DE112017004240T5 - Rotorträgerbaugruppe - Google Patents
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Abstract
Eine Rotorbaugruppe enthält einen Drehmomentwandler mit einem Gehäuse, das eine Hydraulikkammer bildet, einen Rotor für einen Elektromotor, einen drehfest mit dem Rotor verbundenen Rotorträger, wobei der Rotorträger an dem Drehmomentwandlergehäuse befestigt ist, und eine zwischen dem Drehmomentwandlergehäuse und dem Rotorträger angeordnete Dichtung zum Abdichten zwischen beiden. Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen hat die Rotorbaugruppe mindestens eine Schraube zum Befestigen des Drehmomentwandlergehäuses an dem Rotorträger. Gemäß einigen Ausführungsformen enthält der Rotorträger eine Öffnung, und die mindestens eine Schraube ist in der Öffnung angeordnet.
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein Hybridmodul und insbesondere eine Rotorträgerbaug ruppe.
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Rotorbaugruppen sind bekannt. Ein Beispiel ist in der an denselben Anmelder abgetretenen
US-Patentanmeldung 2016/0 105 060 - KURZDARSTELLUNG
- Beispielhafte Aspekte umfassen allgemein eine Rotorbaugruppe, die einen Drehmomentwandler mit einem Gehäuse, das eine Hydraulikkammer bildet, einen Rotor für einen Elektromotor und einen drehfest mit dem Rotor verbundenen Rotorträger enthält, wobei der Rotorträger an dem Drehmomentwandlergehäuse befestigt ist. Die Rotorbaugruppe enthält auch eine Dichtung, die zwischen dem Rotorträger und dem Drehmomentwandlergehäuse angeordnet ist, um das Drehmomentwandlergehäuse gegen den Rotorträger abzudichten. Gemäß einigen Ausführungsformen ist mindestens eine Schraube zum Befestigen des Drehmomentwandlergehäuses an dem Rotorträger bereitgestellt. Der Rotorträger kann eine erste Öffnung enthalten, die in einem dem Drehmomentwandlergehäuse zugewandten Ende des Rotorträgers gebildet ist, und der Drehmomentwandler kann eine zweite Öffnung enthalten. Die erste Öffnung ist axial auf die zweite Öffnung ausgerichtet, und die mindestens eine Schraube ist innerhalb der ersten und der zweiten Öffnung angeordnet, um das Drehmomentwandlergehäuse an dem Rotorträger zu befestigen.
- Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform handelt es sich bei der Dichtung um eine komprimierbare Dichtung. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Rotorbaugruppe eine gehärtete Scheibe mit einer Öffnung, und die mindestens eine Schraube ist in der Öffnung angeordnet. Die gehärtete Scheibe ist zwischen dem Kopf der Schraube und dem Drehmomentwandlergehäuse angeordnet. Gemäß einigen Ausführungsformen ist der Rotorträger aus einem nichtmagnetischen Material oder einem Nichteisenmetall gebildet. Gemäß anderen Ausführungsformen ist der Rotorträger aus Gold, Aluminium, Beryllium, Blei, Magnesium, Nickel, Platin, Zink, Kupfer oder Edelstahl gebildet.
- Gemäß einer anderen Ausführungsform enthält die Rotorbaugruppe einen Drehmomentwandler mit einem Drehmomentwandlergehäuse, ein Laufrad mit einer Vielzahl an dem Drehmomentwandlergehäuse befestigter Laufradschaufeln, eine Turbine und einen Stator. Ferner enthält die Rotorbaugruppe einen Rotor für einen Elektromotor und einen Rotorträger mit einem Außendurchmesser. Der Rotor ist drehfest mit dem Außendurchmesser des Rotorträgers verbunden, und der Rotorträger ist durch eine Schraube mit dem Drehmomentwandlergehäuse verbunden, die innerhalb einer ersten Öffnung angeordnet ist, die in einem axialen Ende des Rotorträgers gebildet ist. Gemäß einigen Ausführungsformen enthält das Drehmomentwandlergehäuse eine zweite Öffnung, die axial so auf die erste Öffnung des Rotorträgers ausgerichtet ist, dass die Schraube innerhalb der ersten sowie der zweiten Öffnung angeordnet ist, wenn der Rotorträger mit dem Drehmomentwandlergehäuse verbunden ist.
- Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform hat die Rotorbaugruppe mindestens eine drehfest mit dem Rotorträger verbundene Kupplungsscheibe. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist mindestens ein Teil des Rotors axial auf einen Stator für den Elektromotor ausgerichtet. Die Rotorbaugruppe enthält einen Drehmomentwandler mit dem Drehmomentwandlergehäuse, eine Vielzahl an dem Drehmomentwandlergehäuse befestigter Laufradschaufeln sowie eine Turbinenbaugruppe, eine Statorbaugruppe und eine Dämpferbaugruppe, die innerhalb des Drehmomentwandlergehäuses angeordnet sind.
- Figurenliste
- Im Folgenden werden das Wesen und die Funktionsweise der vorliegenden Offenbarung in der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben, wobei:
-
1 eine Teilquerschnittsansicht eines Hybridmoduls gemäß einem beispielhaften Aspekt ist; -
2 eine Detailansicht von Bereich B des in1 gezeigten Hybridmoduls ist; -
3 eine Detailansicht einer alternativen Ausführungsform von Bereich B des in1 gezeigten Hybridmoduls ist. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- Hierin werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es ist jedoch klar, dass die offenbarten Ausführungsformen nur Beispiele darstellen und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgerecht, manche Merkmale können vergrößert oder verkleinert sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Deshalb sind bestimmte hierin offenbarte strukturelle und funktionelle Details nicht als Einschränkung auszulegen, sondern als repräsentative Grundlage anzusehen, um dem Fachmann die verschiedenartige Nutzung der Ausführungsformen nahezubringen. Dem Fachmann ist klar, dass verschiedene unter Bezugnahme auf eine der Figuren veranschaulichte und beschriebene Merkmale mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu bilden, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen liefern repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen. Verschiedene mit den Lehren dieser Offenbarung im Einklang stehende Kombinationen und Modifikationen der Merkmale können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen wünschenswert sein.
- Um eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit und ein übermäßiges Ungleichgewicht zu verhindern, ist es im Allgemeinen wichtig, dass sich der Rotor eines Elektromotors in Bezug auf seine Position während des Kalibrierens nicht bewegt. Hierin offenbarte Ausführungsformen stellen eine Bauart aus zwei Teilen bereit, bei der ein Rotorträger durch Schrauben am Wandlerdeckel befestigt ist, die gegen den Deckel abgedichtet sind. Die offenbarten Ausführungsformen bieten mehrere Vorteile, darunter das Beibehalten der Position des Rotors innerhalb eines Hybridmoduls, wodurch die Leistungskenndaten verbessert und Ungleichgewichte verhindert werden, die sich aus einer unerwünschten Rotorbewegung ergeben.
- Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf die
1 bis2 .1 ist eine Teilquerschnittsansicht eines Hybridmoduls100 gemäß einem beispielhaften Aspekt.2 ist eine Detailansicht des Bereichs B des in1 gezeigten Hybridmoduls100 . Das Hybridmodul100 enthält ein Gehäuse102 mit einem Stator104 , einen Elektromotor116 , eine Welle106 und eine Rotorbaugruppe110 . Die Rotorbaugruppe110 enthält einen Rotor114 , der axial auf den Stator104 des Elektromotors116 ausgerichtet ist, einen Rotorträger132 , eine Kupplungsbaugruppe108 und eine Anfahreinheit wie beispielsweise einen Drehmomentwandler162 . Der Drehmomentwandler162 enthält ein Drehmomentwandlergehäuse112 , das eine Hydraulikkammer113 bildet, Laufradschaufeln164 , die an dem Drehmomentwandlergehäuse112 befestigt sind, eine Turbinenbaugruppe166 , eine Statorbaugruppe168 und eine Dämpferbaugruppe170 . - Der Rotor
114 für den Elektromotor116 ist drehfest mit einem Außendurchmesser172 des Rotorträgers132 verbunden und enthält mindestens ein Rotorsegment130 . Zwar ist gezeigt, dass der Rotor114 eine Vielzahl von Rotorsegmenten enthält, jedoch ist dem Fachmann einsichtig, dass der Rotor114 bei anderen Ausführungsformen je nach Anwendung und speziellen Systemanforderungen nur ein einziges großes Rotorsegment enthalten kann. Der Rotorträger132 enthält einen Kreisring134 , der sich vom Außendurchmesser172 des Rotorträgers132 aus erstreckt. Der Kreisring134 kann zusammen mit dem Rotorträger132 einteilig gebildet sein. Unter einteilig ist zu verstehen, dass der Rotorträger132 und der Kreisring134 aus einem einzigen Materialstück gebildet sind. Andere (nicht gezeigte) Ausführungsformen können einen Rotorträger mit einem gesonderten Kreisring enthalten, der zum Beispiel durch einen Sprengring axial am Rotorträger gehaltert wird. Der Rotorträger132 kann zum Beispiel aus Gussstahl gebildet sein. Der Rotor114 ist axial zwischen dem Drehmomentwandlergehäuse112 und dem Kreisring134 des Rotorträgers132 eingeklemmt, um eine Bewegung des Rotors114 zu verhindern und so die Leistungsfähigkeit zu verbessern und Ungleichgewichte zu verringern. - Der Rotorträger
132 ist durch eine Schraube120 am Drehmomentwandlergehäuse112 befestigt. Somit besteht eine feste Verbindung zwischen dem Rotorträger132 und dem Drehmomentwandlergehäuse112 . Dann wird ein Drehmoment über diese feste Verbindung vom Elektromotor116 und einem (nicht gezeigten) Verbrennungsmotor durch eine Kupplungsbaugruppe108 zum Drehmomentwandlergehäuse112 übertragen. Zwar ist nur eine einzige Schraube120 gezeigt, jedoch können eine Vielzahl über einen Umfang hinweg angeordneter Schrauben verwendet werden, um den Rotorträger132 am Drehmomentwandlergehäuse112 zu befestigen. Zum Abdichten des Drehmomentwandlergehäuses112 gegen den Rotorträger132 ist zwischen dem Drehmomentwandlergehäuse112 und dem Rotorträger132 eine Dichtung118 angeordnet. Bei der Dichtung118 kann es sich zum Beispiel um eine komprimierbare Dichtung handeln. Die Dichtung118 ist so beschaffen, dass sie eine in einem axialen Ende des Rotorträgers132 gebildete Öffnung122 rundherum abdichtet. Das Drehmomentwandlergehäuse112 enthält eine in demselben gebildete Öffnung129 , die axial auf die in dem Ende des Rotorträgers132 gebildete Öffnung122 ausgerichtet ist. Die Rotorbaugruppe110 enthält eine gehärtete Scheibe124 . Die gehärtete Scheibe124 ist an einer Innenfläche131 des Drehmomentwandlergehäuses112 angeordnet und enthält eine Öffnung126 , die axial auf die Öffnung122 des Rotorträgers132 und die Öffnung129 des Drehmomentwandlergehäuses112 ausgerichtet ist. Die Schraube120 wird durch die Öffnung126 der gehärteten Scheibe124 , die Öffnung129 des Drehmomentwandlergehäuse112 und dann durch die Öffnung122 des Rotorträgers132 geschraubt, um das Drehmomentwandlergehäuse112 am Rotorträger132 zu befestigen und so eine Bewegung des Rotors114 zu verhindern. Auf diese Weise ist die gehärtete Scheibe124 axial zwischen dem Kopf128 der Schraube120 und einer Innenfläche131 des Drehmomentwandlergehäuses112 angeordnet. - Ferner enthält die Rotorbaugruppe
110 einen nichtmagnetischen Kreisring144 , einen Kreisring136 und einen nichtmagnetischen Kreisring140 , die am Außendurchmesser172 des Rotorträgers132 angeordnet sind oder sich von diesem aus erstrecken. Der nichtmagnetische Kreisring144 ist axial zwischen dem Rotor114 und dem Kreisring134 des Rotorträgers132 angeordnet. Der nichtmagnetische Kreisring144 dient dazu, einen Kurzschluss zwischen den Magneten im Rotor114 zu verhindern. Der Kreisring136 und der nichtmagnetische Kreisring140 sind axial zwischen dem Rotor114 und dem Drehmomentwandlergehäuse112 angeordnet. Der Kreisring136 hat eine Dicke138 , die so gewählt ist, dass der Rotor114 sicher zwischen dem Drehmomentwandlergehäuse112 und dem Kreisring134 des Rotorträgers132 eingeklemmt ist. Das heißt, die Dicke138 ist so gewählt, dass bei angezogener Schraube120 eine Kraft seitens der Schraube120 für eine kraftschlüssige Verbindung sorgt, sodass sich der Rotor114 nicht gegenüber dem Rotorträger132 oder dem Drehmomentwandlergehäuse112 dreht. Gemäß einigen (nicht gezeigten) Ausführungsformen können die Kreisringe136 und140 zu einem einzigen nichtmagnetischen Kreisring mit einer Dicke zusammengefasst sein, die so gewählt ist, dass der Rotor114 sicher zwischen dem Kreisring134 des Rotorträgers132 und dem Drehmomentwandlergehäuse112 eingeklemmt ist. Das Drehmomentwandlergehäuse112 enthält eine spanabhebend bearbeitete Auflagefläche142 , und der nichtmagnetische Kreisring140 liegt an der spanabhebend bearbeiteten Auflagefläche142 an. Die Kreisringe144 ,136 und140 sowie der Rotor114 sind verschiebbar am Außendurchmesser172 des Rotorträgers132 angeordnet. - Bezugnehmend wiederum auf
1 enthält die Kupplungsbaugruppe108 eine drehfest mit dem Rotorträger132 verbundene Kupplungsscheibe148 . Zum Beispiel enthalten die Kupplungsscheibe148 und der Rotorträger132 zueinander komplementäre Zahnprofile146 beziehungsweise150 . Das Zahnprofil150 des Rotorträgers enthält einen abgestuften Teil152 . Die Rotorbaugruppe110 enthält auch einen Rotorträgerflansch154 , eine Feder156 , einen Sprengring158 und ein Halteelement155 . Bei der Feder156 kann es sich zum Beispiel um eine Membranfeder handeln. Die Feder156 ist axial zwischen dem Sprengring158 und dem Rotorträgerflansch154 angeordnet. Der Rotorträger132 enthält eine Nut160 , und der Sprengring158 ist in der Nut160 angeordnet. Die Feder156 klemmt den Rotorträgerflansch154 zwischen dem Sprengring158 und dem abgestuften Teil152 ein. Ein Halteelement155 ist zwischen der Feder156 und dem Sprengring158 angeordnet. Bei dem Halteelement kann es sich um eine Unterlegscheibe mit mindestens einer Zunge157 handeln, die so zum Sprengring158 hin umgebogen ist, dass die mindestens eine Zunge157 an mindestens einem Teil des Sprengrings158 anliegt, um den Sprengring158 in der Nut160 zu sichern. Der Rotorträger132 ist so angeordnet, dass er drehfest mit einem Drehmelder159 verbunden ist. - Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf
3 .3 ist eine Detailansicht einer alternativen Ausführungsform des Bereichs B des in1 gezeigten Hybridmoduls. Die Rotorbaugruppe210 ist der Rotorbaugruppe110 ähnlich, und die Bezugsnummern 2XX entsprechen bis auf die im Folgenden beschriebenen Ausnahmen allgemein den Bezugsnummern 1XX. Der Rotorträger232 ist aus einen nichtmagnetischen oder Nichteisenmetall gebildet. Der Rotorträger232 kann zum Beispiel aus Gold, Aluminium, Beryllium, Blei, Magnesium, Nickel, Platin, Zink, Kupfer und/oder Edelstahl gebildet sein. Durch Verwenden eines nichtmagnetischen Materials für den Rotorträger232 wird der in der Rotorbaugruppe110 der1 und2 gezeigte nichtmagnetische Ring144 entbehrlich. Ferner enthält der Rotorträger232 einen integrierten Kreisring234 . - Zwar sind oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden, diese beschriebenen Ausführungsformen sollten jedoch nicht als alle möglichen durch die Ansprüche erfassten Formen betrachtet werden. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe dienen nicht als Einschränkung, sondern zur Beschreibung, und es ist klar, dass daran verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesensgehalt und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Oben wurde beschrieben, dass die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht worden sind. Zwar können verschiedene Ausführungsformen als vorteilhaft oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen nach dem Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere erwünschte Eigenschaften als bevorzugt beschrieben worden sein, jedoch ist dem Fachmann einsichtig, dass ein oder mehrere Merkmale oder Eigenschaften eingeschränkt werden können, um gewünschte Eigenschaften des Gesamtsystems zu erreichen, die von der jeweiligen Anwendung und Implementierung abhängen. Zu diesen Eigenschaften können zählen, ohne auf diese beschränkt zu sein, Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Vermarktbarkeit, Aussehen, Aufmachung, Größe, die Wartungsfreundlichkeit, Masse, Herstellbarkeit, einfache Montage usw. Demgemäß liegen alle Ausführungsformen, die als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen nach dem Stand der Technik beschrieben wurden, nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für einzelne Anwendungen wünschenswert sein.
- Bezugszeichenliste
-
- 100
- Hybridmodul
- 102
- Gehäuse
- 104
- Stator
- 106
- Welle
- 108
- Kupplungsbaugruppe
- 110
- Rotorbaugruppe
- 112
- Drehmomentwandlergehäuse
- 113
- Hydraulikkammer
- 114
- Rotor
- 116
- Elektromotor
- 118
- Dichtung
- 120
- Schraube
- 122
- Öffnung
- 124
- Gehärtete Scheibe
- 126
- Öffnung
- 129
- Öffnung
- 128
- Schraubenkopf
- 130
- Rotorsegment
- 131
- Innenfläche
- 132
- Rotorträger
- 134
- Kreisring
- 136
- Kreisring
- 138
- Dicke
- 140
- Nichtmagnetischer Kreisring
- 142
- Spanabhebend bearbeitete Auflagefläche
- 144
- Nichtmagnetischer Kreisring
- 146
- Zahnprofil
- 148
- Kupplungsscheibe
- 150
- Zahnprofil
- 152
- Gestufter Teil
- 154
- Rotorträgerflansch
- 155
- Halterungselement
- 156
- Feder
- 157
- Zunge
- 158
- Sprengring
- 159
- Drehmelder
- 160
- Nut
- 162
- Drehmomentwandler
- 164
- Laufradschaufeln
- 166
- Turbinenbaugruppe
- 168
- Statorbaugruppe
- 170
- Dämpferbaugruppe
- 172
- Außendurchmesser
- 210
- Rotorbaugruppe
- 232
- Rotorträger
- 234
- Integrierter Kreisring
- 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
-
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Claims (10)
- Rotorbaugruppe, die umfasst: einen Drehmomentwandler, der ein Gehäuse enthält, das eine Hydraulikkammer bildet; einen Rotor für einen Elektromotor; einen drehfest mit dem Rotor verbundenen Rotorträger, wobei der Rotorträger an dem Drehmomentwandlergehäuse befestigt ist; und eine zwischen dem Rotorträger und dem Drehmomentwandlergehäuse angeordnete Dichtung zum Abdichten des Drehmomentwandlergehäuses gegen den Rotorträger.
- Rotorbaugruppe nach
Anspruch 1 , die ferner mindestens eine Schraube zum Befestigen des Drehmomentwandlergehäuses an dem Rotorträger umfasst. - Rotorbaugruppe nach
Anspruch 2 , wobei: der Rotorträger eine erste Öffnung enthält, die in einem dem Drehmomentwandlergehäuse zugewandten Ende des Rotorträgers gebildet ist; und der Drehmomentwandler eine zweite Öffnung enthält, wobei die erste Öffnung axial auf die zweite Öffnung ausgerichtet ist, wobei die mindestens eine Schraube in der ersten und in der zweiten Öffnung angeordnet ist, um das Drehmomentwandlergehäuse an dem Rotorträger zu befestigen. - Rotorbaugruppe nach
Anspruch 1 , wobei es sich bei der Dichtung um eine komprimierbare Dichtung handelt. - Rotorbaugruppe nach
Anspruch 3 , die ferner eine gehärtete Scheibe umfasst, wobei: die gehärtete Scheibe eine dritte Öffnung enthält, die axial auf die erste und die zweite Öffnung ausgerichtet und so angeordnet ist, dass die mindestens eine Schraube in der dritten Öffnung angeordnet ist; und die gehärtete Scheibe zwischen einem Kopf der Schraube und einer Innenfläche des Drehmomentwandlergehäuses angeordnet ist. - Rotorbaugruppe nach
Anspruch 1 , wobei: der Rotorträger einen integrierten Ring enthält; und der Rotor axial zwischen dem Drehmomentwandlergehäuse und dem integrierten Ring des Rotorträgers eingeklemmt ist. - Rotorbaugruppe nach
Anspruch 6 , die ferner einen zwischen dem Rotor und dem Drehmomentwandlergehäuse angeordneten Ring umfasst, wobei der Ring eine Dicke aufweist, die so gewählt ist, dass der Rotor sicher zwischen dem Drehmomentwandlergehäuse und dem integrierten Ring des Rotorträgers eingeklemmt ist. - Rotorbaugruppe nach
Anspruch 7 , die ferner einen ersten nichtmagnetischen Ring umfasst, der zwischen dem Rotor und dem Drehmomentwandlergehäuse angeordnet ist. - Rotorbaugruppe nach
Anspruch 8 , wobei das Drehmomentwandlergehäuse eine spanabhebend bearbeitete Auflagefläche enthält und der erste nichtmagnetische Ring an der spanabhebend bearbeiteten Auflagefläche anliegt. - Rotorbaugruppe nach
Anspruch 8 , die ferner einen zweiten nichtmagnetischen Ring umfasst, der zwischen dem Rotor und dem integrierten Ring des Rotorträgers angeordnet ist.
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