DE102019001959A1 - Hybridantriebsystem - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Hybridantriebsystem (10) für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches aufweist- ein Gehäuse (12),- eine Eingangswelle (14), die dazu vorgesehen ist, Drehmomente, die von einem Verbrennungsmotor bereitgestellt werden können, in das Hybridantriebsystem (10) einzuleiten, und welche um eine Drehachse (16) drehbar gelagert ist,- eine koaxial zu der Eingangswelle (12) angeordneten Abtriebswelle (18),- eine elektrischen Maschine (20), die einen Stator (22) und einen Rotor (24) aufweist,- einen Rotorträger (26), der drehfest mit dem Rotor (24) verbunden ist, wobei der Rotorträger (26) eine Trägernabe (28), eine Trägerwand (30) und einen Trägerzylinder (32) aufweist,- eine Trennkupplung (34), welche einen ersten Innenlamellenträger (36) und einen ersten Außenlamellenträger (38) aufweist.Dabei ist zwischen der Trägernabe (28) und dem Gehäuse (12) ein erstes Lager (40) angeordnet, wobei erfindungsgemäß ein zweites Lager (42) vorgesehen ist, das zwischen der Trägernabe (28) und der Eingangswelle (14) angeordnet ist, wobei die Trägerwand (30) und der Trägerzylinder (32) als ein einteiliges Blechteil ausgeführt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebsystem gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Die gattungsgemäße DE 10 2005 053 887 A1 offenbart bereits ein Hybridantriebsystem mit einer elektrischen Maschine und einer trockenen Trennkupplung, wobei ein Rotorträger der elektrischen Maschine radial unmittelbar gegen ein Gehäuse gelagert ist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hybridantriebsystem der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass Lebensdauer und Zuverlässigkeit erhöht werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Hybridantriebsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der nachfolgenden Figurenbeschreibung zu entnehmen.
  • Es wird ausgegangen von einem Hybridantriebsystem für ein Kraftfahrzeug, welches ein Gehäuse und eine Eingangswelle aufweist, die dazu vorgesehen ist, Drehmomente, die von einem Verbrennungsmotor bereitgestellt werden können, in das Hybridantriebsystem einzuleiten, und welche um eine Drehachse drehbar gelagert ist. Ferner weist das Hybridantriebsystem eine koaxial zu der Eingangswelle angeordnete Abtriebswelle, eine elektrische Maschine, die einen Stator und einen Rotor aufweist und einen Rotorträger auf, wobei der Rotorträger drehfest mit dem Rotor verbunden ist und eine Trägernabe, eine Trägerwand und einen Trägerzylinder umfasst. Schließlich weist das Hybridantriebsystem eine Trennkupplung auf, welche ihrerseits einen ersten Innenlamellenträger und einen ersten Außenlamellenträger aufweist.
  • Dabei ist zwischen der Trägernabe und dem Gehäuse ein erstes Lager angeordnet.
  • Erfindungsgemäß ist ein zweites Lager vorgesehen, das zwischen der Trägernabe und der Eingangswelle angeordnet ist, wobei die Trägerwand und der Trägerzylinder als ein einteiliges Blechteil ausgeführt sind.
    Die Trennkupplung kann dabei entweder als eine trockene Trennkupplung, zum Beispiel als eine trockene Lamellenkupplung, oder auch als eine nasse Trennkupplung, zum Beispiel als eine nasse Lamellenkupplung, ausgeführt sein.
  • Das erste Lager und das zweite Lager sind dabei zumindest als Radiallager ausgeführt. Vorteilhaft sind das erste Lager und das zweite Lager als Festlager ausgeführt, die sowohl radial als auch axial lagern. Besonders vorteilhaft sind das erste Lager und das zweite Lager als Rillenkugellager ausgeführt. Besonders vorteilhaft sind das erste Lager und das zweite Lager als lebensdauergeschmierte gedichtete Lager ausgeführt.
  • Es hat sich herausgestellt, dass sich durch die Kombination aus einem einteilig ausgeführten Gesamtbauteil aus Trägerwand und Trägerzylinder mit der speziellen Anordnung des ersten Lagers und des zweiten Lagers ein Übergang von Schmutz, nämlich im Falle der Verwendung der oben genannten trockenen Trennkupplung, oder ein Übergang von Fluid, nämlich im Falle der Verwendung der oben genannten nassen Trennkupplung, ausgehend von der Trennkupplung hin zu dem Rotor, dem Stator, einer Leistungselektronik und einer Kontaktierung der elektrischen Maschine deutlich reduzieren lässt. Unabhängig von der Art der verwendeten Trennkupplung bietet das erfindungsgemäße Konzept somit immer Vorteile: im einen Fall wird ein weitgehend schmutzfreier Raum um den Rotor gewährleistet, im anderen Fall wird ein trockener Raum um den Rotor gewährleistet, wodurch sich Fluidförder- bzw. Planschverluste vermeiden lassen.
  • Unter einer drehfesten Verbindung zwischen zwei drehbar gelagerten Elementen ist zu verstehen, dass die beiden Elemente koaxial zueinander angeordnet sind und derart miteinander verbunden sind, dass sie mit gleicher Winkelgeschwindigkeit drehen.
  • Vorteilhaft ist dabei der Rotorträger mit einem Wandlerdeckel und auch mit einem Pumpenrad eines Drehmomentwandlers jeweils drehfest verbunden, wobei ein zweiter Innenlamellenträger eines zweiten Lamellenpaketes einer Wandlerüberbrückungskupplung ebenfalls drehfest mit dem Rotorträger verbunden ist. Vorteilhaft sind dabei ein erstes Lamellenpaket der Trennkupplung, ein erster Betätigungskolben der Trennkupplung, das zweite Lamellenpaket und das Pumpenrad in einer axialen Richtung gesehen in der angegebenen Reihenfolge nacheinander angeordnet.
    Auf diese Weise kann ein gegebenenfalls trockener Bereich der Trennkupplung von einem Nassbereich des Drehmomentwandlers getrennt gehalten werden, wobei dennoch ein Betätigungsraum der Trennkupplung noch an den Nassbereich angrenzt und vorteilhaft mit einem Hydraulikfluid beaufschlagt werden kann.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt bzw. ergeben sich aus der Zeichnung.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung beispielhaft beschrieben.
  • Die einzige Figur zeigt dabei ein Hybridantriebsystem 10, welches ein Gehäuse 12 und eine Eingangswelle 14 aufweist, die dazu vorgesehen ist, Drehmomente, die von einem Verbrennungsmotor bereitgestellt werden können, in das Hybridantriebsystem 10 einzuleiten, und welche um eine Drehachse 16 drehbar gelagert ist.
  • Ein parallel zu der Drehachse 16 ausgerichtete Richtung wird im Folgenden als eine axiale Richtung 62 bezeichnet, eine senkrecht zu der Drehachse 16 angeordnete Richtung als eine radiale Richtung 64.
  • Das Hybridantriebsystem 10 weist ferner eine koaxial zu der Eingangswelle 14 angeordneten Abtriebswelle 18, welche als Eingangswelle für ein nachgeschaltetes Getriebe geeignet ist, sowie eine elektrische Maschine 20 und eine Trennkupplung 34 auf, welche ihrerseits ein erstes Lamellenpaket 35 mit einem ersten Innenlamellenträger 36 und einem ersten Außenlamellenträger 38 aufweist.
  • Die Trennkupplung 34 kann als trockene Trennkupplung ausgeführt sein, wobei gemeint ist, dass kein Kühl- und/oder Schmierfluid für das Lamellenpaket vorgesehen ist. Die Trennkupplung 34 kann aber auch als eine nasse Trennkupplung ausgeführt sein, wobei gemeint ist, dass ein Kühl und/oder Schmierfluid für das Lamellenpaket vorgesehen ist.
  • Die elektrische Maschine 20 weist einen Stator 22 und einen Rotor 24 sowie einen Rotorträger 26 auf, wobei der Rotorträger 26 drehfest mit dem Rotor 24 verbunden ist. Der Rotorträger weist dabei Trägernabe 28, eine Trägerwand 30 und einen Trägerzylinder 32 auf. Mittels der Trägernabe 28 ist der Rotorträger 26 drehbar gelagert, mittels der Trägerwand 30 und des Trägerzylinders 32 ist der Rotorträger 26 radial gegenüber seiner Lagerung abgestützt. Der Trägerzylinder 32 weist dabei im Wesentlichen eine Zylinderform auf und ist koaxial zu der Drehachse 16 angeordnet. Die Trägerwand 30 weist dabei im Wesentlichen die Form eines Tellers auf und ist ebenfalls koaxial zu der Drehachse 16 angeordnet.
  • Zwischen der Trägernabe 28 und dem Gehäuse 12 ist dabei ein erstes Lager 40 angeordnet ist. Das erste Lager 40 ist vorteilhaft unmittelbar zwischen der Trägernabe 28 und dem Gehäuse 12 angeordnet und ist dazu ausgebildet, die Trägernabe 28 drehbar gegenüber dem Gehäuse 12 zu lagern.
  • Erfindungsgemäß ist ein zweites Lager 42 vorgesehen, das unmittelbar zwischen der Trägernabe 28 und der Eingangswelle 14 angeordnet ist und das dazu ausgebildet ist, die Trägernabe 28 drehbar gegenüber der Eingangswelle 14 zu lagern. Wobei, weiterhin erfindungsgemäß, die Trägerwand 30 und der Trägerzylinder 32 als ein einteiliges Blechteil ausgeführt sind.
  • Das erste Lager 40 und das zweite Lager 42 sind vorteilhaft als gedichtete, lebensdauergeschmierte Festlager ausgeführt.
  • Mit dem einteiligen Blechteil ist gemeint, dass die Trägerwand 30 und der Trägerzylinder 32 nicht gefügt sondern aus einem einzigen Blechteil zum Beispiel mittels eines ziehenden Herstellungsprozesses hergestellt sind.
  • Mit der Gesamtheit der oben beschriebenen Merkmale lässt sich eine gute Kapselung des ersten Lamellenpaketes der Trennkupplung 34 erzielen.
  • Besonders vorteilhaft ist dabei der Rotorträger 26 drehfest mit dem Außenlamellenträger 38 der Trennkupplung 34 drehfest verbunden. Besonders vorteilhaft ist der Außenlamellenträger 38 radial von dem Rotor 24 umgeben, wobei Außenlamellenträger 38 und Rotor 24 axial zumindest teilweise, vorteilhaft überwiegend, überlappend angeordnet sind.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Design kann effizient verhindert werden, dass Schmutz und/oder Kühlfluid aus einem Bereich des ersten Lamellenpaketes 35 zu einem Bereich des Rotors 24, des Stators 22, einer Leistungselektronik und Anschlüssen der elektrischen Machine 20 gelangt. Dieser Schmutz beziehungsweise dieses Fluid müsste von einer radial innerhalb des Rotorträgers 26 gelegenen Bereich zu einem radial außerhalb des Rotorträgers 26 gelegenen Bereich gelangen, was zum einen durch die einteilige Ausführung von Trägerwand 30 und Trägerzylinder 32 und zum anderen durch das erste Lager 40 und das zweite Lager 42 verhindert wird. Das erste Lager 40 und das zweite Lager 42 dichten schon alleine aufgrund ihrer Anordnung den radial außerhalb des Rotorträgers 26 gelegenen Bereich gegen den radial innerhalb des Rotorträgers 26 gelegenen Bereich ab.
    Vorteilhaft sind dabei die Trägernabe 28 und die Trägerwand 30 miteinander verschweißt, was zu einer weiteren Trennung der beiden Bereiche beiträgt.
  • Besonders vorteilhaft sind das erste Lager 40 und das zweite Lager 42 als gedichtete und lebensdauergeschmierte Lager ausgeführt. Vorteilhaft sind das erste Lager 40 und das zweite Lager 42 als Festlager, das heißt als radial und axial lagernde Lager, ausgeführt.
  • Vorteilhaft ist das erste Lager 40 radial umgebend und axial überlappend zu dem zweiten Lager 42 angeordnet, wobei das erste Lager 40 seinerseits radial umgebend zu der Trägernabe 28 angeordnet ist, und die Trägernabe 28 radial umgebend zu dem zweiten Lager 42 angeordnet ist.
  • Um eine weitere Abschirmung des radial innerhalb des Rotorträgers 26 gelegenen Bereiches zu erzielen, ist vorteilhaft ein drittes Lager 44 vorgesehen. Das dritte Lager 44 ist zumindest als Radiallager ausgeführt. Vorteilhaft ist das dritte Lager 44 als Loslager ausgeführt, welches radial lagert. Vorteilhaft ist das dritte Lager 44 als radial lagerndes Rillenkugellager ausgeführt, das auf der Eingangswelle 14 axial verschiebbar angeordnet ist.
  • Das dritte Lager 44 ist koaxial zu der Eingangswelle 14 beziehungsweise koaxial zu der Drehachse 16 angeordnet. Auch das erste Lager 40 und das zweite Lager 42 sind koaxial zu der Drehachse 16 angeordnet.
  • Im Ausführungsbeispiel ist ein besonders vorteilhaftes Hybridantriebsystem 10 mit einem Drehmomentwandler 46 dargestellt, wobei der Drehmomentwandler 46 ein Pumpenrad 48, einen drehfest mit dem Pumpenrad 48 verbundenen Wandlerdeckel 50 und eine drehfest mit dem Wandlerdeckel 50 verbundene Wandlernabe 52 aufweist, wobei das dritte Lager 44 unmittelbar zwischen der Einangswelle 14 und der Wandlernabe 52 angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, die Wandlernabe 52 gegenüber der Eingangswelle 14 drehfest zu lagern.
  • Die Wandlernabe 52 ist vorteilhaft drehfest mit einem zweiten Innenlamellenträger eines zweiten Lamellenpaketes 58 einer Wandlerüberbrückungskupplung 56 verbunden. Ein Außenlamellenträger des zweiten Lamellenpaketes 58 ist mit einem Torsionsdämpfer 60 drehfest verbunden.
  • Dabei ist vorteilhaft eine Verbindungsstelle 54 einer drehfesten Verbindung eines ersten Innenlamellenträgers 36 mit der Eingangswelle 14 axial zwischen dem zweiten Lager 42 und dem dritten Lager 44 angeordnet.
  • Die oben genannte Kapselung des radial innerhalb des Rotorträgers 26 gelegenen Bereiches lässt sich aufgrund einer im Ausführungsbeispiel genannten Anordnung von Bauteilen besonders effizient realisieren. Ein erster Betätigungskolben 53 der Trennkupplung 34, welcher an der Wandlernabe 52 gelagert ist, ist dabei vorteilhaft derart angeordnet, dass das erste Lager 40, die Trägerwand 30, das dritte Lager 44 und der erste Betätigungskolben 53 in der axialen Richtung 62 in der angegebenen Reihenfolge nacheinander angeordnet sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Hybridantriebsystem
    12
    Gehäuse
    14
    Eingangswelle
    16
    Drehachse
    18
    Abtriebswelle
    20
    Elektrische Maschine
    22
    Stator
    24
    Rotor
    26
    Rotorträger
    28
    Trägernabe
    30
    Trägerwand
    32
    Trägerzylinder
    34
    Trennkupplung
    35
    Erstes Lamellenpaket
    36
    Erster Innenlamellenträger
    38
    Erster Außenlamellenträger
    40
    Erstes Lager
    42
    Zweites Lager
    44
    Drittes Lager
    46
    Drehmomentwandler
    48
    Pumpenrad
    50
    Wandlerdeckel
    52
    Wandlernabe
    53
    Erster Betätigungskolben
    54
    Verbindungsstelle
    56
    Wandlerüberbrückungskupplung
    58
    Zweites Lamellenpaket
    60
    Torsionsdämpfer
    62
    Axiale Richtung
    64
    Radiale Richtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005053887 A1 [0002]

Claims (8)

  1. Hybridantriebsystem (10) für ein Kraftfahrzeug - mit einem Gehäuse (12), - mit einer Eingangswelle (14), die dazu vorgesehen ist, Drehmomente, die von einem Verbrennungsmotor bereitgestellt werden können, in das Hybridantriebsystem (10) einzuleiten, und welche um eine Drehachse (16) drehbar gelagert ist, - mit einer koaxial zu der Eingangswelle (14) angeordneten Abtriebswelle (18), - mit einer elektrischen Maschine (20), die einen Stator (22) und einen Rotor (24) aufweist, - mit einem Rotorträger (26), der drehfest mit dem Rotor (24) verbunden ist, wobei der Rotorträger (26) eine Trägernabe (28), eine Trägerwand (30) und einen Trägerzylinder (32) aufweist, - mit einer Trennkupplung (34), welche einen ersten Innenlamellenträger (36) und einen ersten Außenlamellenträger (38) aufweist, wobei zwischen der Trägernabe (28) und dem Gehäuse (12) ein erstes Lager (40) angeordnet ist, das dazu ausgebildet ist, die Trägernabe (28) drehbar gegenüber dem Gehäuse (12) zu lagern gekennzeichnet durch ein zweites Lager (42), das zwischen der Trägernabe (28) und der Eingangswelle (14) angeordnet ist und das dazu ausgebildet ist, die Trägernabe (28) gegenüber der Eingangswelle (14) drehbar zu lagern, wobei die Trägerwand (30) und der Trägerzylinder (32) als ein einteiliges Blechteil ausgeführt sind.
  2. Hybridantriebsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lager (40) radial umgebend und axial überlappend zu dem zweiten Lager (42) angeordnet ist.
  3. Hybridantriebsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lager (40) radial umgebend zu der Trägernabe (28) angeordnet ist.
  4. Hybridantriebsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägernabe (28) radial umgebend zu dem zweiten Lager (42) angeordnet ist.
  5. Hybridantriebsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Innenlamellenträger (36) drehfest mit der Eingangswelle (14) verbunden ist und der erste Außenlamellenträger (38) drehfest mit dem Rotorträger (26) verbunden ist.
  6. Hybridantriebsystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein drittes Lager (44) und einen Drehmomentwandler (46), welcher ein Pumpenrad (48), einen drehfest mit dem Pumpenrad (48) verbundenen Wandlerdeckel (50) und eine drehfest mit dem Wandlerdeckel (50) verbundene Wandlernabe (52) aufweist, wobei das dritte Lager (44) zwischen der Eingangswelle (14) und der Wandlernabe (52) angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, die Wandlernabe (52) drehbar gegenüber der Eingangswelle (14) zu lagern.
  7. Hybridantriebsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsstelle (54) einer drehfesten Verbindung des ersten Innenlamellenträgers (36) mit der Eingangswelle (14) axial zwischen dem zweiten Lager (42) und dem dritten Lager (44) angeordnet ist.
  8. Hybridantriebsystem nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen ersten Betätigungskolben (53) der Trennkupplung (34), welcher an der Wandlernabe (52) gelagert ist, wobei das erste Lager (40), die Trägerwand (30), das dritte Lager (44) und der Betätigungskolben (53) in einer axialen Richtung (62) in der angegebenen Reihenfolge nacheinander angeordnet sind.
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