DE102020201427A1

DE102020201427A1 - Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein hybridgetriebenes Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102020201427A1
Application number: DE102020201427.2A
Authority: DE
Inventors: Frank Müller; Matthias Müller
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-02-06
Filing date: 2020-02-06
Publication date: 2021-08-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (1) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein hybridgetriebenes Kraftfahrzeug, mit mindestens einem Gehäuse (2), mit mindestens einer ersten und einer zweiten Elektromaschine(3 und 4), wobei die erste und die zweite Elektromaschine (3 und 4) in dem Gehäuse (2) angeordnet und/oder anordenbar sind und die erste Elektromaschine (3) als Elektromotor (3a) und die zweite Elektromaschine (4) als Generator (4a) betreibbar ist, wobei die erste Elektromaschine (3) eine Rotorwelle (3c) aufweist und die Rotorwelle (3c) drehwirksam mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes und/oder mit den Rädern verbunden und/oder verbindbar ist, wobei die zweite Elektromaschine (4) mindestens eine Generatorwelle (7) aufweist und die Generatorwelle (7) drehwirksam mit einer Motorwelle einer Verbrennungskraftmaschine verbunden und/oder verbindbar ist, und wobei ein Läufer (4b) der zweiten Elektromaschine (4) bei der Montage in das Gehäuse (2) im Wesentlichen einschiebbar und/oder in dem Gehäuse (2) positionierbar istDer Montageaufwand, der Arbeitsaufwand sowie die Kosten zur Herstellung der Antriebsvorrichtung sind dadurch verringert, dass die Generatorwelle (7) aus mindestens zwei Bestandteilen, nämlich aus einer ersten Generatorteilwelle (7a) und aus einer zweiten Generatorteilwelle (7b) gebildet ist, dass bei der Montage und/oder bei der Positionierung und/oder dem Einschieben des Läufers (4b) der zweiten Elektromaschine (4) in dem bzw. in das Gehäuse (2) die erste Generatorteilwelle (7a) als eine wesentliche Komponente des Läufers (4b) der zweiten Elektromaschine (4) ausgebildet ist und die erste Generatorteilwelle (7a) drehfest mit der im Gehäuse (2) angeordneten und/oder positionierten zweiten Generatorteilwelle (7b) verbindbar ist, und wobei mit Hilfe der zweiten Generatorteilwelle (7b) die erste Generatorteilwelle (7a) zentrierbar ist und damit auch der Läufer (4b) der zweiten Elektromaschine (4) zentriert anordenbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein hybridgetriebenes Kraftfahrzeug gemäß der Merkmale des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Antriebsvorrichtungen für Fahrzeuge, insbesondere für hybridgetriebene Kraftfahrzeuge bereits bekannt. Derartige Antriebsvorrichtungen weisen ein Gehäuse, insbesondere mindestens eine, vorzugsweise auch mehrere Elektromaschinen auf. Für den Fall, dass mehrere Elektromaschinen vorgesehen und/oder vorhanden sind, also zumindest eine erste und eine zweite Elektromaschine vorhanden sind, sind diese im Gehäuse der Antriebsvorrichtung angeordnet, wobei die erste Elektromaschine als Elektromotor und die zweite Elektromaschine als Generator betreibbar ist. Anders ausgedrückt, mit Hilfe der als Elektromotor betreibbaren ersten Elektromaschine wird der Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs mit Hilfe der entsprechend ausgebildeten Antriebsvorrichtung elektromotorisch angetrieben, wobei mit Hilfe der als Generator betreibbaren zweiten Elektromaschine Energie erzeugt und insbesondere in einer Batterie gespeichert werden kann. Letzteres insbesondere um die erste Elektromaschine auch -im Endeffekt- mit elektrischer Energie zu versorgen. Hierbei wird dann die als Generator betreibbare zweite Elektromaschine insbesondere mit Hilfe einer Verbrennungskraftmaschine angetrieben bzw. ist über eine Verbrennungskraftmaschine insbesondere entsprechend antreibbar und die erzeugte Energie in einer Batterie speicherbar.
Die als Elektromotor betreibbare erste Elektromaschine weist insbesondere einen Rotor und einen Stator auf, wobei der Rotor eine Rotorwelle aufweist und die Rotorwelle drehwirksam mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes und/oder mit den Rädern direkt oder indirekt wirksam verbunden und/oder verbindbar ist. Anders ausgedrückt, mit Hilfe der Rotorwelle der ersten Elektromaschine sind -im Endeffekt- die Räder des Fahrzeugs antreibbar, wobei die Rotorwelle insbesondere ein Ritzel aufweist, das beispielweise mit dem Ritzel einer Getriebeeingangswelle und/oder mit einem Antriebszahnrad eines Differentials in Eingriff stehen kann, um die entsprechenden Drehmomente auf die Räder zu übertragen.
Die zweite Elektromaschine weist mindestens eine Generatorwelle auf, wobei die Generatorwelle drehwirksam mit der Motorwelle einer Verbrennungskraftmaschine verbunden und/oder verbindbar ist. Weiterhin weist die zweite Elektromaschine für den Generatorbetrieb einen „Rotor“ auf, der als „Läufer“ bezeichnenbar ist und insbesondere innerhalb eines Stators der zweiten Elektromaschine rotiert bzw. rotieren kann.
Im Stand der Technik sind eine Vielzahl derartiger eingangs erwähnter Antriebsvorrichtungen bekannt, wobei dann die erste und zweite Elektromaschine in einem Gehäuse einerseits raumsparend andererseits montagefreundlich angeordnet werden müssen.
So ist bei einer bereits im Stand der Technik bekannten Antriebsvorrichtung, von der die Erfindung ausgeht, eine Montagehilfe bekannt, mit deren Hilfe insbesondere die zweite als Generator betreibbare Elektromaschine, nämlich insbesondere der Läufer und die Generatorwelle im Gehäuse zentrierbar und anordenbar sind, nachdem die erste Elektromaschine bereits im Gehäuse positioniert ist. Die Montagehilfe weist einerseits einen Spindelantrieb, andererseits eine sich im Wesentlichen axial durch das Gehäuse erstreckende „Ersatzwelle“ auf. Die Rotorwelle der ersten Elektromaschine ist als Hohlwelle ausgebildet, die Ersatzwelle erstreckt sich im Wesentlichen axial durch die als Hohlwelle ausgebildete Rotorwelle der ersten Elektromaschine mit einem ersten Bereich hindurch, wobei ein zweiter Bereich der Ersatzwelle sich durch die als Hohlwelle ausgebildete Generatorwelle der zweiten Elektromaschine hindurch erstreckt. Über den Spindelantrieb wird dann die zweite Elektromaschine, insbesondere der Läufer und die Generatorwelle der zweiten Elektromaschine quasi in das Gehäuse der Antriebsvorrichtung „hineingezogen“ und mit Hilfe der Ersatzwelle zentriert und/oder entsprechend geführt. Hierbei ist der Arbeits- und Montageaufwand sehr groß, da nach der Positionierung/Montage der zweiten Elektromaschine die Montagehilfe wieder demontiert werden muss und auch die Ersatzwelle wieder dem Gehäuse entnommen werden muss. Nach der Entnahme der Ersatzwelle ist der Läufer nur einseitig mit einem Lager zentrierbar, so dass eine zusätzliche Führung über ein weiteres Lager erforderlich ist, insbesondere eine kleinererinnerer - Gehäusedeckel in einem größeren - äußeren - Gehäusedeckel vorhanden ist bzw. vorhanden sein muss.
Weiterhin wird das Gehäuse insbesondere dann mit einem Deckelelement verschlossen, wobei zuvor dann ein die Generatorwelle der zweiten Elektromaschine lagerndes Lager bzw. die Generatorwelle mit Hilfe eines Sicherungsringes axial gesichert wird, insbesondere der Sicherungsring zur Sicherung dieses Lagers bzw. der Generatorwelle montiert und „gesetzt“ werden muss. Hierfür sind beispielsweise im Stand der Technik auch noch andere Antriebsvorrichtungen bekannt, bei denen dann die Deckelelemente - wie bereits oben erwähnt - zweiteilig ausgebildet sind, insbesondere ein inneres, kleineres Deckelelement und ein größeres äußeres Deckelelement, also zwei separate Deckelelemente aufweisen, damit das Einsetzen und/oder die Montage des Sicherungsringes ermöglicht ist und die Montage des Sicherungsringes nicht durch eine zusätzliche Führung von der Deckelseite her blockiert ist.
Aus der DE 10 2012 022 910 A1 ist eine Antriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, die ein erstes und ein zweites Gehäuseteil aufweist, wobei in einem Zwischenbereich zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil im montierten Zustand der Antriebsvorrichtung eine mit einer Verbrennungskraftmaschine verbindbare und/oder verbundene Antriebswelle sich durch beide Gehäuseteile erstreckt. In dem ersten Gehäuseteil wird eine erste Elektromaschine und in dem zweiten Gehäuseteil eine zweite Elektromaschine angeordnet. Hierbei ist die erste Elektromaschine als Elektromotor und die zweite Elektromaschine als Generator betreibbar. Zur Zentrierung des ersten und zweiten Gehäuseteils weist der Zwischenbereich Bolzenelemente und die jeweiligen Gehäuseteile Ausnehmungen auf, durch die sich die Bolzenelemente zur Zentrierung der Komponenten erstrecken können. Der Aufbau der gesamten Vorrichtung aus zwei Gehäuseteilen bzw. aus zwei Gehäusen und des aufwendig konstruierten Zwischenbereiches mit den für die Zentrierung erforderlichen Komponenten ist komplex und sehr montageaufwändig.
Schließlich wird in der JP 2006-264583 A eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug beschrieben, die eine erste und eine zweite Elektromaschine aufweist, wobei beide Elektromaschinen in einem Gehäuse angeordnet sind. Zwischen den beiden Elektromaschinen erstreckt sich eine Gehäusewandung bzw. ein Lagerschild, wobei die Welle der zweiten Elektromaschine zwar mit Hilfe von zwei Lagern gelagert ist, aber beide Lager auf dem Lagerschild angeordnet sind und die Sicherungsringe an der Welle bzw. an dem Lagerschild angeordnet werden müssen. Insbesondere ein Teil der Sicherungsringe muss angeordnet und/oder eingesetzt werden, bevor wesentliche Komponenten der zweiten Elektromaschine montiert werden, so dass der Montageaufwand sehr hoch und die gesamte Antriebsvorrichtung kostenintensiv ist.
Die im Stand der Technik bekannten Antriebsvorrichtungen sind daher noch nicht optimal ausgebildet, insbesondere ist der Montageaufwand einerseits sehr hoch und/oder es müssen, wie bei der bekannten Antriebsvorrichtung, von der die Erfindung ausgeht, sogar separate Montagehilfen verwendet, insbesondere zusätzlich montiert oder demontiert werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Antriebsvorrichtung, von der die Erfindung ausgeht, nun derart auszugestalten und weiterzubilden, dass einerseits der Montageaufwand verringert ist, andererseits die Kosten zur Herstellung einer Antriebsvorrichtung, insbesondere der damit der verbundene Arbeitsaufwand verringert und/oder vereinfacht ist.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun zunächst durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Das Prinzip der Erfindung geht zunächst dahin, dass die Generatorwelle aus mindestens zwei Bestandteilen, nämlich aus einer ersten Generatorteilwelle und aus einer zweiten Generatorteilwelle gebildet ist, dass bei der Montage und/oder der Positionierung und/oder dem Einschieben des Läufers der zweiten Elektromaschine in dem bzw. in das Gehäuse die erste Generatorteilwelle als eine wesentliche Komponente des Läufers der zweiten Elektromaschine ausgebildet ist und die erste Generatorteilwelle drehfest mit der im Gehäuse angeordneten und/oder positionierten zweiten Generatorteilwelle verbindbar ist, und wobei mit Hilfe der zweiten Generatorteilwelle die erste Generatorteilwelle zentrierbar ist und damit auch der Läufer der zweiten Elektromaschine zentriert anordenbar ist. Dadurch sind wesentliche Vorteile erzielt, insbesondere sind keine aufwändigen zusätzlichen Montagehilfen, wie bisher im Stand der Technik, mehr notwendig, da insbesondere mit Hilfe einer im Gehäuse bereits angeordneten zweiten Generatorteilwelle die erste Generatorteilwelle zentrierbar ist, wobei damit auch dann der Läufer und/oder weitere Komponenten der zweiten Elektromaschine zentriert anordenbar sind. Zudem ist der Konstruktionsaufwand der so ausgestalteten Antriebsvorrichtung weiter verringert und/oder es werden weitere Vorteile erzielt, die im Folgenden noch näher erläutert werden dürfen.
Zunächst weist die zweite Generatorteilwelle einen -ersten- Endabschnitt auf, auf dem die erste Generatorteilwelle, die insbesondere als Hohlwelle ausgebildet ist, aufschiebbar ist. Hierbei weisen die erste und/oder zweite Generatorteilwelle einen jeweiligen Abschnitt mit einer Steckverzahnung auf, die miteinander in Eingriff bringbar sind, so dass damit eine drehfeste Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Generatorteilwelle realisierbar ist. Damit ist eine montagefreundliche und eine relativ einfach und schnell herstellbare drehfeste Verbindung zwischen der ersten und zweiten Generatorteilwelle realisierbar.
Zur Lagerung der Generatorwelle, nämlich zur Lagerung der ersten Generatorteilwelle ist nun ein erstes und ein zweites Lager vorgesehen und/oder vorhanden. Im montierten Zustand der Vorrichtung bzw. der Antriebsvorrichtung ist das erste Lager zumindest teilweise an einer Gehäusewandung des Gehäuses oder an einem Lagerschild des Gehäuses abstützend angeordnet, wobei das zweite Lager zumindest teilweise an einem auf dem Gehäuse angeordneten Deckelelement abstützend angeordnet ist. Insbesondere an der zweiten Generatorteilwelle wird ein Sicherungsring angeordnet. Durch diese konstruktive Ausgestaltung können mehrere Vorteile erzielt werden. Zunächst ist die Antriebsvorrichtung entsprechend raumsparend realisierbar, insbesondere wird ein Deckelelement zur Abstützung und/oder Realisierung der Lagerung des zweiten Lagers der ersten Generatorteilwelle mit verwendet, so dass insbesondere axial verlaufende Gehäusewandungen und/oder Lagerschilder raumsparend ausgebildet werden können. Weiterhin kann durch diese Ausgestaltung auf einfache und montagefreundliche Weise die Generatorwelle bzw. die beiden Generatorteilwellen mit einem von außen anordenbaren und/oder einsetzbaren Sicherungsring axial gestützt und/oder gesichert werden, insbesondere eine funktional wirksame Sicherung / Verbindung der Komponenten realisiert werden.
In der besonders bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Generatorteilwelle als sich durch die als Hohlwelle ausgebildete Rotorwelle der ersten Elektromaschine hindurch erstreckbar ausgebildet. Anders ausgedrückt, die Rotorwelle der ersten Elektromaschine ist als Hohlwelle ausgebildet, durch die sich die zweite Generatorteilwelle hindurch erstreckt. Hierbei ist dann die zweite Generatorteilwelle zumindest teilweise innerhalb der Rotorwelle der ersten Elektromaschine mit Hilfe eines dritten Lagers lagerbar bzw. gelagert. Insbesondere ist daher die zweite Generatorteilwelle „frei drehbar“ innerhalb der Rotorwelle der ersten Elektromaschine angeordnet.
Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die erste und/oder zweite Generatorteilwelle als eine Hohlwelle ausgebildet, wobei über mindestens eine Ölzuführung und/oder über Ölkanäle ein Ölfluss zu dem ersten und/oder zu dem zweiten Lager der zweiten Elektromaschine, insbesondere auch zu den Lagern der ersten Elektromaschine realisiert ist. Dies darf im Folgenden noch näher erläutert werden.
Die zweite Generatorteilwelle weist einen ersten und einen zweiten Endabschnitt auf. Der erste Endabschnitt der zweiten Generatorteilwelle weist an der Außenfläche der zweiten Generatorteilwelle eine bestimmte Strukturierung, insbesondere eine Schuppenstruktur auf. Letztere ermöglicht einen Ölfluss zwischen dem ersten Endabschnitt der zweiten Generatorteilwelle und der ersten Generatorteilwelle. Anders ausgedrückt, durch die zuvor genannte Schuppenstruktur werden entsprechende „Zwischenräume“ zwischen der ersten und zweiten Generatorteilwelle geschaffen bzw. ermöglicht, durch die ein Ölfluss realisierbar ist, wobei der Ölfluss insbesondere zunächst in den Hohlraum der zweiten Generatorteilwelle eintritt und von hier aus insbesondere radial nach außen in Richtung der entsprechenden Komponenten, insbesondere der Komponenten der zweiten Elektromaschine über die zuvor genannten Ölkanäle fließen kann und diese entsprechenden Komponenten dann geschmiert werden.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird, wie eingangs erwähnt, insbesondere bei der Montage der Antriebsvorrichtung beim Einschieben des Läufers der zweiten Elektromaschine in das Gehäuse die erste Generatorteilwelle, die als wesentliche Komponente des Läufers der zweiten Elektromaschine ausgebildet ist, auf die zweite Generatorteilwelle aufgeschoben. Da die zweite Generatorteilwelle im Gehäuse positioniert ist, wird mit Hilfe der zweiten Generatorteilwelle die erste Generatorteilwelle zentriert und/oder bei der Montage „zentriert geführt“. Zugleich wird damit auch der Läufer der zweiten Elektromaschine zentriert geführt, so dass dieser insbesondere nicht in Berührung kommt mit dem, insbesondere bereits vormontierten Stator der zweiten Elektromaschine. Hierdurch werden nun entsprechende Montagehilfen, die bisher im Stand der Technik notwendig sind, nun nicht mehr benötigt. Die Montage ist stark vereinfacht.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird nun mit Hilfe einer bestimmten Strukturierung der Außenfläche des ersten Endabschnittes der zweiten Generatorteilwelle insbesondere eine Zentrierung und/oder eine Ausrichtung der ersten Generatorteilwelle realisiert. Hierfür kann die Strukturierung zumindest teilweise Zentrierring-ähnliche Strukturelemente und/oder die zuvor genannte Schuppenstruktur aufweisen.
Zur Lagerung der Rotorwelle der ersten Elektromaschine ist insbesondere ein viertes und ein fünftes Lager im Gehäuse vorgesehen und /oder vorhanden. Auch diese Lager können mit Öl und /oder Schmieröl versorgt werden, was im Folgendem noch näher erläutert werden darf.
Schließlich ist eine kompakte Antriebsvorrichtung insbesondere auch dadurch realisierbar, dass die Rotorwelle der ersten Elektromaschine ein Ritzel aufweist, wobei das Ritzel drehwirksam mit der Getriebeeingangswelle des Getriebes oder mit den Rädern des Fahrzeugs (direkt oder indirekt) funktional wirksam verbunden ist und/oder auch die zweite Generatorteilwelle an einem zweiten Endabschnitt ein Ritzel aufweist und über dieses Ritzel die zweite Generatorteilwelle drehwirksam funktional mit der Motorwelle einer Verbrennungskraftmaschine verbunden ist. Insbesondere durch die zuvor geschilderte Lagerung und/oder Abstützung der ersten und/oder zweiten Generatorteilwelle können bei dieser so realisierten Konstruktion die erste und/oder zweite Generatorteilwelle auch Axialkräfte aufnehmen, so dass eine kompakte Bauweise der Antriebsvorrichtung realisierbar ist.
In dem Ergebnis sind die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf den Patentanspruch 1 bzw. auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden darf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der nachfolgenden Beschreibung und der dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:

1 die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung in schematischer Darstellung im vormontierten Zustand mit dem hier noch nicht in das Gehäuse eingeschobene Läufer der zweiten Elektromaschine,
2 die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung aus 1 in schematischer Darstellung, wobei die erste Generatorteilwelle teilweise bereits auf die zweite Generatorteilwelle aufgeschoben ist,
3 die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung aus den 1 und 2 in schematischer Darstellung, wobei der Läufer der zweiten Elektromaschine (noch weiter als in 2 dargestellt) in das Gehäuse eingeschoben worden ist,
4 die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung aus den 1 bis 3 in schematischer Darstellung, mit dem Läufer der zweiten Elektromaschine in einem im Gehäuse hier vollständig eingeschobenen Zustand, wobei die erste Generatorteilwelle mit der zweiten Generatorteilwelle hier nun drehfest wirksam verbunden ist, jedoch ohne die Darstellung eines Gehäusedeckels bzw. Deckelelementes, und
5 die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung in schematischer Darstellung, im vollständig monierten Zustand, nämlich mit einem auf dem Gehäuse angeordneten Gehäusedeckel bzw. mit angeordneten Deckelelement.

Die 1 bis 5 zeigen zumindest teilweise eine Antriebsvorrichtung 1 für ein hier nicht im Einzelnen dargestelltes Fahrzeug, insbesondere für ein hier nicht im Einzelnen dargestelltes hybridgetriebenes Kraftfahrzeug.
Die Antriebsvorrichtung 1 weist mindestens ein Gehäuse 2 sowie mindestens eine erste und eine zweite Elektromaschine 3 und 4 auf. Die erste und zweite Elektromaschine 3 und 4 sind in dem Gehäuse 2 angeordnet und/oder anordenbar. Hierbei ist die erste Elektromaschine 3 als Elektromotor 3a und die zweite Elektromaschine 4 als Generator 4a betreibbar.
Die erste Elektromaschine 3 weist einen Rotor 3b und eine Rotorwelle 3c auf. Die Rotorwelle 3c ist drehwirksam mit einer hier nicht näher bezeichneten Getriebeeingangswelle eines Getriebes und/oder mit den Rädern des Fahrzeugs bzw. Kraftfahrzeugs verbunden und/oder verbindbar. Hiermit ist gemeint, dass die Rotorwelle 3c funktional wirksam, insbesondere drehwirksam mit dem zuvor genannten Komponenten, insbesondere über Ritzel und/oder Zahnräder verbunden werden kann, um Drehmomente zu übertragen. Hierzu weist die Rotorwelle 3c insbesondere ein Ritzel 5 auf, das hier mit einem Zahnrad 6 in Eingriff steht. Die Realisierung einer drehwirksamen Verbindung zwischen der Rotorwelle 3c und einem Getriebe und/oder den Rädern des Kraftfahrzeugs kann aber auf verschiedene Weise realisiert werden, hierauf darf hingewiesen werden.
Die zweite Elektromaschine 4, hier der Generator 4a weist mindestens eine Generatorwelle 7 auf. Die Generatorwelle 7 ist drehwirksam mit einer hier nicht im Einzelnen dargestellten Motorwelle einer nicht im Einzelnen dargestellten Verbrennungskraftmaschine verbunden und/oder verbindbar. Hiermit ist gemeint, dass die Generatorwelle 7 funktional drehwirksam von einer Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden kann. Insbesondere weist die Generatorwelle 7 ein Ritzel 8 auf, das mit einem hier nicht näher dargestellten Hohlrad in Eingriff steht, und über ein nicht näher dargestelltes und/oder nicht näher bezeichnetes Zweimassenschwungrad eine drehwirksame Verbindung zwischen der Generatorwelle 7 und einer Motorwelle der Verbrennungskraftmaschine zu realisieren.
Die zweite Elektromaschine 4, die als Generator 4a ausgebildet ist, weist insbesondere einen Läufer 4b auf. Der Läufer 4b der zweiten Elektromaschine 4 ist bei der Montage, insbesondere bei der Herstellung der Antriebsvorrichtung 1 in das Gehäuse 2 einschiebbar und/oder in dem Gehäuse positionierbar. Dies ist insbesondere aus den 1 bis 4 und den dort gezeigten Montageschritten deutlich ersichtlich.
Die eingangs genannten Nachteile sind nur zunächst dadurch vermieden, dass die Generatorwelle 7 aus mindestens zwei Bestandteilen, nämlich aus einer ersten Generatorteilwelle 7a und aus einer zweiten Generatorteilwelle 7b gebildet ist, das bei der Montage und/oder der Positionierung und/oder dem Einschiebung des Läufers 4b der zweiten Elektromaschine 4 in dem bzw. in das Gehäuse 2 die erste Generatorteilwelle 7a als eine wesentliche Komponente des Läufers 4b der zweiten Elektromaschine 4 ausgebildet ist und die erste Generatorteilwelle 7a drehfest mit der im Gehäuse 2 angeordneten und/oder positionierten zweiten Generatorteilwelle 7b verbindbar ist, und wobei mit Hilfe der zweiten Generatorteilwelle 7b die erste Generatorteilwelle 7a zentrierbar ist und damit dann auch der Läufer 4b der zweiten Elektromaschine 4 zentriert anordenbar ist.
Aufgrund der oben beschriebenen zweiteiligen Ausführungsform der Generatorwelle 7 können nun wesentliche Komponenten der zweiten Elektromaschine 4, insbesondere der Läufer 4b mit der ersten Generatorteilwelle 7a, die insbesondere entweder als integraler Bestandteil des Läufers 4b ausgebildet sein kann oder als separater Bestandteil mit dem Läufer 4b wirksam verbunden ist, in das Gehäuse 2 eingeschoben und/oder hier montiert bzw. positioniert werden, wobei insbesondere ein „zielgeführtes Einschieben“ in das Gehäuse 2 dadurch realisiert ist, dass nun mit Hilfe der zweiten Generatorteilwelle 7b die erste Generatorteilwelle 7a und damit auch der Läufer 4b entsprechend zentriert anordenbar ist. Insbesondere ist hier mit dem Ausdruck „zentriert anordenbar“ gemeint, dass der Läufer 4b insbesondere dann zum nicht näher bezeichneten Stator der zweiten Elektromaschine 4 mittig bzw. zentriert anordenbar ist, insbesondere ohne dass die Außenflächen des Läufers 4b den Stator der zweiten Elektromaschine 4 während der Montage der Antriebsvorrichtung 1 berühren und/oder kontaktieren.
Damit sind die im Stand der Technik eingangs genannten Nachteile vermieden, insbesondere mehrere Vorteile erzielt. Insbesondere ist eine einfache Montage der Antriebsvorrichtung 1 ohne großen Kostenaufwand und ohne Montagehilfen realisierbar.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 1, die insbesondere in den 1 bis 5 näher dargestellt ist, weist die zweite Generatorteilwelle 7b einen ersten Endabschnitt 9 und einen zweiten Endabschnitt 10 auf. Der erste Endabschnitt 9 der zweiten Generatorteilwelle 7b ist der in den 1 bis 5 dargestellte linke Endabschnitt der zweiten Generatorteilwelle 7b und der zweite Endabschnitt 10 der zweiten Generatorteilwelle 7b ist der in den 1 bis 5 dargestellte rechte Endabschnitt der zweiten Generatorteilwelle 7b.
Die erste Generatorteilwelle 7a ist insbesondere zumindest teilweise als eine Hohlwelle ausgebildet und auf den ersten Endabschnitt 9 der zweiten Generatorteilwelle 7b aufschiebbar. Zur Realisierung der drehfesten Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Generatorteilwelle 7a und 7b weist jede der zuvor genannten Generatorteilwellen 7a und 7b einen jeweiligen Abschnitt mit einer Steckverzahnung 11 bzw. 12 zur Realisierung dieser drehfesten Verbindung auf. Die Steckverzahnungen 11 und 12 sind im montierten Zustand miteinander im Eingriff.
Wie die 1 bis 4 und die dort gezeigten bzw. erkennbaren einzelnen Montageschritte insbesondere deutlich machen ist zur zumindest teilweisen Lagerung der Generatorwelle 7, nämlich zur Lagerung der ersten Generatorteilwelle 7a ein erstes und ein zweites Lager 13 und 14 vorgesehen bzw. vorhanden. Im montierten Zustand der Vorrichtung, hier in der Antriebsvorrichtung 1 ist das erste Lager 13 zumindest teilweise an einer Gehäusewandung des Gehäuses 2 oder hier an einem Lagerschild 2a des Gehäuses 2 abstützend angeordnet, wobei das zweite Lager 14 zumindest teilweise an einem auf dem Gehäuse 2 angeordneten Deckelelement 15 abstützend angeordnet ist, wenn das Deckelelement 15 auf dem Gehäuse 2 angeordnet ist.
Das zweite Lager 14, dies ist insbesondere aus der 4 sowie aber auch aus der 5 ersichtlich, ist auch an der ersten Generatorteilwelle 7a angeordnet. Wie insbesondere aus den 4 und 5 deutlich wird, ist der Sicherungsring 16 von außen montagefreundlich anordenbar bevor das Deckelelement 15 auf dem Gehäuse 2 angeordnet wird, insbesondere sichert der Sicherungsring 16 die Generatorwelle 7, insbesondere die beiden Generatorteilwellen 7a und 7b.
Die 1 bis 5 zeigen weiter, dass die zweite Generatorteilwelle 7b sich durch die als Hohlwelle ausgebildete Rotorwelle 3c der ersten Elektromaschine 3 hindurch erstreckt und/oder die zweite Generatorteilwelle 7b zumindest teilweise innerhalb der Rotorwelle 3c der ersten Elektromaschine 3 mit Hilfe eines dritten Lagers 17 gelagert ist. Insbesondere ist die zweite Generatorteilwelle 7b innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten Rotorwelle 3c frei drehbar gelagert, und wird insbesondere mit Hilfe der nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine angetrieben, um die zweite Elektromaschine 4 als Generator 4a zu betreiben.
Weiter ist aus den 1 bis 5 ersichtlich, dass die erste und/oder zweite Generatorteilwelle 7a und 7b als eine Hohlwelle ausgebildet ist, wobei über eine Ölzuführung 18 und/oder über Ölkanäle 19, 20 und 21 ein Ölfluss zu dem ersten und/oder zu dem zweiten Lager 13 und 14 realisiert ist. Hierdurch ist einerseits eine Schmierung der Lager 13 und 14, andererseits eine Kühlung des Läufers 4b bzw. der zweiten Elektromaschine 4 realisiert. Gut ersichtlich, insbesondere aus der 5, ist die Ölzuführung 18 mit einem hier dann realisierten Ölfluss in das Innere der als Hohlwelle ausgebildeten zweiten Generatorteilwelle 7b und von hier aus über einen Ölkanal 18 bzw. über Ölkanäle 19 und 20 zu dem ersten und zweiten Lager 13 und 14. Hierbei ist am ersten Endabschnitt 9 der zweiten Generatorteilwelle 7b die Außenfläche der zweiten Generatorteilwelle 7b auf spezifische Art und Weise strukturiert bzw. weist eine bestimmte Strukturierung 22, insbesondere eine Schuppenstruktur 22a auf. Hierdurch wird ein Ölfluss zwischen dem ersten Endabschnitt 9 der zweiten Generatorteilwelle 7b und der ersten Generatorteilwelle 7a ermöglicht. Insbesondere werden hierdurch zwischen den zuvor genannten Komponenten nicht näher bezeichnete Zwischenräume bzw. Ringräume erzeugt bzw. realisiert, insbesondere um den Ölfluss vom Inneren der zweiten Generatorteilwelle 7b radial nach außen zu dem ersten und dem zweiten Lager 13 und 14 zu gewährleisten bzw. zu ermöglichen.
Was die 1 bis 4 aber weiterhin deutlich machen, wird mit Hilfe einer bestimmten Strukturierung 22 der Außenfläche des ersten Endabschnittes 9 der zweiten Generatorteilwelle 7b eine Zentrierung und/oder eine Ausrichtung der ersten Generatorteilwelle 7a realisiert. Die spezifische Strukturierung weist zumindest teilweise insbesondere Zentrierring-ähnliche Strukturelemente, nämlich insbesondere die äußeren Ringflächen der Schuppenstruktur 22a auf, mit deren Hilfe bei der Montage der Antriebsvorrichtung 1, nämlich beim Aufschieben der wesentlichen Komponenten der zweiten Elektromaschine 4, insbesondere des Läufers 4b in das Gehäuse 2 dann die Zentrierung der ersten Generatorteilwelle 7a auf der zweiten Generatorteilwelle 7b realisiert wird. Die jeweiligen Montageschritte sind aus den 1 bis 4 ersichtlich.
Wie die 1 bis 5 deutlich machen, weist die in den 1 bis 5 dargestellte erste Generatorteilwelle 7a hier an ihrem linken Ende die entsprechende Steckverzahnung 11 und die zweite Generatorteilwelle 7b an dem Ende des ersten Endabschnittes 9 die entsprechende zur Steckverzahnung 11 korrespondierende Steckverzahnung 12 auf. Im eingeschobenen bzw. montierten Zustand der ersten Generatorteilwelle 7a auf der zweiten Generatorteilwelle 7b kommen die entsprechenden Steckverzahnungen 11 und 12 miteinander in Eingriff bzw. sind miteinander entsprechend im Eingriff, so wie in 5 dargestellt, um die drehfeste Verbindung zwischen der ersten und zweiten Generatorteilwelle 7a und 7b zu realisieren.
Weiterhin zeigen die 1 bis 4 auch insbesondere den Montagevorgang in einzelnen Schritten von der zweiten Elektromaschine 4, insbesondere das Aufschieben bzw. Montieren der ersten Generatorteilwelle 7a auf der zweiten Generatorteilwelle 7b. So weist die erste Generatorteilwelle 7a hier an ihrem in den Figuren rechts dargestellten Endabschnitt einen Zentrierabschnitt 26 auf, der bei der Montage der ersten Generatorteilweile 7a auf der zweiten Generatorteilwelle 7b über die Steckverzahnung 12 der zweiten Generatorteilwelle 7b hinüber geschoben werden kann, so wie auch über die jeweiligen äußeren Umfangsflächen der Strukturierung 22 / Schuppenstrukturen 22a hinüber geschoben werden kann, wobei insbesondere hierdurch zugleich dann eine entsprechende Zentrierung der ersten Generatorteilwelle 7a auf der zweiten Generatorteilwelle 7b mit Hilfe des Zentrierabschnittes 26 und der Strukturierung 22 bzw. der Schuppenstruktur 22a während der Montage realisiert wird. Im fertig montierten Zustand wird der Zentrierabschnitt 26 der ersten Generatorteilwelle 7a insbesondere zentriert gelagert bzw. angeordnet über einen Zentrierabschnitt 27 der zweiten Generatorteilwelle 7b, so wie dieses aus den 4 und 5 schematisch ersichtlich ist.
Schließlich ist insbesondere ein viertes und ein fünftes Lager 23 und 24 zur Lagerung der Rotorwelle 3c der ersten Elektromaschine 3 im Gehäuse 2 vorgesehen und/oder vorhanden. Auch diese Lager 23 und 24 können über einen Ölkanal 25 mit Öl und/oder Schmieröl versorgt werden.
Mit der zuvor dargestellten und/oder beschrieben Antriebsvorrichtung 1 ist eine kompakte Antriebsvorrichtung 1 realisierbar.
Insbesondere weist die Rotorwelle 3c ein Ritzel 5 auf, wobei das Ritzel 5 drehwirksam mit dem Zahnrad 6 einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes oder dann - im Endeffekt - mit den Rädern des Fahrzeugs wirksam verbindbar und/oder verbunden ist.
Weiterhin weist die zweite Generatorteilwelle 7b an ihrem zweiten Endabschnitt 10 ein Ritzel 8 auf, wobei über das Ritzel 8 eine drehwirksame Verbindung zwischen der Generatorwelle 7 und einer hier nicht im Einzelnen dargestellten Motorwelle einer nicht im Einzelnen dargestellten Verbrennungskraftmaschine realisierbar ist.
Damit ist im Endergebnis eine kompaktbauende und montagefreundliche Antriebsvorrichtung 1 realisierbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsvorrichtung
2: Gehäuse
2a: Lagerschild
3: erste Elektromaschine
3a: Elektromotor
3b: Rotor
3c: Rotorwelle
4: zweite Elektromaschine
4a: Generator
4b: Läufer
5: Ritzel
6: Zahnrad
7: Generatorwelle
7a: erste Generatorteilwelle
7b: zweite Generatorteilwelle
8: Ritzel
9: erster Endabschnitt
10: zweiter Endabschnitt
11: Steckverzahnung
12: Steckverzahnung
13: erstes Lager
14: zweites Lager
15: Deckelelement
16: Sicherungsring
17: drittes Lager
18: Ölzuführung
19: Ölkanal
20: Ölkanal
21: Ölkanal
22: Strukturierung
22a: Schuppenstruktur
23: viertes Lager
24: fünftes Lager
25: Ölkanal
26: Zentrierabschnitt der ersten Generatorteilwelle 7a
27: Zentrierabschnitt der zweiten Generatorteilwelle 7b

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012022910 A1 [0008]
JP 2006264583 A [0009]

Claims

Antriebsvorrichtung (1) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein hybridgetriebenes Kraftfahrzeug, mit mindestens einem Gehäuse (2), mit mindestens einer ersten und einer zweiten Elektromaschine(3 und 4), wobei die erste und die zweite Elektromaschine (3 und 4) in dem Gehäuse (2) angeordnet und/oder anordenbar sind und die erste Elektromaschine (3) als Elektromotor (3a) und die zweite Elektromaschine (4) als Generator (4a) betreibbar ist, wobei die erste Elektromaschine (3) eine Rotorwelle (3c) aufweist und die Rotorwelle (3c) drehwirksam mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes und/oder mit den Rädern verbunden und/oder verbindbar ist, wobei die zweite Elektromaschine (4) mindestens eine Generatorwelle (7) aufweist und die Generatorwelle (7) drehwirksam mit einer Motorwelle einer Verbrennungskraftmaschine verbunden und/oder verbindbar ist, und wobei ein Läufer (4b) der zweiten Elektromaschine (4) bei der Montage in das Gehäuse (2) im Wesentlichen einschiebbar und/oder in dem Gehäuse (2) positionierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatorwelle (7) aus mindestens zwei Bestandteilen, nämlich aus einer ersten Generatorteilwelle (7a) und aus einer zweiten Generatorteilwelle (7b) gebildet ist, dass bei der Montage und/oder bei der Positionierung und/oder dem Einschieben des Läufers (4b) der zweiten Elektromaschine (4) in dem bzw. in das Gehäuse (2) die erste Generatorteilwelle (7a) als eine wesentliche Komponente des Läufers (4b) der zweiten Elektromaschine (4) ausgebildet ist und die erste Generatorteilwelle (7a) drehfest mit der im Gehäuse (2) angeordneten und/oder positionierten zweiten Generatorteilwelle (7b) verbindbar ist, und wobei mit Hilfe der zweiten Generatorteilwelle (7b) die erste Generatorteilwelle (7a) zentrierbar ist und damit auch der Läufer (4b) der zweiten Elektromaschine (4) zentriert anordenbar ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Generatorteilwelle (7a) auf einen - ersten - Endabschnitt (9) der zweiten Generatorteilwelle (7b) aufschiebbar ist, insbesondere die erste und/oder zweite Generatorteilwelle (7a und 7b) einen jeweiligen Abschnitt mit einer Steckverzahnung (11 bzw. 12) zur Realisierung der drehfesten Verbindung aufweist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur zumindest teilweisen Lagerung der Generatorwelle (7), nämlich zur Lagerung der ersten Generatorteilwelle (7a) ein erstes und ein zweites Lager (13 und 14) vorgesehen und/oder vorhanden ist bzw. sind, wobei -im montierten Zustand - das erste Lager (13) zumindest teilweise an einer Gehäusewandung des Gehäuses (2) oder an einem Lagerschild (2a) des Gehäuses (2) abstützend angeordnet ist und/oder wobei das zweite Lager (14) zumindest teilweise an einem auf dem Gehäuse (2) angeordneten Deckelelement (15) abstützend angeordnet ist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatorwelle (7), nämlich die erste und zweite Generatorteilwelle (7a und 7b) mit Hilfe eines auf der zweiten Generatorteilwelle (7b) angeordneten und/oder anordenbaren Sicherungsringes (16) axial gesichert und/oder gestützt ist bzw. sind.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Generatorteilwelle (7b) sich durch die als Hohlwelle ausgebildete Rotorwelle (3c) der ersten Elektromaschine (3) hindurch erstreckt und/oder zumindest teilweise innerhalb der Rotorwelle (3c) der ersten Elektromaschine mit Hilfe eines dritten Lagers (17) gelagert ist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Generatorteilwelle (7a und 7b) als eine Hohlwelle ausgebildet ist, wobei über mindestens eine Ölzuführung (18) und/oder über Ölkanäle(19,20 und 21) ein Ölfluss zu dem ersten und/oder zu dem zweiten Lager (13 und 14) realisiert ist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Endabschnitt (9) der zweiten Generatorteilwelle (7b) die Außenfläche der zweiten Generatorteilwelle (7b) eine bestimmte Strukturierung (22), insbesondere eine Schuppenstruktur (22a) aufweist, so dass ein Ölfluss zwischen dem ersten Endabschnitt (9) der zweiten Generatorteilwelle (7b) und der ersten Generatorteilwelle (7a) ermöglicht ist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer bestimmten Strukturierung (22) der Außenfläche des ersten Endabschnittes (9) der zweiten Generatorteilwelle (7b) eine Zentrierung und/oder eine Ausrichtung der ersten Generatorteilwelle (7a) realisiert ist, insbesondere die Strukturierung (22) zumindest teilweise Zentrierring-ähnliche Strukturelemente aufweist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein viertes und fünftes Lager (23 und 24) zur Lagerung der Rotorwelle (3c) im Gehäuse (2) vorgesehen und/oder vorhanden ist.
Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle (3c) ein Ritzel (5) aufweist, wobei das Ritzel (5) drehwirksam mit der Getriebeeingangswelle des Getriebes oder mit den Rädern des Fahrzeugs verbunden ist und/oder dass die zweite Generatorteilwelle (7b) an einem zweiten Endabschnitt (10) ein Ritzel (8) aufweist und über das Ritzel (8) drehwirksam mit der Motorwelle einer Verbrennungskraftmaschine verbunden ist.