EP2340180A1 - Ausgestaltung des rotors einer elektrischen maschine eines hybridantriebsstrangs eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Ausgestaltung des rotors einer elektrischen maschine eines hybridantriebsstrangs eines kraftfahrzeugs

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EP2340180A1
EP2340180A1 EP09745012A EP09745012A EP2340180A1 EP 2340180 A1 EP2340180 A1 EP 2340180A1 EP 09745012 A EP09745012 A EP 09745012A EP 09745012 A EP09745012 A EP 09745012A EP 2340180 A1 EP2340180 A1 EP 2340180A1
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EP
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rotor
electric machine
motor vehicle
drive train
hybrid drive
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Withdrawn
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EP09745012A
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English (en)
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Kai Borntraeger
Rene Budach
Max Bachmann
Bernard Hunold
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to the configuration of the rotor of an electric machine of a hybrid drive train of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • the present invention has for its object to provide an embodiment of the rotor of an electric machine of a hybrid powertrain of a motor vehicle, which is suitable for securing transport and for flanging additional waves.
  • the design of the rotor to ensure a far-reaching flexibility in the design of the hybrid module.
  • a rotor of an electrical machine whose hub is designed with a bearing flange, which surrounds a plurality of radially arranged threaded through-holes and a centering.
  • the flange opposite cover in the diameter range of the through holes made flat, which can be used for the transport of the electric machine support screws for supporting and fixing the rotor relative to the stator.
  • the rotor bearing is relieved by the support screws in an advantageous manner; without the support bolts, the total weight of the rotor would act on the rotor bearing as well as multiples of it in shocks.
  • the inventive design of the rotor hub allows flanging a supplementary shaft, which may be required, for example, on the test bench.
  • the centering seat of the aligned alignment of the additional shaft for example, a test stand shaft, wherein the transmission of the torque is made possible by a screw.
  • a hybrid module variant with pretranslation of the electric machine can be realized by a planetary stage by the design of the rotor hub.
  • the Rotomabe is designed as a ring gear of a planetary gear and drives the planet carrier of the planetary gear, which is connected on the one hand to the transmission input and on the other hand with the outer disk carrier of a clutch whose inner disk carrier is connected to the drive shaft of the internal combustion engine, wherein the sun gear of the Planetary gear is fixed.
  • the Rotomabe and the coupling are arranged nested.
  • a hybrid module variant without pretranslation of the electrical machine can also be realized.
  • the variant is modified with pretranslation to the effect that the planet accounts for the planet carrier, wherein a driver ring connected to the rotor is provided, which is connected to the brieflylameüenenko the clutch and thus to the planet carrier.
  • the driving ring is connected to the existing bearing flange; the inner contour of the driver ring is designed such that it engages in the outer disk carrier of the clutch.
  • the teeth of the outer disk carrier is used as driving teeth and used for torque transmission from the electric machine to the transmission input.
  • FIG. 1 shows a perspective sectional view of a rotor of an electrical machine designed according to the invention
  • FIG. 2 shows a sectional view for illustrating a hybrid module variant according to the invention without pretranslation of the electrical machine.
  • FIG. 1 shows a rotor 1 of an electrical machine designed according to the invention.
  • the hub 2 of the rotor 1 on a bearing flange 3, which has a plurality of threaded radially arranged through holes 4 and a centering seat 5.
  • the flange 3 opposite the cover 7 is flat in the diameter range of the through holes 4, which is the use guided by the through holes 4 support screws 6 during transport of the electric machine for the purpose of supporting and fixing the rotor 1 relative to the stator allows.
  • the illustrated embodiment of the rotor hub 2 allows the flanging of an additional shaft, such as a test stand shaft, wherein the additional shaft is aligned over the centering seat 5 and the transmission of torque between the rotor 1 and the additional shaft by a screw connection between the additional shaft and the flange. 3 is possible.
  • FIG. 2 The subject matter of FIG. 2 is a hybrid module variant according to the invention without pretranslation of the electrical machine, in which a driver ring 8 connected to the rotor 1 is provided, which is connected to the bearing flange 3, wherein the inner contour of the driver ring 8 is designed such that the driver ring 8 in FIG the outer disk carrier 10 of the clutch 9 engages and wherein the teeth of the outer disk carrier 10 used as driving teeth and is used for torque transmission from the electric machine via the outer disk carrier 10 and the planet carrier 11 to the transmission input.
  • the inner plate carrier 13 of the coupling 9 is connected to the drive shaft 12 of the internal combustion engine; the sun gear 14 of the planetary gear is fixed.
  • the embodiment shown in Figure 2 can be modified by adding planetary gears to the planet carrier 11, which would come with the rotor hub designed as a ring gear in this case, that a pre-translation of the electric machine is achieved, the planet carrier on the one hand to the transmission input and on the other is connected to the outer disk carrier 10 of the coupling 9.

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Abstract

Es wird ein Rotor (1) einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, dessen Nabe (2) mit einem Lagerflansch (3) ausgeführt ist, welcher mehrere radial angeordnete Durchgangsbohrungen (4) mit Gewinde und einen Zentriersitz (5) umfasst.

Description

Ausgestaltung des Rotors einer elektrischen Maschine eines Hvbridantriebs- strangs eines Kraftfahrzeugs
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Ausgestaltung des Rotors einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik ist die Notwendigkeit bekannt, bei elektrischen Maschinen Maßnahmen zu ergreifen, die einem sicheren Transport der elektrischen Maschine dienen; hierbei darf der Rotor der elektrischen Maschine den Stator nicht berühren. Des weiteren können Situationen auftreten, bei denen eine drehmomentübertragende Verbindung des Rotors mit einer Zusatzwelle, beispielsweise mit einer Welle am Prüfstand, erforderlich ist, was in der Regel einen Mahraufwand erfordert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausgestaltung des Rotors einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs anzugeben, welche zur Transportsicherung und zum Anflanschen zusätzlicher Wellen geeignet ist. Zudem soll die Ausgestaltung des Rotors eine weitreichende Flexibilität bei der Ausgestaltung des Hybridmoduls gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Rotor einer elektrischen Maschine vorgeschlagen, dessen Nabe mit einem Lagerflansch ausgeführt ist, welcher mehrere radial angeordnete Durchgangsbohrungen mit Gewinde und einen Zentriersitz um- fasst. Hierbei ist gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die dem Flansch gegenüberliegende Abdeckung im Durchmesserbereich der Durchgangsbohrungen eben ausgeführt, wodurch für den Transport der elektrischen Maschine Stützschrauben zur Abstützung und Fixierung des Rotors gegenüber dem Stator verwendet werden können.
Auf diese Weise wird vermieden, dass der Rotor mit dem Stator in Berührung kommt. Des weiteren wird in vorteilhafter Weise das Rotorlager durch die Stützschrauben entlastet; ohne die Stützschrauben würde auf das Rotorlager das Gesamtgewicht des Rotors sowie bei Erschütterungen ein Mehrfaches davon wirken.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Rotornabe ermöglicht das Anflanschen einer Zusatzwelle, was beispielsweise am Prüfstand erforderlich sein kann. Hierbei dient der Zentriersitz der fluchtenden Ausrichtung der Zusatzwelle, beispielsweise einer Prüfstandwelle, wobei die Übertragung des Drehmoments durch eine Verschraubung ermöglicht wird.
Des weiteren kann durch die Ausgestaltung der Rotornabe eine Hybridmodulvariante mit Vorübersetzung der elektrischen Maschine durch eine Planetenstufe realisiert werden.
Zu diesem Zweck ist die Rotomabe als Hohlrad eines Planetengetriebes ausgeführt und treibt den Planetenträger des Planetengetriebes an, welcher einerseits mit dem Getriebeeingang und andererseits mit dem Außenlamellen- träger einer Kupplung verbunden ist, deren Innenlamellenträger mit der Antriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, wobei das Sonnenrad des Planetengetriebes feststeht. Vorzugsweise sind die Rotomabe und die Kupplung ineinander verschachtelt angeordnet. Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung kann auch eine Hybridmodulvariante ohne Vorübersetzung der elektrischen Maschine realisiert werden. Hierbei wird die Variante mit Vorübersetzung dahingehend modifiziert, dass die Planeten am Planetenträger entfallen, wobei ein mit dem Rotor verbundener Mitnehmerring vorgesehen ist, der mit dem Außenlameüenträger der Kupplung und somit mit dem Planetenträger verbunden ist.
Hierbei wird gemäß der Erfindung der Mitnehmerring an den bestehenden Lagerflansch angebunden; die Innenkontur des Mitnehmerrings ist derart ausgeführt, dass dieser in den Außenlamellenträger der Kupplung eingreift. Auf diese Weise wird die Verzahnung des Außenlamellenträgers als Mitnahmeverzahnung genutzt und zur Drehmomentübertragung von der elektrischen Maschine zum Getriebeeingang verwendet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : Eine perspektivische Schnittansicht eines gemäß der Erfindung ausgeführten Rotors einer elektrischen Maschine; und
Figur 2: Eine Schnittansicht zur Veranschaulichung einer erfindungsgemäßen Hybridmodulvariante ohne Vorübersetzung der e- lektrischen Maschine.
In Figur 1 ist ein gemäß der Erfindung ausgeführter Rotor 1 einer elektrischen Maschine dargestellt. Hierbei weist die Nabe 2 des Rotors 1 einen Lagerflansch 3 auf, der mehrere ein Gewinde aufweisende radial angeordnete Durchgangsbohrungen 4 und einem Zentriersitz 5 aufweist.
Die dem Flansch 3 gegenüberliegende Abdeckung 7 ist im Durchmesserbereich der Durchgangsbohrungen 4 eben ausgeführt, was die Verwendung von durch die Durchgangsbohrungen 4 geführten Stützschrauben 6 beim Transport der elektrischen Maschine zum Zweck der Abstützung und Fixierung des Rotors 1 gegenüber dem Stator ermöglicht.
Die gezeigte Ausgestaltung der Rotornabe 2 ermöglicht das Anflanschen einer Zusatzwelle, beispielsweise einer Prüfstandswelle, wobei die Zusatzwelle über den Zentriersitz 5 fluchtend ausgerichtet wird und die Übertragung des Drehmoments zwischen dem Rotor 1 und der Zusatzwelle durch eine Ver- schraubung zwischen der Zusatzwelle und dem Flansch 3 ermöglicht wird.
Gegenstand der Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Hybridmodulvariante ohne Vorübersetzung der elektrischen Maschine, bei der ein mit dem Rotor 1 verbundener Mitnehmerring 8 vorgesehen ist, der an den Lagerflansch 3 angebunden ist, wobei die Innenkontur des Mitnehmerrings 8 derart ausgeführt ist, dass der Mitnehmerring 8 in den Außenlamellenträger 10 der Kupplung 9 eingreift und wobei die Verzahnung des Außenlamellenträgers 10 als Mitnahmeverzahnung genutzt und zur Drehmomentübertragung von der elektrischen Maschine über den Außenlamellenträger 10 und den Planetenträger 11 zum Getriebeeingang verwendet wird. Bei dem gezeigten Beispiel ist der Innenla- mellenträger 13 der Kupplung 9 mit der Antriebswelle 12 des Verbrennungsmotors verbunden; das Sonnenrad 14 des Planetengetriebes steht fest.
Die in Figur 2 gezeigte Ausführungsform kann durch Hinzufügen von Planetenrädern an den Planetenträger 11 , welche mit der in diesem Fall als Hohlrad ausgeführten Rotornabe kämen, derart modifiziert werden, dass eine Vorübersetzung der elektrischen Maschine erzielt wird, wobei der Planetenträger einerseits mit dem Getriebeeingang und andererseits mit dem Außenlamellenträger 10 der Kupplung 9 verbunden ist. Bezuαszeichen
1 Rotor
2 Nabe des Rotors
3 Lagerflansch
4 Durchgangsbohrung
5 Zentriersitz
6 Stützschraube
7 Abdeckung
8 Mitnehmerring
9 Kupplung
10 Außenlamellenträger
11 Planetenträger
12 Antriebswelle
13 Innenlamellenträger
14 Sonnenrad

Claims

Patentansprüche
1. Ausgestaltung des Rotors (1) einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (2) des Rotors (2) mit einem Lagerflansch (3) ausgeführt ist, welcher mehrere radial angeordnete Durchgangsbohrungen (4) mit Gewinde und einen Zentriersitz (5) umfasst.
2. Ausgestaltung des Rotors (1) einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die dem Flansch (3) gegenüberliegende Abdeckung (7) im Durchmesserbereich der Durchgangsbohrungen (4) eben ausgeführt ist, um die Verwendung von durch die Durchgangsbohrungen (4) geführten Stützschrauben (6) beim Transport der elektrischen Maschine zum Zweck der Abstützung und Fixierung des Rotors (1) gegenüber dem Stator zu ermöglichen.
3. Ausgestaltung des Rotors (1) einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über den Zentriersitz (5) eine Zusatzwelle fluchtend ausrichtbar ist, wobei die Übertragung des Drehmoments zwischen dem Rotor (1) und der Zusatzwelle durch eine Verschraubung zwischen der Zusatzwelle und dem Flansch (3) ermöglicht wird.
4. Ausgestaltung des Rotors (1) einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotornabe (2) als Hohlrad eines Planetengetriebes ausgeführt ist.
5. Ausgestaltung des Rotors (1) einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad einen Planetenträger (11) antreibt, welcher einerseits mit dem Getriebeeingang und andererseits mit dem Außen- lamellenträger (10) einer Kupplung (9) verbunden ist, deren InnenlameJlenträ- ger (13) mit der Antriebswelle (12) des Verbrennungsmotors verbunden ist, wobei das Sonnenrad (14) des Planetengetriebes feststeht.
6. Ausgestaltung des Rotors (1) einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotornabe (2) und die Kupplung (9) ineinander verschachtelt angeordnet sind.
7. Ausgestaltung des Rotors (1) einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Rotor (1) verbundener Mitnehmerring (8) vorgesehen ist, wobei die Innenkontur des Mitnehmerrings (8) derart ausgeführt ist, dass der Mitnehmerring (8) in den Außenlameltenträger (10) einer Kupplung (9) eingreift, deren Innenlamellenträger (13) mit der Antriebswelle (12) des Verbrennungsmotors und deren Außenlamellenträger mit dem mit dem Getriebeeingang verbundenen Planetenträger (11) eines Planetengetriebes verbunden ist, wobei das Sonnenrad (14) des Planetengetriebes feststeht.
8. Ausgestaltung des Rotors (1) einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmerring (8) an den Lagerflansch (3) angebunden ist.
9. Ausgestaltung des Rotors (1) einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 7 oder 8, dadurch geken nzeichnet, dass der Plaπetenträger (11) keine Planeten auf- weist.
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