WO2012062535A1 - Vorrichtung zur aufnahme von axialkräften - Google Patents

Vorrichtung zur aufnahme von axialkräften Download PDF

Info

Publication number
WO2012062535A1
WO2012062535A1 PCT/EP2011/068078 EP2011068078W WO2012062535A1 WO 2012062535 A1 WO2012062535 A1 WO 2012062535A1 EP 2011068078 W EP2011068078 W EP 2011068078W WO 2012062535 A1 WO2012062535 A1 WO 2012062535A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
transmission input
input shaft
transmission
shaft
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/068078
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rayk Hoffmann
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zf Friedrichshafen Ag filed Critical Zf Friedrichshafen Ag
Publication of WO2012062535A1 publication Critical patent/WO2012062535A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/40—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the assembly or relative disposition of components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a device for receiving axial forces in a transmission according to the preamble of claim 1 and 9.
  • the hybrid drive designed as a parallel hybrid comprises an internal combustion engine which drives a transmission input shaft (transmission drive shaft) and a parallel-arranged electric machine (electric motor) which operates as an electric motor and generator and is connected in parallel to the internal combustion engine.
  • the e-machine has a rotor which is rotatably connected via a hub to the transmission input shaft.
  • the transmission input shaft is supported via a radial and axial forces receiving rolling bearing against a transmission housing.
  • the transmission input shaft is loaded due to helical gears in the transmission by axial forces, which act in both directions due to the pulling and pushing operation of the drive.
  • the rotor is not supported on the transmission input shaft.
  • a rotor shaft is provided, which is supported via a second thrust bearing relative to a sub-housing, preferably a hybrid housing.
  • acts between the rotor shaft and the transmission input shaft means for elastic transmission of axial forces (hereinafter also referred to as transmission device).
  • At least two spring elements for transmitting axial forces between the two waves are effective.
  • axial forces can be transmitted in both directions from the transmission input shaft to the rotor shaft.
  • At least two compression spring elements are provided, which are supported on first and second abutments on the transmission input shaft and the rotor shaft.
  • a compression spring element transmits axial forces during traction operation and the other compression spring element axial forces during overrun operation.
  • the abutments can be used as axial securing elements, for. B. snap rings be formed.
  • B. snap rings be formed.
  • the spring elements may be formed as a screw or disc springs, which are supported on the abutments.
  • an annular gap is left between the rotor shaft and the gear drive shaft, in which the abutment and the compression spring elements are arranged.
  • One embodiment provides that the first thrust bearing and the second thrust bearing with their inherent elasticities act as a means for the elastic transmission of axial forces.
  • the first and the second thrust bearing are designed as a fixed bearing. This ensures that axial forces can be absorbed in both directions from the second thrust bearing to relieve the first thrust bearing.
  • the rotor shaft via the second thrust bearing is elastically supported against the sub-housing, wherein between the gear input shaft and the rotor shaft, a rigid (non-elastic), axial connecting element is provided.
  • a rigid (non-elastic), axial connecting element is provided between the gear input shaft and the rotor shaft.
  • the transmission input shaft and the rotor shaft are part of a hybrid drive, in particular a parallel hybrid drive for a motor vehicle.
  • a hybrid drive in particular a parallel hybrid drive for a motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a bearing arrangement of a hybrid drive for a motor vehicle
  • Fig. 2 shows a device according to the invention for transmitting axial forces between the rotor shaft and the transmission input shaft
  • Fig. 3 is a 3-D representation of the rotor shaft of FIG. 2 and
  • Fig. 4 shows a second embodiment of the invention.
  • Fig. 1 shows a section of a hybrid drive 1 for a motor vehicle.
  • the hybrid drive 1 comprises a transmission input shaft 2, also called a transmission input shaft 2, which is mounted on a trained as a rolling bearing 3 fixed bearing relative to a transmission housing 4.
  • a transmission housing 4 To the transmission housing 4 is a part housing 5, also called hybrid housing 5, flanged, which called an electric machine 6, hereinafter referred to as e-machine 6, receives.
  • the electric motor 6 comprises a stator 7 supported in the partial housing 5 and a rotor 8 which is connected to a rotor shaft 9.
  • the rotor shaft 9 is formed as a hollow shaft and is rotatably on the transmission input shaft 2 via a driving teeth 10, but arranged axially displaceable.
  • the rotor shaft 9 is supported via a trained as a fixed bearing rotor bearing 1 1 relative to the housing part 5 from.
  • the rotor bearing 1 1 is designed as a rolling bearing and is also referred to as a second thrust bearing 1 1, while the rolling bearing 3 is also referred to as the first thrust bearing 3.
  • a device according to the invention for elastic transmission of axial forces is arranged, which is marked as a detail X and shown enlarged in Fig. 2.
  • the hybrid drive 1 also includes an internal combustion engine, not shown, which drives the transmission input shaft 2, which in turn drives the rotor shaft 9 via the driving teeth 10.
  • the transmission input shaft 2 is part of a countershaft transmission, not shown, whose gear stages have helical gears and therefore exert axial forces on the transmission input shaft 2. Since the hybrid drive both in train operation and in overrun operation (recuperation by the electric motor 6) works, the axial forces occur in both directions, which is indicated by a double arrow F z and F s .
  • the axial forces F z , F s are transmitted to the two rolling bearings 3, 1 1, ie, the first thrust bearing 3 and the second thrust bearing 1 1, wherein the bearing forces in the first thrust bearing 3 by the double arrow F1 z, F1 s and in the second thrust bearing. 1 1 by the double arrow F2 Z , F2 S are shown.
  • the division of the axial forces is effected by the device X according to the invention, which will be explained in more detail below.
  • Fig. 2 shows the detail X of Fig. 1, d. H. a device 12 for the elastic transmission of axial forces of the transmission input shaft 2 on the rotor shaft 9, hereinafter also briefly called transmission device 12.
  • the rotor shaft 9 has frontally a tubular projection 9a, which forms an annular gap 13 with the transmission input shaft 2.
  • On the transmission input shaft 2 are two abutments, designed as axial securing elements 14, 15, and in the neck 12 is a further abutment 16, also formed as an axial securing element arranged.
  • Between the abutments 14, 16 is a first spring element 17, and between the abutments 16 and 15, a second spring element 18 is arranged, wherein the spring element 18 are provided for the pulling operation and the spring element 17 for the overrun operation.
  • the tensile force F2z and the thrust force F2s which are transmitted to the rotor shaft 9, are shown.
  • FIG. 3 shows the rotor shaft 9 in a 3-D view, wherein the tubular projection 9a has a groove 9b for assembly and disassembly and a circumferential annular groove 9c for receiving the axial securing element 16 (see FIG.
  • the reaction force F2 Z or F2 S in the second thrust bearing 1 1 corresponds to the spring force FF of the spring element 17 and the spring element 18.
  • F F is the respective acting spring force of the transmission device 12.
  • the relief of the first thrust bearing 3 is thus based on a parallel connection of the second thrust bearing 1 1 via the transmission device 12.
  • the parallel connection of the second thrust bearing 1 1 represent by other means, for. B. by a mutual elastic support of the second thrust bearing 1 1, in particular its outer ring in the housing 5 and a rigid axial connecting element between the transmission input shaft 2 and the rotor shaft.
  • Fig. 4 shows a second embodiment of the invention, wherein the same reference numerals are used for the same parts as in the previous embodiment.
  • the transmission input shaft is connected to the projection 9a of the rotor shaft 9 via a rigid (non-elastic) connecting member, indicated by a transverse pin 19, for transmitting axial forces.
  • the rotor bearing 1 1, also called second thrust bearing 1 1, has an outer ring 1 1 a, which is elastically supported relative to the housing part 5.
  • both sides of the outer ring 1 1 a elastic elements 20, 21 are arranged, which exert a spring force FF corresponding to the previous embodiment of the rotor shaft 9 and thus to the transmission input shaft 2. This results in a relief of the first thrust bearing 3, as described above.
  • Part housing Part housing (hybrid housing)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von Axialkräften in einem Getriebe, umfassend eine Getriebeantriebswelle (2), die über ein erstes Axiallager (3) an einem Getriebegehäuse (4) abgestützt ist, und eine in einem Teilgehäuse (5) angeordnete elektrische Maschine (6) mit einem Rotor (8), der drehfest, jedoch axial gleitend gegenüber der Getriebeantriebswelle (2) angeordnet ist. Es wird vorgeschlagen, dass der Rotor (8) über eine Rotorwelle (9) mit der Getriebeantriebswelle (2) verbunden ist, dass die Rotorwelle (9) über ein zweites Axiallager (11) gegenüber dem Teilgehäuse (5) abgestützt ist und dass zwischen der Rotorwelle (9) und der Getriebeantriebswelle (2) eine Einrichtung (X) zur elastischen Übertragung von Axialkräften wirkt.

Description

Vorrichtung zur Aufnahme von Axialkräften
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme von Axialkräften in einem Getriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und 9.
Durch die WO 2009/153149 A1 der Anmelderin wurde eine Lageranordnung für eine Antriebswelle eines Getriebes für einen Hybridantrieb eines Kraftfahrzeuges bekannt. Der als Parallelhybrid ausgebildete Hybridantrieb umfasst einen Verbrennungsmotor, der eine Getriebeeingangswelle (Getriebeantriebswelle) antreibt, sowie eine parallel angeordnete Elektromaschine (E-Maschine), die als Elektromotor und Generator arbeitet und als Antrieb dem Verbrennungsmotor parallel geschaltet ist. Die E-Maschine weist einen Rotor auf, welcher über eine Nabe drehfest mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist. Die Getriebeeingangswelle ist über ein Radial- und Axialkräfte aufnehmendes Wälzlager gegenüber einem Getriebegehäuse abgestützt. Die Getriebeeingangswelle wird aufgrund von Schrägverzahnungen im Getriebe durch Axialkräfte belastet, welche aufgrund des Zug- und Schubbetriebes des Antriebes in beiden Richtungen wirken. Der Rotor ist nicht auf der Getriebeeingangswelle gelagert.
Ein Problem kann sich dann ergeben, wenn Seriengetriebe für Hybridantriebe, insbesondere Parallelhybride verwendet werden, weil die ursprünglichen Belastungskollektive für einen reinen Verbrennungsmotorantrieb nicht mehr denen eines Hybridantriebes entsprechen. Bei Zug- und Schubbetrieb des Hybridantriebes ergeben sich stärkere Axialbelastungen für die Lager der Getriebeeingangswelle, welche die Lebensdauer der Lager verkürzen würden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Lagerkräfte in einem Getriebe der eingangs genannten Art zu reduzieren, um die Lebensdauer der Lager bei erhöhter Belastung durch einen Hybridantrieb nicht zu verkürzen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Erfindungsgemäß ist eine Rotorwelle vorgesehen, die über ein zweites Axiallager gegenüber einem Teilgehäuse, vorzugsweise einem Hybridgehäuse abgestützt ist. Darüber hinaus wirkt zwischen der Rotorwelle und der Getriebeantriebswelle eine Einrichtung zur elastischen Übertragung von Axialkräften (im Folgenden auch kurz Übertragungseinrichtung genannt). Damit wird der Vorteil erreicht, dass nicht die volle, in die Getriebeantriebswelle eingeleitete Axialkraft allein vom ersten Axiallager aufgenommen wird, sondern dass ein Teil der Axialbelastung in das zweite Axiallager, das so genannte Rotorlager eingeleitet wird. Damit wird das erste Axiallager entlastet und seine Lebensdauer erhöht - dies gilt für Axialbelastungen in beiden Richtungen, d. h. für Zug- und Schubbetrieb des Hybridantriebes.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind mindestens zwei Federelemente zur Übertragung von Axialkräften zwischen den beiden Wellen wirksam. Damit können Axialkräfte in beiden Richtungen von der Getriebeantriebswelle auf die Rotorwelle übertragen werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind mindestens zwei Druckfederelemente vorgesehen, die sich an ersten und zweiten Widerlagern an der Getriebeantriebswelle und der Rotorwelle abstützen. Dabei überträgt ein Druckfederelement Axialkräfte beim Zugbetrieb und das andere Druckfederelement Axialkräfte beim Schubbetrieb.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Widerlager als axiale Sicherungselemente, z. B. Sprengringe ausgebildet sein. Dadurch wird eine kompakte und kostengünstige Bauweise erreicht.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die Federelemente als Schrauben- oder Tellerfedern ausgebildet sein, welche sich an den Widerlagern abstützen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Rotorwelle und der Getriebeantriebswelle ein Ringspalt belassen, in welchem die Widerlager und die Druckfederelemente angeordnet sind. Damit wird der Vorteil einer Raum spa- renden Unterbringung von Federelementen und Widerlagern zwischen den beiden Wellen erreicht.
Eine Ausgestaltungsform sieht vor, dass das erste Axiallager und das zweite Axiallager mit ihren immanenten Elastizitäten als eine Einrichtung zur elastischen Übertragung von Axialkräften wirken.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind das erste und das zweite Axiallager als Festlager ausgebildet. Damit wird erreicht, dass Axialkräfte in beiden Richtungen vom zweiten Axiallager zur Entlastung des ersten Axiallagers aufgenommen werden können.
Nach einem nebengeordneten Aspekt der Erfindung ist die Rotorwelle über das zweite Axiallager elastisch gegenüber dem Teilgehäuse abgestützt, wobei zwischen Getriebeantriebswelle und Rotorwelle ein starres (nicht elastisches), axiales Verbindungselement vorgesehen ist. Auch mit dieser Variante wird der Vorteil erreicht, dass das erste Axiallager entlastet wird, indem ein Teil der gesamten axialen Belastung von dem zweiten Axiallager aufgenommen wird. Das Verhältnis der Axialkräfte in den beiden Lagern kann über elastische Elemente, die beiderseits des zweiten Axiallagers angeordnet sind, eingestellt werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Getriebeeingangswelle und die Rotorwelle Teil eines Hybridantriebes, insbesondere eines parallelen Hybridantriebes für ein Kraftfahrzeug. Damit wird der Vorteil erreicht, dass konventionelle Getriebe (Seriengetriebe), deren Lager für einen konventionellen Antrieb mit Verbrennungsmotor ausgelegt wurden, auch für einen Hybridantrieb verwendet werden können. Das Lager der Getriebewelle wird erfindungsgemäß entlastet, indem die durch den Hybridantrieb bedingten erhöhten axialen Beanspruchungen von dem zweiten Axiallager, dem Rotorlager, aufgenommen werden. Dadurch ergeben sich auch die Vorteile einer exakten Rotorlagerung und einer Montagevereinfachung. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
Fig. 1 eine Lageranordnung eines Hybridantriebes für ein Kraftfahrzeug, Fig. 2 eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Übertragung von Axialkräften zwischen Rotorwelle und Getriebeeingangswelle,
Fig. 3 eine 3-D-Darstellung der Rotorwelle gemäß Fig. 2 und
Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Hybridantriebes 1 für ein Kraftfahrzeug. Der Hybridantrieb 1 umfasst eine Getriebeeingangswelle 2, auch Getriebeantriebswelle 2 genannt, welche über ein als Wälzlager 3 ausgebildetes Festlager gegenüber einem Getriebegehäuse 4 gelagert ist. An das Getriebegehäuse 4 ist ein Teilgehäuse 5, auch Hybridgehäuse 5 genannt, angeflanscht, welches eine elektrische Maschine 6, im Folgenden kurz E-Maschine 6 genannt, aufnimmt. Die E-Maschine 6 umfasst einen im Teilgehäuse 5 abgestützten Stator 7 und einen Rotor 8, welcher mit einer Rotorwelle 9 verbunden ist. Die Rotorwelle 9 ist als Hohlwelle ausgebildet und ist auf der Getriebeeingangswelle 2 über eine Mitnahmeverzahnung 10 drehfest, jedoch axial verschiebbar angeordnet. Die Rotorwelle 9 stützt sich über ein als Festlager ausgebildetes Rotorlager 1 1 gegenüber dem Teilgehäuse 5 ab. Das Rotorlager 1 1 ist als Wälzlager ausgebildet und wird auch als zweites Axiallager 1 1 bezeichnet, während das Wälzlager 3 auch als erstes Axiallager 3 bezeichnet wird. Zwischen der Getriebeeingangswelle 2 und der Rotorwelle 9 ist eine erfindungsgemäße Einrichtung zur elastischen Übertragung von Axialkräften angeordnet, welche als Einzelheit X gekennzeichnet und in Fig. 2 vergrößert dargestellt ist.
Der Hybridantrieb 1 umfasst auch eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine, welche die Getriebeeingangswelle 2 antreibt, welche ihrerseits über die Mitnahmeverzahnung 10 die Rotorwelle 9 antreibt. Die Getriebeeingangswelle 2 ist Teil eines nicht dargestellten Vorgelegegetriebes, dessen Zahnradstufen Schrägverzahnungen aufweisen und daher Axialkräfte auf die Getriebeeingangswelle 2 ausüben. Da der Hybridantrieb sowohl im Zugbetrieb als auch im Schubbetrieb (Rekuperation durch die E-Maschine 6) arbeitet, treten die Axialkräfte in beiden Richtungen auf, was durch einen Doppelpfeil Fz und Fs angedeutet ist. Die Axialkräfte Fz, Fs werden auf die beiden Wälzlager 3, 1 1 , d. h. das erste Axiallager 3 und das zweite Axiallager 1 1 übertragen, wobei die Lagerkräfte im ersten Axiallager 3 durch den Doppelfeil F1 z, F1 s und im zweiten Axiallager 1 1 durch den Doppelpfeil F2Z, F2S dargestellt sind. Die Aufteilung der Axialkräfte erfolgt durch die erfindungsgemäße Einrichtung X, die im Folgenden näher erläutert wird.
Fig. 2 zeigt die Einzelheit X aus Fig. 1 , d. h. eine Einrichtung 12 zur elastischen Übertragung von Axialkräften von der Getriebeeingangswelle 2 auf die Rotorwelle 9, im Folgenden auch kurz Übertragungseinrichtung 12 genannt. Die Rotorwelle 9 weist stirnseitig einen rohrförmigen Ansatz 9a auf, welcher mit der Getriebeeingangswelle 2 einen Ringspalt 13 bildet. Auf der Getriebeeingangswelle 2 sind zwei Widerlager, ausgebildet als axiale Sicherungselemente 14, 15, und in dem Ansatz 12 ist ein weiteres Widerlager 16, ebenfalls als axiales Sicherungselement ausgebildet, angeordnet. Zwischen den Widerlagern 14, 16 ist ein erstes Federelement 17, und zwischen den Widerlagern 16 und 15 ist ein zweites Federelement 18 angeordnet, wobei das Federelement 18 für den Zugbetrieb und das Federelement 17 für den Schubbetrieb vorgesehen sind. Durch einen Doppelpfeil sind die Zugkraft F2z und die Schubkraft F2s, welche auf die Rotorwelle 9 übertragen werden, dargestellt.
Fig. 3 zeigt die Rotorwelle 9 in einer 3-D-Darstellung, wobei der rohrförmige Ansatz 9a eine Nut 9b zur Montage und Demontage sowie eine umlaufende Ringnut 9c zur Aufnahme des axialen Sicherungselementes 16 (vgl. Fig. 2) aufweist.
Die Aufteilung der Axialkräfte auf das erste Axiallager 3 und das zweite Axiallager 1 1 erfolgt erfindungsgemäß nach folgenden Gleichungen:
Fz = F1 z + F2z
Fs = F1 s + F2s
Die Reaktionskraft F2Z bzw. F2S im zweiten Axiallager 1 1 entspricht dabei der Federkraft FF des Federelementes 17 bzw. des Federelementes 18. Die Federkraft FF kann zur Bestimmung der Axialkraftanteile vorgewählt und eingestellt werden. Für die Entlastung des ersten Axiallagers 3 ergibt sich damit eine reduzierte Lagerkraft: F1 Z = Fz - FF,
wobei FF die jeweils wirkende Federkraft der Übertragungseinrichtung 12 ist.
Die Entlastung des ersten Axiallagers 3 beruht somit auf einer Parallelschaltung des zweiten Axiallagers 1 1 über die Übertragungseinrichtung 12. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, die Parallelschaltung des zweiten Axiallagers 1 1 durch andere Mittel darzustellen, z. B. durch eine beiderseitige elastische Abstützung des zweiten Axiallagers 1 1 , insbesondere dessen Außenringes im Gehäuse 5 und ein starres axiales Verbindungselement zwischen der Getriebeantriebswelle 2 und der Rotorwelle 9.
Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszahlen wie im vorherigen Ausführungsbeispiel verwendet werden. Im Unterschied zum vorherigen Ausführungsbeispiel ist die Getriebeeingangswelle über ein starres (nicht elastisches) Verbindungsglied, angedeutet durch einen Querzapfen 19, zur Übertragung von Axialkräften mit dem Ansatz 9a der Rotorwelle 9 verbunden. Das Rotorlager 1 1 , auch zweites Axiallager 1 1 genannt, weist einen Außenring 1 1 a auf, welcher elastisch gegenüber dem Teilgehäuse 5 abgestützt ist. Hierfür sind beiderseits des Außenringes 1 1 a elastische Elemente 20, 21 angeordnet, welche eine Federkraft FF entsprechend dem vorherigen Ausführungsbeispiel auf die Rotorwelle 9 und damit auf die Getriebeeingangswelle 2 ausüben. Dadurch erfolgt eine Entlastung des ersten Axiallagers 3, wie oben beschrieben.
Bezuqszeichen
Hybridantrieb
Getriebeeingangswelle
Wälzlager (erstes Axiallager)
Getriebegehäuse
Teilgehäuse (Hybridgehäuse)
elektrische Maschine
Stator
Rotor
Rotorwelle
a rohrförmiger Ansatz
b Nut
c Ringnut
10 Mitnahmeverzahnung
1 1 Rotorlager (zweites Axiallager)
12 Übertragungseinrichtung
13 Ringspalt
14 Widerlager
15 Widerlager
16 Widerlager
17 erstes Federelement
18 zweites Federelement
19 Verbindungselement
20 elastisches Element
21 elastisches Element
Fz Axialkraft (Zug)
Fs Axialkraft (Schub)
F1 z Lagerkraft
F2Z Lagerkraft
F1 S Lagerkraft Lagerkraft Federkraft Einzelheit

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zur Aufnahme von Axialkräften in einem Getriebe, umfassend eine Getriebeantriebswelle (2), die über ein erstes Axiallager (3) an einem Getriebegehäuse (4) abgestützt ist, und eine in einem Teilgehäuse (5) angeordnete elektrische Maschine (6) mit einem Rotor (8), der drehfest, jedoch axial gleitend gegenüber der Getriebeantriebswelle (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (8) über eine Rotorwelle (9) mit der Getriebeantriebswelle (2) verbunden ist, dass die Rotorwelle (9) über ein zweites Axiallager (1 1 ) gegenüber dem Teilgehäuse (5) abgestützt ist und dass zwischen der Rotorwelle (9) und der Getriebeantriebswelle (2) eine Einrichtung (12) zur elastischen Übertragung von Axialkräften wirkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (12) mindestens zwei Federelemente (17, 18) umfasst, welche zwischen der Getriebeantriebswelle (2) und der Rotorwelle (9) wirksam sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Federelemente als Druckfederelemente (17, 18) ausgebildet sind, die sich einerseits über erste Widerlager (14, 15) auf der Getriebeantriebswelle (2) und andererseits über ein zweites Widerlager (16) an der Rotorwelle (9) abstützen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Widerlager (14, 15) als axiale Sicherungselemente ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Widerlager (16) als axiales Sicherungselement ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Federelemente als Schrauben- oder Tellerfedern (17, 18) ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Getriebeantriebswelle (2) und der Rotorwelle (9) ein Ring- spalt (13) belassen ist, in welchem die Widerlager (14, 15, 16) und die Federelemente (17, 18) angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Axiallager (3) und das zweite Axiallager (1 1 ) als Einrichtung zur elastischen Übertragung von Axial kräften wirken.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Axiallager (3, 1 1 ) als Festlager ausgebildet sind.
10. Vorrichtung zur Aufnahme von Axialkräften in einem Getriebe, umfassend eine Getriebeantriebswelle (2), die über ein erstes Axiallager (3) an einem Getriebegehäuse (4) abgestützt ist, und eine in einem Teilgehäuse (5) angeordnete elektrische Maschine (6) mit einem Rotor (8), der drehfest gegenüber der Getriebeantriebswelle (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (8) über eine Rotorwelle (9) mit der Getriebeantriebswelle (2) verbunden ist, dass die Rotorwelle (9) über ein zweites Axiallager (1 1 ) elastisch gegenüber dem Teilgehäuse (5) abgestützt ist und dass zwischen der Rotorwelle ( 9) und der Getriebeantriebswelle (2) ein Verbindungselement (19) zur Übertragung von Axialkräften angeordnet ist.
1 1 . Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Axiallager (1 1 ) und dem Teilgehäuse (5) elastische Elemente (20, 21 ) angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (2) und die Rotorwelle (9) Teile eines Hybridantriebes (1 ) eines Kraftfahrzeuges sind.
PCT/EP2011/068078 2010-11-10 2011-10-17 Vorrichtung zur aufnahme von axialkräften WO2012062535A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010043671A DE102010043671A1 (de) 2010-11-10 2010-11-10 Vorrichtung zur Aufnahme von Axialkräften
DE102010043671.2 2010-11-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012062535A1 true WO2012062535A1 (de) 2012-05-18

Family

ID=44802064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/068078 WO2012062535A1 (de) 2010-11-10 2011-10-17 Vorrichtung zur aufnahme von axialkräften

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102010043671A1 (de)
WO (1) WO2012062535A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110576736A (zh) * 2018-06-11 2019-12-17 舍弗勒技术股份两合公司 轮毂驱动装置和车辆
DE102019127242B4 (de) 2019-10-10 2021-10-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Anordnung eines Getriebes und einer Elektromaschine

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018118069A1 (de) * 2018-07-26 2020-01-30 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Antriebsvorrichtung mit einem Elektromotor und einem Getriebe
DE102020132754A1 (de) 2020-12-09 2022-06-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrische Axialflussmaschine
DE102022207975A1 (de) 2022-08-02 2024-02-08 Zf Friedrichshafen Ag Hybrid-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080093135A1 (en) * 2004-11-19 2008-04-24 Aisin Aw Co., Ltd. Hybrid Vehicle Drive Unit
WO2009153149A1 (de) 2008-06-16 2009-12-23 Zf Friedrichshafen Ag Lageranordnung für eine antriebswelle eines getriebes
EP2143975A1 (de) * 2008-07-11 2010-01-13 JATCO Ltd Struktur zum Stützen eines Hülsenelements bei einem Automatikgetriebe

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006052855A1 (de) * 2006-11-09 2008-05-15 Zf Friedrichshafen Ag Anordnung zur Lagerung einer Getriebewelle
DE102007027490A1 (de) * 2007-06-14 2008-12-18 Robert Bosch Gmbh Antriebsvorrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080093135A1 (en) * 2004-11-19 2008-04-24 Aisin Aw Co., Ltd. Hybrid Vehicle Drive Unit
WO2009153149A1 (de) 2008-06-16 2009-12-23 Zf Friedrichshafen Ag Lageranordnung für eine antriebswelle eines getriebes
EP2143975A1 (de) * 2008-07-11 2010-01-13 JATCO Ltd Struktur zum Stützen eines Hülsenelements bei einem Automatikgetriebe

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110576736A (zh) * 2018-06-11 2019-12-17 舍弗勒技术股份两合公司 轮毂驱动装置和车辆
DE102019127242B4 (de) 2019-10-10 2021-10-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Anordnung eines Getriebes und einer Elektromaschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010043671A1 (de) 2012-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013209547A1 (de) Mehrstufiges getriebe
WO2012062535A1 (de) Vorrichtung zur aufnahme von axialkräften
DE102011087163A1 (de) Getriebe eines Kraftfahrzeuges mit Nebenantrieb
DE102018220492A1 (de) Geteiltes getrieberad für ein automatisches leistungsübertragungssystem
DE102008000449B4 (de) Differentialgetriebe eines Kraftfahrzeuges
WO2011098182A1 (de) Planetengetriebe und verwendung desselben
DE102015206160A1 (de) Antriebsstrang für ein landwirtschaftliches Arbeitsfahrzeug
DE102009053961A1 (de) Fahrzeuggetriebe
WO2015132066A1 (de) Zahnräderwechselgetriebe
DE102021105424A1 (de) Fahrzeugantriebsstrangkomponente mit Federsätzen, die zwischen einem Gehäuse und einem Hohlrad eines Getriebes angeordnet sind, um Geräusche zu dämpfen, die aus der Drehmomentumkehr erzeugt werden
DE102008000822A1 (de) Einrichtung zur Reduzierung von Rasselgeräuschen in Stufengetrieben
WO2013013950A2 (de) Getriebemotor
WO2021013844A1 (de) Getriebeanordnung, hybrid-getriebeanordnung, hybrid-antriebsstrang sowie kraftfahrzeug
DE102019214843A1 (de) Kraftfahrzeuggetriebe
DE212019000176U1 (de) Abkoppeleinrichtung für zusammengesetztes Leerlaufgetriebe und die damit hergestellte Antriebsachse
DE112018002557T5 (de) Kompaktes Platenrad-Differential
WO2012084304A1 (de) Getriebeanordnung für eine elektrisch antreibbare achse eines kraftfahrzeugs
DE102017202599A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
DE102021107296B3 (de) Verspanneinrichtung, Hybridmodul mit Verspanneinrichtung und Verfahren zur Montage einer Verspanneinrichtung
DE102022210099B3 (de) Getriebe, Hybrid-Getriebeanordnung sowie Kraftfahrzeug
DE102019200835B3 (de) Verspannzahnrad für ein Zahnradgetriebe
DE102016218770A1 (de) Planetengetriebe
EP3374221A1 (de) Antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug
DE102016015264A1 (de) Gleichlaufgelenk für eine Gelenkwelle eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, sowie Verbindungsanordnung eines solchen Gleichlaufgelenks an einem Getriebeflansch
DE102007052209A1 (de) Getriebe

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11770438

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11770438

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1