DE8221167U1 - Integrierte elektrische maschine fuer fahrzeug-hybrid-antrieb - Google Patents

Description

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22.7.Ί982 Lr/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Integrierte elektrische Maschine für Fahrzeug-Hybrid-Antr ieb

Stand der Technik

Dia Erfindung betrifft eine in die Kupplung integrierte elektrische Maschine für Hybrid-Antrieb eines Kraftfahrzeuges mit einem in einer Kupplungsglocke untergebrachten, zur lösbaren Verbindung zwischen, der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs einerseits und der Gebriebeeingangsvelle andererseits dienenden Kupplungssystem, dessen abtriebsseitige Welle mit einer Lamellenscheibe verbunden ist, die durch eine Tellerfeder über eine Anpreßplatte unter achsparallelem Druck steht und die sich im Inneren des Kupplungsgehäuses und dem Rotor der elektrischen Maschine, der ein Teil des Kupplungsgehäuses darstellt, befinden.

Durch die Anwendung von Hybridantrieben in Kraftfahrzeugen ergibt sich vor allem im Kurzstreckenbetrieb die Möglichkeit Energie einzusparen. Für Fahrten mit geringer und weitgehend konstanter Geschwindigkeit kann bei einem derartigen Hybridbetrieb das Fahrzeug an einer Batterie, die an den Endpunkten der Fahrstecke aus einem

elektrischen Netz aufgeladen wird, von einem Elektromotor angetrieben werden. Für Beschleunigungsvorgänge oder bei hoher Geschwindigkeit soll die Brennkraftmaschine des Fahrzeugs eingesetzt werden, da bei hoher Belastung ihr Wirkungsgrad relativ günstig ist. Die elektrische Maschine arbeitet bei Fahrten mit Antrieb durch die Brennkraftmaschine und beim Bremsen des Fahrzeugs als Generator und speist dann die Fahrzeugbatterie. Für den Start der Brennkraftmaschine kann das Schwungrad durch v' die dann als Elektromotor wirksame elektrische Maschine auf hohe Drehzahl hochgefahren werden. Nach Erreichen der Startdrehzahl wird durch Schließen der verbrennungsmotor seitigen Kupplung die Brennkraftmaschine angeworfen. Bei den bekannten, für Hybridantrieb eingerichteten Kraftfahrzeugen ist eine zweite, getriebeseitige Kupplung vorgesehen, welche dem Schaltgetriebe des Fahrzeugs vorgeschaltet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine integrierte Anordnung für die als Motor und Generator verwendbare elektrische Maschine und die Kupplung zu schaffen, ι \ die eine extrem günstige Kurzbauform der Kupplung erlaubt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen vorgesehen. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung. Diese ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, zusammen mit einigen Ausführungs-Varianten beschrieben.

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Figur 1 zeigt in einem axialen Längsschnitt eine Kraftfahrzeug-Kupplung für Hybrid-Antrieb mit integrierter, als Motor und Generator abwechslungsweise betreibbarer elektrischer Maschine.

Auf die Darstellung der motor seit igen Kupplung wurde verzichtet .

Im einzelnen ist in Figur 1 ein aus Blechlamellen gestapelter ringförmiger Stator 1 der elektrischen Maschine angedeutet, in welchen zwei- oder mehr strängige Wechselstromwicklungen 2 eingelegt sind. Der Stator stützt sich an einem Zentrierbund 3 an der Innenwand der bei h angedeuteten Kupplungsglocke ab, welche gleichzeitig als Teil eines nicht näher dargestellten Getriebegehäuses ausgebildet sein kann.

Der Rotor 5 der elektrischen Maschine wird von einem Kurzschlußkäfig 6 und einem diesen tragenden, ebenfalls aus Blechlamellen gestapelten ringförmigen Blechpaket 7 gebildet und ist nach dem Grundgedanken der \ Erfindung als konstruktives Element ausgebildet, und zwar in der Weise, daß der Rotor 5 zwischen einem aus Stahlblech tiefgezogenen Kupplungsgehäuse 8 und einer Kupplungsgrundplatte 10 festgespannt ist, wobei die Kupplungsgrundplatte 10 mit einer nicht dargestellten zweiten Kupplung verbunden ist, die mit der Kurbelwelle einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine verbunden ist.

Die Getriebeeingangswelle 20 eines nicht näher dargestellten Schaltgetriebes ist kraft schlüssig mit der Lamellenkupplungsscheibe 2h verbunden.

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Zur drehfesten Verbindung zwischen dem Kupplungsgehäuse §

8 und dem Blechpaket T sowie der Kupplungs-Grundplatte

10 dienen mehrere, über den Umfang des Kupplungsgehäuses

8 gleichmäßig verteilt angeordnete Schrauben 9> welche

das Blechpaket 7 mit einer seiner beiden Stirnseiten

gegen einen abgedrehten Bund 22 an der Grundplatte 10

festspannen, während gleichzeitig das Kupplungsgehäuse 8, ^;

das konvex von der Grundplatte 10 weggewölbt ist, mit ■ seinem zur Drehachse A der Kupplung senkrecht verlaufenden Rand 23 an der anderen Stirnseite des Blechpakets 7

im Bereich der Schrauben 9 anliegt. -

Wie der untere Teil der Figur 1 zeigt, ist der als Anlagefläche für das Blechpaket 7 dienende Einpaß 22 nicht » als durchgehende Ringfläche ausgebildet, sondern durch s, mehrere über den Umfang der Grundplatte 10 gleichmäßig | verteilt angeordnete Augen 11 gebildet, von denen eines | in der oberen Hälfte der Figur 1 im Schnitt dargestellt 3 ist. Die Stirnflächen dieser Augen 11 liegen in einer = gemeinsamen, durch den Einpaß 22 gebildeten Ebene, Die
zwischen den Augen 11 und der Grundplatte 10 und dem

Blechpaket 7 auftretenden Lücken machen es möglich, daß
Kühlluft aus dem Inneren des Kupplungsgehäuses nach außen
strömen kann. Die zentralen Lamellenscheiben 2U werden
bei eingerückter Kupplung von einer ringförmigen Druckplatte 25 und einer eine achsparallele Druckkraft lieferenden Federscheibe 26 gegen die Grundplatte 10 gepreßt. Wenn die Kupplung ausgerückt wird, können sich i die Kupplungslamellen 2k relativ gegenüber der Grund- ,: platte 10 bewegen und daher bei schleifender Kupplung
eine beträchtliche Reibungswärme erzeugen. Diese kann
wenigstens zu einem Teil durch die vorerwähnten Aussparungen zwischen den Augen 11 nach außen abgeführt werden

■bzw. eine Einleitung der Wärme in den Rotor 5 durch die geringen Querschnitte der als Auflageflachen dienenden Augen 11 in Grenzen gehalten -werden, d.h. also daß auf diese Weise eine thermische Entkopplung des Blechpakets T erreicht wird. Dies ist besonders wichtig, da "beim Betrieb der elektrischen Maschine die im Rotor 5 entstehenden Verluste das Blechpaket und insbesondere den Kurzschlußkäfig 6 aufheizen.

In den Figuren 2 bis h sind verschiedene Ausführungsformen dargestellt, die erkennen lassen, wie das Statorblechpaket 1 an der Kupplungsglocke U befestigt werden kann.

Figur 2 zeigt eine Befestigungsmöglichkeit des Stators mit Hilfe von Zugschrauben 28 und klassischen Zugankern 29j während in Figur 3 eine Befestigungsmöglichkeit mittels einzelner Federbefestigungselemente 30 wiedergegeben ist, die mit ihrem gekröpften Ende infolge ihrer Federeigenschaft gegen die freie Stirnseite 3^ des Stator. 1 drücken und diesen gegen den Zentrierbund 3 der Kupplungsglocke h drücken. Das andere Ende des Befestigungselementes 31 wird durch Durchbrüche 32 in der Kupplungsglocke h gesteckt und nach dem Vorspannen der Federelemente umgebogen. Die beiden Laschen 35 und 36 dienen als Anschlag für den Niederhalter beim Spannen der Federelemente .

Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Rotors der elektrischen Maschine als Bestandteil des Kupplungsgehäuses 8 zwischen der Kupplungsgrundplatte 10 und das tiefgezogene Kupplungsgehäuse 8 kann diesen sehr flach gehalten werden. Hierdurch ergibt sich zusatz-

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lieh für die Gesamtanordnung der Vorteil, daß die elektrische Maschine und die Kupplung zusammen nur eine mini male axiale Baulänge aufzuweist.

Figur h zeigt ein Stück eines bandförmigen Befestigungselementes 30 bei dem durch Verbindungsstege Hinzelbefestigungselemente aneinander gereiht sind.

Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Integration des Rotors auch bei einer Reluktanzmaschine anwendbar.

Claims (8)

η. 1734? 22.7·1982 Lr/Wl ROBEBT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1 Ansprüche

1. Integrierte elektrische Maschine für Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges mit einer in einer Kupplungsglocke {k) untergebrachten, zur lösbaren Verbindung zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs dienden Kupplung mit einer Abtriebswelle (20) mit welcher eine Kupplungsscheibe (2U), insbesondere einer Lamellenscheibe drehfest verbunden ist und die über eine zweite Kupplung mit der Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine drehfest verbunden ist und deren Lamellenscheiben mit unter achsparallelem Druck stehenden, zum Anpressen der Kupplungsscheiben gegen die Grundplatten dienende Anpreßplatte (28) und mit einem konvex von der Kupplungsgrundplatte \10) abstehenden Kupplungsgehäuse (8), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der peripheren < > Randzone (23), des Kupplungsgehäuses (3) der Maschinenjj Rotor (5) eingespannt ist, und dem der Maschinenstator ( 1 )

radial gegenübersteht, der an der Innenwand der Kupplungsglocke (U) befestigt ist und mehrere, über den Umfang des

f Rotors verteilt angeordnete Phasenwicklungen (2) trägt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

! daß das Blechpaket (7) des Maschinen-Rotors (5) mit

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Grundplatte (10) und mit der anderen Stirnseite gegen das Kupplungsgehäuse (8) abgestützt, insbesondere mit achsparallelen, vorzugsweise von der Grundplatte bis zum Kupplungsgehäuse durchgehenden Spannmitteln (9) festgezogen ist.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei über die Randzone der Kupplungs-Grundplatte (10) verteilt angeordnete, insbesondere als Einpasse (22) für das Blechpaket (7) vorgesehen sind und daß zwischen je zwei dieser Stützflächen als Kühlschlitze wirkende Aussparungen (11) liegen.

k. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor einen entlang der Umfangsfläche verlaufenden Kurzschlußkäfig (6) trägt.

5. Maschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Toro die Form eines geblechten Zahnrades aufweise und Bestandteil einer Reluktanzmaschine ist.

6. Maschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor Einzelpole aus Dauermagnetmaterial an seinem Umfang aufweist.

7· Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung des Stators (1) der elektrischen Maschine an der Kupplungsglocke (U) mehrere aus Blech gestanzte Federbefestigungselemente (31 bis 3β) vorgesehen sind, welche mit einer ihrer Zungen (31) durch Durchbrüche (32) hindurchragen und die außerhalb der Kupplungsglocke (h) umgebogen sind und mit ihrem anderen bügeiförmig gebogen, federnden Ende (33) auf den Stator (1) drücken und seitliche Laschen (35, 36) als Anschlag aufweisen.

8. Maschine nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung des Stators (1) ein bhandförmiges Befestigungselement (15) vorgesehen ist, das aus durch Stege verbundene Einzelbefestigungselemente besteht.