DE102009042934A1 - Antriebsstranganordnung - Google Patents

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DE102009042934A1
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Gerhard Dipl.-Ing. Spengler
Steffen Dr.-Ing. Henzler
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsstranganordnung (10) für einen Kraftwagen, insbesondere ein Hybrid-Fahrzeug, mit einem Abtriebselement (30), insbesondere einem Rotorträger (32, 34), für eine erste Antriebseinrichtung (12), insbesondere eine elektrische Maschine (12), und mit einer Kupplungseinrichtung (20), insbesondere einer Trennkupplung (20), die zumindest mittelbar in einem Gehäuse (45) der Antriebsstranganordnung (10) gelagert sind, wobei in axialer Richtung (56) der Antriebsstranganordnung (10) zwischen dem Abtriebselement (30) und der Kupplungseinrichtung (20) zumindest ein Einstellelement (58), insbesondere eine Einstellscheibe (58), vorgesehen ist, mittels welchem ein Abstand, insbesondere ein Axialspiel, zwischen dem Abtriebselement (30) und der Kupplungseinrichtung (20) einstellbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebsstranganordnung gemäß Patentanspruch 1.
  • Derartige Antriebsstranganordnungen sind aus dem Serienkraftwagenbau bekannt. Eine solche Antriebsstranganordnung umfasst beispielsweise eine elektrische Maschine als erste Antriebseinheit, eine Verbrennungskraftmaschine als zweite Antriebseinheit sowie eine Trennkupplung, mittels welcher ein Kraft- bzw. Momentenfluss von der Verbrennungskraftmaschine auf eine Getriebeeingangswelle eines Getriebes der Antriebsstranganordnung trennbar bzw. herstellbar ist.
  • Bei einer derartigen Antriebsstranganordnung handelt es sich um einen komplexen Aufbau für ein Hybrid-Fahrzeug, welcher eine hohe Teileanzahl aufweist. Aus dieser hohen Teileanzahl resultieren in der Regel komplexe Toleranzketten, die eine Einstellung bzw. einen Ausgleich von Lagerspielen bzw. Toleranzen aufwändig werden lassen. Dies führt zu einem hohen Montageaufwand und damit zu einem hohen Zeit- und damit Kostenaufwand für eine solche Antriebsstranganordnung.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsstranganordnung bereitzustellen, welche eine unaufwändige Montage ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsstranganordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Eine erfindungsgemäße Antriebsstranganordnung für einen Kraftwagen, insbesondere ein Hybrid-Fahrzeug, umfasst ein Abtriebselement, insbesondere einen Rotorträger, für eine erste Antriebseinrichtung, insbesondere eine elektrische Maschine, sowie eine Kupplungseinrichtung, insbesondere eine Trennkupplung, die zumindest mittelbar in einem Gehäuse der Antriebsstranganordnung gelagert sind, wobei in axialer Richtung der Antriebsstranganordnung zwischen dem Abtriebselement und der Kupplungseinrichtung zumindest eine Einstellelement, insbesondere eine Einstellscheibe, vorgesehen ist, mittels welchem ein Abstand, insbesondere ein Axialspiel, zwischen dem Abtriebselement und der Kupplungseinrichtung einstellbar ist.
  • Das Einstellelement erlaubt einen Spielausgleich zwischen dem Abtriebselement und der Kupplungseinrichtung, die beispielsweise als nasse Anfahrtskupplung ausgebildet ist, auf einfache Art und Weise, da der Spielausgleich und damit eine Einstellung von Toleranzen an nur einer Stelle der Antriebsstranganordnung möglich ist. Die eingangs erwähnten, komplexen Toleranzketten sind damit vermieden, was zu einer zeit- und damit kostengünstigen Montage führt. Dies hält auch die Gesamtkosten für die erfindungsgemäße Antriebsstranganordnung und damit für den gesamten Kraftwagen in einem äußerst geringen Rahmen.
  • Vorteilhafterweise liegt eine Dicke des Einstellelements in axialer Richtung der Antriebsstranganordnung in einem Bereich von einschließlich 0,5 mm bis einschließlich 3 mm.
  • Durch das Einstellelement kann das Axialspiel und damit die Toleranzen individuell für jede erfindungsgemäße Antriebsstranganordnung eingestellt werden, und zwar durch eine Variation der genannten Dicke des Einstellelements.
  • Im Rahmen einer Serienfertigung bzw. -montage kann also vorgesehen sein, dass ein Monteur aus einer Vielzahl von unterschiedlich dicken Einstellelementen auswählen kann und somit das Axialspiel und damit die Toleranzen der aktuell zu montierenden Antriebsstranganordnung individuell für jede Antriebsstranganordnung in einfacher und zeit- und kostengünstiger Weise einstellen kann.
  • Eine weitere Vereinfachung und damit Zeit- und Kostenreduzierung der Montage geht damit einher, dass bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, dass das Abtriebselement zumindest durch wenigstens eine Festlagerung gelagert ist, die beispielsweise zumindest ein Rillenkugellager umfasst, und die in Fahrtrichtung des Kraftwagens in einem hinteren Bereich der Antriebsstranganordnung angeordnet ist. Anderweitige Lager als ein Rillenkugellager sind dabei selbstverständlich ebenso möglich. Das Lager ist dabei beispielsweise durch einen Sprengring sowie durch das Gehäuse fest gehalten.
  • Zur Ergänzung der Festlagerung ist beispielsweise eine Loslagerung vorgesehen, wobei diese Loslagerung beispielsweise ein Radiallager in Gestalt eines Nadellagers umfasst und in Fahrtrichtung in einem vorderen Bereich der Antriebsstranganordnung angeordnet ist.
  • Zur Schaffung einer hoch integrierten Antriebsstranganordnung mit einem äußerst geringen Bauraumbedarf ist die Kupplungseinrichtung vorteilhafter Weise durch das Abtriebselement aufgenommen, was also bedeutet, dass das Abtriebselement die Kupplungseinrichtung in radialer Richtung der Antriebsstranganordnung komplett überdeckt. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Kupplungseinrichtung an dem Abtriebselement mittels Axial- und Radiallager abgestützt ist.
  • Zur weiteren Vereinfachung der Montage ist das Abtriebselement beispielsweise zweistückig ausgebildet, was im Falle des Rotorträgers bedeutet, dass ein in Fahrtrichtung der Antriebsstranganordnung bzw. des Kraftwagens vorderes Rotorträgerteil beispielsweise mittels einer Spielpassung in einem hinteren Rotorträgerteil eingebaut ist.
  • Zur weiteren Integration und Einsparung von Bauraum ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass das Abtriebselement, insbesondere der vordere Rotorträger, an einem Gehäuse einer Pumpeneinrichtung, insbesondere einer Schmierstoffpumpe, der Antriebsstranganordnung abgestützt ist.
  • Anstelle der oben beschriebenen Fest-Loslagerung können auch alternative Lagerungen vorgesehen sein.
  • In jeglicher Ausführungsform ist eine äußerst montagefreundliche Antriebsstranganordnung geschaffen, die eine Einstellung des Axialspiels bzw. des Lagerspiels und damit der Toleranzen an nur einer Stelle der Antriebsstranganordnung durch das Einstellelement erlaubt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in der Figur ausschnittsweise eine Längsschnittansicht einer Antriebsstranganordnung für ein Hybrid-Fahrzeug mit einem Rotorträger einer elektrischen Maschine und mit einer Trennkupplung, welche in einem Gehäuse der Antriebsstranganordnung gelagert sind, wobei in axialer Richtung der Antriebsstranganordnung zwischen dem Rotorträger und der Trennkupplung eine Einstellscheibe vorgesehen ist, mittels welchem ein Axialspiel zwischen dem Rotorträger und der Trennkupplung einstellbar ist.
  • Die Figur zeigt eine Antriebsstranganordnung 10 für ein Hybrid-Fahrzeug, welche mittels einer nicht dargestellten ersten Antriebseinrichtung in Form einer Verbrennungskraftmaschine und mittels einer zweiten Antriebseinrichtung in Form einer elektrischen Maschine 12 antreibbar ist. Zum Antreiben des Hybrid-Fahrzeugs durch die Verbrennungskraftmaschine ist eine Abtriebswelle 14 der Verbrennungskraftmaschine mit einem Kupplungselement 16 einer Trennkupplung 20 der Antriebsstranganordnung 10 gekoppelt. Bei dieser Betriebsart wird die Trennkupplung 20 geschlossen, indem das Lamellenpaket 18 zusammengedrückt wird. Dadurch ist ein Kraft- bzw. Momentenfluss von der Verbrennungskraftmaschine über die Abtriebswelle 14, die Trennkupplung 20, eine Schwingungsdämpfungseinrichtung 22 der Antriebsstranganordnung 10 sowie über einen Dämpferausgang 24 der Schwingungsdämpfungseinrichtung 22 auf eine Getriebeeingangswelle 26 eines nicht näher dargestellten Getriebes der Antriebsstranganordnung 10 geschlossen.
  • Soll das Hybrid-Fahrzeug mittels der elektrischen Maschine 12 angetrieben werden, so wird die Trennkupplung 20 geöffnet, das heißt das Lamellenpaket 18 wird nicht zusammengedrückt, und die elektrische Maschine 12 wird bestromt. Wie allgemein bekannt, umfasst die elektrische Maschine 12 einen Stator 28 sowie einen Rotor 30, der aus einem vorderen Rotorträger 32 sowie aus einem hinteren Rotorträger 34 gebildet ist. Bei Bestromung der elektrischen Maschine 12 rotiert also der Rotor 30 bzw. die Rotorträger 32 und 34, treiben die Schwingungsdämpfungseinrichtung 22 an, die, wie beschrieben, mit der Getriebeeingangswelle 26 gekoppelt ist.
  • Zur Realisierung eines äußerst geringen Bauraumbedarfs sind die Trennkupplung 20 und die Schwingungsdämpfungseinrichtung 22 durch den Rotor 30 umgeben, das bedeutet also, dass die Trennkupplung 20 und die Schwingungsdämpfungseinrichtung 22 innerhalb des Rotors 30 angeordnet sind.
  • Der Rotor 30 ist in einem in Fahrtrichtung des Hybrid-Fahrzeugs hinteren Bereich 36 durch eine Festlagerung 38 gelagert, die ein Rillenkugellager 40 umfasst. Das Rillenkugellager 40 ist dabei durch einen Sprengring 42 auf dem Rotor 30 bzw. dem hinteren Rotorträger 34 sowie durch ein Gehäuse 45 der Antriebsstranganordnung 10 fest gehalten. Die Trennkupplung 20, die als nasse Anfahrtskupplung ausgebildet ist, stützt sich in dem Rotor 30 bzw. den Rotorträgern 32 und 34 mittels Axial- und Radiallager ab. In einem in Fahrtrichtung des Hybrid-Fahrzeugs vorderen Bereich 44 der Antriebsstranganordnung 10 ist der Rotor 30 bzw. der vordere Rotorträger 32 über eine Radial-/Axial-Nadellagerlagerkombination 46 an einem Pumpengehäuse 48 einer Ölpumpe der Antriebsstranganordnung 10 abgestützt. Die Festlagerung 38 ist durch eine Loslagerung 50 ergänzt, die aus einem radialen Nadellager 52 sowie aus einem axialen Nadellager 54 gebildet ist. Der vordere Rotorträger 32 ist dabei mittels einer Spielpassung in den hinteren Rotorträger 34 eingebaut.
  • Durch diese Fest- und Loslagerung des Rotors 30 ist eine hohe Montagefreundlichkeit der Antriebsstranganordnung 10 erreicht, was mit einem geringen Zeit- und Kostenaufwand für die Montage der Antriebsstranganordnung 10 einhergeht. Ein Ausgleich von Toleranzen, also ein Spielausgleich in axialer Richtung der Antriebsstranganordnung 10 gemäß einem Richtungspfeil 56, ist dadurch auf einfache Art und Weise erreicht, dass zwischen der Trennkupplung 20 und dem Rotor 30 eine Einstellscheibe 58 vorgesehen ist.
  • Bei einem solchen Toleranzausgleich in axialer Richtung ist dabei lediglich eine axiale Messung zweier Maße, beispielweise der in der Figur dargestellten Abstände s1 und s2 vonnöten. Die Abmessungen des vorderen Rotorträgers 32, der als Deckel fungiert, sowie die des Lagers 54 sind bekannt, woraus auf einfache Art und Weise auf eine Notwendigkeit einer Dicke der Einstellscheibe 58 rückschließbar ist zur Einstellung eines gewünschten Lagerspiels bzw. zur Einstellung der Toleranzen. Alternativ ist es auch denkbar, die erforderliche Dicke der Einstellscheibe 58 direkt unter Berücksichtigung der Abmessungen des vorderen Rotorträgers 32 sowie des Lagers 54 zu ermitteln. Diese Dicke der Einstellscheibe 58 bezieht sich dabei auf ihre Erstreckungsrichtung in axialer Richtung der Antriebsstranganordnung 10 gemäß dem Richtungspfeil 56.
    • 10
    Antriebsstranganordnung
    12
    elektrische Maschine
    14
    Abtriebswelle
    16
    Kupplungselement
    18
    Lamellenpaket
    20
    Trennkupplung
    22
    Schwingungsdämpfungseinrichtung
    24
    Dämpferausgang
    26
    Getriebeingangswelle
    28
    Stator
    30
    Rotor
    32
    vorderer Rotorträger
    34
    hinterer Rotorträger
    36
    Hinterer Bereich
    38
    Festlagerung
    40
    Rillenkugellager
    42
    Sprengring
    44
    vorderer Bereich
    45
    Gehäuse
    46
    Radial-/Axial-Nadellagerkombination
    48
    Pumpengehäuse
    50
    Loslagerung
    52
    Nadellager
    54
    Nadellager
    56
    Richtungspfeil
    58
    Einstellscheibe

Claims (10)

  1. Antriebsstranganordnung (10) für einen Kraftwagen, insbesondere ein Hybrid-Fahrzeug, mit einem Abtriebselement (30), insbesondere einem Rotorträger (32, 34), für eine erste Antriebseinrichtung (12), insbesondere eine elektrische Maschine (12), und mit einer Kupplungseinrichtung (20), insbesondere einer Trennkupplung (20), die zumindest mittelbar in einem Gehäuse (45) der Antriebsstranganordnung (10) gelagert sind, wobei in axialer Richtung (56) der Antriebsstranganordnung (10) zwischen dem Abtriebselement (30) und der Kupplungseinrichtung (20) zumindest ein Einstellelement (58), insbesondere eine Einstellscheibe (58), vorgesehen ist, mittels welchem ein Abstand, insbesondere ein Axialspiel, zwischen dem Abtriebselement (30) und der Kupplungseinrichtung (20) einstellbar ist.
  2. Antriebsstranganordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke D des Einstellelements (58) in axialer Richtung (56) der Antriebsstranganordnung (10) in einem Bereich von 0,5 ≤ D ≤ 3,0 mm liegt.
  3. Antriebsstranganordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (30) zumindest durch wenigstens eine Festlagerung (38) gelagert ist.
  4. Antriebsstranganordnung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlagerung (38) zumindest ein Rillenkugellager (40) umfasst.
  5. Antriebsstranganordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (30) zumindest durch wenigstens eine Loslagerung (50) gelagert ist.
  6. Antriebsstranganordnung (10) nach einem der Ansprüche 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Loslagerung (50) zumindest ein Radiallager (52) umfasst.
  7. Antriebsstranganordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (30) einerseits an einem Gehäuse (48) einer Pumpeneinrichtung, insbesondere einer Schmierstoffpumpe, der Antriebsstranganordnung (10) abgestützt ist.
  8. Antriebsstranganordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung (56) der Antriebsstranganordnung (10) zwischen dem Abtriebselement (30) und der Kupplungseinrichtung (20) zumindest ein Axiallager (54) vorgesehen ist.
  9. Antriebsstranganordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (20) über zumindest eine Lagereinrichtung an dem Abtriebselement (30) abgestützt ist.
  10. Antriebsstranganordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (30) die Kupplungseinrichtung (20) in radialer Richtung der Antriebsstranganordnung (10) zumindest bereichsweise, insbesondere komplett, überdeckt.
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