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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Motor gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. (
DE
40 23 791 A1 )
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Es wurde eine Vielzahl von Motoren
mit Kühlsystemen
vorgeschlagen, die sich in der praktischen Verwendung befinden.
Ein typischer Motor mit einem Luftkühl-System ist in der vorläufigen japanischen
Patentveröffentlichung
Nr. H9-46984 offenbart.
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Es ist jedoch erwünscht, mehrschichtige Motoren
zu kühlen,
die große
Mengen an Wärme
produzieren. Obwohl eine der wirksamen Kühlverfahren darin besteht,
den mehrschichtigen Motor durch Umlauf eines Kühlmittels, wie beispielsweise
Wasser, durch einen Stator hindurch zu kühlen, bereitet der mehrschichtige
Motor aufgrund seines Aufbaus Schwierigkeiten bei der Verwendung
eines Flüssigkeitskühlsystems
auf. Daher ist es notwendig, ein neues Flüssigkeitskühlsystem vorzuschlagen, das bei
einem mehrschichtigen Motor mit einem Stator sowie inneren und äußeren Rotoren
wirksam funktioniert, die konzentrisch auf einer Motorachse angeordnet
sind.
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DE 41 07 399 A1 und
EP 0 503 093 A1 zeigen jeweils
einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, wobei in dem
Stator Ausnehmungen zum Führen
von Kühlmittel
vorgesehen sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Motor der eingangs genannten Art zu verbessern, derart, daß eine Reduzierung
der Größe des Motors
erzielt wird.
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Die Aufgabe wird bei einem Motor
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch einen Motor mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen
des erfindungsgemäßen Motors
sind in den Unteransprüchen
dargelegt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand
von Ausführungsbeispielen
und zugehörigen
Zeichnungen näher
erläutert.
In dieser zeigen:
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1 eine
Ansicht eines Querschnitts eines Hybrid-Antriebsystems, das einen
Motor mit einem Kühlsystem
nach einem Ausführungsbeispiel
verwendet,
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2 eine
Ansicht im Querschnitt, in der der Motor mit dem Kühlsystem
nach dem Ausführungsbeispiel
dargestellt ist,
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3 eine
Draufsicht in Richtung III der 2,
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4 eine
Ansicht im Querschnitt entlang der Richtung der Pfeile im wesentlichen
entlang der Linie IV-IV der 2,
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5 eine
Ansicht im Querschnitt in Richtung der Pfeile im wesentlichen entlang
der Linie V-V der 2,
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6 eine
Ansicht im Querschnitt in Richtung der Pfeile im wesentlichen entlang
der Linie VI-VI der 2,
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7 eine
Ansicht im Querschnitt in der Richtung der Pfeile im wesentlichen
entlang der Linie VII-VII der 2,
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8 eine
Ansicht im Querschnitt in Richtung der Pfeile im wesentlichen entlang
der Linie VIII-VIII der 2 und
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9 eine
Ansicht im Querschnitt, in der ein beim Hybrid-Antriebsystem verwendetes
Planetengetriebe dargestellt ist.
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Es wird auf die 1 bis 9 Bezug
genommen, in denen ein Ausführungsbeispiel
eines Motors mit einem Kühlsystem
gezeigt ist.
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1 zeigt
ein Hybrid-Antriebsystem für
ein Fahrzeug, wobei das System einen mehrschichtigen Motor mit einem
Kühlsystem,
eine Antriebsmaschine 2, ein Planetengetriebe 3,
ein Untersetzungsgetriebe 4 und ein Differentialgetriebe 5 umfaßt. Der
mehrschichtige Motor 1, die Antriebsmaschine 2 und
das Planetengetriebe 3 sind auf einer ersten axialen Linie O
1 der 1 angeordnet.
Das Untersetzungsgetriebe 4 ist auf einer zweiten axialen
Linie O
2 parallel zur ersten axialen
Linie O
1 angeordnet. Das Differentialgetriebe 5 ist
auf einer dritten axialen Linie O
2 der 1 zur ersten axialen Linie O
1 angeordnet. Ein Ausgangsmoment, das von
der Antriebsmaschine 2 und/oder dem mehrschichtigen Motor 1 abgegeben wird,
wird über
ein Ausgangsgetriebe 35 und das Untersetzungsgetriebe 4 auf
ein Endgetriebe 18 des Differentialgetriebes 5 übertragen.
Das an das Endgetriebe 18 übertragene Moment wird über das
Differentialgetriebe 5 an rechte und linke Räder übertragen.
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Eine Zwischenwelle 36 des
Untersetzungsgetriebes 4 ist mit einem primären Untersetzungsgetriebe 16 verbunden,
das mit dem Ausgangsgetriebe 35 kämmt, einem sekundären Untersetzungsgetriebe 17,
das mit dem Endgetriebe 18 des Differentialgetriebes 5 kämmt, und
einem Parkgetriebe 19, das während einer Zeitspanne, in
der das Fahrzeug geparkt ist, festgestellt ist.
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Der mehrschichtige Motor 1 weist
einen Aufbau mit mehrfachen Rotoren auf, bei dem ein innerer Rotor 10 und
ein äußerer Rotor 30 und
ein zylindrischer Stator 20 konzentrisch derart angeordnet
sind, daß der
innere Rotor 10 innerhalb des zylindrischen Stators 20 mit
einem ersten vorbestimmten Abstand dazwischen angeordnet ist und
der äußere Rotor 30 außerhalb
des zylindrischen Stators 20 mit einem zweiten vorbestimmten
Abstand dazwischen angeordnet ist. Der innere Rotor 10 besteht
aus einer zylindri schen inneren Rotorwelle 11, die drehbar
am Motorgehäuse 41 über Lager
gelagert ist, und einer Vielzahl von Permanentmagneten 38,
die um die innere Rotorwelle 11 befestigt sind. Der äußere Rotor 30 besteht
aus einer zylindrischen äußeren Rotortrommel 13,
die drehbar über
Lager am Motorgehäuse 41 gelagert
ist und einer Vielzahl von Permanentmagenten 38, die an
einer Innenfläche
der äußeren Rotortrommel 11 befestigt
sind. Der Stator 20 besteht aus einer Vielzahl von Kernstahlplatten 21,
die in einer axialen Richtung laminiert sind, und einer Vielzahl
von Spulen 15, die um die Kernstahlplatten 21 gewickelt
sind. Die Spulen 15 des Stators 20 sind an sowohl
den inneren als auch den äußeren Rotor 10 und 30 angepaßt. Beim
Durchströmen
eines komplexen Stromes durch jede Spule 15, um ein sich drehendes
Magnetfeld an den inneren und äußeren Rotoren 10 und 30 zu
erzeugen, wirkt der mehrschichtige Motor 1 als Motor. Umgekehrt
wirkt der mehrschichtige Motor 1 beim Drehen der inneren
und äußeren Rotoren 10 und 30 als
Generator. Diese Anordnung des mehrschichtigen Motors 1 ermöglicht es,
daß dessen
Größe verkleinert
und dessen Stromverluste unterdrückt
werden können.
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Das Planetengetriebe 3 umfaßt ein Sonnenrad 31,
eine Vielzahl von Ritzeln 32, die mit dem Sonnenrad 31 kämmen, einen
Planetenträger 34,
der drehbar die Ritzel 32 über Ritzelwellen 39 lagert,
und einen Zahnkranz 33, der mit den Ritzeln (Planetenrädern) 32 kämmt. Das
Sonnenrad 31, der Träger 34 und
der Zahnkranz 33 sind konzentrisch angeordnet, um eine
dreischichtige Mehrfachwellenanordnung zu bilden. Das Sonnenrad 31 ist
mit dem inneren Rotor 10 verbunden. Der Träger 34 ist
mit einer Kurbelwelle der Antriebsmaschine 2 über eine
Ausgangswelle 24 der Antriebsmaschine und einem Schwungraddämpfer 26 verbunden.
Der Zahnkranz 33 ist mit dem äußeren Rotor 30 und
einem Ausgangsgetriebe 35 verbunden. An einem rückwärtigen Ende
der Kurbelwelle ist mittels Bolzen 29 eine Antriebsplatte 49 befestigt.
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Da der äußere Rotor 30 mit
dem Ausgangsgetriebe 35 über den Zahnkranz 33 verbunden
ist, wirkt ein hohes Moment vom äußeren Rotor 30 direkt auf
eine Ausgangsgetriebewelle 40, die am Ausgangsgetriebe 35 befestigt
ist, wenn das Fahrzeug zum Fahren anfängt. Des weiteren wird eine
regenerative Energieerzeugung auf wirksame Weise ausgeführt, wenn
das Moment vom Ausgangsgetriebe 35 beim Verzögern des Fahrzeugs direkt auf
den äußeren Rotor 30 wirkt.
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Wenn eine elektromagnetische Kupplung 6 in
einen ausgerückten
Zustand versetzt wird, wird das Moment der Antriebsmaschine 2 durch
die Kurbelwelle, die Antriebsplatte 49, den Schwungraddämpfer 26 und
die Motorausgangswelle 24 an den Träger 34 übertragen
und durch die Ritzel 32 an das Sonnenrad 31 und
den Zahnkranz 33 verteilt. Während dieser Zeitspanne wird
eine Drehgeschwindigkeit und ein Moment des Ausgangsgetriebes 35 durch
die geeignete Funktion der inneren und äußeren Rotoren 10 und 30 als
Motor oder Generator gesteuert. Die Antriebsmaschine 2 wird
durch Drehen der Kurbelwelle durch die Funktion des mehrschichtigen
Motors 1, insbesondere durch Betätigen des inneren Rotors 10 als
Motor gestartet.
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Wenn die elektromagnetische Kupplung 6 in einen
eingerückten
Zustand versetzt wird, wird das Moment des Motors 2 über die
Kurbelwelle, die Antriebsplatte 49, ein Antriebselement 62,
ein angetriebenes Element 61 und eine Kupplungsausgangswelle 60 an
das Ausgangsgetriebe 35 übertragen. Wenn daher das Fahrzeug
mit hoher Geschwindigkeit fährt, wird
das Moment der Antriebsmaschine 2 direkt an das Ausgangsgetriebe 35 übertragen.
Während
dieser Zeitspanne funktionieren die elektromagnetische Kupplung 6,
die Antriebsplatte 49 und der Schwungraddämpfer 26 als
eine Schwungradmasse.
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Das Hybrid-Antriebsystem besteht
aus einer ersten Untereinheit 7 und einer zweiten Untereinheit 8.
Die erste Untereinheit 7 umfaßt den mehrschichtigen Motor 1,
der im Motorgehäuse 41 aufgenommen ist.
Die zweite Untereinheit 8 beinhaltet das Planetengetriebe 3,
das Untersetzungsgetriebe 4 und das Differentialgetriebe 5,
die in einem Getriebegehäuse 50 und
einem Kupplungsgehäuse 57 aufgenommen sind.
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Wie in der 2 gezeigt ist, weist das Motorgehäuse 41 des
mehrschichtigen Motors 1 eine zylindrische Form mit einem
Bodenabschnitt 41a auf. Der Stator von zylindrischer Form
ist koaxial am Bodenabschnitt 41a des Motorgehäuses 41 mittels
einer Vielzahl von Bolzen 43 befestigt. Eine scheibenförmige Teilungsplatte 46 und
ein Statorhalter 44 sind zwischen dem Bodenabschnitt 41a und
einer rückwärtigen Fläche des
Stators 20 angeordnet. Eine scheibenförmige Frontplatte 45 ist
an einer vorderen Stirnfläche
des Stators 20 angebracht. Die Bolzen 43 reichen
durch den Bodenabschnitt 41a des Motorgehäuses 41,
die Teilungsplatte 46, den Statorhalter 44 und
den Stator 20 und sind an der Frontplatte 45 derart
befestigt, daß sie
den Stator am Motorgehäuse 41 befestigen.
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Ein Paar von äußeren Rotorwellenabschnitten 30a und 30b sind
jeweils an beiden Enden des äußeren Rotors 30 angeordnet
und jeweils durch Kugellager 63 und 64 und ein
Kugellager 65 drehbar gelagert. Der äußere Rotorwellenabschnitt 30a dient
als ein äußerer Rotorausgangsabschnitt
zur Abgabe einer Ausgangsleistung des äußeren Rotors 30. Der äußere Rotorwellenabschnitt 30a ist
in eine zylindrische äußere Rotortrommel 13,
die mit dem Permanentmagneten 38 verbunden ist, und in
ein Axiallast-Aufnahmeelement der äußeren Rotortrommel 13 aufgeteilt.
Eine äußere Trommelabdeckung 23 ist
mit einem vorderen Endabschnitt der äußeren Rotortrommel 13 mittels
einer Vielzahl von Bolzen 28 befestigt und eine innere
Trommelabdeckung 27 ist mit einem inneren peripheren Ende
der äußeren Trommelabdeckung 23 derart
verschweißt,
daß die äußere Rotortrommel 13 als
ein Element zur Aufnahme einer Axiallast dient. Die äußere Trommelabdeckung 23 ist
bezüglich
der äußeren Rotortrommel 13 mittels eines
Schlagbolzens 166 in einer vorbestimmten Lage angeordnet.
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Öffnungen 50w, 23w, 13w und 41w sind
vorgesehen, um Kühlluft
jeweils in das Getriebegehäuse 50,
die äußere Trommelabdeckung 23,
die äußere Rotortrommel 13 und
das Motorgehäuse 41 zu
leiten. Die äußere Trommelabdeckung 23 weist
eine Vielzahl von Kühlfinnen 23a auf,
die durch Druckformung ausgeformt sind. Die Kühlfinnen 23a leiten
Kühlluft zum
Stator 20, wenn sich der äußere Rotor dreht. An den Öffnungen 41w und 50w sind
jeweils Luftfilter 170 und 171 angebracht, so
daß Kühlluft durch
die Luftfilter 170 und 171 einem Innenraum des Motorgehäuses 41 zugeleitet
wird. Die Anordnung der Luftfilter 170 und 171 verhindert,
daß Staub,
unter Umständen
mit Eisenpulver, in das Motorgehäuse 41 eintritt, so
daß sich
Eisenpulver nicht an den Permanentmagneten 37 und 38 ablagern
kann.
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Die innere Trommelabdeckung 27 wird
mittels Gießen
oder Schmieden hergestellt und weist einen zylindrischen Wellenabschnitt 27a und
einen Skalenabschnitt 27b auf. Die äußere Trommelabdeckung 23 und
die innere Trommelabdeckung 27 sind fest miteinander mittels
Elektronenstrahlverschweißen
verbunden, um eine thermische Verformung zwischen ihnen zu vermeiden.
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Die Kugellager 63 und 64 sind
mit tiefen Rillen ausgestaltet und zwischen dem Getriebegehäuse 50 und
dem Stator 20 derart angeordnet, daß sie zwischen sich den äußeren Rotorwellenabschnitt 30a sandwichartig
einklemmen. Ein rückwärtiges Ende eines
inneren Laufrings des Kugellagers 63 mit tiefer Rille berührt einen
zylindrischien Wellenabschnitt 27a des äußeren Rotorwellenabschnitts 30a und
ein vorderes Ende eines äußeren Laufringes
des Kugellagers 63 mit tiefer Rille berührt über eine Distanzscheibe 66 das
Getriebegehäuse 50.
Ein rückwärtiges Ende
eines inneren Laufringes des Kugellagers 64 mit tiefer
Rille berührt
den zylindrischen Wellenabschnitt 28a und ein vorderes
Ende eines äußeren Laufringes
des Kugellagers 64 mit tiefer Rille berührt die Frontplatte 45 des
Stators 20. Das Kugellager 63 nimmt eine Axiallast
der äußeren Rotortrommel 13 in Richtung
vorwärts,
in 2 entsprechend in
Richtung nach rechts, auf. Das Kugellager 64 nimmt eine Axiallast
der äußeren Rotortrommel 14 in
rückwärtige Richtung,
in 2 entsprechend in
Richtung nach links, auf.
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Der äußere Rotorwellenabschnitt 30b ist
einstückig
mit einem rückwärtigen Endabschnitt
der äußeren Rotortrommel
ausgeformt. Das Kugellager 65 mit tiefer Rille ist zwischen
dem äußeren Rotorwellenabschnitt 30b und
dem Motorgehäuse 41 angebracht.
Ein innerer Laufring des Kugellagers 65 mit tiefer Rille
ist an einem Zylinderabschnitt 41c des Motorgehäuses 41 über einen
Sicherungsring 67 befestigt. Ein äußerer Laufring des Kugellagers 65 mit
tiefer Rille befindet sich gleitend mit dem äußeren Rotorwellenabschnitt 30b im
Eingriff. Durch die Kugellager 63, 64 und 65 wird
eine Radiallast der äußeren Rotortrommel 13 aufgenommen.
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Da ein Öffnungsdurchmesser des äußeren Rotorwellenabschnitts 30b kleiner
ist als ein äußerer Durchmesser
des Stators 20, ist es beim Zusammenbau der ersten Untereinheit
notwendig, die äußere Rotorwelle 13 mit
dem Motorgehäuse 41 vor
einem Zusammenbau des Stators 20 zusammenzubauen. Daher
sind die äußere Rotortrommel 13 und
die äußere Trommelabdeckung 23 lösbar voneinander
ausgebildet und erleichtern eine Positionierung des äußeren Rotorwellenabschnitts 30b in
Richtung der Axiallast. Der Zusammenbau der ersten Untereinheit 7 wird
wie folgt ausgeführt:
(1) Das Kugellager 65 wird mittels des Sicherungsringes 67 am
Motorgehäuse 41 angebracht.
(2) Der äußere Rotorwellenabschnitt 30b wird
mit dem äußeren Laufring
des Kugellagers 65 in Eingriff gebracht. (3) Der Stator 20 wird mittels
der Bolzen 43 am Motorgehäuse 41 be festigt. (4)
Die äußere Trommelabdeckung 23 wird
am vorderen Endabschnitt der äußeren Motortrommel 13 mittels
der Bolzen 28 befestigt.
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Ein innerer Rotorwellenabschnitt 10a zur
Abfertigung der Leistung des inneren Rotors 10 ist einstückig mit
der inneren Rotorwelle 11 ausgebildet. Ein innerer Laufring
eines Kugellagers 71 mit tiefer Rille befindet sich mit
dem inneren Rotorwellenabschnitt 10a im Eingriff und ist mittels
eines Sicherungsringes 73 befestigt. Ein äußerer Laufring
des Kugellagers 71 mit tiefer Rille befindet sich mit einem zylindrischen
Wellenabschnitt 27a des äußeren Rotorwellenabschnittes 30a im
Eingriff und ist mittels eines Sicherungsringes 74 befestigt.
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Ein innerer Rotorwellenabschnitt 30b,
der an einer dem inneren Drehwellenabschnitt 10a gegenüberliegenden
Seite angeordnet ist, ist einstückig
mit einem rückwärtigen Endabschnitt
der inneren Rotorwelle 11 ausgeformt. Ein Radialnadelrollenlager (zweites
Lager) 72 ist zwischen dem Bodenabschnitt 41a des
Motorgehäuses 41 und
dem inneren Rotorwellenabschnitt 10b angeordnet. Das Radialnadelrollenlager 72 weist
einen Aufbau auf, bei dem das Schmiermittel abgedichtet ist. Das
radiale Nadelrollenlager 72 wird durch den Statorhalter 44 und
einer Endplatte 75 eingeklemmt, um dessen Lage in Richtung
der Axiallast zu bestimmen. Kugellager 63, 64, 65 und 71 mit
tiefen Rillen, die in der Untereinheit 7 eingebaut sind,
weisen alle einen Aufbau auf, bei dem das Schmiermittel abgedichtet
ist. Die innere Rotorwelle 11 wird durch ein Kugellager 71 und
das Radialnadelrollenlager 72 derart gelagert, daß durch diese
die Radiallast der inneren Rotorwelle 11 aufgenommen wird.
Die Axiallast der inneren Rotorwelle 11 wird nur durch
das Kugellager 71 aufgenommen und nicht durch das Radialnadelrollenlager 71.
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Der mehrschichtige Motor 1 ist
ausgebildet, Kühlmittel
(Kühlflüssigkeit)
vom rückwärtigen Ende des
Stators 20 einzulassen, es in axialer Richtung des Stators 20 strömen zu lassen
und das Kühlmittel von
einem vorderen Ende des Stators 20 zum rückwärtigen Ende
des Stators 20 zurückfließen zu lassen,
um dann das Kühlmittel
vom rückwärtigen Ende des
Stators 20 abzulassen.
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Kühlmäntel 80 für den Umlauf
des Kühlmittels
im mehrschichtigen Motor 1 sind zwischen Bolzenöffnungen 81 der
Kernstahlplatten 21 des Stators 20 und äußeren Umflächen der
Bolzenschaftabschnitte 43a der Bolzen 43 ausgebildet.
Die Bolzen 43 sind so gesetzt, daß sie durch die Bolzenöffnungen 81 hindurch
reichen. Da der Bolzen 43 derart ausgebildet ist, daß ein äußerer Durchmesser
des Bolzenschaftabschnittes 43a kleiner ist als der der Schraubabschnitte 43b,
wird eine ausreichende Querschnittsfläche für einen Durchlaß des Kühlmittels
an den zwischen den Bolzen 43 und dem Bolzenöffnungen 81 ausgebildeten
Durchlässen
sichergestellt.
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7 zeigt
eine Ansicht im Querschnitt des Stators 20, die in Richtung
der Pfeile, im wesentlich entlang der Linie VII-VII der 2 genommen ist. Die Kernstahlplatten 21 bestehen
aus achtzehn Teilen, die in radialer Richtung, wie in der 7 gezeigt, geteilt sind.
Die geteilten Teile sind mit dem jeweils benachbarten anderen Teilen
mittels einer Kunstharzgußmasse 83 verbunden.
Um jede Kernplatte 21 sind jeweils zwei Spulen 15 gewickelt,
daher umfaßt
der Stator 20 sechsunddreißig Spulen 15. Jede
Kernplatte 21 weist zwei Kernabschnitte 21a auf,
die sich in radialer Richtung des Stators 20 erstrecken
und die Spule 15 ist um jeden Kernabschnitt 21a gewickelt. Die
Anzahl der Kühlmäntel 80 ist
auf die Hälfte
der Anzahl der Spulen 15, also achtzehn, festgelegt. Die Bolzenöffnungen 81,
die die jeweiligen Kühlmäntel 80 definieren,
sind zwischen benachbarten Kernplatten 21 ausgebildet.
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8 zeigt
eine Vorderansicht der Frontplatte 45 entlang der Pfeile,
im wesentlichen entlang der Linie VIII-VIII der 2. Die Frontplatte 45 weist Rückflußöffnungen 84 auf,
die dazu dienen, zwei benachbarte Kühlmäntel 80 zu verbinden.
Das Kühlmittel
fließt
in der 2 in Richtung
nach rechts durch einen der beiden verbundenen Kühlmäntel 80 und fließt in der 2 in Richtung nach links
durch den anderen der beiden verbundenen Kühlmäntel 80 zurück. Daher
sind die Durchflußrichtungen
des Kühlmittels
in den Kühlmänteln 80 alternierend
angeordnet. In 8 bezeichnet
das Bezugszeichen 119 Gewindeöffnungen, in die die jeweiligen
Gewindeabschnitte 43a der Bolzen 43 eingeschraubt
sind. Flüssigkeitsdichtungen
dichten jeden Abschnitt zwischen jeder Gewindeöffnung 119 und jeden
Gewindeabschnitt 43a der Bolzen 43 derart ab,
daß eine
Strömung
des Kühlmittels
an die Umgebung über
die beabstandeten Abschnitte verhindert wird.
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Das Motorgehäuse 41 umfaßt einen
Zylinderabschnitt 41c, der von der äußeren Umfläche des Bodenabschnittes 41a in
Richtung nach hinten vorspringt. Eine äußere Fläche des Zylinderabschnitts 41c ist
an einem inneren Laufring des Kugellagers 65 befestigt.
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Eine Endplatte 75 ist im
Zylinderabschnitt 41c angeordnet. Durchlässe zur
Zufuhr des Kühlmittels
zu den Kühlmänteln 80 sind
an Abschnitten angeordnet, die sich innerhalb des Zylinderabschnittes 41c befinden.
Die Endplatte 75 ist mit einer rückwärtigen Fläche des Bodenabschnittes 41a des
Motorgehäuses 41 verbunden
und mittels einer Vielzahl von Bolzen 76 befestigt. Jeder
Bolzen 76 reicht durch die Endplatte 75 und dem
rückwärtigen Wandabschnitt 42 des
Motorgehäuses
hindurch und ist mit dem Statorhalter 44 verschraubt.
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3 zeigt
eine Draufsicht der Endplatte entlang der Richtung der Pfeile im
wesentlichen entlang der Linie III-III der 2. Wie in 3 gezeigt ist,
sind in der Endplatte 75 ein Kühlmitteleinlaß 85 und
ein Kühlmittelauslaß 86 zum
Einlassen und Auslassen des Kühlmittels
in und vom Kühlmantel 80 angeordnet.
Der Kühlmitteleinlaß 85 ist
mit einer Ablaßseite
einer Pumpe über
eine Leitung (nicht gezeigt) verbunden und der Kühlmittelauslaß 86 ist
mit der Saugseite der Pumpe über
eine Leitung (nicht gezeigt) und einen Radiator verbunden. Sowohl
der Kühlmitteleinlaß 85 als
auch der Kühlmittelauslaß 86 sind
innerhalb des Kugellagers 65 angeordnet.
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Um den inneren Rotor 10 und
den äußeren Rotor 30 synchron
zu drehen, sind ein Drehwinkelsensor 113 für den inneren
Rotor zur Erfassung einer Phase des inneren Rotors 10 und
ein Drehwinkelsensor 114 für den äußeren Rotor zum Erfassen einer Phase
des äußeren Rotors 30 im
Mehrschichtmotor 1 angeordnet. Ein jedes Signal von einem
jeden der Drehwinkelsensoren 113 und 114 wird
an einen Steuerschaltkreis (nicht gezeigt) geleitet. Der Steuerschaltkreis
gibt ein PWM-Signal basierend auf den Daten des notwendigen Momentes
(negativ und positiv) an den inneren Rotor 10 und den äußeren Rotor 30 aus.
Der Drehwinkelsensor 114 für den äußeren Rotor ist am Getriebegehäuse 50 über die
Bolzen 165 befestigt, um dem Skalenabschnitt 27b der
inneren Trommelabdeckung 27 gegenüber zu liegen. Diese Anordnung
ermöglicht
es, dem Drehwinkelsensor 114 für den äußeren Rotor, die Phase des äußeren Rotors 30 zu
erfassen.
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Wie in der 3 gezeigt ist, empfängt jede Spule mittels eines
Drahtes 116 einen elektrischen Strom. Jeder Draht 116 und
der Drehwinkelsensor 113 für den inneren Rotor sind einstückig in
ein einheitliches Teil 117 durch Vergießen mit Kunstharz ausgeformt.
Das einheitliche Teil 117 ist mittels dreier Bolzen 79 an
der Endplatte 75 befestigt. Ein Drehabschnitt des Drehwinkelsensors 113 für den inneren Rotor
ist mittels einer Keilverzahnung am rückwärtigen Ende der inneren Rotorwelle 11 angeordnet,
um eine axiale Verschiebung der inneren Rotorwelle 11 zu
ermöglichen.
Die Verbindung zwischen dem Drehwinkelsensor 113 für den inneren
Rotor und der inneren Rotorwelle 11 kann auch durch ein
anderes Verfahren, beispielsweise durch eine Schlüsselweite hergestellt
sein. Das einheitliche Teil 117 ist innerhalb des Kühlmitteleinlasses 85 und
des Kühlmittelauslasses 86 relativ
zur Mitte der Achse des mehrschichtigen Motors 1 derart
angeordnet, daß das
einheitliche Teil 117 nicht vom rückwärtigen Ende des mehrschichtigen
Motors 1 hervorragt.
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4 zeigt
eine Ansicht des Bodenabschnittes 41a des Motorgehäuses 41 entlang
der Richtung der Pfeile im Querschnitt, im wesentlichen entlang der
Linie VI-VI der 2. Zwei
ringförmige
Durchlässe 87 und 88,
die als Kühlmitteldurchlaß dienen,
sind am Bodenabschnitt 41a des Motorgehäuses 41 vorgesehen.
Der innere ringförmige
Durchlaß 87 ist
mit dem Kühlmitteleinlaß 85 der
Endplatte 75 verbunden und der äußere ringförmige Durchlaß 88 ist
mit dem Kühlmittelauslaß 86 der
Endplatte 75 verbunden. Die inneren und äußeren ringförmigen Durchlässe 87 und 88 sind
in einer komplex gekrümmten
Form ausgebildet, um Öffnungen 89 für die Bolzen 76 und Öffnungen 90 für die Bolzen 79 zu
vermeiden, wie in 4 gezeigt
ist.
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5 zeigt
eine Vorderansicht in Richtung der Pfeile, im wesentlichen entlang
der Linie V-V der 2,
wobei die Teilungsplatte 46 dargestellt ist. Die Teilungsplatte 46 weist
neun Öffnungen 91 auf,
die mit dem inneren ringförmigen
Durchlaß 87 verbunden
sind und neun Öffnungen 92,
die mit dem äußeren ringförmigen Durchlaß 88 verbunden
sind. In 5 sind die
ringförmigen
Durchlässe 87 und 88 durch
Linien mit zwei Punkten und einem Strich dargestellt. Das Bezugszeichen 87 bezeichnet Öffnungen
zum Einbau der Bolzen 43, 98 bezeichnet Öffnungen
zum Einbau der Bolzen 76 und 99 bezeichnet Öffnungen
zum Einbau der Bolzen 79.
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6 zeigt
eine Vorderansicht des Statorhalters 44 entlang der Richtung
der Pfeile, im wesentlichen entlang der Linie VI-VI der 2. Der Statorhalter 44 weist
neun Radialdurchlässe 93 und
neun Radialdurchlässe 94 auf,
die sich im Statorhalter 44 in radialer Richtung erstrecken,
wie in 6 gezeigt ist.
Innere Umfangsabschnitte der Radialdurchlässe 93 sind über die Öffnungen 91 mit
dem inneren ringförmigen
Durchlaß 87 verbunden.
Innere Umfangsabschnitte der Radialdurchlässe 94 sind mit dem äußeren ringförmigen Durchlaß 88 und über die Öffnungen 92 verbunden.
In 6 sind die ringförmigen Durchlässe 87 und 88 durch
die Linien mit zwei Punkten und einem Strich dargestellt. Äußere Endabschnitte
der Radialdurchlässe 93 und 94 sind
mit den Öffnungen
95 für die Bolzen 43 und
mit den Kühlmänteln 89 verbunden.
Das Bezugszeichen 121 bezeichnet Öffnungen für die Bolzen 76 und
das Bezugszeichen 122 bezeichnet Öffnungen für die Bolzen 79.
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Wie in 9 gezeigt
ist, weist das Getriebegehäuse 50 einen
Axiallastaufnahme-Wandabschnitt 50a auf, der eine auf das
Planetengetriebe 3 wirkende Last aufnimmt. Der vordere
Endabschnitt der inneren Rotorwelle 11 ist mittels einer
Keilverzahnung mit dem Sonnenrad 31 über deren keilverzahnten Abschnitte 125 und
mit der Ausgangswelle 24 der Antriebsmaschine über ein
radiales Drucklager 126 verbunden, um in Drehrichtung und
in axialer Richtung gleitend verschiebbar zu sein. Des weiteren
ist der Zylinderwellenabschnitt 27a mit dem Drehelement
des Zahnkranzes 33 mittels einer Keilverzahnung über keilverzahnte
Abschnitte 127 verbunden. Diese Anordnung ermöglicht eine Übertragung
der Drehkraft zwischen dem inneren Rotor 10 und dem Sonnenrad 31 und
eine Übertragung
der Drehkraft zwischen dem äußeren Rotor 30 und
dem Zahnkranz 33, während
gleichzeitig verhindert wird, daß die Axiallast vom Planetengetriebe 3 auf
die innere Rotorwelle 11 wirkt. Dieser Aufbau zum Auslöschen der Axiallast
ermöglicht
es, daß die
erste Untereinheit 7 und die zweite Untereinheit 8 in
die jeweiligen einheitlichen Strukturen eingebracht werden können. Es
ist daher möglich,
den mehrschichtigen Motor 1 als einen elektrischen Motor
oder Generator zu betreiben, indem die innere Rotorwelle 11 in
Axialrichtung selbst dann gehalten ist, wenn nur die Untereinheit 7 eingebaut
ist.
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Das Drehelement 129 ist
mittels einer Keilverzahnung 128 mit einer äußeren Umfläche des Zahnkranzes 33 verbunden.
Ein Axialnadelrollenlager 130 ist zwischen dem Drehelement 129 und
dem Wandabschnitt 50a zur Aufnahme der Axiallast des Getriebegehäuses 50 angeordnet.
Ein Axialnadelrollenlager 131 ist zwischen dem Drehelement 129 und einer
Scheibenplatte 132 eingebaut, welche die Ritzel 39 und
den Träger 34 hält. Daher
wird die Axiallast auf das Drehelement durch die Axialnadelrollenlager 130 und 131 aufgenommen.
Ein ungeteiltes Radiallager 134 ist zwischen dem Drehelement
129 und dem
Getriebegehäuse 50 derart
angeordnet, daß die Radiallast
des Drehelements 129 durch das ungeteilte Radiallager 134 aufgenommen
ist.
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Zwischen der inneren Rotorwelle 11 und
dem Drehelement 129 ist eine Hülse 135 eingebaut.
Zwischen der Hülse 135 und
dem Sonnenrad 31 ist ein Axialnadelrollenlager 136 eingebaut.
Zwischen dem Sonnenrad 31 und dem Träger 34 ist ein Axialnadelrollenlager 137 eingebaut.
Der Träger 34 ist
mit der Ausgangswelle 24 der Antriebsmaschine über Keilverzahnungen 138 verbunden.
Zwischen den Träger 34 und
dem Drehelement 25 des Zahnkranzes 33 ist ein
Axialnadelrollenlager 141 eingebaut.
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Das Ausgangsgetriebe 35 ist
konzentrisch um die Ausgangsgetriebewelle 40 angeordnet.
Das Ausgangsgetriebe 35 und die Ausgangsgetriebewelle 40 sind über einen
Scheibenabschnitt 48 von Scheibenform einstückig ausgebildet.
Das Drehelement 25 des Zahnkranzes 33 ist mittels
Keilverzahnungen 142 mit der inneren Umfläche der
Ausgangsgetriebewelle 40 verbunden. Die Kupplungsausgangswelle 60 ist
ebenfalls mittels Keilverzahnungen 143 mit dem inneren
Umfang der Ausgangsgetriebewelle 40 verbunden. Die Keilverzahnungen 127 des Zylinderwellenabschnittes 27a und
die Keilverzahnungen 138 des Trägers 34 sind durch
Räumen
hergestellt.
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Ein Untergehäuse 147 ist mittels
einer Vielzahl von Bolzen 148 am Kupplungsgehäuse 57 befestigt.
Die Ausgangsgetriebewelle 40 ist an einem Paar von Schrägrollenlagern 144 und 145 in
einem zwischen dem Kupplungsgehäuse 57 und
dem Untergehäuse 147 ausgebildeten
Raum gelagert. Das Rollenlager 144 ist zwischen dem Untergehäuse 147 und
dem Scheibenabschnitt 48 eingebaut. Das Schrägrollenlager 145 ist
zwischen dem Kupplungsgehäuse 57 und
dem Scheibenabschnitt 48 eingebaut. Das Schrägrollenlager 144 ist
derart angeordnet, daß ein
vorderes Ende seines inneren Laufringes das Kupplungsgehäuse 57 berührt und
ein rückwärtiges Ende
seines äußeren Laufringes
den Scheibenabschnitt 48 des Ausgangsgetriebes 35 berührt. Das
Schrägrollenlager 144 nimmt
eine Axiallast auf, die in der 9 nach
rechts auf das Ausgangsgetriebe 35 wirkt. Auf ähnliche
Weise ist das Schrägrollenlager 145 derart
angeordnet, daß ein
rückwärtiges Ende
seines inneren Laufringes das Untergehäuse 147 berührt, und
daß ein
vorderes Ende seines äußeren Laufringes
den Scheibenabschnitt 48 des Ausgangsgetriebes 35 berührt. Das
Schrägrollenlager 145 nimmt
eine Axiallast auf, die auf das Ausgangsgetriebe 35 in
eine Richtung nach links in der 9 wirkt.
Die Schrägrollenla ger 144 und 145 sind
derart angeordnet, daß die
jeweiligen Schrägrollen
nach außen
geneigt sind. Diese Anordnung der Schrägrollenlager 144 und 145 verringert
eine axiale Spanne zwischen ihnen.
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Ein Öleinlaß 150, der als ein Öleinlaß zum Einleiten
von Öl
in das Getriebegehäuse 50 dient,
ist am Wandabschnitt 50a zur Aufnahme der Axiallast des
Getriebegehäuses 50 vorgesehen.
Diese Anordnung ermöglicht
es, daß das
Planetengetriebe 3 und die Schrägrollenlager 144 und 145 zwangsgeschmiert
sind. Das von einer elektrischen Ölpumpe (nicht gezeigt) abgelassene Öl wird dem Öleinlaß 150 zugeleitet
und fließt
zu einer Ölleitung 153 in
der inneren Rotorwelle 11 durch einen ringförmigen Durchlaß 151 des
ungeteilten Radiallagers 134 und durch einen ringförmigen Durchlaß 152 der
Hülse 135.
Ein Teil des Öls
wird dem Planetengetriebe 3 durch das ungeteilte Radiallager 126 zugeleitet
und der Rest wird über
eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 155 der
Ausgangsgetriebewelle 40 und einer Vielzahl von Öffnungen 156 des
Scheibenabschnittes 48 den Schrägrollenlagern 144 und 145 und
dem Ausgangsgetriebe 35 zugeleitet. Das Öl, das wie oben
beschrieben die verschiedenen Stellen schmierte, wird über Rücklaufdurchlässe (nicht
gezeigt), die mit dem Getriebegehäuse 50 verbunden sind,
an die Ölpumpe
zurückgeleitet.
Die Durchgangsöffnungen 155 dienen
auch als ein Betätigungsfenster
beim Ausbau der Lager.
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Eine Öldichtung 161 ist
zwischen dem Getriebegehäuse 50 und
dem Drehelement 129 angeordnet. Eine Öldichtung 162 ist
zwischen dem Drehelement 129 und der inneren Rotorwelle 11 angeordnet.
Zwischen dem Kupplungsgehäuse 57 und
der Kupplungsausgangswelle 60 ist eine Öldichtung 163 angebracht.
Zwischen der Kupplungsausgangswelle 60 und der Ausgangswelle 24 der
Antriebsmaschine ist eine Öldichtung 164 angebracht.
Die Öldichtungen 161 bis 164 dienen
dazu, daß verhindert
wird, daß das
an das Planetengetriebe 3 und die Schrägrollenlager 144 und 145 geleitete Öl in Richtung
des mehrschichtigen Motors 1 oder der elektromagnetischen
Kupplung 6 leckt.
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Im folgenden wird die Funktion des
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
erläutert.
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Wenn das Fahrzeug in einen normalen
Betriebszustand läuft,
wird das von der Antriebsmaschine 2 erzeugte Moment über die
Kurbelwelle, die Antriebsplatte 49, dem Schwungraddämpfer 26 und
die Ausgangswelle 24 der Antriebsmaschine an den Träger
34 übertragen.
Weiter wird das Drehmoment an den Träger 34 über die
Ritzel 32 an das Sonnenrad 31 und den Zahnkranz 33 verteilt.
Durch Betätigung des
inneren Rotors 10 und des äußeren Rotors 30 als einen
elektrischen Motor oder Generator während dieser Zeitspanne wird
die Drehgeschwindigkeit und das Moment der Ausgangsgetriebewelle 40 geregelt.
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Da der um den Stator 20 angeordnete äußere Rotor 30 einen
Drehdurchmesser aufweist, der größer als
der des inneren Rotors 10 ist, der innerhalb des Stators 20 angeordnet
ist, ist es möglich, das
mittels des äußeren Rotors 30 erzeugte
Moment zu erhöhen.
Durch einstückiges
Drehen des äußeren Rotors 30 mit
der Ausgangsgetriebewelle 40 über den Zahnkranz 33 wirkt
während
des Starts des Fahrzeugs ein hohes Moment vom äußeren Rotor 30 direkt
auf die Ausgangsgetriebewelle 40, um die benötigte Beschleunigungsleistung
des Fahrzeugs bereitzustellen. Wenn des weiteren das Fahrzeug abgebremst
wird, wirkt das Bremsmoment direkt von der Ausgangsgetriebewelle 40 auf
den äußeren Rotor 30,
um die Leistung mittels des regenerativen Bremsens wirksam zu erzeugen.
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Wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit
fährt,
wird die Ausgangsleistung der Antriebsmaschine am Planetengetriebe 3 verteilt,
indem das Moment der Antriebsmaschine über die Betätigung der elektromagnetischen
Kupplung 6 direkt auf die Ausgangsgetriebewelle 40 übertragen
wird und der innere Rotor 10 führt die Energieerzeugung durch.
Des weiteren wird durch die direkte Verbindung der Antriebsmaschine 2 und
der Ausgangsgetriebewelle 40 ohne Betätigung des äußeren Rotors 30 die
Menge der vom inneren Rotor 10 erzeugten Energie klein gehalten.
Dies ermöglicht
eine kompakte Herstellung des inneren Rotors 30.
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Der innere Rotor 10 und
der äußere Rotor 30 des
mehrschichtigen Motors 1 sind konzentrisch angeordnet und
das Sonnenrad 31, der Träger 34 und der Zahnkranz 33 des
Planetengetriebes 3 sind koaxial in den inneren und äußeren Rotoren 10 und 30 angeordnet.
Diese Anordnung ermöglicht
eine kleine bauende Herstellung der zusammengebauten Einheiten des
Hybridantriebsystems. Im Ergebnis ist es daher möglich, die Beschränkungen
bezüglich
der Größe des mehrschichtigen
Motors 1, mit dem das Fahrzeug ausgestattet ist, zu verringern
und den Aufbau der Leistungsabgabe zur Abgabe der Leistung des Ausgangsgetriebes 35 zu
vereinfachen.
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Der mehrschichtige Motor 1 ist
derart angeordnet, daß die
Radiallast auf die äußere Rotortrommel 13 durch
die Kugellager 63, 64 und 65 aufgenommen
wird. Da die Tragweite zwischen dem Kugellager 65 und den
Kugellagern 63 und 64 in ausreichender Größe sichergestellt
ist, wird die Tragfestigkeit der äußeren Rotortrommel 13 ausreichend
sichergestellt und die Lücke
zwischen dem äußeren Rotor 30 und
dem Stator 20 geeignet beibehalten.
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Die auf den äußeren Rotor 30 wirkende
Axiallast wird durch das Paar von Kugellagern 63 und 64 und
nicht vom Kugellager 65 aufgenommen. Dies erleichtert das
Vorsehen eines Sicherungsringes zur Positionierung des Kugellagers 65 relativ
zum äußeren Rotorwellenabschnitt 30b und
es ist daher möglich,
eine Längenabmessung
der äußeren Rotortrommel 13 zu
verringern.
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Wenn die erste Untereinheit 7 zusammengebaut
wird, wird die äußere Rotorwelle 30a mit
dem äußeren Laufring
des Kugellagers 65 in Eingriff gebracht, nachdem das Kugellager 65 mit
dem Motorgehäuse 41 über den
Sicherungsring 67 verbunden ist. Da die Untereinheit 7 einen
Aufbau aufweist, gemäß dem es
nicht notwendig ist, die Positionierung der äußeren Rotorwelle 30b zum
Kugellager 65 bezüglich
der Axialrichtung durchzuführen,
wird der Zusammenbau des äußeren Rotors 30 mit
dem Motorgehäuse 41 erleichtert
und die Produktivität
des Mehrschichtmotors 1 verbessert.
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Da des weiteren während beim Zusammenbau der
ersten Untereinheit 7 die äußere Rotortrommel 13 mit
dem Motorgehäuse 4.1 vor
dem Einbau des Stators 20 zusammengebaut wird, während sie von
der äußeren Trommelabdeckung 23 getrennt
ist, ist es möglich
den Öffnungsdurchmesser
des äußeren Rotorwellenabschnittes 30b kleiner
auszugestalten als den äußeren Durchmesser
des Stators 20. Daher ist es möglich, die maximale Drehgeschwindigkeilt
des äußeren Rotors 30 durch
Verringerung des Durchmessers des Kugellagers 65 zu erhöhen.
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Die Radiallast auf dem inneren Rotor 10 ist durch
das Kugellager 71 und das Radialnadelrollenlager 72 aufgenommen.
Die Axiallast auf den inneren Rotor 10 wird nur durch das
Kugellager 71 aufgenommen. Daher ist es möglich, den
inneren Rotorwellenabschnitt 10b mittels eines dünnen Radialnadelrollenlagers 72 zu
lagern.
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Da das Kugellager 65 und
das Radialnadelrollenlager 72, die am rückwärtigen Abschnitt des Mehrschichtmotors 1 eingebaut
sind, durch ihre Ausgestaltung als eine die Radial last aufnehmende Struktur
kompakt werden, ist Raum zum Einbau der Haltestruktur des Stators 20 und
Raum zum Ein- und Ausströmen
des Kühlmittels
zum Kühlen
des Stators 20 sichergestellt.
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Die Positionierung des Radialnadelrollenlagers 72 in
axialer Richtung wird durch Einklemmen des Radialnadelrollenlagers 72 zwischen
dem Statorträger 44 und
der Endplatte 75 ausgeführt.
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Der Drehwinkelsensor 114 erfaßt die Phase des äußeren Rotors 30,
der dem Skalenabschnitt 27b der inneren Trommelabdeckung 27 gegenüberliegt.
Durch einstückiges
Ausformen des Skalenabschnittes 27a mit der inneren Trommelabdeckung 27, die
durch das Paar von Kugellagern 63 und 64 gelagert
ist, wird die Verschiebung des Skalenabschnittes 27b bezüglich des
Drehwinkelsensors 114 klein gehalten. Daher wird eine ausreichende
Genauigkeit der Erfassung durch den Drehwinkelsensor 114 beibehalten.
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Das innerhalb des Stators 20 umlaufende Kühlmittel
(Kühlflüssigkeit)
absorbiert die durch den Ummagnetisierungsverlust des Stators 20 erzeugte Wärme. Der
Stator 20 ist einseitig eingespannt und die Trommelabdeckung 23 des äußeren Rotors 30, die
dem vorderen Ende des Stators 20 gegenüberliegt, dreht sich. Entsprechend
ist es schwierig, die Kühlmittelöffnung am
vorderen Ende des Stators vorzusehen. Daher sind die Kühlmäntel 80 im
Stator 20 derart angeordnet, daß das Kühlmittel vom rückwärtigen Ende
des Stators strömt,
am vorderen Ende des Stators 20 zurückfließt und vom rückwärtigen Ende
abgelassen wird.
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Das von der Pumpe abgelassene Kühlmittel wird über den
Einlaß 85,
den ringförmigen
Durchlaß 87,
die Öffnungen 91 und
die Radialdurchlässe 93 an die
Kühlmäntel 80 verteilt.
Das Kühlmittel,
das durch die Kühlmäntel 80 umläuft, absorbiert
die Wärme
des Stators 20 und fließt durch die Radialdurchlässe 94, die Öffnungen 92,
den ringförmigen
Durchlaß 88 und den
Auslaß 86 ab.
Des weiteren strömt
das Kühlmittel
durch den Ra diator um seine Wärme
nach außen abzugeben
und wird dann in die Pumpe eingesaugt.
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Da die Kühlmäntel 80 um die Bolzen 43 zur Befestigung
des Stators 20 definiert sind, ist es möglich, die Kühlmäntel 80 im
begrenzten Raum innerhalb der Spule 15 eng anzu ordnen.
Dies ermöglicht eine
ausreichende Kühlung
des Stators 20 und vermeidet, daß der Stator 20 aufgrund
des Vorsehens von Kühlmänteln 80 groß wird.
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Indem die Anzahl der Kühlmäntel 80 in
einem ganzzeitigen Verhältnis
zur Anzahl der Spulen 15 steht, und durch Anordnung der
Spulen 15 symmetrisch zu den Kühlmänteln 80 wird eine
gleich wirkende Kühlung
des Stators 20 in axialer Richtung erreicht.
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Da die Einlauföffnungen und die Ablauföffnungen
der Kühlmäntel 80 alternierend
angeordnet sind, wird eine gleichmäßige Kühlung des Stators 20 in
axialer Richtung selbst dann erreicht, wenn die Temperatur des Kühlmittels
während
des Durchströmens
der Kühlmäntel 80 allmählich ansteigt.
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Da der rückwärtige Wandabschnitt 41a des Motorgehäuses beinhaltend
die ringförmigen
Durchlässe 87 und 88 und
den Statorträger 44 beinhaltend die
Radialdurchlässe 93 und 94 laminiert
ist, ist es möglich
die Kühlmitteleinlaß- und -auslaßöffnungen im
Raum zwischen dem Kugellager 65 und der inneren Rotorwelle 11 vorzusehen.
Durch Aufnahme der Kühlmitteldurchlässe in diesem
kleinen Raum ist es möglich,
ein kleines Kugellager 65 zu verwenden. Dies erhöht die maximale
Drehgeschwindigkeit des äußeren Rotors 30.
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Da das zusammengebaute Gehäuse eine kleine Öffnung aufweist
und die Anschlußplatten
der Drähte 116 und
des Drehwinkelsensors 113 einstückig im einheitlichen Teil 117 durch
Vergießen
in Kunstharz ausgebildet sind, um ein Verlöten der Anschlußplatte
nach dem Zusammenbau durchführen zu
können,
ist es einfach, die mit den Spulen 15 und dem Drehwinkelsensor 113 verbundenen
Drähte
zusammenzusetzen. Dies verbessert die Produktivität beim Zusammenbau
des Motors.
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Da das einheitliche Teil 117 im
Raum zwischen dem Einlaß 85 und
dem Auslaß 86 und
dem inneren Rotor 10 eingebaut ist, ist das einheitliche
Teil 117 derart gesetzt, daß es nicht vom rückwärtigen Ende
des Motors 1 vorragt. Dies verringert die Länge des
Motors 1.
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Der Axiallastaufnahmeabschnitt 50a zur
Aufnahme der Axiallast, die auf das Planetengetriebe wirkt, ist
im Getriebegehäuse 50 angeordnet.
Der innere Rotor 10 ist über Keil verzahnungen 125 mit
dem Sonnenrad 31 verbunden, so daß zwischen diesen die Axiallast
nicht wirkt. Der äußere Rotor 30 ist
mittels Keilverzahnungen 127 mit dem Zahnkranz 33 verbunden,
so daß die
Axiallast zwischen diesen nicht wirkt. Daher ist es möglich, die
erste Untereinheit 7 umfassend den Motor 1 und
die zweite Untereinheit 8 umfassend das Planetengetriebe 3 zu
trennen. Als Ergebnis ist es möglich,
die Leistung des Motors 1 beim Zusammenbau durch Betätigung des in
der ersten Untereinheit 7 eingebauten Motors mittels einer
Prüfmaschine
zu kontrollieren.
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Da das Hybridantriebssystem derart
ausgebildet ist, daß die
Axiallast zwischen dem Planetengetriebe 3 ausgelöscht wird,
ist es möglich
zu vermeiden, daß die
Kugellager 63, 64 und 71 groß werden. Dies
verbessert die Lebensdauer der Kugellager 63, 64 und 71.
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Die auf das Ausgangsgetriebe 35,
das durch Helikoidräder
gebildet wird, wirkende Axiallast wird durch das Paar von Rollenlagern 144 und 145 aufgenommen.
Daher wirkt die auf die Ausgangsgetriebewelle 40 wirkende
Axiallast aufgrund der Keilverzahnungen 142 nicht auf das
Planetengetriebe 3. Dies sichert den Betrieb des Planetengetriebes 3.
Des weiteren verhindert dies, daß der durch die Axialnadelrollenlager 130, 131, 136, 137 und 141 gebildete
Lageraufbau groß wird.
Dies verbessert dessen Lebensdauer. Da des weiteren das Planetengetriebe 3 und
die Ausgangsgetriebewelle 40 derart angeordnet sind, daß sie unabhängige Lager
sind, ist es einfach, den Aufbau des Planetengetriebes 3 und
der Ausgangsgetriebewelle 40 entsprechend einer Änderung des
damit ausgestatteten Fahrzeugs zu ändern.
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Da die Rollenlager 144 und 145 derart
angeordnet sind, daß jede
schräge
Rolle derselben nach außen
geneigt ist, wird die axiale Spanne zwischen den Rollenlagern 144 und 145 verringert.
Bei dieser Anordnung ist es möglich,
das Planetengetriebe 3, das Ausgangsgetriebe 35 und
die elektromagnetische Kupplung 6 innerhalb des Raums zwischen dem
Motor 1 und der Antriebsmaschine 2 parallel anzuordnen.
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Das an den Öleinlaß 150 geleitete Öl fließt über den
ringförmigen
Durchlaß 151 des
Radialgleitlagers 134 und den ringförmigen Durchlaß 152 der Hülse 135 in
die Ölleitung 153 in
der inneren Rotorwelle 11. Ein Teil des der Ölleitung 153 zugeleiteten Öls wird über das
Radialhülsenlager 126 dem
Plantetengetriebe 3 zugeleitet und der Rest wird über die Öffnungen 156 des
Scheibenabschnittes 48 den Rollenlagern 144 und 145 und
dem Ausgangsgetriebe 35 zugeleitet. Auf das Öl wirkt
eine Zentrifugalkraft, um die Zufuhr des Öls an die Rollenlager 144 und 145 und
das Ausgangsgetriebe 35 zu erleichtern. Dies stellt die
Schmierleistung des Hybridantriebssystems sicher.
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Da das Hybridantriebsystem derart
ausgebildet ist, daß das
dem Öleinlaß 150 des
Axiallastaufnahmeabschnittes 50a zugeleitete Öl dem Planetengetriebe 3 und
dem Ausgangsgetriebe 35 zugeleitet wird, ist es möglich, die Öldurchlässe mitsamt
dem Öleinlaß 150 in
der zweiten Untereinheit 8 vorzusehen. Dies bedeutet, daß es nicht
notwendig ist, die Öldurchlässe in der
ersten Untereinheit 7 vorzusehen. Dies vereinfacht den
Aufbau der ersten Untereinheit 7.
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Es ist klar, daß der Mehrschichtmotor 1 derart
angeordnet sein kann, daß die
unabhängigen Spulen
für einen
jeden der inneren und äußeren Rotoren 10 und 30 im
Stator 20 vorgesehen sind. Des weiteren kann der Mehrschichtmotor 1 vom
Induktionstyp sein, bei dem die inneren und äußeren Rotoren 10 und 30 jeweils
Spulen aufweisen. Obwohl des weiteren das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel
derart dargestellt und beschrieben wurde, daß sich der äußere Rotor 30 und
der innere Rotor 10 unabhängig voneinander drehen, ist
es klar, daß die
Erfindung nicht auf dieses beschränkt ist und so angeordnet sein
kann, daß sich
der äußere Rotor 30 und der
innere Rotor 10 einstückig
drehen.
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Obwohl das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel
derart dargestellt und beschrieben wurde, daß die Leistung der äußeren und
inneren Rotoren 30 und 10 jeweils an der vorderen
Stirnfläche
des Mehrschichtmotors 1 ausgegeben wird, ist es klar, daß der Ausgang
auch von der rückwärtigen Stirnseite
des Motors 1 abgegriffen werden kann. Des weiteren ist
es klar, daß anstelle
der elektromagnetischen Kupplung 6 eine Einscheibentrockenkupplung
oder eine Mehrscheibennaßkupplung
verwendet werden kann. Des weiteren können die äußere Trommelabdeckung 23 und
die innere Trommelabdeckung 27 durch Vernieten befestigt
sein.
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Die ringförmige Durchlässe 87 und 88 der rückwärtigen Wandabschnitte 41a des
Motorgehäuses
können
auch an der Seite der Endplatte 75 ausgebildet sein und Öffnungen,
die die ringförmigen Durchlässe 87 und 88 und
die Radialdurchlässe 93 und 94 des
Statorhalters 44 verbinden, können vorgesehen sein. Bei dieser
Anordnung ist es möglich, die
Teilungsplatte 46 zu vereinfachen.
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Anstelle des Radialgleitlagers 126 kann
ein Nadelrollenlager verwendet werden. Dies erhöht den Betrag an Öl, der dem
Planetengetriebe 3 zugeführt wird.
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Des weiteren ist es klar, daß die Erfindung nicht
auf den Motor 1 beschränkt
ist, der zusammen mit der Antriebsmaschine das Hybridantriebssystem bildet,
sondern daß sie
auch auf andere Systeme, die den Motor verwenden, angewandt werden
kann.