WO2011069750A1 - Lageranordnung für einen rotor und deren verwendung - Google Patents

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WO2011069750A1
WO2011069750A1 PCT/EP2010/066677 EP2010066677W WO2011069750A1 WO 2011069750 A1 WO2011069750 A1 WO 2011069750A1 EP 2010066677 W EP2010066677 W EP 2010066677W WO 2011069750 A1 WO2011069750 A1 WO 2011069750A1
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rotor
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module housing
hybrid
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Andreas Sylvester Giessner
Andreas Acker
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the present invention relates to a bearing assembly and its use for a rotor of an electric machine in a hybrid module housing of a vehicle according to the closer defined in the preamble of claim 1.
  • a bearing arrangement for a rotor of an electrical machine comprises two bearing points, wherein a sealed ball bearing is arranged as a fixed bearing in the hybrid module housing between the separating clutch or the internal combustion engine and the electric machine.
  • the second bearing seat as a floating bearing is realized via a fit on the transmission input shaft, wherein the transmission input shaft is in turn mounted on the transmission input shaft bearing as a fixed bearing and a pilot bearing as a floating bearing.
  • this necessarily means that a special transmission input shaft is required.
  • a so-called Einkupplungssection in the hybrid system is required because no relative movement between the motor shaft of the electric machine and the transmission input shaft can be compensated by the rigid connection, which is created by the interference fit.
  • Another possibility for the second bearing seat can be realized on the drive side via a pilot bearing in the flywheel. This has the disadvantage that a special pilot bearing and a special flywheel are required.
  • the disadvantage arises that the complete mounting of the electric machine is realized only after the assembly of the hybrid module to the transmission housing and to the internal combustion engine.
  • tilting of the rotor to the stator is possible, which leads to damage of these components and to a difficult assembly.
  • the present invention is based on the object to propose a bearing assembly of the type described above and their use, in which tilting of the rotor to the stator is reliably avoided.
  • a bearing assembly for a rotor of an electric machine is proposed in a hybrid module housing of a vehicle with a rotor supporting the rotor carrier, which is connected to a hybrid drive shaft, which is mounted on at least one bearing on the hybrid module housing, wherein as a bearing central multi-row bearing unit is arranged on or on the drive shaft.
  • the multi-row bearing unit is aligned in the axial direction substantially centrally of the rotor on the drive shaft. In this way, a stable storage is ensured in the hybrid module.
  • the hybrid module housing may preferably form the bearing seat for the outer ring of the angular contact ball bearing. In this case, at least one segment or the like is provided on a shoulder of the hybrid module housing for axial securing.
  • the hybrid drive shaft As a bearing seat for the inner ring of the angular contact ball bearing or the bearing unit, the hybrid drive shaft is used, wherein for axial securing gear side a shoulder on the drive shaft and motor side a support disc with a locking ring or the like are provided. There are also other constructive means can be used, which allow axial clamping of the bearing seats to realize a fixed bearing.
  • the rotor carrier can be screwed on the one hand to the rotor and on the other hand to the transmission-side hub and the drive shaft, for example.
  • connection There are also other types of connection conceivable.
  • the bearing arrangement according to the invention can be used in hybrid vehicles of any desired design.
  • the proposed bearing arrangement may be used in a parallel hybrid drive system to securely support the rotor in the hybrid module.
  • the hybrid module can be produced as a finished unit independently of other components of the drive train and later as needed mounted on the engine and the transmission.
  • FIGURE of the invention is a partial sectional view through a hybrid module housing 1 with a possible embodiment of a layer arrangement according to the invention for a rotor 2 of an electric machine in a parallel hybrid drive system of a vehicle, not shown.
  • the illustrated hybrid module housing 1 represents a part of the hybrid vehicle, which is installed for example in a parallel hybrid powertrain of a motor vehicle.
  • the status Tor 3 of the electric machine firmly bolted to the hybrid module housing 1.
  • the rotor 2 is connected to a rotor carrier 4, which in turn is non-positively connected via a screw connection 5 to a transmission-side hub 6 and a hybrid drive shaft 7.
  • the rotor 2 connected to the drive shaft 7 is mounted in the hybrid module housing 1 via a double-row, sealed angular contact ball bearing 8.
  • the hybrid module housing 1 forms a finished assembly in which tilting of the rotor 2 and thus a collision between the rotor 2 and the stator 3 is prevented.
  • the hybrid module housing 1 forms the bearing seat for the outer ring 9 of the double-row angular contact ball bearing 8, wherein the drive shaft 7 forms the bearing seat for the inner ring 10 of the angular contact ball bearing 8.
  • a shoulder 12 in the hybrid module housing 1 and on the transmission side a segment 11 attached to the hybrid module housing 1 or the like is provided on the internal combustion engine side.
  • the inner ring 10 is axially secured on the one hand by a gear-side shoulder 13 on the drive shaft 7 and on the other hand by a support plate 14 with a retaining ring 15.
  • the main function of the drive shaft 7 is the transmission of the moment to the transmission.
  • the internal combustion engine torque can be transmitted to the drive shaft 7 via a splined shaft profile 1 6, and the torque of the electric machine can be transmitted via the rotor 2 or the rotor carrier 4 via the hub 6 to the transmission input shaft (not shown).
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Abstract

Lageranordnung für einen Rotor und deren Verwendung Es wird eine Lageranordnung und deren Verwendung für einen Rotor (2) einer elektrischen Maschine in einem Hybridmodulgehäuse (1) eines Fahrzeuges mit einem den Rotor (2) haltenden Rotorträger (4) vorgeschlagen, der mit einer Hybrid-Antriebswelle (7) verbunden ist, die über zumindest ein Lager an dem Hybridmodul- gehäuse (1) gelagert ist, wobei als Lager eine mehrreihige Lagereinheit auf der Antriebswelle (7) angeordnet ist.

Description

Laqeranordnunq für einen Rotor und deren Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lageranordnung und deren Verwendung für einen Rotor einer elektrischen Maschine in einem Hybridmodulgehäuse eines Fahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Aus der Fahrzeugtechnik ist es bekannt, dass eine Lageranordnung für einen Rotor einer elektrischen Maschine zwei Lagerstellen umfasst, wobei ein gedichtetes Kugellager als Festlager in dem Hybridmodulgehäuse zwischen der Trennkupplung bzw. dem Verbrennungsmotor und der elektrischen Maschine angeordnet ist. Der zweite Lagersitz als Loslager ist über einen Passungssitz auf der Getriebeeingangswelle realisiert, wobei die Getriebeeingangswelle wiederum über das Getriebeein- gangswellenlager als Festlager und ein Pilotlager als Loslager gelagert ist. Dies hat jedoch unbedingt zur Folge, dass eine spezielle Getriebeeingangswelle erforderlich ist. Außerdem ist eine so genannte Einkupplungsvariante bei dem Hybridsystem erforderlich, da durch die starre Verbindung, welche durch den Passungssitz entsteht, keine Relativbewegung zwischen der Motorwelle der elektrischen Maschine und der Getriebeeingangswelle ausgeglichen werden kann.
Eine andere Möglichkeit für den zweiten Lagersitz kann über ein Pilotlager im Massenschwungrad antriebsseitige realisiert werden. Hierbei ergibt sich der Nachteil, dass ein spezielles Pilotlager und ein spezielles Schwungrad erforderlich sind.
Des Weiteren ergibt sich bei den bekannten Lageranordnungen der Nachteil, dass die vollständige Lagerung der elektrischen Maschine erst nach der Montage des Hybridmoduls an dem Getriebegehäuse und an dem Verbrennungsmotor realisiert wird. Dadurch ist im unmontierten Zustand ein Verkippen des Rotors zum Stator möglich, welches zur Beschädigung dieser Bauteile und zu einer erschwerten Montage führt. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Lageranordnung der eingangs beschriebenen Gattung und deren Verwendung vorzuschlagen, bei der ein Verkippen des Rotors zum Stator sicher vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 7 gelöst, wobei sich weitere vorteilhafte Ausgestaltungen aus den jeweiligen Unteransprüchen und der Zeichnung ergeben.
Demnach wird eine Lageranordnung für einen Rotor einer elektrischen Maschine in einem Hybridmodulgehäuse eines Fahrzeuges mit einem den Rotor tragenden bzw. haltenden Rotorträger vorgeschlagen, der mit einer Hybrid- Antriebswelle verbunden ist, die über zumindest ein Lager an dem Hybridmodulgehäuse gelagert ist, wobei als Lager eine zentrale mehrreihige Lagereinheit auf bzw. an der Antriebswelle angeordnet ist.
Mit der vorgesehenen mehrreihigen Lagereinheit wird eine Lagerung des mit der Antriebswelle verbundenen Rotors einerseits durch nur eine Lagerstelle und andererseits schon vor der Montage an einem Verbrennungsmotor oder einem Getriebe in dem Hybridmodul realisiert, so dass ein Verkippen des Rotors ausgeschlossen ist und somit eine Kollision zwischen dem Rotor dem Stator der elektrischen Maschine verhindert wird.
Vorzugsweise wird die mehrreihige Lagereinheit in axialer Richtung im Wesentlichen mittig zum Rotor an der Antriebswelle ausgerichtet. Auf diese Weise wird eine stabile Lagerung in dem Hybridmodul sichergestellt.
Im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als Lagereinheit ein zweireihiges, gedichtetes Schrägkugellager oder dergleichen vorgesehen ist. Es sind auch andere Arten von Wälzlagern möglich. Jedoch wird durch das vorgeschlagene Schrägkugellager eine vorteilhaft einfache und sichere Lagerung realisiert. Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lageranordnung kann vorzugsweise das Hybridmodulgehäuse den Lagersitz für den Außenring des Schrägkugellagers bilden. Dabei wird zur axialen Sicherung zumindest ein Segment oder dergleichen an einem Absatz des Hybridmodulgehäuses vorgesehen. Als Lagersitz für den Innenring des Schrägkugellagers beziehungsweise der Lagereinheit wird die Hybrid- Antriebswelle verwendet, wobei zur axialen Sicherung getriebeseitig ein Absatz an der Antriebswelle und motorseitige eine Stützscheibe mit einem Sicherungsring oder dergleichen vorgesehen sind. Es sind auch andere konstruktive Mittel einsetzbar, die eine axiale Verspannung der Lagersitze ermöglichen, um ein Festlager zu realisieren.
Um eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Rotor einerseits und der Hybrid-Antriebswelle andererseits zu realisieren, kann der Rotorträger einerseits mit dem Rotor und andererseits mit der getriebeseitigen Nabe und der Antriebswelle zum Beispiel verschraubt werden. Es sind auch andere Verbindungsarten denkbar.
Die erfindungsgemäße Lageranordnung kann bei beliebig ausgestalteten Hy- brid-Fahrzeugen verwendet werden. Vorzugsweise kann die vorgeschlagene Lageranordnung jedoch bei einem Parallel-Hybrid-Antriebssystem verwendet werden, um den Rotor in dem Hybridmodul sicher zu lagern. Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Lageranordnung kann somit das Hybridmodul als fertige Baueinheit unabhängig von weiteren Komponenten des Antriebsstranges hergestellt werden und je nach Bedarf später an den Verbrennungsmotor und das Getriebe montiert werden.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung weiter erläutert. Die einzige Figur der Erfindung zeigt eine geschnittene Teilansicht durch ein Hybridmodulgehäuse 1 mit einer möglichen Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Lageanordnung für einen Rotor 2 einer elektrischen Maschine bei einem nicht weiter dargestellten Parallel-Hybrid-Antriebssystem eines Fahrzeuges.
Das dargestellte Hybridmodulgehäuses 1 stellt einen Teil des Hybrid- Fahrzeuges dar, welches z.B. in einem Parallel-Hybrid-Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges verbaut wird. Bei der hier dargestellten Ausführungsvariante ist der Sta- tor 3 der elektrischen Maschine fest mit dem Hybridmodulgehäuse 1 verschraubt. Der Rotor 2 ist mit einem Rotorträger 4 verbunden, der wiederum über eine Ver- schraubung 5 kraftschlüssig mit einer getriebeseitigen Nabe 6 und einer Hybrid- Antriebswelle 7 verbunden ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der mit der Antriebswelle 7 verbundene Rotor 2 über ein zweireihiges, gedichtetes Schrägkugellager 8 in dem Hybridmodulgehäuses 1 gelagert ist. Auf diese Weise bildet das Hybridmodulgehäuses 1 eine fertige Baueinheit, bei der ein Verkippen des Rotors 2 und somit eine Kollision zwischen dem Rotor 2 und dem Stator 3 verhindert wird.
Das Hybridmodulgehäuse 1 bildet den Lagersitz für den Außenring 9 des zweireihigen Schrägkugellagers 8, wobei die Antriebswelle 7 den Lagersitz für den Innenring 10 des Schrägkugellagers 8 bildet. Zur axialen Sicherung des Außenringes 9 ist verbrennungsmotorseitig ein Absatz 12 im Hybridmodulgehäuse 1 und getriebe- seitig ein an dem Hybridmodulgehäuse 1 befestigtes Segment 1 1 oder dergleichen vorgesehen. Der Innenring 10 wird axial einerseits durch einen getriebeseitigen Absatz 13 an der Antriebswelle 7 und andererseits durch eine Stützscheibe 14 mit einem Sicherungsring 15 gesichert.
Die Hauptfunktion der Antriebswelle 7 besteht in der Weiterleitung des Momentes zum Getriebe. Das verbrennungsmotorische Moment kann über ein Keilwellenprofil 1 6 an der Antriebswelle 7 und das Moment der elektrischen Maschine kann über den Rotor 2 beziehungsweise den Rotorträger 4 über die Nabe 6 auf die nicht weiter dargestellte Getriebeeingangswelle übertragen werden. Bezuqszeichen
Hybridmodulgehäuse
Rotor
Stator
Rotorträger
Verschraubung
Nabe
Hybrid-Antriebswelle
zweireihige Schrägkugellager
Außenring
Innenring
Segment
Absatz im Hybridmodulgehäuse
getriebeseitiger Absatz an der Antriebswelle
Stützscheibe
Sicherungsring
Keilwellenprofil

Claims

Patentansprüche
1 . Lageranordnung für einen Rotor (2) einer elektrischen Maschine in einem Hybridmodulgehäuse (1 ) eines Fahrzeuges, mit einem den Rotor (2) haltenden Rotorträger (4), der mit einer Hybrid-Antriebswelle (7) verbunden ist, die über zumindest ein Lager an dem Hybridmodulgehäuse (1 ) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Lager eine mehrreihige Lagereinheit auf der Antriebswelle (7) angeordnet ist.
2. Lageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinheit in axialer Richtung im Wesentlichen mittig zum Rotor (2) an der Antriebswelle (7) ausgerichtet ist.
3. Lageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Lagereinheit ein zweireihiges, gedichtetes Schrägkugellager (8) vorgesehen ist.
4. Lageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridmodulgehäuse (1 ) den Lagersitz für den Außenring (9) des Schrägkugellagers (8) bildet, wobei zur axialen Sicherung zumindest ein Segment (1 1 ) an einem Absatz (12) im Hybridmodulgehäuse (1 ) vorgesehen ist.
5. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hybrid-Antriebswelle (7) den Lagersitz für den Innenring (10) des Schrägkugellagers (8) bildet, wobei zur axialen Sicherung getriebeseitig ein Absatz (13) an der Antriebswelle (7) vorgesehen ist und verbrennungsmotorseitig eine Stützscheibe (14) mit einem Sicherungsring (15) vorgesehen ist.
6. Lageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (4) mit einer getriebeseitigen Nabe (6) und der Antriebswelle (7) kraftschlüssig verbunden ist.
7. Verwendung der Lageranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche bei einem Parallel-Hybrid-Antriebssystem eines Fahrzeuges.
PCT/EP2010/066677 2009-12-10 2010-11-03 Lageranordnung für einen rotor und deren verwendung WO2011069750A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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