DE102017221372A1 - Hybridgetriebe für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine, die eine Rotorwelle aufweist, und einem Getriebe zum Schalten von mehreren Gängen, das eine Getriebeeingangswelle mit einem ersten Zahnrad aufweist, die mit einer Antriebswelle einer Kraftfahrzeugantriebseinrichtung drehfest verbindbar ist. Das Hybridgetriebe ist gekennzeichnet durch ein zweites Zahnrad, das in Eingriff mit dem ersten Zahnrad ist und mit der Rotorwelle triebtechnisch verbunden ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Hybridgetriebe für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine, die eine Rotorwelle aufweist, und einem Getriebe zum Schalten von mehreren Gängen, das eine Getriebeeingangswelle mit einem ersten Zahnrad aufweist, die mit einer Antriebswelle einer Kraftfahrzeugantriebseinrichtung drehfest verbindbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzug mit einem solchen Hybridgetriebe.
- Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von unterschiedlichen Hybridgetrieben bekannt, die in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Den Hybridgetrieben gemein ist, dass sie eine elektrische Maschine und ein Getriebe zum Schalten von mehreren Gängen aufweisen. Die bekannten Ausführungen unterscheiden sich voneinander unter anderem hinsichtlich der Anordnung und Ankopplung der elektrischen Maschine mit einer Getriebeeingangswelle des Getriebes. Dabei weisen die bekannten Ausführungen oftmals den Nachteil auf, dass bei der Ankopplung der elektrischen Maschine mit der Getriebeeingangswelle viel Bauraum benötigt wird. Der Bauraum steht jedoch oftmals nicht zur Verfügung, so dass die Ankopplung der elektrischen Maschine mit der Getriebeeingangswelle umständlich oder manchmal nicht möglich ist.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Hybridgetriebe anzugeben, bei dem die Ankopplung der elektrischen Maschine mit der Getriebeeingangswelle des Getriebes wenig Bauraum benötigt.
- Diese Aufgabe wird durch ein Hybridgetriebe der eingangs genannten Art gelöst, das gekennzeichnet ist durch ein zweites Zahnrad, das in Eingriff mit dem ersten Zahnrad ist und mit der Rotorwelle triebtechnisch verbunden ist.
- Das erfindungsgemäße Hybridgetriebe weist den Vorteil auf, dass durch das zweite Zahnrad ein radialer Abstand zwischen der Rotorwelle der elektrischen Maschine und der Getriebeeingangswelle überbrückt werden kann. Dabei benötigt das zweite Zahnrad in axialer Richtung nicht viel Bauraum, so dass die Ankopplung der elektrischen Maschine mit der Getriebeeingangswelle auch bei Hybridgetrieben möglich ist, bei denen in axialer Richtung wenig Bauraum besteht.
- Unter einer Welle ist nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Bauteile oder Elemente drehfest miteinander verbinden.
- Als drehfeste Verbindung wird eine Verbindung zwischen zwei Bauteilen verstanden, die derart ausgebildet und angeordnet ist, dass die beiden, miteinander verbundenen Bauteile stets die gleiche Drehzahl und Drehrichtung aufweisen. Dies ist nicht der Fall, wenn beispielsweise zwischen den beiden miteinander verbundenen Bauteilen ein Schaltelement angeordnet ist, das sich im geöffneten Zustand befindet. Die drehfeste Verbindung kann beispielsweise durch eine Steckverzahnung realisiert werden.
- Die Richtungsangaben „axial“ und „radial“ beziehen sich, sofern nichts Gegenteiliges genannt ist, auf eine Mittelachse des Hybridgetriebes, insbesondere auf eine Mittelachse der Getriebeeingangswelle.
- Bei einer besonderen Ausführung kann das zweite Zahnrad achsparallel und/oder in radialer Richtung versetzt zu der Rotorwelle und/oder zu dem ersten Zahnrad angeordnet sein. Das erste Zahnrad und/oder das zweite Zahnrad kann eine Außenverzahnung aufweisen. Die triebtechnische Verbindung zwischen der Rotorwelle und dem ersten Zahnrad kann ein Zugmittel aufweisen. Ein Zugmittel kann beispielsweise eine Kette oder ein Riemen sein. Bei einer Ausführung des Zugmittels als Kette kann die Rotorwelle ein Kettenrad aufweisen, das mit der Kette formschlüssig verbunden ist.
- Das Hybridgetriebe kann ein drittes Zahnrad aufweisen. Das dritte Zahnrad kann einen Teilbereich mit einer Verzahnung aufweisen, die mit einer Verzahnung des zweiten Zahnrads kämmt. Dabei kann das dritte Zahnrad achsparallel und/oder in radialer Richtung versetzt zu der Rotorwelle und/oder zu dem ersten Zahnrad und/oder zu dem zweiten Zahnrad angeordnet sein. Darüber hinaus kann das dritte Zahnrad einen anderen Teilbereich aufweisen, der versetzt zu dem Teilbereich angeordnet ist. Insbesondere kann der andere Teilbereich in axialer Richtung des dritten Zahnrads versetzt zu dem Teilbereich angeordnet sein. Der andere Teilbereich dient zum triebtechnischen Verbinden der Rotorwelle mit dem dritten Zahnrad. Darüber hinaus kann der andere Teilbereich einen anderen Durchmesser aufweisen als der Teilbereich.
- Der andere Teilbereich des dritten Zahnrads kann mit dem Zugmittel form- und/oder reibschlüssig verbunden sein. Bei einer Ausführung des Zugmittels als Kette kann der andere Teilbereich eine andere Verzahnung aufweisen, die mit der Kette formschlüssig verbunden ist. Im Ergebnis ist dasselbe dritte Zahnrad triebtechnisch sowohl mit dem zweiten Zahnrad als auch mit dem ersten Zahnrad verbunden.
- Die Rotorwelle und die Getriebeeingangswelle können achsparallel zueinander angeordnet und/oder in radialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sein. Darüber hinaus können die Rotorwelle und die Getriebeeingangswelle miteinander stets triebtechnisch verbunden sein.
- Im Ergebnis kann beim erfindungsgemäßen Hybridgetriebe eine bauraumoptimierte triebtechnische Verbindung zwischen der Rotorwelle und der Getriebeeingangswelle realisiert werden. Darüber hinaus kann das Hybridgetriebe auf einfache Weise montiert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch das Vorsehen der verschiedenen Zahnräder und/oder des Zugmittels eine Übersetzung von der elektrische Maschine auf die Getriebeeingangswelle auf einfache Weise an die benötigte Übersetzung angepasst werden kann.
- Von besonderem Vorteil ist ein Kraftfahrzeug mit der Kraftfahrzeugantriebseinrichtung und einem erfindungsgemäßen Hybridgetriebe. Die Kraftfahrzeugantriebseinrichtung kann ein Verbrennungsmotor oder eine weitere elektrische Maschine sein. Dabei kann die Antriebswelle der Kraftfahrzeugantriebseinrichtung mittels einer Anfahreinrichtung mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbindbar sein. Die Anfahreinrichtung kann als Kupplung ausgeführt sein. Bei einer geschlossenen Kupplung ist die Antriebswelle mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbunden.
- Bei einer besonderen Ausführung kann das Getriebe eine Ölpumpe aufweisen, die eine Pumpenwelle umfasst. Die Ölpumpe dient zum Fördern von Öl innerhalb des Getriebes und stellt somit sicher, dass Getriebebauteilen Öl zum Kühlen und/oder Schmieren zugeführt werden kann. Die Pumpenwelle kann mittels der Anfahreinrichtung mit der Antriebswelle drehfest verbunden sein. Insbesondere kann die Pumpenwelle stets drehfest mit einem Bestandteil der Anfahreinrichtung verbunden sein. Der Bestandteil der Anfahreinrichtung kann zusätzlich mit der Antriebswelle stets drehfest verbunden sein. Dies bedeutet, dass die Ölpumpe permanent durch die Kraftfahrzeugantriebseinrichtung angetrieben wird.
- Das Getriebe kann ein Automatgetriebe und/oder ein Front-Quergetriebe sein. Dabei kann das Getriebe zum Schalten von wenigstens neun, insbesondere genau neun, Gängen dienen. Die einzelnen Gänge weisen eine unterschiedliche Übersetzung zwischen der Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle auf. Zum Realisieren von mehreren Gängen mit jeweils unterschiedlichen Übersetzungen kann das Getriebe mehrere Schaltelemente und/oder Radsatzelemente aufweisen. Dabei kann zum Realisieren eines Ganges ein einziges Schaltelement oder mehrere Schaltelemente geschlossen werden. Die Getriebeeingangswelle kann mit wenigstens einem Radsatzelement triebtechnisch verbunden sein. Das Getriebe kann eine Getriebeausgangswelle aufweisen, die triebtechnisch mit einem Achsdifferential verbunden ist.
- In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleichwirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigt:
-
1 eine Vorderansicht auf einen Teil eines erfindungsgemäßen Hybridgetriebes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, -
2 eine Seitenschnittansicht eines Teils des erfindungsgemäßen Hybridgetriebes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, -
3 eine Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Hybridgetriebe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. -
1 zeigt eine Vorderansicht auf einen Teil des erfindungsgemäßen Hybridgetriebes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Hybridgetriebe1 weist eine Rotorwelle3 auf, die Bestandteil einer in2 gezeigten elektrischen Maschine2 ist. Die Rotorwelle3 weist ein Rad4 auf, das form- und/oder reibschlüssig mit einem Zugmittel14 verbunden ist. Bei einer Ausführung des Zugmittels14 als Kette ist das Rad4 als Kettenrad ausgeführt. Darüber hinaus weist das Hybridgetriebe1 ein in2 dargestelltes Getriebe5 auf, das eine Getriebeeingangswelle6 aufweist. Die Getriebeeingangswelle6 weist ein erstes Zahnrad7 auf, das in Eingriff mit einem zweiten Zahnrad10 ist. Die Rotorwelle3 ist in radialer Richtung versetzt zu der Getriebeeingangswelle6 angeordnet. - Das zweite Zahnrad
10 ist in radialer Richtung oberhalb der Getriebeeingangswelle6 angeordnet. Darüber hinaus ist das zweite Zahnrad10 mit einem dritten Zahnrad11 triebtechnisch verbunden. Das dritte Zahnrad11 ist außerdem mittels des Zugmittels14 mit der Rotorwelle3 triebtechnisch verbunden. Das dritte Zahnrad11 ist in radialer Richtung oberhalb des zweiten Zahnrads10 angeordnet. Im Ergebnis ist durch den oben beschriebenen Aufbau die Rotorwelle3 mit der Getriebeeingangswelle6 stets triebtechnisch verbunden. Die zuvor beschriebenen Bauteile sind in einem Hohlraum30 des Hybridgetriebes1 angeordnet. -
2 zeigt eine Seitenschnittansicht eines Teils des Hybridgetriebes1 . Das dritte Zahnrad11 weist einen Teilbereich12 mit einer Außenverzahnung auf, die mit einer Außenverzahnung des zweiten Zahnrads10 kämmt. Darüber hinaus weist das dritte Zahnrad11 einen anderen Teilbereich13 mit einer anderen Außenverzahnung auf. Der andere Teilbereich13 ist in axialer Richtung des dritten Zahnrads11 versetzt zu dem Teilbereich12 angeordnet und/oder weist einen größeren Durchmesser auf als der Teilbereich12 . Der andere Teilbereich13 ist mit dem Zugmittel14 formschlüssig und/oder reibschlüssig verbunden. - Das dritte Zahnrad
11 stützt sich an einem Deckel25 des Hybridgetriebes1 ab. Insbesondere ist das dritte Zahnrad11 am Deckel25 drehbar gelagert. Der Deckel25 begrenzt zumindest zum Teil den Hohlraum30 des Hybridgetriebes1 . Der Zugmittelantriebsstrang und ein durch das erste Zahnrad7 , das zweite Zahnrad10 und den Teilbereich12 des dritten Zahnrads11 realisierte Antriebsstrang sind in axialer Richtung bezogen auf eine MittelachseM der Getriebeeingangswelle6 versetzt zueinander angeordnet. - Ein Rotor
22 der elektrischen Maschine2 ist mit der Rotorwelle3 drehfest verbunden. Der Rotor22 und ein Stator23 der elektrischen Maschine2 sind in einem Innenraum eines Gehäuses24 angeordnet. Das Gehäuse24 kann Bestandteil eines Hybridgetriebegehäuses sein. Die Rotorwelle3 ist mit dem Rad4 drehfest verbunden. Das Rad4 stützt sich am Deckel25 ab. Insbesondere ist das Rad4 am Deckel25 drehbar gelagert. - Das zweite Zahnrad
10 stützt sich an einem Zapfen26 ab. Insbesondere ist das zweite Zahnrad10 am Zapfen26 drehbar gelagert. Der Zapfen26 ist mit einer Platte27 fest verbunden, die mit dem Hybridgetriebegehäuse fest verbunden ist. Dies bedeutet, dass sich die Platte27 beim Betrieb des Hybridgetriebes1 nicht dreht. Das erste Zahnrad7 ist mittels einer Steckverzahnung mit der Getriebeeingangswelle6 drehfest verbunden. Darüber hinaus stützt sich das erste Zahnrad7 an der Platte27 ab. Insbesondere ist das erste Zahnrad7 an der Platte27 drehbar gelagert. - Das Hybridgetriebe
1 weist außerdem eine Anfahreinrichtung16 auf. Die Anfahreinrichtung16 ist mit einer in3 dargestellten Kraftfahrzeugantriebseinrichtung9 triebtechnisch verbunden. Außerdem ist die Anfahreinrichtung16 mit der Getriebeeingangswelle6 und einer Ölpumpe17 triebtechnisch verbunden. Insbesondere ist ein Bestandteil28 der Anfahreinrichtung16 mit einer Pumpenwelle18 einer Ölpumpe17 stets triebtechnisch verbunden. Der Bestandteil28 der Anfahreinrichtung16 ist mittels eines anderen Zugmittels21 in Form beispielsweise einer Kette mit der Ölpumpe17 triebtechnisch verbunden. Die Ölpumpe17 weist eine Pumpenwelle18 , die mit der Kette formschlüssig verbunden ist. Ein anderer Bestandteil29 der Anfahreinrichtung16 ist mit der Getriebeeingangswelle6 drehfest verbunden ist. - Das Getriebe
5 weist mehrere in den Figuren nicht dargestellte Schaltelemente und/oder Radsätze auf, mittels denen unterschiedliche Gänge zwischen der Getriebeeingangswelle6 und einer Getriebeausgangswelle20 realisiert werden können. Die Getriebeausgangswelle20 steht quer, insbesondere senkrecht, zu der Getriebeeingangswelle6 und somit auch zu der Antriebswelle8 der Kraftfahrzeugantriebseinrichtung9 . Die Getriebeeingangswelle6 ist mit wenigstens einem Radsatz des Getriebes5 triebtechnisch verbunden. -
3 zeigt eine Darstellung eines Teils eines Kraftfahrzeugs15 mit einem erfindungsgemäßen Hybridgetriebe1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Hybridgetriebe1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Hybridgetriebe1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen in der Anordnung der elektrischen Maschine2 . So sind bei der in den1 und2 dargestellten Ausführung des Hybridgetriebes1 die elektrische Maschine2 und das Getriebe5 in einem Raum angeordnet, der sich von einer EbeneE , die das Zugmittel14 , das Rad4 und den anderen Teilbereich13 aufweist, in die gleiche Richtung erstreckt. Bei der in3 dargestellten Ausführung sind die elektrische Maschine2 und das Getriebe5 in unterschiedlichen Räumen angeordnet, die sich von der EbeneE in entgegengesetzte Richtungen erstrecken. - Die Kraftfahrzeugantriebseinrichtung
9 ist mittels einer Antriebswelle8 mit der Anfahreinrichtung16 triebtechnisch verbunden. Insbesondere ist die Antriebswelle8 mit dem Bestandteil28 der Anfahreinrichtung16 stets drehfest verbunden. Die Ölpumpe17 ist mit dem gleichen Bestandteil28 der Anfahreinrichtung16 triebtechnisch verbunden wie die Antriebswelle8 . Somit wird die Ölpumpe17 permanent durch die Kraftfahrzeugantriebseinrichtung9 angetrieben. Die Anbindung der Pumpenwelle18 an die Anfahreinrichtung16 erfolgt analog zum ersten Ausführungsbeispiel des Hybridgetriebes1 durch das andere Zugmittel21 . - Die Getriebeausgangswelle
20 verläuft senkrecht zu der Antriebswelle8 und ist mit einem Achsdifferential19 triebtechnisch verbunden. Das Achsdifferential19 ist mit in den Figuren nicht dargestellten Rädern des Kraftfahrzeugs15 triebtechnisch verbunden. Das Hybridgetriebe1 , das Achsdifferential19 und die Kraftfahrzeugantriebseinrichtung9 sind Bestandteile des Kraftfahrzeugs15 . - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Hybridgetriebe
- 2
- elektrische Maschine
- 3
- Rotorwelle
- 4
- Rad
- 5
- Getriebe
- 6
- Getriebeeingangswelle
- 7
- erstes Zahnrad
- 8
- Antriebswelle
- 9
- Kraftfahrzeugantriebseinrichtung
- 10
- zweites Zahnrad
- 11
- drittes Zahnrad
- 12
- Teilbereich
- 13
- anderer Teilbereich
- 14
- Zugmittel
- 15
- Kraftfahrzeug
- 16
- Anfahreinrichtung
- 17
- Ölpumpe
- 18
- Pumpenwelle
- 19
- Achsdifferential
- 20
- Getriebeausgangswelle
- 21
- anderes Zugmittel
- 22
- Rotor
- 23
- Stator
- 24
- Gehäuse
- 25
- Deckel
- 26
- Zapfen
- 27
- Platte
- 28
- Bestandteil der Anfahreinrichtung
- 29
- anderer Bestandteil der Anfahreinrichtung
- 30
- Hohlraum
- E
- Ebene
- M
- Mittelachse
Claims (11)
- Hybridgetriebe (1) für ein Kraftfahrzeug (15), mit einer elektrischen Maschine (2), die eine Rotorwelle (3) aufweist, und einem Getriebe (5) zum Schalten von mehreren Gängen, das eine Getriebeeingangswelle (6) mit einem ersten Zahnrad (7) aufweist, die mit einer Antriebswelle (8) einer Kraftfahrzeugantriebseinrichtung (9) drehfest verbindbar ist, gekennzeichnet durch ein zweites Zahnrad (10), das in Eingriff mit dem ersten Zahnrad (7) ist und mit der Rotorwelle (3) triebtechnisch verbunden ist.
- Hybridgetriebe (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zahnrad (10) in radialer Richtung versetzt zu der Rotorwelle (3) und/oder zu dem ersten Zahnrad (7) angeordnet ist. - Hybridgetriebe (1) nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridgetriebe (1) ein drittes Zahnrad (11) aufweist, a. das einen Teilbereich (12) mit einer Verzahnung aufweist, die mit einer Verzahnung des zweiten Zahnrads (10) kämmt und/oder dass b. das dritte Zahnrad (11) in radialer Richtung versetzt zu der Rotorwelle (3) und/oder zu dem ersten Zahnrad (7) und/oder zu dem zweiten Zahnrad (10) angeordnet ist. - Hybridgetriebe (1) nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Zahnrad (11) einen anderen Teilbereich (13) zum triebtechnischen Verbinden mit der Rotorwelle (3) aufweist, der versetzt zu dem Teilbereich (12) angeordnet ist. - Hybridgetriebe nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass die triebtechnische Verbindung zwischen der Rotorwelle (3) und dem ersten Zahnrad (7) ein Zugmittel (14) aufweist. - Hybridgetriebe (1) nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass der andere Teilbereich (13) mit dem Zugmittel (14) form- und/oder reibschlüssig verbunden ist. - Hybridgetriebe (1) nach einem der
Ansprüche 1 bis6 , dadurch gekennzeichnet, dass a. die Rotorwelle (3) und die Getriebeeingangswelle (6) achsparallel zueinander angeordnet und/oder in radialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sind und/oder dass b. die Rotorwelle (3) und die Getriebeeingangswelle (6) miteinander stets triebtechnisch verbunden sind. - Kraftfahrzeug (15) mit einer Kraftfahrzeugantriebseinrichtung (9) und einem Hybridgetriebe (1) nach einem der
Ansprüche 1 bis7 . - Kraftfahrzeug (15) nach
Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (8) der Kraftfahrzeugantriebseinrichtung (9) mittels einer Anfahreinrichtung (16) mit der Getriebeeingangswelle (6) drehfest verbindbar ist. - Kraftahrzeug (15) nach
Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (6) eine Ölpumpe (17) mit einer Pumpenwelle (18) aufweist, wobei die Pumpenwelle (18) mittels der Anfahreinrichtung (16) mit der Antriebswelle (8) drehfest verbunden ist. - Kraftfahrzeug (15) nach einem der
Ansprüche 8 bis10 , gekennzeichnet durch ein Achsdifferential (19), das mit einer Getriebeausgangswelle (20) triebtechnisch verbunden ist.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114051566A (zh) * | 2019-07-02 | 2022-02-15 | 舍弗勒技术股份两合公司 | 用于机动车的具有集成的空调压缩机的混动变速器以及机动车 |
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- 2017-11-29 DE DE102017221372.8A patent/DE102017221372A1/de not_active Withdrawn
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