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Die Erfindung betrifft eine Hybridantriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Eine Hybridantriebsvorrichtung ist beispielsweise aus
WO 2017/008806 A1 bekannt. Die Hybridantriebsvorrichtung ist in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs angeordnet und umfasst einen Elektromotor mit einem festgelegten Stator und einem gegenüber diesem um eine Drehachse drehbaren Rotor und einen mit dem Verbrennungsmotor verbundenen und zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor angeordneten Drehschwingungsdämpfer mit einem Dämpfereingangsteil, das mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist und einem gegenüber dem Dämpfereingangsteil begrenzt verdrehbaren Dämpferausgangsteil, das über eine Trennkupplung mit dem Rotor verbunden ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Fluidversorgung an dem Elektromotor zu verbessern. Die Hybridantriebsvorrichtung soll einfacher, bauraumsparender und kostengünstiger aufgebaut sein. Der Elektromotor soll besser gekühlt werden.
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Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch eine Hybridantriebsvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann der Elektromotor einfach und effizient mit dem Fluid versorgt werden. Der Elektromotor kann insbesondere besser gekühlt werden.
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Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Der Verbrennungsmotor kann über das Drehbauteil mit dem Elektromotor verbunden sein.
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Die Hybridantriebsvorrichtung kann als Hybridmodul ausgeführt sein. Die Hybridantriebsvorrichtung kann wirksam zwischen dem Verbrennungsmotor und einem Abtrieb, beispielsweise einem Getriebe, angeordnet sein.
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Der Rotor kann mit einer Abtriebsnabe verbunden sein. Ein von dem Verbrennungsmotor bereitgestelltes Drehmoment kann über das Drehbauteil und den Rotor zu dem Abtrieb übertragbar sein. Das Drehbauteil kann ein drehmomentübertragendes Bauteil, wenigstens in Bezug auf ein von dem Verbrennungsmotor bereitgestelltes Drehmoment, sein. Die Fluidfördervorrichtung kann außerhalb einer unmittelbaren Drehmomentübertragung liegen.
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Das Drehbauteil kann mit dem Verbrennungsmotor drehfest verbunden sein. Das Drehbauteil kann gegenüber dem Rotor begrenzt verdrehbar sein. Zwischen dem Drehbauteil und dem Rotor kann eine drehfeste Verbindung bestehen. Das Drehbauteil kann einteilig aus dem Rotor ausgeführt sein.
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Ein Drehbauteil kann axial beabstandet zu einem weiteren Drehbauteil angeordnet sein. Der Rotor kann axial zwischen den beiden Drehbauteilen angeordnet sein. Jedes der Drehbauteile kann eine Fluidfördervorrichtung aufweisen.
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Die Fluidfördermittel können mit dem Drehbauteil fest verbunden, insbesondere einteilig ausgeführt, sein. Die Fluidfördervorrichtung kann mit dem Drehbauteil fest verbunden, insbesondere einteilig ausgeführt, sein. Die Fluidfördervorrichtung kann mit dem Drehbauteil vernietet sein. Die Fluidfördermittel können als Schaufeln ausgeführt sein. Die Fluidfördermittel können einen radial und/oder axial gerichteten Fluidstrom bereitstellen. Die Fluidfördervorrichtung und/oder das Drehbauteil kann als Gussbauteil ausgeführt sein. Die Fluidfördermittel können in dem Gussbauteil eingegossen sein. Die Fluidfördervorrichtung kann getrennt von dem Drehbauteil ausgeführt und mit diesem drehfest verbunden sein.
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Die Fluidfördervorrichtung kann unmittelbar neben dem Elektromotor angeordnet sein. Dadurch kann der Fluidstrom unmittelbar auf den Elektromotor geleitet werden. Ein axialer Zwischenraum zwischen der Fluidfördervorrichtung und dem Elektromotor kann frei von einem Bauteil, insbesondere von einem Gehäuseteil, sein.
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Das Fluid kann Luft und/oder eine Flüssigkeit, beispielsweise ein Kühlöl sein. Der Fluidstrom kann eine Kühlung und/oder Schmierung bewirken.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Fluidfördervorrichtung axial neben dem Stator und/oder dem Rotor angeordnet. Dadurch kann ein axialer Fluidstrom an dem Elektromotor bewirkt werden.
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In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist die Fluidfördervorrichtung radial überlappend zu dem Stator und/oder dem Rotor angeordnet. Dadurch kann der Elektromotor besonders effizient gekühlt werden.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Drehbauteil als mit dem Verbrennungsmotor verbundenes Schwungrad ausgeführt ist und die Fluidfördervorrichtung an dem Schwungrad angeordnet. Das Schwungrad kann eine Verringerung von Drehschwingungen des Verbrennungsmotors bewirken. Das Schwungrad kann eine über die Bauteilmasse, die der zur Drehmomentübertragung erforderlichen Bauteilabmessung zugeordnet ist, hinausgehende Bauteilmasse zur Erhöhung des Massenträgheitsmoments des Drehbauteils aufweisen.
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In einer speziellen Ausführung der Erfindung weist die Hybridantriebsvorrichtung einen zur Verringerung von Drehschwingungen wirksamen Drehschwingungsdämpfer auf, mit einem um die Drehachse drehbaren Dämpfereingangsteil und einem entgegen der Wirkung wenigstens eines Federelements gegenüber diesem begrenzt verdrehbaren Dämpferausgangsteil. Das Federelement kann eine Druckfeder, insbesondere eine Bogenfeder, sein.
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Die Fluidfördervorrichtung kann auch einen Fluidstrom an dem Drehschwingungsdämpfer bereitstellen. Dadurch kann der Drehschwingungsdämpfer geschmiert werden.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Fluidfördervorrichtung drehfest mit dem Dämpfereingangsteil verbunden. Die Fluidfördervorrichtung kann radial außerhalb von dem Federelement sein.
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In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist das Dämpferausgangsteil drehfest mit dem Rotor verbunden. Das Dämpferausgangsteil und/oder der Rotor kann mit einer Abtriebsnabe verbunden sein.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Federelement radial innerhalb und zumindest teilweise axial überlappend zu dem Rotor angeordnet. Das Federelement kann radial überlappend zu dem Drehbauteil angeordnet sein.
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In einer speziellen Ausführung der Erfindung ist der Rotor axial zwischen der Fluidfördervorrichtung und einem den Stator aufnehmenden Gehäuse angeordnet.
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Der Stator kann drehfest mit dem Gehäuse verbunden sein. Das Gehäuse kann sich axial neben dem Elektromotor nach radial innen erstrecken.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist ein Aussendurchmesser der Fluidfördervorrichtung größer als ein Aussendurchmesser des Stators. Auch kann ein Aussendurchmesser der Fluidfördervorrichtung kleiner oder gleich einem Aussendurchmesser des Stators sein. Ein Innendurchmesser eines die Fluidfördervorrichtung aufnehmenden Innenraums, beispielsweise begrenzt durch einen Motorblock des Verbrennungsmotors, kann größer als der Aussendurchmesser des Stators sein.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
- 1: Einen Halbschnitt einer Hybridantriebsvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 2: Einen Halbschnitt einer Hybridantriebsvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 3: Einen Halbschnitt einer Hybridantriebsvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 4: Eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Fluidfördervorrichtung einer Hybridantriebsvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 5: Eine Seitenansicht einer Fluidfördervorrichtung einer Hybridantriebsvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 6: Einen Halbschnitt einer Hybridantriebsvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 7: Einen Halbschnitt einer Hybridantriebsvorrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt einen Halbschnitt einer Hybridantriebsvorrichtung 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Hybridantriebsvorrichtung 10 ist in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs angeordnet. Der Antriebsstrang weist einen Verbrennungsmotor auf. Die Hybridantriebsvorrichtung 10 weist einen Elektromotor 12 mit einem festgelegten Stator 14 und einem gegenüber dem Stator 14 um eine Drehachse 16 drehbaren Rotor 18 auf. Das Fahrzeug kann durch ein von dem Verbrennungsmotor und/oder dem Elektromotor 12 bereitgestelltes Drehmoment bewegt werden.
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Der Stator 14 ist an einem Gehäuse 20 festgelegt, beispielsweise verschraubt. Das Gehäuse 20 ist an einem Motorblock 22 des Verbrennungsmotors radial außerhalb von dem Stator 14 befestigt. Zwischen dem Gehäuse 20 und dem Motorblock 22 ist ein axialer Zwischenraum 24 gebildet, in dem der Elektromotor 12 angeordnet ist.
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Weiterhin umfasst die Hybridantriebsvorrichtung 10 ein um die Drehachse 16 drehbares und mit dem Rotor 18 mitdrehend verbundenes Drehbauteil 26. Das Drehbauteil 26 ist insbesondere als Schwungrad ausgeführt, das mit einer Kurbelwelle 28 des Verbrennungsmotors drehfest verschraubt ist. Das Drehbauteil 26 ist über die Wirkung eines Drehschwingungsdämpfers 30 mit dem Rotor 18 gekoppelt. Der Drehschwingungsdämpfer 30 umfasst ein Dämpfereingangsteil 32, das mit dem Drehbauteil 26 vernietet ist. Weiterhin ist ein Dämpferausgangsteil 34 des Drehschwingungsdämpfers 30 mit dem Rotor 18 fest verbunden, insbesondere vernietet. Das Dämpferausgangsteil 34 ist über die Wirkung wenigstens eines Federelements 36, beispielsweise einer Druckfeder, gegenüber dem Dämpfereingangsteil 32 begrenzt verdrehbar.
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Der Drehschwingungsdämpfer 30 ist radial innerhalb von dem Rotor 18 angeordnet. Das Federelement 36 ist zumindest teilweise axial überlappend zu dem Rotor 18 und dem Stator 14 angeordnet. Der Rotor 18 ist mit einer Abtriebsnabe 38 verschweißt. Die Hybridantriebsvorrichtung 10 ist über eine radial zwischen dem Gehäuse 20 und der Abtriebsnabe 38 angeordnete Lagervorrichtung 40 an dem Gehäuse 20 gelagert. Die Lagervorrichtung 40 umfasst insbesondere zwei Wälzlager 42.
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An dem Drehbauteil 26 ist eine Fluidfördervorrichtung 44 aufgenommen, die Fluidfördermittel 46 zur durch Drehung des Drehbauteils 26 bewirkten Bereitstellung eines Fluidstroms 48 an dem Elektromotor 12 aufweist. Der Fluidstrom 48 kann eine Kühlung des Elektromotors 12 ermöglichen. Zwischen dem Drehbauteil 26 und dem Stator 14 liegt bei betriebenem Elektromotor 12 eine Drehzahldifferenz vor, durch die der Fluidstrom 48 gefördert wird.
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Die Fluidfördervorrichtung 44 ist axial neben dem Stator 14 und dem Rotor 18 und axial überlappend zu dem Rotor 18 und Stator 14 angeordnet. Die Fluidfördervorrichtung 44 ist insbesondere einteilig mit dem Drehbauteil 26 ausgeführt. Das Drehbauteil 26 kann als Gussbauteil ausgebildet sein. Die Fluidfördermittel 46 können als in dem Gussbauteil eingegossene Schaufeln ausgeführt sein, die den Fluidstrom 48 in radialer und axialer Richtung zu dem Elektromotor 12 bewirken.
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Der Rotor 18 ist axial zwischen der Fluidfördervorrichtung 44 und dem Gehäuse 20 angeordnet. Die Fluidfördervorrichtung 44 ist unmittelbar axial neben dem Elektromotor 12 angeordnet. Ein Zwischenraum 50 axial zwischen dem Elektromotor 12 und der Fluidfördervorrichtung 44 ist frei von einem Gehäuseteil, wodurch der Fluidstrom 48 unmittelbar auf den Elektromotor 12 geleitet wird.
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Die Fluidfördervorrichtung 44 weist einen Außendurchmesser Df auf, der kleiner gleich einem Außendurchmesser Ds des Stators 14 ist. Das den Fluidstrom 48 bildende Fluid kann Luft und/oder eine Flüssigkeit sein.
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In 2 ist ein Halbschnitt einer Hybridantriebsvorrichtung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Ein Außendurchmesser Df der Fluidfördervorrichtung 44 ist größer als ein Außendurchmesser Ds des Stators 14. Weiterhin ist in dem Motorblock 22 ein Innendurchmesser Dg größer als der Außendurchmesser Df der Fluidfördervorrichtung 44. Ein radial innerer Fluidfüllstanddurchmesser DI ist kleiner als der Außendurchmesser Df der Fluidfördervorrichtung 44 und insbesondere kleiner als der Außendurchmesser Ds des Stators 14.
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Das Fluid kann eine Flüssigkeit sein, die in einem radialen Außenbereich 52 der Fluidfördervorrichtung 44 in einem Flüssigkeitsspeicher 54 bevorratet ist. Bei drehendem Drehbauteil 26, mit dem die Fluidfördervorrichtung 44 drehfest verbunden ist, kann das Fluid unter Bereitstellung des Fluidstroms 48 aus dem Flüssigkeitsspeicher 54 geschöpft und zu dem Elektromotor 12 gefördert werden.
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Der Flüssigkeitsspeicher 54 kann radial außerhalb von dem Rotor 18 liegen. Dadurch kann eine unbeeinträchtigte Drehung des Rotors 18 ermöglicht werden. Der Flüssigkeitsspeicher 54 kann umfangseitig begrenzt ausgedehnt sein. Beispielsweise kann der Flüssigkeitsspeicher 54 in einem in Bezug auf die Schwerkraft unteren Abschnitt der Hybridantriebsvorrichtung 10 liegen. Auch kann der Flüssigkeitsspeicher 54 bei drehendem Drehbauteil 26 umfangsseitig geschlossen sein und die Fluidfördermittel 46 können umfangsseitig durchgängig von dem Flüssigkeitsspeicher 54 schöpfen.
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3 zeigt einen Halbschnitt einer Hybridantriebsvorrichtung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Aufbau gleicht dabei dem in 2 dargestellten Aufbau, bis auf nachfolgend genannte Unterschiede. Die Fluidfördermittel 46 sind weiter nach radial innen verlängert, um einen Fluidstrom 48 zu dem Drehschwingungsdämpfer 30 bereitzustellen. Hierfür weist das Dämpfereingangsteil 32 Ausschnitte 56 zur Durchströmung mit dem Fluid in Richtung zu den Federelementen 36 auf. Dadurch kann eine Schmierung des Drehschwingungsdämpfers 30 bewirkt werden.
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In 4 ist eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Fluidfördervorrichtung 44 einer Hybridantriebsvorrichtung 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Fluidfördermittel 46 umfassen Schaufeln, die in der Art von Propellerschaufeln einen axial gerichteten Fluidstrom 48 fördern, wenn sich das Drehbauteil 26 in die angegebene Drehrichtung 58 dreht.
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5 zeigt eine Seitenansicht einer Fluidfördervorrichtung 44 einer Hybridantriebsvorrichtung 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Fluidfördermittel 46 umfassen Schaufeln, die das Fluid aus einem radialen Außenbereich 52 nach radial innen leiten und von dort beispielsweise axial in Richtung zu dem Elektromotor fördern. Der Fluidstrom 48 wird bewirkt, wenn sich das Drehbauteil 26 in die angegebene Drehrichtung 58 dreht.
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In 6 ist ein Halbschnitt einer Hybridantriebsvorrichtung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Ein Drehbauteil 26 ist als Schwungrad ausgeführt und weist eine Fluidfördervorrichtung 44 auf. Ein weiteres Drehbauteil 26 ist axial beabstandet zu dem Schwungrad angeordnet und weist eine weitere Fluidfördervorrichtung 44 auf. Der Rotor 18 ist axial zwischen den beiden Drehbauteilen 26 angeordnet. Das dem Schwungrad zugeordnete Drehbauteil 26 ist gegenüber dem Rotor 18 begrenzt verdrehbar und das weitere Drehbauteil 26 ist drehfest mit dem Rotor 18 verbunden.
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Die beiden Fluidfördervorrichtungen 44 weisen jeweils Fluidfördermittel 46 auf, die einen Fluidstrom in Richtung zu dem Rotor 18 bewirken. Der jeweilige Fluidstrom 48 ist dabei gegenläufig ausgerichtet.
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7 zeigt einen Halbschnitt einer Hybridantriebsvorrichtung 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Ein Drehbauteil 26 ist einteilig mit dem Rotor 18 ausgeführt und ein weiteres Drehbauteil 26 ist mit dem Rotor 18 als eigenes Bauteil drehfest verbunden. Die beiden Drehbauteile 26 weisen jeweils eine Fluidfördervorrichtung 44 mit Fluidfördermittel 46 auf, durch die ein jeweils gegenläufiger Fluidstrom 48 an dem Rotor 18 anliegt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Hybridantriebsvorrichtung
- 12
- Elektromotor
- 14
- Stator
- 16
- Drehachse
- 18
- Rotor
- 20
- Gehäuse
- 22
- Motorblock
- 24
- axialer Zwischenraum
- 26
- Drehbauteil
- 28
- Kurbelwelle
- 30
- Drehschwingungsdämpfer
- 32
- Dämpfereingangsteil
- 34
- Dämpferausgangsteil
- 36
- Federelement
- 38
- Abtriebsnabe
- 40
- Lagervorrichtung
- 42
- Wälzlager
- 44
- Fluidfördervorrichtung
- 46
- Fluidfördermittel
- 48
- Fluidstrom
- 50
- Zwischenraum
- 52
- radialer Außenbereich
- 54
- Fluidspeicher
- 56
- Ausschnitt
- 58
- Drehrichtung
- Df
- Aussendurchmesser
- Ds
- Aussendurchmesser
- Dg
- Aussendurchmesser
- Dl
- Fluidfüllstanddurchmesser
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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