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Vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebegehäuse, insbesondere für einen Hybridantrieb mit einer Getriebegehäuseaußenwand, die einen Hybridraum, in dem zumindest eine elektrische Maschine des Hybridantriebs aufnehmbar ist, und einen Getriebehauptraum, in dem ein Getriebe aufnehmbar ist, nach außen begrenzt, wobei das Getriebegehäuse weiterhin eine erste Getriebegehäusewand und eine zweite Getriebegehäusewand aufweist, die einander zumindest teilweise direkt kontaktieren und die den Getriebehauptraum von dem Hybridraum trennen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Hybridantriebsgetriebe mit einer elektrischen Maschine mit einem Rotor und einem Stator, wobei der Rotor mit einer Getriebeeingangswelle zur Übertragung eines Drehmoments von der elektrischen Maschine auf die Getriebeeingangswelle verbindbar ist.
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Bei einem Hybridantriebsstrang, wie er auch aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird üblicherweise die elektrische Maschine direkt in dem Getriebegehäuse des Getriebes angeordnet. Neben dem Rotor und dem Stator weist üblicherweise die elektrische Maschine zudem einen Rotorlagesensor auf, der dafür sorgt, dass eine elektronische Ansteuerung des Stators zum Betrieb der elektrischen Maschine erfolgen kann. Dieser Rotorlagesensor weist üblicherweise einen drehfest mit dem Rotor verbundenen Rotorlagesensor-Rotor auf, der mit einem Rotorlagesensor-Stator zusammenwirkt, und dadurch die Winkellage des Rotors relativ zum Stator der elektrischen Maschine erfasst. Dabei ist eine Leistungselektronik zur Ansteuerung des Rotors üblicherweise außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet, was gleichzeitig bedeutet, dass die Verkabelung des Rotorlagesensor-Stators mit der Leistungselektronik ebenfalls in dem axialen Bauraum des Getriebegehäuses untergebracht werden muss. Nachteiligerweise bedeutet dies, dass das Getriebegehäuse insgesamt einen sehr großen axialen Bauraumbedarf hat.
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Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, ein Hybridantriebsgetriebe bereitzustellen, das axial möglichst wenig Bauraum beansprucht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Getriebegehäuse gemäß Patentanspruch 1, sowie ein Hybridantriebsgetriebe gemäß Patentanspruch 7.
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Erfindungsgemäß wird ein Getriebegehäuse, insbesondere für einen Hybridantrieb, bereitgestellt, mit einer Getriebegehäuseaußenwand, die einen Hybridraum, in dem zumindest eine elektrische Maschine des Hybridantriebs aufnehmbar ist, und einen Getriebehauptraum, in dem ein Getriebe aufnehmbar ist, nach außen begrenzt. Weiterhin weist das Getriebegehäuse eine erste Getriebegehäusewand und eine zweite Getriebegehäusewand auf, die einander zumindest teilweise direkt kontaktieren und die den Getriebehauptraum von dem Hybridraum trennen. Dabei basiert die vorliegende Erfindung auf der Idee, radial außerhalb des Kontaktbereichs von erster Getriebegehäusewand und zweiter Getriebegehäusewand die erste Getriebegehäusewand mit einer Öffnung auszustatten, die den Hybridraum mit einem von erster Getriebegehäusewand, zweiter Getriebegehäusewand und Getriebegehäuseaußenwand gebildeten Bauraum verbindet. Dabei ermöglicht die erfindungsgemäße Öffnung in der ersten Getriebegehäusewand den getriebeseitig liegenden Bauraum zu nutzen, um beispielsweise eine Verkabelung eines Rotorlagesensors in dem neu erschlossenen Bauraum unterzubringen. Das bedeutet gleichzeitig, dass der Rotorlagesensor-Stator drehfest mit der ersten Getriebegehäusewand verbindbar ist, aber kein weiterer axialer Bauraum für seine Verkabelung benötigt wird, so dass die elektrische Maschine insgesamt direkt an der ersten Getriebegehäusewand angeordnet werden kann. Dadurch kann axialer Bauraum eingespart werden, und der Hybridantrieb weist eine größere Kompaktheit auf.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann dabei die Öffnung in der ersten Getriebegehäusewand, wie oben kurz erwähnt, als Kabeldurchführungsöffnung für eine Verkabelung des an der elektrischen Maschine angeordneten Rotorlagesensors dimensioniert sein, um axialen Bauraum einzusparen. Zudem kann vorzugsweise in der Öffnung ein Kabeldurchführungselement vorgesehen sein. Da sowohl das Getriebe als auch der Hybridraum mit Öl beaufschlagt sind, dient das Kabeldurchführungselement als Ölschaumschutz bzw. Ölspritzschutz für den hinter der Kabeldurchführungsöffnung liegenden neu erschlossenen Bauraum und die Verkabelung des Rotorlagesensors. Da aufgrund der Ölbeaufschlagung des Hybridraums Öl von dem Rotor der elektrischen Maschine und auch dem Rotor des Rotorlagesensors gegen die Getriebegehäusewände spritzt, wäre es möglich, dass das Öl in zu großen Mengen in den neu erschlossenen Bauraum fließen würde und dadurch nicht mehr in ausreichender Menge im Hybridraum zur Verfügung stehen würde. Das erfindungsgemäße Kabeldurchführungselement verhindert ein derartig unkontrolliertes Abfließen des Öls aus dem Hybridraum.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann an der Kabeldurchführungsöffnung zudem ein Dichtelement vorgesehen sein, das den Hybridraum von dem neu erschlossenen Bauraum abdichtet. Dadurch kann der neu erschlossene Bauraum im Wesentlichen ölfrei gehalten werden, so dass die von dem Rotorlagesensor durch die Öffnung geleiteten Kabel nicht für eine Ölbeaufschlagung ausgelegt werden müssen.
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Dies ist insbesondere vorteilhaft, da in dem Bauraum vorzugsweise über eine in der Getriebegehäusewand ausgebildete Aussparung eine Anschlusseinheit für eine Verkabelung des Rotorlagesensors mit einer Leistungselektronik vorgesehen ist. Auch wenn üblicherweise eine Ölbeaufschlagung der Anschlusseinheit und der Verkabelung nicht schädlich ist, so können dennoch Anwendungsfälle bestehen, bei denen ein im Wesentlichen ölfreier Bauraum von Vorzug ist.
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Da, wie ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zeigt, die Anschlusseinheit für die Leistungselektronik im Bereich des neu erschlossenen Bauraums angeordnet ist, kann, wie oben bereits beschrieben, axialer Bauraum eingespart werden, so dass eine sehr kompakte Hybridantriebseinheit geschaffen werden kann. Zudem kann zwischen Hybridraum und Getrieberaum eine Ölaustauschverbindung geschaffen sein, so dass Öl vom Getrieberaum in den Hybridraum und umgekehrt fließen kann. Dazu kann, wie ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeigt, an der ersten und/oder zweiten Getriebegehäusewand mindestens ein Ölversorgungskanal vorgesehen sein. Dieser Ölversorgungskanal kann beispielsweise über Nuten in den zueinander zeigenden Getriebegehäusewandseiten ausgebildet sein, wobei auch lediglich nur eine der Getriebegehäusewände eine derartige Nut aufweisen kann, und wobei der Kanal über die Kontaktierung der ersten und zweiten Getriebegehäusewand ausgebildet ist. Selbstverständlich ist auch möglich, eine Durchbohrung bereitzustellen, die die wechselseitige Ölversorgung zwischen Hybridraum und Getrieberaum ermöglicht.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist das erfindungsgemäße Getriebegehäuse in der ersten und/oder zweiten Getriebegehäusewand weithin mindestens eine Aussparung zur lösbaren oder unlösbaren Aufnahme eines Halteelements auf, wobei die Aussparung vorzugsweise in der ersten Getriebegehäusewand und/oder in der Nähe der Aussparung der Getriebegehäuseaußenwand angeordnet ist. Da, wie oben bereits erwähnt, der neu erschlossene Bauraum zur Aufnahme der Verkabelung des Rotorlagesensors verwendet wird, kann die Vorsehung eines mit der ersten Getriebegehäusewand verbundenen Halteelements dazu verwendet werden, einen Stecker für die Verbindung zwischen Rotorlagesensor und Anschlusseinheit so zu positionieren, dass die Anschlusseinheit lediglich auf den Stecker gesteckt werden muss, nachdem die gesamte Einheit aus elektrischer Maschine und Rotorlagesensor in dem Getriebegehäuse positioniert ist.
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Ein weiterer Aspekt vorliegender Erfindung betrifft ein Hybridantriebsgetriebe mit einer elektrischen Maschine mit einem Rotor und einem Stator, wobei der Rotor mit einer Getriebeeingangswelle zur Übertragung eines Drehmoments von der elektrischen Maschine auf die Getriebeeingangswelle verbindbar ist. Dabei wird erfindungsgemäß die elektrische Maschine des Hybridantriebsgetriebes in einem Hybridraum eines Getriebegehäuses, wie oben beschrieben, aufgenommen.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist in dem neu erschlossenen Bauraum des Getriebegehäuses an der ersten und/oder zweiten Getriebegehäusewand ein Halteelement für einen Stecker lösbar oder unlösbar angeordnet, wobei vorzugsweise das Halteelement mindestens eine, insbesondere federnd ausgebildete Haltenase für den Stecker aufweist. Wie oben bereits erwähnt, ist die Anordnung eines Halteelements an der ersten und/oder zweiten Getriebegehäuseseite in dem neu erschlossenen Bauraum vorteilhaft, um einen Stecker von einem Rotorlagesensor derart zu positionieren, dass er mit einem Anschlusselement, das durch die Gehäuseaußenwand gesteckt wird, verbindbar ist. Um den Stecker an dem Halteelement zu befestigen, ist dabei vorzugsweise die Haltenase vorgesehen, die beispielsweise in eine zugehörige Einkerbung an einem Stecker einschnappen kann, und so den Stecker in seiner Position sichert.
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Des Weiteren kann vorteilhafterweise das Halteelement zumindest einen sich im Wesentlichen axial erstreckenden ersten Schenkel und einen sich im Wesentlichen radial erstreckenden zweiten Schenkel aufweisen, wobei vorzugsweise der erste Schenkel die mindestens eine Haltenase trägt und/oder der zweite Schenkel mit der ersten Getriebegehäusewand oder der zweiten Getriebegehäusewand verbunden ist. Dabei weist vorzugsweise der erste Schenkel und der zweite Schenkel im Wesentlichen einen rechten Winkel auf, so dass der Stecker im Wesentlichen parallel zu der ersten bzw. zweiten Getriebegehäusewand anordenbar ist. Dies ermöglicht insbesondere eine besonders einfache Verbindungsmöglichkeit der Anschlusseinheit mit dem an dem Halteelement befestigten Stecker. Selbstverständlich kann dabei das Halteelement auch andere Winkelformen aufweisen, die ermöglichen, den Stecker gut mit der Anschlusseinheit zu kontaktieren. Dabei kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass der Stecker derart in dem Haltelement positioniert ist, dass er im Wesentlichen in Flucht zu einer den Stecker aufnehmenden Buchse an der Anschlusseinheit ausgerichtet ist.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist der Hybridantrieb weiterhin einen Rotorlagesensor mit einem Rotorlagesensor-Rotor und einem Rotorlagesensor-Stator auf, wobei der Rotorlagesensor-Stator drehfest mit der ersten Getriebegehäusewand verbunden oder verbindbar ist. Dadurch kann, wie oben bereits beschrieben, die elektrische Maschine nah an der ersten Getriebegehäusewand angeordnet werden, so dass axialer Bauraum eingespart werden kann.
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Dabei ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Rotorlagesensor-Stator ein erstes Verkabelungselement aufweist oder mit ihm verbindbar ist, das in der in der ersten Getriebegehäusewand ausgebildeten Kabeldurchführungsöffnung aufnehmbar oder aufgenommen ist, wobei das erste Verkabelungselement vorzugsweise als Kabeldurchführungselement ausgebildet ist. Wie ebenfalls oben bereits beschrieben, wird axialer Bauraum insbesondere über die Verkabelung des Rotorlagesensor-Stators benötigt, so dass ein Anordnen dieser Verkabelung in dem neu erschlossenen Bauraum einen signifikanten Bauraumgewinn darstellt. Dabei kann der Rotorlagesensor-Stator insbesondere ein Verkabelungselement aufweisen, das in die Kabeldurchführungsöffnung der ersten Getriebegehäusewand einsetzbar ist und eine Verbindung zwischen dem Rotorlagesensor und einer Anschlusseinheit herstellt. Dazu weist das Verkabelungselement vorzugsweise auf der Getriebeseite eine Verkabelung und/oder einen Stecker auf, die mit der Anschlusseinheit verbindbar sind.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist dabei die getriebeseitige Verkabelung des Rotorlagesensor-Stators mit einem Stecker ausgestattet, der von dem Halteelement getragen wird, wobei vorzugsweise der Stecker mittels der Haltenase gehalten werden kann.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen definiert.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele rein exemplarischer Natur und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.
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Es zeigen:
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1: eine schematische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hybridantriebsanordnung; und
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2: eine erste schematische Detaildarstellung des in 1 dargestellten Hybridantriebs.
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Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Bauteile mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt schematisch einen Hybridantrieb 1 mit einer elektrischen Maschine 2 und einem Getriebe 4, die in einem Getriebegehäuse 6 angeordnet sind. Dabei besteht das Getriebegehäuse 6 zumindest aus einer Getriebegehäuseaußenwand 8, die das Getriebe nach außen begrenzt, einer ersten Getriebegehäusewand 10 und einer zweiten Getriebegehäusewand 12, die sich von der Getriebegehäuseaußenwand 8 nach radial innen in Richtung Getriebeeingangswelle 14 erstrecken. Dabei teilen die erste Getriebegehäusewand 10 und die zweite Getriebegehäusewand 12 den Getriebeinnenraum in einen Hybridraum 16 und einen Getriebehauptraum 18.
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Des Weiteren zeigt 1, dass die erste Getriebegehäusewand 10 und die zweite Getriebegehäusewand 12 sich in einem Bereich 20 kontaktieren und so radial innen eine gemeinsame Getriebegehäusewand ausbilden.
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Wie weiterhin in 1 dargestellt, ist in dem Hybridraum 16 die elektrische Maschine 2 mit einem Rotor 22 und einem Stator 24 angeordnet. Dabei weist der Rotor 22 zudem einen Rotorträger 26 auf, an dem radial innen ein axialer Abschnitt 28 vorgesehen ist, der als Rotorlagesensor-Rotorträger dient. Da üblicherweise bei bürstenlosen Elektromaschinen die Lage von Rotor und Stator zueinander bestimmt werden muss, um den Stator derart zu bestromen, dass von dem Rotor 22 ein Drehmoment auf die Getriebeeingangswelle 14 übertragen werden kann, wird üblicherweise ein Rotorlagesensor 30 vorgesehen. Dieser weist einen Rotorlagesensor-Rotor 32 auf, der wiederum mit einem Rotorlagesensor-Stator 34 in Wirkverbindung steht. Dabei ist üblicherweise der Rotorlagesensor-Rotor 32s drehfest mit dem Rotor 22 verbunden, was in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel über den radialen Abschnitt 28 des Rotorträgers 26 erfolgt. Abhängig von der Lage des Rotorlagesensor-Rotors 32 zu dem Rotorlagesensor-Stator 34 kann, da der Rotorlagesensor-Stator 34 genauso wie der Stator 24 drehfest mit dem Getriebegehäuse 6 verbunden ist, die Lage von Rotor 22 und Stator 24 zueinander direkt gemessen werden. Dabei zeigt 1 weiterhin, dass der Rotorlagesensor-Stator 34 drehfest an der ersten Getriebegehäusewand 10 über ein sich axial erstreckendes Element 36 angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß weist die erste Getriebegehäusewand 10 zudem eine Öffnung 38 auf, die dazu ausgelegt ist, zum einen eine Verbindung zwischen dem Hybridraum 16 und einem von erster Getriebegehäusewand 10 und zweiter Getriebegehäusewand 12 gebildeten Bauraum 40 zu ermöglichen, und zum anderen eine Kabeldurchführung für Kabel 42 des Rotorlagesensors 30 zu schaffen. Im Stand der Technik hätten die Kabel 42 des Rotorlagesensors 30 ebenfalls von dem Hybridraum 16 aufgenommen werden müssen, so dass im Hybridraum 16 ein größerer axialer Bauraumbedarf nötig wäre. Aufgrund der erfindungsgemäßen Öffnung 38 in der ersten Getriebegehäusewand 10 können die Kabel 42 durch die Öffnung 38 in dem Bauraum 40 geführt werden, wodurch die elektrische Maschine 2, wie 1 zu entnehmen ist, direkt neben der ersten Getriebegehäusewand 10 angeordnet werden kann.
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Da üblicherweise sowohl der Hybridraum 16 als auch der Getrieberaum 18 mit Öl beaufschlagt sind, ist weiterhin in der Öffnung 38 ein Kabeldurchführungselement 44 vorgesehen, was zum einen die Kabel 42 in der Öffnung 38 sichert und zum anderen als Ölspritzschutz dient, damit der neu geschaffene Bauraum 40 nicht übermäßig mit Öl beaufschlagt wird. Gleichzeitig dient das Kabeldurchführungselement 44 als Schutz für die Verbindung der Kabel 42 mit dem Rotorlagesensor-Stator 34. Dabei kann an der Öffnung 38 weiterhin ein Dichtelement (nicht dargestellt) vorgesehen sein, das, falls nötig, für einen im Wesentlichen ölfreien Bauraum 40 sorgen kann.
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Wie weiterhin 1 zu entnehmen ist, sind die Kabel 42 mit einem Stecker 46 verbunden, der wiederum eine Anschlusseinheit 48 kontaktiert. Dabei weist die Anschlusseinheit 48 wiederum Verbindungselemente 50 auf, mit denen das Anschlusselement 48 und damit auch der Rotorlagesensor 30 mit einer außerhalb des Getriebegehäuses 6 angeordneten Leistungselektronik (nicht dargestellt) zur Ansteuerung der elektrischen Maschine verbunden werden kann.
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Dabei ist die Anschlusseinheit 48 in einer in der Getriebegehäuseaußenwand 8 ausgebildeten Aussparung 52 angeordnet und mittels Dichtungen 54 nach außen abgedichtet. Da die Anschlusseinheit 48 erst nach Einbau der elektrischen Maschine mit dem Stecker 46 kontaktiert wird, ist es vorteilhaft, den Stecker 46 positionsfest in dem Bauraum 40 anzuordnen. Dazu weist die erfindungsgemäße Hybridantriebseinheit 1 weiterhin ein Halteelement 56 auf, das drehfest mittels eines Befestigungselements 58 mit der ersten Getriebegehäusewand 10 verbunden ist. Dabei kann das Befestigungselement 58 eine Schraubverbindung sein.
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Wie weiterhin 1 zu entnehmen, weist das Halteelement 56 einen ersten Schenkel 60 und einen zweiten Schenkel 62 auf, wobei an dem ersten Schenkel 60 der Stecker 46 angeordnet ist, während der zweite Schenkel 62 zudem einen Befestigungsbolzen 64 aufweist, der in eine zweite Aussparung an der Getriebegehäusewand 10 eingreifen kann, und für eine drehfeste Verbindung des Halteelements 56 sorgt.
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2 zeigt vergrößert das Halteelement 56 mit dem Befestigungsbolzen 64, der an dem ersten Schenkel 62 angeordnet ist. 2 zeigt dabei weiterhin, dass der erste Schenkel des Halteelements 56 im Wesentlichen eine Dachform aufweist, in deren Dachwand eine Aussparung 68 zur Aufnahme des Befestigungselements 58 vorgesehen ist. Wie ebenfalls 2 zu entnehmen ist, ist der erste Schenkel 60 als Doppelschenkel 60a, 60b ausgebildet, zwischen denen der Stecker 46 (nicht dargestellt) angeordnet werden kann. Um den Stecker 46 in seiner Position zu fixieren, weist das Halteelement 56 weiterhin mindestens eine, vorzugsweise federnd ausgebildete Haltenase 70 auf, die in eine Aussparung am Stecker 46 eintauchen kann und so den Stecker 46 an dem Halteelement 56 fixiert.
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Da, wie die 1 und 2 zeigen, mittels des Halteelements 56 der Stecker 46 gut von der Anschlusseinheit 48 kontaktiert werden kann, ist eine problemlose Verbindung des Steckers 46 und der Anschlusseinheit 48 nach Montage der elektrischen Maschine in dem Getriebegehäuse 6 möglich.
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Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Getriebegehäuses eine sehr kompakte Anordnung der Hybridantriebselemente in dem Getriebegehäuse 6, so dass axialer Bauraum gewonnen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hybridantrieb
- 2
- elektrische Maschine
- 4
- Getriebe
- 6
- Getriebegehäuse
- 8
- Getriebegehäuseaußenwand
- 10
- erste Getriebegehäusewand
- 12
- zweite Getriebegehäusewand
- 14
- Getriebeeingangswelle
- 16
- Hybridraum
- 18
- Getriebehauptraum
- 20
- Kontaktstelle
- 22
- Rotor
- 24
- Stator
- 26
- Rotorträger
- 28
- Rotorlagesensor-Rotorträger
- 30
- Rotorlagesensor
- 32
- Rotorlagesensor-Rotor
- 34
- Rotorlagesensor-Stator
- 36
- axialer Abschnitt des Rotorlagesensor-Stators
- 38
- Öffnung in erster Getriebegehäusewand
- 40
- Bauraum
- 42
- Kabel
- 44
- Kabeldurchführungselement
- 46
- Stecker
- 48
- Anschlusseinheit
- 50
- Verbindungselement
- 52
- Aussparung in Getriebegehäuseaußenwand
- 54
- Dichtung
- 56
- Halteelement
- 58
- Befestigungselement
- 60
- erster Schenkel des Halteelements
- 62
- zweiter Schenkel des Halteelements
- 64
- Bolzen
- 66
- Aussparung
- 68
- Öffnung
- 70
- Haltenase
