DE102007034149A1 - Elektromotor-Getriebe-Einheit - Google Patents
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- 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
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektromotor-Getriebe-Einheit (1), insbesondere für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Elektromotor (2), der einen Stator (5) und einen Rotor (6) aufweist, ein Planetengetriebe (3) und ein Gehäuse (4) zur Befestigung der Einheit (1) an einem Fahrzeugrahmen. Im montierten Zustand der Einheit (1) duchsetzt eine Antriebswelle (12) das Gehäuse (4), den Elektromotor (2) und das Planetengetriebe (3) koaxial und ist über das Planetengetriebe (3) mit dem Elektromotor (2) antriebsverbunden. Zur Realisierung einer kompakten Bauform ist der Rotor (6) koaxial zum Stator (5) angeordnet und ist im montierten Zustand der Einheit (1) an der Antriebswelle (12) drehbar gelagert während der Elektromtoor (2) und das Planetengetriebe (3) axial nebeneinander angeordnet sind.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektromotor-Getriebe-Einheit, insbesondere für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
- Aus der
DE 44 12 898 A1 ist eine Elektromotor-Getriebe-Einheit bekannt, die einen Elektromotor, ein Planetengetriebe und ein Gehäuse umfasst. Der Elektromotor weist in üblicher Weise einen Stator und einen Rotor auf. Das Planetengetriebe besitzt in üblicher Weise ein Hohlrad, ein Sonnenrad, mehrere Planetenräder und einen Planetenträger. Das Gehäuse dient zur Befestigung der Einheit an einem grundsätzlich beliebigen Rahmen zur Abstützung eines Drehmoments. Im montierten Zustand der Einheit durchsetzt eine Antriebswelle das Gehäuse, den Elektromotor und das Planetengetriebe koaxial. Ferner ist die Antriebswelle in üblicher Weise über das Planetengetriebe mit dem Elektromotor antriebsverbunden. Bei der bekannten Einheit ist der Rotor axial zum Stator angeordnet. Ferner ist bei der bekannten Einheit das Planetengetriebe koaxial zum Elektromotor angeordnet. - Bei Kraftfahrzeugen erfreuen sich Hybridantriebe einer zunehmenden Beliebtheit, da sie durch die Kombination einer Brennkraftmaschine mit einem Elektromotor eine höhere Energieeffizienz aufweisen als Antriebssysteme, die nur mit einer Brennkraftmaschine arbeiten. Hybridantriebe benötigen üblicherweise jedoch einen erhöhten Bauraum zur Aufnahme des zusätzlich vorgesehenen Elektroantriebs. Insbesondere scheidet aufgrund der Bauraumproblematik üblicherweise eine Nachrüstung eines nur mit einer Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeugs mit einem Elektroantrieb aus. Eine derartige Umrüstung lässt sich regelmäßig nur mit einem extrem hohen Aufwand realisieren.
- Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Elektromotor-Getriebe-Einheit eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass sie einen vergleichsweise kompakten Aufbau besitzt.
- Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Elektromotor mit radial innen liegendem Rotor, also als Innenläufer auszugestalten und das Planetengetriebe axial neben dem Elektromotor anzuordnen. Der Elektromotor und das Planetengetriebe lassen sich dadurch in axialer Richtung extrem klein bauen, wodurch die erfindungsgemäße Einheit zumindest in axialer Richtung sehr kompakt baut. Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, dass im Antriebsstrang eines Fahrzeugs die größten Bauraumprobleme in axialer Richtung auftreten. Durch die axial kurz bauende Einheit wird deren Integration in einen Fahrzeugantrieb mit Verbrennungsmotor vereinfacht, wozu der Aufwand zur Realisierung eines Hybridantriebs reduziert wird. Insbesondere lässt sich mit einer derartigen kompakt bauenden Einheit für Fahrzeugantriebe ein modulares Konzept realisieren, bei dem mit einem vergleichsweise geringen Aufwand durch Hinzufügen oder Weglassen der vorgeschlagenen Einheit ein konventioneller Antrieb sowie ein Hybridantrieb als Varianten auswählbar sind. Durch die mit Hilfe des Planetengetriebes erzielbare große Übersetzung kann auch der verwendete Elektromotor insgesamt vergleichsweise klein bauen, was ebenfalls die Realisierung eines Hybridantriebs, insbesondere einer Nachrüstlösung, vereinfacht.
- Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann zur drehbaren Lagerung eines Sonnenrads sowie des Rotors an der Antriebswelle eine gemeinsame Lagerbuchse vorgesehen sein, in welche die Antriebswelle einsteckbar ist. Bei dieser Bauweise lässt sich die Einheit insbesondere ohne Antriebswelle herstellen, wobei die Einheit für ihre Montage am Fahrzeug an einer bereits vorhandenen Antriebsachse des jeweiligen Antriebsaggregats einfach montierbar ist, indem die Einheit mit ihrer Lagerbuchse auf die jeweilige Antriebswelle axial aufgesteckt wird.
- Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
- Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
- Die einzige
1 zeigt einen stark vereinfachten, prinzipiellen Längsschnitt durch eine Elektromotor-Getriebe-Einheit. - Entsprechend
1 umfasst eine Elektromotor-Getriebe-Einheit1 , die im folgenden auch kurz als Einheit1 bezeichnet wird, einen Elektromotor2 und ein Planetengetriebe3 sowie ein Gehäuse4 . Der Elektromotor2 weist einen Stator5 sowie einen Rotor6 auf. Das Planetengetriebe3 besitzt ein Hohlrad7 sowie koaxial dazu ein Sonnenrad8 . Planetenräder9 des Planetengetriebes3 kämmen radial innen das Sonnenrad8 und radial außen das Hohlrad9 . Die Planetenräder9 sind an einem Planetenträger10 drehbar gelagert. Entsprechende Lagerbolzen sind hier mit11 bezeichnet. Das Gehäuse4 dient zur Abstützung eines Drehmoments und ist hierzu so ausgestaltet, dass damit die Einheit1 z. B. an einem Fahrzeugrahmen befestigt werden kann. - Im gezeigten montierten Zustand erstreckt sich eine Antriebswelle
12 koaxial durch das Gehäuse4 und koaxial durch den Elektromotor2 sowie koaxial durch das Planetengetriebe3 . Der Elektromotor2 ist im montierten Zustand über das Planetengetriebe3 mit der Antriebswelle12 antriebsverbunden. - Erkennbar besitzt die hier gezeigte Einheit
1 in axialer Richtung, die hier durch eine Rotationsachse13 der Antriebswelle12 definiert ist, einen kompakten Aufbau. Erreicht wird dies einerseits durch die koaxiale Anordnung von Rotor6 und Stator5 . Der Rotor6 ist hierbei als Innenläufer ausgestaltet und dementsprechend bezüglich des Stators5 radial innen angeordnet. Zum anderen sind der Elektromotor2 und das Planetengetriebe3 axial nebeneinander angeordnet. Dabei sind sowohl der Elektromotor2 als auch das Planetengetriebe3 in axialer Richtung flach ausgestaltet, d. h. ihre axiale Erstreckung ist deutlich kleiner, z. B. mindestens 2mal kleiner, als ihr Durchmesser. - Der Rotor
6 sowie das Sonnenrad8 sind im montierten Zustand an der Antriebswelle12 drehbar gelagert. Die drehbare Lagerung erfolgt dabei über eine Lagerbuchse14 , die koaxial auf die Antriebswelle12 aufgesetzt ist. Die Lagerbuchse14 durchsetzt dabei auch das Gehäuse4 . Insgesamt ermöglicht die Lagerbuchse14 die drehbare Lagerung des Sonnenrads8 , des Rotors6 und des Gehäuses4 an der Antriebswelle12 . - Der Rotor
6 ist mit dem Sonnenrad8 drehfest verbunden. Dies kann beispielsweise durch eine formschlüssige Verbindung15 erreicht werden, die axial zwischen Sonnenrad8 und Rotor6 ausgebildet ist, z. B. nach Art einer Axialverzahnung. Der Stator5 ist drehfest mit dem Gehäuse4 verbunden. Beispielsweise kann auch hier axial zwischen dem Stator5 und dem Gehäuse4 eine Formschlussverbindung16 vorgesehen sein, beispielsweise in Form einer Axialverzahnung. Das Hohlrad7 ist mit dem Gehäuse4 drehfest verbunden. Beispielsweise kann hierzu axial zwischen dem Gehäuse4 und dem Hohlrad7 eine Formschlussverbindung17 ausgebildet sein, beispielsweise in Form einer Axialverzahnung. Grundsätzlich kann das Hohlrad7 zusätzlich oder alternativ auch drehfest mit dem Außenläufer5 gekoppelt sein. - Zur Übertragung eines Drehmoments vom Elektromotor
2 über das Getriebe3 auf die Antriebswelle12 ist der Planetenträger10 drehfest mit der Antriebswelle12 verbunden. Dies kann entweder direkt erfolgen, beispielsweise über eine Radialverzahnung. Alternativ kann der Planetenträger10 auch über eine schaltbare Kupplung18 drehfest mit der Antriebswelle12 verbunden sein. Mit Hilfe einer derartigen Kupplung18 kann der Elektromotor2 bedarfsabhängig zugeschaltet werden. Bei nicht benötigtem Elektromotor2 ermöglicht die Kupplung18 eine Entkopplung des Elektromotors2 , so dass Reibungsverluste bei deaktiviertem Elektromotor2 vermieden werden können. - Vorzugsweise handelt es sich beim Elektromotor
2 um einen bürstenlos arbeitenden Innenläufermotor, der insbesondere als Torquemotor ausgestaltet sein kann. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4412898 A1 [0002]
Claims (4)
- Elektromotor-Getriebe-Einheit, insbesondere für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs, – mit einem Elektromotor (
2 ), der einen Stator (5 ) und einen Rotor (6 ) aufweist, – mit einem Planetengetriebe (3 ), – mit einem Gehäuse (4 ) zur Befestigung der Einheit (1 ) an einem Fahrzeugrahmen, – wobei im montierten Zustand der Einheit (1 ) eine Antriebswelle (12 ) das Gehäuse (4 ), den Elektromotor (2 ) und das Planetengetriebe (3 ) koaxial durchsetzt und über das Planetengetriebe (3 ) mit dem Elektromotor (2 ) antriebsverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – der Rotor (6 ) koaxial zum Stator (5 ) angeordnet ist und im montierten Zustand der Einheit (1 ) an der Antriebswelle (12 ) drehbar gelagert ist, – der Elektromotor (2 ) und das Planetengetriebe (3 ) axial nebeneinander angeordnet sind. - Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der Rotor (
6 ) mit einem Sonnenrad (8 ) drehfest verbunden ist, das im montierten Zustand der Einheit (1 ) an der Antriebswelle (12 ) drehbar gelagert ist, – der Stator (5 ) drehfest mit dem Gehäuse (4 ) verbunden ist, – ein Hohlrad (7 ) drehfest mit dem Gehäuse (4 ) und/oder mit dem Stator (5 ) verbunden ist. - Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Planetenträger (
10 ) im montierten Zustand indirekt über eine schaltbare Kupplung (18 ) oder direkt mit der Antriebswelle (12 ) drehfest verbunden ist. - Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur drehbaren Lagerung des Sonnenrads (
8 ) und des Rotors (6 ) an der Antriebswelle (12 ) eine gemeinsame Lagerbuchse (14 ) vorgesehen ist, in welche die Antriebswelle (12 ) einsteckbar ist.
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DE200710034149 DE102007034149A1 (de) | 2007-07-21 | 2007-07-21 | Elektromotor-Getriebe-Einheit |
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DE102007034149A1 true DE102007034149A1 (de) | 2009-01-22 |
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ID=40149096
Family Applications (1)
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DE200710034149 Withdrawn DE102007034149A1 (de) | 2007-07-21 | 2007-07-21 | Elektromotor-Getriebe-Einheit |
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Cited By (1)
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DE102016207634A1 (de) * | 2016-05-03 | 2017-11-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotierende elektrische Maschine |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4412898A1 (de) | 1994-04-14 | 1995-10-19 | Bernhard Dipl Ing Orlowski | Planetengetriebe mit integriertem Elektromotor |
-
2007
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Patent Citations (1)
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DE4412898A1 (de) | 1994-04-14 | 1995-10-19 | Bernhard Dipl Ing Orlowski | Planetengetriebe mit integriertem Elektromotor |
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US11152836B2 (en) | 2016-05-03 | 2021-10-19 | Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh | Rotating electric machine |
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