Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung zwischen einem Stator einer elektri schen Maschine und einem Gehäuse. Die Erfindung betrifft ferner eine elektrische Maschine mit einer solchen Schraubverbindung, sowie eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen elektrischen Maschine.

Die Patentanmeldung FR 2 115 648 A5 beschreibt einen Aufbau für eine elektrisch angetriebene Pumpe. Der Elektromotor der Pumpe weist einen Stator auf, welcher über Schrauben an einem Gehäuse befestigt ist. Die Schrauben sind von einem rohr förmigen Körper umgeben, um den Stator elektrisch von dem Gehäuse zu isolieren.

Ein derartiger Aufbau führt zu einem erhöhten Montageaufwand. Denn zunächst müssen die rohrförmigen Körper in die Öffnungen im Stator eingeführt werden. Erst anschließend kann die Verschraubung des Stators erfolgen. Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Schraubverbindung bereitzustellen, welche eine elektrische Isola tion gewährleistet und zudem den Montageaufwand verringert.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 . Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren.

Es wird eine Schraubverbindung zwischen einem Stator einer elektrischen Maschine und einem Gehäuse vorgeschlagen. Die Schraubverbindung umfasst eine Schraube mit einem Sch rauben köpf, mit einem an den Schraubenkopf anschließenden Schaft und mit einem an den Schaft anschließenden Gewinde. Der Schaft ist zumindest ab schnittsweise von einer elektrisch isolierenden Hülse umgeben.

Erfindungsgemäß ist ein Durchmesser des Gewindes größer als ein Innendurchmes ser der Hülse. Durch den größeren Gewindedurchmesser im Verhältnis zum Hülsen innendurchmesser bildet das Gewinde eine Verliersicherung für die Hülse. Die Ver schraubung des Stators am Gehäuse wird somit deutlich vereinfacht, da die Hülsen bereits verliersicher auf den Schrauben befestigt sind. Vorzugsweise weist die Hülse einen offenen Querschnitt auf. Dadurch kann die Hülse erst nach der Fertigung des Gewindes auf den Schaft aufgesteckt werden. Dadurch kann auf einfache Weise verhindert werden, dass bei der Gewindefertigung entstehende Späne zwischen Schaft und Hülse verbleiben. Zudem kann die Schraube mit dem fertigen Gewinde wärmebehandelt werden, um die Festigkeit der Schraube zu verbessern. Wird die Hülse erst nach der Wärmbehandlung auf den Schaft aufgesteckt, so muss die Hülse nicht aus einem hochtemperaturfesten Werk stoff bestehen.

Vorzugsweise ist dem Schraubenkopf eine elektrisch isolierende Distanzscheibe zu geordnet. Die Distanzscheibe weist ein Durchgangsloch auf, wobei der Schaft durch das Durchgangsloch hindurchgeführt ist. Durch die Distanzscheibe wird eine elektri sche Isolation zwischen dem Schraubenkopf und der dem Schraubenkopf zugeord neten Anlagefläche der Schraubverbindung gewährleistet.

Vorzugsweise sind Distanzscheibe und Hülse voneinander getrennte Bauteile, wel che vorzugsweise aus verschiedenen Werkstoffen bestehen. So kann die Hülse bei spielsweise aus Polyamid oder aus Polyphenylensulfid bestehen. Diese Kunststoffe sind einfach zu fertigen und zeichnen sich durch eine hohe Temperaturfestigkeit aus, und sind somit für den Einsatz in der Statorverschraubung gut geeignet. Die Distanz scheibe besteht vorzugsweise aus Keramik oder einem hochdruckfesten Kunststoff. Diese Werkstoffe weisen eine gute elektrische Isolation auf, und beeinträchtigen das Setzverhalten der Schraubverbindung aufgrund ihrer Druckfestigkeit nur in geringem Maße.

Vorzugsweise weist die Distanzscheibe einen axial ausgerichteten Vorsprung auf, welcher in Richtung des Schraubenkopfs ausgerichtet ist. Mit einer solchen Ausge staltung kann die Distanzscheibe am Schraubenkopf befestigt werden, sodass eine Verliersicherung der Distanzscheibe gegeben ist.

Alternativ dazu kann eine weitere Hülse vorgesehen sein, welche den Schrauben kopf und die Distanzscheibe zumindest abschnittsweise umgibt. Auch mit einer solchen Ausgestaltung kann die Distanzscheibe am Schraubenkopf befestigt werden, um eine Verliersicherung der Distanzscheibe zu gewährleisten.

Gemäß einer weiteren Alternative ist ein Außendurchmesser der den Schaft umge benden Hülse größer als ein Innendurchmesser des Durchgangslochs der Distanz scheibe. Dadurch wird die Distanzscheibe durch die Hülse auf der Schraube gehal ten; eine zusätzliche Verliersicherung für die Distanzscheibe kann entfallen.

Die eingangs beschriebene Schraubverbindung kann Bestandteil einer elektrische Maschine mit einem Gehäuse sein. Die elektrische Maschine umfasst einen drehfes ten Stator und einem drehbar gelagerten Rotor, wobei der Stator innerhalb des Ge häuses angeordnet ist. Über die eingangs beschriebene Schraubverbindung ist der Stator mit dem Gehäuse verbunden. Vorzugsweise ist die Schraubverbindung achs- parallel zu einer Drehachse des Rotors ausgerichtet.

Die elektrische Maschine kann ein Bestandteil einer Antriebseinheit für ein Kraftfahr zeug sein, wobei die elektrische Maschine zum Fahrzeug-Antrieb eingerichtet ist. Beispielsweise kann die elektrische Maschine Bestandteil einer Achse mit Elektroan trieb sein. Alternativ dazu kann die elektrische Maschine Bestandteil eines Hybridmo duls sein, welches im Kraftfahrzeug-Antriebsstrang zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe, oder zwischen Getriebe und Antriebsachse angeordnet ist. Gemäß ei ner weiteren Alternative kann die elektrische Maschine ein Bestandteil eines Getrie bes im Kraftfahrzeug-Antriebsstrang sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand der Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1a bis Fig. 1d verschiedene Konfigurationen eines Kraftfahrzeug -Antriebs strangs;

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung einer Kraftfahrzeug-Antriebsein heit;

Fig. 3a eine Ansicht einer Schraube;

Fig. 3b einen Querschnitt einer Hülse; Fig. 4a bis Fig. 4c je eine Detailansicht verschiedener Ausführungsbeispiele einer Schraubverbindung.

Fig. 1a zeigt einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Der Antriebsstrang weist ei nen Verbrennungsmotor VM auf. Zur Anpassung der Drehzahl- und Drehmomentab gabe-Charakteristik des Verbrennungsmotor VM an die Fahrwiderstände des Kraft fahrzeugs weist der Antriebsstrang ein Getriebe G auf. Das Getriebe G kann bei spielsweise ein Automatikgetriebe, ein automatisiertes Getriebe mit einer einzigen Anfahrkupplung, ein Doppelkupplungsgetriebe, ein CVT-Getriebe oder ein Hand schaltgetriebe sein. Abtriebsseitig ist das Getriebe G mit einem Differentialgetriebe AG verbunden, welche die Antriebsleistung auf Antriebsräder DW verteilt.

Im Antriebsstrang gemäß Fig. 1a ist zwischen dem Verbrennungsmotor VM und dem Getriebe G ein Hybridmodul HY angeordnet. Das Hybridmodul HY weist eine elektri sche Maschine EM auf, mittels der das Kraftfahrzeug rein elektrisch oder hybridisch zusammen mit dem Verbrennungsmotor VM antreibbar ist. Das Hybridmodul HY kann eine in Fig. 1a nicht dargestellte Trennkupplung aufweisen, mittels der eine Drehmomentübertragung zwischen Verbrennungsmotor VM und elektrischer Ma schine EM schaltbar ist.

Fig. 1 b zeigt eine weitere Konfiguration eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs. Darin ist ein Hybridmodul HY2 vorgesehen, welches im Gegensatz zum Antriebsstrang ge mäß Fig. 1a an der Abtriebsseite des Getriebes G angeordnet ist. Auch das Hyb ridmodul HY2 weist eine elektrische Maschine EM auf, mittels der das Kraftfahrzeug rein elektrisch oder hybridisch zusammen mit dem Verbrennungsmotor VM antreib bar ist.

Fig. 1c zeigt eine weitere Konfiguration eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs. Darin ist kein Hybridmodul vorgesehen; stattdessen ist die elektrische Maschine EM Bestand teil des Getriebes G. Ein solches Getriebe G wird auch als Hybridgetriebe bezeich net. Fig. 1d zeigt eine weitere Konfiguration eines Kraftfahrzeug-Antriebsstrangs, welcher im Gegensatz zu den Antriebssträngen gemäß Fig. 1a bis Fig. 1 c ein rein elektrischer Antriebsstrang ohne Verbrennungsmotor ist. Ein elektrischer Achsantrieb EA weist eine elektrische Maschine EM auf, deren Antriebsleistung über das Differentialge triebe AG auf Antriebsräder DW des Kraftfahrzeugs verteilt wird. Auch ein solcher Antriebsstrang könnte ein Getriebe zwischen dem Achsantrieb EA und dem Differen tialgetriebe AG aufweisen, beispielsweise ein 2-Gang-Getriebe. Ein derartiger elektri scher Achsantrieb EA könnte auch mit einer verbrennungsmotorisch angetriebenen zweiten Achse kombiniert werden.

Die Hybridmodule HY, HY2, das Hybridgetriebe G und der Achsantrieb EA bilden An triebseinheiten für das Kraftfahrzeug. Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer solchen Antriebseinheit HY, HY2, G, EA. Die elektrische Maschine EM ist in ei nem metallischen Gehäuse GG angeordnet, und weist einen drehfesten Stator S und einen Rotor R auf. Der Rotor R ist mit einer Rotorwelle RW verbunden, welche über ein Lager WL an dem Gehäuse GG gelagert ist. Derart kann sich der Rotor R mits amt der Rotorwelle RW um eine Achse RA drehen.

Der Stator S weist ein Statorblechpaket SB auf, an dem zumindest eine Statorwick lung SW angeordnet ist. Das Statorblechpaket SB ist über eine Schraubverbindung SV an dem Gehäuse GG befestigt, beispielsweise über drei Schrauben SS. Dazu weist das Statorblech paket SB Durchgangsöffnungen SB1 auf, durch die die Schrau ben SS in axialer Richtung hindurchgeführt sind. Im Gehäuse GG sind Gewindeboh rungen GG1 angeordnet, die mit einem Gewinde SS3 der Schrauben SS Zusammen wirken. Ein Schaft SS2 der Schrauben SS ist von einer elektrisch isolierenden Hülse SH umgeben. Der Durchmesser des Gewindes SS3 ist größer als ein Innendurch messer der Hülse SH, sodass die Hülse SH auf der Schraube SS gesichert ist.

Der Stator S ist von dem Gehäuse GG elektrisch isoliert, um die Übertragung von Störströmen ausgehend vom Stator S über das Gehäuse GG und über das Lager WL zur Rotorwelle RW zu verringern. Dazu sind zwischen dem Statorblech paket SB und dem Gehäuse GG elektrisch isolierende Distanzhalter SD2 angeordnet. Diese Dis tanzhalter SD bestehen beispielsweise aus Keramik oder einem hochdruckfesten Kunststoff. Zwischen einem Schraubenkopf SS1 der Schrauben SS und dem Statorblechpaket SD sind elektrisch isolierende Distanzscheiben SD angeordnet.

Fig. 3a zeigt eine perspektivische Ansicht der Schraube SS. In dieser Ansicht sind der Schraubenkopf SS1 , der Schaft SS2 und das Gewinde SS3 der Schraube SS zu erkennen. Der Durchmesser des Gewindes SS3 ist größer als der Durchmesser des Schafts SS3.

Fig. 3b zeigt einen Querschnitt der Hülse SH. Die Hülse SH weist einen offenen Querschnitt auf, und kann derart auch nach Fertigung des Gewindes SS3 auf den Schaft SS2 aufgesteckt werden.

Fig. 4a zeigt eine Detailansicht der Schraubverbindung SV gemäß einem ersten Aus führungsbeispiel, welche sich von der in Fig. 2 dargestellten Schraubverbindung un terscheidet. Die Distanzscheibe SD weist einen axial ausgerichteten Vorsprung SDX auf, welcher in Richtung des Schraubenkopfs SS1 ausgerichtet ist. Über diesen Vor sprung SDX ist die Distanzscheibe SD am Schraubenkopf SS1 gesichert, sodass die Distanzscheibe SD nicht ungehindert von der Schraube SS rutschen kann.

Fig. 4b zeigt eine Detailansicht der Schraubverbindung SV gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welche sich von der in Fig. 2 dargestellten Schraubverbindung unterscheidet. Darin ist eine weitere Hülse SH2 vorgesehen, welche den Schrauben kopf SS1 und die Distanzscheibe SD zumindest abschnittsweise umgibt. Über diese weitere Hülse SH2 ist die Distanzscheibe SD am Schraubenkopf SS1 gesichert, so dass die Distanzscheibe SD nicht ungehindert von der Schraube SS rutschen kann.

Fig. 4c zeigt eine Detailansicht der Schraubverbindung SV gemäß einem dritten Aus führungsbeispiel, welche sich von der in Fig. 2 dargestellten Schraubverbindung un terscheidet. Darin reicht die Hülse SH nicht bis zum Schraubenkopf SS1 . Ein Durch gangsloch der Distanzscheibe SD ist kleiner als ein Außendurchmesser der Hülse SH, sodass die Distanzscheibe SD nicht von der Schraube SS rutschen kann. Bezuqszeichen

VM Verbrennungsmotor

HY Hybridmodul

HY2 Hybridmodul

G Getriebe

EA Elektrischer Achsantrieb

AG Differentialgetriebe

DW Antriebsrad

EM Elektrische Maschine

S Stator

SB Statorblechpaket

SB1 Durchgangsöffnung

SW Statorwicklung

R Rotor

RW Rotorwelle

RA Drehachse

WL Lager

GG Gehäuse

GG1 Gewindebohrung

SV Schraubverbindung

SS Schraube

551 Schraubenkopf

552 Schaft

553 Gewinde

SH Hülse

SD Distanzscheibe

SDX Vorsprung

SH2 Weitere Hülse

SD2 Distanzhalter