DE10049197A1 - Hybridfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug, bei welchem sowohl ein Verbrennungsmotor als auch ein Elektromotor drehmomentübertragend mit einer Antriebswelle koppelbar sind, wobei ein drehfest mit dieser verbundenes Kegelritzel mit einem Tellerrad eines Differentials kämmt, welches drehbar innerhalb eines Getriebegehäuses angeordnet ist, wobei der Elektromotor drehmomentübertragend und koaxial zur Kegelritzelwelle angeordnet ist. DOLLAR A Um ein kostengünstiges Hybridfahrzeug zu schaffen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein Stator des Elektromotors drehfest gegenüber dem Getriebegehäuse abstützbar ist und ein Läufer des Elektromotors drehfest gegenüber der Antriebswelle abstützbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein solches Hybridfahrzeug ist bereits aus der DE 40 05 623 A1 bekannt. Bei diesem ist sowohl ein Verbrennungsmotor als auch ein Elektromotor drehmomentübertragend mit einer Antriebswelle koppelbar. Dabei kämmt ein drehfest mit dieser verbundenes Kegelritzel mit einem Tellerrad eines Differentials. Der Elektromotor ist koaxial zur Antriebswelle mit dieser koppelbar angeordnet.

Ferner ist aus der DE 43 21 172 A1 ein elektrischer Antrieb eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei welchem ein Läufer bzw. Rotor des Elektromotors von Öl gekühlt wird, welches in ein Getriebegehäuse gefüllt ist, in dem ein weiteres Getriebe mit einem Differentialgetriebe drehbar angeordnet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges Hybridfahrzeug zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Patentanspruch 1 in vorteilhafter Weise gelöst.

Dabei ist ein Stator bzw. Ständer des Elektromotors drehfest gegenüber dem Getriebegehäuse abstützbar, innerhalb dessen das Differential drehbar angeordnet ist. Ein Läufer bzw. Rotor des Elektromotors ist drehfest gegenüber der Antriebselle abstützbar.

Ein Vorteil der Erfindung ist der einfache Aufbau. Die Erfindung findet in vorteilhafter Weise insbesondere bei einem hinterachsgetriebenen oder einem allradgetriebenen Kraftfahrzeug Anwendung. Bei hinterachsgetrieben Fahrzeugen ist in besonders vorteilhafter Weise die Fertigung von erfindungsgemäßen Hybridfahrzeugen und rein verbrennungsmotorischen Fahrzeugen in einer Fertigungslinie möglich, da sich deren Antriebsstrang vornehmlich in der Größe des Hinterachsgetriebegehäuses im Bereich der Antriebswelle unterscheidet. Da Hinterachsgetriebe üblicherweise eine Untersetzung aufweisen, ist ohnehin das relativ große Tellerrad die bauraumbestimmende Baueinheit, so daß im Bereich der Antriebswelle üblicherweise Bauraum zur Verfügung steht.

Somit kann der erfindungsgemäße Gegenstand in besagten Hinterachsgetrieben bzw. allradgetriebenen Fahrzeugen Anwendung finden, ohne daß am Fahrzeugrohbau aufwendige Veränderungen gegenüber vorhandenem Serienmodellen durchgeführt werden müssen.

Besonders vorteilhaft ist dabei insbesondere eine Fertigung in einer Fertigungslinie, bei welcher die Fahrzeuge mit komplett vormontierten Fahrschemeln montiert werden, die

• - zu einem Teil ein Hinterachsgetriebe mit Elektromotor und
• - zum anderen Teil ein Hinterachsgetriebe ohne Elektromotor

aufweisen.

Patentanspruch 2 zeigt eine axial besonders kurz bauende Ausführung der Erfindung. D. h., der elektromotorische Antriebsteil ist sehr kompakt.

Patentanspruch 3 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher ein Schutzgehäuse des Elektromotors diesen und dort insbesondere die empfindliche Spulenisolierung vor Verschmutzung und Beschädigung schützt.

Patentanspruch 4 zeigt eine einfache Ausgestaltung dieses Schutzgehäuses als ein einteilig ausgeführtes Bauteil des besagten Getriebegehäuses. Dies hat insbesondere den Vorteil, daß es im Getriebe- und Schutzgehäuse nur zu geringen thermischen Verspannungen kommt, da das Schutzgehäuse sich nahezu ebenso schnell erwärmt, wie das Getriebegehäuse.

Patentanspruch 5 zeigt eine besonders montagefreundliche und betriebssichere Ausgestaltung des Schutzgehäuses gemäß Patentanspruch 4. Da die Magnetkräfte des Elektromotors bei der Montage des Schutzgehäuses an das Getriebegehäuse keinen Einfluß auf nichtmagnetischen Werkstoff - wie beispielsweise Aluminium, Kunststoff oder austenitischer Stahl - haben, gestaltet sich die Montage entsprechend einfach. Auch im Fahrbetrieb kann ein magnetkraftbedingter Kontakt des Läufers mit dem Schutzgehäuse sicher ausgeschlossen werden.

Patentanspruch 7 zeigt eine Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher infolge der Hebelverhältnisse vom Elektromotor ein sehr hohes Drehmoment aufbringbar ist.

Patentanspruch 8 zeigt eine axial besonders wenig Bauraum beanspruchende Ausgestaltung der Erfindung, welche eine Angleichung der Temperaturen zwischen einem Kühl- und Schmieröl im Getriebegehäuse und der Kühlflüssigkeit zur Kühlung des Elektromotors ermöglicht. Dabei wird in besonders vorteilhafter Weise eine verhältnismäßig gleichmäßige Temperatur über der Zeit erreicht. D. h., neben dem vorteilhaften Abkühlen des Schmieröls mittels der üblicherweise mittels eines Kühlers gekühlten Kühlflüssigkeit wird infolge der relativ schnellen Erwärmung des Elektromotors in vorteilhafter Weise das Schmieröl schnell auf Betriebstemperatur gebracht. Ferner hat die Wärmeentwicklung des Elektromotors in vorteilhafter Weise keinen Einfluß auf das Lagerspiel und das Zahnflankentragbild der Kegelritzel- Tellerrad-Verzahnung.

Patentanspruch 9 zeigt eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Patentanspruchs 8 bei welcher in vorteilhafter Weise mit Sicherheit auch die Schmierung des von dem Differential ferner liegenden Lagers gewährleistet ist.

Patentanspruch 10 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, bei der der besagte Stator an einem Kühlkanalträger gehaltert ist, welcher drehfest gegenüber dem Getriebegehäuse abstützbar ist. Infolge der festen Anordnung des Kühlkanalträgers am Getriebegehäuse - d. h. im bestimmten Umfang auch gegenüber dem Gesamtfahrzeug - sind die Zuleitung und Ableitung der Kühlflüssigkeit zu den Kühlkanälen einfach und kostengünstig gestaltbar.

Patentanspruch 11 zeigt eine einfache und kostengünstige Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher in besonders vorteilhafter Weise die radial äußere Wandung des Schutzgehäuses unmittelbar als Träger von Kühlkanälen ausgeführt sein kann.

Patentanspruch 12 zeigt eine besonders montagefreundliche Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher infolge einer Zentrierung des Stators auf Rippen des Getriebegehäuses der magnetische Querzug des Elektromotors bei der Montage mit dem Getriebegehäuse beherrschbar wird.

Patentanspruch 14 zeigt eine die Montage weiter vereinfachende Ausgestaltung der Rippen, bei welcher infolge eine Verjüngung dieser an einem Ende das Aufsetzen des Statorträgers vereinfacht wird.

Patentanspruch 15 zeigt eine besonders vorteilhafte Weiterentwicklung des Gegenstandes gemäß Patentanspruch 12, bei welcher die Rippen in einer Doppelfunktion zusätzlich zur Zentrierung des Statorträgers die Strömung des Schmiermittels auf ein Lager der Antriebswelle leiten.

Patentanspruch 16 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher die Zugkraftunterbrechungen beim Schalten einfacher Vorgelegegetriebe mit nur einer Schaltkupplung kompensiert - d. h. für den Fahrer unbemerkbar gemacht - werden können. Solche einfachen Vorgelegegetriebe mit nur einer Schaltkupplung haben beispielsweise gegenüber Planetenautomatikgetrieben den Vorteil besonders geringer Verlustleistung, was sich unmittelbar in vorteilhafter Weise im Kraftstoffverbrauch niederschlägt. Demzufolge bietet sich diese Ausgestaltung insbesondere als kostengünstige und trotzdem komfortable Weiterentwicklung bewährter, ausschließlich verbrennungsmotorisch hintachsangetriebener Kraftfahrzeuge zu einem Hybridfahrzeug mit kostengünstigem, leichtem und kleinem Vorgelegegetriebe an.

Patentanspruch 17 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher zur Ermöglichung einer sportlichen Fahrweise der Verbrennungs- und der Elektromotor gleichzeitig betrieben werden können. Damit sind kurzzeitige Beschleunigen ohne übermäßig erhöhten Kraftstoffverbrauch möglich bzw. der Verbrennungsmotor kann kleiner ausgelegt werden.

Patentanspruch 18 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher eine Beschädigung des Elektromotors beim Aufsetzen beispielsweise auf einem hohen Bordstein verhindert wird.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus weiteren Merkmalen der Unteransprüche, der Beschreibung und der Zeichnung hervor.

Ferner ergibt sich aus der im folgenden gezeigten Ausgestaltung, daß die thermische Dehnung des Elektromotors konstruktiv von der Lagerung der Ritzelwelle ferngehalten wird. Dadurch bleibt das Tragbild des Zahneingriffs unberührt.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von drei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausgestaltungsbeispiel eines Hinterachsgetriebes eines Hybridfahrzeuges in einer schematischen Darstellung,

Fig. 2 ein zweites Ausgestaltungsbeispiel eines Hinterachsgetriebes eines Hybridfahrzeuges und

Fig. 3 ein drittes Ausgestaltungsbeispiel eines Hinterachsgetriebes eines Hybridfahrzeuges.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausgestaltungsbeispiel eines Hinterachsgetriebes eines Hybridfahrzeuges in einer schematischen Darstellung.

Dieses Hinterachsgetriebe des Hybridfahrzeuges ist im Kraftfluß zwischen einem nicht näher dargestellten und in einem Frontbereich des Kraftfahrzeuges angeordneten Verbrennungsmotor und den angetriebenen Fahrzeugrädern angeordnet. Dabei schließt sich dem Verbrennungsmotor eine automatisierte Anfahr- und Schaltkupplung und ein automatisiertes Vorgelegegetriebe an. Eine Getriebeausgangswelle des Vorgelegegetriebes ist mit einer Gelenkwelle verschraubt, welche drehmomentübertragend mit einem Anschlußflansch 1 einer Antriebswelle 2 verbunden ist. Die Antriebswelle 2 überträgt eine Antriebsmoment über eine Kegelritzel-Tellerrad-Verzahnung 3 und ein Differential 4 auf zwei Radantriebshalbwellen und schließlich die Fahrzeugräder.

Das Hinterachsgetriebe umfaßt ein Getriebegehäuse 17, welches einteilig mit einer Trennwand 5 ausgeführt ist, die den Gehäuseinnenraum in einen in Fahrtrichtung vorn liegenden Antriebsraum 6 und einen in Fahrtrichtung hinten liegenden Differentialgetrieberaum 7 aufteilt. Der Differentialgetrieberaum 7 ist zur Schmierung und Kühlung der innerhalb von diesem angeordneten Kegelritzel-Tellerrad- Verzahnung 3 bis zu einem Niveau mit Getriebeöl 8 gefüllt.

Innerhalb des Antriebsraumes 6 ist sowohl ein Elektromotor 9, als auch die Antriebswelle 2 angeordnet. Die Antriebswelle 2 weist ein vorderes Ende mit dem Anschlußflansch 1 und ein hinteres Ende auf, welches einteilig mit einem Kegelritzel 10 der Kegelritzel-Tellerrad-Verzahnung 3 ausgeführt ist. Die Antriebswelle 2 ist mittels zwei Wälzlagern 11, 12, deren Lageraußenringe 13, 14 jeweils in eines von zwei Lageraugen 15, 16 des Getriebegehäuses 17 eingesetzt ist und deren Lagerinnenringe 18, 19 koaxial auf die Antriebswelle 2 gesetzt sind, drehbar gegenüber dem Getriebegehäuse 17 gelagert. Dabei ist der Lageraußenring 13 des vorderen Wälzlagers 11 in das Lagerauge 15 einer vordersten Wandung 20 des Getriebegehäuses 17 angeordnet. Der Lageraußenring 13 des hinteren Wälzlagers 12 ist hingegen in ein Lagerauge 16 der Trennwand 5 gesetzt.

Ein erster Radialwellendichtring 21 ist vor das hintere Wälzlager 12 im Bereich des Lagerauges 16 eingesetzt, so daß das Getriebeöl 8 des Differentialgetrieberaumes 7 eine sichere Schmierung des hinsichtlich der Auflagerkräfte hochbelasteten hinteren Wälzlagers 12 gewährleistet.

Eine innenseitige Dichtlippe des ersten Radialwellendichtringes 21 liegt dabei auf einer innenverzahnten Muffe 22 an. Diese innenverzahnte Muffe 22 ist drehfest mit der Antriebswelle 2 verbunden und zusammen mit einer axial neben der Muffe 22 angeordnete Distanzhülse 23 zwischen den Lagerinnenringen 18, 19 der beiden Wälzlager 11, 12 verspannt. Dazu ist der Anschlußflansch 1 mittels eines koaxial mit der Antriebswelle 2 verschraubten Gewindeeinstellringes 39 von vorne gegen den Lagerinnenring 18 des vorderen Wälzlagers 11 gespannt. Die Abstützung dieser in das vordere Ende der Antriebswelle 2 eingeleiteten Zugkraft erfolgt an einem Absatz 24 des Kegelritzels 10.

Die besagte axialverspannte Muffe 22 ist radial nach außen als ein topfförmiger Läufer 27 des Elektromotors 9 ausgestaltet. Der Topfboden 26 des topfförmigen Läufers 27 erstreckt sich in einem hinteren Bereich des Antriebsraumes 6. Die Topfwandung 25 des topfförmigen Läufers 27 erstreckt sich vom radial äußeren Randbereich des Topfbodens 26 nach vorne.

Radial innerhalb des topfförmigen Läufers 27 ist von vorne ein ebenfalls topfförmiger Statorträgers 28 koaxial eingesetzt. Der Topfboden 29 dieses Statorträgers 28 ist radial nach außen ringförmig auskragend und verschließt den Antriebsraum 6 am vorderen Ende. Dabei ist der Topfboden 29 bewegungsfest mit dem Getriebegehäuse 17 verbunden bzw. bildet einen Teil des Getriebegehäuses 17. In einem zentrischen Bereich des Topfbodens 29 ist das vordere Lagerauge 15 angeordnet, das neben dem Lageraußenring 13 des vorderen Wälzlagers 11 einen zweiten Radialwellendichtring 30 aufnimmt. Eine innenseitige Schutzlippe dieses zweiten Radialwellendichtringes 30 liegt an dem Antriebsflansch 1 an und schützt den Antriebsraum 6 vor dem Eindringen von Staub und Feuchtigkeit.

Eine Topfwandung 31 des topfförmigen Statorträgers 28 ist mit umlaufenden Kühlkanälen 32 versehen. Diese weisen nicht näher dargestellte, in den Statorträger 28 eingebrachte Zulauf- und Ablaufkanäle für eine Kühlflüssigkeit auf. Diese Kühlflüssigkeit kühlt einen um die Topfwandung 31 des Statorträgers 28 gewickelten Stator 33.

Beim Antrieb ausschließlich mittels des Elektromotors 9 oder alternativ mittels Elektro- und Verbrennungsmotor wird an den Stator 33 eine Spannung angelegt und der in üblicher Weise Magneten tragende Läufer 27 rotiert um eine geometrische Achse 34, welche mit der Rotationsachse 35 der Antriebswelle 2 zusammenfällt. Infolge der drehfesten Verbindung des Läufers 27 mit der Antriebswelle 2 treibt diese über die Kegelritzel- Tellerrad-Verzahnung 3 das Differential 4 bzw. die nicht näher dargestellten Radantriebshalbwellen an. Dabei wird das Reaktionsmoment über den Stator 33 und den Statorträger 28 am Getriebegehäuse 17 abgestützt.

Das Hybridfahrzeug weist eine nicht näher dargestellte Steuerungseinrichtung auf, welche eine Spannung an den Elektromotor 9 anlegt bzw. diese erhöht, wenn die automatisierte Anfahr- und Schaltkupplung geöffnet wird. Dabei wird infolge des vom Elektromotor 9 auf die Antriebswelle 2 eingeleiteten Drehmomentes die Zugkraftunterbrechung beim Schalten kompensiert. Beim Schließen der automatisierten Anfahr- und Schaltkupplung wird die Spannung wieder verringert.

Das Hybridfahrzeug wird bei erhöhtem Drehmomentbedarf - beispielsweise beim Beschleunigen des Fahrzeuges - sowohl von der dem Elektromotor 9, als auch von dem Verbrennungsmotor angetrieben. Der Strombedarf des Elektromotors wird dabei von einer Brennstoffzelle oder einer Batterie gedeckt. Die Verwendung einer Batterie ermöglicht dabei die Bremsenergierückgewinnung. D. h. der Elektomotor wird beim Bremsen als Generator betrieben.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausgestaltungsbeispiel eines Hinterachsgetriebes eines Hybridfahrzeuges.

Dieses Hinterachsgetriebe des Hybridfahrzeuges ist im Antriebsstrang in gleicher Weise, wie das Hinterachsgetriebe des ersten Ausgestaltungsbeispiels, angeordnet.

Das Hinterachsgetriebe umfaßt ein Getriebegehäuse 117 mit einem in Fahrtrichtung hinten liegenden Differentialgetrieberaum 107. Dieser Differentialgetrieberaum 107 ist zur Schmierung und Kühlung der innerhalb von diesem angeordneten Kegelritzel-Tellerrad-Verzahnung 103 bis zu einem Niveau mit nicht näher dargestelltem Getriebeöl gefüllt.

Im wesentlichen Koaxial zu einer Rotationsachse 135 einer ein Kegelritzel 110 tragenden Antriebswelle 102 erstreckt sich ein hohler Lagerhals 136 des Getriebegehäuses 117 nach vorne. Dieser Lagerhals 136 weist zwei innere Lageraugen 115, 116 zur Aufnahme von zwei Kegelrollenlagern 111, 112 zur Lagerung der Antriebswelle 102 auf. Das hintere Kegelrollenlager 112 ist in das hintere Lagerauge 116 des Lagerhalses 136 eingesetzt, während das vordere Kegelrollenlager 111 in das vorderes Lagerauge 115 des Lagerhalses 136 eingesetzt ist. Die beiden Kegelrollenlager 111, 112 sind zueinander in bekannter O- Anordnung ausgerichtet.

Der Lagerinnenring 119 des hinteren Kegelrollenlagers 112 ist axial nach hinten an der vorderen Stirnfläche 124 des Kegelritzels 110 abgestützt, während der Lageraußenring 114 dieses Kegelrollenlagers 112 in der entgegengesetzten Richtung unter Zwischenfügung eines Distanzringes 137 an einem Absatz 138 des hinteren Lagerauges 116 axial abgestützt ist.

Der Lagerinnenring 118 des vorderen Kegelrollenlagers 111 ist axial nach vorne an einem mit der Antriebswelle 102 schraubbeweglich verbundenen Gewindeeinstellring 139 unter Zwischenfügung eines drehfest koaxial auf der Antriebswelle 102 sitzenden Antriebsflansches 101 und einer Läufermuffe 122 abgestützt. In der entgegengesetzten Richtung ist dieser vordere Lagerinnenring 118 unter Zwischenfügung einer axial plastisch verformbaren Spannbuchse 140 an einem Absatz 141 der Antriebswelle 102 abgestützt. Ein Lageraußenring 113 desselben Kegelrollenlagers 111 ist axial nach hinten an einem Absatz im Lagerhals 136 abgestützt.

Radial außerhalb des Lagerhalses 136 ist ein konzentrisch zu einer Rotationsachse 135 der Antriebswelle 102 angeordneter hohlzylindrischer Statorträger 128 mit dem Getriebegehäuse 117 bewegungsfest verschraubt. Dieser Statorträger 128 ist auf mehrere am Umfang des Lagerhalses 136 verteilte Gehäuselängsrippen aufgesetzt, welche einteilig mit dem Lagerhals 136 ausgeführt sind. Dabei ist in der Zeichnung nur die eine Gehäuselängsrippe 181 ersichtlich. Zur Vereinfachung des Einsetzens des Statorträgers 128 bei Montage des Hinterachsgetriebes verjüngen sind die Gehäuselängsrippen in einem vorderen Bereich 182.

Eine vordere ringförmige Kante 144 des Lagerhalses 136 ist öldicht mit einem ringförmigen Blechkranz 145 verbunden, welcher sich radial nach außen erstreckt und an dessen radial äußerem Randbereich mit einem vorderen Randbereich des hohlzylindrischen Statorträgers 128 öldicht verbunden ist. Somit ist ein ringförmiger Raum 146 zwischen dem Statorträger 128 und dem Lagerhals 136 gebildet, der über Durchlässe 143 von Schmieröl aus dem Differentialgetrieberaum 107 durchströmt ist. Dabei fließt ein Teilstrom des Schmieröles durch eine Schmiermittelzufuhrausnehmung 147 des Lagerhalses 136 des Getriebegehäuses 117. Der Teilstrom wird geleitet von zwei einteilig mit dem Lagerhals 136 ausgeführten benachbarten Gehäuselängsrippen, von denen nur die besagte Gehäuselängsrippe 181 in der Zeichnung ersichtlich ist. Diese Schmiermittelzufuhrausnehmung 147 ist nahe dem vorderen Kegelrollenlager 111 angeordnet, so daß eine ausreichende Schmierung für diese gewährleistet ist.

Der hohlzylindrische Statorträger 128 und der Blechkranz 145 begrenzen einen ringförmigen Antriebsraum 148 radial innen, welcher radial außen durch ein bewegungsfest mit dem Getriebegehäuse 117 verschraubtes, topfförmiges und aus Aluminiumblech gefertigtes Schutzgehäuse 149 begrenzt ist.

Innerhalb des Antriebsraumes 148 ist ein Stator 150 um den hohlzylindrischen Statorträger 128 gewickelt. Radial außerhalb dieses Stators 150 ist ein topfförmiger Läufer 127 angeordnet. Dessen Topfboden 151 ist in einem zentrischen Bereich zur besagten Läufermuffe 122 ausgeformt. Ein Teilbereich dieser Läufermuffe 122 ist radial innerhalb der besagten vorderen ringförmige Kante des Lagerhalses 136 angeordnet. Im Bereich dieser ringförmige Kante ist ein Radialwellendichtring 130 eingesetzt, dessen Dichtlippe auf der Läufermuffe 122 anliegt, so daß auch in diesem Bereich der gegeneinander rotierenden Teile eine Dichtheit des schmiermittelempfindlichen Antriebsraumes 148 gegen Durchtritt von Schmiermittel aus dem Differentialgetrieberaum 107 gegeben ist.

Durch eine zentrische kreisrunde Öffnung eines Topfbodens des topfförmigen Schutzgehäuses 149 ragt die Antriebswelle 102 u. a. mit dem Antriebsflansch 101. Koaxial zu diesem Antriebsflansch 101 ist ein Labyrinthdichtungsring 152 aufgepresst, dessen Labyrinthdichtungskomponente 153 in eine korrespondierende Labyrinthdichtungskomponente 154 am inneren Randbereich des Topfbodens eingreift. Diese aus den beiden Labyrinthdichtungskomponenten 153, 154 gebildete Labyrinthdichtung schützt den Antriebsraum 148 vor dem Eindringen von Staub.

Fig. 3 zeigt ein drittes Ausgestaltungsbeispiel eines Hinterachsgetriebes eines Hybridfahrzeuges.

Die meisten Bauteile dieses Hinterachsgetriebes sind baugleich mit denen des zweiten Ausgestaltungsbeispiels. Unterschiede zu diesem liegen vornehmlich in der Ausgestaltung im Bereich des Antriebsflansches 201. Dabei ist zwischen dem vorderen Lagerinnenring 218 und dem mit der Antriebswelle 202 schraubbeweglich verbundenen Gewindeeinstellring 239 ausschließlich der Antriebsflansch 201 axial verspannt. Der topfförmige Läufer 227 hingegen ist koaxial und drehfest auf einen abgesetzten Bereich 280 des Antriebsflansches 201 gesetzt. Dazu ist dieser Läufer 227 in einem zentralen Bereich zu einer innenverzahnten Muffe 222 ausgestaltet, deren Verzahnung in eine Außenverzahnung des Antriebsflansches 201 eingreift. Eine axiale Sicherung des Läufers 227 gegenüber dem Antriebsflansch 201 erfolgt mittels eines elastischen Sicherungsringes 255. Dieser Sicherungsring 255 ist in eine in den abgesetzten Bereich 280 eingebrachte Umfangsnut 256 eingesetzt. Dabei spannt der Sicherungsring 255 die Muffe 222 axial gegen einen radial nach außen kragenden, ringförmigen Anschlussbereich 257 des Antriebsflansches 201.

Koaxial auf einem außerhalb des Schutzgehäuses 249 angeordneten Bereich der innenverzahnten Muffe 222 ist ein Labyrinthdichtungsring 252 aufgepresst, dessen Labyrinthdichtungskomponente 253 in eine korrespondierende Labyrinthdichtungskomponente 254 am inneren Randbereich des Topfbodens eingreift.

In einer weiteren Ausgestaltung des Hybridfahrzeuges ist der Stator am Schutzgehäuse bzw. am Getriebegehäuse befestigt und die Kühlkanäle verlaufen am Schutzgehäuse bzw. in der Wandung des Getriebegehäuses. In diesem Fall ist Läufer radial innerhalb des Stators angeordnet.

Die Kühlflüssigkeit in den gezeigten Beispielen kann sowohl ein Kühlwasser als auch ein Kühlöl sein. Die Kühlflüssigkeit kann mittels eines zusätzlichen Kühlers gekühlt werden. Dieser kann beispielsweise im Bereich des besagten Getriebegehäuses angeordnet sein, um die Zulauf-/Ablaufleitungen kurz zu halten.

In weiteren Ausgestaltungen des Hybridfahrzeuges findet anstatt Aluminiumblech für das Schutzgehäuse ein anderer nichtmagnetischer Werkstoff, wie beispielsweise austenitischer Stahl, Verwendung.

In einer weiteren Ausgestaltung des Hybridfahrzeuges überträgt der Läufer des Elektromotors das Drehmoment mittels eines Planetengetriebes auf die Antriebswelle.

In einer weiteren Ausgestaltung des Hybridfahrzeuges ist ein Hinterachsgetriebe mit integriertem Elektromotor einem Planetenautomatikgetriebe nachgeordnet. Schaltrucke beim Gangwechsel des Planetenautomatikgetriebes werden mittels des Elektromotors kompensiert.

In einer weiteren Ausgestaltung des Hybridfahrzeuges findet eines der in den ersten drei Ausführungsbeispielen beschriebenen Hinterachsantriebe zur Schaffung eines Hybrid- Allradantriebes doppelt Anwendung. Dabei wird über ein Mittendifferential sowohl eine vordere Antriebswelle mit einem vorderen Differential als auch eine hintere Antriebswelle mit einem hinteren Differential vom Verbrennungsmotor angetrieben. Dabei ist beiden Antriebswellen jeweils ein Elektromotor zugeordnet. In einer weiteren Ausgestaltung eines ähnlichen Hybrid-Allradantriebes findet nur ein Elektromotor Verwendung. Bei diesem ist über ein Mittendifferential sowohl ein vorderes als auch ein hinteres Achsgetriebe von einem Verbrennungsmotor antreibbar. Dabei ist die vordere Achse mittels einer Differentialsperre des Mittendifferentials drehfest mit der hinteren Achse koppelbar. Somit können mit ausschließlich einem einzigen Elektromotor beide Achsen angetrieben werden.

Das Hybridfahrzeug kann sowohl mit Einzelradaufhängung, als auch alternativ mit Starrachse ausgeführt sein.

In einer weiteren Ausgestaltung eines Hybridfahrzeuges sind an dem Getriebegehäuse äußere Verrippungen angeordnet. Diese finden insbesondere bei einer Ausgestaltung des Schutzgehäuses aus Leichtmetall Anwendung und schützen somit das relativ weiche Schutzgehäuse beim Aufsetzen beispielsweise auf einem hohen Bordstein. Ferner kann das Schutzgehäuse selbst in einer weiteren Ausgestaltung mit äußeren Verrippungen versehen sein, die das Schutzgehäuse versteifen und somit ein Einbeulen beim Aufsetzen auf einem Bordstein verhindern. Um bei diesem Aufsetzen trotz der Steifigkeitsvergrößerung die Bodenfreiheit möglichst groß zu halten, sind diese Verrippungen insbesondere seitlich am Schutzgehäuse angeordnet.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. So kann beispielsweise eine Achse nur mit dem Elektromotordifferential - d. h. ohne Kardanwelle - angetrieben sein, während die andere auch von der Kardanwelle - bzw. direkt im Getriebeverband - angetrieben wird. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen.

Claims (18)

1. Hybridfahrzeug, bei welchem eine Antriebswelle (2, 102) sowohl mit einem Verbrennungsmotor, als auch mit einem koaxial zu dieser angeordnetem Elektromotor (9, 109) drehmomentübertragend koppelbar ist, wobei ein drehfest mit der Antriebswelle (2, 102) verbundenes Kegelritzel (10, 110) mit einem Tellerrad eines Differentials kämmt, welches drehbar innerhalb eines Getriebegehäuses (17, 117) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stator (33, 133) des Elektromotors (9, 109) drehfest gegenüber dem Getriebegehäuse (17, 117) abstützbar ist und ein Läufer (27, 127) des Elektromotors (9, 109) drehfest gegenüber der Antriebswelle (2, 102) abstützbar ist.

2. Hybridfahrzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (9, 109) und die Antriebswelle (2, 102) bezüglich einer gemeinsamen Rotationsachse (35, 135) in einem gemeinsamen axialen Bereich angeordnet sind.

3. Hybridfahrzeug nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (117) mit einem Schutzgehäuse (149) des Elektromotors (109) verbunden ist.

4. Hybridfahrzeug nach Patentanspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Getriebegehäuse und das Schutzgehäuse einteilig ausgeführt sind.

5. Hybridfahrzeug nach Patentanspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgehäuse aus nichtmagnetischem Werkstoff besteht.

6. Hybridfahrzeug nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Stator (33, 133) an einem Träger (Statorträger 28, 128) gehaltert ist, welcher drehfest gegenüber dem Getriebegehäuse (17, 117) abstützbar ist.

7. Hybridfahrzeug nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (Statorträger 28, 128) radial innerhalb des Stators (33, 133) angeordnet ist, wohingegen der Läufer (27, 127) radial außerhalb des Stators (33, 133) angeordnet ist.

8. Hybridfahrzeug nach Patentanspruch 7, dadurch gekenzeichnet, daß der Träger (Statorträger 128) in einer axialen Position der Antriebswelle (102) angeordnet ist und daß radial zwischen dieser und dem Träger (Statorträger 128) ein zu einem Innenraum (Differentialgetrieberaum 107) des besagten Getriebegehäuse (117) geöffneter, aber gegenüber einem Antriebsraum (148) des Stators (133) und des Läufers (127) geschlossener Raum (146) angeordnet ist.

9. Hybridfahrzeug nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen dem besagtem Raum (146) und der Antriebswelle (102) angeordneter Wandungsbereich (Lagerhals 136) des Getriebegehäuses (117) zumindest eine Lagerung (Kegelrollenlager 111) der Antriebswelle (102) aufnimmt, wobei diese Lagerung (Kegelrollenlager 111) zumindest eine Schmiermittelzufuhrausnehmung (147) aufweist.

10. Hybridfahrzeug nach einem der Patentansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Träger (Statorträger 28, 128) Kühlkanäle aufweist.

11. Hybridfahrzeug nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger Kühlkanäle aufweist und radial außerhalb des Stators angeordnet ist, wohingegen der Läufer radial innerhalb des Stators angeordnet ist.

12. Hybridfahrzeug nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen dem besagtem Raum (146) und der Antriebswelle (102) angeordneter Wandungsbereich (Lagerhals 136) des Getriebegehäuses (117) zumindest eine Lagerung (Kegelrollenlager 111) der Antriebswelle (102) aufnimmt, wobei sich mit diesem Wandungsbereich (Lagerhals 136) drehfest gekoppelte Rippen (Gehäuselängsrippen) am Umfang des Wandungsbereiches (Lagerhals 136) verteilt in Längsrichtung der Antriebswelle (102) erstrecken und wobei der Träger (Statorträger 28, 128) von diesen Rippen (Gehäuselängsrippen) aufgenommen ist.

13. Hybridfahrzeug nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (Gehäuselängsrippen) einteilig mit dem besagten Wandungsbereich (Lagerhals 136) sind.

14. Hybridfahrzeug nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rippen (Gehäuselängsrippen) in einer vom Differential weg weisenden Richtung verjüngen.

15. Hybridfahrzeug nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (Gehäuselängsrippen) Schmiermittel in eine Schmiermittelzufuhrausnehmung (147) leiten, welche im Wandungsbereich (Lagerhals 136) des Getriebegehäuses (117) im Bereich der Lagerung (Kegelrollenlager 111) eingebracht ist.

16. Hybridfahrzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kraftfluß zwischen dem Verbrennungsmotor und der Antriebswelle (2) ein automatisiertes Vorgelegegetriebe mit Schaltkupplung angeordnet ist, wobei mittels einer Steuerungseinrichtung das Drehmoment des Elektromotors (9) beim Öffnen der Schaltkupplung erhöhbar und beim Schließen der Schaltkupplung verringerbar ist.

17. Hybridfahrzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Betriebszustand (erhöhter Drehmomentbedarf) des Hybridfahrzeuges sowohl vom Läufer (27, 127), als auch vom Verbrennungsmotor gleichsinnige Drehmomente in die Antriebswelle (2, 102) eingeleitet werden.

18. Hybridfahrzeug nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse äußere Verrippungen aufweist.