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Die Erfindung betrifft eine Antriebsstrangbaugruppe für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrzeug mit dieser Antriebsstrangbaugruppe.
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Hybridfahrzeuge weisen jeweils einen Elektromotor auf, welcher ein Traktionsmoment zum Antrieb des Fahrzeugs bereitstellt. Bei einem elektromotorischen Fahren steht der Elektromotor mit den angetriebenen Rädern in Wirkverbindung, so dass das Traktionsmoment von dem Elektromotor auf die Räder übertragen werden kann. In gleicher Weise stehen Elektromotor und angetriebene Räder bei einer Hybridfahrweise in Wirkverbindung. Bei einem rein verbrennungsmotorischen Fahren ist der Elektromotor jedoch deaktiviert. Es ist möglich, dass der Elektromotor mit den angetriebenen Rädern in Wirkverbindung bleibt, so dass ein Bereitstellen eines Traktionsmoments durch den Elektromotor sehr schnell umgesetzt werden kann. Allerdings hat diese Betriebsstrategie den Nachteil, dass der Elektromotor während der Fahrt mitgeschleppt werden muss, so dass die sich drehenden Massen erhöht sind. Alternativ ist es möglich, dass der Elektromotor durch eine Kupplungseinrichtung von dem Antriebsstrang abgekoppelt wird, was den Vorteil hat, dass keine unnötigen Massen mit gedreht werden.
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Die Druckschrift
DE 10 2015 223 559 B3 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart eine Kupplungsanordnung für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug mit der Kupplungsanordnung, wobei die Kupplungsanordnung als eine Fliehkraftkupplung ausgebildet ist. Eine Antriebswelle ist mit einem Elektromotor, eine Abtriebswelle ist mit einem Abtrieb wirkverbunden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antriebsstrangabschnitt für ein Fahrzeug hinsichtlich der Fertigungskosten und/oder Baugröße zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsstrangbaugruppe mit dem Merkmal des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Gegenstand der Erfindung ist somit eine Antriebsstrangbaugruppe, welche für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen handeln, es kann sich jedoch auch um einen Bus, Lastkraftwagen, Trike, Motorrad, etc. handeln.
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Die Antriebsstrangbaugruppe ist als ein Abschnitt des Antriebsstrangs des Fahrzeugs ausgebildet. Sie stellt somit einen Unterabschnitt des Antriebsstrangs des Fahrzeugs dar.
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Die Antriebsstrangbaugruppe weist einen Eingangsschnittstellenbereich zur Ankopplung eines Elektromotors auf. Der Elektromotor dient zum Antrieb des Fahrzeugs, insbesondere der Elektromotor als ein Traktionsmotor ausgebildet. Vorzugsweise ist der Elektromotor ausreichend dimensioniert, um das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit von größer als 30 km/h zu bringen. Vorzugsweise ist der Elektromotor als ein 48V-Motor ausgebildet. Der Elektromotor kann auch als elektrische Maschine bezeichnet werden und/oder als Generator verwendet werden Der Eingangsschnittstellenbereich kann als ein mechanischer Schnittstellenbereich ausgebildet sein. Alternativ hierzu ist der Eingangsschnittstellenbereich als ein virtueller und/oder logischer Bereich der Antriebsstrangbaugruppe und/oder des Antriebsstrangs ausgebildet. Optional bildet der Elektromotor einen Teil der Antriebsstrangbaugruppe.
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Ferner weist die Antriebsstrangbaugruppe einen Ausgangsschnittstellenbereich zur Ankopplung eines Abtriebs auf. Der Abtrieb kann beispielsweise eine Differentialeinrichtung umfassen. Optional bildet der Abtrieb einen Teil der Antriebsstrangbaugruppe.
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Die Antriebsstrangbaugruppe weist eine Fliehkraftkupplung auf, wobei die Fliehkraftkupplung in einem Antriebsmomentenpfad insbesondere seriell angeordnet ist, wobei der Antriebsmomentenpfad zumindest von dem Eingangsschnittstellenbereich zu dem Ausgangsschnittstellenbereich führt. Die Fliehkraftkupplung hat die Funktion, den Antriebsmomentenpfad bei Überschreitung eines Grenzwerts für eine Drehzahl durch Öffnen der Fliehkraftkupplung zu trennen. Somit ist der Antriebsmomentenpfad unterhalb des Grenzwerts für die Drehzahl geschlossen und oberhalb des Grenzwerts für die Drehzahl geöffnet. Die Steuerung der Fliehkraftkupplung erfolgt durch Zentrifugalkraft bei der Rotation der Fliehkraftkupplung. Ein Vorteil der Fliehkraftkupplung ist es, dass unnötige Massen abgekoppelt werden und dass die Fliehraftkupplung einen Bauteilschutz gegen Überspannung darstellt.
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Die Fliehkraftkupplung weist einen Eingangsabschnitt und einen Ausgangsabschnitt auf. Im geschlossenen Zustand der Fliehkraftkupplung sind der Eingangsabschnitt und der Ausgangsabschnitt drehfest miteinander verbunden. Im geöffneten Zustand der Fliehkraftkupplung können der Eingangsabschnitt und der Ausgangsabschnitt unabhängig voneinander drehen.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Antriebsstrangbaugruppe, insbesondere die Fliehkraftkupplung, eine Eingangsgetriebekomponente aufweist. Die Eingangsgetriebekomponente ist einer Eingangsgetriebeunterbaugruppe zugeordnet, insbesondere bildet diese eine Komponente der Eingangsgetriebeunterbaugruppe. Die Eingangsgetriebeunterbaugruppe ist in dem Antriebsmomentenpfad vor der Fliehkraftkupplung angeordnet. Der Eingangsabschnitt ist als ein Träger für die Eingangsgetriebekomponente der der Fliehkraftkupplung im Antriebsmomentenpfad vorgeschalteten Eingangsgetriebeunterbaugruppe ausgebildet. Der Eingangsabschnitt ist mit der Eingangsgetriebekomponente gefügt.
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Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass die Antriebsstrangbaugruppe, insbesondere die Fliehkraftkupplung, eine Ausgangsgetriebekomponente aufweist. Die Ausgangsgetriebekomponente ist einer Ausgangsgetriebeunterbaugruppe zugeordnet, insbesondere bildet diese eine Komponente der Ausgangsgetriebeunterbaugruppe. Die Ausgangsgetriebeunterbaugruppe ist in dem Antriebsmomentenpfad nach der Fliehkraftkupplung angeordnet. Der Ausgangsabschnitt ist als ein Träger für die Ausgangsgetriebekomponente der der Fliehkraftkupplung im Antriebsmomentenpfad nachgeschalteten Ausgangsgetriebeunterbaugruppe ausgebildet. Der Ausgangsabschnitt ist mit der Ausgangsgetriebekomponente gefügt.
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Unter Fügen wird insbesondere ein stoffschlüssiges Fügen, im Speziellen ein Schweißen verstanden. Alternativ wird darunter ein kraftschlüssiges Fügen verstanden, im Speziellen eine Pressverbindung verstanden.
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Es ist ein Vorteil der Erfindung, dass durch die Integration der Getriebekomponente, also der Eingangsgetriebekomponente und/oder der Ausgangsgetriebekomponente, in die Fliehkraftkupplung eine Bauteilsynthese von Fliehkraftkupplung und Getriebe, insbesondere Eingangsgetriebeunterbaugruppe und/oder Ausgangsgetriebeunterbaugruppe, erfolgt. Dadurch wird die Fliehkraftkupplung hinsichtlich der Getriebeintegration weiter optimiert, insbesondere wird die Baugröße der Antriebsstrangbaugruppe verkleinert. Durch die ergänzende Nutzung der Fliehkraftkupplung als Träger für die Getriebekomponente können Bauteile oder Bauteilabschnitte eingespart werden, so dass auch die Fertigungskosten vergünstigt werden.
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Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist die Getriebekomponente, insbesondere die Eingangsgetriebekomponente und/oder die Ausgangsgetriebekomponente, als ein Zahnrad, insbesondere ein Stirnzahnrad, als ein Hohlrad, insbesondere mit einer Innenverzahnung, als ein Sonnenrad, insbesondere als Teil eines Planetentriebs oder als ein Planetenträger, insbesondere als Teil eines Planetentriebs ausgebildet. Damit bildet die Getriebekomponente zugleich eine Schnittstelle zur Übertragung des Antriebsmoments in dem Antriebsmomentenpfad.
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Alternativ oder ergänzend ist die Eingangsgetriebeunterbaugruppe als ein Planetentrieb, eine Planetenstufe und/oder als ein Planetengetriebe ausgebildet. Alternativ oder ergänzend ist die Ausgangsgetriebeunterbaugruppe als ein Planetentrieb, eine Planetenstufe und/oder als ein Planetengetriebe ausgebildet. Alternativ hierzu kann die Eingangsgetriebeunterbaugruppe und/oder die Ausgangsgetriebeunterbaugruppe als ein Stirnradgetriebe oder als ein Kegelradgetriebe realisiert sein.
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Bei einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann der Eingangsabschnitt der Fliehkraftkupplung einen Eingangsgehäusebereich aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann der Ausgangsabschnitt der Fliehkraftkupplung einen Ausgangsgehäusebereich aufweisen. Die Getriebekomponente ist mit dem Gehäusebereich, insbesondere dem Eingangsgehäusebereich oder dem Ausgangsgehäusebereich, gefügt. Damit bildet der Gehäusebereich den Träger für die Getriebekomponente. Ferner wird durch diese Ausgestaltung erreicht, dass der Teilkreisdurchmesser, auf den die Getriebekomponente aufgesetzt wird, vergleichsweise groß sein kann, was vorteilhaft bei der Wahl der Übersetzung verwendet werden kann.
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Bei einer bevorzugten konstruktiven Weiterbildung ist der Gehäusebereich, insbesondere der Eingangsgehäusebereich und/oder der Ausgangsgehäusebereich, als ein Blechtopf ausgebildet. Der Blechtopf kann einen Flanschabschnitt, einen Axialwandabschnitt und einen Zylinderabschnitt aufweisen, wobei diese drei Abschnitte einstückig miteinander verbunden sind, so dass der Blechtopf gebildet ist. Insbesondere ist Axialwandabschnitt zwischen dem Zylinderabschnitt und dem Flanschabschnitt angeordnet. Die Getriebekomponente kann wahlweise mit dem Flanschabschnitt, dem Axialwandabschnitt oder mit dem Zylinderabschnitt gefügt sein. In Abhängigkeit des gewünschten Teilkreisdurchmesser und in Abhängigkeit der gewünschten axialen Position der Getriebekomponente kann auf diese Weise eine Anwendung angepasste Position gewählt werden.
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Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung weist der Eingangsabschnitt einen Eingangswellenbereich und/oder der Ausgangsabschnitt einen Ausgangswellenbereich auf. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Getriebekomponente mit dem Wellenbereich, insbesondere dem Eingangswellenbereich oder Ausgangswellenbereich, gefügt ist. Besonders bevorzugt ist der Eingangswellenbereich und/oder der Ausgangswellenbereich verliersicher in der Fliehkraftkupplung angeordnet.
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Optional umfasst die Antriebsstrangbaugruppe die Eingangsgetriebeunterbaugruppe und/oder die Ausgangsgetriebeunterbaugruppe.
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In einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung bilden die Eingangsgetriebeunterbaugruppe eine erste Übersetzungsstufe und die Ausgangsgetriebeunterbaugruppe eine zweite Übersetzungsstufe. Vorzugsweise übersetzen beide Übersetzungsstufen vom Schnellen ins Langsame, um die hohe Drehzahl des Elektromotors im Antriebsmomentenpfad zu reduzieren.
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Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die Eingangsgetriebeunterbaugruppe als ein Übersetzungsstufe und die Ausgangsgetriebeunterbaugruppe als eine Differentialstufe, insbesondere als eine Differentialeinrichtung ausgebildet.
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Bei einer weiteren alternativen Ausgestaltung umfasst die Antriebsstrangbaugruppe den Elektromotor, wobei ein Rotor des Elektromotors einen oder den Eingangswellenbereich der Fliehkraftkupplung bildet. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Ausgangsgetriebeunterbaugruppe eine Getriebestufe bildet.
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Die Getriebestufe und/oder die Kombination der Eingangsgetriebeunterbaugruppe und der Ausgangsgetriebeunterbaugruppe kann als eingängiges oder mehrgängiges Getriebe ausgebildet sein.
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Die Fliehkraftkupplung ist vorzugsweise so ausgebildet, wie dies in der eingangs zitierten Druckschrift
DE 10 2015 223 559 B3 offenbart ist, deren Inhalt mittels Referenzierung in die vorliegende Offenbarung integriert wird.
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Bei einer möglichen Weiterbildung der Erfindung weist der Ausgangsabschnitt der Fliehkraftkupplung einen oder den bereits beschriebenen Ausgangs Wellenabschnitt und einen oder den bereits beschriebenen Ausgangsgehäusebereich auf. Es ist optional vorgesehen, dass der Ausgangswellenabschnitt oder der Ausgangsgehäusebereich eine Schnittstelle zur Ankopplung eines Verbrennungsmotors bildet. In dieser Ausgestaltung setzt der Ausgangsabschnitt der Fliehkraftkupplung oder die Fliehkraftkupplung selbst eine Summierfunktion für das Antriebsdrehmoment des Elektromotors und das Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors um. Optional bildet der Verbrennungsmotor einen Teil der Antriebsstrangbaugruppe.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung wird durch ein Fahrzeug gebildet, welches die Antriebsstrangbaugruppe aufweist. Das Fahrzeug ist insbesondere als ein Hybridfahrzeug ausgebildet. Insbesondere kann die Antriebsstrangbaugruppe in einer P3-Konfiguration oder in einer P4-Konfiguration in dem Fahrzeug integriert sein.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Diese zeigen:
- 1 eine schematische Blockdarstellung eines Fahrzeugs mit einer Antriebsstrangbaugruppe als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 in gleicher Darstellung wie in 1 ein Fahrzeug mit einer Antriebsstrangbaugruppe als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 3 in gleicher Darstellung wie in 1 und 2 ein Fahrzeug mit einer Antriebsstrangbaugruppe als ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 4 eine schematische Darstellung einer Antriebsstrangbaugruppe als ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 5 eine schematische Darstellung einer Antriebsstrangbaugruppe als ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 6 eine schematische Darstellung einer Antriebsstrangbaugruppe als ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 7 eine schematische Darstellung einer Antriebsstrangbaugruppe als ein siebtes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 8 eine schematische Darstellung einer Antriebsstrangbaugruppe als ein achtes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 9 eine schematische Darstellung einer Antriebsstrangbaugruppe als ein neuntes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 10 eine schematische Darstellung einer Antriebsstrangbaugruppe als ein zehntes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Gleiche oder einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt in einem schematischen Blockdiagramm ein Fahrzeug 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fahrzeug 1 ist als ein Hybridfahrzeug ausgebildet.
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Das Fahrzeug 1 weist eine Antriebsstrangbaugruppe 2 sowie einen Elektromotor 3 und einen Verbrennungsmotor 6 auf. Der Elektromotor 3 ist über einen Eingangsschnittstellenbereich 37 angebunden. Die Antriebsstrangbaugruppe 2 bildet einen elektromotorischen Antriebsmomentenpfad M von dem Elektromotor 3 zu einem Abtrieb 4, welcher mit angetriebenen Rädern 5a, b wirkverbunden ist. Der Abtrieb ist über einen Ausgangsschnittstellenbereich 38 angebunden. Das Fahrzeug 1 weist einen Verbrennungsmotor 6 auf, welcher bei einer ersten Alternative auf eine andere Achse des Fahrzeugs 1 wirkt oder bei einer zweiten Alternative auf die Achse der angetriebenen Räder 5a, b wirkt.
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Die Antriebsstrangbaugruppe 2 weist eine Eingangsgetriebeunterbaugruppe 7 und/oder eine Ausgangsgetriebeunterbaugruppe 8 auf. Ferner weist die Antriebsstrangbaugruppe 2 eine Fliehkraftkupplung 9 auf. Die Eingangsgetriebeunterbaugruppe 7 ist im Antriebsmomentenpfad M seriell vor der Fliehkraftkupplung 9 angeordnet. Die Ausgangsgetriebeunterbaugruppe 8 ist im Antriebsmomentenpfad M seriell hinter der Fliehkraftkupplung 9 angeordnet.
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Die Fliehkraftkupplung 9 hat die Funktion, unterhalb eines Grenzwerts für eine Drehzahl, welche über den Antriebsmomentenpfad M übertragen wird, den Antriebsmomentenpfad M zu schließen und oberhalb des Grenzwerts für die Drehzahl den Antriebsmomentenpfad M zu öffnen. Das Öffnen und Schließen des Antriebsmomentenpfad M bzw. der Fliehkraftkupplung 9 erfolgt selbsttätig, da dieses durch die Rotation der Fliehkraftkupplung 9 erzeugte Fliehkraft umgesetzt ist.
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Die Fliehkraftkupplung 9 weist einen Eingangsabschnitt 10 und einen Ausgangsabschnitt 11 auf. Bei einem Öffnen der Fliehkraftkupplung 9 können der Eingangsabschnitt 10 und der Ausgangsabschnitt 11 mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren, bei einem Schließen der Fliehkraftkupplung 9 sind der Eingangsabschnitt 10 und der Ausgangsabschnitt 11 miteinander drehfest gekoppelt.
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Die Antriebsstrangbaugruppe 2 weist eine Eingangsgetriebekomponente 12 und/oder eine Ausgangsgetriebekomponente 13 auf. Die Eingangsgetriebekomponente 12 ist mit dem Eingangsabschnitt 10 gefügt, beispielsweise stoffschlüssig oder kraftschlüssig oder formschlüssig verbunden. Die Ausgangsgetriebekomponente 13 ist mit dem Ausgangsabschnitt 11 gefügt, beispielsweise stoffschlüssig oder kraftschlüssig oder formschlüssig verbunden. Damit bildet der Eingangsabschnitt 10 einen Träger für die Eingangsgetriebekomponente 12 und der Ausgangsabschnitt 11 einen Träger für die Ausgangsgetriebekomponente 13.
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In dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Eingangsgetriebeunterbaugruppe 7 als eine erste Getriebestufe ausgebildet, welche beispielsweise vom Schnellen ins Langsame übersetzt. Die Ausgangsgetriebeunterbaugruppe 8 ist als eine zweite Getriebestufe ausgebildet, welche ebenfalls vom Schnellen ins Langsame übersetzt. Die Getriebestufen können jeweils als Planetengetriebestufe oder Stirnradgetriebestufe ausgebildet sein. Die Eingangsgetriebekomponente 12 bildet eine Komponente in der Eingangsgetriebeunterbaugruppe 7, die Ausgangsgetriebekomponente 13 bildet eine Komponente in der Ausgangsgetriebeunterbaugruppe 8. Beispielsweise sind die Getriebekomponenten 12,13 jeweils als Stirnzahnrad, Sonnenrad, Hohlrad etc. ausgebildet. Damit erfolgt eine Bauteilsynthese von Fliehkraftkupplung 9 mit dem Getriebe, insbesondere der Eingangsgetriebeunterbaugruppe 7 und der Ausgangsgetriebeunterbaugruppe 8.
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In der 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in der gleichen Darstellung wie in der 1 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Antriebsstrangbaugruppe 2 jedoch nur die Ausgangsgetriebeunterbaugruppe 8 auf, welche als eine Getriebestufe ausgebildet ist. Die Getriebestufe kann zweistufig realisiert sein. Die Antriebsstrangbaugruppe 2 weist die Ausgangsgetriebekomponente 13 auf, welche wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel vom Ausgangsabschnitt 11 getragen ist. In gleicher Weise kann die Ausgangsgetriebekomponente 13 ein Stirnzahnrad, ein Sonnenrad, ein Planetenträger etc. sein. Der Eingangsabschnitt 10 der Fliehkraftkupplung 9 kann trennbar mit dem Elektromotor 3 verbunden sein, es ist jedoch auch möglich, dass der Elektromotor 3 einen Rotor 14 aufweist, welcher einstückig in die Fliehkraftkupplung 9 geführt ist und mit dem Eingangsabschnitt 10 drehfest verbunden ist.
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In der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung in der gleichen Darstellung wie in den vorhergehenden Figuren gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Antriebsstrangbaugruppe 2 die Eingangsgetriebeunterbaugruppe 7 auf, welche wieder als eine Getriebestufe wie in dem Ausführungsbeispiel in der 2 ausgebildet ist, jedoch seriell vor die Fliehkraftkupplung 9 gesetzt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Antriebsstrangbaugruppe 2 die Eingangsgetriebekomponente 12 auf, welche von dem Eingangsabschnitt 10 getragen ist und einen Teil der Getriebestufe bildet. Die Ausgangsgetriebeunterbaugruppe 8 ist als eine Differentialeinrichtung ausgebildet, welche das Antriebsmoment auf die angetriebenen Räder 5a, b verteilt. Die Ausgangsgetriebekomponente 13 bildet einen Teil der Differentialeinrichtung 35 und ist zugleich von dem Ausgangsabschnitt 11 getragen. Zum Beispiel ist die Ausgangsgetriebekomponente 13 als ein Zahnrad der Differentialeinrichtung 35, ausgebildet.
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Die 4 zeigt die Antriebsstrangbaugruppe 2 aus der 1 in einer möglichen, konkretisierten Ausgestaltung. Die Eingangsgetriebeunterbaugruppe 7 ist als ein Planetengetriebe 15 ausgebildet, wobei der Rotor 14 des Elektromotors 3 mit einem Sonnenrad 16 des Planetengetriebes 15 drehfest verbunden ist. Ferner weist das Planetengetriebe 15 ein stationär angeordnetes Hohlrad 17 sowie einen Planetenträger 18 auf, wobei auf dem Planetenträger 18 eine Mehrzahl von Planetenrädern 19 drehbar gelagert sind.
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Die Fliehkraftkupplung 9 ist als eine Lamellenkupplung ausgebildet wobei der Eingangsabschnitt 10 ein Eingangswellenbereich 20 und der Ausgangsabschnitt 11 einen Ausgangswellenbereich 21 sowie einen Ausgangsgehäusebereich 22 aufweist. Der Eingangswellenbereich 20 ist drehfest mit dem Eingangsabschnitt 10 verbunden, der Ausgangswellenbereich 21 und der Ausgangsgehäusebereich 22 sind drehfest mit dem Ausgangsabschnitt 11 verbunden.
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Der Planetenträger 18 ist auf dem Eingangswellenbereich 20 gefügt, drehfest angeordnet und/oder mit diesem stoffschlüssig verbunden. Damit bildet der Eingangswellenbereich 20 und somit der Eingangsabschnitt 10 einen Träger für den Planetenträger 18, welcher die Eingangsgetriebekomponente 12 repräsentiert.
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Die Ausgangsgetriebeunterbaugruppe 8 ist als ein weiteres Planetengetriebe 23 ausgebildet und weist ein Sonnenrad 24, ein weiteres Hohlrad 25, einen weiteren Planetenträger 26 und weitere Planetenräder 27 auf. Das weitere Sonnenrad 24 ist auf dem Ausgangsabschnitt 12, insbesondere auf dem Ausgangsgehäusebereich 22 aufgesetzt und mit diesem gefügt, insbesondere stoffschlüssig verbunden. Damit bildet der Ausgangsgehäusebereich 22 und somit der Ausgangsabschnitt 11 einen Träger für das weitere Sonnenrad 24, welches die Ausgangsgetriebekomponente 13 repräsentiert.
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Die 5 zeigt Varianten des Ausführungsbeispiels in der 4, wobei das weitere Sonnenrad 24 wahlweise auf dem Ausgangswellenbereich 21 oder auf dem Ausgangsgehäusebereich 22 aufgesetzt sein kann. Der Ausgangsgehäusebereich 22 setzt sich zusammen aus einem Flanschabschnitt 28, einem Axialwandabschnitt 29 und einem Zylinderabschnitt 30, welche gemeinsam einen Topf bilden. Das weitere Sonnenrad 24 kann auf dem Flanschabschnitt 28, dem Axialwandabschnitt 29 oder auf dem Zylinderabschnitt 30 aufgesetzt sein.
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Mit den Kreisen werden Beispiele für Lagerungen 36 der Komponenten dargestellt.
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In der 6 ist eine weitere Alternative dargestellt, wobei statt des Planetenträgers 18 ein Zahnrad 31 auf dem Eingangswellenbereich 20 als Träger angeordnet und mit diesem gefügt ist. Analog ist auf dem Ausgangsabschnitt 11 an den gleichen Stellen wie in der 5 ein weiteres Sonnenrad 24 und ein weiteres Zahnrad 32 angeordnet.
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In der 7 ist eine erste Integration der Alternative in der 6 dargestellt, wobei ein Gegenzahnrad 33 mit dem Zahnrad 31 kämmt. Das Gegenzahnrad 33 ist koaxial zum Elektromotor 3 angeordnet und wird von diesem angetrieben. Das Zahnrad 31 und das Gegenzahnrad 33 bilden die Eingangsgetriebeunterbaugruppe 7. Ferner weist der Antriebsstrangbaugruppe 2 ein weiteres Gegenzahnrad 34 auf, welches mit dem weiteren Zahnrad 32 kämmt. Weiteres Zahnrad 32 und weiteres Gegenzahnrad 34 bilden gemeinsam die Ausgangsgetriebeunterbaugruppe 8. Das weitere Gegenzahnrad 34 ist mit einer Differentialeinrichtung 35 als Abtrieb 4 wirkverbunden.
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In der 8 ist eine zweite Integration der Alternative in der 6 dargestellt, wobei bei der Alternative in der 7 der Elektromotor 3 und die Differentialeinrichtung 35 auf der gleichen Seite der Antriebsstrangbaugruppe 2 angeordnet sind. Bei der Alternative in der 8 sind diese Komponenten z.B. auf der gegenüberliegenden Seiten der Antriebsstrangbaugruppe 2 angeordnet. Die Lagen der elektrischen Maschine 3 und dem Differential 35 sind frei wählbar.
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In der 9 ist eine weitere Alternative der Antriebsstrangbaugruppe 2 gezeigt, wobei der Elektromotor 3 koaxial zu Fliehkraftkupplung 9 angeordnet ist und unmittelbar mit dem Eingangsabschnitt 10 verbunden ist. Optional kann der Eingangswellenbereich 20 als Rotor 14 einen Teil des Elektromotors 3 bilden. Auf dem Ausgangsabschnitt 11 ist wieder das Zahnrad 31 aufgesetzt, welches - wie in dem Ausführungsbeispiel in der 2 schematisch dargestellt - die Ausgangsgetriebekomponente 13 in der Ausgangsgetriebeunterbaugruppe 8 bildet.
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In der 10 ist eine weitere Alternative der Antriebsstrangbaugruppe 2 gezeigt, welche eine mögliche Realisierung der Antriebsstrangbaugruppe 2 in der 3 ist. Der Eingangswellenbereich 20 kann hierbei eine Eingangsgetriebekomponente 12 tragen, welche eine Komponente der Eingangsgetriebeunterbaugruppe 7, ausgebildet als Getriebestufe trägt. Dargestellt ist, dass der Ausgangsabschnitt 11, insbesondere der Ausgangsgehäusebereich 22 das Zahnrad 31 trägt, welches in diesem Ausführungsbeispiel ein Teil von der Differentialeinrichtung 35 als Ausgangsgetriebeunterbaugruppe 8 bilden kann.
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Bei den Ausführungsbeispielen in den 4 - 10 weist der Ausgangsabschnitt 11 als mögliche mechanische Schnittstelle den Ausgangsgehäusebereich 22 und den Ausgangswellenbereich 21 auf. Es kann vorgesehen sein, dass die Ausgangsgetriebeunterbaugruppe 8 mit einem der Schnittstellen wirkverbunden ist und der Verbrennungsmotor 6 mit der anderen der Schnittstellen wirkverbunden ist, so dass der Ausgangsabschnitt 11 eine Summierfunktion einnimmt.
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Eine Motivation der Erfindung ist es, dass um zukünftige Emissionsgrenzwerte einhalten zu können, der konventionelle Antriebsstrang weiter optimiert werden muss. Eine kostengünstige und effektive Möglichkeit stellt die 48V (Mild-) Hybridisierung dar. Betrachtet wird eine elektrische Antriebseinheit, die in P3 oder P4 Anordnung vorzugsweise eingängig betrieben werden kann und ab einer definierten Fahrzeuggeschwindigkeit mittels der Fliehkraftkupplung 9 abgekoppelt wird. 48V (Mild-) Hybridisierung in P3 und/ oder P4 Anordnung, wobei die elektrische Maschine vorzugsweise eingängig ohne Abkopplung oder zweigängig betrieben wird. Eine elektrische Antriebseinheit (48V) als Elektromotor 3 soll in P3 oder P4 Anordnung vorzugsweise eingängig betrieben werden und ab einer definierten Fahrzeuggeschwindigkeit per Fliehkraftkupplung abgekoppelt werden. Die elektrische Maschine bzw. der Elektromotor wird grundlegend ins Langsame übersetzt (|i|>1). Die Fliehkraftkupplung 9 ist in einem ein- bzw. mehrstufigen Eingangsgetriebe bauraumoptimiert zu integrieren. Die Lösung besteht in einer Bauteilsynthese von Fliehkraftkupplung und Getriebe. Getriebezugehörige Bauteile wie Zahnräder und Planetensteg/Planetenträger sind auch Teil der Fliehkraftkupplung. Das Fügen der Bauteile ist mit gängiger Fügetechnologie möglich und kann kostenoptimal dargestellt werden. Für unterschiedliche Anordnungen im Antriebsstrang sind verschiedene Ausführungen vorstellbar. Die 4 bis 8 zeigen jeweils die Fliehkraftkupplung im Getriebe. Hierbei wird zwischen Stirnradgetriebe und Planetengetriebe unterschieden. Die möglichen Zahnradpositionen radseitig sind bei beiden Getriebeausführungen gleich. Die Unterscheidung wird motorseitig gemacht, siehe 5 und 6. Beim Stirnradgetriebe wird motorseitig ein Zahnrad auf die Antriebswelle platziert, beim Planetengetriebe ist es der Planetensteg/Hohlrad einer Planetenradstufe. Die Lagerungen sind beispielhaft dargestellt und können entsprechend der Anforderung variieren. Die Lage von elektrischer Maschine zur Differentialanbindung kann ebenfalls variieren, je nach Einbausituation im Fahrzeug, siehe 7 und 8. 4 zeigt eine Einbausituation im Planetengetriebe. Die Anbindung ist exemplarisch und kann auch weitere Varianten herbeiführen, wenn ein Hohlrad an der Antriebswelle und/oder das Differential anbindet und der Steg verblockt ist. Zudem kann anstatt eines Minusgetriebes (wenn Steg/Planetenträger fest dann dreht Sonnenrad und Hohlrad entgegengesetzt) ein Plusgetriebe (wenn Steg/ Planetenträger fest dann dreht Hohlrad und Sonnenrad nicht entgegengesetzt) eingesetzt werden. Ebenso sind auch Mischgetriebe (Kombination von Stirnradgetriebe und Planetengetriebe) möglich. Die Fliehkraftkupplung 9 mit Lagerung und integrierten Zahnrädern/Planetensteg bzw. Hohlrad kann aufgrund ihrer Anordnung im Getriebe als mechanisch schaltbare Zwischenwelle bezeichnet werden.
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Weitere Integrationsmöglichkeiten zeigen 9 und 10. Je nach Anforderung können die Zahnräder radseitig, wie in 5 oder 6 dargestellt, angeordnet sein. Die Motor zugewandte Kupplungswelle kann einmal Teil der elektrischen Maschine sein oder Teil der Getriebeausgangswelle, je nach Einbausituation. Die Lagerung kann somit an der Fliehkraftkupplung entfallen. Die Ausgangsgetriebekomponente auf der radseitig zugewandte Kupplungsseite wird je nach Anforderung und Ausführung am Kupplungsgehäuse bzw. auf dem entsprechenden Wellenabschnitt gelagert. Im gleichen Kontext können auch anderer Getriebeausführungen mit Kettenräder, Riemenscheiben, usw. mit der Fliehkraftkupplung kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Antriebsstrangbaugruppe
- 3
- Elektromotor
- 4
- Abtrieb
- 5a, b
- angetriebene Räder
- 6
- Verbrennungsmotor
- 7
- Eingangsgetriebeunterbaugruppe
- 8
- Ausgangsgetriebeunterbaugruppe
- 9
- Fliehkraftkupplung
- 10
- Eingangsabschnitt
- 11
- Ausgangsabschnitt
- 12
- Eingangsgetriebekomponente
- 13
- Ausgangsgetriebekomponente
- 14
- Rotor
- 15
- Planetengetriebe
- 16
- Sonnenrad
- 17
- Hohlrad
- 18
- Planetenträger
- 19
- Planetenräder
- 20
- Eingangswellenbereich
- 21
- Ausgangswellenbereich
- 22
- Ausgangsgehäusebereich
- 23
- weiteres Planetengetriebe
- 24
- weiteres Sonnenrad
- 25
- weiteres Hohlrad
- 26
- weitere Planetenträger
- 27
- weitere Planetenräder
- 28
- Flanschabschnitt
- 29
- Axialwandabschnitt
- 30
- Zylinderabschnitt
- 31
- Zahnrad
- 32
- weiteres Zahnrad
- 33
- Gegenzahnrad
- 34
- weiteres Gegenzahnrad
- 35
- Differentialeinrichtung
- 36
- Lagerungen
- 37
- Eingangsschnittstellenbereich
- 38
- Ausgangsschnittstellenbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015223559 B3 [0003, 0025]
