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DE102007047427A1 - Starter-generator for motor vehicle i.e. hybrid vehicle, has electrical machine coupled with internal combustion engine and/or gear of motor vehicle, and comprising mounting unit i.e. movable bearing, for mounting machine at gear cover - Google Patents

Starter-generator for motor vehicle i.e. hybrid vehicle, has electrical machine coupled with internal combustion engine and/or gear of motor vehicle, and comprising mounting unit i.e. movable bearing, for mounting machine at gear cover Download PDF

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DE102007047427A1
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DE
Germany
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electric machine
motor vehicle
generator
starter
combustion engine
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102007047427A
Other languages
German (de)
Inventor
Christian Husung
Carsten Pabst
Cafer Ince
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Abstract

The generator (11) has an electrical machine (10) e.g. three phase-asynchronous machine, which is coupled alternatively with an internal combustion engine (12) or with a gear (13) of a motor vehicle. The electrical machine has a mounting unit (26.1) i.e. movable bearing, for mounting the machine at a housing part (24) i.e. gear cover. The electrical machine is supported at a housing section (25) using a fixed bearing that is connected with the housing section in a force-fit or form-fit manner. The movable bearing and fixed bearing are provided with a grooved ball bearing.

Description

Die Erfindung betrifft einen Starter-Generator eines Kraftfahrzeugs mit einer elektrischen Maschine mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.The The invention relates to a starter-generator of a motor vehicle with an electric machine with those in the preamble of the claim 1 mentioned features.

Stand der TechnikState of the art

Ein Starter-Generator eines Kraftfahrzeugs der eingangs genannten Art ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 16 459 A1 bekannt. Darin ist ein Starter-Generator für ein Kraftfahrzeug beschrieben, bei dem eine elektrische Maschine wahlweise mit einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs und/oder mit einem Getriebe des Kraftfahrzeugs koppelbar ist. Die elektrische Maschine ist dabei innerhalb eines flachzylindrischen Gehäuses untergebracht, das an in axialer Richtung entgegengesetzten Stirnseiten mit Mitteln zur Befestigung an der Brennkraftmaschine beziehungsweise an einem Gehäuse des Getriebes versehen ist.A starter-generator of a motor vehicle of the type mentioned is from the German patent application DE 199 16 459 A1 known. Therein is described a starter-generator for a motor vehicle, in which an electric machine can be coupled optionally with an internal combustion engine of the motor vehicle and / or with a transmission of the motor vehicle. The electric machine is housed within a flat-cylindrical housing which is provided on axially opposite end faces with means for attachment to the internal combustion engine or to a housing of the transmission.

Das flachzylindrische Gehäuse übernimmt die Funktion eines Zwischengehäuses, welches einerseits an der Brennkraftmaschine und andererseits an dem Getriebe befestigbar ist. Das Zwischengehäuse vergrößert dadurch allerdings nicht nur die Abmessungen des Starter-Generators, sondern bewirkt zudem eine Erhöhung des axial verlaufenden Bauvolumens einer Gesamtanordnung umfassend den Starter-Generator und daran ankoppelbarer Komponenten, wie Brennkraftmaschine und/oder Getriebe. Eine derartige Veränderung der axialen Baugröße ist nicht nur unerwünscht, sondern steht einem allgemeinen Trend, hin zu einer kompakten Bauweise, entgegen. Ein Zwischengehäuse der vorgenannten Art bedingt zudem einen erhöhten Montageaufwand sowie einen zusätzlichen Materialeinsatz und kann die so genannte Toleranzkette der Gesamtanordnung negativ beeinflussen.The flat cylindrical housing takes over the function an intermediate housing, which on the one hand to the internal combustion engine and on the other hand attachable to the transmission. The intermediate housing However, this not only increases the dimensions of the starter-generator, but also causes an increase comprising the axially extending volume of an overall arrangement the starter-generator and components that can be coupled to it, such as internal combustion engine and / or gear. Such a change of the axial Frame size is not only undesirable, but is contrary to a general trend towards a compact design. An intermediate housing of the aforementioned type also requires an increased installation effort and an additional Material use and can the so-called tolerance chain of the overall arrangement influence negatively.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der erfindungsgemäße Starter-Generator eines Kraftfahrzeugs mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, dass eine platzsparende Baueinheit gegeben ist, die mit einer geringeren Anzahl an Bauteilen auskommt. Insbesondere wird das gemäß dem eingangs erwähnten Stand der Technik beschriebene flachzylindrische Gehäuse entbehrlich. Die elektrische Maschine ist dabei mit zumindest einem Mittel zur Lagerung an einem Gehäuseteil des Getriebes versehen. Bei an dem Gehäuseteil angekoppelter elektrischer Maschine entspricht dies einer Integration der Eigenlagerung der elektrischen Maschine in dem Gehäuseteil. Hierzu wird ein verfügbarer Raum des Gehäuseteils dazu genutzt, eine Lagerstelle für die elektrische Maschine so anzuordnen, dass insgesamt an axialer Baulänge gewonnen wird. Ferner werden durch einen Rotor bedingte, an der Elektromaschine auftretende dynamische Kräfte von dem Lager der Eigenlagerung aufgenommen und in das Gehäuseteil des Getriebes geleitet, wodurch ein Festlager für den Rotor gegeben ist.Of the Inventive starter generator of a motor vehicle with the features mentioned in claim 1 offers the other hand the advantage that a space-saving unit is given, the works with a smaller number of components. Especially This will be according to the above-mentioned state The technique described flat cylindrical housing dispensable. The electric machine is provided with at least one means for Storage provided on a housing part of the transmission. at on the housing part coupled electrical machine this corresponds to an integration of the internal storage of the electrical Machine in the housing part. This will be an available Room of the housing part used to a storage place for to arrange the electric machine so that the total axial length is won. Furthermore, due to a rotor, on the Electric machine occurring dynamic forces of the bearing received the self-storage and in the housing part of the transmission passed, whereby a bearing for the rotor is given.

Auf Grund der reduzierten Baulänge der elektrischen Maschine verkürzt sich demnach auch die Länge der Gesamtanordnung umfassend die elektrische Maschine, die Brennkraftmaschine, das Getriebe und gegebenenfalls dazwischen angeordneter Kupplungseinheiten. Hierbei ist die elektrische Maschine als zentrale Baueinheit in einer unmittelbaren Anordnung einerseits an dem Gehäuseteil des Getriebes und andererseits an der Brennkraftmaschine vorgesehen. Dadurch ist es möglich, verschiedene Kupplungsarten und Kupplungsausführungen mit unterschiedlichen Abmessungen, insbesondere hinsichtlich der jeweiligen axialen Baulänge, einzusetzen. Eine größere Vielfalt der Kupplungsarten erlaubt eine Umsetzung verschiedener Applikationen und damit letztlich eine umfangreichere Palette an Einsatzmöglichkeiten im Fahrzeugbau. Hervorzuheben ist bei diesem Sachverhalt, dass lediglich der Bauraum einer fremdgelagerten elektrischen Maschine benötigt wird, um mit der elektrischen Maschine des Starter-Generators die Betriebseigenschaften der Eigenlagerung zu erzielen.On Reason for the reduced length of the electrical machine Accordingly, the length of the overall arrangement is shortened comprising the electric machine, the internal combustion engine, the transmission and optionally arranged therebetween coupling units. in this connection is the electric machine as a central unit in an immediate Arrangement on the one hand on the housing part of the transmission and on the other hand provided on the internal combustion engine. That's it possible, different types of couplings and couplings with different dimensions, especially in terms of respective axial length, use. A bigger one Diversity of coupling types allows a variety of different Applications and ultimately a wider range Possible uses in vehicle construction. To emphasize is in this situation, that only the space of a foreign stored Electric machine is needed to with the electric Engine of the starter-generator the operating characteristics of the self-storage to achieve.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche.advantageous Further developments result from the characteristics of the dependent Claims.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Mittel zur Lagerung der elektrischen Maschine als Loslager ausgeführt ist. Das an einer Welle angeordnete Loslager lässt hierbei eine Bewegung in Längsrichtung der Welle zu, um eine durch Temperaturschwankungen bedingte Wärmedehnung oder auch Kälteschrumpfung an der Lagerung angeordneter Bauteile ausgleichen zu können.In An advantageous development of the invention is provided that the means for supporting the electric machine as a floating bearing is executed. The arranged on a shaft floating bearing this leaves a movement in the longitudinal direction of Wave to, due to thermal fluctuations caused by thermal expansion or cold shrinkage arranged on the storage To be able to compensate components.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine an einem eigenen Gehäuseabschnitt zusätzlich lagerbar ist. Betrachtet man eine Komponentenanordnung mit der elektrischen Maschine in Verbindung mit dem Gehäuseteil des Getriebes, so ergibt sich durch die Kombination der grundlegenden Lagerung der elektrischen Maschine an dem Gehäuseteil und der zusätzlichen Lagerung an dem eigenen Gehäuseabschnitt eine Doppellagerung. Eine derartige Doppellagerung kommt zum einen einer Integration der Eigenlagerung in dem Gehäuseteil und zudem einer Eigenlagerung in dem Gehäuseabschnitt gleich. Dadurch ist es möglich, gegebenenfalls vorkommende Verkippungen der elektrischen Maschine des Starter-Generators an einer Rotornabe zu minimieren. Verringerte Verkippungen sind gleichbedeutend mit einer wesentlich verbesserten Exzentrität der elektrischen Maschine. Die elektrische Maschine ist hierbei statisch bestimmt. Auf Grund der verringerten Verkippungen und einer damit einhergehenden Stabilisierung der elektrischen Maschine ist ein kleinerer nominaler Luftspalt zwischen einem Stator und einem Rotor der Elektromaschine realisierbar. Ein kleiner Luftspalt bewirkt bei gleichbleibendem Bauraum der elektrischen Maschine eine höhere konstante Leistung mit einem höheren Wirkungsgrad derselben. Darüber hinaus werden bei einer derartigen Anordnung mit einer Doppellagerung die dynamischen Kräfte des Rotors von beiden Lagern der Eigenlagerung aufgenommen und in den Gehäuseteil des Getriebes geleitet. Dies stellt eine Kombination aus dem Festlager mit Loslager dar.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the electric machine is additionally storable on a separate housing section. If one considers a component arrangement with the electric machine in conjunction with the housing part of the transmission, the result is a combination of the basic mounting of the electric machine on the housing part and the additional bearing on the own housing section of a double bearing. Such a double bearing is on the one hand an integration of the internal storage in the housing part and also a self-storage in the housing section equal. This makes it possible to minimize any occurring tilting of the electric machine of the starter-generator on a rotor hub. Reduced tilts are equal tend with a much improved eccentricity of the electric machine. The electric machine is determined statically. Due to the reduced tilting and a concomitant stabilization of the electric machine, a smaller nominal air gap between a stator and a rotor of the electric machine can be realized. A small air gap causes the same installation space of the electric machine, a higher constant power with a higher efficiency of the same. Moreover, in such an arrangement with a double bearing, the dynamic forces of the rotor are absorbed by both bearings of the integral bearing and directed into the housing part of the transmission. This represents a combination of the fixed bearing with floating bearing.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Gehäuseabschnitt der elektrischen Maschine als Lagerschild ausgeführt ist.To An advantageous embodiment of the invention is provided that the housing portion of the electric machine as End shield is executed.

Ein derartiges, insbesondere deckelförmiges, Lagerschild dient zur Kapselung eines Maschinengehäuses der Elektromaschine. Gegebenenfalls kann dem Lagerschild ein gegenüberliegendes weiteres Lagerschild zugeordnet sein. Das Lagerschild schützt die Elektromaschine zum einen vor Fremdeinwirkungen und dient zum anderen insbesondere zur Lagerung einer Rotorwelle. Eine präzise Einpassung in dem Gehäuseabschnitt, insbesondere Statorgehäuse, sorgt für einen möglichst gleichmäßigen Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor.One such, in particular cover-shaped, bearing plate is used for encapsulating a machine housing of the electric machine. Optionally, the bearing plate opposite one be assigned to another end shield. The end shield protects the electric machine on the one hand before external influences and serves for other in particular for the storage of a rotor shaft. A precise Fitting in the housing section, in particular stator housing, ensures a uniform air gap between the stator and the rotor.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine an dem Gehäuseabschnitt mittels eines Festlagers gelagert ist. Das Festlager fixiert die elektrische Maschine in allen drei Translations-Freiheitsgraden und gewährleistet dadurch eine präzise Rotorführung sowie eine zuverlässige Wirkverbindung zu angrenzenden Baueinheiten, wie Getriebe und Brennkraftmaschine.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the electric machine on the housing section is stored by means of a fixed bearing. The fixed bearing fixes the electric machine in all three degrees of translational freedom and thereby ensures precise rotor guidance and a reliable operative connection to adjacent ones Building units, such as transmission and internal combustion engine.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Festlager kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Gehäuseabschnitt verbunden, so dass je nach Anwendung und Einsatzgebiet die jeweils günstigste Verbindungsart auswählbar ist.In an advantageous embodiment of the invention the fixed bearing non-positively, positively or cohesively connected to the housing section, so that depending on the application and field of application, the most favorable Connection type is selectable.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass wenigstens eines der beiden Lager mit Kugellagern, insbesondere Rillenkugellagern, versehen ist. Kugellager zählen zu der Kategorie der Wälzlager, die zwei zueinander bewegliche Komponenten, nämlich den so genannten Innenring und den so genannten Außenring, aufweisen. Der Innenring ist hierbei von dem Außenring durch Wälzkörper, insbesondere Kugeln, getrennt. Zwischen den drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und Wälzkörper tritt hauptsächlich Rollreibung auf. Da die Wälzkörper im Innen- und Außenring auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen, ist die Rollreibung derartiger Lager relativ gering.According to one advantageous development of the invention, it is provided that at least one of the two bearings with ball bearings, in particular Deep groove ball bearings, is provided. Ball bearings are among the Category of rolling bearings, the two mutually movable Components, namely the so-called inner ring and the so-called outer ring. The inner ring is here from the outer ring by rolling elements, in particular Balls, isolated. Between the three main components inner ring, outer ring and rolling elements occurs mainly rolling friction on. Since the rolling elements in the inner and outer ring on hardened steel surfaces with optimized lubrication unroll, the rolling friction of such bearings is relatively low.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Anordnung mit einem Starter-Generator und mit einem Gehäuseteil des Getriebes vorgesehen, bei der das Gehäuseteil als Getriebedeckel ausgeführt ist. Der Getriebedeckel ist in besonderem Maße für eine Einbindung des Mittels zur Lagerung der elektrischen Maschine geeignet, da es sich dabei um eine Baueinheit handelt, die bei der Gesamtanordnung umfassend das Getriebe, die Brennkraftmaschine und die Elektromaschine der letztgenannten Komponente baulich am nächsten kommt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Anordnung vorgesehen, bei der die elektrische Maschine innerhalb des Gehäuseteils, insbesondere innerhalb des Getriebedeckels, gelagert ist. Das Gehäuseteil beziehungsweise der Getriebedeckel dient dabei als Aufnahmeraum für den die elektrische Maschine aufweisenden Starter-Generator. Dabei ist gerade die Lagerung mit zumindest einer Lagerstelle innerhalb des Gehäuseteils platziert, wodurch sich eine erhebliche Einsparung an Bauraum ergibt.In An advantageous development of the invention is an arrangement with a starter generator and with a housing part of the Gear provided, in which the housing part as a gear cover is executed. The gear cover is in particular for an integration of the means for storing the electrical machine suitable, since it is a structural unit, which in the Overall arrangement comprising the transmission, the internal combustion engine and the electric machine of the latter component structurally closest comes. According to a preferred embodiment The invention provides an arrangement in which the electric machine within the housing part, in particular within the Gear cover, is stored. The housing part or The gear cover serves as a receiving space for the the electric machine having starter generator. It is just the storage with at least one storage location within the Housing part placed, resulting in a significant saving results in space.

Besonders vorteilhaft ist der Einsatz eines vorgenannten Starter-Generators beziehungsweise einer vorgenannten Anordnung an einem Kraftfahrzeug, da in diesem Technologiesektor eine kompakte, Bauraum sparende und mit geringen Toleranzen in puncto Lagerung, Verkippung, Luftspalt und Exzentrität versehene Antriebseinheit gewünscht ist.Especially advantageous is the use of an aforementioned starter generator or an aforementioned arrangement on a motor vehicle, because in this technology sector a compact, space-saving and with low tolerances in terms of storage, tilting, air gap and eccentric drive unit desired is.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß den Merkmalen der weiteren Ansprüche werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass insoweit eine Beschränkung der Erfindung erfolgt; diese umfasst vielmehr alle Abwandlungen, Änderungen und Äquivalente, die im Rahmen der Ansprüche möglich sind. Es zeigen:The Invention and advantageous embodiments according to the Features of the further claims are described below the embodiments shown in the drawings explained in more detail, without that being a restriction the invention takes place; rather, this includes all modifications, changes and equivalents that are possible under the claims are. Show it:

1 eine erste Ausführung des erfindungsgemäßen und eine Einfachlagerung aufweisenden Starter-Generators mit einer daran angeordneten Brennkraftmaschine einerseits und mit einem daran angeordneten Getriebe andererseits in einer perspektivischen Darstellung; und 1 a first embodiment of the invention and a simple storage having starter generator with an internal combustion engine arranged thereon on the one hand and with a gear arranged thereon on the other hand in a perspective view; and

2 eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen und eine Doppellagerung aufweisenden Starter-Generators mit einer daran angeordneten Brennkraftmaschine einerseits und mit einem daran ange ordneten Getriebe andererseits in einer perspektivischen Darstellung. 2 another embodiment of the present invention and a double bearing having starter generator with an internal combustion engine arranged thereon on the one hand and with a gearbox arranged on the other hand in a per perspective view.

Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention

In 1 ist ein Antriebsstrang mit einem eine elektrische Maschine 10 aufweisenden Starter-Generator 11, einer Brennkraftmaschine 12 einerseits und einem Getriebe 13 andererseits gezeigt. Die elektrische Maschine 10 des Starter-Generators 11 oder auch Kurbelwellen-Startgenerator ist hierbei in Form einer Drehstrom-Asynchronmaschine ausgeführt, die sowohl als Anlasser auch als Generator verwendbar ist. Die Asynchronmaschine – auch als Induktionsmaschine bezeichnet – ist ein Elektromotor, der mit Drehstrom betrieben wird. Aus elektrotechnischer Sicht handelt es sich bei der Asynchronmaschine um einen kurzgeschlossenen Drehstrom-Transformator, dessen Sekundärwicklung drehbar gelagert ist.In 1 is a powertrain with an electric machine 10 having starter generator 11 , an internal combustion engine 12 on the one hand and a transmission 13 on the other hand. The electric machine 10 of the starter-generator 11 or crankshaft start generator is in this case designed in the form of a three-phase asynchronous machine, which can be used as a starter as well as a generator. The asynchronous machine - also known as induction machine - is an electric motor that is operated with three-phase current. From an electrical point of view, the asynchronous machine is a short-circuited three-phase transformer whose secondary winding is rotatably mounted.

Wesentliche Bestandteile der Drehstrom-Asynchronmaschine sind zum einen ein Stator 14 mit einem Statorgehäuse, einem Statorblechpaket und einer darin eingelegten Statorwicklung und zum anderen ein Rotor 15 mit einem Rotorblechpaket und einer daran angeordneten Rotorwicklung. Durch eine an der Statorwicklung angelegte Betriebsspannung wird im Inneren der Maschine ein magnetisches Drehfeld erzeugt, das in einer kurzgeschlossenen inneren Wicklung des Rotors 15 einen Strom induziert. Dieser Strom baut selbst wiederum ein Magnetfeld um den Rotor 15 auf. Beide Magnetfelder wechselwirken so, dass letztlich ein Drehmoment erzeugt wird.Essential components of the three-phase asynchronous machine are on the one hand a stator 14 with a stator housing, a laminated stator core and a stator winding inserted therein and, secondly, a rotor 15 with a rotor core and a rotor winding arranged thereon. By an operating voltage applied to the stator winding, a rotating magnetic field is generated in the interior of the machine, which in a short-circuited inner winding of the rotor 15 induced a current. This current itself builds a magnetic field around the rotor 15 on. Both magnetic fields interact in such a way that ultimately a torque is generated.

Eingesetzt in einem Kraftfahrzeug bewirkt der Starter-Generator 11 einen Schnellstart der Brennkraftmaschine 12, wodurch eine Emissionsverringerung während der Startphase erzielt werden kann. Ferner arbeitet der Starter-Generator 11 mit einem hohen Wirkungsgrad, ermöglicht einen problemlosen Stop-Start-Betrieb der Brennkraftmaschine 12 und erbringt eine hohe Generatorleistung. Der Starter-Generator 11 kann zudem als so genannter Hybridantrieb in einem Hybridfahrzeug zum Einsatz kommen. Hierbei unterstützt der Starter-Generator 11 die Brennkraftmaschine 12 nicht nur beim Anfahren, sondern auch beim Beschleunigen. Die dafür benötigte Energie bezieht der Starter-Generator 11 aus einer wiederaufladbaren Batterie, die bei einem Bremsvorgang über den Starter-Generator 11 wieder zurückgewonnen werden kann. Dank des Hybridbetriebs kann bei gleicher Maschinenleistung eine kleinere Brennkraftmaschine verwendet werden.Used in a motor vehicle causes the starter-generator 11 a quick start of the internal combustion engine 12 , whereby an emission reduction during the take-off phase can be achieved. Furthermore, the starter generator works 11 with a high efficiency, allows a trouble stop-start operation of the internal combustion engine 12 and provides a high generator power. The starter generator 11 can also be used as a so-called hybrid drive in a hybrid vehicle. This is supported by the starter generator 11 the internal combustion engine 12 not only when starting, but also when accelerating. The energy required for this comes from the starter generator 11 from a rechargeable battery when braking through the starter generator 11 can be recovered again. Thanks to the hybrid operation, a smaller internal combustion engine can be used with the same engine power.

Wesentlicher Bestandteil der Brennkraftmaschine 12 nach 1 ist eine Kurbelwelle 16, welche die Antriebsenergie der Brennkraftmaschine 12 an das Getriebe 13 überträgt und zu diesem Zweck zu einem ersten Abschnitt 17 einer Kupplungseinheit 18 führt. Ausgehend von einem weiteren Abschnitt 19 der Kupplungseinheit 18 verläuft eine Getriebewelle 20 bis hin zu dem Getriebe 13. Unmittelbar nach dem weiteren Abschnitt 19 der Kupplungseinheit 18 ist an der Getriebewelle 20 eine, insbesondere hydraulische, Aktoreinheit 21 zur Betätigung der Kupplungseinheit 18 an einem napfförmigen Flansch 22 angeordnet. Im Anschluss daran ist die elektrische Maschine 10 des Starter-Generators 11 an der Getriebewelle 20 angeordnet und weist zu dieser eine konzentrische Lage auf. Die Brennkraftmaschine 12 ist somit über die Kupplungseinheit 18 mit der Elektromaschine 10 des Starter-Generators 11 einerseits und mit dem Getriebe 13 andererseits kuppelbar.Essential part of the internal combustion engine 12 to 1 is a crankshaft 16 , which the drive power of the internal combustion engine 12 to the gearbox 13 transmits and for this purpose to a first section 17 a coupling unit 18 leads. Starting from another section 19 the coupling unit 18 runs a gear shaft 20 right up to the gearbox 13 , Immediately after the next section 19 the coupling unit 18 is at the gear shaft 20 a, in particular hydraulic, actuator unit 21 for actuating the coupling unit 18 on a cup-shaped flange 22 arranged. Following is the electric machine 10 of the starter-generator 11 at the gear shaft 20 arranged and has to this a concentric position. The internal combustion engine 12 is thus about the coupling unit 18 with the electric machine 10 of the starter-generator 11 on the one hand and with the gearbox 13 on the other hand detachable.

Die Brennkraftmaschine 12 weist ein Maschinengehäuse 23 auf, an dem ein Gehäuseteil 24 des Getriebes 13 angebracht ist. Das Gehäuseteil 24, insbesondere Getriebedeckel, ist glockenförmig ausgeführt und beherbergt die Kupplungseinheit 18 sowie die als Drehstrom-Asynchronmaschine ausgeführte Elektromaschine 10 des Starter-Generators 11. Die elektrische Maschine 10 ist von der Kupplungseinheit 18 durch einen eigenen Gehäuseabschnitt 25, insbesondere Lagerschild, abgetrennt. Das Lagerschild ist hierbei mit dem napfförmigen Flansch 22 und mit dem Stator 14 der elektrischen Maschine 10 verbunden. Nach dem Lagerschild und im Bereich der elektrischen Maschine 10 ist ein Mittel 26.1 zu deren Lagerung angeordnet, wobei die elektrische Maschine 10 zwischen der Brennkraftmaschine 12 und dem Getriebe 13 gelagert ist. Eine Rotornabe 27 steht dazu mit einer Wellenverzahnung 28 der Getriebewelle 20 in unmittelbarem Eingriff. An der Rotornabe 27 ist ein Rotor 15 angeordnet, der mit einem Rotorblechpaket und einer Rotorwicklung versehen ist. Das Rotorblechpaket und die Rotorwicklung stehen wiederum mit einem Statorblechpaket respektive mit einer Statorwicklung des Stators 14 in einer elektrodynamischen Wirkverbindung. Der Stator 14 selbst ist fest mit dem Getriebedeckel gekoppelt.The internal combustion engine 12 has a machine housing 23 on, on which a housing part 24 of the transmission 13 is appropriate. The housing part 24 , in particular gear cover, is bell-shaped and houses the coupling unit 18 and the electric machine designed as a three-phase asynchronous machine 10 of the starter-generator 11 , The electric machine 10 is from the coupling unit 18 through a separate housing section 25 , in particular bearing plate, separated. The end shield is here with the cup-shaped flange 22 and with the stator 14 the electric machine 10 connected. After the end shield and in the area of the electrical machine 10 is a means 26.1 arranged for the storage, wherein the electric machine 10 between the internal combustion engine 12 and the transmission 13 is stored. A rotor hub 27 stands with a wave toothing 28 the transmission shaft 20 in immediate intervention. At the rotor hub 27 is a rotor 15 arranged, which is provided with a rotor core and a rotor winding. The rotor laminated core and the rotor winding are in turn connected to a stator lamination stack or to a stator winding of the stator 14 in an electrodynamic active compound. The stator 14 itself is firmly coupled to the gear cover.

Die Rotornabe 27 ist darüber hinaus mit einem Innenring 29 eines Kugellagers, insbesondere Rillenkugellager oder Radial-Rillenkugellager, verbunden, wobei ein zugehöriger Außenring 30 des Kugellagers an dem Gehäuseteil 24 des Getriebes 13 angeordnet ist. Das Mittel 26.1 zur Lagerung der elektrischen Maschine 10 umfasst demnach Bestandteile eines Wälzlagers, das als Festlager ausgeführt ist. Bei einem Wälzlager treten hauptsächlich Rollreibungen zwischen den drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und Wälzkörper auf. Da die Wälzkörper im Innenring und im Außenring auf gehärteten Stahlflächen mit optimierter Schmierung abrollen, ist die Rollreibung derartiger Lager relativ gering.The rotor hub 27 is moreover with an inner ring 29 a ball bearing, in particular deep groove ball bearings or radial deep groove ball bearings, connected, wherein an associated outer ring 30 the ball bearing on the housing part 24 of the transmission 13 is arranged. The middle 26.1 for storage of the electrical machine 10 therefore comprises components of a rolling bearing, which is designed as a fixed bearing. In a rolling bearing mainly occur rolling friction between the three main components inner ring, outer ring and rolling elements. Since the rolling elements in the inner ring and the outer ring roll on hardened steel surfaces with optimized lubrication, the rolling friction of such bearings is relatively low.

Gemäß 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des die elektrische Maschine 10 aufweisenden Starter-Generators 11 als Teil des Antriebsstrangs mit der Brennkraftmaschine 12 einerseits und dem Getriebe 13 andererseits gezeigt. Auch nach 2 dient die Kurbelwelle 16 zur Drehmomentenübertragung von der Brennkraftmaschine 12 an das Getriebe 13. Hierzu führt die Kurbelwelle 16 zu dem ersten Abschnitt 17 der Kupplungseinheit 18. Ausgehend von dem weiteren Abschnitt 19 der Kupplungseinheit 18 verläuft die Getriebewelle 20 bis hin zu dem Getriebe 13. Unmittelbar nach dem weiteren Abschnitt 19 der Kupplungseinheit 18 ist an der Getriebewelle 20 ebenfalls eine, insbesondere hydraulische, Aktoreinheit 21 zur Betätigung der Kupplungseinheit 18 an dem napfförmigen Flansch 22 angeordnet. Auch bei dieser Ausführungsvariante ist die Brennkraftmaschine 12 über die Kupplungseinheit 18 mit der Elektromaschine 10 des Starter-Generators 11 einerseits und mit dem Getriebe 13 andererseits kuppelbar.According to 2 is another execution example of the electric machine 10 having starter generator 11 as part of the powertrain with the internal combustion engine 12 on the one hand and the transmission 13 on the other hand. Also after 2 serves the crankshaft 16 for transmitting torque from the internal combustion engine 12 to the gearbox 13 , For this leads the crankshaft 16 to the first section 17 the coupling unit 18 , Starting from the next section 19 the coupling unit 18 runs the gear shaft 20 right up to the gearbox 13 , Immediately after the next section 19 the coupling unit 18 is at the gear shaft 20 also one, in particular hydraulic, actuator unit 21 for actuating the coupling unit 18 on the cup-shaped flange 22 arranged. Also in this embodiment, the internal combustion engine 12 via the coupling unit 18 with the electric machine 10 of the starter-generator 11 on the one hand and with the gearbox 13 on the other hand detachable.

Hinsichtlich der Gehäuseanordnung ist das Maschinengehäuse 23 der Brennkraftmaschine 12 mit dem Gehäuseteil 24 des Getriebes 13 verbunden. Das Gehäuseteil 24, insbesondere Getriebedeckel, ist glockenförmig ausgeführt und umgibt die Kupplungseinheit 18 sowie die Elektromaschine 10 des Starter-Generators 11. Auch die nach 2 abgebildete elektrische Maschine 10 ist von der Kupplungseinheit 18 durch den eigenen Gehäuseabschnitt 25, insbesondere Lagerschild, abgetrennt. Das Lagerschild ist mit dem napfförmigen Flansch 22 und mit einem Stator 14 der elektrischen Maschine 10 verbunden, weist jedoch im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 neben dem Lagerungsmittel 26.1 eine weitere Lagerstelle mit einem zusätzlichen Lagerungsmittel 26.2 auf. Die Elektromaschine 10 ist somit an dem eigenen Gehäuseabschnitt 25, nämlich dem Lagerschild, zusätzlich gelagert. Im Anschluss an das Lagerschild und im Bereich der elektrischen Maschine 10 ist deren grundlegende Lagerstelle an dem Gehäuseteil 24 entsprechend der Lagerung gemäß 1 angeordnet. Das Festlager der elektrischen Maschine 10 nach 1 ist gemäß der vorliegenden Weiterbildung jedoch als Loslager und das Zusatzlager wiederum als Festlager ausgeführt.With regard to the housing arrangement is the machine housing 23 the internal combustion engine 12 with the housing part 24 of the transmission 13 connected. The housing part 24 , in particular gear cover, is bell-shaped and surrounds the coupling unit 18 as well as the electric machine 10 of the starter-generator 11 , Also after 2 pictured electric machine 10 is from the coupling unit 18 through the own housing section 25 , in particular bearing plate, separated. The bearing plate is with the cup-shaped flange 22 and with a stator 14 the electric machine 10 connected, however, in contrast to the embodiment according to 1 next to the storage means 26.1 another depository with an additional storage means 26.2 on. The electric machine 10 is thus on the own housing section 25 , namely the bearing plate, additionally stored. Following the end shield and in the area of the electrical machine 10 is their basic bearing point on the housing part 24 according to the storage according to 1 arranged. The fixed bearing of the electric machine 10 to 1 However, according to the present development, as a floating bearing and the additional bearing in turn designed as a fixed bearing.

Die Lagerung der Elektromaschine 10 kann auch mit Lagern in einer so genannten X-Anordnung oder O-Anordnung erreicht werden. Dabei handelt es sich um eine angestellte Lagerung. Bei einer derartigen Lageranordnung mit spiegelbildlich angeordneten Axiallagern oder Schräglagern, muss das Lagerspiel einstellbar sein. Dazu sind bei der O-Anordnung der Innenring und bei der X-Anordnung der Außenring axial so weit zu verschieben, bis die gewünschte Einstellung erreicht ist. Dieser Vorgang wird in der Wälzlagertechnik als „Anstellen" bezeichnet. Bei der O-Anordnung wird einer der Lagerinnenringe angestellt. Daraus resultiert eine Lagerung mit großer Stützbasis, die auch bei kurzem Lagerabstand ein hohes Kippmoment aufnehmen kann. Um die Verschiebbarkeit des Innenrings zu gewährleisten, muss eine geeignete Passung gewählt werden. Bei der X-Anordnung wird das gewünschte Lagerspiel durch das Anstellen eines Außenrings erzielt. Der Außenring sollte idealerweise eine Punktlast aufweisen, da er als verschiebbarer Ring nicht fest gepasst werden kann. Die X-Anordnung findet dann Verwendung, wenn der Außenring eine Punktlast aufweist oder wenn das Anstellen des Außenrings einfacher als das Anstellen des Innenrings ist. Dabei wird in Kauf genommen, dass die Stützbasis geringer ist als bei der O-Anordnung.The storage of the electric machine 10 can also be achieved with bearings in a so-called X-arrangement or O-arrangement. This is a salaried storage. In such a bearing assembly with mirror images arranged thrust bearings or angular bearings, the bearing clearance must be adjustable. For this purpose, in the case of the O arrangement, the inner ring and, in the case of the X arrangement, the outer ring must be displaced axially until the desired setting is achieved. In the O-arrangement, one of the bearing inner rings is employed, resulting in a bearing with a large support base, which can absorb a high tilting moment even with a short bearing distance, in order to ensure the displaceability of the inner ring. In the X-arrangement, the desired clearance is achieved by setting an outer ring, the outer ring should ideally have a point load because it can not be fitted tightly as a slidable ring. If the outer ring has a point load or if the adjustment of the outer ring is easier than the adjustment of the inner ring, it is accepted that the support base is lower than in the O arrangement.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (10)

Starter-Generator (11) eines Kraftfahrzeugs mit einer elektrischen Maschine (10), die wahlweise mit einer Brennkraftmaschine (12) des Kraftfahrzeugs und/oder mit einem Getriebe (13) des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (10) zumindest mit einem Mittel zur Lagerung (26.1) an einem Gehäuseteil (24) des Getriebes (13) versehen ist.Starter generator ( 11 ) of a motor vehicle with an electric machine ( 10 ), optionally with an internal combustion engine ( 12 ) of the motor vehicle and / or with a transmission ( 13 ) of the motor vehicle, characterized in that the electric machine ( 10 ) at least with a storage means ( 26.1 ) on a housing part ( 24 ) of the transmission ( 13 ) is provided. Starter-Generator (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Lagerung (26.1) der elektrischen Maschine (10) als Loslager ausgeführt ist.Starter generator ( 11 ) according to claim 1, characterized in that the means for storage ( 26.1 ) of the electric machine ( 10 ) is designed as a floating bearing. Starter-Generator (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (10) an einem eigenen Gehäuseabschnitt (25) zusätzlich lagerbar ist.Starter generator ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric machine ( 10 ) on a separate housing section ( 25 ) is additionally storable. Starter-Generator (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseabschnitt (25) der elektrischen Maschine (10) als Lagerschild ausgeführt ist.Starter generator ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing section ( 25 ) of the electric machine ( 10 ) is designed as a bearing plate. Starter-Generator (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (10) an dem Gehäuseabschnitt (25) mittels eines Festlagers gelagert ist.Starter generator ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric machine ( 10 ) on the housing section ( 25 ) is mounted by means of a fixed bearing. Starter-Generator (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Festlager kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Gehäuseabschnitt verbunden ist.Starter generator ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fixed bearing is non-positively, positively or materially connected to the housing portion. Starter-Generator (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der beiden Lager mit Kugellagern, insbesondere Rillenkugellagern, versehen ist.Starter generator ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the two bearings is provided with ball bearings, in particular deep groove ball bearings. Anordnung mit einem Starter-Generator (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem Gehäuseteil (24) des Getriebes (13) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (24) als Getriebedeckel ausgeführt ist.Arrangement with a starter generator ( 11 ) according to one of the preceding claims and with a housing part ( 24 ) of the transmission ( 13 ) according to claim 1, characterized in that the housing part ( 24 ) is designed as a gear cover. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (10) innerhalb des Gehäuseteils (24), insbesondere Getriebedeckel, gelagert ist.Arrangement according to claim 8, characterized in that the electrical machine ( 10 ) within the housing part ( 24 ), in particular gear cover, is mounted. Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch einen Starter-Generator (11) beziehungsweise eine Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle, characterized by a starter generator ( 11 ) or an arrangement according to one of the preceding claims.
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