid inlet can be a radial bore. The second fluid inlet can be a continuous recess through the entire wall thickness of the coupling tube. The coupling tube can comprise a plurality of radial recesses. The plurality of radial recesses can be arranged in the circumferential direction around the axis of rotation.
Der zweite Fluideinlass kann eine umlaufende Nutgeometrie umfassen. Die Nutgeometrie kann von zwei ringförmigen Abschnitten begrenzt sein. Die ringförmigen Abschnitte können einen größeren Durchmesser haben als ein Außendurchmesser des Koppelrohrs. Die ringförmigen Abschnitte können gegenüber einer innenliegenden Mantelfläche der Funktionshülse umlaufend abgedichtet sein. Die Nutgeometrie kann eine Kammer zwischen der Funktionshülse und dem Koppelrohr bilden.The second fluid inlet can comprise a circumferential groove geometry. The groove geometry can be delimited by two annular sections. The annular sections can have a larger diameter than an outer diameter of the coupling tube. The annular sections can be sealed all the way around an inner surface of the functional sleeve. The groove geometry can form a chamber between the functional sleeve and the coupling tube.
Der zweite Fluideinlass kann die radiale Ausnehmung und die Nutgeometrie umfassen. Die radiale Ausnehmung und die Nutgeometrie können miteinander verbunden sein. Die Ausnehmung und die Nutgeometrie können eine gemeinsame Kammer zwischen der Funktionshülse und dem Koppelrohr bilden.The second fluid inlet can comprise the radial recess and the groove geometry. The radial recess and the groove geometry can be connected to one another. The recess and the groove geometry can form a common chamber between the functional sleeve and the coupling tube.
Über den ersten Fluideinlass kann ein Fluid in die Durchgangsausnehmung eingeleitet werden. Dadurch kann eine optimale Fluidversorgung (Schmierung und Kühlung) gewährleistet werden. Durch den ersten und zweiten Fluideinlass kann eine gemeinsame Fluidversorgung der ersten und der zweiten elektrischen Maschine erfolgen. Dadurch kann beispielsweise auf zwei autarke Kreisläufe zur Fluidversorgung verzichtet werden. Dadurch kann beispielsweise auf eine zweite Fluidzuführung verzichtet werden.A fluid can be introduced into the through-hole via the first fluid inlet. This ensures an optimal fluid supply (lubrication and cooling). The first and second fluid inlets can be used to supply fluid together to the first and second electrical machines. This means that two independent circuits for fluid supply are not required, for example. This means that a second fluid supply is not required, for example.
Es gibt Ausführungsformen, bei denen die Koppelrahmenanordnung eine Ringelementanordnung und eine Abstandshalteranordnung umfasst, wobei die Ringelementanordnung mit der ersten und der zweiten Gehäuseanordnung außenliegend koppelbar ist.There are embodiments in which the coupling frame arrangement comprises a ring element arrangement and a spacer arrangement, wherein the ring element arrangement can be coupled externally to the first and second housing arrangements.
Die Ringelementanordnung und die Abstandshalteranordnung können drehmomentenfest miteinander gekoppelt sein. Die Ringelementanordnung kann radial im Außenbereich zu der Gehäuseanordnung koppelbar sein. Die Ringelementanordnung kann radial an mehreren Positionen mit der Gehäuseanordnung koppelbar sein.The ring element arrangement and the spacer arrangement can be coupled to one another in a torque-resistant manner. The ring element arrangement can be coupled radially to the housing arrangement in the outer region. The ring element arrangement can be coupled radially to the housing arrangement at several positions.
An der Ringelementanordnung können mehrere Schnittstellenaufnahmen ausgebildet sein. Die Ringelementanordnung kann über die Schnittstellenaufnahme mit der Gehäuseanordnung koppelbar sein. Die Koppelrahmenanordnung ist über die Schnittstellenaufnahme beispielsweise auch zu einem Rahmen eines Fahrzeugs koppelbar.Several interface receptacles can be formed on the ring element arrangement. The ring element arrangement can be coupled to the housing arrangement via the interface receptacle. The coupling frame arrangement can also be coupled to a frame of a vehicle, for example, via the interface receptacle.
Die Abstandshalterungsanordnung kann so ausgebildet sein, dass die erste und die zweite elektrische Maschine axial beabstandet zueinander angeordnet werden können.The spacer arrangement can be designed such that the first and second electrical machines can be arranged axially spaced from one another.
Über die Koppelrahmenanordnung können die beiden montierten elektrischen Maschinen nachträglich zueinander mechanisch gekoppelt werden, ohne dass eine Demontage an einer der elektrischen Maschinen erfolgen muss.The coupling frame arrangement allows the two assembled electrical machines to be subsequently mechanically coupled to each other without having to dismantle one of the electrical machines.
Die Koppelrahmenanordnung kann Toleranzen auffangen. Die Koppelrahmenanordnung kann lastgerecht und gewichtsoptimiert konstruiert werden. Die Koppelrahmenanordnung kann gemäß einer maximalen Drehmomentbelastung zwischen den beiden elektrischen Maschinen konstruiert werden.The coupling frame arrangement can absorb tolerances. The coupling frame arrangement can be designed to be load-appropriate and weight-optimized. The coupling frame arrangement can be designed according to a maximum torque load between the two electrical machines.
Es gibt Ausführungsformen, bei denen die Ringelementanordnung zwei Ringelemente und die Abstandshalteranordnung einen Abstandshalter umfasst, wobei die beiden Ringelemente über den Abstandshalter koaxial miteinander verbunden sind.There are embodiments in which the ring element arrangement comprises two ring elements and the spacer arrangement comprises a spacer, wherein the two ring elements are coaxially connected to one another via the spacer.
Das Ringelement kann ein plattenförmiges Ringelement sein. Die beiden Ringelemente können identisch oder unterschiedlich sein.The ring element can be a plate-shaped ring element. The two ring elements can be identical or different.
Die Abstandshalteranordnung kann einen oder mehrere Abstandshalter umfassen. Die Abstandshalteranordnung kann die beiden Ringelemente an mehreren Positionen mechanisch zueinander verbinden.The spacer arrangement can comprise one or more spacers. The spacer arrangement can mechanically connect the two ring elements to each other at several positions.
Ein zweiter Aspekt der Anmeldung betrifft eine elektrische Maschinenanordnung umfassend:
- - die erfindungsgemäße Koppelanordnung;
- - eine erste und eine zweite elektrische Maschine mit jeweils einem Rotor, einer Abtriebswelle und einer Gehäuseanordnung,
- - the coupling arrangement according to the invention;
- - a first and a second electric machine, each having a rotor, an output shaft and a housing arrangement,
Die elektrische Maschinenanordnung kann zwei elektrische Maschinen umfassen. Die elektrische Maschinenanordnung kann zwei Elektromotoren umfassen. Die elektrische Maschinenanordnung kann ein Traktionsmotor eines Fahrzeugs sein. Die elektrische Maschinenanordnung kann ein Traktionsmotor Krans oder einer Seilwinde sein.The electrical machine arrangement may comprise two electrical machines. The electrical machine arrangement may comprise two electric motors. The electrical machine arrangement may be a traction motor of a vehicle. The electrical machine arrangement may be a traction motor of a crane or a cable winch.
Die Abtriebswelle kann koaxial bzw. konzentrisch innerhalb des Rotors angeordnet sein. Der Rotor kann jeweils über einen Funktionsträger mit der Abtriebswelle antriebswirksam gekoppelt sein. Der Rotor kann zylinderförmig sein. Der Rotor kann drehbar innerhalb eines Stators angeordnet sein.The output shaft can be arranged coaxially or concentrically within the rotor. The rotor can be coupled to the output shaft via a functional carrier. The rotor can be cylindrical. The rotor can be arranged rotatably within a stator.
Die Abtriebswelle kann eine Hohlwelle sein. Die Abtriebswelle kann eine Antriebswelle sein. Die Abtriebswelle kann eine Ausgangswelle sein.The output shaft can be a hollow shaft. The output shaft can be a drive shaft. The output shaft can be an output shaft.
Die Gehäuseanordnung kann jeweils ein Gehäuse und eine Gehäuseabdeckung umfassen. Der Rotor kann innerhalb der Gehäuseanordnung angeordnet sein. Der Stator kann innerhalb der Gehäuseanordnung angeordnet sein. Die Abtriebswelle kann teilweise in der Gehäuseanordnung angeordnet sein. Die Abtriebswelle kann teilweise aus der Gehäuseanordnung herausragen.The housing assembly may include a housing and a housing cover, respectively. The rotor may be disposed within the housing assembly. The stator may be disposed within the housing assembly. The output shaft may be partially disposed within the housing assembly. The output shaft may partially protrude from the housing assembly.
Die erste Abtriebswelle und die zweite Abtriebswelle können eine gemeinsame Rotationsachse haben. Die erste Abtriebswelle und die zweite Abtriebswelle im Betrieb um eine gemeinsame Rotationsachse drehen bzw. rotieren.The first output shaft and the second output shaft can have a common axis of rotation. The first output shaft and the second output shaft rotate about a common axis of rotation during operation.
Die erste Abtriebswelle kann zu der zweiten Abtriebswelle über das Koppelrohr koaxial gekoppelt sein. Die erste Gehäuseanordnung kann zu der zweiten Gehäuseanordnung über die Koppelrahmenanordnung außenliegend gekoppelt sein. Die erste Abtriebswelle kann zu der zweiten Abtriebswelle über das Koppelrohr koaxial gekoppelt sein und die erste Gehäuseanordnung kann zu der zweiten Gehäuseanordnung über die Koppelrahmenanordnung außenliegend gekoppelt sein.The first output shaft may be coaxially coupled to the second output shaft via the coupling tube. The first housing arrangement may be externally coupled to the second housing arrangement via the coupling frame arrangement. The first output shaft may be coaxially coupled to the second output shaft via the coupling tube and the first housing arrangement may be externally coupled to the second housing arrangement via the coupling frame arrangement.
Die erste und/oder die zweite Abtriebswelle kann schwimmend zu dem Koppelrohr gelagert sein. Die erste und/oder die zweite Abtriebswelle kann schwimmend zu dem Koppelrohr mit jeweils einem Anschlag am Koppelrohr gelagert sein.The first and/or the second output shaft can be mounted floatingly to the coupling tube. The first and/or the second output shaft can be mounted floatingly to the coupling tube, each with a stop on the coupling tube.
Es gibt Ausführungsformen, bei denen die beiden Abtriebswellen jeweils einen Hohlwellenabschnitt umfassen und das Koppelrohr beidseitig teilweise innerhalb der beiden Hohlwellenabschnitte angeordnet ist.There are embodiments in which the two output shafts each comprise a hollow shaft section and the coupling tube is arranged on both sides partially within the two hollow shaft sections.
Die beiden Abtriebswellen können als Hohlrohr ausgeführt sein und über das Koppelrohr zueinander gekoppelt sein. Das Koppelrohr kann in jeweils einen Hohlwellenabschnitt der beiden Abtriebswellen zugleich gesteckt werden.The two output shafts can be designed as hollow tubes and coupled to each other via the coupling tube. The coupling tube can be inserted into one hollow shaft section of each of the two output shafts at the same time.
Das Koppelrohr kann in der bereits zuvor beschriebenen Weise drehend oder stehend zwischen den beiden Abtriebswellen angeordnet sein.The coupling tube can be arranged in a rotating or stationary manner between the two output shafts in the manner already described above.
Es gibt Ausführungsformen, bei denen die Koppelrahmenanordnung mit den beiden Gehäuseanordnungen über jeweils eine Befestigungsanordnung in einem Randbereich der beiden Gehäuseanordnung außenliegend gekoppelt ist.There are embodiments in which the coupling frame arrangement is coupled to the two housing arrangements via a fastening arrangement in an edge region of the two housing arrangements on the outside.
Die jeweiligen Befestigungsanordnungen können als Durchgangsausnehmung ausgebildet sein. Eine Wandstärke im Bereich der Befestigungsanordnungen kann größer sein als eine restliche Wandstärke der Gehäuseanordnung. Die Befestigungsanordnung kann jeweils in einem Randbereich der Gehäuseanordnung umlaufend entlang der Gehäuseanordnung angeordnet sein.The respective fastening arrangements can be designed as a through-hole. A wall thickness in the area of the fastening arrangements can be greater than a remaining wall thickness of the housing arrangement. The fastening arrangement can be arranged in each case in an edge area of the housing arrangement, circumferentially along the housing arrangement.
Jede elektrische Maschine kann eine Befestigungsanordnung umfassen. Die Befestigungsanordnung kann eine erste Befestigungsanordnung umfassen, die im Gehäuse ausgebildet ist. Die Befestigungsanordnung kann eine zweite Befestigungsanordnung umfassen, die in der Gehäuseabdeckung ausgebildet ist.Each electric machine may include a mounting arrangement. The mounting arrangement may include a first mounting arrangement formed in the housing. The mounting arrangement may include a second mounting arrangement formed in the housing cover.
Die erste Befestigungsanordnung kann konzentrisch zur zweiten Befestigungsanordnung ausgerichtet sein. Ein Durchmesser der ersten und der zweiten Befestigungsanordnung kann identisch sein. Die Koppelrahmenanordnung kann von außerhalb an die Gehäuseanordnung montiert oder demontiert werden. Die Koppelrahmenanordnung kann an die Gehäuseanordnung montiert oder demontiert werden, ohne dass der Gehäusedeckel vom Gehäuse demontiert werden muss. Die Koppelrahmenanordnung kann an die Gehäuseanordnung gekoppelt werden, ohne dass der Gehäusedeckel vom Gehäuse demontiert werden muss.The first fastening arrangement can be concentrically aligned with the second fastening arrangement. A diameter of the first and the second fastening arrangement can be identical. The coupling frame arrangement can be mounted or dismounted from the outside of the housing arrangement. The coupling frame arrangement can be mounted or dismounted from the housing arrangement without having to dismount the housing cover from the housing. The coupling frame arrangement can be coupled to the housing arrangement without having to dismount the housing cover from the housing.
Es gibt Ausführungsformen, bei denen die Koppelanordnung eine Funktionshülse umfasst, die jeweils mit einem Lagerschild der beiden Gehäuseanordnungen verbunden ist.There are embodiments in which the coupling arrangement comprises a functional sleeve, which is connected to a bearing plate of each of the two housing arrangements.
In dem Lagerschild kann jeweils eine Lagerungsanordnung für die Abtriebswelle angeordnet sein. Die Funktionshülse kann über den Zentrierungsabschnitt jeweils mit dem Lagerschild der Gehäuseanordnung verbunden sein.A bearing arrangement for the output shaft can be arranged in the bearing shield. The functional sleeve can be connected to the bearing shield of the housing arrangement via the centering section.
An dem Lagerschild kann eine ringförmige Ausnehmung ausgebildet sein. Der Zentrierungsabschnitt kann ausfüllend in die ringförmige Ausnehmung eingesetzt werden. Der Zentrierungsabschnitt kann in die ringförmige Ausnehmung gesteckt werden. Die Funktionshülse kann an dem Lagerschild radial zur Rotationsachse zentriert werden.An annular recess can be formed on the bearing plate. The centering section can be inserted into the annular recess to fill it. The centering section can be inserted into the annular recess. The functional sleeve can be centered on the bearing plate radially to the axis of rotation.
Die Funktionshülse kann im Bereich der ringförmigen Ausnehmung drehfest mit einem Lagerschild oder beiden Lagerschilden verbunden sein. Die Funktionshülse kann im Bereich der ringförmigen Ausnehmung drehfest mit dem Lagerschild verschraubt sein.The functional sleeve can be connected to one or both bearing shields in a rotationally fixed manner in the area of the annular recess. The functional sleeve can be screwed to the bearing shield in a rotationally fixed manner in the area of the annular recess.
Im Bereich des Lagerschilds kann jeweils eine Dichtungsnut ausgebildet sein. Die Funktionshülse und die Gehäuseanordnung können über die Dichtungsnut in dem Lagerschild abdichtend zueinander verbunden sein.A sealing groove can be formed in the area of the bearing plate. The functional sleeve and the housing arrangement can be connected to one another in a sealing manner via the sealing groove in the bearing plate.
Es gibt Ausführungsformen, bei denen die beiden elektrischen Maschinen über einen ersten Fluideinlass an der Funktionshülse mit einem Fluid versorgt werden.There are embodiments in which the two electrical machines are supplied with a fluid via a first fluid inlet on the functional sleeve.
Das Fluid kann Öl sein. Das Fluid kann ein anderes Schmiermittel und/oder Kühlmittel sein. Das Fluid kann die elektrische Maschinenanordnung schmieren und/oder kühlen.The fluid may be oil. The fluid may be another lubricant and/or coolant. The fluid may lubricate and/or cool the electrical machine assembly.
Die beiden elektrische Maschine könne über verschiedene Varianten mit dem Fluid versorgt werden. Dadurch kann die elektrische Maschinenanordnung optimal geschmiert werden. Dadurch kann die elektrische Maschinenanordnung optimal gekühlt werden.The two electrical machines can be supplied with fluid in different ways. This allows the electrical machine arrangement to be optimally lubricated. This allows the electrical machine arrangement to be optimally cooled.
Bei einer ersten Varianten kann die Fluidversorgung folgendermaßen erfolgen: Das Fluid kann über den ersten Fluideinlass von außen eingeleitet werden. Das Fluid kann von dem ersten Fluideinlass über die Nutgeometrie und die radiale Ausnehmung des zweiten Fluideinlasses in die Durchgangsausnehmung des Koppelrohrs fließen. Über die Durchgangsausnehmung kann das Fluid axial befördert werden. Über die radiale Ausnehmung kann das Fluid radial befördert werden. Sowohl über die Durchgangsausnehmung als auch über die radiale Ausnehmung kann das Fluid die Lagerungsanordnung der Abtriebswelle schmieren. Weiterhin kann das Fluid über die Durchgangsausnehmung axial in die Abtriebswelle befördert werden. Von der Abtriebswelle kann das Fluid weiter innerhalb der elektrischen Maschine axial befördert werden. Über radiale Bohrungen in der Abtriebswelle kann das Fluid in der elektrischen Maschine radial abgeführt werden.In a first variant, the fluid supply can be carried out as follows: The fluid can be introduced from the outside via the first fluid inlet. The fluid can flow from the first fluid inlet via the groove geometry and the radial recess of the second fluid inlet into the through-hole of the coupling tube. The fluid can be transported axially via the through-hole. The fluid can be transported radially via the radial recess. The fluid can lubricate the bearing arrangement of the output shaft via both the through-hole and the radial recess. Furthermore, the fluid can be transported axially into the output shaft via the through-hole. From the output shaft, the fluid can be transported further axially within the electrical machine. The fluid in the electrical machine can be discharged radially via radial bores in the output shaft.
Bei einer zweiten Variante kann die Fluidversorgung folgendermaßen erfolgen: Das Fluid kann jeweils einseitig und/oder beidseitig über die Stirnseite der hohlen Abtriebswelle von außen eingeleitet werden. Das Fluid kann auch zentral eingeleitet werden. Das Fluid kann axial entlang der Abtriebswelle innerhalb der Abtriebswelle befördert werden. Über radiale Bohrungen in der Abtriebswelle kann das Fluid in der elektrischen Maschine radial abgeführt werden. Das Fluid kann durch das Koppelrohr hindurch axial befördert werden. Das Fluid kann innerhalb des Koppelrohrs radial abgeführt werden. Die Stirnseite kann über ein Verschlusselement fluiddicht verschlossen werden.In a second variant, the fluid supply can be carried out as follows: The fluid can be introduced from the outside on one side and/or both sides via the front side of the hollow output shaft. The fluid can also be introduced centrally. The fluid can be transported axially along the output shaft within the output shaft. The fluid in the electric machine can be discharged radially via radial holes in the output shaft. The fluid can be transported axially through the coupling pipe. The fluid can be discharged radially within the coupling pipe. The front side can be sealed fluid-tight using a closure element.
Bei einer dritten Variante kann die Fluidversorgung über einen Ölübertrager erfolgen. Die Fluidversorgung kann über einen Rechteckring erfolgen. Bei der dritten Variante kann das Fluid über eine Öffnung in der Gehäuseanordnung eingeleitet werden. Die Öffnung kann mit dem Ölübertrager verbunden sein.In a third variant, the fluid supply can be via an oil exchanger. The fluid supply can be via a rectangular ring. In the third variant, the fluid can be introduced via an opening in the housing arrangement. The opening can be connected to the oil exchanger.
Es gibt Ausführungsformen, bei denen die erste elektrische Maschine weiterhin eine erste Getriebeanordnung und/oder die zweite elektrische Maschine weiterhin eine zweite Getriebeanordnung umfasst, wobei die erste und die zweite Getriebeanordnung jeweils innerhalb des Rotors angeordnet ist.There are embodiments in which the first electric machine further comprises a first transmission arrangement and/or the second electric machine further comprises a second transmission arrangement wherein the first and second gear assemblies are each arranged within the rotor.
Die Getriebeanordnung kann eine Planetengetriebeanordnung sein. Die erste und die zweite Getriebeanordnung können jeweils koaxial zur Abtriebswelle innerhalb des Rotors angeordnet sein. Die erste und/oder die zweite Getriebeanordnung können jeweils auf einer Seite des Rotors angeordnet sein, die der Koppelanordnung abgewandt ist.The gear arrangement can be a planetary gear arrangement. The first and the second gear arrangement can each be arranged coaxially to the output shaft within the rotor. The first and/or the second gear arrangement can each be arranged on a side of the rotor that faces away from the coupling arrangement.
Der Rotor kann über die Planetengetriebeanordnung antriebswirksam mit der Abtriebswelle koppelbar sein. Der Rotor kann über den Funktionsträger und die Planetengetriebeanordnung antriebswirksam mit der Abtriebswelle koppelbar sein.The rotor can be coupled to the output shaft in a drive-effective manner via the planetary gear arrangement. The rotor can be coupled to the output shaft in a drive-effective manner via the function carrier and the planetary gear arrangement.
Die Getriebeanordnung kann über den ersten Fluideinlass an der Funktionshülse mit dem Fluid versorgt werden. Die Getriebeanordnung kann über die Koppelanordnung ebenfalls geschmiert werden. Die Getriebeanordnung kann über die Koppelanordnung ebenfalls gekühlt werden.The gear arrangement can be supplied with fluid via the first fluid inlet on the functional sleeve. The gear arrangement can also be lubricated via the coupling arrangement. The gear arrangement can also be cooled via the coupling arrangement.
Ein dritter Aspekt der Anmeldung betrifft ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschinenanordnung.A third aspect of the application relates to a vehicle with the electrical machine arrangement according to the invention.
Die elektrische Maschinenanordnung kann ein Traktionsmotor des Fahrzeugs sein. Das Fahrzeug kann beispielsweise ein Motorrad, ein Roller, ein Quad, ein ATV, ein Buggy, ein gepanzertes Fahrzeug, ein Schneemobil, ein Boot oder ein eVTOL sein. Das Fahrzeug kann auch ein anderes elektrisches Fahrzeug sein. Das Fahrzeug kann auch ein Kran oder eine Seilwinde sein.The electric machine assembly may be a traction motor of the vehicle. The vehicle may be, for example, a motorcycle, a scooter, a quad, an ATV, a buggy, an armored vehicle, a snowmobile, a boat, or an eVTOL. The vehicle may also be another electric vehicle. The vehicle may also be a crane or a winch.
Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Gleiche oder ähnliche Bauteile werden mit einheitlichen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen:
-
1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschinenanordnung mit einer erfindungsgemäßen Koppelanordnung; -
2a eine Schnittansicht der elektrischen Maschinenanordnung mit der Koppelanordnung; -
2b eine Detailansicht eines Koppelrohrs mit einer Funktionshülse; -
2c eine Detailansicht einer Koppelrahmenanordnung; -
3 eine perspektivische Ansicht der Koppelanordnung; -
4 eine perspektivische Ansicht der Maschinenanordnung; -
5a -c verschiedene Varianten zur Fluidversorgung der elektrischen Maschinenanordnung; -
6a ein Fahrzeug, bei dem die elektrische Maschinenanordnung mit der Koppelanordnung die Hinterräder antreibt; -
6b ein Fahrzeug, bei dem die elektrische Maschinenanordnung mit der Koppelanordnung alle vier Räder antreibt; -
6c ein Zweirad, bei dem die elektrische Maschinenanordnung mit der Koppelanordnung ein Hinterrad antreibt; -
6d ein Schneefahrzeug, bei dem die elektrische Maschinenanordnung mit der Koppelanordnung eine Raupe antreibt und -
6e ein Wasserfahrzeug, bei dem die elektrische Maschinenanordnung mit der Koppelanordnung einen Propeller antreibt.
-
1 a schematic view of an electrical machine arrangement according to the invention with a coupling arrangement according to the invention; -
2a a sectional view of the electrical machine arrangement with the coupling arrangement; -
2b a detailed view of a coupling tube with a functional sleeve; -
2c a detailed view of a coupling frame arrangement; -
3 a perspective view of the coupling arrangement; -
4 a perspective view of the machine arrangement; -
5a -c different variants for the fluid supply of the electrical machine arrangement; -
6a a vehicle in which the electric machine arrangement with the coupling arrangement drives the rear wheels; -
6b a vehicle in which the electric machine arrangement with the coupling arrangement drives all four wheels; -
6c a two-wheeler in which the electric machine arrangement with the coupling arrangement drives a rear wheel; -
6d a snow vehicle in which the electrical machine arrangement with the coupling arrangement drives a caterpillar and -
6e a watercraft in which the electrical machine arrangement with the coupling arrangement drives a propeller.
Die beiden elektrischen Maschinen 50, 60 sind über die Koppelanordnung 1 miteinander verbunden. Die Koppelanordnung 1 umfasst eine außenliegende Koppelrahmenanordnung 10 und ein Koppelrohr 3. Die erste und die zweite Gehäuseanordnung 53, 63 sind über die außenliegende Koppelrahmenanordnung 10 zueinander mechanisch gekoppelt. Die erste und die zweite Abtriebswelle 51, 61 sind über das Koppelrohr 3 zueinander gekoppelt. Das Koppelrohr 3 wird von einer Funktionshülse 20 umhüllt. Die Funktionshülse 20 ist zwischen der ersten und zweiten Gehäuseanordnung 53, 63 angeordnet.The two
Die Koppelrahmenanordnung 10 umfasst weiterhin eine Ringelementanordnung 11 und eine Abstandshalteranordnung 13. Die Ringelementanordnung 11 ist in einem äußeren Randbereich der Gehäuseanordnung 53, 63 mit der Gehäuseanordnung 53, 63 mechanisch gekoppelt. Die Abstandshalteranordnung 13 ist zwischen der Ringelementanordnung 11 angeordnet und mechanisch mit der Abstandshalteranordnung 13 gekoppelt.The
Die elektrische Maschinenanordnung 100 hat einen beidseitigen Abtrieb. An den beiden Abtrieben der Abtriebswelle 51, 61 ist jeweils außerhalb der Gehäuseanordnung 53, 63 ein Antriebselement 80 mit der Abtriebswelle 51, 61 verbunden. Die Getriebeanordnung 59, 69 der beiden elektrischen Maschinen 50, 60 ist jeweils auf einer Seite innerhalb des Rotors 55, 65 angeordnet, die der Koppelanordnung 1 abgeneigt ist. Die Getriebeanordnung 59, 69 ist jeweils über einen Funktionsträger 4 mit der Abtriebswelle 51, 61 antriebswirksam gekoppelt. Der Funktionsträger 4 ist jeweils mit dem Rotor 55, 65 wirkverbunden.The
Die Abtriebswellen 51, 61 sind beide als durchgängige Hohlwellen ausgeführt, die jeweils koaxial zur Rotationsachse R angeordnet sind. Die Abtriebswellen 51, 61 haben einen Hohlwellenabschnitt 51a, 61a.The
Die beiden Abtriebswellen 51, 61 sind über das Koppelrohr 3 zueinander gekoppelt. Das Koppelrohr 3 ist koaxial mit der Rotationachse R angeordnet. Das Koppelrohr 3 steckt jeweils an einer Stirnseite der beiden Abtriebswellen 51, 61 über eine Steckverzahnung teilweise in den Hohlwellenabschnitten 51a, 61a der beiden Abtriebswellen 51, 61.The two
Im Bereich außerhalb der beiden elektrischen Maschinen 50, 60 wird das Koppelrohr 3 von einer Funktionshülse 20 umhüllt. Die Funktionshülse 20 ist zylinderförmig mit unterschiedlichen Durchmessern in axialer Richtung.In the area outside the two
Die Gehäuseanordnung 53, 63 umfasst jeweils ein Gehäuse 53b, 63b und eine Gehäuseabdeckung 53c, 63c. Die beiden Gehäuseabdeckungen 53c, 63c sind auf der Seite des Koppelrohrs 3 direkt gegenüberliegend angeordnet. An den beiden Gehäuseabdeckungen 53c, 63c ist jeweils ein Lagerschild 53a, 63a ausgebildet. Die Funktionshülse 20 ist zwischen den beiden Gehäuseabdeckungen 53c, 63c angeordnet. Die Funktionshülse 20 ist mit beiden Lagerschilden 53a, 63a verbunden.The
Die elektrische Maschine 50, 60 ist in einem äußeren Bereich der beiden Gehäuseanordnungen 53, 63 über die Koppelrahmenanordnung 10 mechanisch gekoppelt. Die Koppelrahmenanordnung 10 ist über jeweils eine Befestigungsanordnung 57, 67 mit den beiden elektrischen Maschinen 50, 60 mechanisch gekoppelt. Die Befestigungsanordnung 57, 67 ist am Randbereich der Gehäuseanordnung 53, 63 angeordnet.The
Die Koppelrahmenanordnung 10 umfasst die Ringelementanordnung 11 und die Abstandshalteranordnung 13. Die Ringelementanordnung 11 setzt sich aus zwei plattenförmigen Ringelementen 11a, 11b zusammen. An den Ringelementen 11a, 11b sind mehrere Schnittstellenaufnahmen 14 ausgebildet. Das Ringelement 11a ist mit der ersten Gehäuseanordnung 53 über die Befestigungsanordnung 57 und die Schnittstellenaufnahme 14 verbunden. Das Ringelement 11b ist mit der zweiten Gehäuseanordnung 63 über die Befestigungsanordnung 67 und die Schnittstellenaufnahme 14 verbunden. Die beiden Ringelemente 11a, 11b sind parallel beabstandet zueinander ausgerichtet. Die Abstandshalteranordnung 13 ist zwischen den beiden Ringelementen 11a, 11b angeordnet. Die Abstandshalteranordnung 13 verbindet die beiden Ringelemente 11a, 11b mechanisch zueinander.The
Das Koppelrohr 3 hat eine axiale Durchgangsausnehmung 3a. Das Koppelrohr 3 ist als Hohlrohr ausgeführt. Das Koppelrohr 3 hat mittig einen Fluideinlass, der nachfolgend als zweiter Fluideinlass 3e bezeichnet wird. Der zweite Fluideinlass 3e setzt sich aus mehreren radialen Ausnehmungen 3d und einer Nutgeometrie 3c zusammen. Die radialen Ausnehmungen 3d sind entlang einer Umfangsrichtung um das Koppelrohr mittig angeordnet. Die radialen Ausnehmungen 3d bilden einen Einlass zwischen der Außenseite des Koppelrohrs 3 und der Durchgangsausnehmung 3a. Die Nutgeometrie 3c ist auf der Außenseite (äußere Mantelfläche) des Koppelrohrs 3 um die radialen Ausnehmungen 3d herum ausgebildet. Die Außenseite des Koppelrohrs 3 bildet einen Nutgrund der Nutgeometrie 3c. Der Nutgeometrie 3c wird von zwei ringförmigen Abschnitten 3b beidseitig begrenzt. Die beiden ringförmigen Abschnitte 3b haben einen größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des Koppelrohrs 3. Die beiden ringförmigen Abschnitte 3b sind fluiddicht mit einer innerliegenden Mantelfläche der Funktionshülse 20 verbunden. Die Nutgeometrie 3c bildet mit der innenliegenden Mantelfläche der Funktionshülse 20 eine gemeinsame Kammer.The
An den beiden Stirnseiten des Koppelrohrs 3 ist jeweils eine Außenverzahnung ausgeformt. An den entsprechenden Stirnseiten der beiden Abtriebswellen 51, 61 ist im Hohlwellenabschnitt 51a, 61a jeweils eine Innenverzahnung ausgeformt. Das Koppelrohr 3 bildet mit den beiden Abtriebswellen 51, 61 eine Steckverzahnung. Die Durchgangsausnehmung 3a bildet mit den beiden Hohlwellenabschnitten 51a, 61a einen gemeinsamen Durchgang.An external toothing is formed on each of the two end faces of the
Die beiden Abtriebswellen 51, 61 sind jeweils in einer Lagerungsanordnung 52, 62 gelagert. Die Lagerungsanordnung 52, 62 sind in dem Lagerschild 53a, 63a angeordnet.The two
Die Funktionshülse 20 umhüllt das Koppelrohr 3 abdichtend. An den beiden Stirnseiten der Funktionshülse 20 ist jeweils ein ringförmiger Zentrierungsabschnitt 20a ausgebildet. An den Lagerschilden 53a, 63a ist jeweils eine ringförmige Ausnehmung 53d, 63d ausgebildet. Die beiden Zentrierungsabschnitte 20a sind ausfüllend und zentrierend in der ringförmigen Ausnehmungen 53d, 63d angeordnet. Die Funktionshülse 20 ist über die Zentrierungsabschnitte 20a mit den Lagerschilden 53a, 63a drehfest verbunden.The
An der Funktionshülse 20 ist weiterhin ein erster Fluideinlass 21 ausgebildet. Der erste Fluideinlass 21 ist eine durchgängige Ausnehmung in radialer Richtung. Der erste Fluideinlass 21 ist mittig ausgerichtet. Der erste Fluideinlass 21 bildet mit dem zweiten Fluideinlass 3e einen gemeinsamen Einlass zur Durchgangsausnehmung 3a.A
Die Befestigungsanordnung 67 ist am Randbereich der Gehäuseanordnung 63 angeordnet und ausgebildet. Die Befestigungsanordnung 67 ist in einem verstärkenden Mantelbereich der Gehäuseanordnung 63 angeordnet. Die Befestigungsanordnung 67 umfasst mehrere erste Befestigungsanordnungen 67a und mehrere zweite Befestigungsanordnungen 67b. Exemplarisch ist in
Die beiden Befestigungsanordnungen 67a, 67b sind koaxial und konzentrisch zueinander ausgerichtet. Die beiden Befestigungsanordnungen 67a, 67b bilden eine gemeinsame Durchgangsausnehmung der Gehäuseanordnung 63. Die gemeinsame Durchgangsausnehmung ist durch zwei gestrichelte Linien dargestellt.The two
Das zweite Ringelement 11b der Ringelementanordnung 11 liegt an der zweiten Befestigungsanordnung 67b an. Die Schnittstellenaufnahme 14 im Ringelement 11b ist konzentrisch zur zweiten Befestigungsanordnung 67b angeordnet. Das zweite Ringelement 11b ist über die Schnittstellenaufnahme 14 und die gemeinsame Durchgangsausnehmung mit der Gehäuseanordnung 63 mechanisch gekoppelt. Das zweite Ringelement 11a ist mit einem Abstandshalter 13a der Abstandshalteranordnung 13 verbunden.The
In den beiden Ringelementen 11a, 11b der Ringelementanordnung 11 sind mehrere Schnittstellenaufnahmen 14 als Bohrungen ausgebildet.In the two
In
In
Zwischen der Kardanwelle ist die elektrische Maschinenanordnung 100 angeordnet. Die elektrische Maschinenanordnung 100 hat einen beidseitigen Abtrieb. Die erste Abtriebswelle 51 ist mit dem vorderen Teil der Kardanwelle verbunden. Die zweite Abtriebswelle 61 ist mit dem hinteren Teil der Kardanwelle verbunden. Im Unterschied zu
Die erfindungsgemäße Koppelanordnung und die erfindungsgemäße elektrische Maschinenanordnung sind nicht auf den Einsatz in den zuvor beschriebenen Fahrzeugen begrenzt. Die Koppelanordnung und die elektrische Maschinenanordnung können auch für ein anderes Fahrzeug oder im Non-automotive Bereich eingesetzt werden. Weitere Aspekte und Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Ansprüche.The coupling arrangement according to the invention and the electrical machine arrangement according to the invention are not limited to use in the vehicles described above. The coupling arrangement and the electrical machine arrangement can also be used for another vehicle or in the non-automotive sector. Further aspects and embodiments of the present invention will become apparent to the person skilled in the art within the scope of the claims.
Bezugszeichenreference sign
- 11
- Koppelanordnungcoupling arrangement
- 33
- Koppelrohrcoupling tube
- 3a3a
- Durchgangsausnehmungthrough hole
- 3b3b
- Ringförmiger Abschnittannular section
- 3c3c
- Nutgeometriegroove geometry
- 3d3D
- Radiale AusnehmungRadial recess
- 3e3e
- Zweiter FluideinlassSecond fluid inlet
- 44
- Funktionsträgerofficials
- 1010
- Koppelrahmenanordnungcoupling frame arrangement
- 1111
- Ringelementanordnungring element arrangement
- 11a11a
- Erstes RingelementFirst Ring Element
- 11b11b
- Zweites RingelementSecond ring element
- 1313
- Abstandshalteranordnungspacer arrangement
- 13a13a
- Abstandshalterspacers
- 1414
- Schnittstellenaufnahmeinterface recording
- 2020
- Funktionshülsefunctional sleeve
- 20a20a
- Zentrierungsabschnitt der Funktionshülsecentering section of the functional sleeve
- 2121
- Erster FluideinlassFirst fluid inlet
- 5050
- Erste elektrische MaschineFirst electric machine
- 5151
- Erste AbtriebswelleFirst output shaft
- 51a51a
- Hohlwellenabschnitt der ersten Abtriebswellehollow shaft section of the first output shaft
- 5252
- Lagerungsanordnung der ersten Abtriebswellebearing arrangement of the first output shaft
- 5353
- Erste GehäuseanordnungFirst housing arrangement
- 53a53a
- Lagerschild der ersten elektrischen MaschineEnd shield of the first electric machine
- 53b53b
- Erstes GehäuseFirst Housing
- 53c53c
- Erste GehäuseabdeckungFirst housing cover
- 53d53d
- Ringförmige AusnehmungAnnular recess
- 53e53e
- Dichtungsnutsealing groove
- 5555
- Rotor der ersten elektrischen MaschineRotor of the first electric machine
- 5757
- Befestigungsanordnung der ersten elektrischen MaschineMounting arrangement of the first electrical machine
- 57a57a
- Erste BefestigungsanordnungFirst fastening arrangement
- 57b57b
- Zweite BefestigungsanordnungSecond mounting arrangement
- 5959
- Erste GetriebeanordnungFirst gear arrangement
- 6060
- Zweite elektrische MaschineSecond electric machine
- 6161
- Zweite Abtriebswellesecond output shaft
- 61a61a
- Hohlwellenabschnitt der zweiten Abtriebswellehollow shaft section of the second output shaft
- 6262
- Lagerungsanordnung der zweiten Abtriebswellebearing arrangement of the second output shaft
- 6363
- Zweite GehäuseanordnungSecond housing arrangement
- 63a63a
- Lagerschild der zweiten elektrischen Maschinebearing plate of the second electrical machine
- 63b63b
- Zweites GehäuseSecond housing
- 63c63c
- Zweite GehäuseabdeckungSecond housing cover
- 63d63d
- Ringförmige AusnehmungAnnular recess
- 63e63e
- Dichtungsnutsealing groove
- 6565
- Rotor der zweiten elektrischen Maschinerotor of the second electric machine
- 6767
- Befestigungsanordnung der zweiten elektrischen MaschineMounting arrangement of the second electrical machine
- 67a67a
- Erste BefestigungsanordnungFirst fastening arrangement
- 67b67b
- Zweite BefestigungsanordnungSecond mounting arrangement
- 6969
- Zweite GetriebeanordnungSecond gear arrangement
- 7171
- Ölübertrageroil exchanger
- 7373
- Verschlusselementclosure element
- 8080
- Antriebselementdrive element
- 100100
- Elektrische MaschinenanordnungElectrical Machine Arrangement
- 200200
- Fahrzeugvehicle
- FF
- Fluidfluid
- RR
- Rotationsachseaxis of rotation
Claims (15)
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Citations (5)
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- 2023-08-22 DE DE102023207996.8A patent/DE102023207996A1/en active Pending
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R163 | Identified publications notified |