DE19927261A1 - Antriebssystem - Google Patents
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- DE19927261A1 DE19927261A1 DE19927261A DE19927261A DE19927261A1 DE 19927261 A1 DE19927261 A1 DE 19927261A1 DE 19927261 A DE19927261 A DE 19927261A DE 19927261 A DE19927261 A DE 19927261A DE 19927261 A1 DE19927261 A1 DE 19927261A1
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- rotor
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- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
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- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
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- B60K6/30—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by chargeable mechanical accumulators, e.g. flywheels
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- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
- B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
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- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
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- B60K6/405—Housings
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60K6/48—Parallel type
- B60K6/485—Motor-assist type
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
- F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/006—Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
- B60K1/02—Arrangement or mounting of electrical propulsion units comprising more than one electric motor
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Abstract
Ein Antriebssystem (10), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfaßt eine Antriebswelle (12) mit einer daran vorgesehenen Schwungmassenanordnung (24), eine Elektromaschine (48), durch welche die Antriebswelle (12) zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle (12) elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Elektromaschine (48) eine Statoranordnung (46) und eine mit der Antriebswelle (12) drehbare Rotoranordnung (54) aufweist, und wobei die Rotoranordnung (54) über die Schwungmassenanordnung (24) mit der Antriebswelle (12) verbunden ist, wobei ferner die Rotoranordnung (54) über einen Verbindungsbereich (62) mit der Schwungmassenanordnung (24) verbunden ist, welcher Verbindungsbereich ein Bereich mit hinsichtlich wenigstens eines angrenzenden Bereichs (60, 82) erhöhtem Wärmeleitwiderstand ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem, insbesondere für ein
Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle mit einer daran vorgesehenen
Schwungmassenanordnung und eine Elektromaschine, durch welche die
Antriebswelle zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der
Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Elektromaschine
eine Statoranordnung und eine mit der Antriebswelle drehbare Rotoranord
nung aufweist.
Aus der DE 196 29 346 ist ein Hybrid-Antriebssystem bekannt, welches in
Serie geschaltet einen Verbrennungsmotor, eine automatisch betätigbare
Kupplung, einen Elektromotor und ein Getriebe umfaßt. Ein Rotor des
Elektromotors ist mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbunden, und
zwischen dem Elektromotor und der Reibungskupplung beziehungsweise
dem Verbrennungsmotor sind Isolationsbereiche angeordnet, um die
Wärmeübertragung von diesen Wärmequellen Reibungskupplung und
Brennkraftmotor auf den Elektromotor zu verhindern. Die Erwärmung des
Elektromotors kann dessen Funktionsfähigkeit beeinträchtigen. Diese
Beeinträchtigung ist bei dem aus der DE 196 29 346 A1 bekannten
Antriebssystem aufgrund der relativ großen räumlichen Trennung der
Wärmequellen Reibungskupplung und Verbrennungsmotor einerseits und
des Elektromotors andererseits eliminiert.
Aus der DE 44 23 577 A1 ist ein Antriebssystem bekannt, bei welchem auf
einer Antriebswelle ein scheibenartiges Schwungrad getragen ist. In seinem
radial äußeren Bereich bildet das Schwungrad den Rotor einer Elektroma
schine, bei welcher ein Drehmoment auf die Antriebswelle ausgeübt werden
kann, um Torsionsschwingungen im Antriebssystem dämpfen zu können.
Zwischen dem radial äußeren Bereich der Schwungmasse und dem radial
inneren Bereich der Schwungmasse ist eine Gummimateriallage angeordnet,
um eine weitere Schwingungsdämpfungsfunktion vorzusehen. Es sind keine
Aussagen über die thermischen Eigenschaften der verschiedenen Materialien
gemacht und insbesondere sind im Bereich der Elektromaschine keine
Komponenten des Antriebssystems angeordnet, durch welche Wärme auf
die Elektromaschine übertragen werden könnte.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebssystem
vorzusehen, bei welchem die Wärmeenergieübertragung zwischen einer
Elektromaschine und einer Schwungmassenanordnung gesenkt werden
kann, um eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit, insbesondere der
Elektromaschine, vermeiden zu können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Antriebssystem für ein
Kraftfahrzeug gelöst, umfassend eine Antriebswelle mit einer daran
vorgesehenen Schwungmassenanordnung, eine Elektromaschine, durch
welche die Antriebswelle zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung
der Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Elek
tromaschine eine Statoranordnung und eine mit der Antriebswelle drehbare
Rotoranordnung aufweist und wobei die Rotoranordnung über die Schwung
massenanordnung mit der Antriebswelle verbunden ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem ist die Rotoranordnung mit der
Schwungmassenanordnung über einen Verbindungsbereich verbunden,
welcher ein Bereich mit hinsichtlich wenigstens eines angrenzenden
Bereichs erhöhtem Wärmeleitwiderstand ist.
Durch diesen Verbindungsbereich kann eine weitgehende thermische
Entkopplung der Rotoranordnung und der Schwungmassenanordnung erzielt
werden, so daß beispielsweise nicht die Gefahr besteht, daß durch im
Bereich der Schwungmassenanordnung erzeugte Wärme und Übertragung
derselben auf die Rotoranordnung die gesamte Elektromaschine in ihrer
Funktionsfähigkeit beeinträchtigt wird.
Beispielsweise kann der erhöhte Wärmeleitwiderstand dadurch vorgesehen
sein, daß der Verbindungsbereich mit hinsichtlich wenigstens eines
angrenzenden Bereichs verminderter effektiver Übertragungsquerschnitts
fläche ausgebildet ist.
Dabei ist vorzugsweise die effektive Übertragungsquerschnittsfläche
zumindest bezüglich desjenigen angrenzenden Bereichs vermindert, welcher
auf der Seite liegt, auf der erhöhte Temperaturen vorliegen oder zu erwarten
sind.
Die Verminderung der effektiven Übertragungsquerschnittsfläche kann
beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der Verbindungsbereich
wenigstens eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von Ausnehmungen aufweist,
welche zur Verstärkung dieses Effekts vorzugsweise den Verbindungs
bereich vollständig durchsetzt.
Bei einer derartigen Anordnung kann vorgesehen sein, daß die wenigstens
eine Ausnehmung mit einem Material gefüllt ist, welches eine geringere
Wärmeleitfähigkeit aufweist, als das Material, aus welchem der Ver
bindungsbereich gebildet ist. Das Vorsehen eines derartigen Materials in der
wenigstens einen Ausnehmung hat den Vorteil, daß keine Fremdkörper
durch diese Ausnehmung hindurch in den Innenbereich des Rotors eintreten
können und dort Fehler verursachen können. Auch wird die Ansammlung
von Schmutz oder sonstigen Fremdkörpern im Bereich der Ausnehmungen
somit verhindert.
Alternativ ist es möglich, daß der Verbindungsbereich aus einem Material
gebildet ist, welches bezüglich des Materials, aus dem die Rotoranordnung
gebildet ist, oder/und des Materials, aus dem die Schwungmassenanord
nung gebildet ist, eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist.
Um auch im Bereich der Elektromaschine erzeugte Wärme abführen zu
können und somit einen Wärmestau in diesem Bereich, insbesondere im
Überlastbereich verhindern zu können, wird vorgeschlagen, daß der Rotor
den Stator außen umgibt und daß an einer Außenoberfläche des Rotors
wenigstens eine Kühlrippe vorgesehen ist.
Im allgemeinen ist zum Schutz die Elektromaschine außen von einem
feststehenden Gehäuse umgeben. In diesem Falle wird ferner vorgeschla
gen, daß an einer Innenoberfläche des Gehäuses wenigstens eine Kühlrippe
vorgesehen ist. Auf diese Art und Weise weist das Gehäuse eine erhöhte
Fähigkeit auf, die von der Elektromaschine abgegebene Wärme auf
zunehmen.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Antriebssystems ist insbesondere
dann vorteilhaft, wenn die Schwungmassenanordnung wenigstens zeitweise
eine Wärmequelle bildet. Das heißt, insbesondere in diesem Falle kann durch
die vorliegende Erfindung dafür gesorgt werden, daß die Beeinträchtigung
der Funktionsfähigkeit der Elektromaschine bei Erzeugung von Wärme im
Bereich der Schwungmassenanordnung nicht auftritt.
Beispielsweise kann die Schwungmassenanordnung ein Schwungrad einer
Kraftfahrzeug-Reibungskupplung umfassen, oder die Schwungmassenanord
nung kann einen Drehmomentwandler, vorzugsweise dessen Gehäuse,
umfassen.
Die im erfindungsgemäßen Antriebssystem eingesetzte Elektromaschine
kann beispielsweise eine Starter/Generator-Maschine sein. Das heißt, diese
Maschine kann sowohl zum Anlassen einer Brennkraftmaschine genutzt
werden, als auch dazu genutzt werden, dann, wenn die Brennkraftmaschine
läuft, elektrische Energie zu gewinnen und ggf. in das Bordnetz zu speisen.
Beispielsweise kann der Rotor ein permanentmagnetisch erregter Rotor sein.
Beispielsweise kann die Elektromaschine eine Drehstrom-Asynchronma
schine oder eine Drehstrom-Synchronmaschine, elektrisch oder permanent
magnetisch erregt, sein. Insbesondere bei Asynchronmaschinen kann durch
das im Rotor vorgesehene Blechpaket, welches eine relativ hohe Wärme
speicherkapazität aufweist, ein Teil der Wärme absorbiert werden, die auch
im Überlastbetrieb dieser Maschine erzeugt wird, doch besteht die Gefahr,
daß insbesondere dann, wenn die Schwungmassenanordnung ein Schwun
grad einer Kupplung ist, zum Beispiel beim Einkuppeln eine zumindest
kurzzeitige Temperaturüberhöhung mit entsprechender Beeinträchtigung der
Überlastcharakteristik der Elektromaschine auftritt. Entsprechendes trifft
auch bei Synchronmaschinen zu.
Beispielsweise kann bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem vor
gesehen sein, daß die Rotoranordnung ein Trägerelement umfaßt, welches
mit der Schwungmassenanordnung in drehfester Verbindung steht oder
bringbar ist und vorzugsweise den Bereich mit erhöhtem Wärmeleitwider
stand bildet.
Die Schwungmassenanordnung kann eine Außenverzahnung aufweisen, mit
welcher das Trägerelement in Eingriff steht. Diese Außenverzahnung kann
gleichzeitig dazu dienen, mittels eines elektromagnetischen Aufnehmers die
Drehzahl der Schwungmassenanordnung, welche im allgemeinen der
Drehzahl eines Antriebsaggregats entspricht, zu erfassen.
Zur Herstellung der Drehverbindung kann dann vorgesehen sein, daß das
Trägerelement eine Mehrzahl von von einem Grundkörper abstehenden
Eingriffsvorsprüngen aufweist.
Bei einer alternativen Ausgestaltungsform ist es möglich, daß das Träger
element durch eine Mehrzahl von Befestigungsbolzen an der Schwungmas
senanordnung angebracht oder anbringbar ist. Um hier eine sehr wirksame
thermische Isolation zu erhalten, wird vorgeschlagen, daß an der Schwung
massenanordnung oder dem Trägerelement wenigstens ein Anlageflächen
abschnitt gebildet ist, welcher hinsichtlich eines Anlageflächenabschnitts an
der jeweils anderen Komponente einen geringeren Oberflächenbereich
aufweist. Beispielsweise kann ein Anlageflächenabschnitt wenigstens eine
im wesentlichen ringartig ausgebildete Anlagefläche bilden.
Bei einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen
Antriebssystems kann vorgesehen sein, daß die Rotoranordnung eine
Mehrzahl von im wesentlichen ringartig ausgebildeten Metall-Scheiben
elementen umfaßt, die durch eine Mehrzahl von Befestigungsbolzen an der
Schwungmassenanordnung getragen sind, wobei vorzugsweise die Befesti
gungsbolzen im wesentlichen den Bereich mit erhöhtem Wärmeleitwider
stand bilden.
Um bei dieser Ausgestaltungsform einen gewünschten Abstand zwischen
den Metall-Scheibenelementen, welche hier letztendlich ein Joch für den
Rotor bilden, und der Schwungmassenanordnung beizubehalten, wird
vorgeschlagen, daß wenigstens ein zwischen der Schwungmassenanord
nung und den Metall-Scheibenelementen angeordnetes Abstandselement
vorgesehen ist, welches hinsichtlich der Schwungmassenanordnung
oder/und der Befestigungsbolzen einen erhöhten Wärmeleitwiderstand
vorsieht.
Um die Abfuhr von Wärme bei dem erfindungsgemäßen Antriebssystem
weiter unterstützen zu können, wird vorgeschlagen, daß in einer fest
stehenden, also einer mit der Rotoranordnung nicht drehbaren Anordnung,
wenigstens ein Kühlmittelkanal vorgesehen ist.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert
beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Antriebs
sysstems;
Fig. 2 eine radiale Ansicht in Blickrichtung des Pfeils II in Fig. 1 bei
weggelassener Getriebeglocke;
Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternativen
Ausgestaltungsform;
Fig. 4 eine axiale Ansicht eines mit einer Schwungmassenanordnung
in Eingriff stehenden Trägerelements der Rotoranordnung;
Fig. 5 eine Längsschnittansicht des Trägerelements längs einer Linie
V-V in Fig. 4;
Fig. 6 eine weitere alternative Ausgestaltungsform zur Anbindung
einer Rotoranordnung an die Schwungmassenanordnung;
Fig. 7 eine weitere alternative Ausgestaltungsform zur Verbindung
eines Trägerelements der Rotoranordnung mit der Schwung
massenanordnung.
Das in Fig. 1 dargestellte Antriebssystem 10 umfaßt im wesentlichen eine
Antriebswelle 12, welche beispielsweise die Kurbelwelle einer Brenn
kraftmaschine ist, die in einem Kurbelgehäuse 14 über ein Lager 16
endseitig drehbar gelagert ist. Mit einem Kurbelwellenflansch 18 ist über
eine Mehrzahl von Schraubbolzen 20 und ein Abstandselement 22 ein
allgemein mit 24 bezeichnetes Schwungrad einer Kraftfahrzeug-Reibungs
kupplung 26 drehfest verbunden.
Die Kraftfahrzeug-Reibungskupplung weist bekanntermaßen eine Druck
plattenbaugruppe 28 mit einem durch Schraubbolzen 30 mit dem Schwung
rad 24 im radial äußeren Bereich fest verbundenen Kupplungsgehäuse 32
sowie einer unter Vorspannung eines Kraftspeichers 34, beispielsweise einer
Membranfeder 34, in Richtung einer Drehachse A auf das Schwungrad 24
zu vorgespannten Anpreßplatte 36 auf. Zwischen Anpreßplatte 36 und
Schwungrad 24 sind die Reibbeläge 38 einer allgemein mit 40 bezeichneten
Kupplungsscheibe klemmbar. Durch einen Ausrückermechanismus 42,
welcher auf den radial inneren Bereich der Membranfeder 34 einwirkt, kann
die Kraftbeaufschlagung der Membranfeder 34 auf die Anpreßplatte 36
aufgehoben werden und somit der Klemmzustand der Reibbeläge 38
zwischen der Anpreßplatte 36 und dem Schwungrad 24 im ausgerückten
Zustand der Kupplung beseitigt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die
dargestellte Kupplung nur beispielhaft ist, es ist selbstverständlich, daß hier
verschiedenste Modifikationen vorgesehen sein können. Beispielsweise
können im Bereich der Kupplung Spielgeber zur Verschleißerfassung der
Reibbeläge 38 vorgesehen sein und/oder im Bereich der Kupplungsscheibe
40 kann eine Torsionsdämpferanordnung vorgesehen sein. Der konkrete
Aufbau der Kupplung ist für die Prinzipien der vorliegenden Erfindung von
nebengeordneter Bedeutung. Es sei noch darauf verwiesen, daß die
Kupplungsscheibe 40 über eine Nabe 44 derselben drehfest mit einer
Getriebeeingangswelle, welche in den Figuren nicht erkennbar ist, ver
bindbar ist.
Mit dem Kurbelgehäuse 14 oder allgemein dem Gehäuse der nicht
dargestellten Brennkraftmaschine ist ferner ein Stator 46 einer allgemein mit
48 bezeichneten Elektromaschine, beispielsweise durch eine Mehrzahl von
Schraubbolzen 50, fest verbunden. Bekannterweise umfaßt der Stator 46
eine Mehrzahl von Statorwicklungen 52, die in Zusammenwirkung mit einem
magnetischen oder magnetisierbaren Joch einen magnetischen Kreis bilden.
Radial außen ist den Stator 46 umgebend ein Rotor 54 vorgesehen, welcher
ein Blechpaket 56 umfaßt, an dem in Umfangsrichtung in Abstand
zueinander liegend mehrere Permanentmagnete 58 angeordnet sind. Dabei
bildet das Blechpaket 56 ein Joch des Rotors 54, über welches eine
magnetische Rückführung innerhalb des Rotors 54 erzeugt wird. Der Rotor
54, d. h. der Teil 60 desselben, welcher das Blechpaket 56 trägt, ist in der
dargestellten Ausgestaltungsform einteilig mit dem Schwungrad 24,
welches hier eine Schwungmassenanordnung 24 bildet, ausgebildet. Zu
diesem Zwecke ist ein Verbindungsbereich 62 vorgesehen, in welchem, wie
auch in Fig. 2 erkennbar, eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 64 in
Umfangsrichtung aufeinanderfolgend ausgebildet ist. In der dargestellten
Ausgestaltungsform ist in jeder der Durchgangsöffnungen 64 ein Material
66, z. B. Keramikmaterial, angeordnet, welches hinsichtlich desjenigen
Materials, aus dem der Verbindungsbereich 62 und somit auch die
Schwungmassenanordnung 24 beziehungsweise der Abschnitt 60 des
Rotors 54 gebildet ist, eine verminderte Wärmeleitfähigkeit aufweist.
Man erkennt, daß durch den Verbindungsbereich zwischen dem Rotor 54
und dem Schwungrad 24 beziehungsweise der Schwungmassenanordnung
24 ein Bereich verminderter Wärmeleitfähigkeit erzeugt wird. Dies wird zum
einen durch das Einbringen der Öffnungen 64 erreicht, so daß letztendlich
nur noch Brückenabschnitte 68 des Materials des Verbindungsbereichs 62
vorhanden sind. Wäre in den Durchgangsöffnungen 64 das Material 66
nicht angeordnet, so könnte eine Wärmeübertragung zwischen der
Schwungmassenanordnung 24 und dem Rotor 54 im wesentlichen nur über
diese Brückenbereiche 68 erfolgen. Das heißt, der effektive Wärmeüber
tragungsquerschnitt ist vermindert. Dies trifft jedoch auch bei Vorsehen des
Materials 66 in den Durchgangsöffnungen 64 zu, da dieses eine verminderte
Wärmeleitfähigkeit λ aufweist. Man könnte beispielsweise die effektive
Übertragungsquerschnittsfläche als die Summe der Querschnittsflächen der
Brückenabschnitte 68 multipliziert mit der Wärmeleitfähigkeit λ des Materials
des Verbindungsbereichs 62 plus die Summe der Querschnittsflächen des
Materials 66 multipliziert mit der Wärmeleitfähigkeit λ des Materials 66
betrachten. Wird das Material 66 weggelassen, was näherungsweise dem
Fall entspricht, daß dessen Wärmeleitfähigkeit gleich Null ist, so erfolgt die
Wärmeübertragung nur über die Brückenbereiche 68 und die übertragene
Wärmemenge ist proportional zum Produkt dieser Querschnittsfläche der
Brückenabschnitte 68 und der Wärmeleitfähigkeit dieses Materials. Ist die
Wärmeleitfähigkeit λ des Materials 66 nicht als Null zu betrachten, jedoch
kleiner als die Wärmeleitfähigkeit des Materials des Verbindungsbereichs 62,
so wird hinsichtlich einer Konfiguration, in welcher keine Durchgangsöff
nungen 64 erreicht werden, ebenfalls die effektive Übertragungsquer
schnittsfläche gemindert, da die Querschnittsflächen des Materials 66 mit
einem kleineren λ zu multiplizieren sind, als dies der Fall wäre, wenn dort
das Material des Verbindungsbereichs 62 vorgesehen wäre.
Durch das Einbringen der Durchgangsöffnungen 64, welche letztendlich für
eine verminderte Übertragungsquerschnittsfläche sorgen, wird eine
zumindest teilweise thermische Entkopplung von Schwungmassenanord
nung 24 und Rotor 54 erreicht. Dies hat den Vorteil, daß dann, wenn im
Bereich der Reibungskupplung 26 bei Ein- und Ausrückvorgängen Wärme
erzeugt wird, diese Wärme weitgehend daran gehindert wird, auf den Rotor
54 zu fließen, d. h. hinsichtlich der Reibungskupplung 26 bildet im
wesentlichen das Schwungrad 24 den Wärmespeicher, der die bei
Durchführung von Ein- und Ausrückvorgängen erzeugte Wärme aufnimmt
und dann in die Umgebung abgibt. Die Betriebscharakteristik der Elek
tromaschine 48, insbesondere des Rotors 54, kann somit von Temperatur
änderungen oder -erhöhungen im Bereich der Reibungskupplung 26
weitgehend unbeeinflußt bleiben. Die Gefahr, daß durch überhöhte
Temperaturen im Bereich der Schwungmassenanordnung 24 auch eine
Temperaturüberhöhung im Bereich des Rotors 54 auftritt, kann somit
vermindert werden.
Die in der Fig. 1 erkennbare Elektromaschine 48 kann beispielsweise eine
Starter/Generator-Anordnung sein, welche dazu genutzt werden kann, durch
Bestromung Drehenergie zum Anlassen einer Brennkraftmaschine zu
erzeugen. Wenn die Brennkraftmaschine angelassen ist und selbst
Drehenergie erzeugt, kann die Elektromaschine 48 dann als Generator
arbeiten, durch welchen elektrische Energie in die Kraftfahrzeugbatterie
gespeist wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß zumindest in
bestimmten Fahrsituationen die Elektromaschine 48 ein unterstützendes
Drehmoment zu dem von der Brennkraftmaschine abgegebenen erzeugen
kann oder gegebenenfalls die alleinige Vortriebskraft für ein Fahrzeug
erzeugen kann.
Um auch dafür zu sorgen, daß beim Betrieb der Elektromaschine 48 in
einem Bereich hoher Belastung die dort erzeugte Wärmeenergie abgegeben
werden kann, kann an einer Außenoberfläche 68 des Rotors 54 eine im
oberen Teil der Fig. 1 erkennbare Kühlrippenanordnung 70 mit einer
Mehrzahl von sich in Umfangsrichtung erstreckenden Kühlrippen 72
vorgesehen sein. Diese Kühlrippen 72 erstrecken sich vorzugsweise
vollständig in Umfangsrichtung um den Rotor 54 herum und sorgen somit
für eine verbesserte Wärmeabfuhr vom Rotor 54. Da zum Schutz der
Elektromaschine diese im allgemeinen in ein Gehäuse 74, beispielsweise
eine verlängerte Getriebeglocke, eingegliedert ist, d. h. von diesem Gehäuse
74 radial außen umgeben ist, kann es ebenso vorteilhaft sein, an einer
Innenoberfläche 76 des Gehäuses eine weitere Kühlrippenanordnung 78 mit
einer Mehrzahl von Kühlrippen 80, die sich ebenso vorzugsweise in
Umfangsrichtung vollständig umlaufend erstrecken, vorzusehen. Das
Vorsehen derartiger Kühlrippenanordnungen 70, 78 ist insbesondere deshalb
vorteilhaft, da durch die Ausgestaltung des Verbindungsbereichs 62 eine
Wärmeübertragung vom Rotor 54 auf die Schwungmassenanordnung 24
weitgehend unterbunden ist. Es hat sich gezeigt, daß es vorteilhaft ist, die
Kühlrippen derart auszubilden, daß ihre radiale Erstreckungsgröße im
wesentlichen gleich ihrer axialen Breite ist. Mit anderen Worten, die
zwischen einzelnen axial aufeinanderfolgenden Rippen gebildeten Nuten
weisen ebenfalls gleiche Höhe wie Breite auf. Ein vorteilhaftes Maß für die
Breite bzw. die Höhe derartiger Kühlrippen liegt im Bereich von 1-2 mm,
kann jedoch auch kleiner sein.
Um hier im Bereich des Rotors 54 noch eine erhöhte Wärmespeicherkapazi
tät vorsehen zu können, könnte daran gedacht werden, den Verbindungs
bereich 62 weiter in Richtung der Schwungmassenanordnung 24 zu
verlagern, beispielsweise radial angrenzend an die Schraubbolzen 30, so daß
der radial äußere Bereich der Schwungmassenanordnung 64 letztendlich bei
Betrachtung der Wärmespeicherkapazitäten dem Rotor 54 zuzuordnen ist
und nicht dem Schwungrad 24. Gleichwohl würde auch dieser Teil der
Schwungmassenanordnung einen Beitrag zum Trägheitsmoment liefern,
ebenso wie der gesamte Rotor, welcher mit der Schwungmassenanordnung
drehfest verbunden ist und somit selbst einen Beitrag zum Trägheitsmoment
liefert.
Es sei darauf hingewiesen, daß der Verbindungsbereich 62 vollständig aus
einem anderen Material, z. B. Keramikmaterial, als der angrenzende Bereich
82 der Schwungmassenanordnung 24 beziehungsweise der angrenzende
Bereich 60 des Rotors 54 gebildet sein kann. Auch in diesem Falle kann
dieser vollständig aus anderem Material gebildete Verbindungsbereich dann
zusätzlich noch mit den Durchgangsöffnungen versehen sein, welche dann
durch ein weiteres schlecht wärmeleitendes Material verschlossen sein
könnten, um das Eintreten von Verunreinigungen in den Innenbereich des
Rotors 54 zu verhindern. Das heißt, grundsätzlich könnte das Material des
Verbindungsbereichs 62 dann derart ausgewählt werden, daß es zwar eine
verminderte Wärmeleitfähigkeit, dennoch aber eine relativ hohe Ver
bindungsfestigkeit zwischen dem Rotor 54 und der Schwungmassenanord
nung 24 vorsieht, wobei durch das Einbringen von Durchgangsöffnungen
oder auch nur Materialaussparungen durch Absenkung des effektiven
Übertragungsquerschnitts ein erhöhter Wärmeleitwiderstand bereitgestellt
wird.
Die Fig. 3 zeigt eine alternative Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen
Antriebssystems. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen
Komponenten hinsichtlich Aufbau und Funktion entsprechen, sind mit dem
gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "a" bezeichnet.
Da der grundsätzliche Aufbau mit dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau im
wesentlichen übereinstimmt, wird im folgenden lediglich auf die kon
struktiven Unterschiede eingegangen.
Bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 3 erkennt man, daß im Außen
umfangsbereich der Schwungmassenanordnung 24a, d. h. des Schwung
rads 24a, Nuten 90a, 92a vorgesehen sind. Durch die Nut 90a wird ein
Verbindungsbereich 62a mit sehr kleinem Übertragungsquerschnitt zwischen
den beiden angrenzenden Bereichen 82a der Schwungmassenanordnung
24a und dem Materialbereich 60a des Rotors 54a erzeugt. Diese Ver
minderung der Übertragungsquerschnittsfläche wird weiter dadurch noch
verstärkt, daß dieser Wärmeübertragungsbereich zwischen dem Rotor 54a
und der Schwungmassenanordnung 24a nach radial innen in den Bereich
des Bodens der Nut 90a verlagert ist und nicht im Bereich der Außen
umfangsfläche 68a des Rotors liegt. Das Einbringen der Nuten 90a, 92a hat
darüber hinaus den Vorteil, daß im radial äußeren Bereich eine verbesserte
Wärmeabgabecharakteristik der Schwungmassenanordnung 24a erhalten
werden kann. Man erkennt ferner, daß bei 94a eine weitere Einschnürung
der Übertragungsquerschnittsfläche auftritt, welche jedoch radial weiter
außen liegt, so daß durch den größeren Abstand zur Drehachse A die
Verminderung der Querschnittsfläche zumindest teilweise wieder kom
pensiert wird. Gleichwohl ist hier ein weiterer Wärmeübertragungswider
stand eingeführt.
Man erkennt bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 2, daß die Kühlrippen
72a, 80a der Kühlrippenanordnungen 70a, 78a einander in radialer Richtung
direkt gegenüberliegen, wohingegen bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig.
1 diese Kühlrippen zueinander versetzt sind.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausgestaltungsform der vorliegenden
Erfindung. Komponenten, die vorangehend beschriebenen Komponenten
hinsichtlich Aufbau bzw. Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen
Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "b" bezeichnet. Es sei
darauf verwiesen, daß in Fig. 4 und in Fig. 5 nur die für diese Ausgestaltung
wesentlichen Komponenten dargestellt sind.
Man erkennt in diesen Figuren, daß die Schwungmassenanordnung 24b in
ihrem Außenumfangsbereich eine Verzahnung mit nach radial außen
abstehenden Zähnen 98b aufweist. Diese Zähne 98b dienen einerseits dazu,
in Zusammenwirkung mit einem elektromagnetischen Aufnehmer die
Drehzahl der Schwungmassenanordnung zu erfassen, und andererseits
dazu, eine drehfeste und axial feste Ankopplung des Rotors 54b an die
Schwungmassenanordnung zu ermöglichen. In der dargestellten Ausgestal
tungsform weist der Rotor 54b ein allgemein mit 90b bezeichnetes
Trägerelement auf, das einen ringartigen, in der dargestellten Ausgestat
tungsform zylindrischen, Körperbereich 100b hat. Axial schließen an diesen
Körperbereich 100b den Zähnen 98b zugeordnet Vorsprünge 92b an, von
welchen in Umfangsrichtung weisende Lappen 94b, 96b abgebogen sind.
Die Lappen 94b, 96b sind in Zusammenwirkung mit den Vorsprüngen 92b
derart geformt, daß sie eine Gegenverzahnung für die Zähne 98b bilden und
somit eine drehfeste Ankopplung des Trägerelements 90b an die Schwung
massenanordnung 24b bilden. Ferner ist zumindest in einem Teil der Lappen
94b, 96b eine zu den Zähnen 98b hin gerichtete Ausprägung oder
Ausformung 102b gebildet, welche bei dem in der Fig. 4 erkennbaren
hergestellten Kopplungseingriff in eine entsprechende Ausnehmung an den
Seitenflanken der Zähne 98b eingreift, so daß auch eine axial feste
Ankopplung des Trägerelements 90b des Rotors 54b an die Schwungmas
senanordnung 24b geschaffen ist. Es sei darauf hingewiesen, daß das
Trägerelement 90b an seiner Innenumfangsfläche in Umfangsrichtung
verteilt mehrere Permanentmagnete tragen kann, wobei das vorzugsweise
aus Blech geformte Trägerelement 90b dann gleichzeitig das Joch des
Rotors bilden kann. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, als Joch
zusätzlich scheibenartige Metallplatten an der Innenumfangsfläche des
Trägerelements 90b vorzusehen.
Im Übergangsbereich vom Körperbereich 100b zu den Vorsprüngen 92b ist
der Verbindungsbereich 62b gebildet, der einen relativ kleinen Wärmelei
tungsquerschnitt erzeugt. Das heißt, es ist hier ein Bereich geschaffen, der
sowohl hinsichtlich des Körperbereichs 100b als auch des Bereichs 92b,
d. h. den Vorsprüngen 92b, einen verminderten Querschnitt für die
Wärmeleitung bereitstellt und somit einen erheblichen oder wesentlichen
Beitrag zur thermischen Isolation zwischen der Schwungmassenanordnung
24b und dem Rotor bzw. den Permanentmagneten desselben bereitstellt.
Die Rotoranordnung steht also über diesen Verbindungsbereich 62b in
Kontakt mit der Schwungmassenanordnung 24b, wobei in der dargestellten
Ausgestaltungsform der Verbindungsbereich 62b baugruppenmäßig der
Rotoranordnung 54b zuzuordnen ist.
Eine weitere alternative Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen
Systems ist in Fig. 6 gezeigt. Komponenten, welche vorangehend be
schriebenen Komponenten hinsichtlich Aufbau bzw. Funktion entsprechen,
sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "c"
bezeichnet. Auch in Fig. 6 sind nur die für die Erfindung bedeutenden
Komponenten dargestellt.
Man erkennt in Fig. 6, daß die Rotoranordnung 54c eine Mehrzahl von
scheibenartigen Metallelementen 110c, 112c umfaßt, wobei in axialer
Richtung jeweils Elemente 110c mit kleinerem Außendurchmesser und
Elemente 112c mit größerem Außendurchmesser einander abwechseln. An
der Innenseite dieser scheibenartigen Elemente 110c, 112c sind wieder die
Permanentmagnete 58c getragen. Durch die Scheibenelemente ver
schiedenen Durchmessers sind gleichzeitig nach radial außen hin Kühlrippen
72c der Rotoranordnung 54c gebildet. Wie bereits vorangehend be
schrieben, liegt diesen Kühlrippen 72c die gehäusefeste Kühlrippenanord
nung 76c in radialem Abstand gegenüber. Ferner ist in diesem Gehäuse 74c
eine Kanalanordnung mit mehreren Kühlmittelkanälen 114c vorgesehen, so
daß die von der Rotoranordnung 54c auf das Gehäuse 74c durch Ab
strahlung oder Konvektion übertragene Wärme durch das in den Kanälen
114c strömende Kühlmittel besser abgeführt werden kann. Der oder die
Kanäle 114c können an das Kühlsystem eines Antriebsaggregats ange
schlossen sein.
Man erkennt in Fig. 6 ferner, daß die Rotoranordnung 54c durch eine
Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Bolzen, beispiels
weise Schraubbolzen oder Nietbolzen 116c, an der Schwungmassenanord
nung 24c getragen ist. Zwischen der Schwungmassenanordnung 24c und
dem dieser am nächsten liegenden Scheibenelement 112c ist wenigstens
bei einem Teil der Bolzen 116c jeweils ein Abstandselement 118c vor
gesehen, welches zum einen eine räumliche Trennung der Rotoranordnung
54c von der Schwungmassenanordnung 24c bereitstellt und zum anderen
zusätzlich eine thermische Isolation bietet. Der Wärmeleitkontakt besteht im
wesentlichen darin, daßvon der Schwungmassenanordnung 24c Wärme auf
den oder die Bolzen 116c übertragen werden kann, beispielsweise in dem
Flächenbereich, in dem ein Bolzenkopf 120c sich an der Schwungmassen
anordnung 24c abstützt, während der Bolzenschaft in einer Öffnung
größeren Durchmessers aufgenommen ist. Über den Bolzen oder die Bolzen
116c geleitete Wärme kann dann zumindest über den am anderen axialen
Ende liegenden Bolzenkopf oder eine Mutter o. dgl. 122c oder ggf. auch den
Schaftbereich des Bolzens auf die Scheibenelemente 110c, 112c übertragen
werden. Ferner ist der Verbindungsbereich 62c zusätzlich durch das oder
die Abstandselemente 118c gebildet, die jedoch vorzugsweise aus einem
Material gebildet sind, das hinsichtlich des Materials der Bolzen 116c bzw.
des Materials der Schwungmassenanordnung 24c einen erhöhten Wärme
leitwiderstand aufweist. Um die thermische Isolation weiter zu verbessern,
könnte zwischen dem Bolzenkopf 120c und der Schwungmassenanordnung
24c ein Isolationselement mit hohem Wärmeleitwiderstand liegen, so daß
letztendlich im Verbindungsbereich 62c überhaupt kein gegenseitiger
Anlagekontakt zwischen zwei metallischen Elementen geschaffen ist,
sondern die Abstützung der Rotoranordnung 24c bezüglich der Schwung
massenanordnung 24c lediglich über das oder die Abstandselemente 118c
bzw. das oder die nicht dargestellten Isolationselemente erfolgt.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausgestaltungsform können die scheiben
artigen Blechelemente 110c, 112c eine Dicke im Bereich von 0,25-0,5 mm
aufweisen.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungsform ist in Fig. 7 gezeigt.
Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten hinsicht
lich Aufbau bzw. Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugs
zeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "d" bezeichnet.
Bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 7 weist die Rotoranordnung 54d
wieder ein Trägerelement 90d auf, das über eine Mehrzahl von Schraubbol
zen 126d an die Schwungmassenanordnung 24d angeschraubt ist. An einer
Innenoberfläche des Trägerefements 90d sind beispielsweise wieder die
Permanentmagneten 58d und ggf. mehrere diese tragende und ein Joch
bildende metallische Scheibenelemente 128d getragen. An der Schwung
massenanordnung 24d sind in radialem Abstand zwei Abstützflächenbe
reiche 130d, 132d vorgesehen, die in Umfangsrichtung um die Drehachse
der Schwungmassenanordnung 24d umlaufen und zwischen sich einen
vertieften Bereich 135d bilden. Dieser vertiefte Bereich 135d wird durch die
Bolzen 126d durchsetzt. Beim Anziehen der Schraubbolzen 126d wird das
Trägerelement 90d mit seiner Oberfläche 134d gegen die Flächenbereiche
130d, 132d gezogen, wobei hier lediglich in diesen Flächenbereichen 132d,
130d ein Anlagekontakt zwischen der Schwungmassenanordnung 24d und
dem Trägerelement 90d, d. h. der Rotoranordnung 54d, gebildet ist. Diese
aneinander anliegenden Flächenbereiche bilden also letztendlich den
Verbindungsbereich 62d, welcher einen relativen großen Wärmeleitwider
stand bei Übertragung von Wärme von der Schwungmassenanordnung 24d
auf das Trägerelement 90d vorsieht. Es wird darauf verwiesen, daß das
Trägerelement 90d angrenzend an den Flächenbereich 132d an einer radial
inneren Oberfläche nicht in Kontakt mit einer entsprechenden Oberfläche
der Schwungmassenanordnung 24d stehen sollte, um die Wärmeüber
tragung dort zu vermeiden. Wenn hier jedoch eine Zentrierfunktion
gewünscht ist, kann dort auch ein Anlagekontakt vorzusehen sein.
Zusätzlich oder alternativ könnte am Trägerelement 90 im Bereich der
Oberfläche 134d eine dem vertieften Bereich 135d entsprechende
Vertiefung vorgesehen sein.
Man erkennt in Fig. 7 ferner wieder die Kühlrippen 72d an der Außen
umfangsfläche des Trägerelements 90d, welchen die Kühlrippenanordnung
76d des Gehäuses 74d gegenübersteht. Ferner erkennt man, daß auch an
der Außenoberfläche des Gehäuses 74d nunmehr Kühlrippen 136d
vorgesehen sind, welche zur besseren Wärmeabstrahlung vom Gehäuse 74d
zur Umgebung hin beitragen.
Einen weiteren Beitrag zur Wärmeübertragung bildet bei der in Fig. 7
dargestellten Ausgestaltungsform jeder sowohl mit der Schwungmassen
anordnung 24d als auch mit dem Trägerelement 90d in Kontakt stehende
Schraubbolzen. Um auch diesen Kontaktbereich so gering wie möglich zu
halten, kann die durch den oder die Bolzen 126d durchsetzte Öffnung in der
Schwungmassenordnung 24d wieder größeren Durchmesser als der Schaft
der Bolzen 126d aufweisen, jedoch zumindest geringfügig kleineren
Durchmesser als ein jeweiliger Bolzenkopf 138d. Es ist dann ein Anlagekon
takt zwischen dem Bolzen 126d und der Schwungmassenanordnung 124d
lediglich in einem relativ kleinen Oberflächenbereich des Kopfs 138d
vorgesehen. Weiter könnte der Bolzen 126d aus Material mit erhöhtem
Wärmeleitwiderstand gebildet sein oder es könnte zwischen dem Kopf 138d
des Bolzens und der Schwungmassenanordnung 24d ein Isolierelement
liegen, das einen geringeren Wärmeleitkoeffizient aufweist, als der Bolzen
126d bzw. die Schwungmassenanordnung 24d selbst.
Aus der vorangehenden Beschreibung der Ausgestaltungsformen der Fig. 4
bis 7 erkennt man, daß im Sinne der vorliegenden Erfindung die Aussage,
daß die Rotoranordnung über einen Verbindungsbereich mit der Schwung
massenanordnung verbindbar ist, nicht nur die integrale körperliche
Verbindung dieser zwei Baugruppen gemeint ist, sondern ebenso die durch
Anlage zweier Komponenten aneinander hergestellte Wärmeübertragungs
verbindung.
Durch die vorliegende Erfindung wird zwischen einem Rotor einer Elek
tromaschine und einer Wärmequelle, beispielsweise ein Schwungrad einer
Kupplung oder beispielsweise auch einen Drehmomentwandler, d. h. ein
Gehäuse desselben, die Wärmeübertragung durch verschiedene Maßnahmen
erschwert, so daß bei Erzeugung im Bereich der Schwungmassenanord
nung, d. h. z. B. des Schwungsrads oder des Drehmomentwandlergehäuses,
die Betriebscharakteristik der Elektromaschine, insbesondere im Bereich des
Rotors derselben, nahezu unbeeinträchtigt bleiben kann. Da auch der
Wärmefluß vom Rotor auf die Schwungmassenanordnung auf diese Art und
Weise beeinträchtigt ist, sorgt das Vorsehen von Kühlrippen bei der
dargestellten Außenläufermaschine dafür, daß auch insbesondere im
Überlast- oder Hochlastbetrieb der Elektromaschine erzeugte Wärme im
Bereich des Rotors nach außen abgegeben werden kann.
Claims (24)
1. Antriebssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine
Antriebswelle (12; 12a) mit einer daran vorgesehenen Schwungmas
senanordnung (24; 24a), eine Elektromaschine (48; 48a), durch
welche die Antriebswelle (12; 12a) zur Drehung antreibbar ist
oder/und bei Drehung der Antriebswelle (12; 12a) elektrische Energie
gewinnbar ist, wobei die Elektromaschine (48; 48a) eine Statoranord
nung (46; 46a) und eine mit der Antriebswelle (12; 12a) drehbare
Rotoranordnung (54; 54a) aufweist, und wobei die Rotoranordnung
(54; 54a) über die Schwungmassenanordnung (24; 24a) mit der
Antriebswelle (12; 12a) verbunden ist, wobei ferner die Rotoranord
nung (54; 54a) über einen Verbindungsbereich (62; 62a) mit der
Schwungmassenanordnung (24; 24a) verbunden ist, welcher
Verbindungsbereich ein Bereich mit hinsichtlich wenigstens eines
angrenzenden Bereichs (60, 82; 60a, 82a) erhöhtem Wärmeleitwider
stand ist.
2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Verbindungsbereich (62; 62a) mit hinsichtlich wenigstens eines
angrenzenden Bereichs (60, 82; 60a, 82a) verminderter effektiver
Übertragungsquerschnittsfläche ausgebildet ist.
3. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
effektive Übertragungsquerschnittfläche zumindest bezüglich
desjenigen angrenzenden Bereichs (82; 82a) vermindert ist, welcher
auf der Seite liegt, auf der erhöhte Temperaturen vorliegen oder zu
erwarten sind.
4. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Verbindungsbereich (62) wenigstens eine,
vorzugsweise eine Mehrzahl von Ausnehmungen (64) aufweist.
5. Antriebssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
wenigstens eine Ausnehmung (64) den Verbindungsbereich (62)
vollständig durchsetzt.
6. Antriebssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die wenigstens eine Ausnehmung (64) mit einem Material (66)
gefüllt ist, welches eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist, als
das Material, aus welchem der Verbindungsbereich (62) gebildet ist.
7. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Verbindungsbereich (62) aus einem Material
gebildet ist, welches bezüglich des Materials, aus dem die Rotor
anordnung (54) gebildet ist, oder/und des Materials, aus dem die
Schwungmassenanordnung (24) gebildet ist, eine geringere Wärme
leitfähigkeit aufweist.
8. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Rotor (54; 54a) den Stator (46; 46a) außen umgibt
und daß an einer Außenoberfläche (68; 68a) des Rotors (54; 54a)
wenigstens eine Kühlrippe (72; 72a) vorgesehen ist.
9. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Elektromaschine (48; 48a) außen von einem
feststehenden Gehäuse (74; 74a) umgeben ist und daß an einer
Innenoberfläche (76; 76a) des Gehäuses (74; 74a) wenigstens eine
Kühlrippe (80; 80a) vorgesehen ist.
10. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schwungmassenanordnung (24; 24a) wenigstens
zeitweise eine Wärmequelle bildet.
11. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwungmassenanordnung (24; 24a) ein
Schwungrad (24; 24a) einer Kraftfahrzeug-Reibungskupplung (26;
26a) umfaßt.
12. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwungmassenanordnung einen Drehmo
mentwandler, vorzugsweise ein Gehäuse desselben, umfaßt.
13. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Elektromaschine (48; 48a) eine Starter/Gene
rator-Maschine (48; 48a) ist.
14. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rotor (54; 54a) ein permanentmagnetisch
erregter Rotor (54; 54a) ist.
15. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Elektromaschine eine Drehstrom-Asyn
chronmaschine oder eine Drehstrom-Synchronmaschine ist.
16. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rotoranordnung ein Trägerelement (90b;
90d) umfaßt, welches mit der Schwungmassenanordnung (24b; 24d)
in drehfester Verbindung steht oder bringbar ist und vorzugsweise
den Bereich mit erhöhtem Wärmeleitwiderstand (62b) bildet.
17. Antriebssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schwungmassenanordnung (24b) eine Außenverzahnung (98b)
aufweist, mit welcher das Trägerelement (90b) in Eingriff steht.
18. Antriebssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das
Trägerelement (90b) eine Mehrzahl von von einem Grundkörper
(100b) abstehenden Eingriffsvorsprüngen (92b) aufweist.
19. Antriebssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das
Trägerelement (90d) durch eine Mehrzahl von Befestigungsbolzen
(126d) an der Schwungmassenanordnung (24d) angebracht oder an
bringbar ist.
20. Antriebssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß an
der Schwungmassenanordnung (24d) oder dem Trägerelement (90d)
wenigstens ein Anlageflächenabschnitt (130d, 132d) gebildet ist,
welcher hinsichtlich eines Anlageflächenabschnitts (134d) an der
jeweils anderen Komponente einen geringeren Oberflächenbereich
aufweist.
21. Antriebssystem nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Anlageflächenabschnitt (130d, 132d) wenigstens eine im
wesentlichen ringartig ausgebildete Anlagefläche bildet.
22. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rotoranordnung (54c) eine Mehrzahl von im
wesentlichen ringartig ausgebildeten Metall-Scheibenelementen
(110c, 112c) umfaßt, die durch eine Mehrzahl von Befestigungs
bolzen (116c) an der Schwungmassenanordnung (24c) getragen sind,
wobei vorzugsweise die Befestigungsbolzen (116c) im wesentlichen
den Bereich (62c) mit erhöhtem Wärmeleitwiderstand bilden.
23. Antriebssystem nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch wenigstens
ein zwischen der Schwungmassenanordnung (24c) und den Metall-
Scheibenelementen (110c, 112c) angeordnetes Abstandselement
(118c), welches hinsichtlich der Schwungmassenanordnung (24c)
oder/und der Befestigungsbolzen (116c) einen erhöhten Wärmeleitwi
derstand vorsieht.
24. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß in einer feststehenden Anordnung wenigstens
ein Kühlmittelkanal (114c) vorgesehen ist.
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