DE102016218142A1 - Zwischenantriebsmodul - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zwischenantriebsmodul (14) zur Anordnung in einen Antriebsstrang (1) eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein ringförmiges Zwischengehäuse (27) mit einer ersten Verbindungsebene (15), zur Kopplung des Zwischenantriebsmoduls (14) mit einem Antriebsmotor (2) des Antriebsstrangs (1), und einer zweiten Verbindungsebene (18), zur Koppelung des Zwischenantriebsmoduls (14) mit einem Getriebe (6), wobei eine Getriebeeingangswelle (7) in den vom Zwischengehäuse (27) gebildeten Zwischengehäuseraum (28) hineinreicht. Um einen kompakteren Aufbau und eine leichterer Integration in einen Antriebsstrang zu erreichen wird vorgeschlagen, dass das Zwischenantriebsmodul (14) eine elektrische Maschine (11) und einen Dämpfer (5) umfasst, wobei die Breite des Moduls (14) im Wesentlichen der Breite der E-Maschine (11) entspricht und der Dämpfer (5) in einem ringförmigen Raum zwischen dem Rotor (12) der E-Maschine (11) und der Getriebeeingangswelle (7) positioniert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Zwischenantriebsmodul zur Anordnung in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein ringförmiges Gehäuse mit einer ersten Befestigungsebene zur Kopplung des Zwischenantriebsmoduls mit einem Antriebsmotor des Antriebsstrangs und einer zweiten Befestigungsebene zur Koppelung des Zwischenantriebsmoduls mit einem Getriebe.
  • Das hier vorgeschlagene Zwischenantriebsmodul umfasst eine elektrische Maschine, die als Motor und/oder Generator betreibbar ist, und einen Dämpfer der mit einem Schwungrad verbindbar ist.
  • Ein derartiges Zwischenantriebsmodul oder auch Hybridmodul ist beispielsweise aus der DE 199 43 036 B4 bekannt. Der Statorträger bildet ein Zwischengehäuse das zwischen Antriebsmotor und Getriebe in einen Antriebsstrang eingesetzt werden kann.
  • Innerhalb des Gehäuses sind eine elektrische Maschine und ein Dämpfer angeordnet, wobei der Dämpfer einen Verbindungsbereich aufweist über den der Rotor der elektrischen Maschinen mit der Sekundärseite des Dämpfers über einen Tragstruktur verbunden ist. Der Verbindungsbereich des Dämpfers ist weiterhin mit der Getriebeeingangswelle gekoppelt.
  • Das Getriebe kann ein Automatgetriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe sein, welches auch direkt über eine Flanschverbindung mit dem Gehäuse des Antriebsmotors zu einem Antriebsstrang verbunden werden kann.
  • Eine der Aufgaben der Erfindung ist es, ein Zwischenantriebsmodul vorzuschlagen, das einfacher aufgebaut ist und einfach in bestehende Antriebsstränge integriert werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Zwischenantriebsmodul gemäß Anspruch 1, einem Antriebstrang nach Anspruch 8 und ein Montageverfahren nach Anspruch 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und bevorzugte Lösungsvarianten sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen beschrieben.
  • Erfindungsgemäß wird ein Zwischenantriebsmodul zur Anordnung in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, welches ein ringförmiges Zwischengehäuse mit einer ersten Verbindungsebene, zur Kopplung des Zwischenantriebsmoduls mit einem Antriebsmotor des Antriebsstrangs und einer zweiten Verbindungsebene, zur Koppelung des Zwischenantriebsmoduls mit einem Getriebe, umfasst. Weiterhin ragt von dem Getriebe eine Getriebeeingangswelle in dem vom Zwischengehäuse gebildeten Zwischengehäuseraum hinein, wobei das Zwischenantriebsmodul weiterhin eine elektrische Maschine und einen Dämpfer umfasst.
  • Das Zwischenantriebsmodul ist dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Zwischenantriebsmoduls im Wesentlichen der Breite der E-Maschine (11) entspricht und der Dämpfer in einem ringförmigen Raum zwischen dem Rotor der E-Maschine und der Getriebeeingangswelle positioniert ist, wobei der Rotor und die Sekundärseite des Dämpfers unabhängig voneinander nur über die Getriebeeingangswelle im Zwischenantriebsmodul positioniert sind. Dieser Aufbau ermöglicht eine einfache Bauweise, die einfach in bestehende Antriebsstränge integriert bzw. montiert werden kann.
  • Weiterhin ist der Stator der E-Maschine direkt oder indirekt mit dem Zwischengehäuse gekoppelt wobei die Positionierung des Stators gegenüber der Getriebeeingangswelle über die zweite Verbindungsebene erfolgt. Die Koppelung kann über eine drehfeste Press- und/oder Klebeverbindung oder auch über eine Drehmomentstütze erfolgen.
  • In einer bevorzugten Ausführung kann der Dämpfer eine Nabe zur drehfesten Positionierung auf einer Getriebeeingangswelle aufweisen und der Rotor der elektrischen Maschine kann auf einem Rotorträger mit einer Nabe angeordnet sein, die zur drehfesten Positionierung auf der Getriebeeingangswelle vorgesehen ist, wobei Dämpfer und Rotorträger auf der Getriebeeingangswelle zumindest zu montagezwecken axial relativ verschiebbar sind.
  • Wie aus dem Stand der Technik bekannt, weist der Antriebsmotor einen Motorölkreislauf auf und das Getriebe einen Getriebeölkreislauf, wobei die Ölkreisläufen gegenüber dem Zwischengehäuseraum isoliert und/oder abgedichtet sein können.
  • Es ist besonders vorteilhaft, wenn weder der Dämpfer noch die E-Maschine mit Öl, insbesondere verschmutzten Öl in Verbindung kommen, da die sie Funktionalität und/oder die Effizienz eines solchen Antriebs reduzieren werden würde.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das bekannte Motorgehäuse mit einem separaten ölfreien Schwungradraum, derart an den Zwischengehäuseraum angrenzt, dass diese einen gemeinsamen Raum bilden, wobei ein Schwungrad auf der Kurbelwelle des Antriebsmotors, die in den Schwungrandraum hineinragt, drehfest angeordnet ist.
  • Des Weiteren kann das Zwischenantriebsmodul einen Kühlkanal, der zwischen Zwischengehäuse und Stator angeordnet ist, umfassen, der an einen Kühlkreislauf anschließbar ist.
  • Der Kühlkanal kann zweiteilig ausgeführt sein und durch das Zwischengehäuse und eine Kühlkanalring gebildet werden.
  • Ein Antriebsstrang mit einem Zwischenantriebsmodul mit dem oben beschriebenen Aufbau bietet insbesondere den Vorteil, dass eine hohe Integrationsfähigkeit in ein Fahrzeug erreicht wird. Dabei kann das Zwischengehäuse leicht derart gestaltet werden, dass auch größere Kräfte über dieses übertragbar sind.
  • Das entsprechende Montageverfahren zu Montage des Zwischenantriebsmoduls gemäß einer der oben beschriebenen Ausführung in einen Antriebsstrang umfasst folgende Schritte:
    • – Einbau des Stators in das Zwischengehäuse
    • – Zwischengehäuse mit Getriebegehäuse zu einer Montageeinheit verbinden
    • – aufschieben des Rotorträgers mit Rotor auf die Getriebeeingangswelle
    • – verbinden von Schwungrad und Dämpfer
    • – Montageeinheit mit Motorgehäuse zusammenfügen.
  • Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Zwischenantriebsmodul und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Skizzen näher erläutert.
  • In diesen zeigen:
  • 1 ein Zwischenantriebsmodul im Schnitt
  • 2 Antriebsstrang mit Zwischenantriebsmodul
  • 3 alternativer Antriebsstrang
  • 1 zeigt ein Zwischenantriebsmodul im Schnitt entlang der Längsachse. Gut zu erkennen ist die Anordnung des Zwischengehäuses 27 zwischen dem Motorgehäuse 17 und dem Getriebegehäuse 19.
  • Das Zwischenantriebsmodul 14 besteht im Wesentlichen aus drei losen Baugruppen, die erst zu einer Einheit bzw. Modul zusammenkommen, wenn das Zwischenantriebsmodul 14 zwischen Motorgehäuse 17 und dem Getriebegehäuse 19 eingebaut ist.
  • Die erste Baugruppe umfasst das Zwischengehäuse 27 mit dem Kühlkanalring 29 der im Wesentlichen den Kühlkanal 30 formt, durch den ein Kühlmittelstrom um den Stator 13 herumführbar ist und den Stator 13. Das Zwischengehäuse 27 weist am äußeren Umfang Kühl- und/oder Versteifungsrippen auf. Zur besseren Zentrierung sind Zentrierabsätze im Bereich der Verbindungsebenen 15, 18 bzw. der Flanschverbindungen 16a, b vorgesehen.
  • Der Stator 13 ist in den Kühlkanalring 29 eingepresst und/oder eingeklebt. Die Drehmomentabstützung kann aber auch oder zusätzlich über Drehmomentstützen zwischen Stator 13 und Kühlkanalring 29 sowie zwischen Kühlkanalring 29 und Zwischengehäuse 27 erfolgen.
  • Bei der Montage wird diese erste Baugruppe zuerst an das Getriebegehäuse 19 zu einer Montageeinheit montiert. Über die Verbindungsebene 18 und der dazugehörigen Flanschverbindung 16b wird das Zwischengehäuse 27 gegenüber der Getriebeeingangswelle 7 zentriert.
  • Die zweite Baugruppe besteht aus dem Rotor 12 und dem Rotorträger 20. Der Rotorträger weist eine Nabe auf, mittels der die Baugruppe auf die Getriebeeingangswelle 7 drehfest positioniert werden kann, dabei ist zumindest für die Montage eine Verschiebung in Axialrichtung möglich. Bei der Montage wird der Rotor 12 somit auf der Getriebeeingangswelle 7 und damit auch gegenüber dem Stator 13 zentriert. Durch die lange, durch das gesamte Zwischengehäuse 27 reichende, Getriebeeingangswelle 7 ist zudem sichergestellt, dass die Montage des Rotors 12 ermöglicht wird, ohne dass die Gefahr besteht, dass Rotor 12 und Stator 13 gegeneinander stoßen.
  • Die Dritte Baugruppe besteht nur aus dem Dämpfer 5. Dieser wird bei der Montage Primärseitig mit dem Schwungrad 4 des Getriebes 2 verbunden bzw. verschraubt. Anschließend kann die Montageeinheit aus Getriebe 6 und erster Baumgruppe mit eingesetzter zweiten Baugruppe mit dem Motorgehäuse 17 zusammengefügt werden. Auch hier hilft die lange Getriebeeingangswelle 7 beim Einfädeln der sekundärseitigen Nabe des Dämpfers.
  • Um eine noch bessere Wärmeentkopplung von Motorkühlkreislauf, Getriebekühlkreislauf und Kühlkreislauf zu erreichen, kann in den Verbindungsebenen 15 und 18 jeweils ein wärmeisolierendes Element eingebracht sein.
  • In den 4 und 5 sind beispielhaft zwei Koppelstrukturen dargestellt, die mit einem erfindungsgemäßen Hybridantriebsmodul realisiert werden können.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebsstrang
    2
    Antriebsmotor
    3
    Kurbelwelle
    4
    Schwungrad
    5
    Dämpfer
    6
    Getriebe
    7
    Getriebeeingangswelle
    8
    Getriebeausgangswelle
    9
    Kupplungseinrichtung
    10
    Kupplungseinheiten
    11
    elektrische Maschine
    12
    Rotor
    13
    Stator
    14
    Zwischenantriebsmodul
    15
    Verbindungsebene
    16a, b
    Flanschverbindung
    17
    Motorgehäuse
    18
    Verbindungsebene
    19
    Getriebegehäuse
    20
    Rotorträger
    23
    Schwungradraum
    24
    Trennebene
    26
    Dichtung
    27
    Zwischengehäuse
    28
    Zwischengehäuseraum
    29
    Kühlkanalring
    30
    Kühlkanal
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19943036 B4 [0003]

Claims (9)

  1. Zwischenantriebsmodul (14) zur Anordnung in einen Antriebsstrang (1) eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein ringförmiges Zwischengehäuse (27) mit einer ersten Verbindungsebene (15), zur Kopplung des Zwischenantriebsmoduls (14) mit einem Antriebsmotor (2) des Antriebsstrangs (1), und einer zweiten Verbindungsebene (18), zur Koppelung des Zwischenantriebsmoduls (14) mit einem Getriebe (6), wobei von dem Getriebe (6) eine Getriebeeingangswelle (7) in den vom Zwischengehäuse (27) gebildeten Zwischengehäuseraum (28) hineinragt, wobei das Zwischenantriebsmodul (14) eine elektrische Maschine (11) und einen Dämpfer (5) umfasst dadurch gekennzeichnet, dass, die Breite des Zwischenantriebsmoduls (14) im Wesentlichen der Breite der E-Maschine (11) entspricht und der Dämpfer (5) in einem ringförmigen Raum zwischen dem Rotor (12) der E-Maschine (11) und der Getriebeeingangswelle (7) positioniert ist, wobei der Rotor (12) und die Sekundärseite des Dämpfers (5) unabhängig voneinander nur über die Getriebeeingangswelle (7) im Zwischenantriebsmodul (14) positioniert sind.
  2. Zwischenantriebsmodul (14) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (13) der E-Maschine (11) direkt oder indirekt mit dem Zwischengehäuse (27) gekoppelt ist und die Positionierung des Stators (13) gegenüber der Getriebeeingangswelle (7) über die zweite Verbindungsebene (18) erfolgt.
  3. Zwischenantriebsmodul (14) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (5) eine Nabe zur drehfesten Positionierung auf der Getriebeeingangswelle (7) aufweist und dass der Rotor (12) der E-Maschine (11) auf einem Rotorträger (20) mit einer Nabe angeordnet ist, die zur drehfesten Positionierung auf der Getriebeeingangswelle (7) vorgesehen ist, wobei Dämpfer (5) und Rotorträger (20) auf der Getriebeeingangswelle (7) zumindest zu montagezwecken axial relativ verschiebbar sind.
  4. Zwischenantriebsmodul (14) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (2) einen Motorölkreislauf aufweist und das Getriebe (6) einen Getriebeölkreislauf aufweist, wobei die Ölkreisläufen gegenüber dem Zwischengehäuseraum (28) isoliert und/oder abgedichtet sind.
  5. Zwischenantriebsmodul (14) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (2) ein Motorgehäuse (17) umfasst, wobei das Motorgehäuse (17) einen separaten ölfreien Schwungradraum (23) aufweist, der an den Zwischengehäuseraum (28) angrenzt und eine gemeinsamen Raum bilden, wobei ein Schwungrad (4) auf einer Kurbelwelle (3) des Antriebsmotors (2), die in den Schwungrandraum (23) hineinragt, drehfest angeordnet ist.
  6. Zwischenantriebsmodul (14) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenantriebsmodul (14) einen Kühlkanal (30) umfasst, der zwischen Zwischengehäuse (27) und Stator (13) angeordnet ist und der an einen Kühlkreislauf anschließbar ist.
  7. Zwischenantriebsmodul gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (30) zweiteilig ausgeführt ist und durch das Zwischengehäuse (27) und einen Kühlkanalring (29) gebildet wird.
  8. Antriebsstrang (1) mit einem Zwischenantriebsmodul (14) nach Anspruch 1 bis 7.
  9. Montageverfahren zu Montage des Zwischenantriebsmoduls (14) gemäß einem der Ansprüchen 1 bis 7 in eine Antriebsstrang (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Montage folgende Schritte umfasst: – Einbau des Stators (13) in das Zwischengehäuse (27) – Zwischengehäuse (27) mit Getriebegehäuse (19) zu einer Montageeinheit verbinden – aufschieben des Rotorträgers (20) mit Rotor (12) auf die Getriebeeingangswelle (7) – verbinden von Schwungrad (4) und Dämpfer (5) – Montageeinheit mit Motorgehäuse (17) zusammenfügen.
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