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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Lageranordnung für
eine Antriebswelle eines Getriebes gemäß der im
Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
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Beispielsweise
aus der Druckschrift
FR 2 881
382 ist ein Hybridantriebsstrang mit einer Elektromaschine
bekannt, deren Rotor über eine Nabe mit der Antriebswelle
des Getriebes verbunden ist. Der Statorträger der Elektromaschine
ist zum einen mit einem Kupplungsgehäuse verbunden und
zum anderen über ein Lager auf der Antriebswelle des Getriebes
gelagert.
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Aus
der Fahrzeugtechnik sind auch lagerlose Elektromaschinen für
einen Hybridantriebsstrang bekannt. Bei einer lagerlosen Elektromaschine
ist der Rotor über eine Nabe mit der Antriebswelle des
Getriebes verbunden. Der Statorträger jedoch ist nur mit dem
Hybridgehäuse verbunden und weist keine zusätzliche
Lagerung an der Antriebswelle des Getriebes auf. Um eine Lagerung
der Antriebswelle des Getriebes im Bereich zwischen dem Getriebegehäuse
und dem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors vorzusehen,
kann bei einem Hybridantriebsstrang mit einer lagerlosen Elektromaschine
getriebeeingangsseitig ein Wälzlager und verbrennungsmotorseitig
ein so genanntes Pilotlager in dem getriebeseitigen Ende der Kurbelwelle
des Verbrennungsmotors vorgesehen sein. Bauartbedingt erfordern
die Lagerstellen ein gewisses Lagerspiel. Bei der Montage des Rotors
zum Stator der Elektromaschine kann es aufgrund der lagerspielbedingten
Verkippung der Antriebswelle des Getriebes zum unerwünschten
Berühren von Stator und Rotor der Elektromaschine kommen.
Dies wird bei permanenterregten Elektromaschinen durch die von den
Permanentmagneten erzeugten Anziehungskräfte bewirkt.
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Bei
der Montage ist es erforderlich, dass die Antriebswelle des Getriebes
mit der Antriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden wird. Dazu
ist das Drehen der Antriebswelle des Getriebes unbedingt erforderlich.
Durch die Berührung zwischen dem Stator und dem Rotor der
Elektromaschine ist eine solche Verdrehung der Antriebswelle nicht
mehr möglich.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Lageranordnung
für eine Antriebswelle eines Getriebes in einem Hybridantriebsstrang der
eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, mit der eine Berührung
zwischen einem Rotor und einem Stator einer Elektromaschine des
Hybridantriebsstranges auch vor und während der Montage des
Getriebes verhindert wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
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Demnach
wird eine Lageranordnung für eine Antriebswelle eines Getriebes
in einem Hybridantriebsstrang mit einer lagerlosen Elektromaschine vorgeschlagen,
wobei die Antriebswelle verbrennungsmotorseitig über eine
erste Lagerstelle und getriebeeingangsseitig über eine
zweite Lagerstelle gelagert ist, und wobei zumindest eine Zentriereinrichtung
zum Zentrieren der Antriebswelle wenigstens im nicht montierten
Zustand des Getriebes zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe
vorgesehen ist.
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Auf
diese Weise kann die mit der vorgeschlagenen Lageranordnung gelagerte
Antriebswelle des Getriebes beziehungsweise Getriebeeingangswelle mit
lagerloser Elektromaschine zentriert werden, um eine Berührung
von Stator und Rotor bei der Elektromaschine bei sämtlichen
Betriebszuständen sicher zu vermeiden.
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Gemäß einer
möglichen Ausführungsvariante der Erfindung kann
vorgesehen sein, dass als Zentriereinrichtung eine Passung oder
dergleichen zwi schen der Antriebswelle des Getriebes und einem Hybridgehäuse
vorgesehen ist. Das Hybridgehäuse dient u. a. zur Aufnahme
der Elektromaschine und der Kupplung sowie weiterer Bauteile.
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Besonders
vorteilhaft ist eine Passung an einem Ausrücklagerohr der
Kupplung. Das Ausrücklagerohr dient zur Aufnahme des Ausrücklagers
zum Betätigen der Kupplung in dem Hybridgehäuse.
Das Ausrücklagerohr ist etwa hülsenförmig
oder dergleichen ausgeführt und weist an seinem getriebeseitigen
Ende eine flanschartige Anformung auf, mit der das Ausrücklagerohr
an dem Hybridgehäuse befestigt ist. Die Passung an dem
Ausrücklagerohr kann gemäß einer möglichen
Ausgestaltung der Erfindung an dem dem Verbrennungsmotor zugewandten
Ende des Ausrücklagerohres als radial nach innen gerichteter
Absatz oder dergleichen ausgebildet sein. Die Passung kann auch
als zusätzlicher Ring ausgebildet sein, der in das Ausrücklagerrohr
eingepresst ist.
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Eine
derartig in Richtung des Verbrennungsmotors verlegte Abstützung
der Antriebswelle während oder vor der Montage des Getriebes
bietet den Vorteil, dass sich ein langer Hebelarm von dem Ausrücklagerohr
zur Antriebswelle ergibt.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsvariante der Bindung kann auch vorgesehen
sein, dass als Zentriereinrichtung ein Gleitlager oder dergleichen zwischen
dem Hybridgehäuse und der Antriebswelle vorgesehen ist.
Das Gleitlager kann so ausgeführt sein, dass ebenfalls
nur bei noch nicht montiertem Getriebe eine Abstützung
der Antriebswelle realisiert wird, so dass eine Berührung
zwischen dem Rotor und dem Statur der Elektromaschine in diesem
Zustand verhindert wird.
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Unabhängig
davon, ob eine Passung oder ein Gleitlager als Zentriereinrichtung
verwendet wird, sollte der Luftspalt bei der Passung oder bei dem Gleitlager
derart gewählt werden, dass einerseits eine Berührung
zwischen dem Stator und dem Rotor der Elektromaschine im nicht montierten
Zustand des Getriebes an dem Fahrzeug ausgeschlossen ist und andererseits
ein Berühren der Antriebswelle mit anderen Bauteilen im
montierten Zustand des Getriebes ebenfalls ausgeschlossen ist. Dies
bedeutet, dass der Luftspalt so klein ist, dass ein Kontakt zwischen
der Antriebswelle und der Passung beziehungsweise dem Gleitlager
im nicht montierten Zustand des Getriebes ermöglicht wird,
um somit eine Berührung zwischen dem Stator und dem Rotor
der Elektromaschine zu verhindern. Jedoch ist der Luftspalt aber
so groß, dass sich die Antriebswelle im Betrieb also bei
montiertem Getriebe frei drehen kann, ohne dass diese mit der Passung
beziehungsweise mit dem Gleitlager in Kontakt tritt.
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Eine
nächste Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass
als Zentriereinrichtung eine zusätzliche Lagerstelle in
dem Hybridgehäuse vorgesehen ist. Auf diese Weise kann
ein Abstützen der Antriebswelle vor und bei der Montage
des Getriebes und zusätzlich während allen Betriebszuständen
realisiert werden, um eine Berührung zwischen dem Rotor
und dem Stator der Elektromaschine zu vermeiden. Somit kann die
Durchbiegung der Antriebwelle, die beispielsweise durch Rotorunwucht
oder durch Drehmomentübertragung von der Antriebswelle
auf eine Vorgelegewelle des Getriebes verursacht wird, derart reduziert
werden, dass eine Berührung zwischen Rotor und Stator auch
während des Betriebs des Hybridantriebsstranges ausgeschlossen
ist.
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Unabhängig
von der gewählten Art der Zentriereinrichtung kann mit
der erfindungsgemäßen Lageranordnung ein Notbetrieb
des Hybridantriebsstranges realisiert werden, wenn beispielsweise
die verbrennungsmotorseitige Lagerstelle, welche z. B. als Pilotlager
ausgebildet ist, ausfällt, da die Zentriereinrichtung eine
zusätzliche Stützung der Antriebswelle sicherstellt.
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Mit
der erfindungsgemäßen Lageranordnung kann somit
eine Zentrierung und Passung der Antriebswelle des Getriebes beim
Fügen beziehungs weise bei der Montage an das Pilotlager
des Verbrennungsmotors sowie ein Berühren der drehenden
Antriebswelle im Betrieb entweder ausgeschlossen werden oder bei
der Verwendung eines gleitlagergeeigneten Materials toleriert oder
sogar gewünscht werden.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
geschnittene Teilansicht eines Hybridantriebsstranges mit einer
möglichen Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen
Lageranordnung; und
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2 eine
dreidimensionale Teilansicht des Hybridantriebsstranges in einem
nicht am Verbrennungsmotor montierten Zustand.
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In
den 1 und 2 ist exemplarisch ein Hybridantriebsstrang
teilweise dargestellt, wobei in der Figurenbeschreibung bzw. in
den Figuren auf die Beschreibung bzw. Bezeichnung einiger an sich
bekannter Bauteile verzichtet wird.
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Der
Hybridantriebsstrang umfasst bekanntermaßen einen nicht
weiter dargestellten Verbrennungsmotor, der über eine nur
teilweise angedeutete Kupplung mit einem Getriebe gekoppelt ist,
wobei die zum Betätigen der Kupplung vorgesehene Ausrückgabel 1 gezeigt
ist. Insbesondere aus 2 ist die montierte Ausrückgabel
ersichtlich.
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Als
Getriebe kann je nach Ausführung ein Handschaltgetriebe,
ein automatisiertes Schaltgetriebe oder dergleichen eingesetzt werden.
Das Getriebe ist in einem Getriebegehäuse 3 angeordnet.
Die Elektromaschine 2, die zum Beispiel als lagerlose Synchronmaschine
ausgeführt ist, und die Kupplung sind in einem Hybridgehäuse 4 zwischen
einem nicht weiter dargestellten Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors
und dem Getriebegehäuse 3 angeordnet.
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Die
Elektromaschine 2 umfasst einen Rotor 5, der über
eine Nabe 6 mit einer Antriebswelle 7 des Getriebes,
welche auch Getriebeeingangswelle genannt wird, verbunden ist. Koaxial
zu dem Rotor 5 ist ein Stator 8 angeordnet, der
an einem Statorträger 9 gehalten ist. Der Statorträger 9 ist
bei der lagerlosen Elektromaschine 2 zwischen dem Getriebegehäuse 3 und
dem Hybridgehäuse 4 gehalten. Zwischen dem Rotor 5 und
dem Stator 8 ist ein Spalt vorgesehen, so dass sich die
beiden Bauteile im montierten Zustand nicht berühren.
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Die
erfindungsgemäße Lageranordnung sieht vor, dass
die Antriebswelle 7 des Getriebes verbrennungsmotorseitig über
eine erste Lagerstelle und getriebeeingangsseitig über
eine zweite Lagerstelle gelagert ist. Die erste Lagerstelle ist
als Pilotlager in dem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors vorgesehen,
welches nicht weiter dargestellt ist. Die zweite Lagerstelle ist
als Wälzlager 10 in dem Getriebegehäuse 3 vorgesehen.
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Erfindungsgemäße
ist bei der Lageranordnung vorgesehen, dass zumindest eine Zentriereinrichtung
zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe vorgesehen ist.
Als Zentriereinrichtung ist eine Passung zwischen der Antriebswelle 7 und
einem Ausrücklagerohr 11 vorgesehen. Das Ausrücklagerohr 11 beziehungsweise
Führungsrohr dient zum Halten eines nicht weiter dargestellten
Ausrücklagers der Kupplung in dem Hybridgehäuse 4 und
ist etwa hülsenförmig ausgebildet, wobei an dem
getriebeseitigen Ende eine flanschartige Anformung 12 vorgesehen,
welche über Befestigungsschrauben 13 an dem Hybridgehäuse 4 befestigt
ist.
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Die
zwischen der Antriebswelle 7 und dem Ausrücklagerohr 11 vorgesehene
Passung ist an dem dem Verbrennungsmotor zugewandten Ende des Ausrücklagerohres 11 als
radial nach innen gerichteter Absatz 14 ausgebildet. Zwischen
dem Innendurchmesser des Absatzes 14 und dem Außendurchmesser
der Antriebswelle 7 ist ein Luftspalt 15 vorgesehen.
Der Luftspalt 15 zwischen dem Ausrücklagerohr 11 und
der Antriebswelle 7 ist so klein, dass ein Kontakt zwischen
der Antriebswelle 7 und dem Absatz 14 des Ausrücklagerohres 11 im
nicht montierten Zustand des Getriebes ermöglicht wird, um
somit eine Berührung zwischen dem Stator 8 und dem
Rotor 5 der Elektromaschine 2 zu verhindern. Jedoch
ist der Luftspalt 15 aber so groß, dass sich die
Antriebswelle 7 im Betrieb also bei montiertem Getriebe
frei drehen kann, ohne dass diese mit dem Absatz 14 in
Kontakt tritt.
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Alternativ
oder auch zusätzlich kann als Zentriereinrichtung zwischen
der Antriebswelle 7 und dem Hybridgehäuse 4 ein
Gleitlager 16 vorgesehen sein. Das Gleitlager 16 ist
in 1 nur schematisch angedeutet. Auch bei dem Gleitlager 16 ist
ein Luftspalt 15A vorgesehen, der sich zwischen dem Gleitlager 16 und
der Antriebswelle 7 erstreckt. Ebenso wie der Luftspalt 15 ist
auch der Luftspalt 15A derart gewählt, dass im
nicht montierten Zustand des Getriebes eine Berührung zwischen
dem Stator 8 und dem Rotor 5 der Elektromaschine 2 verhindert wird
und im Betrieb ein Kontakt der Antriebswelle 7 mit anderen
Bauteilen verhindert wird.
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Auf
diese Weise kann die Antriebswelle 7 des Getriebes auch
vor der Montage an dem Verbrennungsmotor aufgrund der Zentrierung
mit der erfindungsgemäßen Lageranordnung frei
gedreht werden, um zum Beispiel eine Verzahnung 17 der
Antriebswelle 7 des Getriebes mit einer korrespondierenden
Verzahnung der nicht weiter dargestellten Kurbelwelle in Eingriff
zu bringen.
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- 1
- Ausrückgabel
- 2
- Elektromaschine
- 3
- Getriebegehäuse
- 4
- Hybridgehäuse
- 5
- Stator
- 6
- Nabe
- 7
- Antriebswelle
des Getriebes
- 8
- Rotor
- 9
- Statorträger
- 10
- Wälzlager
- 11
- Ausrücklagerohr
- 12
- flanschartige
Anformung
- 13
- Befestigungsschrauben
- 14
- Absatz
- 15
- Luftspalt
- 15A
- Luftspalt
- 16
- Gleitlager
- 17
- Verzahnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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