DE10109093A1 - Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug

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Abstract

Es wird eine Antriebsverbindung zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs beschrieben, für lösbares Verbinden einer Kurbelwelle mit einem Pumpenrad eines gleichachsig angeordneten hydrodynamischen Drehmomentwandlers, unter Zwischenschaltung einer elektrischen Maschine mit einem Rotor und einem Stator, wobei der Stator zwischen ein Kurbelgehäuse und ein Getriebegehäuse eingebaut ist und die Kurbelwelle mit dem Rotor und dieser mit dem Pumpenrad des Drehmomentwandlers zur Übertragung eines Antriebsdrehmoments so verbunden ist, dass der Drehmomentwandler durch den Rotor und dieser durch die Kurbelwelle in radialer Richtung zentriert gehalten wird. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass Befestigungsmittel, die das Kurbelgehäuse und das Getriebegehäuse miteinander verbinden, den Stator zwischen diesen Gehäusen festlegen, und dass Trennflächen und Zentriereinrichtungen zwischen den Gehäusen und Zentriereinrichtungen an Drehmomentwandler, Kurbelwelle und Rotor so ausgebildet sind, dass eine Montage der Antriebsverbindung auch ohne Zwischenschaltung der elektrischen Maschine möglich ist, indem der Drehmomentwandler durch die Kurbelwelle zentriert wird und das Kurbelgehäuse an das Getriebegehäuse angeflanscht wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsverbindung zur Drehmomentübertragung im An­ triebsstrang eines Kraftfahrzeugs, für lösbares Verbinden einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors mit einem Pumpenrad eines Drehmomentwandlers nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Es ist bereits aus JP 9-215270 bekannt, eine Antriebsverbindung zur Drehmo­ mentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs für lösbares Verbinden einer Kurbelwelle mit einem gleichachsig angeordneten hydrodynamischen Dreh­ momentwandler unter Zwischenschaltung einer elektrischen Maschine auszubilden. Das Gehäuse der elektrischen Maschine ist zwischen Zylinderkurbelgehäuse und Getriebegehäuse eingebaut und mit Kühlluftein- und -auslässen versehen. Der Rotor der elektrischen Maschine ist an der Kurbelwelle in radialer Richtung zentriert angebracht und außerdem über ein Radiallager an einem gehäusefesten Steg abgestützt. Der Drehmomentwandler ist über eine Mitnehmerscheibe zur Drehmomentübertragung mit dem Rotor verbunden und das Pumpenrad des Drehmomentwandlers ist im Rotor in radialer Richtung formschlüssig zentriert.
Es ist wünschenswert, eine Antriebsverbindung zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs für lösbares Verbinden einer Kurbelwelle mit einem Pumpenrad eines gleichachsig angeordneten hydrodynamischen Drehmo­ mentwandlers so auszubilden, dass auf einfache Weise eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator dazwischengeschaltet werden kann, ohne dass Änderungen am Kurbelgehäuse, am Getriebegehäuse oder an der Ölwanne vor­ genommen werden müssen. Die elektrische Maschine soll wahlweise verbaut werden können, wobei möglichst wenig Bauteilvarianten nötig sein sollen. Dies ist die Aufgabe der Erfindung.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nach der Erfindung ist eine Antriebsverbindung zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, für lösbares Verbinden einer Kurbelwelle mit einem Pumpenrad eines gleichachsig angeordneten hydrodynami­ schen Drehmomentwandlers, unter Zwischenschaltung einer elektrischen Maschine mit einem Rotor und einem Stator, wobei der Stator zwischen ein Kurbelgehäuse und ein Getriebegehäuse eingebaut ist und die Kurbelwelle mit dem Rotor und dieser mit dem Pumpenrad des Drehmomentwandlers zur Übertragung eines Antriebsdrehmoments so verbunden ist, dass der Drehmomentwandler durch den Rotor und dieser durch die Kurbelwelle in radialer Richtung zentriert gehalten wird, die dadurch gekennzeichnet ist, dass Befestigungsmittel, die das Kurbelgehäuse und das Getriebegehäuse miteinander verbinden, den Stator zwischen diesen Ge­ häusen festlegen, und dass Trennflächen und Zentriereinrichtungen zwischen den Gehäusen und Zentriereinrichtungen an Drehmomentwandler, Kurbelwelle und Rotor so ausgebildet sind, dass eine Montage der Antriebsverbindung auch ohne Zwischenschaltung der elektrischen Maschine möglich ist, indem der Drehmo­ mentwandler durch die Kurbelwelle zentriert wird und das Kurbelgehäuse an das Getriebegehäuse angeflanscht wird.
Das hat den Vorteil, dass das Pumpenrad in einem Zentrierlager abgestützt werden kann, das entweder, bei verbauter elektrischer Maschine, in der Nabe des Rotors, oder, bei nicht verbauter elektrischer Maschine, in der Kurbelwelle liegt. Gleichzeitig kann der Stator, bei verbauter elektrischer Maschine, zwischen Kurbelwellen­ gehäuse und Getriebegehäuse eingebaut werden, während, bei nicht verbauter elektrischer Maschine, Kurbelwellengehäuse und Getriebegehäuse direkt ver­ bunden werden können. Die Befestigungsmittel, die die beiden Gehäuse mit­ einander verbinden, verlaufen im ersten Fall durch den Stator hindurch und zentrie­ ren diesen zwischen den beiden Gehäusen. Im zweiten Fall werden nur die Gehäuse miteinander verbunden und zentriert. Vorteilhafterweise können daher Be­ festigungsmittel verwendet werden, die sich nur in ihrer Länge unterscheiden.
Diese Erfindung einer Antriebsverbindung zur Drehmomentübertragung im An­ triebsstrang eines Kraftfahrzeugs für lösbares Verbinden einer Kurbelwelle mit ei­ nem Pumpenrad eines gleichachsig angeordneten hydrodynamischen Drehmo­ mentwandlers soll aber nicht nur auf Kraftfahrzeuge mit Automatikgetriebe be­ schränkt sein. Es ist auch möglich, eine solche Antriebsverbindung zur Drehmo­ mentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit Handschaltgetriebe, für lösbares Verbinden einer Kurbelwelle mit einem Zweimassenschwungrad oder einem Topfschwungrad, unter Zwischenschaltung einer elektrischen Maschine mit einem Rotor und einem Stator in entsprechender Weise mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 auszuführen. Es ergeben sich hier diesel­ ben Vorteile.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist zwischen Stator und Kurbel­ gehäuse und/oder Getriebegehäuse mindestens ein Distanzring eingebracht. Das hat den Vorteil, dass der Stator einfacher aufgebaut und montiert werden kann. Die Distanzringe können an die Befestigungsverhältnisse an den Gehäusen und am Stator einfach angepasst werden. Es sind so keine Varianten des Stators nötig.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Stators und/oder des Distanzrings zum Kurbelgehäuse und zum Ge­ triebegehäuse durch Passhülsen festgelegt wird und dass die Befestigungsmittel Schrauben oder Gewindestifte und Muttern sind. Solche Befestigungsmittel lassen sich vorteilhafterweise universal für beide Fälle, mit oder ohne elektrische Ma­ schine, einsetzen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die Schrauben durch die Passhülsen hindurch erstrecken. Das vereinfacht die Fer­ tigung der Gehäuse und der Distanzringe.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschreibt die nachfolgende Beschreibung mit der zugehörigen Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1: Einen Querschnitt einer Anbindung einer Kurbelwelle an ein Pumpen­ rad eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers unter Zwischen­ schaltung einer elektrischen Maschine als Starter/Generatoreinheit gemäß der Erfindung und
Fig. 2: einen Teilquerschnitt im Bereich der Befestigungsmittel einer Ver­ bindung zwischen Getriebegehäuse, Stator der elektrischen Ma­ schine und Kurbelgehäuse gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 ist schematisch ein Kurbelgehäuse 1 eines Verbrennungsmotors zum Antrieb eines nicht gezeichneten Kraftfahrzeugs dargestellt. Im Kurbelgehäuse 1 ist eine Kurbelwelle 2 gelagert, die das Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors auf einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs überträgt. Dieser Antriebsstrang setzt sich von der Kurbelwelle 2 aus fort durch einen Rotorträger 5 einer elektrischen Ma­ schine, der einen Rotor 6 im Antriebsfall zur Stromerzeugung und im angetriebenen Fall zur Bereitstellung eines Drehmoments, trägt. Dazu wirkt der Rotor 6 der elektri­ schen Maschine mit einem Stator 7 zusammen. Der sich um den Rotor 6 herum erstreckende Stator 7 der elektrischen Maschine ist auf dem Statorträger 9 angebracht, der zu seiner Befestigung zwischen dem Getriebegehäuse 3 und dem Kurbelgehäuse 1 durch einen Distanzring 8 ergänzt wird.
Der Rotorträger 5 ist mit üblichen, nicht gezeichneten Befestigungsmitteln, zum Beispiel Schrauben, am Ende der Kurbelwelle 2 auf dieser in radialer Richtung zentriert angebracht. Das Antriebsdrehmoment wird von der Kurbelwelle 2 über den Rotorträger 5 auf ein Pumpenrad eines Drehmomentwandlers 4 übertragen, der anschließend an den Rotorträger 5 im Getriebegehäuse 3 untergebracht ist. Zur Drehmomentübertragung ist das Pumpenrad des Drehmomentwandlers 4 über eine nur schematisch dargestellte Wandlerkupplung 10 mit dem Rotorträger 5 ver­ bunden. In radialer Richtung ist das Pumpenrad des Drehmomentwandlers 4 durch einen Zentrierzapfen 14 in einer Nabenbohrung des Rotorträgers 5 zentriert gehalten.
Um eine wahlweise Verbauung der elektrischen Maschine zu ermöglichen, wobei möglichst wenig Bauteilvarianten nötig sein sollen, befindet sich in der Kurbelwelle 2 die gleiche Zentrierbohrung für den Zentrierzapfen 14 des Drehmomentwandlers 4 wie in dem Rotorträger 5. Ohne elektrische Maschine wird der Zentrierbolzen 14 des Drehmomentwandlers 4 direkt in der Kurbelwelle 2 zentriert und das Kurbelge­ häuse 1 schließt am Außenumfang direkt an das Getriebegehäuse 3 an, zentriert und verbunden durch Befestigungsmittel. Um die elektrische Maschine zwischen dem Kurbelgehäuse 1 und dem Getriebegehäuse 3 einzubauen, werden Getriebe­ gehäuse 3 und Kurbelgehäuse 1 so weit auseinander gerückt, dass ein ausrei­ chender Freiraum für die elektrische Maschine entsteht. Daraus ergibt sich das mit X gekennzeichnete Abstandsmaß zwischen Getriebegehäuse 3 und Kurbelgehäuse 1, dem das mit Y bezeichnete Abstandsmaß zwischen Kurbelwelle 2 und Wandlerkupplung 10 entspricht. Die mit X1 gekennzeichnete Wandstärke des Statorträgers 9 und die mit X2 gekennzeichnete Wandstärke des Distanzrings 8 addieren sich zum mit X gekennzeichneten Abstandsmaß.
Durch die Position des Statorträgers 9 zwischen dem Getriebegehäuse 3 und dem Kurbelgehäuse 1 ist es möglich, im Statorträger 9 die Wasserkühlung des Stators 7 zu integrieren. Dazu wird ein nicht gezeichneter Kühlwasserkreislauf des Verbren­ nungsmotors verwendet, dessen nicht gezeichnete Zuführung und Abführung in den Statorträger 9 über den Distanzring 8 erfolgt.
Fig. 2 zeigt die Verbindung von Getriebegehäuse 3 und Kurbelgehäuse 1 mit da­ zwischen geschalteter elektrischer Maschine. Die Zentrierung des Distanzrings 8 und des Statorträgers 9 in der Verbindung von Getriebegehäuse 3 und Kurbelge­ häuse 1 ist so gestaltet, dass im Kurbelgehäuse 1 ein Festsitz für eine Passhülse 11 und im Getriebegehäuse 3 ein Schiebesitz für eine weitere Passhülse 12 ein­ gebracht ist. Die weitere Passhülse 12 für die Zentrierung des Statorträgers 9 und des Getriebegehäuses 3 zum Distanzring 8 ist mit einem Absatz versehen worden, damit ihre Einpresstiefe in den Distanzring 8 eindeutig vorgegeben ist. Außerdem ist im Distanzring 8 ein weiterer Festsitz für die weitere Passhülse 12 und im Sta­ torträger 9, wie im Distanzring 8 je ein Schiebesitz für die weitere Passhülse 12 bzw. die Passhülse 11 eingebracht.
Eine Schraube 13, die durch die Passhülse 11 und die weitere Passhülse 12 hin­ durch gesteckt ist, verbindet das Getriebegehäuse 3 mit dem Kurbelgehäuse 1 unter Einbindung des Statorträgers 9 und des Distanzrings 8.
Wird die elektrische Maschine nicht verbaut, so entfallen Statorträger 9 und Dis­ tanzring 8, sowie die weitere Passhülse 12, und das Getriebegehäuse 3 wird mit einer kürzeren Schraube 13 direkt an das Kurbelgehäuse 1 angeflanscht. Auf diese Weise kann die elektrische Maschine wahlweise verbaut werden bei für beide Fälle identisch ausgeführten Kurbelgehäusen 1, Kurbelwellen 2, Drehmomentwandlern 4 und Getriebegehäusen 3.

Claims (4)

1. Antriebsverbindung zur Drehmomentübertragung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, für lösbares Verbinden einer Kurbelwelle (2) mit einem Pumpenrad eines gleichachsig angeordneten hydrodynamischen Drehmo­ mentwandlers (4) oder mit einem Zweimassenschwungrad oder mit einem Topfschwungrad, unter Zwischenschaltung einer elektrischen Maschine mit einem Rotor (6) und einem Stator (7), wobei der Stator (7) zwischen ein Kurbelgehäuse (1) und ein Getriebegehäuse (3) eingebaut ist und die Kur­ belwelle (2) mit dem Rotor (6) und dieser mit dem Pumpenrad des Dreh­ momentwandlers (4) oder mit dem Zweimassenschwungrad oder mit dem Topfschwungrad zur Übertragung eines Antriebsdrehmoments so verbunden ist, dass der Drehmomentwandler (4) oder das Zweimassenschwungrad oder das Topfschwungrad durch den Rotor (6) und dieser durch die Kurbelwelle (2) in radialer Richtung zentriert gehalten wird, dadurch ge­ kennzeichnet, dass Befestigungsmittel, die das Kurbelgehäuse (1) und das Getriebegehäuse (3) miteinander verbinden, den Stator (7) zwischen diesen Gehäusen (1, 3) festlegen, und dass Trennflächen und Zentriereinrichtungen zwischen den Gehäusen (1, 3) und Zentriereinrichtungen an Drehmo­ mentwandler (4) oder Zweimassenschwungrad oder Topfschwungrad und an Kurbelwelle (2) und Rotor (6) so ausgebildet sind, dass eine Montage der Antriebsverbindung auch ohne Zwischenschaltung der elektrischen Ma­ schine möglich ist, indem der Drehmomentwandler (4) oder das Zweimas­ senschwungrad oder das Topfschwungrad durch die Kurbelwelle (2) zent­ riert wird und das Kurbelgehäuse (1) an das Getriebegehäuse (3) ange­ flanscht wird.
2. Antriebsverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwi­ schen Stator (7) und Kurbelgehäuse (1) und/oder Getriebegehäuse (3) mindestens ein Distanzring (8) eingebracht ist.
3. Antriebsverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Stators (7) und/oder des Distanzrings (8) zum Kurbel­ gehäuse (1) und zum Getriebegehäuse (3) durch Passhülsen (11, 12) fest­ gelegt wird und dass die Befestigungsmittel Schrauben (13) oder Gewinde­ stifte und Muttern sind.
4. Antriebsverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schrauben (13) durch die Passhülsen (11, 12) hindurch erstrecken.
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