DE19950836A1 - System mit einer elektrischen Maschine und einem Verbrennungsmotor, sowie elektrische Maschine, und Verfahren zur Abfuhr von Wärme aus einer elektrischen Maschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System aus einer elektrischen Maschine (2) und einem Verbrennungsmotor, wobei bei dem System ein Mittel verwendet wird, welches eine Doppelfunktion ausübt, und zwar einerseits als Mittel zur Abfuhr von Wärme aus der elektrischen Maschine (2), insbesondere aus einem Rotor (1) der elektrischen Maschine (2), und andererseits als Mittel zum Schmieren und/oder Kühlen des Verbrennungsmotors. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Abfuhr von Wärme aus einer elektrischen Maschine (2), wobei ein Mittel zum Schmieren und/oder Kühlen eines Verbrennungsmotors zur elektrischen Maschine zugeführt wird, und dann das Mittel zur Abfuhr von Wärme aus der elektrischen Maschine (2) verwendet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein System, insbesondere zur Ver­ wendung in einem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einer elektrischen Maschine und einem Verbrennungsmotor. Außerdem betrifft die Erfindung eine elektrische Maschi­ ne, sowie ein Verfahren zur Abfuhr von Wärme aus einer elektrischen Maschine, insbesondere aus einem Rotor der elektrischen Maschine.

Beim Betrieb herkömmlicher Verbrennungsmotoren führen aufeinander gleitende Teile aufgrund von Reibung zu Ener­ gieverlusten und Verschleiß. Um diese Effekte zu verrin­ gern, müssen die Motoren geschmiert werden. Beispielswei­ se wird hierzu bei der üblichen Druckumlaufschmierung ein Schmieröl von einer Pumpe, meist über ein Ölsieb, aus ei­ ner Ölwanne des Kurbelgehäuses angesaugt, und dann über Leitungen zu den Schmierstellen des Verbrennungsmotors (z. B. Kurbelwellenlager, Pleuellager, Kolbenbolzenlager, Stößel, Nockenwellenlager, Kipphebel bzw. Schwinghebel, Steuerkette, Kettenspanner, Verteilerwellenantrieb, Zylinder, usw.) gedrückt. Von den Schmierstellen tropft das Öl zurück in die Ölwanne.

Auch ist bereits bekannt, in einem Kraftfahrzeug zusätz­ lich eine oder auch mehrere elektrische Maschinen bereit­ zustellen, beispielsweise einen Starter zum Starten des Verbrennungsmotors, einen Generator zum Erzeugen der im Kraftfahrzeug benötigten elektrischen Energie, usw.

Beim Betrieb der elektrischen Maschine(n) entsteht Wärme. Diese muß abgeführt werden, um eine Zerstörung der Isola­ tion der Wicklungen des Rotors oder des Stators zu ver­ hindern. Die Abführung der Wärme erfolgt dabei i. a. durch Abstrahlung und Luftbewegung. Die Luftbewegung, und damit auch die Wärmeabfuhr, kann verstärkt werden, indem bei der elektrischen Maschine zusätzlich ein Lüfter vorgese­ hen ist. Dieser bläst Luft beispielsweise durch das Inne­ re der Maschine (sog. Innenkühlung), oder entlang der Oberfläche des Maschinengehäuses (sog. Oberflächenküh­ lung).

Des weiteren ist bekannt, zur Erhöhung der Eigenkühlung von elektrischen Maschinen einen oder mehrere Kühlkörper z. B. am Maschinengehäuse vorzusehen. Beispielsweise ist in dem Buch von G. Springer et al., "Fachkunde Elektro­ technik", Haan-Gruiten, 1996, S. 329 eine elektrische Ma­ schine beschrieben, an deren Gehäuseoberfläche mehrere rippenförmige Kühlkörper angeordnet sind, die sich in Längsrichtung der elektrischen Maschine erstrecken, und über welche ein vom Rotor getriebener Lüfter ein Kühlmit­ tel bläst.

In der US 4,958,095 ist ein System mit einem Verbren­ nungsmotor und einer elektrischen Maschine beschrieben, wobei der Rotor der elektrischen Maschine mittels radial verlaufenden Kühlluftkanälen von innen gekühlt wird. Des weiteren sind kreisförmig umlaufende Kühlwasserkanäle vorgesehen, die der Kühlung einer stationären, d. h. nicht umlaufenden Feldspule dienen.

Bei der EP 688 090 B1 ist vorgeschlagen, bei einer nicht mit einem Verbrennungsmotor gekoppelten elektrischen Ma­ schine deren Rotorwelle über radial in der Welle verlau­ fende Bohrungen mit Öl des der elektrischen Maschine zu­ geordneten Getriebes zu kühlen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine bzw. ein System mit einer elek­ trischen Maschine und einem Verbrennungsmotor, insbeson­ dere zur Verwendung in einem Antriebssystem eines Kraft­ fahrzeugs, weiterzubilden, und dabei auch eine gute Ab­ fuhr der beim Betrieb erzeugten Wärme zu erreichen. Auch hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, ein verbessertes Verfahren zur Wärmeabfuhr bei einer elektrischen Maschine bereitzustellen.

Die Erfindung erreicht dies durch die Gegenstände der An­ sprüche 1, 2, 10 und 14. Weitere vorteilhafte Ausgestal­ tungen der Erfindung sind in den übrigen, abhängigen An­ sprüchen beschrieben.

Im einzelnen stellt die Erfindung gemäß Anspruch 1 ein System, insbesondere zur Verwendung in einem Antriebssy­ stem eines Kraftfahrzeugs, bereit, mit einem Verbren­ nungsmotor und einer elektrischen Maschine, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei dem System ein Mittel verwendet wird, welches eine Doppelfunktion ausübt, und zwar einer­ seits als Mittel zur Abfuhr von Wärme aus der elektri­ schen Maschine, insbesondere aus einem Rotor der elektri­ schen Maschine, und andererseits als Mittel zum Schmieren des Verbrennungsmotors. Des weiteren stellt die Erfindung ein System, insbesondere zur Verwendung in einem An­ triebssystem eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung, mit ei­ nem Verbrennungsmotor und einer elektrischen Maschine, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem System ein Mittel verwendet wird, welches eine Doppelfunktion ausübt, und zwar einerseits als Mittel zur Abfuhr von Wärme aus einem Rotor der elektrischen Maschine, und andererseits als Mittel zum Schmieren und/oder Kühlen des Verbrennungsmo­ tors. Auch schafft die Erfindung gemäß Anspruch 10 eine elektrische Maschine, insbesondere zur Verwendung in ei­ nem Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elektrische Maschine so ausgestaltet ist, daß ein Mittel, insbesondere ein Öl, zur Abfuhr von Wärme aus der elektrischen Maschine, insbesondere einem Rotor der elektrischen Maschine, zusätzlich auch als Mit­ tel zum Schmieren eines Verbrennungsmotors verwendbar ist. Bei einer alternativen Ausgestaltung der elektri­ schen Maschine kann das Mittel zur Abfuhr von Wärme aus dem Rotor der elektrischen Maschine zusätzlich auch als Mittel zum Schmieren und/oder Kühlen des Verbrennungsmo­ tors verwendbar sein.

Grundsätzlich kommt für die Erfindung jegliche Art elek­ trischer Maschine - ob Gleichstrom-, Wechselstrom-, Dreh­ stromasynchron, Drehstromsynchron oder Linearmaschine in betracht. Besonders bevorzugt ist die elektrische Maschi­ ne ein Kurbelwellenstartgenerator. Dieser dient zum einen als Generator, um elektrische Energie für das Kraftfahr­ zeug bereitzustellen. Zum anderen dient er dazu, den Ver­ brennungsmotor zu starten. Vorteilhaft wird der mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors starr oder über eine Schwingungsisolierung verbundene Rotor der elektrischen Maschine mit dem zum Starten des Verbrennungsmotors er­ forderlichen Antriebsmoment beaufschlagt, was ohne dazwi­ schengeschaltetes Hilfsaggregat auf die Kurbelwelle über­ tragen wird. Außerdem kann die elektrische Maschine bei laufendem Verbrennungsmotor die Kurbelwelle mit einem zu­ sätzlichen Drehmoment beaufschlagen, und somit den Ver­ brennungsmotor beim Antrieb des Kraftfahrzeugs unterstüt­ zen. Alternativ ist zusätzlich möglich, daß mit der elek­ trischen Maschine bei der Kurbelwelle vorhandenen Dreh­ schwingungen entgegengewirkt wird. Besonders günstig ist die elektrische Maschine eine Drehfeldmaschine in Asyn­ chron- oder Synchronbauweise, deren Rotor ein Kurzschluß­ läufer oder ein Rotor mit ausgeprägten Magnetpolen ist. Z. B. weist der Rotor Wicklungen auf, die über Schleifrin­ ge extern kurz schließbar sind. Die ausgeprägten Magnet­ pole des Rotors bei der Synchronmaschine erreicht man z. B. mit Permanentmagneten oder bevorzugt mit Elektroma­ gneten, die z. B. über Schleifringe mit Erregerstrom ge­ speist werden.

Besonders bevorzugt ist es, wenn mit dem o. g. Mittel Wär­ me aus dem Rotor der elektrischen Maschine abgeführt wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Mittel auch zur Abfuhr von Wärme aus dem Stator der elektrischen Maschine dienen.

Wie oben erläutert dient die Schmierung dazu, Energiever­ luste und Verschleiß verursachende Reibung zwischen auf­ einandergleitenden Teilen zu vermindern. Besonders bevor­ zugt hat das Mittel beim Verbrennungsmotor ausschließlich oder überwiegend eine Schmierfunktion. Vorteilhaft wird beim Schmieren gleichzeitig auch eine Kühlung des Ver­ brennungsmotors erreicht, insbesondere von Motorteilen, die ihre Wärme nicht direkt an die Kühlflüssigkeit oder an die Kühlluft abgeben können. Demgegenüber hat das Mit­ tel bei der elektrischen Maschine ausschließlich oder überwiegend eine Kühlfunktion. Damit wird bei der elek­ trischen Maschine eine Abfuhr von Wärme - außer z. B. durch Abstrahlung, durch Luftbewegung mittels eines Lüf­ ters, etc. - zusätzlich auch durch das erfindungsgemäße Mittel erreicht. Dadurch wird die Wärmeabfuhr aus der elektrischen Maschine erhöht. Deshalb kann die elektri­ sche Maschine bei gleicher Leistung kleiner ausgelegt werden, oder ihre Leistung kann bei gleicher Baugröße er­ höht werden.

Alternativ ist möglich, daß das Mittel bei der elektri­ schen Maschine zusätzlich auch andere Aufgaben erfüllen kann. Beispielsweise kann es zur Schmierung der elektri­ schen Maschine eingesetzt werden.

Aufgrund der zusätzlichen Verwendung des Schmier- bzw. Kühlmittels des Verbrennungsmotors zur Wärmeabfuhr bei der elektrischen Maschine kann vorteilhaft auf deren zu­ sätzliche Fremdkühlung verzichtet werden. Beispielweise ist nicht mehr zwingend notwendig, die elektrische Ma­ schine mittels eines Lüfters zu kühlen, und/oder mittels einer separaten Kühlflüssigkeit (z. B. Wasser), etc. Da­ durch wird die elektrische Maschine insgesamt weniger aufwendig. Auch kann erfindungsgemäß mit einem einzigen Mittel gleichzeitig eine Kühlung/Schmierung des Verbren­ nungsmotors, und eine Kühlung der elektrischen Maschine erreicht werden. Dadurch kann auf ein separates Kühl- /Schmiersystem für den Verbrennungsmotor, bzw. ein sepa­ rates Kühl- bzw. Kühl-/Schmiersystem für die elektrische Maschine verzichtet werden. Stattdessen kann ein einziges abgeschlossenes System sowohl für die Schmierung (und al­ ternativ auch die Kühlung) des Verbrennungsmotors, und die Kühlung (und alternativ auch die Schmierung) der elektrischen Maschine sorgen. Dadurch wird das Gesamtsy­ stem aus Verbrennungsmotor und elektrischer Maschine, und damit das Kraftfahrzeug insgesamt weniger aufwendig.

Verfahrensmäßig erreicht die Erfindung das o. g. und wei­ tere Ziele dadurch, daß mit den folgenden Schritten Wärme aus einer elektrischen Maschine abgeführt wird:

• - Zufuhr eines Mittels zum Schmieren und/oder Kühlen eines Verbrennungsmotors zur elektrischen Maschine;
• - Verwenden des Mittels zur Abfuhr von Wärme aus der elektrischen Maschine, insbesondere aus einem Rotor der elektrischen Maschine.

Im Anschluß an diese Schritte wird das Mittel bevorzugt erneut zum Schmieren und/oder Kühlen des Verbrennungsmo­ tors verwendet.

In den Unteransprüchen sind Konkretisierungen und vor­ teilhafte Ausgestaltungen angegeben.

Besonders bevorzugt ist das Mittel zur Abfuhr von Wärme aus der elektrischen Maschine, sowie zum Schmieren und/oder Kühlen des Verbrennungsmotors eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, besonders vorteilhaft z. B. ein Öl. Vorzugsweise ist es ein herkömmliches Schmieröl eines Verbrennungsmotors.

Vorteilhaft wird mit dem Mittel eine Welle des Verbren­ nungsmotors, insbesondere eine Kurbelwelle geschmiert, z. B. die Kurbelwellenlager. Alternativ können mit dem Mittel beispielsweise auch Pleuellager, Kolbenbolzenla­ ger, Stößel, Nockenwellenlager, Kipphebel bzw. Schwinghe­ bel, Kettenspanner, Zylinder, etc. geschmiert werden. Al­ ternativ kann das im Verbrennungsmotor als Schmiermittel eingesetzte Öl gleichzeitig auch zum Kühlen des Motors dienen, insbesondere von Motorteilen, die ihre Wärme nicht direkt an die Kühlflüssigkeit oder an die Kühlluft abgeben können.

Bevorzugt ist die elektrische Maschine mit dem Verbren­ nungsmotor gekoppelt, insbesondere direkt mit der Kurbel­ welle des Verbrennungsmotors. Beispielsweise kann der Ro­ tor der elektrischen Maschine drehfest mit der Kurbelwel­ le verbunden sein. Denkbar ist alternativ auch, ein Ge­ triebe zwischen die elektrische Maschine und den Verbren­ nungsmotor zu schalten. Besonders bevorzugt grenzt die elektrische Maschine getriebeseitig oder bei der vom Ge­ triebe abgelegenen Seite direkt an den Verbrennungsmotor, und der Stator der elektrischen Maschine ist direkt mit dem Gehäuse des Verbrennungsmotors gekoppelt.

Das Mittel kann beispielsweise über einen Kanal, insbe­ sondere eine Bohrung, vom Verbrennungsmotor zur elektri­ schen Maschine geleitet werden. Besonders bevorzugt wird das Mittel dabei von einer Schmierstelle des Verbrennungsmotors zur elektrischen Maschine geführt. Alternativ kann das Mittel z. B. auch direkt von einer Pumpe des Ver­ brennungsmotors, z. B. der Ölpumpe, zur elektrischen Ma­ schine geleitet werden.

Vorteilhaft liegt der Kanal zumindest teilweise im Inne­ ren der Welle, insbesondere der Kurbelwelle. Dabei kann der Kanal z. B. parallel versetzt zur Kurbelwellendrehach­ se verlaufen, oder direkt auf der Drehachse liegen. Be­ sonders bevorzugt verläuft der Kanal zumindest teilweise schräg oder radial zur Drehachse der Welle. Dadurch kann die bei der Drehung der Welle auf das Mittel wirkende Zentrifugalkraft zur Weiterleitung des Mittels durch den Kanal genutzt werden.

Der Kanal zum Leiten des Mittels vom Verbrennungsmotor zur elektrischen Maschine kann alternativ oder zusätzlich auch durch die Wand des Verbrennungsmotorgehäuses verlau­ fen, d. h. außerhalb der Welle liegen. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn das Mittel zum Kühlen des Stators verwendet wird.

Besonders bevorzugt wird das Mittel in dem Rotor der elektrischen Maschine in einem zweiten Kanal geführt, welcher zumindest abschnittsweise in Bezug auf die Dreh­ achse im wesentlichen radial verläuft, und insbesondere mit dem ersten Kanal verbunden ist. Dadurch kann erreicht werden, daß die bei der Drehung des Rotors auf das Mittel wirkende Zentrifugalkraft mit dazu führt, daß das Mittel im zweiten Kanal weitergefördert wird. Vorteilhaft kann der zweite Kanal hierzu auch zumindest abschnittsweise schräg zur Drehachse verlaufen.

Innerhalb des Rotors kann das Mittel alternativ oder zu­ sätzlich in einem dritten Kanal geführt werden, welcher zumindest abschnittsweise im wesentlichen kreissegmentar­ tig im Rotor verläuft, und insbesondere mit dem ersten Kanal und/oder dem zweiten Kanal verbunden ist. Dadurch kann die bei der Drehung des Rotors auf das Mittel wir­ kende Trägheitskraft dazu genutzt werden, das Mittel im dritten Kanal weiterzuleiten.

Der Rotor der elektrischen Maschine kann z. B. aus einem Rotorträger, und einem den Rotorträger umgebenden Blech­ paket bestehen. Alternativ ist denkbar, den Rotorträger und das Blechpaket integral auszubilden. Besonders bevor­ zugt ist der dritte Kanal an der Peripherie des Rotors angeordnet. Sind Rotorträger und Blechpaket zweistückig ausgebildet, liegt der dritte Kanal besonders vorteilhaft im Rotorträger nahe bei der Trennfuge zwischen Rotorträ­ ger und Blechpaket. Alternativ oder zusätzlich kann der dritte Kanal auch im inneren des Blechpakets angeordnet sein.

Der dritte Kanal kann beispielsweise kreissegmentartig ausgestaltet sein, mit der Wellenachse als Mittelpunkt. Dabei kann der Kanal vorteilhaft einen Kreissegmentwinkel von nur wenig unter 360° einschließen, z. B. einen Winkel von zwischen 280° und 350°. Der dritte Kanal kann alter­ nativ auch anders ausgestaltet sein, z. B. spiralförmig.

Zusammenfassend kann das Mittel innerhalb des Kanals/­ der Kanäle z. B. auf die folgenden Arten fortbewegt wer­ den: zum einen, wie oben erläutert, durch die auf das Mittel wirkende Zentrifugalkraft. Zusätzlich oder alter­ nativ kann die Trägheit des Mittels ausgenutzt werden, z. B. durch einen schräg bzw. windschief zur Drehachse verlaufenden Kanalabschnitt. Außerdem kann das Mittel durch eine separate Einrichtung, beispielsweise eine Pum­ pe, durch den Kanal/die Kanäle gedrückt werden, d. h. unabhängig von der Rotation des Rotors bzw. der Welle.

Die Anmelderin behält sich vor, zukünftige Ansprüche auch allein auf die Geometrie der elektrischen Maschine, ins­ besondere die o. g. Kanalstruktur, zu richten. Dabei kann durch die Kanäle vorteilhaft auch ein gewöhnliches Kühlmittel (z. B. Wasser, Öl, Luft, etc.) hindurchströmen, das allein bei der elektrischen Maschine, und nicht auch beim Verbrennungsmotor verwendet wird.

Wie oben erläutert, kann das Mittel auch zur Abfuhr von Wärme aus dem Stator der elektrischen Maschine dienen. Der Stator kann z. B. aus einem Statorträger, und einem diesen umgebenden, separaten Blechpaket bestehen. Alter­ nativ können der Statorträger und das Blechpaket integral ausgebildet sein. Sind Statorträger und Blechpaket zwei­ stückig ausgebildet, strömt das Kühlmittel vorzugsweise in einem Kanal im Statorträger nahe bei der Trennfuge zwischen Statorträger und Blechpaket.

Die Erfindung wird nun durch Ausführungsbeispiele sowie die angefügte beispielhafte Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Ab­ schnitts eines Verbrennungsmotors und eines Abschnitts einer elektrischen Maschine;

Fig. 2 einen Ausschnitt eines Querschnitt der elek­ trischen Maschine;

Fig. 3a einen Ausschnitt eines Längsschnitts der elektrischen Maschine;

Fig. 3b einen Ausschnitt eines weiteren Längsschnitts der elektrischen Maschine.

Gemäß Fig. 1 weist eine Kurbelwelle 3 eines Verbrennungs­ motors eines Kraftfahrzeugs bei der einem Getriebe gegen­ überliegenden Seite einen flanschartigen Kurbelwellen­ stumpf 3a auf. Ein Träger 1 eines Rotors einer elektri­ schen Maschine 2 - hier eine Asynchronmaschine mit Kurz­ schlußrotor - ist drehfest mit dem Kurbelwellenstumpf 3a verbunden, so daß sich der gesamte Rotor permanent mit dem Verbrennungsmotor mitdreht. Um den Außenumfang des Rotorträgers 1 herum ist auf übliche Weise ein (nicht dargestelltes) Blechpaket zur Leitung des magnetischen Flusses angeordnet. Ein Stator (nicht dargestellt) der elektrischen Maschine 2 ist drehfest mit einem Gehäuse des Verbrennnungsmotors gekoppelt und erzeugt ein magne­ tisches Drehfeld. In den Nuten des Blechpakets sind Lei­ terstäbe eingesetzt, die der Leitung von Strömen dienen, die von dem umlaufenden Feld des Stators induziert wer­ den, wodurch ein Drehmoment auf den Rotor ausgeübt wird. Alternativ kann es sich z. B. um einen Synchronrotor han­ deln, dessen ausgeprägte Magnetpole durch Wicklungen oder Permanentmagnete realisiert sind. Bei einer alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsform ist die elektri­ sche Maschine getriebeseitig, d. h. an der dem Kurbelwel­ lenstumpf gegenüberliegenden Seite der Kurbelwelle ange­ ordnet, z. B. zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Ge­ triebe. Die Ansteuerung der elektrischen Maschine 2 er­ folgt in bekannter Weise durch einen Wechselrichter (s. z. B. WO 97/08456).

Die elektrische Maschine 2 dient zum einen als Generator, um elektrische Energie für das Kraftfahrzeug bereitzu­ stellen. Zum anderen dient die elektrische Maschine 2 da­ zu, den Verbrennungsmotor zu starten. Außerdem kann die elektrische Maschine 2 bei laufendem Verbrennungsmotor die Kurbelwelle 3 mit einem zusätzlichen Drehmoment be­ aufschlagen, und somit den Verbrennungsmotor beim Antrieb des Kraftfahrzeugs unterstützen. Auch ist möglich, daß mit der elektrischen Maschine 2 bei der Kurbelwelle 3 vorhandenen Drehschwingungen entgegengewirkt wird.

Die Kurbelwelle 3 ist auf übliche Weise mit Hilfe von Kurbelwellenlagern 4a, 4b an Wellenzapfen 5a, 5b gela­ gert. Eine Seitenfläche des (in Fig. 1 rechts liegenden) Wellenzapfens 5b ist mit einer (in Fig. 1 rechts liegen­ den) Seitenfläche einer Kurbelwange 6b verbunden. Die an­ dere Seitenfläche der Kurbelwange 6b ist an einem (in Fig. 1 oben liegenden) Seitenflächenabschnitt mit einer (in Fig. 1 rechts liegenden) Seitenfläche eines Kurbel­ zapfens 7 verbunden. Auf ähnliche Weise ist die andere Seitenfläche des Kurbelzapfens 7 mit einem Seitenflächen­ abschnitt einer weiteren Kurbelwange 6a verbunden, die an den linken Wellenzapfen 5a angrenzt. Eine Pleuelstange 10 ist in einem Pleuellager 9 am Kurbelzapfen 7 gelagert. Die Kurbelwellenlager 4a, 4b und das Pleuellager 9 (sowie weitere nicht dargestellte Kurbelwellenlager und Pleuel­ lager des Verbrennungsmotors) sind als herkömmliche Gleitlager mit Ölnut ausgeführt.

Der Schmierstelle des linken Kurbelwellenlagers 4a wird von einer Ölpumpe des Verbrennungsmotors (nicht darge­ stellt) Öl zugeführt. Hierzu drückt die Pumpe das Öl zu­ nächst in einen Ölfilter. Dabei verhindert ein Überdruck­ ventil ein zu hohes Ansteigen des Öldrucks. Alternativ kann zusätzlich auch ein zentraler Ölkühler zum Kühlen des Öls zwischengeschaltet sein. Vom Ölfilter aus gelangt das Öl in eine (zentrale) Ölleitung, die in mehrere Öl­ leitungen verzweigt. Über eine dieser Ölleitungen, und zwar die in der Zeichnung links liegende Ölleitung 15a wird Öl in die Schmierstelle des linken Kurbelwellenla­ gers 4a gedrückt. Von dieser Schmierstelle tropft das Öl in einen Ölbehälter des Verbrennungsmotors (Ölwanne), aus dem heraus es von der Pumpe über ein Ölsieb angesaugt wird. Die Schmierstelle des Pleuellagers 9 wird über die von der Schmierstelle des linken Kurbelwellenlagers 4a schräg durch den (in Fig. 1 links liegenden) Wellenzapfen 5a, dann schräg durch die Kurbelwange 6a, und schließlich schräg durch den Kurbelzapfen 7 führenden Öhlbohrung 8 mit Öl versorgt. Die übrigen abgezweigten Ölleitungen führen Öl auf entsprechende Weise zu weiteren, hier nicht dargestellten Kurbelwellenlagern und weiteren Pleuella­ gern, sowie zu weiteren Schmierstellen des Verbrennungs­ motors (z. B. Kolbenbolzenlager, Stößel, Nockenwellenla­ ger, Kipphebel, Steuerkette, Zylinder, etc.).

Eine weitere abgezweigte Ölleitung, nämlich die in der Zeichnung rechts liegende Ölleitung 15b drückt Öl zur Schmierstelle des rechten Kurbelwellenlagers 4b. Bei ei­ ner alternativen Ausführungsform kann bei der rechten Öl­ leitung 15b ein separater Ölkühler zum Kühlen des Öls zwischengeschaltet sein. Von der Schmierstelle des rech­ ten Kurbellagers 4b aus führt ein erster Abschnitt 11a einer Bohrung 11 schräg in Bezug auf die Wellenachse a durch den rechten Wellenzapfen 5b zum Kurbelwellenstumpf 3a. Ein zweiter Abschnitt 11b der Bohrung 11 führt dann gem. Fig. 2 in radialer Richtung in Bezug auf die Wel­ lenachse a vom flanschartigen Kurbelwellenstumpf 3a aus in den Rotorträger 1 der elektrischen Maschine 2 und steht dort mit einem Endbereich 12a einer Aussparung 12 aus dem Rotorträger 1 in Verbindung. Die Aussparung 12 weist gem. Fig. 3a und 3b einen rechteckförmigen Quer­ schnitt auf, und ist etwas weniger breit als der Rotor­ träger 1. Bei alternativen, hier nicht gezeigten Ausfüh­ rungsbeispielen ist die Aussparung im Querschnitt kreis­ förmig oder oval. Gem. Fig. 2 läuft die Aussparung 12 kreissegmentartig entlang der Peripherie des Rotorträgers 1. Dabei erstreckt sich die Aussparung 12 fast über den gesamten Umfang des Rotorträgers 1. Der andere Endbereich 12b der Aussparung 12 kommuniziert mit einem ersten Ab­ schnitt 13a einer Bohrung 13, welche in radialer Richtung in Bezug auf die Wellenachse a vom Rotorträger 1 aus in den flanschartigen Kurbelwellenstumpf 3a führt. Von dort aus führt gem. Fig. 1 ein zweiter Abschnitt 13b der Boh­ rung 13 in Bezug auf die Wellenachse a schräg durch den Kurbelwellenstumpf 3a zum rechten Wellenzapfen 5b, und von dort aus weiter schräg zur rechten Kurbelwange 6b, wo die Bohrung 13 an einer Öffnung 14 in der (in Fig. 1 links liegenden) Seitenfläche der Kurbelwange 6b aus­ tritt.

Das zur Schmierstelle des rechten Kurbelwellenlagers 4b geförderte Öl wird somit von der Ölpumpe in der Richtung eines Pfeils A in den ersten Abschnitt 11a der Bohrung 11 gedrückt, und gelangt dann in den zweiten Abschnitt 11b der Bohrung 11. Dort wird der Weitertransport des Öls durch die bei der Rotation des Rotors auf das Öl wirkende Zentrifugalkraft unterstützt: Das Öl wird gemäß Fig. 2 in Richtung eines Pfeils B in Bezug auf die Wellenachse a nach außen geschleudert, und gelangt so zur Aussparung 12 des Rotorträgers 1.

Innerhalb der Aussparung 12 wird das Öl dann in der Rich­ tung eines Pfeils C entgegen der Drehrichtung w des Ro­ tors gefördert. Dabei wird beim Weitertransport des Öls zusätzlich auch dessen Trägheit genutzt: Der mit der (Ölvorlauf-)Bohrung 11 kommunizierende Endabschnitt 12a der Aussparung 12 liegt nämlich in Bezug auf die Dreh­ richtung w der Kurbelwelle 3 vor dem mit der (Ölrück­ lauf-)Bohrung 13 kommunizierenden anderen Endabschnitt 12b der Aussparung 12. Von dort wird das Öl dann in Rich­ tung eines Pfeils D durch die Bohrung 13 gedrückt, und gelangt schließlich gemäß Fig. 1 zu der Öffnung 14 in der Seitenfläche der Kurbelwange 6b, von wo das Öl in den Öl­ behälter des Verbrennungsmotors läuft, aus dem heraus es, wie oben beschrieben, erneut von der Pumpe angesaugt wird.

Bei einem alternativen, nicht gezeigten Ausführungsbei­ spiel hat der Kühlölabfluß der elektrischen Maschine, d. h. eine der Öffnung 14 entsprechende Abflußöffnung, ei­ nen größeren radialen Abstand zur Wellenachse als ein der Zuflußöffnung der Bohrung 11 entsprechender Kühlölzufluß. Dadurch kann insgesamt die auf das Öl wirkende Zentrifu­ galkraft noch besser ausgenutzt werden.

Claims (14)

1. System, insbesondere zur Verwendung in einem An­ triebssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem Ver­ brennungsmotor und einer elektrischen Maschine (2), dadurch gekennzeichnet, daß bei dem System ein Mit­ tel verwendet wird, welches eine Doppelfunktion aus­ übt, und zwar einerseits als Mittel zur Abfuhr von Wärme aus der elektrischen Maschine (2), insbesonde­ re aus einem Rotor (1) der elektrischen Maschine (2), und andererseits als Mittel zum Schmieren des Verbrennungsmotors.

2. System, insbesondere zur Verwendung in einem An­ triebssystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem Ver­ brennungsmotor und einer elektrischen Maschine (2), dadurch gekennzeichnet, daß bei dem System ein Mit­ tel verwendet wird, welches eine Doppelfunktion aus­ übt, und zwar einerseits als Mittel zur Abfuhr von Wärme aus einem Rotor (1) der elektrischen Maschine (2), und andererseits als Mittel zum Schmieren und/oder Kühlen des Verbrennungsmotors.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das Mit­ tel ein Öl ist.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem mit dem Mittel eine Welle des Verbrennungsmotors, insbesondere eine Kurbelwelle (3) geschmiert wird.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die elektrische Maschine (2) mit dem Verbrennungsmo­ tor gekoppelt ist, insbesondere direkt mit der Kur­ belwelle (3) des Verbrennungsmotors.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem das Mittel über einen ersten Kanal (11a) vom Verbrennungsmotor zur elektrischen Maschine (2) gelei­ tet wird.

7. System nach Anspruch 6, bei welchem der erste Kanal (11as) zumindest teilweise im Inneren der Welle, insbesondere der Kurbelwelle (3) verläuft.

8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Mittel in dem Rotor (1) der elektrischen Maschine (2) in einem zweiten Kanal (11b) geführt wird, welcher zumindest abschnittsweise im wesentli­ chen radial im Rotor (2) verläuft, und insbesondere mit dem ersten Kanal (11a) verbunden ist.

9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Mittel in dem Rotor (1) der elektrischen Maschine (2) in einem dritten Kanal (12) geführt wird, welcher im wesentlichen kreissegmentartig im Rotor (1) verläuft, und insbesondere mit dem ersten Kanal (11a) und/oder dem zweiten Kanal (11b) verbun­ den ist.

10. Elektrische Maschine (2), insbesondere zur Verwen­ dung in einem System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Ma­ schine (2) so ausgestaltet ist, daß ein Mittel, ins­ besondere ein Öl, zur Abfuhr von Wärme aus der elek­ trischen Maschine (2), insbesondere aus einem Rotor (1) der elektrischen Maschine, zusätzlich auch als Mittel zum Schmieren eines Verbrennungsmotors ver­ wendbar ist.

11. Elektrische Maschine (2) nach Anspruch 10, bei wel­ cher das Mittel in einem ersten Kanal (11a) im Inne­ ren einer Welle (3) der elektrischen Maschine (2) geführt wird.

12. Elektrische Maschine (2) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, bei welcher das Mittel in dem Rotor (1) der elektrischen Maschine (2) in einem zweiten Kanal (11b) geführt wird, welcher zumindest abschnittswei­ se im wesentlichen radial im Rotor (1) verläuft, und insbesondere mit dem ersten Kanal (11b) verbunden ist.

13. Elektrische Maschine (2) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei welcher das Mittel in dem Rotor (1) der elektrischen Maschine (2) in einem dritten Kanal (12) geführt wird, welcher im wesentlichen kreisseg­ mentartig im Rotor (1) verläuft, und insbesondere mit dem ersten Kanal (11a) und/oder dem zweiten Ka­ nal (11b) verbunden ist.

14. Verfahren zur Abfuhr von Wärme aus einer elektri­ schen Maschine (2), insbesondere einer elektrischen Maschine (2) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, welches die Schritte aufweist:

• - Zufuhr eines Mittels zum Schmieren eines Ver­ brennungsmotors zur elektrischen Maschine (2)
• - Verwenden des Mittels zur Abfuhr von Wärme aus der elektrischen Maschine (2), insbesondere aus ei­ nem Rotor (1) der elektrischen Maschine (2).