-
Es ist bekannt, zur Erhöhung zur Leistung eines Verbrennungsmotors diesen aufzuladen, indem das zu verbrennende Gemisch vor der Zuführung in den Brennraum verdichtet wird. Ferner ist bereits allgemein bekannt, dass zum Verdichten Energie verwendet werden kann, die mittels einer Turbine einem Abgasstrom des Verbrennungsmotors entnommen wird, oder die mittels eines Elektromotors zugeführt wird. Während die erstgenannte Möglichkeit eine unerwünschte Verzögerung im Ansprechverhalten des Verbrennungsmotors erzeugt, wird im zweitgenannten Fall elektrische Energie einer Bordnetzbatterie des Fahrzeugs entnommen, wodurch die Batterie bzw. das Bordnetz auf unerwünschte Weise stark belastet werden kann.
-
In der Druckschrift
WO 2008/020184 A1 ist ein Kraftfahrzeugluftgebläse beschrieben, bei dem mittels eines Planetengetriebes die Drehzahl eines Verbrennungsmotors zu der Drehzahl einer ersten elektrischen Maschine addiert wird, während eine zweite elektrische Maschine ebenso von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird, um für die erste elektrische Maschine elektrischen Strom zu erzeugen. Das Planetengetriebe addiert die beiden mechanischen Leistungen des Verbrennungsmotors und der ersten elektrischen Maschine, wobei ein Verdichter mit dieser kombinierten mechanischen Leistung bei hoher Drehzahl betrieben wird. Der genannten Druckschrift ist zu entnehmen, dass zwischen den beiden elektrischen Maschinen das Planetengetriebe vorgesehen ist und zudem die beiden elektrischen Maschinen sowie das Planetengetriebe in dem gleichen Gehäuse untergebracht sind.
-
Es wurde seitens der Erfinder erkannt, dass eine derartige Anordnung einen hohen Herstellungsaufwand insbesondere bei der Montage verursacht, so dass es eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Herangehensweise aufzuzeigen, mit der sich eine Aufladevorrichtung auf einfachere Weise realisieren lässt.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Aufladevorrichtung und durch das Verfahren zur Herstellung der Aufladevorrichtung nach den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
-
Es wurde erkannt, dass bei einer Aufladevorrichtung, die zwei (oder mehr) elektrische Maschinen aufweist, diese elektrischen Maschinen vorzugsweise in axialer Richtung nebeneinander angeordnet werden (d.h. nebeneinander bezogen auf eine Längsachse der Aufladevorrichtung oder der elektrischen Maschinen). Ein Planetengetriebe, an welches beide elektrische Maschinen angeschlossen sind, liegt vorzugsweise auf einer Seite einer elektrischen Maschine, während auf der anderen Seite der elektrischen Maschine die weitere elektrische Maschine angeordnet ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Planetengetriebe nicht zwischen den zwei elektrischen Maschinen vorgesehen ist. Mit anderen Worten liegen vorzugsweise zwei oder mehr elektrische Maschinen der Aufladevorrichtung auf der gleichen Seite des Planetengetriebes. Dadurch können die elektrischen Maschinen von der gleichen Seite an das Planetengetriebe angebracht werden, wodurch sich eine deutlich vereinfachte Konstruktion und Herstellung ergibt.
-
Weiterhin sind die mindestens zwei elektrischen Maschinen auf einer Seite des Planetengetriebes vorgesehen, während ein Verdichterrad oder ein Anschluss für ein Verdichterrad der Aufladevorrichtung auf der anderen Seite des Planetengetriebes vorgesehen ist. Mit anderen Worten trennt das Planetengetriebe vorzugsweise die elektrischen Maschinen einerseits von dem Verdichterrad andererseits. Diese Anordnung hat ferner auch Vorzüge bei der Kühlung, da das Verdichterrad thermisch vom Verbrennungsmotor beaufschlagt wird und so das Planetengetriebe zwischen den elektrischen Maschinen (welche temperaturempfindlich sind) von dem Verdichterrad trennt. Darüber hinaus kann bei der Anbindung des Planetengetriebes an das Verdichterrad auf einfache Weise eine thermische Isolation stattfinden, während bei einem Aufbau, bei dem das Planetengetriebe zwischen elektrischen Maschinen vorgesehen ist, das Verdichterrad in wesentlicher Weise Wärme an zumindest eine der elektrischen Maschinen überträgt und dadurch thermisch beansprucht.
-
Auf einer Seite einer der elektrischen Maschinen ist somit das Verdichterrad angeordnet, während auf der anderen Seite dieser elektrischen Maschine die weitere elektrische Maschine vorgesehen ist. Diese Konstellation kann auch ausgedrückt werden dadurch, dass auf einer Seite des Planetengetriebes die erste und die zweite elektrische Maschine und vorzugsweise alle elektrischen Maschinen der Aufladevorrichtung vorgesehen sind, während auf der anderen Seite des Planetengetriebes das Verdichterrad vorgesehen ist.
-
Soweit nicht in anderer Weise angegeben sind die hier dargelegten Anordnungsangaben bzw. Konstellationen auf eine Achse der Aufladevorrichtung bezogen. Die Anordnungen bzw. die Konstellationen beziehen sich auf eine Darstellung einer Schnittebene, in der die Achse der Aufladevorrichtung liegt, oder die parallel zu einer derartigen Achse ist.
-
Es wird daher eine Aufladevorrichtung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs beschrieben, die ein Planetengetriebe umfasst. Ferner umfasst die Aufladevorrichtung eine erste elektrische Maschine und eine zweite elektrische Maschine sowie ein Verdichterrad. Weiterhin umfasst die Aufladevorrichtung einen Verbrennungsmotoranschluss, beispielsweise einen Flanschanschluss, der eingerichtet ist, mit einer Welle des Verbrennungsmotors oder mit einer anderen Antriebswelle, die von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird, verbunden zu werden. Der Verbrennungsmotoranschluss ist eingerichtet zur Befestigung an einer Antriebswelle des Verbrennungsmotors.
-
Die erste elektrische Maschine, die zweite elektrische Maschine und das Verdichterrad sind über das Planetengetriebe miteinander verbunden. Eine derartige Verbindung kann eine Direktverbindung mit dem Planetengetriebe umfassen oder kann eine Verbindung umfassen, die eine Kupplung, ein weiteres Getriebe, einen Freilauf, eine Sperre oder ähnliches umfasst.
-
Eine der elektrischen Maschinen, beide elektrische Maschinen (vorzugsweise schaltbar) und insbesondere die erste elektrische Maschine kann mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden sein, so dass die betreffende elektrische Maschine und die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors an der gleichen Welle sitzen, die zu dem Planetengetriebe führt. Diese elektrische Maschine (M) und insbesondere die erste elektrische Maschine kann mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden sein, um zum Einen als Generator zu dienen, der Leistungsverbrennungsmotor in elektrische Leistung umwandelt, und kann zum Anderen als Starter dienen, der elektrische Leistung umwandelt, um diese in Form von mechanischer Leistung dem Verbrennungsmotor zu zuführen, etwa zu dessen Start. Die hierin verwendete Formulierung „über das Planetengetriebe miteinander verbunden“ bedeutet somit nicht, dass sämtliche Komponenten, die über das Planetengetriebe miteinander verbunden sind, jeweils an individuellen Wellen des Planetengetriebes vorgesehen sein müssen, sondern es kann auch vorgesehen sein, dass mehrere Komponenten (insbesondere die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors und die erste elektrische Maschine) miteinander (starr) gekoppelt sind und die so gekoppelten Komponenten gemeinsam über die gleiche Welle mit dem Planetengetriebe verbunden sind. Vielmehr bedeutet „über das Planetengetriebe miteinander verbunden“, dass eine oder mehrere Komponenten an einem Arm des Planetengetriebes vorgesehen sind und alle über das Planetengetriebe verbundene Komponenten (einzeln oder in Untergruppen) an Armen des Planetengetriebes angeordnet sind.
-
In einer Längsachsenrichtung der Aufladevorrichtung ist das Verdichterrad auf einer ersten Seite einer der elektrischen Maschinen angeordnet. Die andere der elektrischen Maschinen ist auf der hierzu gegenüberliegenden Seite angeordnet (ebenso bezogen auf die Längsachsenrichtung). Hierbei kann auf der ersten Seite der zweiten elektrischen Maschine das Verdichterrad vorgesehen sein, während sich die erste elektrische Maschine auf der gegenüberliegenden Seite der zweiten elektrischen Maschine befindet. Alternativ kann das Verdichterrad auf einer ersten Seite der ersten elektrischen Maschine vorgesehen sein, während sich die zweite elektrische Maschine auf der gegenüberliegenden Seite der ersten elektrischen Maschine befindet. Anstelle der vorgenannten Anordnung der elektrischen Maschinen und des Verdichterrads kann auch definiert sein, dass sich auf einer Seite des Planetengetriebes das Verdichterrad befindet, und auf der hierzu entgegengesetzten Seite des Planetengetriebes sich die erste elektrische Maschine, die zweite elektrische Maschine und vorzugsweise beide elektrische Maschinen befinden. Insbesondere alle elektrischen Maschinen der Aufladevorrichtung auf der Seite des Planetengetriebes, die derjenigen Seite des Planetengetriebes gegenüberliegt, an der sich das Verdichterrad befindet. Die zur Richtungsdefinition herangezogene Längsachsenrichtung kann alternativ die Drehachse der ersten oder der zweiten elektrischen Maschine, des Verdichterrads oder des Verbrennungsmotoranschlusses sein, sowie eine Drehachse des Planetengetriebes (Sonnenrad, Hohlrad oder Drehachse einer Planetenradgruppe) und/oder die Drehachse einer Welle, die eine mechanische Verbindung mit dem Planetengetriebe vorsieht.
-
Die erste und die zweite elektrische Maschine können in einem gemeinsamen Modul vorgesehen sein. In einem weiteren, dazu verschiedenen Modul („zweiten Modul“) ist das Planetengetriebe vorgesehen, vorzugsweise einschließlich eines Lagers, durch das hindurch eine Welle führt, an der das Verdichterrad angebracht ist. Das Verdichterrad kann in einem dritten Modul vorgesehen sein, insbesondere am Einsaugtrakt des Verbrennungsmotors. Somit sind die elektrischen Maschinen einerseits und das Planetengetriebe andererseits in unterschiedlichen Modulen vorgesehen. Für jedes Modul kann ein Gehäuse vorgesehen sein, so dass die elektrischen Maschinen einerseits und das Planetengetriebe andererseits in verschiedenen Gehäusen vorgesehen sind. Das Gehäuse beziehungsweise Modul, in dem die erste und die zweite elektrische Maschine vorgesehen sind, kann eine Zwischenwand aufweisen, die sich zwischen den elektrischen Maschinen befindet. Die Zwischenwand kann verwendet werden, um entsprechende Wellen zu stützen, an denen die jeweiligen elektrischen Maschinen befestigt sind.
-
In einer Ausführungsform der Aufladevorrichtung ist vorgesehen, dass die erste elektrische Maschine mit einer ersten Welle verbunden ist. An dieser ist ferner der Verbrennungsmotoranschluss vorgesehen. Die zweite elektrische Maschine ist mit einer zweiten Welle verbunden. Die erste und die zweite Welle sind zueinander konzentrisch. Ferner ist die erste Welle mit dem Planetengetriebe verbunden und die zweite Welle ist mit dem Planetengetriebe verbunden, vorzugsweise entlang der selben Drehachse (insbesondere entsprechend der Längsachsenrichtung). Die erste und die zweite Welle können somit als zwei von drei Armen des Planetengetriebes angesehen sein, wobei der dritte Arm zu dem Verdichterrad führt. Die zweite Welle kann eine Hohlwelle sein, durch die hindurch sich die erste Welle erstreckt, welche vorzugsweise als Vollwelle ausgebildet ist.
-
In Längsachsenrichtung sind zwischen dem Verbrennungsmotoranschluss und dem Planetengetriebe die erste und die zweite elektrische Maschine angeordnet. Diese Anordnungsdefinition ist eine weitere Definitionsalternative zu dem vorangehend genannten Anordnungsdefinitionen der elektrischen Maschinen relativ zu anderen Komponenten (etwa dem Planetengetriebe bzw. dem Verdichterrad oder dem Verbrennungsmotoranschluss). Diese Aufteilung ermöglicht es, die elektrischen Maschinen nahe beieinander anzuordnen. Ferner können unterschiedliche Schmierungs- und Kühlungsarten des Planetengetriebe einerseits und der elektrischen Maschinen andererseits ausgeführt werden, ohne dass die elektrischen Maschinen individuelle Kühlung oder Schmierung erfordern. Vielmehr können zahlreiche Komponenten und Funktionen physisch zusammengeführt sein, da die erste und die zweite elektrische Maschine gemeinsam versorgt werden können. Vorzugsweise wird dadurch auch die Verkabelung der erste und zweiten elektrischen Maschine vereinfacht, insbesondere da die erste und die zweite elektrische Maschine über den gleichen Kabelkanal versorgt werden können. Bevorzugt lässt sich das Planetengetriebe hinsichtlich der Schmierung auf einfache Weise abtrennen bzw. ist getrennt von den elektrischen Maschinen angeordnet.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste und die zweite elektrische Maschine unmittelbar in Längsachsenrichtung nebeneinander angeordnet sind. Eine unmittelbare Anordnung nebeneinander umfasst eine benachbarte Anordnung ohne Trennkörper und umfasst gleichermaßen eine benachbarte Anordnung, bei der eine Zwischenwand beide elektrische Maschinen voneinander trennt. Der zusätzliche Abstand durch die Zwischenwand stellt keine wesentliche Benachteiligung einer kompakten Bauweise dar sondern ermöglicht vielmehr eine einfache Lagerung der ersten und/oder der zweiten elektrischen Maschine. Alternativ kann zwischen der ersten und der zweiten elektrischen Maschine auch ein mechanisch wirksames Element vorgesehen sein, beispielsweise ein Kupplungselement (oder auch ein Getriebe, eine Kupplung, ein Sperrelement oder ein Freilauf), um beispielsweise unterschiedliche Betriebsarten der elektrischen Maschinen zu ermöglichen. Ein derartiges zusätzliches Element (wie auch die Zwischenwand) sind in dem gleichen Modul untergebracht wie die elektrischen Maschinen. Es ergibt sich ein Modul, in dem alle elektrischen Maschinen der Aufladevorrichtung untergebracht sind, zusammen mit zugeordneter mechanischer Einheit wie der Zwischenwand oder wie die vorangehend genannten weiteren mechanisch wirksamen Komponenten, insbesondere jedoch ohne Planetengetriebe.
-
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die erste elektrische Maschine näher an den Verbrennungsmotoranschluss angeordnet ist, als die zweite elektrische Maschine. Die zweite elektrische Maschine ist über eine Hohlwelle mit dem Planetengetriebe verbunden. Durch diese Hohlwelle hindurch erstreckt sich eine Welle, die die erste elektrische Maschine mit dem Planetengetriebe verbindet. Die Hohlwelle, an die die zweite elektrische Maschine angeschlossen ist, und die Welle an die die erste elektrische Maschine angeschlossen ist, bilden auf einer dem Planetengetriebe zugewandten Seite eine mechanische Schnittstelle, an die eine Seite des Planetengetriebes angeschlossen werden kann. Dadurch vereinfacht sich die Herstellung der Aufladevorrichtung. Insbesondere kann die erste und die zweite elektrische Maschine zusammen mit deren Wellen zunächst montiert werden. In einem weiteren Schritt wird das Planetengetriebe an die so montierten elektrischen Maschinen und deren Wellen befestigt. Zwischen dem Planetengetriebe einerseits und den elektrischen Maschinen andererseits kann dadurch eine Wand vorgesehen sein, insbesondere eines Gehäuses das vorzugsweise beide elektrische Maschinen umschließt oder nur die erste elektrische Maschine umschließt. Diese Wand dient zur Abtrennung der elektrischen Maschinen gegenüber dem Planetengetriebe. Dadurch kann etwa eine fluiddichte Trennung vorgesehen werden. Die elektrischen Maschinen können somit auf einer Seite ein Modul bilden, während das Planetengetriebe und gegebenenfalls weitere Komponenten ein weiteres Modul bilden können. Die beiden Module (elektrische Maschinen andererseits, Planetengetriebe und gegebenenfalls weitere Komponenten andererseits) können durch einfache Montageschritte miteinander verbunden werden.
-
Weiterhin bevorzugt ist eine der elektrischen Maschinen, insbesondere die erste elektrische Maschine (oder auch die zweite elektrische Maschine) mit Planetenrädern des Planetengetriebes verbunden. Die andere der elektrischen Maschinen, insbesondere die zweite elektrische Maschine (oder auch die erste elektrische Maschine) ist mit einem Hohlrad des Planetengetriebes verbunden. Wie vorangehend bemerkt, kann die zweite elektrische Maschine über eine Hohlwelle mit dem Planetengetriebe verbunden sein, während eine Welle, die sich durch die Hohlwelle hindurch erstreckt, die erste elektrische Maschine mit dem Planetengetriebe verbindet. Alternativ kann jedoch auch die erste elektrische Maschine bei einer Hohlwelle mit dem Planetengetriebe verbunden sein, während sich eine Welle, die die zweite elektrische Maschine mit dem Planetengetriebe verbindet, durch die Hohlwelle hindurch erstreckt. In der letzten genannten Anordnung kann die zweite elektrische Maschine näher an den Verbrennungsmotoranschluss liegen als die erste elektrische Maschine, bezogen auf die Längsachsenrichtung.
-
Das Verdichterrad kann mit einem Sonnenrad des Planetengetriebes verbunden sein. Vorzugsweise ist das Verdichterrad direkt mit dem Planetengetriebe verbunden, insbesondere über eine Welle, und/oder über ein weiteres Getriebe, dass heißt in indirekter Weise. Die Verbindung zwischen Sonnenrad des Planetengetriebes und Verdichterrad befindet sich auf einer Seite des Planetengetriebes, während sich die elektrischen Maschinen auf der gegenüberliegenden Seite des Planetengetriebes befinden. Auch zwischen Verdichterrad und Planetengetriebe kann eine Wand vorgesehen sein, die das Verdichterrad von dem Planetengetriebe trennt, insbesondere fluiddicht. Das Verdichterrad kann somit ein weiteres Modul darstellen, welches an das Modul angeschlossen ist, welches das Planetengetriebe beinhaltet. Vorzugsweise ist zwischen dem Verdichterrad und dem Planetengetriebe eine thermische Trennung vorgesehen, um den Wärmeeintrag über das Verdichterrad in das Planetengetriebe zu reduzieren. Eine derartige thermische Trennung kann auch zwischen dem Planetengetriebe und der ersten und/oder der zweiten elektrischen Maschine vorgesehen sein.
-
Die Planetenräder sind in Eingriff mit dem Hohlrad des Planetengetriebes. Hierbei umgreift das Hohlrad die Planetenräder. Das Hohlrad ist drehbar und insbesondere mit einer der elektrischen Maschinen (vorzugsweise der zweiten) verbunden, beispielsweise über eine Hohlwelle. Die Planetenräder laufen innerhalb des Hohlrads. Das Sonnenrad befindet sich zwischen den Planetenrädern. Die Planetenräder sind auch entlang einer geschlossenen Linie vorgesehen (insbesondere entlang einem Kreis), die das Sonnenrad umgreift. Ebenso umgreift das Hohlrad das Sonnenrad, wobei die Planetenräder zwischen Hohlrad und Sonnenrad liegen. Während das Hohlrad im Eingriff mit den Planetenrädern ist, befindet sich das Sonnenrad im Eingriff mit den Planetenrädern. Die Planetenräder, das Sonnenrad und das Hohlrad können als Zahnräder ausgebildet sein und gegebenfalls auch als (Reib-)Räder, die aufeinander abrollen.
-
Die erste und die zweite elektrische Maschine befinden sich insbesondere in einem Motorgehäuse. Das Motorgehäuse umgreift die elektrischen Maschinen vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, so dass das Motorgehäuse die elektrischen Maschinen von der Umgebung des Motorgehäuses trennt und somit auch schützt. Durch das Motorgehäuse können zumindest ein Kabelkanal und/oder zumindest ein Kühlkanal hindurch verlaufen. Das Verdichterrad befindet sich auf einem Wellenabschnitt, der sich außerhalb des Motorgehäuses befindet. Insbesondere befindet sich der Wellenabschnitt auf einer Seite des Planetengetriebes, während sich das Motorgehäuse auf der gegenüberliegenden Seite des Planetengetriebes befindet. Dieser Wellenabschnitt ist ein Abschnitt einer Welle (insbesondere einer Vollwelle), die das Planetengetriebe mit dem Verdichterrad verbindet.
-
Der Wellenabschnitt weist eine Drehachse auf, die der Drehachse der elektrischen Maschinen beziehungsweise der daran angeschlossenen Hohlwelle und Welle entspricht. Insbesondere die Drehachse des Sonnenrads entspricht der Drehachse der Welle beziehungsweise der Hohlwelle, an die die elektrischen Maschinen angeschlossen sind. Die einzelnen Drehachsen der Planetenräder sind vorzugsweise konzentrisch um die diese Drehachse angeordnet, dass heißt konzentrisch mit der Drehachse der Welle und der Hohlwelle, an die die elektrische Maschine angeschlossen sind. Die einzelnen Drehachsen der Planetenräder drehen sich selbst um eine gemeinsame Drehachse, die der Drehachse der Welle und der Hohlwelle entspricht, die mit den elektrischen Maschinen verbunden sind. Die Mittenachse des Hohlrads entspricht ebenso der Drehachse der Welle und der Hohlwelle, an die die elektrischen Maschinen angeschlossen sind. Ebenso entspricht die Drehachse des Verdichterrads der Drehachse der Hohlwelle und der Welle, an die die elektrischen Maschinen angeschlossen sind. Es fluchten vorzugsweise die Drehachsen mehrerer oder vorzugsweise aller Komponenten der Aufladevorrichtung (gegebenenfalls abgesehen von optional vorhandenen Getrieberädern, Kupplungen oder ähnlichem).
-
Das Planetengetriebe ist außerhalb des Motorgehäuses vorgesehen, in welchem sich die elektrischen Maschinen befinden. Eine Ansteuerelektronik der elektrischen Maschinen kann an einer Außenseite eines Gehäuseabschnitts des Motorgehäuses vorgesehen sein. Vorzugsweise ist dieser Gehäuseabschnitt gekühlt, insbesondere durch mindestens einen Kühlkanal, der durch diesen Gehäuseabschnitt führt. An der Innenseite des Gehäuseabschnitts befinden sich die erste und die zweite elektrische Maschine, insbesondere deren Statoren, so dass auch diese von dem Gehäuseabschnitt gekühlt werden können. Der Gehäuseabschnitt kann einteilig sein oder mehrteilig sein, wobei ein erster Unterabschnitt des Gehäuseabschnitts zwischen einem ersten Abschnitt der Ansteuerelektronik und einem Stator einer der elektrischen Maschinen vorgesehen ist, und ein weiterer Gehäuseunterabschnitt zwischen dem Stator der anderen elektrischen Maschine und einem weiteren Abschnitt der Ansteuerelektronik vorgesehen ist. Vorzugsweise sind beide Unterabschnitte gekühlt und weisen insbesondere zumindest einen Kühlkanal auf. Der Kühlkanal kann sich in der Wand befinden, die das Gehäuse bildet, oder er kann sich an einer Außen- oder Innenseite des Gehäuseabschnitts befinden, insbesondere zwischen einer Innenseite des Motorgehäuses und zumindest einer der elektrischen Maschinen beziehungsweise deren Halterungen, wie die betreffenden elektrische Maschine mit dem Motorgehäuse fixiert.
-
Bevorzugt weisen die elektrischen Maschinen jeweils einen Stator auf, der einen Rotor umgreift. Der jeweilige Rotor ist mit der Hohlwelle beziehungsweise der Welle verbunden, welche mit dem Planetengetriebe verbunden ist. Das Motorgehäuse einteilig oder mehrteilig sein und kann insbesondere eine Zwischenwand aufweisen, die die erste elektrische Maschine von der zweiten elektrischen Maschine in Längsachsenrichtung der Aufladevorrichtung trennt.
-
Die Zwischenwand kann ferner dazu dienen, Wellenlager der Welle beziehungsweise der Hohlwelle, an die die elektrischen Maschinen angeschlossen sind, gegenüber dem Motorgehäuse lagern. Insbesondere umfasst die Zwischenwand ein Gegenlager für Wälzlager, welche die Welle und die Hohlwelle lagern, die mit den elektrischen Maschinen verbunden sind. Somit lagert die Zwischenwand die Rotoren der elektrischen Maschinen in drehbarer weise und/oder lagert die Statoren (ortsfest).
-
Das Motorgehäuse kann ferner eine erste Stirnseite aufweisen, die dem Verbrennungsmotoranschluss zugewandt ist, und kann eine zweite Stirnseite aufweisen, welche dem Planetengetriebe zugewandt ist. Die erste Stirnseite kann über ein Wälzlager eine Welle lagern, insbesondere die Welle, an die die erste elektrische Maschine angeschlossen ist beziehungsweise die Welle, die den Verbrennungsmotoranschluss vorsieht. Dadurch lagert die erste Stirnseite des Motorgehäuses eine Welle, die sich vom Verbrennungsmotoranschluss in das Motorgehäuse hinein erstreckt. Die zweite Stirnseite kann ebenso die Welle lagern, an die die zweite elektrische Maschine angeschlossen ist, insbesondere hierzu vorgesehene Hohlwelle. Hierzu ist an Lager vorgesehen, das die zweite Stirnseite gegenüber der Hohlwelle drehbar lagert. Die Stirnseiten lagern die jeweiligen Wellen, an die die elektrischen Maschinen angeschlossen sind mit zwei Wälzlagern (jeweils eine pro Stirnseite), während die Zwischenwand über weitere zwei Wälzlager die beiden Wellen drehbar lagert.
-
Die Zwischenwand bietet ein Gegenlager für die zwei Wälzlager, welche die Hohlwelle und die Welle drehbar lagern, die an die elektrischen Maschinen und insbesondere an deren Rotoren angerschlossen sind. Dies ermöglicht einen besonders kompakten Aufbau. Die zweite Stirnseite kann ferner einen Befestigungsanschluss oder ein Gegenlager für das Modul aufweisen, welches das Planetengetriebe umfasst, oder kann das Planetengetriebe selbst lagern. Zwischen dem Planetengetriebe und dem Verdichterrad kann ferner eine weitere Wand vorgesehen sein, insbesondere eine Wand eines Getriebegehäuses. Diese Wand befindet sich auf einer Stirnseite des Getriebegehäuses, welches dem Verdichterrad zugewandt ist. Die Stirnseite des Getriebegehäuses, welches dem Verdichterrad zugewandt ist, ist mit einem Lager vorgesehen, welches eine Welle drehbar lagert, die von dem Planetengetriebe (insbesondere von dem Sonnenrad) zum Verdichterrad führt. Das Lager, welches die vom Planetengetriebe zum Verdichterrad führende Welle lagert, ist insbesondere ein Lager mit hoher thermischer Festigkeit und ist insbesondere aus einem wärmeleitenden Werkstoff, um die vom Verdichterrad auf die Welle übertragene Wärme in das Getriebegehäuse abzuführen. Das Lager der Welle, welche das Getriebe mit dem Verdichterrad verbindet, ist insbesondere en Gleitlager. Die Lager, welche die Wellen beziehungsweise Hohlwellen lagern, an die die elektrischen Maschinen angeschlossen sind, sind insbesondere Wälzlager, vorzugsweise Kugellager oder Rollenlager. Ferner können die Lager als äußere Gleitlager ausgeführt sein bzw. als Schwimmbuchsen (die auch als nahtlose Buchsen bezeichnet werden) realisiert sein.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung einer Aufladevorrichtung, insbesondere der hier beschriebenen Aufladevorrichtung. In einem Schritt (a) werden die erste und die zweite elektrische Maschine mit den jeweiligen Wellen verbunden. Diese Wellen entsprechen der Welle, die eine elektrische Maschine mit dem Planetengetriebe verbindet, sowie der Hohlwelle, die die andere elektrische Maschine mit dem Planetengetriebe verbindet.
-
In einem Schritt (b), der nach dem Schritt (a) ausgeführt wird, werden die jeweiligen Wellen (Hohlwelle und sich dadurch erstreckende Welle) mit denen die erste und die zweite elektrische Maschine verbunden sind, mit dem Planetengetriebe verbunden. Hierbei werden diese Wellen von einer Seite des Planetengetriebes aus mit diesem verbunden, wobei die andere Seite des Planetengetriebes mit dem Verdichterrad verbunden wird, insbesondere mit einem Gehäuse, in dem sich das Verdichterrad befindet.
-
Zum Ausführen des Schrittes (b) werden die jeweiligen Wellen von der gleichen Seite des Planetengetriebes her an das Planetengetriebe herangeführt. Dadurch werden durch einen einfachen Montageschritt die elektrischen Maschinen mit dem Planetengetriebe verbunden. In einem weiteren Montageschritt kann das Planetengetriebe zusammen mit den daran bereits montierten elektrischen Maschinen mit dem Verdichterrad verbunden werden.
-
Vorzugsweise werden zunächst die elektrischen Maschinen in dem Motorgehäuse montiert. Aus dem Motorgehäuse stehen zu beiden Seiten (in Längsachsenrichtung) Wellen heraus, die vorzugsweise zunächst mit dem Planetengetriebe beziehungsweise dem Gehäuse des Planetengetriebes verbunden werden. Vorzugsweise ist hierbei das Planetengetriebe bereits in dem Getriebegehäuse montiert. Nachdem das Planetengetriebe beziehungsweise dessen Gehäuse mit dem Motorgehäuse und den elektrischen Maschinen verbunden wurde, kann das Verdichterrad angebracht werden oder es kann die Aufladevorrichtung an den Verbrennungsmotor montiert werden.
-
Somit sieht das Verfahren vor, zunächst die elektrischen Maschinen zu montieren, inklusive deren (daran angeschlossenen) Wellen, wobei danach die Wellen, die mit den elektrischen Maschinen verbunden sind, mit dem Planetengetriebe verbunden werden, insbesondere mit den Planetenrädern und dem Hohlrad. Vor oder nach dem Verbinden der elektrischen Maschinen mit dem Planetengetriebe kann das Verdichterrad mit dem Planetengetriebe verbunden werden, insbesondere mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes.
-
Somit ermöglicht der modulare Aufbau der Aufladevorrichtung einen einfachen Herstellungsprozess. Es wird zunächst das Modul der elektrischen Maschinen (inklusive der Wellen) hergestellt, wobei danach dieses Modul der elektrischen Maschinen mit dem Modul verbunden wird, welches das Planetengetriebe umfasst. Hierbei kann bereits das Verdichterrad an das Planetengetriebe angeschlossen werden. Alternativ kann das Verdichterrad nach der Montage des Moduls des Planetengetriebes mit dem Modul der elektrischen Maschine an das Modul des Planetengetriebes befestigt werden. Insbesondere kann auch das Verdichterrad in einem Modul vorgesehen sein, vorzugsweise einschließlich einer Lagerung für eine Welle, die zu dem Verdichterrad führt. Hierbei kann das Modul des Verdichterrads auf einfache Weise an das Modul des Getriebes angeschlossen werden (vor oder nach der Montage des Moduls der elektrischen Maschinen mit dem Modul des Planetengetriebes). Das Modul der elektrischen Maschinen kann auch als erstes Modul bezeichnet werden; das Modul des Planetengetriebes kann auch als zweites Modul bezeichnet werden und das Modul des Verdichterrads kann auch als drittes Modul bezeichnet werden.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnung
-
1 zeigt eine symbolhafte Übersicht über die hier beschriebene Aufladevorrichtung.
-
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
-
Die in 1 dargestellte Aufladevorrichtung 10 ist für einen (optionalen) Verbrennungsmotor 52 vorgesehen, der mittels eines Verdichterrads 40 aufgeladen wird, siehe gepunkteter Pfeil, der den funktionalen Zusammenhang darstellt. Die Aufladevorrichtung 10 umfasst ein Planetengetriebe 20 eine erste elektrische Maschine 30 sowie eine zweite elektrische Maschine 32. Ferner ist das Verdichterrad 40 Teil der Aufladevorrichtung. Die Aufladevorrichtung umfasst ferner einen Verbrennungsmotoranschluss 40, an den ein Verbrennungsmotor 52 über eine Abtriebswelle 54 des Verbrennungsmotors anschließbar ist.
-
Der erste Elektromotor 30 umfasst einen Stator 30a sowie einen von dem Stator 30a umschlossenen Rotor 30b. Auch die zweite elektrische Maschine 32 umfasst einen Rotor 32a, der einen Rotor 32b umgreift. Während der erste elektrische Motor 30 an eine Welle W1 angeschlossen ist, die zum Planetengetriebe 20 führt, ist der zweite Motor über eine Hohlwelle W2 mit dem Planetengetriebe 20 verbunden. Die Welle W1 erstreckt sich hierbei durch die Welle W2 hindurch. Der erste Elektromotor 30 ist über die Welle W1 mit einem anderen Arm des Planetengetriebes 20 verbunden, als die zweite elektrische Maschine 32. Insbesondere ist der zweite elektrische Motor 32 über die Welle W2 mit einem Hohlrad 24 des Planetengetriebes verbunden, während der erste Elektromotor über die Welle W1 mit den Planetenrädern 22 verbunden ist, die in das Hohlrad 24 eingreifen. Ein Sonnenrad 26 des Planetengetriebes 20, welches sich ebenso in Eingriff mit den Planetenrädern 22 befindet, ist über eine Welle W3 mit dem Verdichterrad 40 verbunden. Die Wellen W1, W2 und W3 befinden sich alle entlang der gleichen Achse, die der Längsachsenrichtung L der Aufladevorrichtung 10 entspricht.
-
Auf der (in Längsachsenrichtung L) einen Seite des Planetengetriebes 20 befinden sich der erste und der zweite Elektromotor 30, 32, während sich auf der gegenüberliegenden Seite des Planetengetriebes 20 das Verdichterrad 40 befindet. Das Verdichterrad 40 ist auf einem Wellenabschnitt 42 vorgesehen, die sich auf einer Seite des Planetengetriebes 20 befindet, während sich auf der anderen Seite des Planetengetriebes die elektrischen Maschinen 30, 32 befinden.
-
Die elektrischen Maschinen 30, 32 können als ein erstes Modul I gruppiert sein, welche sich auf einer Seite eines zweiten Moduls II befindet, welches das Planetengetriebe umfasst. Das Verdichterrad kann Teil des zweiten Moduls sein, kann jedoch auch, wie in 1 dargestellt, als ein drittes Modul III gruppiert sein, insbesondere auf der Seite des zweiten Moduls II, die derjenigen Seite des zweiten Moduls II gegenüberliegt, auf der sich das erste Modul I befindet.
-
Das erste Modul I kann auch als Motormodul bezeichnet werden, während das Modul II als Getriebemodul betrachtet werden kann. Weiterhin kann das dritte Modul III als Verdichtermodul betrachtet werden, wobei das zweite und das dritte Modul auch zusammen zu einem gemeinsamen Modul integriert seien können.
-
Es ist anhand der 1 zu erkennen, dass das erste Modul nur auf einer Seite mit dem zweiten Modul befestigt ist, während die gegenüberliegende Seite des zweiten Moduls zur Befestigung des Verdichterrads insbesondere des dritten Moduls dient. Es ergibt sich dadurch ein besonders einfacher Aufbau.
-
Jedes Modul kann ein eigenes Gehäuse umfassen, wobei das erste Modul I hierbei ein Motorgehäuse umfassen kann, das zweite Modul II ein Getriebegehäuse umfassen kann, und das dritte Modul III ein Verdichtergehäuse umfassen kann. Wie bereits bemerkt, können das Planetengetriebe und das Verdichterrad im gleichen Gehäuse vorgesehen sein, wobei insbesondere eine Zwischenwand zwischen dem Planetengetriebe 20 und dem Verdichterrad 40 vorgesehen sein kann.
-
Die erste elektrische Maschine 30 und die zweite elektrische Maschine 32 sind in einem gemeinsamen Motorgehäuse 34 angeordnet, dieses kann dreiteilig vorgesehen sein mit einer Stirnseite 34a, die dem Verbrennungsmotoranschluss 50 zugewandt ist. Das Motorgehäuse entspricht dem ersten Modul bzw. dem Gehäuse des ersten Moduls. Eine zweite Stirnseite 34b des Motorgehäuses 34 befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite des Motorgehäuses 34, insbesondere an einer Seite, die dem Planetengetriebe 20 (beziehungsweise dem Verdichterrad 40) zugewandt ist. Eine Gehäusehülle 34c umgreift den ersten und den zweiten elektrischen Motor 30, 32 in Umfangsrichtung der Motoren und verbindet die erste Stirnseite 34a mit der zweiten Stirnseite 34b. Die Gehäusehülle 34c bildet zusammen mit den Stirnseiten 34a und 34b einen im Wesentlichen geschlossenes Gehäuse 34. Eine optionale Zwischenwand 34d teilt den Innenraum des Gehäuses 34 in Längsachsenrichtung L in zwei Abschnitte, wobei in jedem Abschnitt eine der beiden elektrischen Maschinen 30, 32 vorgesehen ist.
-
Die Zwischenwand kann ferner als Befestigung für ein oder mehrere Lager dienen, die die Welle(n) drehbar lagern. Die Gehäusehülle und die Stirnseiten, die diese abschließen, bilden eine im Wesentlichen zylindrische Form (abgesehen von der im Weiteren beschriebenen Elektronik und dem zugehörigen Gehäuseabschnitt). Der Querschnitt der zylindrischen Form kann im Wesentlichen kreisförmig sein, oder auch polygonal und insbesondere rechteckig oder quadratisch mit vorzugsweise gerundeten Ecken.
-
In der ersten Stirnseite 34a des Motorgehäuses 34 ist eine Öffnung, durch die sich die Welle W1 hindurch erstreckt (von dem Verbrennungsmotoranschluss ausgehend ins Innere des Motorgehäuses 34 hinein), wobei die erste Stirnseite 34a des Gehäuses 34 über ein Lager L1 diese Welle W1 lagert. Die Zwischenwand 34d dient ferner als Befestigung für ein weiteres Lager L2, das die gleiche Welle W1 im Innenraum des Gehäuses 34 lagert. Die Zwischenwand dient ferner zur Befestigung eines Lagers L3, welches die Hohlwelle im Innenraum des Gehäuses 34 drehbar lagert, wobei die Hohlwelle W2 mit der zweiten elektrischen Maschine verbunden ist. Auch in der zweiten Stirnseite 34b können Lager vorgesehen sein, etwa um die Welle W1 und/oder um die Welle W2 zu lagern. Die Welle W1 erstreckt sich durch das gesamte Motorgehäuse 34 hindurch, ausgehend von dem Verbrennungsmotoranschluss 50 (außerhalb des Motorgehäuses 34, auf einer Seite des Motorgehäuses 34) bis zu dem Planetengetriebe 20 (auf einer zweiten Seite des Motorgehäuses 34, der entgegengesetzt zu dem Verbrennungsmotoranschluss ist).
-
Auf der Seite des Motorgehäuses 34, das den Verbrennungsmotoranschluss 50 entgegengesetzt ist, befindet sich das zweite Modul II und insbesondere das Planetengetriebe 20. Hierbei ist die Welle W2, welche als Hohlwelle ausgebildet ist und mit der zweiten elektrischen Maschine verbunden ist, mit dem Hohlrad 24 des Planetengetriebes verbunden. Die Welle W1, welche mit der ersten elektrischen Maschine 30 verbunden ist, ist mit den Planetenrädern beziehungsweise mit den Achsen der Planetenräder 22 verbunden. Die Welle W2 erstreckt sich von der zweiten elektrischen Maschine 32, mit der diese verbunden wird, bis zu dem Hohlrad 24 des Planetengetriebes. Hierbei erstreckt sich die Hohlwelle W2 durch die zweite Stirnseite 34b hindurch. Falls das Planetengetriebe 20 in einem Getriebegehäuse vorgesehen ist, wie in 1 dargestellt ist, dann erstreckt sich die Welle W2 auch durch eine Stirnseite des Getriebegehäuses hindurch, die dem Motorgehäuse beziehungsweise den elektrischen Maschinen zugewandt ist. In gleicher Weise erstreckt sich die Welle W1, welche mit der ersten elektrischen Maschine 30 verbunden ist, durch die Stirnseite des Getriebegehäuses hindurch, die den elektrischen Maschinen zugewandt ist. Vorzugsweise grenzen die den elektrischen Maschinen zugewandte Stirnseite des Getriebegehäuses und die Stirnseite 34b des Motorgehäuses, welche dem Planetengetriebe 20 zugewandt ist, unmittelbar aneinander. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Stirnseite 34b des Motorgehäuses 34 und die Stirnseite des Getriebegehäuses, welche der elektrischen Maschine zugewandt ist, identisch und werden von einer einzigen Wand ausgebildet. Ferner kann die Gehäusehülle des Motorgehäuses sich in Längsachsenrichtung weiter in Richtung Verdichter erstrecken und somit auch das Planetengetriebe in Umfangsrichtung umgreifen.
-
Ein Lager L4 lagert das Hohlrad 24 in drehbarer Weise. Ferner lagert ein Lager L5 eine Welle W3, welche an das Sonnenrad 26 angeschlossen ist, ebenso in drehbarer Weise. Die Lager L4 und L5 können von einer Gehäusestirnseite gestützt werden, welche das Planetengetriebe 20 von dem Verdichterrad 40 trennt. Diese Stirnseite ist insbesondere eine Stirnseite des Getriebegehäuses, die sich auf der Seite des Planetengetriebes 20 befindet, die den elektrischen Maschinen 30, 32 abgewandt ist. Diese Stirnseite kann ferner an der Gehäusehülle 34c befestigt sein, falls sich die Gehäusehülle in Umfangsrichtung auch um das Planetengetriebe 20 herum erstreckt. Das Verdichterrad 40 kann in einem Verdichtergehäuse vorgesehen sein, wie es in 1 dargestellt ist, wobei das Verdichtergehäuse getrennt von dem Getriebegehäuse vorgesehen ist. Jedoch kann das Verdichterrad 40 in dem gleichen Gehäuse wie das Planetengetriebe 20 vorgesehen sein, wobei vorzugsweise eine (weitere) Zwischenwand das Verdichterrad von dem Planetengetriebe in Längsachsenrichtung L trennt.
-
Ein weiteres Lager L6 kann in einer Stirnseite des Verdichtergehäuses vorgesehen sein, in welchem sich das Verdichterrad befindet, wobei diese Stirnseite dem Planetengetriebe 20 zugewandt ist. Ferner kann das Lager L6, welches sich in einer Stirnseite des Verdichtergehäuses befindet, das Lager L5 ersetzen, welches sich in einer Stirnseite des Getriebegehäuses vorgesehen ist. Ferner kann das Verdichterrad auch innerhalb des Gehäuses von einem Lager drehbar gelagert sein, wobei insbesondere hierbei die Lager L5 und L6 weggelassen werden können.
-
Ein Lager L7 lagert die Welle W2 drehbar gegenüber der Stirnseite 34b des Motorgehäuses. Alternativ lagert ein Lager die Welle W2 drehbar gegenüber dem Getriebegehäuse, insbesondere gegenüber einer den elektrischen Maschinen zugewandten Stirnseite Getriebegehäuses.
-
Die Welle W3, welche das Sonnenrad 26 des Planetengetriebes 20 mit dem Verdichterrad 40 verbindet, erstreckt sich vorzugsweise durch eine Zwischenwand zwischen dem Verdichterrad und dem Planetengetriebe, oder durch eine Stirnseite des Getriebegehäuses hindurch, die dem Verdichterrad zugewandt ist, und/oder durch eine Stirnseite des Verdichtergehäuses hindurch, die dem Planetengetriebe 20 zugewandt ist. Innerhalb des Getriebgehäuses beziehungsweise innerhalb eines Gehäuseabschnittes, in dem sich das Verdichterrad 40 befindet, erstreckt sich der Wellenabschnitt 42 der Welle W3 (welche das Sonnenrad 26 mit dem Verdichterrad 40 verbindet). An diesem Wellenabschnitt 42 ist das Verdichterrad 40 befestigt.
-
Das Motorgehäuse 34 und insbesondere die Gehäusehülle 34c weist einen Gehäuseabschnitt 34‘ auf, der gekühlt ist. Hierbei kann innerhalb der Gehäusehülle (mindestens) ein Kühlkanal 36 vorgesehen sein. Alternativ ist an der Innenseite des Gehäuseabschnitts 34‘ ein Kühlgehäuse vorgesehen. Dieser wird gebildet durch die Innenseite des Gehäuseabschnitts 34‘ beziehungsweise der dort vorgesehenen Gehäusehülle und einem Befestigungselement 38, über das der erste elektrische Motor 30 und/oder der zweite elektrische Motor 32 mit der Innenseite des Motorgehäuses 34 (beziehungsweise des Gehäuseabschnitts 34‘) in Kontakt ist. Hierbei kann beispielsweise das Befestigungselement 38 eine außen umlaufende Nut aufweisen, welche zusammen mit der Innenseite des Motorgehäuses 34 einen Kühlkanal bildet. In dem Gehäuse können ferner Anschlüsse vorgesehen sein, um den Kühlkanal außen anzubinden.
-
Eine Ansteuerelektronik 60 der Motoren 30 und 32 ist vorzugsweise an einer Außenseite des Motorgehäuses vorgesehen, insbesondere an der Außenseite der Gehäusehülle und vorzugsweise an der Außenseite des Gehäuseabschnitts 34‘. Die Ansteuerelektronik 60 befindet sich vorzugsweise in thermischer Verbindung mit dem Gehäuseabschnitt und insbesondere im körperlichen Kontakt mit dem Gehäusebabschnitt 34‘, damit auch die Ansteuerelektronik 60 gekühlt werden kann. Es sei bemerkt, dass auch das Befestigungselement 38 vorzugsweise thermisch leitend ist, so dass die elektrischen Maschinen 30, 32 mittels der Kühlkanäle gekühlt werden kann.
-
Die Ansteuerelektronik 60 ist in einem Elektronikgehäuse vorgesehen, welches auf der Außenseite des Motorgehäuses 34, insbesondere an der Gehäusehülle 34c beziehungsweise an dem Gehäuseabschnitt 34‘ angeordnet ist. Das Elektronikgehäuse 62 definiert somit einen zusätzlichen Innenraum, der von dem Innenraum des Motorgehäuses 34 getrennt ist (über den Gehäuseabschnitt 34‘). Zwischen der Ansteuerelektronik 60 und dem Innenraum des Motorgehäuses 34 können sich Kabel erstrecken, um die Ansteuerelektronik 60 mit den Elektromotoren 30, 32 zu verbinden. Insbesondere weist die Gehäusehülle 34c eine Öffnung auf, durch die hindurch sich Leitungen erstrecken können.
-
Auch das Elektronikgehäuse 62 weist vorzugsweise eine Öffnung auf, durch die hindurch sich Leitungen 68 zu einem Steckanschluss 64 erstrecken können, welcher sich wiederum in einem eigenen (offenen) Steckergehäuse 66 befindet. Das Steckergehäuse 66 ist in einer Aufnahmerichtung der Steckverbindung offen, damit ein Stecker eingesteckt werden kann. Die Steckverbindung 64 umfasst eine Vielzahl von Pins oder Buchsen, die vorzugsweise in ein oder mehreren Zeilen angeordnet sind, um üblicherweise eine elektrische Steckverbindung zu ermöglichen.
-
Die Ansteuerelektronik 60 umfasst vorzugsweise Leistungselektronik, insbesondere Leistungsschalter wie MOSFETs, allgemein Transistoren oder auch Thyristoren, mit denen der Leistungsfluss zu und von den elektrischen Maschinen gesteuert werden kann. Die Ansteuerelektronik kann ferner optional Steuerschaltkreise umfassen, um die in der Ansteuerelektronik 60 vorgesehenen Leistungsschalter zu steuern.
-
Die elektrischen Maschinen 30 und 32 sind vorzugsweise fremd-, selbst- oder permanentmagneterregte elektrische Maschinen, insbesondere Gleichstrommaschinen oder auch Synchronmaschinen.
-
Die erste elektrische Maschine kann als Starter für den Verbrennungsmotor 52 dienen und auch als Generator dienen, der von dem Verbrennungsmotor 52 betrieben wird. Somit ist die erste elektrische Maschine ein Starter-/Generator. Die zweite elektrische Maschine ist vorzugsweise ein Motor mit dem sich eine zusätzliche Drehzahl an dem Hohlrad 24 erzeugen lässt, das sich zu der Drehzahl der Welle W1 hinzuaddiert, um mit der summierten Drehzahl das Verdichterrad 40 anzutreiben. Gegebenenfalls kann die zweite elektrische Maschine 32 auch als Generator verwendet werden. Grundsätzlich kann die erste elektrische Maschine als Motor, als Motor/Generator oder als Generator realisiert und angeschlossen sein, wobei dies auch für die zweite elektrische Maschine unabhängig von der ersten elektrischen Maschine gilt.
-
Die in 1 dargestellte Aufladevorrichtung zeigt auf schematische Weise, dass die erste und die zweite elektrische Maschine auf einer anderen Seite des Planetengetriebes vorgesehen sind wie das Verdichterrad. Die 1 zeigt nur einen schematischen, vereinfachten Aufbau, wobei gegebenenfalls vorliegende Kupplungen Freiläufe oder Getriebe, welche anhand von 1 bislang nicht beschrieben wurden, ebenso in der Aufladevorrichtung vorgesehen sein können. Diese weiteren Komponenten ändern jedoch nichts an der grundlegenden Ausgestaltung, der gemäß beide (oder allgemein alle oder mindestens zwei) der elektrischen Maschinen der Aufladevorrichtung auf der gleichen Seite des Planetengetriebes vorgesehen sind.
-
Die in 1 dargestellten Gehäuse sind in Längsachsenrichtung einander beabstandet dargestellt, insbesondere zur besseren Übersicht und zur besseren Erfassbarkeit des modularen Aufbaus. Die Gehäuse können unmittelbar aneinandergrenzen (oder in einander übergehen), wobei insbesondere Stirnseiten, die unmittelbar einander zugewandt sind, auch einteilig ausgeführt sein können. Etwa die Stirnseite 34b und die Stirnseite des Getriebegehäuses, das den elektrischen Maschinen zugewandt ist, kann durch eine einzige Gehäusewand realisiert sein. Diese Gehäusewand kann eine stirnseitige Gehäusewand des Motorgehäuses oder des Getriebegehäuses sein. Ebenso können die Stirnseiten des Getriebegehäuses und des Verdichtergehäuses, die einander zugewandt sind, als eine einzige Gehäusewand realisiert sein. Diese Gehäusewand kann eine stirnseitige Gehäusewand des Getriebegehäuses oder des Verdichtergehäuses sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Aufladevorrichtung
- 20
- Planetengetriebe
- 22
- Planetenräder
- 24
- Hohlrad
- 26
- Sonnenrad
- 30, 32
- erste, zweite elektrische Maschine
- 30a, 32a
- Stator der ersten / der zweiten elektr. Maschine
- 30b, 32b
- Rotor der ersten /der zweiten elektr. Maschine
- 34
- Motorgehäuse
- 34‘
- Gehäuseabschnitt des Motorgehäuses
- 34a
- Stirnseite des Motorgehäuses 34, dem Verbrennungsmotor bzw. dem Verbrennungsmotoranschluss zugewandt
- 34b
- Stirnseite des Motorgehäuses 34, dem Planetengetriebe
- 20
- zugewandt
- 36
- Kühlkanäle in oder an dem Motorgehäuse
- 38
- Befestigungselement zur Befestigung der elektrischen Maschinen mit dem Motorgehäuse
- 40
- Verdichterrad
- 42
- Wellenabschnitt, befestigt an dem Verdichterrad 40
- 50
- Verbrennungsmotoranschluss
- 52
- Verbrennungsmotor
- 54
- Abtriebswelle des Verbrennungsmotors 52
- 60
- Ansteuerelektronik
- 62
- Elektronikgehäuse
- 64
- Steckverbindung
- 66
- Steckverbindungsgehäuse
- 68
- Leitungen
- L1–L7
- Lager für Wellen W1 bis W3 bzw. für Hohlrad 24
- W1
- Welle, befestigt an der ersten el. Maschine
- W2
- Hohlwelle, befestigt an der zweiten el. Maschine
- W3
- Welle, Sonnenrad 26 mit Verdichterrad 40 verbindet
- I
- erstes Modul beziehungsweise Motormodul
- II
- zweites Modul beziehungsweise Getriebemodul
- III
- drittes Modul beziehungsweise Verdichtermodul
- L
- Längsachsenrichtung beziehungsweise Drehachse der Wellen W1, W2 und W3
-
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
-
