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Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebsmodul für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, umfassend eine Elektromaschine und ein Torsionsschwingungsdämpfungssystem, das mindestens einen Torsionsschwingungsdämpfer und einen Schwingungstilger aufweist und mit einer Eingangsseite verbunden ist, wobei das Torsionsschwingungsdämpfungssystem zudem mit einer Trennkupplung in Verbindung steht, über welche das Torsionsschwingungsdämpfungssystem mit einer Ausgangsseite des Hybridantriebsmoduls verbindbar ist, mit der auch die Elektromaschine in Verbindung steht. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeuggetriebe sowie einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem vorgenannten Hybridantriebsmodul.
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Ein Kraftfahrzeugantriebsstrang bildet als Feder-Masse-System ein schwingungsfähiges System, in welchem Drehungleichförmigkeiten auftreten können. Umfasst der Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Antriebsmaschine in Form einer Verbrennungskraftmaschine, so werden diese Drehungleichförmigkeiten bzw. Torsionsschwingungen bereits durch die Antriebsmaschine in das System eingebracht, da sich aufgrund der Betriebsweise der Verbrennungskraftmaschine periodisch wirkende Drehkräfte mit der eigentlichen Drehbewegung der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine überlagern. Da Torsionsschwingungen den Fahrkomfort merklich mindern und auch eine hohe Bauteilbelastung bis hin zu deren Beschädigung zur Folge haben können, werden in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang üblicherweise Maßnahmen getroffen, um Torsionsschwingungen zu dämpfen und damit zu reduzieren.
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Häufig ist zu diesem Zweck zwischen der Verbrennungskraftmaschine und einem Kraftfahrzeuggetriebe ein Torsionsschwingungsdämpfungssystem vorgesehen, in welchem mithilfe mindestens eines Torsionsschwingungsdämpfers gezielt Torsionsschwingungen in einem relevanten Frequenzbereich abgedämpft werden. Ein Torsionsschwingungsdämpfer, bei welchem es sich beispielsweise um ein Zweimassenschwungrad handeln kann, ist hierzu auf den entsprechenden Frequenzbereich ausgelegt. Des Weiteren umfasst ein Torsionsschwingungsdämpfungssystem häufig auch einen Schwingungstilger, durch welchen mittels zusätzlicher Massen eine gezielte Verstimmung des schwingungsfähigen Systems hervorgerufen und damit ebenfalls eine Reduzierung von Torsionsschwingungen erreicht wird.
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Vermehrt ist ein vorstehend beschriebenes Torsionsschwingungsdämpfungssystem auch Teil eines Hybridantriebsmoduls, bei welchem zusätzlich eine Elektromaschine zur Darstellung bestimmter Fahrfunktionen vorgesehen ist. Diese Elektromaschine wird dabei üblicherweise an einer Ausgangsseite des Hybridantriebsmoduls angeordnet, wobei die Ausgangsseite mit einer Eingangsseite des Hybridantriebsmoduls über das zwischenliegende Torsionsschwingungsdämpfungssystem durch Schließen einer Trennkupplung verbunden werden kann. Insofern kann durch Öffnen der Trennkupplung die Ausgangsseite von der Eingangsseite getrennt und damit auch ein Betrieb der Elektromaschine ohne mechanische Verbindung zur Verbrennungskraftmaschine realisiert werden. So kann ein rein elektrisches Fahren oder auch eine Rückgewinnung elektrische Energie im Bremsbetrieb (Rekuperation) verwirklicht werden, wohingegen bei geschlossener Trennkupplung Fahrfunktionen, wie zum Beispiel ein Generatorbetrieb der Elektromaschine, ein Boosten über die Elektromaschine, eine Start-Stopp-Funktion, etc., darstellbar sind.
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Aus der
DE 10 2012 219 728 A1 geht ein Hybridantriebsmodul für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang hervor, welches eine Elektromaschine und ein Torsionsschwingungsdämpfungssystem umfasst. Das Torsionsschwingungsdämpfungssystem wird dabei durch einen Torsionsschwingungsdämpfer und einen Schwingungstilger gebildet, die gemeinsam in einem Nassraum eines Gehäuses des Hybridantriebsmoduls aufgenommen sind. Der Torsionsschwingungsdämpfer arbeitet nach dem Leistungsverzweigungsprinzip, indem er in einem von zwei Leistungszweigen vorgesehen ist, welche über ein Überlagerungsgetriebe zusammengeführt werden. Ferner ist das Torsionsschwingungsdämpfungssystem mit einer Eingangsseite des Hybridantriebsmoduls verbunden und kann über eine Trennkupplung mit einer Ausgangsseite des Hybridantriebsmoduls in Verbindung gebracht werden, mit welchem auch ein Rotor der Elektromaschine drehfest verbunden ist.
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Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hybridantriebsmodul zu schaffen, welches sich durch einen niedrigen Herstellungsaufwand auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kraftfahrzeugantriebsstrang, bei welchem ein erfindungsgemäßes Hybridantriebsmodul zur Anwendung kommt, ist ferner Gegenstand von Anspruch 10.
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Gemäß der Erfindung umfasst ein Hybridantriebsmodul eine Elektromaschine und ein Torsionsschwingungsdämpfungssystem, das mindestens einen Torsionsschwingungsdämpfer aufweist und mit einer Eingangsseite des Hybridantriebsmoduls verbunden ist. Zudem steht das Torsionsschwingungsdämpfungssystem mit einer Trennkupplung in Verbindung, über welche das Torsionsschwingungsdämpfungssystem mit einer Ausgangsseite des Hybridantriebsmoduls verbunden werden kann, mit der auch die Elektromaschine in Verbindung steht.
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Das erfindungsgemäße Hybridantriebsmodul umfasst also ein Torsionsschwingungsdämpfungssystem, in welchem mindestens ein Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen ist. Bei einem Torsionsschwingungsdämpfer handelt es sich im Sinne der Erfindung um ein System, bei welchem eine Primärseite und eine Sekundärseite über mindestens ein zwischenliegendes Element drehelastisch miteinander gekoppelt sind, wodurch eine Schwingungsisolation erreicht wird. Bei dem mindestens einen zwischenliegenden Element handelt es sich dabei bevorzugt um ein Federelement, beispielsweise in Form einer Schraubenfeder. Insofern ist der Torsionsschwingungsdämpfer insbesondere als Zweimassenschwungrad gestaltet, wobei unter Umständen hierbei zudem auch noch eine hydraulische Dämpfung vorgesehen sein kann.
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Bevorzugt umfasst das Torsionsschwingungsdämpfungssystem zusätzlich noch einen Schwingungstilger. Dieser Schwingungstilger wird dabei insbesondere durch mehrere Massen gebildet, welche drehzahlabhängig ausgelenkt werden und hierdurch das schwingungsfähige System verstimmen. Besonders bevorzugt sind die Massen hierzu an einem Ende drehbar angelenkt, um unter Drehzahleinfluss nach radial außen ausgelenkt werden zu können.
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Die Elektromaschine setzt sich im Sinne der Erfindung insbesondere aus einem Stator und einem Rotor zusammen und ist besonders bevorzugt als permanent erregte Synchronmaschine ausgeführt. Dabei kann die Elektromaschine sowohl generatorisch als auch elektromotorisch betrieben werden, um unterschiedlichste Fahrfunktionen darstellen zu können. Unter anderem kann dabei ein Betrieb als Generator, die Realisierung einer Start-Stopp-Funktion, ein Boosten über die Elektromaschine, eine Rückgewinnung elektrische Energie im Bremsbetrieb des Kraftfahrzeuges (Rekuperation) und/oder ein rein elektrisches Fahren realisiert werden. In den beiden letztgenannten Fällen ist dabei die Trennkupplung zu öffnen, um die Ausgangsseite des Hybridantriebsmoduls von der Eingangsseite zu trennen und hierdurch die eigentliche Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugantriebsstranges nicht mitzuschleppen.
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Bei der Trennkupplung kann es sich im Rahmen der Erfindung prinzipiell um eine formschlüssige oder kraftschlüssige Kupplung handeln. Im erstgenannten Fall kann die Trennkupplung dabei als Sperrsynchronisation oder als Klauenkupplung gestaltet sein, während eine kraftschlüssige Trennkupplung insbesondere als Lamellenkupplung ausgeführt ist.
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Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass der mindestens eine Torsionsschwingungsdämpfer einen radialen Versatz ausgleicht. Mit anderen Worten besteht also innerhalb des Hybridantriebsmoduls ein radialer Versatz, wobei dieser Versatz lediglich innerhalb des mindestens einen Torsionsschwingungsdämpfers ausgeglichen wird.
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Im Sinne der Erfindung ist unter einem „radialen Versatz“ eine ungewollte, sich beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen oder Laufungenauigkeiten von Komponenten einstellende radiale Lageabweichung zwischen miteinander zu verbindenden Komponenten zu verstehen. Dabei kann der radiale Versatz dem Hybridantriebsmodul innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstrangranges von außen aufgeprägt sein, indem Komponenten des Kraftfahrzeugantriebsstranges, zwischen denen das Hybridantriebsmodul liegt, für den radialen Versatz sorgen. Diese Lageabweichung gleicht der mindestens eine Torsionsschwingungsdämpfer nun aus.
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Eine derartige Ausgestaltung eines Hybridantriebsmoduls hat dabei den Vorteil, dass somit keine zusätzlichen Maßnahmen zu treffen oder auch zusätzliche Komponenten vorzusehen sind, um den radialen Versatz auszugleichen. So kann eine Lagerung der rotierenden Komponenten des Hybridantriebsmoduls entsprechend vereinfacht werden, da der radiale Versatz nicht über die Lagerung auszugleichen ist. Insgesamt lässt sich das Hybridantriebsmodul damit mit niedrigerem Herstellungsaufwand realisieren.
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Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung gleicht je ein Federsatz des mindestens einen Torsionsschwingungsdämpfers den radialen Versatz aus. Der mindestens eine Torsionsschwingungsdämpfer verfügt also über einen Federsatz, welcher die Primärseite und die Sekundärseite des Torsionsschwingungsdämpfers drehelastisch miteinander koppelt. In diesem Federsatz, welcher bevorzugt durch Schraubenfedern und Federführungselemente gebildet wird, wird nun erfindungsgemäß der radiale Versatz kompensiert. Insofern ist der mindestens eine Torsionsschwingungsdämpfer in diesem Fall nach Art eines Zweimassenschwungrades gestaltet.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung umfasst das Torsionsschwingungsdämpfungssystem zwei Torsionsschwingungsdämpfer, die in Reihe geschaltet sind. Dabei gleicht insbesondere der ausgangsseitig liegenden Torsionsschwingungsdämpfer den radialen Versatz aus. Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, dass der radiale Versatz durch den eingangsseitig liegenden Torsionsschwingungsdämpfer oder auch beide Torsionsschwingungsdämpfer gemeinsam kompensiert wird. In einer möglichen Weiterbildung dieser Ausgestaltungsmöglichkeit ist ein Schwingungstilger des Torsionsschwingungsdämpfungssystems dabei zwischen den beiden Torsionsschwingungsdämpfern eingebunden, wobei hierbei prinzipiell auch eine eingangsseitige oder ausgangsseitige Anordnung denkbar wäre.
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Weiter bevorzugt sind die beiden Torsionsschwingungsdämpfer bei der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet, wodurch sich ein axial kompakter Aufbau verwirklichen lässt. Ein Schwingungstilger liegt dann axial insbesondere unmittelbar benachbart hierzu und radial im Wesentlichen auf Höhe des radial innenliegenden Torsionsschwingungsdämpfers. Des Weiteren sind die beiden in einer Ebene liegenden Torsionsschwingungsdämpfer insbesondere jeweils im Einzelnen nach Art eines Zweimassenschwungrades aufgebaut und bilden gemeinsam ein zweireihiges Zweimassenschwungrad, bei dem die Sekundärseite des eingangsseitig liegenden Torsionsschwingungsdämpfers zugleich auch die Primärseite des ausgangsseitig liegenden Torsionsschwingungsdämpfers bildet.
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Es ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dass die Trennkupplung einen axialen Versatz im Hybridantriebsmodul ausgleicht. Es besteht also ein axialer Versatz im Hybridantriebsmodul, wobei dieser axiale Versatz innerhalb der Trennkupplung kompensiert wird. Es müssen also auch in diesem Fall keine separaten Maßnahmen getroffen oder separate Komponenten angeordnet werden, um diesen axialen Versatz auszugleichen. Dadurch kann auch hier eine Lagerung des Hybridantriebsmoduls vereinfacht werden, indem z.B. eine Axiallagerung zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfungssystem und der Ausgangsseite des Hybridantriebsmoduls entfallen kann.
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Erfindungsgemäß ist unter einem „axialen Versatz“ eine ebenfalls ungewollte, sich beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen einstellende axiale Lageabweichung zwischen miteinander zu verbindenden Komponenten zu verstehen. Auch hier kann der axiale Versatz dem Hybridantriebsmodul innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstrangranges von außen aufgeprägt sein, indem Komponenten des Kraftfahrzeugantriebsstranges, zwischen denen das Hybridantriebsmodul liegt, für den axialen Versatz sorgen. Diese Lageabweichung gleicht vorliegend nun die Trennkupplung aus.
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In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform ist die Trennkupplung als Lamellenkupplung gestaltet, bei welcher eine Lamellenverzahnung den axialen Versatz ausgleicht. Der axiale Versatz wird dabei durch die Lamellenverzahnung der Trennkupplung ausgeglichen, indem sich die hierüber drehfest geführten Lamellen entsprechend weit axial auf der Lamellenverzahnung bewegen können.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist ein Rotor der Elektromaschine auf einer Welle angeordnet und gemeinsam mit dieser gelagert. In vorteilhafter Weise kann hierdurch eine separate Lagerung des Rotors entfallen, da dieser mit über die Lagerung der Welle gelagert wird. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Welle dabei um eine Getriebeeingangswelle eines im Kraftfahrzeugantriebsstrang auf das Hybridantriebsmodul folgenden Kraftfahrzeuggetriebes. Weiter bevorzugt wird der Rotor über eine Rotornabe geführt, die direkt auf die Welle gesteckt.
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In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform ist der Rotor zudem über mehrere Passungen auf der Welle angeordnet, wodurch der Rotor auf der Welle zentriert wird. Hierdurch kann eine geeignete Führung des Rotors auf der Welle verwirklicht werden. Diese Passungen sind dabei insbesondere zwischen der Rotornabe und der Welle ausgestaltet.
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Es ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass das Torsionsschwingungsdämpfungssystem von einem Gehäuse aufgenommen ist, wobei der mindestens eine Torsionsschwingungsdämpfer in einem Nassraum des Gehäuses platziert ist. Dies hat den Vorteil, dass eine Schmiermittelversorgung des Torsionsschwingungsdämpfungssystems somit vereinfacht werden kann. Denn der mindestens eine Torsionsschwingungsdämpfer kann von radial innen mit Schmiermittel, insbesondere in Form von Öl, versorgt werden, wobei das Öl im Anschluss daran einfach nach radial außen abströmen kann. Es muss also nicht dafür gesorgt werden, dass das Öl im Bereich der zu schmierenden Komponente gehalten wird. Besonders bevorzugt ist dabei auch ein Schwingungstilger des Torsionsschwingungsdämpfungssystems mit in dem Nassraum platziert.
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Im Sinne der Erfindung ist unter einem „Nassraum“ eines Gehäuses ein abgegrenzter Raum des jeweiligen Gehäuses zu verstehen, in welchem Schmiermittel, bevorzugt in Form von Öl, aufgenommen ist und in dem die hierin befindlichen Komponenten mit dem Schmiermittel in Kontakt gelangen können. Insbesondere ist der Nassraum des Gehäuses dabei bis zu einem definierten Maß mit Schmiermittel befüllt, um eine Tauchschmierung von im Nassraum vorgesehenen Komponenten zu realisieren. Besonders bevorzugt ist auch die Elektromaschine mit in dem Nassraum angeordnet.
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In Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit ist der mindestens eine Torsionsschwingungsdämpfer zumindest in einem vertikal untenliegenden Bereich von einer feststehenden Schale radial umgeben. Dabei wird durch die stillstehende Schale verhindert, dass der mindestens eine Torsionsschwingungsdämpfer vertikal unten tief in Schmiermittel eintaucht und es zu erhöhten Planschverlusten sowie einem Verschäumen von Öl kommt. Denn durch die Schale kann in dem Bereich des mindestens einen Torsionsschwingungsdämpfers ein Bereich mit einem niedrigeren Schmiermittelstand geschaffen werden, als in dem umliegenden Bereich des Nassraumes. Besonders bevorzugt kommt die Schale dabei zur Anwendung, wenn zwei Torsionsschwingungsdämpfer in einer Ebene angeordnet sind. Weiter bevorzugt ist auch ein Schwingungstilger des Torsionsschwingungsdämpfungssystems mit von der Schale umgeben.
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Ein erfindungsgemäßes Hybridantriebsmodul ist insbesondere Teil eines Kraftfahrzeugantriebsstranges und ist dabei zwischen einer Antriebsmaschine, bevorzugt in Form einer Verbrennungskraftmaschine, und einem Kraftfahrzeuggetriebe angeordnet. Besonders bevorzugt ist das Hybridantriebsmodul dabei gemeinsam mit den Komponenten des Kraftfahrzeuggetriebes in einem Gehäuse platziert, bei welchem es sich bevorzugt um das Getriebegehäuse handelt.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
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1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges; und
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2 eine Schnittansicht des Kraftfahrzeugantriebsstranges aus 1, im Bereich eines Hybridantriebsmoduls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
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Aus 1 geht eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 hervor, wobei es sich bei dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 bevorzugt um den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges in Form eines Pkws handelt. Dabei umfasst der Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 eine Antriebsmaschine 2, die vorliegend als Verbrennungskraftmaschine gestaltet ist und abtriebsseitig über ein zwischenliegendes Hybridantriebsmodul 3 mit einem Kraftfahrzeuggetriebe 4 verbunden werden kann.
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Vorliegend ist das Kraftfahrzeuggetriebe 4 insbesondere als Automatikgetriebe in Planetenbauweise gestaltet und steht wiederum abtriebsseitig mit weiteren, nachfolgenden – vorliegend nur angedeuteten – Komponenten 5 des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 in Verbindung. Besonders bevorzugt folgt dabei auf das Kraftfahrzeuggetriebe 4 abtriebsseitig ein Längs- oder Querdifferential verbunden. Das Hybridantriebsmodul 3 und das Kraftfahrzeuggetriebe 4 sind von einem gemeinsamen Gehäuse 6 aufgenommen, bei welchen es sich insbesondere um ein Getriebegehäuse des Kraftfahrzeuggetriebes 4 handelt.
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In 2 ist der Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 aus 1 nun im Detail im Bereich des Hybridantriebsmoduls 3 geschnitten dargestellt, welches hierbei entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gestaltet ist. Das Hybridantriebsmodul 3 setzt sich dabei aus einem Torsionsschwingungsdämpfungssystem 7, einer Trennkupplung 8 und einer Elektromaschine 9 zusammen und ist an einer Eingangsseite 10 drehfest mit einer Kurbelwelle der vorgeschalteten Antriebsmaschine 2 verbunden. Abtriebsseitig steht das Hybridantriebsmodul 3 an einer Ausgangsseite 11 mit einer Getriebeeingangswelle 12 des nachfolgenden Kraftfahrzeuggetriebes 4 in Verbindung.
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Die Eingangsseite 10 des Hybridantriebsmoduls 3 wird vorliegend durch eine flexible Verbindungsplatte 13 gebildet, welche eine drehfeste Verbindung zu einer Hohlwelle 14 des Torsionsschwingungsdämpfungssystems 7 herstellt. Die Hohlwelle 14 wiederum ist drehfest mit einer weiteren Welle 15 verbunden, die in die Hohlwelle 14 eingeführt und über eine Mitnahmeverzahnung 16 mit dieser drehfest verbunden ist. Dabei ist die Mitnahmeverzahnung 16 als Presspassung gestaltet, um in diesem Bereich Geräuschbildungen bei Lastwechseln im Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 und einem ansonsten hiermit einhergehenden Umschlagen in der Mitnahmeverzahnung 16 zu verhindern.
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Innerhalb des Torsionsschwingungsdämpfungssystems 7 ist über die Welle 15 eine Verbindung zu zwei Torsionsschwingungsdämpfern 17 und 18, sowie einem Schwingungstilger 19 hergestellt. Dabei ist der eingangsseitig liegende Torsionsschwingungsdämpfer 17 an seiner Primärseite 20 drehfest mit der Welle 15 gekoppelt, wobei die Primärseite 20 dann über einen Federsatz 21 in Form mehrerer Schraubenfedern und Federführungselementen drehelastisch mit einer Sekundärseite 22 verbunden ist, die zugleich die Primärseite 23 des nachfolgenden Torsionsschwingungsdämpfers 18 bildet. Diese Primärseite 23 des Torsionsschwingungsdämpfers 18 und damit auch die Sekundärseite 22 des Torsionsschwingungsdämpfers 17 ist im Weiteren dann über einen Federsatz 24 des Torsionsschwingungsdämpfers 18 mit einer Sekundärseite 25 drehelastisch gekoppelt, welche mit der Trennkupplung 8 in Verbindung steht. Hierbei ist auch der Federsatz 24 des Torsionsschwingungsdämpfers 18 durch mehrere Schraubenfedern und Federführungselemente gebildet
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Wie in 2 zu erkennen ist, liegen die beiden Torsionsschwingungsdämpfer 17 und 18 im Wesentlichen in einer Ebene, wobei der in Kraftflussrichtung eingangsseitig liegende Torsionsschwingungsdämpfer 17 dabei radial innenliegend zum Torsionsschwingungsdämpfer 18 vorgesehen ist. Zudem sind die Torsionsschwingungsdämpfer 17 und 18 jeweils nach Art eines Zweimassenschwungrades gestaltet, wobei sie konkret aufgrund der Anordnung in einer Ebene und ihrer Reihenschaltung ein zweireihiges Zweimassenschwungrad 26 bilden.
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Der Schwingungstilger 19 ist zwischen den beiden Torsionsschwingungsdämpfern 17 und 18 eingebunden und umfasst mehrere pendelnd gelagerte Fliehgewichte 27, die drehzahlabhängig ausgelenkt werden und dabei für eine Reduzierung von Torsionsschwingungen durch gezielte Verstimmung des schwingungsfähigen Systems sorgen.
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Über die Trennkupplung 8 kann das Torsionsschwingungsdämpfungssystem 7 drehfest mit der Ausgangsseite 11 des Hybridantriebsmoduls 3 verbunden werden. Die Trennkupplung 8 ist dabei als Lamellenkupplung gestaltet, wobei ein Innenlamellenträger 28 drehfest mit der Sekundärseite 25 des Torsionsschwingungsdämpfers 18 verbunden ist, während ein Außenlamellenträger 29 durch eine Rotornabe 30 der Elektromaschine 9 gebildet ist. Diese Rotornabe 30 bildet dabei die Ausgangsseite 11 des Hybridantriebsmoduls 3 und ist direkt auf die Getriebeeingangswelle 12 gesteckt, so dass eine Lagerung der Rotornabe 30 über die Lagerung der Getriebeeingangswelle 12 stattfindet. Dabei sind zudem mehrere Passungen zwischen der Rotornabe 30 und der Getriebeeingangswelle 12 vorgesehen, um die Rotornabe 30 auf der Getriebeeingangswelle 12 zu zentrieren. Axial wird die Rotornabe 30 dabei auf der Getriebeeingangswelle über eine Nutmutter fixiert.
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Die Rotornabe 30 führt einen Rotor 31 der Elektromaschine 9, der radial innenliegend zu einem Stator 32 der Elektromaschine 9 angeordnet ist. Konkret ist die Elektromaschine 9 dabei als permanent erregte Synchronmaschine verwirklicht, welche sowohl elektromotorisch, als auch generatorisch betrieben werden kann. Aufgrund der permanenten Verbindung des Rotors 31 mit der Ausgangsseite 11 des Hybridantriebsmoduls 3 können im Zusammenspiel mit der Trennkupplung 8 verschiedene Fahrfunktionen realisiert werden. So kann die Elektromaschine 9 bei geschlossener Trennkupplung 8 als Generator betrieben werden oder aber auch ein zusätzliches Drehmoment in den Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 einspeisen, um die eigentliche Antriebsmaschine 2 zu unterstützen (Boosten). Ferner kann bei geschlossener Trennkupplung 8 auch eine Start-Stopp-Funktion verwirklicht werden, bei welchem die Elektromaschine 9 die Antriebsmaschine 2 im Zuge eines Startvorganges anschleppt. Bei geöffneter Trennkupplung 8 kann hingegen eine Rückgewinnung elektrische Energie (Rekuperation) im Zuge von Bremsvorgängen oder auch ein rein elektrisches Fahren dargestellt werden.
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Als Besonderheit wird nun ein radialer Versatz im Hybridantriebsmodul 3 im Federsatz 24 des Torsionsschwingungsdämpfers 18 ausgeglichen. Es besteht also ein radialer Versatz innerhalb des Hybridantriebsmoduls 3, d.h. Komponenten des Hybridantriebsmoduls 3 liegen toleranzbedingt unter einem ungewollten Versatz in radialer Richtung zueinander. Dieser ungewollte Versatz wird nun im Federsatz 24 kompensiert, indem die Schraubenfedern des Federsatzes 24 den sich in diesem Bereich einstellenden radialen Versatz überbrücken.
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Des Weiteren besteht im Hybridantriebsmodul 3 ein axialer Versatz, wobei dieser axiale Versatz in der Trennkupplung 8 ausgeglichen wird. Konkret wird dies dabei über die Lamellenverzahnung des Innenlamellenträgers 28 realisiert, über welche die Innenlamellen der Trennkupplung 8 drehfest und axial bewegbar aufgenommen sind.
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Wie in 2 zu erkennen ist, sind der Schwingungstilger 19 und das zweireihige Zweimassenschwungrad 26 gemeinsam mit der Elektromaschine 9 und der Trennkupplung 8 in einem Nassraum 33 des umliegenden Gehäuses 6 aufgenommen, in welchem sich Schmiermittel in Form von Öl befindet. Dieser Nassraum 33 wird dabei über ein Dichtungsschild 34 von einem Trockenraum 35 getrennt, in welchem die flexible Verbindungsplatte 13 angeordnet ist. Eine Schmierung des Schwingungstilgers 19 und des zweireihigen Zweimassenschwungrades 26 erfolgt dabei von radialinnen über – vorliegend nicht weiter dargestellte – Zuführbohrungen, wobei das Öl im Anschluss daran nach radial außen abströmt und sich in einem vertikal unteren Bereich des Nassraumes 33 sammelt, von wo aus es wieder zur Schmierung entnommen werden kann.
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Da das zweireihige Zweimassenschwungrads 26 radial relativ groß baut und in der Folge insbesondere der Torsionsschwingungsdämpfer 18 in das Ölbad im Nassraum 33 eintauchen könnte, sind das Zweimassenschwungrads 26 und auch der Schwingungstilger 19 im vertikal unteren Bereich von einer Schale 36 umgeben, die dort den Bereich des Zweimassenschwungrades 26 und des Schwingungstilgers 19 von dem Öl abschirmt und somit Planschverluste minimiert sowie ein Verschäumen von Öl verhindert. Diese Schale 36 ist dabei an dem Dichtungsschild 34 befestigt.
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Aufgrund der Verbindung der Hohlwelle 14 mit der Welle 15 über die als Presspassung gestaltete Mitnahmeverzahnung 16 sind die Hohlwelle 14, die Welle 15, das Dichtungsschild 34, das Zweimassenschwungrad 26 und der Schwingungstilger 19 zu einer vormontierten Einheit zusammengefasst, welche im Hybridantriebsmodul 3 montiert wird.
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Des Weiteren ist noch ein Statorträger 37, welcher den Stator 32 der Elektromaschine 9 aufnimmt, über Schraubverbindungen an einer Zwischenwand 38 des Gehäuses 6 befestigt, in der Ölversorgungsleitung zur Versorgung verschiedener Elemente des Kraftfahrzeuggetriebes 4 verlaufen und die das Hybridantriebsmodul 3 vom Kraftfahrzeuggetriebe 4 trennt. Die Zwischenwand 38 nimmt radial innen zudem ein Lager 39 der Getriebeeingangswelle 12 auf, über welches auch die Rotornabe 30 gelagert ist.
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Schließlich ist noch zwischen der Welle 15 und der Getriebeeingangswelle 12 ein Rohrstück 40 vorgesehen ist, welches beidseitig ballige gestaltet ist und einer Schmierölübergabe zwischen der Getriebeeingangswelle 12 und der Welle 15 dient. Dabei ermöglicht das Rohrstück 40 radiale Bewegungen zwischen der Welle 15 und damit dem Torsionsschwingungsdämpfungssystem 7 und der Getriebeeingangswelle 12. Das in diesen Bereich geführte Schmieröl wird dann nach radial außen zur Schmierung des Schwingungstilgers 19 und auch des Zweimassenschwungrades 26 geführt, wobei das Öl im Anschluss daran nach radial außen abströmen kann.
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Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen eines Hybridantriebsmoduls kann der Aufbau eines Hybridantriebsmoduls vereinfacht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeugantriebsstrang
- 2
- Antriebsmaschine
- 3
- Hybridantriebsmodul
- 4
- Kraftfahrzeuggetriebe
- 5
- Komponenten
- 6
- Gehäuse
- 7
- Torsionsschwingungsdämpfungssystem
- 8
- Trennkupplung
- 9
- Elektromaschine
- 10
- Eingangsseite
- 11
- Ausgangsseite
- 12
- Getriebeeingangswelle
- 13
- Verbindungsplatte
- 14
- Hohlwelle
- 15
- Welle
- 16
- Mitnahmeverzahnung
- 17
- Torsionsschwingungsdämpfer
- 18
- Torsionsschwingungsdämpfer
- 19
- Schwingungstilger
- 20
- Primärseite
- 21
- Federsatz
- 22
- Sekundärseite
- 23
- Primärseite
- 24
- Federsatz
- 25
- Sekundärseite
- 26
- Zweimassenschwungrad
- 27
- Fliehgewichte
- 28
- Innenlamellenträger
- 29
- Außenlamellenträger
- 30
- Rotornabe
- 31
- Rotor
- 32
- Stator
- 33
- Nassraum
- 34
- Dichtungsschild
- 35
- Trockenraum
- 36
- Schale
- 37
- Statorträger
- 38
- Zwischenwand
- 39
- Lager
- 40
- Rohrstück
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012219728 A1 [0005]
