DE102013102185A1 - Antriebsaggregatsystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

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DE102013102185A1
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Helfried Sorger
Dieter Grillenberger
Helmut Melde-Tuczai
Gernot Fuckar
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Abstract

Dieses Antriebsaggregatsystem (3) eignet sich insbesondere für Kraftfahrzeuge, und es umfasst eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelwellengehäuse (19), welches Antriebsaggregatsystem (3) mit Gehäusestrukturen für eine Kupplung (14) und ein Getriebe (13) versehen ist, die zu einer Baueinheit zusammengefasst sind. Zur Optimierung des Antriebsaggregatsystems (3) ist an das Kurbelwellengehäuse (19) ein Anschlussgehäuse (20, 37) angegliedert, das an einer ersten Schnittstelle (SI; SI‘) mit einem ersten Endbereich (21) eines Getriebegehäuses (22; 39) zusammenwirkt, wobei ein zweiter Endbereich (23) des Getriebegehäuses (22; 39) an einer zweiten Schnittstelle (SII; SII') mit einem Kupplungsgehäuse (24; 40) vereint ist. Erste bzw. dritte Lager (30; 33) von Zwischenstufen- oder Vorgelegewellen bzw. von Antriebswellen (A1, A2; A3, A4) sind im Anschlussgehäuse (20), zweite bzw. vierte Lager (30; 33) von Zwischenstufen- oder Vorgelegewellen bzw. von Antriebswellen (A1, A2; A3, A4) sind im Getriebegehäuse (22; 39) gelagert.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebsaggregatsystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Es ist ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb mit wenigstens einem Elektromotor bekannt, DE 10 2010 018 020 A1 , der mittelbar oder unmittelbar mit wenigstens einem Rad zum Antrieb des Kraftfahrzeugs koppelbar ist. Der Hybridantrieb verfügt über eine Batterie, mit der elektrische Energie dem Elektromotor zugeführt wird. Darüber hinaus ist der Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor versehen, der vorwiegend zur Verlängerung der Reichweite des Kraftfahrzeugs einsetzbar ist.
  • Aus der DE 10 2010 009 832 A1 geht ein Kraftfahrzeug mit kombiniertem Antriebssystem hervor, das eine Primär-Antriebsmaschine umfasst, welche Primär-Antriebsmaschine zur Aufnahme oder Abgabe einer Leistung ausgeführt ist. Und das Antriebssystem ist mit einer Sekundär-Antriebsmaschine ausgestattet, die zur Lieferung von Leistung dient. Zwischen Primär-Antriebsmaschine und Sekundär-Antriebsmaschine sind eine Kupplung und ein Getriebe wirksam.
  • In der DE 10 2009 010 746 B3 wird ein Verbrennungsmotor mit modularem Aufbau behandelt. Es handelt sich um ein Boxermodul das durch hintereinandergeschaltete Grundmodule gebildet wird. Die Grundmodule lassen sich mittels Verbindungsstücke zu dem Boxermodul zusammensetzen.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Antriebsaggregatsystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge, das eine Brennkraftmaschine umfasst, solche Komponenten vorzusehen und baulich zu vereinen, dass sich eine vielfältige Typenreihe zum Antrieb von Kraftfahrzeugen ergibt.
  • Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.
  • Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass das Antriebsaggregatsystem dank Anordnung und Ausbildung des Anschlussgehäuse, der ersten Schnittstelle, des Getriebegehäuses, der zweiten Schnittstelle, des Kupplungsgehäuses und den die Fortbewegung des jeweiligen Kraftfahrzeugs dienenden Antriebseinheiten eine vorbildliche, mehrere Getriebevarianten aufweisende Typenreihe gestalten lässt. Diese Getriebevarianten können in prinzipgleiche oder unterschiedliche Aufbaukonzepte, z.B. im Vorderwagen, eingebaut werden, wodurch mit den die Typenreihe bildenden Gertriebevarianten baukastenartig eine Fahrzeugmodellsystematik umsetzbar ist, die zum einen wirtschaftlichen und zum anderen marktstrategischen Planungszielen Rechnung trägt. Dies wird durch die Anordnung des Getriebes und des Getriebegehäuses relativ zum Anschlussgehäuse bzw. von letzterer relativ zu der Kupplung mit dem Kupplungsgehäuse und einer Getriebeeingangswelle zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und der Kupplung unterstützt.
  • Vorbildlich gestaltet ist die erste Getriebevariante des Antriebaggregatssystems, die durch ein Lastschaltgetriebe mit zwei Gängen in Gestalt des ersten Planetengetriebes gebildet wird, wobei hervorzuheben ist, dass die Kupplung einen Planetenträger des Planetengetriebes beeinflusst, der unter Vermittlung der erste und zweite Lager aufweisenden Zwischenstufe auf die erste und zweite Lager besitzende Antriebswellen des Differentials des jeweiligen Kraftfahrzeugs einwirkt. Eine funktionsgerechte und baulich einfache Anordnung dieser Lager wird dadurch erreicht, dass die ersten und dritten Lager im Anschlussgehäuse und die zweiten und vierten Lager im Getriebegehäuse vorgesehen sind.
  • Musterhaft entwickelt ist die zweite Getriebevariante des Antriebsaggregatsystems, das als Kupplung eine Doppelkupplung aufweist, der das Planetengetriebe nachgeschaltet ist. Dabei ist eine ausgeklügelte Bauweise umgesetzt, bei der die Vorgelegewelle des ersten Teilgetriebes des mit der Doppelkupplung zusammenarbeitenden Doppelkupplungsgetriebes die Antriebswellen des Differentials des jeweiligen Kraftfahrzeugs beeinflusst.
  • Am Umfang des Planetengetriebes ist jeweils der Elektromotor angebracht, der als eine Starter-Generator-Einheit ausgeführt sein kann. Der Elektromotor setzt nicht nur Maßstäbe hinsichtlich Betriebsfunktionen, sondern sein Stator lässt sich auch auf einfache Weise in dem Getriebegehäuse unterbringen.
  • Schließlich zeichnet sich die dritte Antriebsaggregatvariante dadurch aus, dass das Kupplungsgehäuse auf der dem Getriebegehäuse abgekehrten Seite mit einem Reichweitenvergrößerer – Range Extender – in Gestalt eines Elektromotors ausgebildet ist.
  • In der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt, die nachstehend näher beschrieben werden. Es zeigen:
  • 1 eine Ansicht von oben auf die Front eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsaggregatsystem;
  • 2 eine Ansicht entsprechend 1, jedoch als schematische Darstellung einer ersten Getriebevariante des Antriebaggregatsystems in größerem Maßstab;
  • 3 eine Ansicht entsprechend 2, jedoch mit einer zweiten Getriebevariante;
  • 4 eine Schrägansicht auf ein Anschlussgehäuse samt Kurbelwellengehäuse etwa entsprechend der Pfeilrichtung X in 2 in größerem Maßstab; und
  • 5 eine Schrägansicht als Teildarstellung einer dritten Getriebevariante.
  • Ein Kraftfahrzeug 1 weist an seiner Front 2 ein Antriebsaggregatsystem 3 auf, das von einer Ausnehmung 4 einer Aufbaustruktur 5 des Kraftfahrzeugs 1 umgeben ist. Das Antriebsaggregatsystem 3 ist zwischen Vorderrädern 6 und 7 angeordnet, die mit Lenkeinrichtungen 8 und 9 drehbar sind. Gebildet wird das Antriebsaggregatsystem 3 bspw. durch eine Brennkraftmaschine 10 mit z.B. zwei Zylindern sowie eine quer zur Fahrtrichtung A verlaufenden Kurbelwelle 11, einen Elektromotor 12 – 2 –, ein Getriebe 13 und eine Kupplung 14, die im Ausführungsbeispiel zu einer Baueinheit zusammengefasst sind. Die Brennkraftmaschine 10 mit Kurbelwelle 11, der Elektromotor 12, das Getriebe 13 und die Kupplung 14 sind in einer Gehäusestruktur 15 untergebracht, wobei für die Kurbelwelle 11 mit Kolben 16 und 17 und einem Schwungrad 18 ein eigenes Kurbelwellengehäuse 19 gestaltet ist – 4 –.
  • An das Kurbelwellengehäuse 19 ist ein Anschlussgehäuse 20, z.B. aus einem Stück angeformt, die an einer ersten Schnittstelle SI mit einem ersten Endbereich 21 des Getriebegehäuses 22 zusammenwirkt. Ein zweiter zum ersten Endbereich 21 mit Abstand verlaufender Endbereich 23 ist an einer zweiten Schnittstelle SII mit einem Kupplungsgehäuse 24 vereint. Dabei sind die erste Schnittstelle SI und zweite Schnittstelle SII, die im Wesentlichen aufrecht und in einem parallelen Abstand AsI zueinander verlaufen, zur Aufnahme unterschiedlicher eine Typenreihe bildender nachstehend noch zu erörternder Getriebevarianten ausgebildet. Besagte Getriebevarianten bewirken unter Vermittlung von zumindest bauähnlichen Antriebseinheiten die Fortbewegung des Kraftfahrzeugs 1.
  • In Längsrichtung B-B der Brennkraftmaschine 10 bzw. Kurbelwelle 11 betrachtet sind das Getriebe 13 mit dem Getriebegehäuse 22 benachbart dem Anschlussgehäuse 20 des Kurbelwellengehäuses 19 und die Kupplung 14 mit dem Kupplungsgehäuse 24 entfernt vom Anschlussgehäuse 20 angeordnet. Zwischen der Kurbelwelle 11 der Brennkraftmaschine 10 und der Kupplung 14 ist eine einzige z.B. als Torsionsstab zum Ausgleich von Drehschwingungen eines Kurbeltriebs der Brennkraftmaschine 10 ausgebildete Getriebeingangswelle 25 vorgesehen.
  • Eine erste Getriebevariante 26 ist ein Lastschaltgetriebe 27 in Gestalt eines Planetengetriebes 28. Die Kupplung 14 beeinflusst einen Planetenträger 29 des Planetengetriebes 28. Der Planetenträger 29 wirkt unter Vermittlung einer erste und zweite Lager 30 und 31 aufweisenden Zwischenstufe 32 auf dritte und vierte Lager 33 und 34 besitzende Antriebswellen A1 und A2 einer Antriebseinheit eines Differentials 35 des Kraftfahrzeugs 1 ein. Das erste Lager 30 und das dritte Lager 33 sind in dem Anschlussgehäuse 20 und das zweite Lager 31 und vierte Lager 34 sind in dem Getriebegehäuse 22 angeordnet.
  • In 3 wird eine zweite Getriebevariante 36 wiedergegeben, die über ein Anschlussgehäuse 37 eines lediglich angedeuteten Kurbelwellengehäuses 38, ein Getriebegehäuse 39 und ein Kupplungsgehäuse 40 verfügt. Das Anschlussgehäuse 37 und das Getriebegehäuse 39 sind an einer ersten Schnittstelle SI' zusammengesetzt, das Getriebegehäuse 39 und das Kupplungsgehäuse 40 an einer zweiten Schnittstelle SII', wobei die Schnittstellen SI' und SII' mit parallelem Abstand AsII zueinander verlaufen, wobei AsI – 2 – kleiner ist als AsII – 3 –. Die zweite Getriebevariante 36 nutzt als Kupplung 41 eine Doppelkupplung 42, die eine innere Abtriebswelle 43 und eine äußere Abtriebswelle 44 aufweist; beide Abtriebswellen 43, 44 sind koaxial zueinander angeordnet. Der Doppelkupplung 42 ist ein Planetengetriebe 45 nachgeschaltet. Die Doppelkupplung 42 steht in Wirkverbindung mit einem Doppelkupplungsgetriebe 46, das ein erstes Teilgetriebe 47 und ein zweites Teilgetriebe 48 umfasst. Das erste Teilgetriebe 47 besitzt einer Vorgelegewelle 49, die Antriebswellen A3 und A4 eines Differentials 50 einer Antriebseinheit in Drehbewegung versetzt. Erste und zweite Lager 51 und 52 der Vorgelegewelle 49 und dritten und vierte Lager 53 und 54 der Antriebswellen A3 und A4 sind ähnlich wie die Lager 31 und 32 bzw. 33 und 34 im benachbarten Anschlussgehäuse 37 bzw. Getriebegehäuse 39 angeordnet.
  • Am äußeren Umfang der Hohlräder der Planetengetriebe 28 und 45 sind Elektromotoren 530 bzw. 540 vorgesehen, die mit ihren Statoren 55 und 56 in Gehäuseabschnitten 57 und 58 des Getriebegehäuses 22 bzw. 39 festgelegt sind. Die Elektromotoren 530 und 540 wirken bspw. jeweils als Starter-Generator.
  • Schließlich zeigt 5 eine dritte Getriebevariante 63, deren Getriebegehäuse 64 im Wesentlichen ähnlich den entsprechenden Gehäusen Getriebevarianten 26 und 35 ist. Erweitert ist die Getriebevariante 63 durch einen beispielsweise elektromotorisch arbeitenden Reichweitenvergrößerer 65 – Range Extender –. Dieser bildet eine axiale Verlängerung zu einem Getriebegehäuse 64.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010018020 A1 [0002]
    • DE 102010009832 A1 [0003]
    • DE 102009010746 B3 [0004]

Claims (8)

  1. Antriebsaggregatsystem (3), insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfassend eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelwellengehäuse (19), welches Antriebsaggregatsystem (3) mit Gehäusestrukturen für eine Kupplung (14) und ein Getriebe (13) versehen ist, die zu einer Baueinheit zusammengefasst sind, und im Antriebsstrang des Antriebaggregatsystem (3) zwischen einer Kurbelwelle (11) der Brennkraftmaschine (10) und Antriebswellen (A1, A2; A3, A4) des Kraftfahrzeuges eine Getriebeeingangswelle (25), eine Kupplung (14), ein Planetengetriebe (28, 54), und zumindest ein Differntial (35; 50) mit zumindest einer Zwischenstufenwelle oder Vorgelegewelle (49) angeordnet sind, wobei die Zwischenstufenwelle oder Vorgelegewelle (49) einerseits jeweils über ein erstes Lager (30; 51) und ein zweites Lager (31; 52) und die Antriebswellen (A1, A2; A3, A4) andererseits über ein drittes Lager (33; 53) und ein viertes Lager (34; 54) gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass an das Kurbelwellengehäuse (19; 38) ein Anschlussgehäuse (20, 37) angegliedert ist, das an einer ersten Schnittstelle (SI; SI') mit einem ersten Endbereich (21) eines Getriebegehäuses (22; 39) zusammenwirkt, wobei ein zweiter Endbereich (23) des Getriebegehäuses (22; 39) an einer zweiten Schnittstelle (SII; SII') mit einem Kupplungsgehäuse (24; 40) verbunden ist und dass die ersten und dritten Lager (30; 33) im Anschlussgehäuse (20) und die zweiten und vierten Lager (31; 34) im Getriebegehäuse (22; 39) angeordnet sind.
  2. Antriebsaggregatsystem (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – in Längsrichtung (B-B) der Brennkraftmaschine (10) betrachtet – das Getriebe (13) mit dem Getriebegehäuse (22, 39) benachbart dem Anschlussgehäuse (20; 37) des Kurbelwellengehäuses (19; 38) und die Kupplung (14; 41) mit dem Kupplungsgehäuse (24; 40) entfernt vom Anschlussgehäuse (20; 37) angeordnet sind.
  3. Antriebsaggregatsystem (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (14) mit einem Planetenträger (29) des Planetengetriebes (28) antriebsverbunden ist, welcher Planetenträger (29) über eine das erste Lager (30) und das zweite Lager (31) aufweisende Zwischenstufe (32) mit den Antriebswellen (A1; A2) des Differentials (35) des Kraftfahrzeugs (1) antriebsverbunden ist.
  4. Antriebsaggregatsystem (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Getriebevariante (36) als Kupplung (41) eine Doppelkupplung (42) aufweist, wobei der eine innere Abtriebswelle (43) und eine äußere Abtriebswelle (44) umfassenden Doppelkupplung (42) das Planetengetrieb (45) nachgeschaltet ist.
  5. Antriebsaggregatsystem (3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorgelegewelle (49) eines ersten Teilgetriebes (47) eines mit der Doppelkupplung (42) zusammenarbeitenden Doppelkupplungsgetriebes (46) mit den Antriebswellen (A3; A4) eines Differentials (50) des Kraftfahrzeugs (1) antriebsverbunden ist.
  6. Antriebsaggregatsystem (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am äußeren Umfang des Planetengetriebes (28; 45) ein Elektromotor (530; 540) angeordnet ist, wobei der Elektromotor (530, 540) mit einem Hohlrad des Planetengetriebes (28; 45) antriebsverbunden ist.
  7. Antriebsaggregat (3) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stator (55; 56) des Elektromotors (53; 54) an einem Gehäuseabschnitt (57; 58) desr Getriebegehäuses (22; 39) in Lage gehalten wird.
  8. Antriebsaggregatsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Getriebevariante (63) mit einem Reichweitenvergrößerer (65) ausgestattet ist, der auf einer freien Seite des Getriebegehäuses (64) angeordnet ist.
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