DE102014220493A1

DE102014220493A1 - Antriebseinheit für ein Hybridmodul

Info

Publication number: DE102014220493A1
Application number: DE102014220493.3A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Bäuerle; Alexander Markow
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-10-09
Filing date: 2014-10-09
Publication date: 2016-04-14
Also published as: WO2016055236A1

Abstract

Offenbart wird eine Antriebseinheit (1), insbesondere Hybridmodul für ein Fahrzeug, umfassend zumindest ein als Elektromaschine (2) ausgebildetes Antriebsaggregat mit einem von einem Statorträger (4) getragenen Stator (6) und mit einem koaxial zu diesem um eine Drehachse A drehbar gelagerten Rotor (8), eine Kupplungsvorrichtung (10) zur Herstellung einer Drehmitnahmeverbindung des Rotors (8) mit einem Antriebselement, wobei die Kupplungsvorrichtung (10) mittels einer zumindest teilweise in einem von dem Statorträger (4) umschlossenen Aufnahmeraum (32) angeordneten Betätigungseinrichtung (22) betätigbar ist, und wobei die Betätigungseinrichtung (22) eine Ausrückanordnung (20) und einen die Ausrückanordnung (20) betätigenden Stellantrieb (34) aufweist, wobei die Ausrückanordnung (20) ein drehbares Eingangselement (38) und ein axial verlagerbares Ausgangselement (40) aufweist, und dazu ausgelegt ist, eine Rotationsbewegung des die Ausrückanordnung (20) betätigenden Stellantriebs (34) in eine auf die Kupplungsvorrichtung (10) wirkende Translationsbewegung überführt, wobei mindestens ein Drehmomentabstützungselement (44) vorgesehen ist, das mit dem Ausgangselement (40) und einem stationären Bauteil (4) der Antriebseinheit (1) zusammenwirkt und einer Rotation des Ausgangselements (40) entgegenwirkt, sowie ein Statorträger (4) für eine derartige Antriebseinheit (1).

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Hybridmodul gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, sowie einen Statorträger für eine derartige Antriebseinheit.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von unterschiedlichen Hybridmodulen bekannt. Dabei umfasst ein Hybridmodul üblicherweise einen Antriebsmotor, wie beispielsweise einen Verbrennungsmotor, und eine Elektromaschine mit Rotor und Stator, sowie eine Kupplungsvorrichtung, über die die Elektromaschine von dem Antriebsmotor getrennt werden kann, so dass ein rein elektrisches Fahren möglich ist. Um möglichst wenig Bauraum zu beanspruchen, ist im Stand der Technik vorgeschlagen, die Elemente des Hybridmoduls überlappend anzuordnen. Dabei können beispielsweise die Kupplungsbetätigung und/oder die Kupplungsvorrichtung selbst axial und/oder radial innerhalb des Stators und/oder des Rotors der elektrischen Maschine vorgesehen sein. Da insbesondere das Betätigungssystem bei Reibungskupplungen einen großen axialen Bauraumbedarf aufweist, ist es vorteilhaft, die Betätigungsvorrichtung innerhalb des Stators oder Rotors der elektrischen Maschine anzuordnen.
So ist beispielsweise aus der DE 10 2012 216 601 ein Hybridmodul bekannt, bei dem eine eine Kupplungsvorrichtung betätigende Betätigungseinrichtung innerhalb der elektrischen Maschine angeordnet ist, wobei die Betätigungseinrichtung eine Ausrückanordnung umfasst, die ein rotatorisch antreibbares Eingangselement und ein axial verschiebbares Ausgangselement aufweist. Eine derartige Ausrückanordnung kann beispielsweise als Kugelrampentrieb ausgebildet sein. Dabei wirkt das axial verschiebbare Ausgangselement auf die Kupplungsvorrichtung ein, während das rotatorische Eingangselement von einem elektrischen Stellantrieb betätigbar ist. Dadurch kann auf eine aufwendige Verlegung von Druckleitungen oder elektrischen Kabeln für eine hydraulische oder pneumatische Kupplungsbetätigung verzichtet werden.
Nachteilig bei einer derartigen Ausrückanordnung ist jedoch, dass aufgrund der Kraftübertragung zwischen dem sich rotatorisch bewegenden Eingangselement und dem sich translatorisch bewegenden Ausgangselement auch das Ausgangselement in der Drehbewegung des Eingangselements mitgenommen werden kann. Wird jedoch das Ausgangselement mit in Drehbewegung versetzt, wird der Ausrückweg für die Kupplungsvorrichtung verkürzt und es kann zu einem Ausfall der Betätigung kommen.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, eine Antriebseinheit bereitzustellen, die gegen einen Ausfall der Kupplungsbetätigung abgesichert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Antriebseinheit gemäß Patentanspruch 1, sowie einen Statorträger gemäß Patentanspruch 14 gelöst.
Erfindungsgemäß wird eine Antriebseinheit, insbesondere ein Hybridmodul für ein Fahrzeug bereitgestellt, das zumindest ein als Elektromaschine ausgebildetes Antriebsaggregat mit einem von einem Statorträger getragenen Stator und mit einem koaxial zu diesem um eine Drehachse drehbar gelagerten Rotor, und eine Kupplungsvorrichtung zur Herstellung einer Drehmitnahmeverbindung des Rotors mit einem Antriebselement bereitstellt. Dabei ist die Kupplungsvorrichtung mittels einer zumindest teilweise in einem von dem Statorträger umschlossenen Aufnahmeraum angeordneten Betätigungseinrichtung betätigbar, wobei die Betätigungseinrichtung eine Ausrückanordnung und einen die Ausrückanordnung betätigenden Stellantrieb aufweist. Weiterhin umfasst die Ausrückanordnung ein drehbares Eingangselement und ein axial verlagerbares Ausgangselement, die dazu ausgelegt sind, eine Rotationsbewegung des die Ausrückanordnung betätigenden Stellantriebs in eine auf die Kupplungsvorrichtung wirkende Translationsbewegung zu überführen. Um einer von dem Eingangselement auf das Ausgangselement übertragenen Drehbewegung des Ausgangselements entgegenzuwirken, ist vorgesehen, ein Drehmomentabstützungselement auszubilden, das mit dem Ausgangselement und einem stationären Bauteil der Antriebseinheit zusammenwirkt und so einer Rotation des Ausgangselements entgegenwirkt.
Dabei ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Drehmomentabstützungselement drehfest an einem stationären Bauteil der Antriebseinheit, insbesondere am Statorträger, angeordnet ist. Da insbesondere der Statorträger direkt die Ausrückanordnung und damit auch das axial verlagerbare Ausgangselement umgibt, ist die Anordnung des Drehmomentabstützungselements am Statorträger einfach und kostengünstig zu realisieren.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist der Statorträger einen axialen Statorträgerabschnitt auf, der sich axial entlang der Ausrückanordnung erstreckt und das Drehmomentabstützungselement radial innen am Statorträger ausgebildet ist. Wie oben erwähnt, umgibt der axiale Statorträgerabschnitt bereits die Ausrückanordnung und insbesondere das Ausgangselement, so dass eine entsprechende Ausbildung des Drehmomentabstützungselements am axialen Statorträgerabschnitt bevorzugt ist.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn das Drehmomentabstützungselement integral, das heißt einteilig mit dem stationären Bauteil, insbesondere dem Statorträger, ausgebildet ist. Dadurch kann das Drehmomentabstützungselement bereits während der Herstellung des stationären Bauteils bzw. des Statorträgers ausgebildet werden, so dass keine zusätzlichen Arbeitsschritte durchgeführt werden müssen.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Drehmomentabstützungselement in Form eines Nut-Feder-Systems ausgebildet, wobei das stationäre Bauteil eine Nut und das Ausgangselement eine in die Nut eingreifende Feder und/oder das stationäre Bauteil eine Feder und das Ausgangselement eine die Feder aufnehmende Nut aufweist. Dabei kann die Nut bzw. Feder direkt während der Ausbildung des stationären Bauteils ausgebildet sein. Über dieses Nut-Feder-System kann eine besonders einfache und schnell zu realisierende Ausgestaltung eines Drehmomentabstützungselements bereitgestellt werden. Dabei ist insbesondere bevorzugt, wenn die Feder bzw. die Nut am stationären Bauteil gleichzeitig als Führungselement für eine axiale Bewegung des Ausgangselements dienen kann. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Nut oder Feder eine Gleitfläche aufweist, so dass die axiale Bewegung des Ausgangselements nicht durch eine zu hohe Reibung des Nut-Feder-Systems beeinträchtigt ist. Dadurch kann die gesamte von dem Stellantrieb auf das Eingangselement und von dort auf das Ausgangselement aufgebrachte Kraft für die axiale Verstellung des Ausgangselements und damit für die Betätigung der Kupplungsvorrichtung bereitstehen.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Drehmomentabstützungselement als stiftartiges Element ausgebildet, das von dem stationären Bauteil, insbesondere dem Statorträger, aufgenommen ist. Dabei ist das stiftartige Element ebenfalls leicht an dem Statorträger zu befestigen und kann sogar bei bereits bestehenden Statorträgern nachgerüstet werden.
Des Weiteren hat die nicht integrale, das heißt eine mehrteilige Ausbildung von Drehmomentabstützungselement und stationärem Bauteil den Vorteil, dass beide Elemente aus unterschiedlichen Materialien gefertigt werden können. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn, wie üblich, das Ausgangselement aus einem gehärteten Material, z.B. einem gehärteten Lagerstahl, gefertigt ist, während das stationäre Bauteil aus einem anderen, insbesondere weicheren Material, wie beispielsweise Aluminium, hergestellt ist. So ist dann beispielsweise möglich, das stiftartige Element ebenfalls aus einem gehärten Stahl auszubilden, während das stationäre Elemente, insbesondere der Statorträger, weiterhin aus dem Leichtbaumaterial, insbesondere aus Aluminium, gefertigt ist. Würde dagegen das Drehmomentabstützungselement ebenfalls aus Aluminium gefertigt, so kann es zu einem erhöhten Verschleiß kommen, da das weichere Aluminium dem gehärteten Lagerstahl des Ausgangselements nur unter hohem Verschleiß Widerstand leisten kann.
Um eine besonders sichere Aufnahme für das stiftförmige Element zu ermöglichen, ist an dem stationären Bauteil eine Aufnahme, insbesondere eine Buchse ausgebildet, wobei vorzugsweise die Aufnahme in das stationäre Bauteil eingegossen oder eingeschraubt werden kann. Diese Buchse bzw. Aufnahme sorgt dafür, dass die von dem Ausgangselement auf das stiftförmige Element und von dort aus auf den Statorträger übertragenen Rotationskräfte über einen größeren Bereich abgestützt werden, und nicht direkt in das stationäre Element eingeleitet werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das stationäre Element bzw. der Statorträger aus einem anderen Material ausgebildet ist als das Ausgangselement bzw. das stiftartige Element.
Vorteilhafterweise kann sich die Buchse oder die Aufnahme über die gesamte Länge des stiftartigen Elements oder nur entlang eines Teilbereichs des stiftartigen Elements erstrecken. Weiterhin kann die Aufnahme bzw. Buchse das stiftförmige Element zumindest teilweise umfänglich und/oder axial umgeben. Dadurch kann auch in einem Bereich, in dem die Aufnahme das stiftförmige Element nicht voll umfänglich umgibt, ein Bereich, insbesondere eine Mulde, geschaffen werden, deren umfängliche Seitenwände für eine zusätzliche Abstützung des stiftförmigen Elements gegen Rotationsbelastung dienen.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das stiftartige Element und/oder die Aufnahme gegen eine axiale und/oder rotatorische Bewegung kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig gesichert. Das bedeutet beispielsweise, dass das stiftartige Element in der Aufnahme selbst kraftschlüssig, beispielsweise mittels Verklemmen, formschlüssig, beispielsweise über Einrasten, oder stoffschlüssig, beispielsweise mittels Kleben, gegen eine axiale oder rotatorische Bewegung gesichert sein kann. Auch die Aufnahme kann in dem stationären Bauteil entsprechend gesichert sein, oder integral, wie oben erklärt, mit ihm ausgebildet sein.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das stiftartige Element axial verformt oder verstemmt wird und so eine axiale Sicherung ausgebildet ist.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Drehmomentabstützungselement aus einem gehärteten Material, insbesondere aus einem gehärteten Stahl ausgebildet. Dabei sind insbesondere das stiftartige Element und/oder die Aufnahme aus dem gehärteten Material, insbesondere dem gehärteten Stahl, ausgebildet. Dadurch kann ein möglichst verschleißarmes Drehmomentabstützungselement bereitgestellt werden.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist das Ausgangselement mindestens eine Aussparung auf, die dazu ausgelegt ist, das Drehmomentabstützungselement aufzunehmen. Dabei ist vorteilhafterweise die Aussparung an die Dimensionierung des Drehmomentabstützungselements angepasst, so dass eine direkte und unmittelbar wirkende Drehmomentabstützung ermöglicht ist. Gleichzeitig ist vorteilhaft, wenn die Aussparung und/oder das Drehmomentabstützungselement aneinander gleitend ausgebildet sind. Dadurch entstehen nur geringe Reibungsverluste bei einer translatorischen Bewegung des Ausrückelements und damit einer translatorischen Bewegung des Drehmomentabstützungselements in der Aussparung.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist das Eingangselement der Ausrückanordnung radial eine geringere Abmessung auf als das Ausgangselement. Dadurch kann das Drehmomentabstützungselement sich über die gesamte Länge des Statorträgers erstrecken und muss nicht nur in dem geringen Bereich des Ausgangselements angeordnet sein. Zudem kann ein radial sich nach innen erstreckender Abschnitts des Statorträgers als zusätzliches Befestigungselement für das Drehmomentabstützungselement verwendet werden. Dadurch kann eine besonders gute Befestigung gewährleistet sein.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist umfänglich um das Ausgangselement nicht nur ein Drehmomentabstützungselement angeordnet, sondern mehrere. Dadurch kann das Drehmoment an mehreren Elementen abgestützt werden, so dass die Material- und Kraftbelastung des einzelnen Elements insgesamt verringert wird.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Ausrückanordnung als Kugelrampenantrieb ausgeführt. Weiterhin ist vorteilhaft, wenn der Stellantrieb als elektrischer Stellantriebsmotor mit einem Stellantriebsmotorstator und einem eine Stellantriebswelle antreibenden Stellantriebsmotorrotor ausgebildet ist, wobei die Stellantriebswelle dazu ausgelegt ist, die rotatorische Bewegung des Eingangselements bereitzustellen.
Ein weiterer Aspekt vorliegender Anmeldung betrifft einen Statorträger für ein Hybridmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Statorträger mindestens ein oben beschriebenes Drehmomentabstützungselement aufweist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen definiert.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele rein exemplarischer Natur und sollen nicht den Schutzbereich der Anmeldung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.
Es zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Antriebseinheit;
2 eine schematische Detailansicht des in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels eines Statorträgers;
3 eine Schnittansicht durch ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Statorträgers; und
4 eine schematische Darstellung eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Statorträgers.
Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
1 zeigt eine Schnittansicht durch eine Antriebseinheit 1 für ein Hybridfahrzeug, die zunächst ein als Elektromaschine 2 ausgebildetes Antriebsaggregat 4 mit einem Stator 6 und mit einem koaxial zu diesem um eine Drehachse A drehbar gelagerten Rotor 8 umfasst. Die Elektromaschine 2 ist vorliegend als Außenläufermaschine ausgeführt und kann jedoch in Abhängigkeit von den vorliegenden Bauraumverhältnissen prinzipiell auch als Innenläufermaschine ausgebildet sein.
Die Antriebseinheit 1 umfasst weiter eine hier in Baueinheit mit der Elektromaschine 2 ausgebildete Kupplung 10, insbesondere eine schaltbare Reibungskupplung zur Herstellung einer Drehmitnahmeverbindung des Rotors 8 mit zumindest einem weiteren Antriebselement des Fahrzeugantriebsstrangs. Der Rotor 8 umfasst einen magnetisch aktiven Abschnitt 8a mit einem Blechpaket und daran angeordneten Permanentmagneten und umfasst weiter einen hier topfförmig geformten Rotorträger 8b.
Die Kupplung 10 weist eine drehbare, ringförmige Druckplattenbaugruppe 12 auf, die in Richtung auf eine drehfest mit dem Rotor 8 verbundene Anpressplatte 14 verlagerbar ist. Zur Übertragung einer Betätigungskraft auf die Druckplattenbaugruppe 12 dient eine Membranfeder 16. Die Membranfeder 16 ist an einem axialen Schneidfortsatz 18 des Rotorträgers 8b verschwenkbar gelagert und liegt mit einem radial äußeren Ringabschnitt 16a an der Druckplatte 12 an und mit sich nach radial innen erstreckenden Federzungen 16b an einer Ausrückanordnung 20 an.
Die Ausrückanordnung 20 ist ein Bestandteil einer Betätigungseinrichtung 22 zur Betätigung der Reibungskupplung 10, mittels der die inneren Abschnitte der Membranfederzungen 16b axial verlagerbar sind und über welche die Membranfeder 16 die Druckplattenbaugruppe 12 axial mit Druck beaufschlagen kann.
Zentral innerhalb der Elektromaschine 2 ist eine Antriebswelle 24 vorgesehen, welche ein Drehmoment beispielsweise auf eine Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges weiterleiten kann. Selbstverständlich kann bei umgekehrtem Drehmomentverlauf und geschlossener Kupplung 10 ein von einem Verbrennungsmotor abgegebenes Drehmoment über die Antriebswelle 24 und die Kupplung 10 auf den Rotor 8 wirken und gleichzeitig über die Verbindungsanordnung an weitere, hier nicht dargestellte Antriebsstrangelemente abgegeben werden.
Wie in 1 zu erkennen, ist die Antriebswelle 24 im Innenraum des topfförmigen Rotorträgers 8b mittels zwei axial voneinander beabstandeten Wälzlageranordnungen 26, 27 sowohl radial als auch axial gelagert.
Der Rotor 8 ist seinerseits mittels einer am Statorträger 4 festgelegten Lageranordnung 28 konzentrisch zu dem Stator 6 drehbar gelagert und gleichfalls axial zum Stator 6 festgelegt. Diese Lageranordnung 28 ist im Ausführungsbeispiel als Wälzlager, insbesondere als ein zweireihiges Kugellager ausgebildet, welches innerhalb eines hülsenförmigen und sich axial, zentral innerhalb des Stators 6 am Statorträger 4 erstreckenden Lagerträgers 30 aufgenommen ist.
Radial zwischen dem Statorträger 4 und dem Lagerträger 30 ist ein ringförmiger Aufnahmeraum 32 ausgebildet, der zumindest einen Teil der Betätigungseinrichtung 20 zur Betätigung der Reibungskupplung 10 aufnimmt.
Die Betätigungseinrichtung 22 umfasst neben der Ausrückanordnung 20 einen elektrischen Stellantriebsmotor 34 mit einer Stellantriebswelle 36. Die Ausrückanordnung 20 steht mit der Stellantriebswelle 36 in Wirkverbindung und ist dazu ausgebildet, eine Rotationsbewegung der Stellantriebswelle 36 in eine auf das Ausrückorgan 20 der Kupplung 10 wirkende Translationsbewegung zu überführen.
Zu diesem Zweck umfasst die Ausrückanordnung 20 ein drehbares und axial zur Membranfeder 16 festgelegtes Eingangselement 38 und ein zu diesem axial verlagerbares Ausgangselement 40, welches mit der Membranfeder 16 in Wirkverbindung steht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ausrückanordnung 20 als Kugelrampentrieb ausgeführt, wobei zwischen dem Eingangselement 38 und dem Ausgangselement 40 in Rampen geführte Kugeln 42 laufen.
Soll die Kupplungsvorrichtung 10 ausgerückt oder allgemein betätigt werden, so wird über die Stellantriebswelle 36 eine Rotationsbewegung auf das Eingangselement 38 ausgeübt, was zu einer Bewegung der Kugeln 42 führt, die wiederum das Ausgangselement 40 translatorisch in Richtung Kupplungsvorrichtung 10 oder in Richtung Stellantrieb 22 verschieben. Um bei der Übertragung der Rotationskraft in eine Translationskraft nicht auch das Ausgangselement 40 mit zu rotieren, sondern tatsächlich axial zu verschieben, ist weiterhin ein Drehmomentabstützungselement 44 vorgesehen, an dem sich das Ausgangselement 40 abstützen kann.
In dem in 1 und im Detail in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Drehmomentabstützungselement 44 drehfest mit dem Statorträger 4 verbunden und greift in eine am Ausgangselement 40 ausgebildete Aussparung 46 ein, um das Ausgangselement 40 gegen eine Rotationsbewegung zu sichern. Um nicht auch das Eingangselement 38 in seiner Rotation zu behindern, ist weiterhin zwischen dem Drehmomentabstützungselement 44 und dem Eingangselement 38 ein Spalt 48 ausgebildet, der für eine ungestörte Rotationsbewegung des Eingangselements 38 sorgt.
Wie insbesondere 2 zu entnehmen, die der Einfachheit halber lediglich den Statorträger 4 und die Ausrückanordnung 20 mit ihren zugehörigen Teilen darstellt, erstreckt sich das Drehmomentabstützungselement 44 durch eine in dem Statorträger 4 ausgebildete Aufnahme hindurch und wirkt mit der Aussparung 46 am Ausgangselement 40 zusammen. Weiterhin zeigt 2, dass das Eingangselement 38 radial eine kleinere Abmessung aufweist als das Ausgangselement 40, so dass zwischen Drehmomentabstützungselement 44 und Eingangselement 38 der Spalt 48 verbleibt. Weiterhin ist 2 zu entnehmen, dass sich das stiftförmig ausgebildete Drehmomentabstützungselement 44 unter Presspassung in der Aufnahme 50 befindet und weiterhin an dem kupplungsabgewandten Bereich eine Verformung 52 aufweist, die für eine axiale Sicherung des Drehmomentabstützungselements 44 in der Aufnahme 50 sorgt.
Die Aufnahme 50 kann, wie insbesondere den schematischen Zeichnungen der 3 entnommen werden kann, integral, also einteilig mit dem Statorträger 4 ausgebildet sein und sich, wie Teilfig. 3a zeigt, über die gesamte Länge des von dem Ausgangselement 40 einnehmbaren Axialbereichs erstrecken. Alternativ ist ebenfalls möglich, die Aufnahme 50, wie 3b zeigt, zwar integral mit dem Statorträger 4 auszubilden, aber diese dann nicht bis zum Ausgangselement 40 geschlossen auszubilden, sondern im Bereich des Ausgangselements 40 die Aufnahme 50 abzudrehen (siehe 3c), so dass eine Mulde 54 entsteht, in der das Drehmomentabstützungselement 44 aufnehmbar ist. Die in dem Bereich des Ausgangselements vorgesehenen Randbereiche 56 der Aufnahme 50 dienen dabei zusätzlich als Abstützung des in der Aufnahme 50 aufgenommenen Drehmomentabstützungselements 44.
Grundsätzlich wäre es auch möglich, das Drehmomentabstützungselement 44 einteilig bzw. integral mit dem Statorträger 4 auszubilden. Da jedoch üblicherweise der Statorträger 4 aus Aluminium gefertigt ist, während die Ausrückanordnung 20 aus gehärtetem Lagerstahl besteht, würde das weichere Aluminium eines integral mit dem Statorträger 4 ausgebildeten Drehmomentabstützungselements 44, materialtechnisch sehr beansprucht. Dadurch würde das Drehmomentabstützungselement 44 und auch der Statorträger 4 sehr hohem Verschleiß unterworfen werden, was zu einer verringerten Lebensdauer führt. Die zweiteilige Ausbildung mit dem stiftartigen Element 44 als Drehmomentabstützungselement ermöglicht somit die Ausbildung des Drehmomentabstützungselements 44 aus ähnlich gehärtetem Material, insbesondere gehärtetem Stahl, wie die Ausrückanordnung 20 so dass der Verschleiß reduziert wird, aber trotzdem eine Leichtbauweise der übrigen Bauteile, insbesondere des Statorträgers, ermöglicht ist. Die in 3c dargestellte muldenförmige Ausbildung 54 ermöglicht demnach eine Kontaktierung des Ausgangselements 40 direkt an dem gehärteten Material des nun freiliegenden stiftartigen Drehmomentabstützungselements 44.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Drehmomentabstützungselement 44 wiederum als stiftförmiges Element ausgebildet ist, im Gegensatz jedoch zu 1 und 2 nicht nur in einer Aussparung 50 am Statorträger 4, sondern in einer Buchse 60 aufgenommen ist. Die Buchse 60 ist wiederum in den Statorträger 4 eingegossen oder in diesen eingeschraubt und bietet eine axiale und rotatorische Befestigung für das Drehmomentabstützungselement 44. Dazu wird oder kann das Drehmomentabstützungselement 44 insbesondere in die Buchse 60 eingepresst sein. Um eine rotatorische oder translatorische Bewegung der Buchse 60 und/oder des Drehmomentabstützungselements 44 zu verhindern, kann weiterhin an der Buchse 60 und/oder an dem Drehmomentabstützungselement 44 eine Hinterschneidung, Ausbuchtung, eine Nut oder ein Vorsprung vorgesehen sein, die für eine formschlüssige Befestigung der Buchse 60 bzw. des Drehmomentabstützungselements 44 sorgt.
Mithilfe der Buchse 60 können auch bereits bestehende Statorträger 4 mit dem Drehmomentabstützungselement 44 ausgestattet werden. Selbstverständlich ist ebenfalls möglich, das Drehmomentabstützungselement 44 und/oder die Buchse 60 mit anderen als den genannten kraftschlüssigen, formschlüssigen oder stoffschlüssigen Verbindungen an dem Statorträger 4 zu befestigen.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn die Außenflächen des Drehmomentabstützungselements 44 und der Aussparung 46 an dem Ausgangselement 40 derart ausgestaltet sind, dass sie als Gleitflächen füreinander ausgebildet sind, damit die translatorische Bewegung des Ausgangselements 40 nicht Reibungsverlusten aufgrund einer Reibung zwischen dem Drehmomentabstützungselement 44 und der Aussparung 46 unterliegt.
Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele weisen jeweils ein Drehmomentabstützungselement 44 auf. Es ist jedoch auch möglich, mehrere, auch unterschiedlich ausgebildete Drehmomentabstützungselemente 44 umfänglich um das Ausgangselement 40 zu verteilen. Weiterhin kann mindestens ein Drehmomentabstützungselement 44 an einem anderen stationären Bauteil der Antriebseinheit 1, statt des Statorträgers 4, angeordnet sein. Insbesondere bei Antriebseinheiten, die nicht in Außenläuferbauform ausgebildet sind, ist eine Anordnung des Drehmomentabstützungselements an einem anderen stationären Bauteil vorteilhaft.
Insgesamt ermöglicht die Ausbildung eines Drehmomentabstützungselements an einem stationären Bauteil der Antriebsanordnung, dass das Ausgangselement nicht verdrehbar ist, so dass eine Betätigung der Kupplung gewährleistet bleibt. Die zweiteilige Ausgestaltung beispielsweise in Form eines stiftförmigen Elements, ermöglicht zum einen die Nachrüstung bereits bestehender Systeme, zum anderen kann dadurch einem Verschleiß aufgrund unterschiedlicher Materialien entgegengewirkt werden, da das Drehmomentabstützungselement aus ähnlich harten Materialien gefertigt werden kann, wie der Kugelrampenantrieb bzw. das Ausgangselement, ohne auf eine Leichtbauweise der Antriebseinheit insgesamt verzichten zu müssen.
Bezugszeichenliste

1: Antriebseinheit
2: elektrische Maschine
4: Statorträger
6: Stator
8: Rotor
8a: Rotorblechpaket
8b: Rotorträger
10: Kupplungsvorrichtung
12: Anpressplatte
14: Druckplatte
16: Membranfeder
16a: radial äußerer Bereich der Membranfeder
16b: radial innerer Bereich der Membranfeder
18: Abstützfeder
20: Ausrückanordnung
22: Betätigungseinrichtung
24: Getriebeeingangswelle
26, 27, 28: Wälzlager
30: Lagerträger
32: Aufnahmeraum
34: Stellantrieb
36: Stellantriebswelle
38: Eingangselement der Ausrückanordnung
40: Ausgangselement der Ausrückanordnung
42: Kugel
44: Drehmomentabstützungselement
46: Aussparung
48: Spalt
50: Aufnahme
52: axiale Verstemmung
54: Mulde
56: axiale Ränder
60: Buchse
A: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012216601 [0003]

Claims

Antriebseinheit (1), insbesondere Hybridmodul für ein Fahrzeug, umfassend zumindest – ein als Elektromaschine (2) ausgebildetes Antriebsaggregat mit einem von einem Statorträger (4) getragenen Stator (6) und mit einem koaxial zu diesem um eine Drehachse (A) drehbar gelagerten Rotor (8) – eine Kupplungsvorrichtung (10) zur Herstellung einer Drehmitnahmeverbindung des Rotors (8) mit einem Antriebselement, wobei die Kupplungsvorrichtung (10) mittels einer zumindest teilweise in einem von dem Statorträger (4) umschlossenen Aufnahmeraum (32) angeordneten Betätigungseinrichtung (22) betätigbar ist, und wobei die Betätigungseinrichtung (22) eine Ausrückanordnung (20) und einen die Ausrückanordnung (20) betätigenden Stellantrieb (34) aufweist, wobei die Ausrückanordnung (20) ein drehbares Eingangselement (38) und ein axial verlagerbares Ausgangselement (40) aufweist, und dazu ausgelegt ist, eine Rotationsbewegung des die Ausrückanordnung (20) betätigenden Stellantriebs (34) in eine auf die Kupplungsvorrichtung (10) wirkende Translationsbewegung überführt dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Drehmomentabstützungselement (44) vorgesehen ist, das mit dem Ausgangselement (40) und einem stationären Bauteil (4) der Antriebseinheit (1) zusammenwirkt und einer Rotation des Ausgangselements (40) entgegenwirkt.
Antriebseinheit (1) nach Anspruch 1, wobei das Drehmomentabstützungselement (44) drehfest an einem stationären Bauteil (4) der Antriebseinheit (1), insbesondere am Statorträger (4), angeordnet ist.
Antriebseinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Statorträger (4) einen axialen Statorträgerabschnitt aufweist, der die sich axial entlang der Ausrückanordnung (20) erstreckt, und das Drehmomentabstützungselement (44) radial innen am Statorträger (4) ausgebildet ist.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Drehmomentabstützungselement (44) integral mit dem stationären Bauteil (4), insbesondere dem Statorträger (4), ausgebildet ist.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Drehmomentabstützungselement (44) in Form eines Nut-Feder-Systems ausgebildet ist, wobei das stationäre Bauteil (4) eine Nut und das Ausgangselement (40) eine in die Nut eingreifende Feder und/oder das stationäre Bauteil (4) eine Feder und das Ausgangselement (40) eine die Feder aufnehmende Nut aufweist.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Drehmomentabstützungselement (44) als stiftartiges Element ausgebildet ist, das von dem stationären Bauteil (4), insbesondere dem Statorträger (4), aufgenommen, ist.
Antriebseinheit (1) nach Anspruch 6, wobei an dem stationären Bauteil (4) eine das stiftförmige Element aufnehmende Aufnahme (50; 54; 60), insbesondere eine Buchse (60), angeordnet und/oder ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Aufnahme (50; 54; 60) in das stationäre Bauteil (4) eingegossen oder eingeschraubt ist.
Abtriebseinheit nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Aufnahme (50; 54; 60) das stiftförmige Element zumindest teilweise umfänglich und/oder axial umgibt.
Antriebseinheit (1) nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei das stiftartige Element und/oder die Buchse (60) gegen eine axiale und/oder rotatorische Bewegung kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig gesichert sind.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Drehmomentabstützungselement (44) aus einem gehärteten Material, insbesondere aus einem gehärteten Stahl, ausgebildet ist, wobei vorzugsweise das stiftartige Element und/oder die Buchse (60) aus dem gehärteten Material, insbesondere aus einem gehärteten Stahl, ausgebildet ist.
Abtriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausgangselement (40) mindestens eine Aussparung (46) aufweist, die dazu ausgelegt ist, das Drehmomentabstützungselement (44) aufzunehmen.
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Eingangselement (38) radial eine geringere Abmessung aufweist als das Ausgangselement (40).
Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Drehmomentabstützungselemente (44) umfänglich um das Ausgangselement (40) angeordnet sind und mit diesem zusammenwirken.
Statorträger (4) für ein Hybridmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Statorträger (4) mindestens ein Drehmomentabstützungselement (44) aufweist.