DE102018200567A1 - Hybridantriebsmodul für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Thomas Riedisser
Robert Reiser
Gerald Viernekes
Jürgen Dacho
Thomas Bauer
Monika Rössner
Stephan Stroph
Linus Eschenbeck
Christopher Allnoch
Erwin Wack
Mario Kensy
Peter Frey
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebsmodul (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Hybridantriebsmodul (1) ein Gehäuse (GG), eine elektrische Maschine mit einem drehbaren Rotor (R) und einem gegenüber dem Gehäuse (GG) drehfesten Stator (S), sowie einen Drehmomentwandler (TC) aufweist, wobei der Rotor (R) auf einem Rotorträger (RT) angeordnet ist, welcher mit einer Nabe (N) fest verbunden ist, wobei die Nabe (N) über eine drehfeste Verbindung mit einem Wandlergehäuse (TCH) des Drehmomentwandlers (TC) verbunden ist, wobei die Nabe (N) über zumindest ein erstes Lager (L1) drehbar gelagert und in radialer Richtung an einem am Gehäuse (GG) befestigten Lagerschild (LS) abgestützt ist, und wobei das Gehäuse (GG) einen Flansch zur Anbindung an einen Verbrennungsmotor (VM) umfasst. Das Hybridantriebsmodul (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentrierzapfen (ZZ) zur Zentrierung mit einer Kurbelwelle (KW) des Verbrennungsmotors (VM) vorgesehen ist, und dass der Zentrierzapfen (ZZ) mit der Nabe (N) verbunden ist. Weiter betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Hybridantriebsmodul (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebsmodul für ein Kraftfahrzeug. Das Hybridantriebsmodul kann integraler Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Automatikgetriebes sein, oder als eigenständige Einheit mit zumindest einer Schnittstelle zu einem Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe ausgebildet sein. Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Hybridantriebsmodul.
  • Die Patentschrift US 6,777,837 B2 beschreibt eine Hybridantriebseinheit, welche eine elektrische Maschine und einen Drehmomentwandler innerhalb eines Gehäuses aufweist. Ein Rotor der elektrischen Maschine ist über ein Wälzlager an einem Lagerschild drehbar gelagert, wobei der Rotor über eine Steckverzahnung mit einem Zentralteil drehfest verbunden ist. Das Zentralteil ist über eine Schweißverbindung mit einer Frontabdeckung des Drehmomentwandlers verbunden. Bei einer derartigen Konstruktion ist es nicht sichergestellt, dass elektrische Maschine und Drehmomentwandler die gleiche Drehachse aufweisen. Dadurch können im Kraftfahrzeugantriebstrang unerwünschte Schwingungen auftreten.
  • Die Patentschrift US 6,478,101 B1 beschreibt ebenfalls eine Hybridantriebseinheit mit einer elektrischen Maschine und einem Drehmomentwandler innerhalb eines Gehäuses. Ein Rotor der elektrischen Maschine ist über einen Zentriersitz in der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors gelagert, an den die Hybridantriebseinheit anschließbar ist. Der Rotor ist über eine Schraubverbindung an Schweißmuttern befestigt, welche an einer Frontabdeckung des Drehmomentwandlers befestigt sind. Der Zentriersitz ist dabei konvex ausgebildet, um die Übertragung von Drehschwingungen vom Verbrennungsmotor an den Rotor zu verringern. Dies erlaubt jedoch eine Kippbewegung zwischen Rotor und Stator der elektrischen Maschine, wodurch im Kraftfahrzeugantriebstrang unerwünschte Schwingungen auftreten können.
  • Die Patentanmeldung DE 10 2006 034 945 A1 beschreibt eine Antriebsanordnung für ein Hybridfahrzeug, welche eine elektrische Maschine und einen Drehmomentwandler aufweist. Ein Rotor der elektrischen Maschine ist mit einer Nabe verbunden, welche mit einer Kupplungsausgangswelle verbunden ist, welche über eine Steckverzahnung mit einem Wandlergehäuse des Drehmomentwandlers verbunden ist. Durch die Steckverzahnung kann eine Schiefstellung des Drehmomentwandlers relativ zum Rotor auftreten. Durch die dabei entstehende Unwucht können im Kraftfahrzeugantriebstrang unerwünschte Schwingungen auftreten
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Hybridantriebsmodul bereitzustellen, welche eine möglichst präzise Lagerung und Zentrierung von Rotor und Drehmomentwandler ermöglicht, um einer Schwingungsanregung vorzubeugen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren.
  • Es wird ein Hybridantriebsmodul für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches ein Gehäuse, eine elektrische Maschine sowie einen Drehmomentwandler aufweist. Die elektrische Maschine weist einen drehbaren Rotor und einem gegenüber dem Gehäuse drehfesten Stator auf. Zwischen dem Rotor und dem Stator ist ein Luftspalt vorgesehen. Der Rotor ist auf einem Rotorträger angeordnet, welcher mit einer Nabe drehfest verbunden ist. Die Nabe ist über eine drehfeste Verbindung mit einem Wandlergehäuse des Drehmomentwandlers verbunden ist. Die Nabe ist über zumindest ein erstes Lager drehbar gelagert und zumindest in radialer Richtung an einem am Gehäuse befestigten Lagerschild abgestützt. Das Gehäuse (GG) umfasst einen Flansch zur Anbindung an einen Verbrennungsmotor (VM), wobei der Flansch vorzugsweise einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet ist, jedoch auch mehrteilig ausgeführt sein kann.
  • Erfindungsgemäß ist ein Zentrierzapfen zur Zentrierung mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors vorgesehen, und der Zentrierzapfen ist mit der Nabe verbunden. Durch den Zentrierzapfen wird das Hybridantriebsmodul direkt mit der Kurbelwelle in radialer Richtung ausgerichtet, wodurch ein gemeinsames Rotationssystem bestehend aus Kurbelwelle und Wandler-Rotor-Einheit gebildet wird, bei dem Versätzen und somit Unwuchten und dergleichen weitestgehend vermieden werden.
  • In Ausführungsformen der Erfindung ist die drehfeste Verbindung der Nabe mit einem Wandlergehäuse des Drehmomentwandlers über eine Nietverbindung oder eine Schraubverbindung ausgebildet. In anderen Worten sind das Wandlergehäuse und der Rotorträger fest mit der Nabe verbunden, wodurch eine gleiche Rotationsachse von Rotor und Drehmomentwandler gewährleistet wird. Durch die radiale und axiale Abstützung der Nabe am Lagerschild kann somit eine präzise Lagerung sowohl des Rotors als auch des Wandlergehäuses erreicht werden.
  • In erfindungsgemäße Ausführungsformen weist die Nabe eine drehmomentübertragende Schnittstelle zu einer ersten Hälfte eines Versatzausgleichselements auf. Eine zweite Hälfte des Versatzausgleichselements ist drehmomentübertragend an die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors anschließbar, gegebenenfalls über ein Zwischenelement. Das Versatzausgleichselement ist dazu eingerichtet, sowohl einen radialen Versatz zwischen den Drehachsen seiner beiden Hälften sowie einen axialen Versatz zwischen seinen beiden Hälften auszugleichen. Durch den Einsatz eines solchen Versatzausgleichselements ist die Kraftübertragung des Drehmoments auf den Verbund aus Nabe, Drehmomentwandler und Rotorträger von der Verbindung aus Kurbelwelle und Zentrierzapfen entkoppelt. Dies verringert die Anfälligkeit des Hybridantriebsmoduls für Schwingungen.
  • In Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Hybridantriebsmodulen weist die erste Hälfte des Versatzausgleichselements an einer Stirnseite eine Verzahnung auf. Diese Verzahnung steht mit einer Verzahnung in Eingriff, welche an einer Stirnseite der Nabe ausgebildet ist, sodass die erste Hälfte des Versatzausgleichselements mit der Nabe drehmomentübertragend verbunden ist. Eine solche Verzahnungspaarung wird auch als Hirth-Verzahnung bezeichnet, und ermöglicht eine zuverlässige Zentrierung zwischen den mit der Verzahnung verbundenen Bauteilen.
  • In alternativen Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Hybridantriebsmodulen weist die erste Hälfte des Versatzausgleichselements an einer konischen Umfangsfläche eine Verzahnung auf. Diese Verzahnung steht mit einer Verzahnung in Eingriff, welche an einer konischen Umfangsfläche der Nabe ausgebildet ist, sodass die erste Hälfte des Versatzausgleichselements mit der Nabe drehmomentübertragend verbunden ist. Eine solche konische Steckverzahnung lässt sich wirtschaftlich und hochpräzise fertigen, beispielsweise mittels Scudding-Verfahren, und ermöglicht ein spielfreies Anliegen der Zahnflanken und eine zuverlässige Zentrierung zwischen den mit der Verzahnung verbundenen Bauteilen.
  • Vorzugsweise ist die Verzahnung zwischen der Nabe und dem Versatzausgleichselement mittels einer Schraube vorgespannt. Dadurch kann die Drehmomentübertragungsfähigkeit der Verzahnung erhöht werden.
  • Erfindungsgemäße Ausführungsformen sind gekennzeichnet dadurch, dass der Zentrierzapfen durch die erste Hälfte des Versatzausgleichselements ausbildet ist. Erfindungsgemäß kann der Zentrierzapfen auch durch einen Schraubenkopf der Schraube zur Vorspannung der Verzahnung ausbildet sein. Der Zentrierzapfen kann in weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen auch einteilig mit der Nabe ausbildet sein. Durch diese Ausführungsformen wird jeweils gewährleistet, dass die Drehachse der Nabe und des Drehmomentwandlers mit der Drehachse der Kurbelwelle fluchtend ausgerichtet ist, wodurch Unwuchten und somit Verschleiß verringert beziehungsweise vermieden werden sowie ein ruhiges Laufverhalten erreicht wird.
  • Vorzugsweise ist die zweite Hälfte des Versatzausgleichselements über eine Flexplate an die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors anschließbar. Unter einer Flexplate wird hierbei eine plattenförmige drehmomentübertragende Vorrichtung verstanden, welche flexibel genug ist um geringfügige Fehlstellungen der zu verbindenden Bauteile auszugleichen.
  • Das Versatzausgleichselement kann durch einen Verbund gebildet sein, welcher einen Torsionsschwingungsdämpfer und einen Drehschwingungstilger umfasst. Der Torsionsschwingungsdämpfer ist neben seiner Funktion zur Dämpfung von Drehschwingungen dazu eingerichtet, einen radialen Versatz auszugleichen. Der Drehschwingungstilger ist neben seiner Funktion zur zumindest teilweisen Tilgung von Drehschwingungen dazu eingerichtet, einen axialen Versatz auszugleichen. Vorzugsweise ist der Drehschwingungstilger zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer und der Nabe angeordnet.
  • Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Hybridantriebsmoduls sind dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch zur Anbindung an den Verbrennungsmotor frei von Passhülsen oder Passflächen zur radialen Ausrichtung von Gehäuse zu Verbrennungsmotor ist. Aufgrund der radialen Ausrichtung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und der Nabe sowie Drehmomentwandler des Hybridantriebsmoduls durch den Zentrierzapfen werden am Flansch zwischen Gehäuse und Verbrennungsmotor kein Passhülsen oder andere Passflächen zur radialen Ausrichtung benötigt, wie sie im Stand der Technik üblich sind. Hierdurch wird eine Überbestimmung bei der Montage vermieden und die Gehäusefertigung vereinfacht.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Rotorträger mit der Nabe verschraubt, vernietet oder verschweißt. Eine solche zweiteilige Konstruktion des Verbunds aus Nabe und Rotorträger erleichtert die mechanische Bearbeitung der Nabe.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Wandlergehäuse über ein zweites Lager an einem zweiten Lagerschild des Hybridantriebsmoduls drehbar gelagert. Das zweite Lager befindet sich vorzugsweise an einem axialen Ende des Drehmomentwandlers, welches der Schnittstelle zur Nabe gegenüberliegt. Dadurch kann eine besonders breite Lagerbasis des Verbunds aus Drehmomentwandler, Nabe und Rotorträger samt Rotor sowie Kurbelwelle erzielt werden.
  • Vorzugsweise ist der Stator unmittelbar am Lagerschild befestigt. Da der Rotor über den Rotorträger, Nabe und Vorzentriereinheit am selben Lagerschild zumindest temporär abgestützt beziehungsweise positioniert ist, ergibt sich eine kurze Toleranzkette zwischen Rotor und Stator. Dadurch ist der Luftspalt zwischen Rotor und Stator beziehungsweise die koaxiale Ausrichtung der Vorzentriereinheit und der Drehachse des Rotors besonders genau einstellbar, und unterliegt nur geringen Toleranzen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist innerhalb des Wandlergehäuses eine Kupplung angeordnet, wobei durch Schließen dieser Kupplung das Wandlergehäuse mit einem Turbinenrad des Drehmomentwandlers verbindbar ist. Da ein Pumpenrad des Drehmomentwandlers üblicherweise mit dem Wandlergehäuse drehfest verbunden ist, führt das Schließen dieser Kupplung zu einer Überbrückung des Drehmomentwandlers. Innerhalb des Wandlergehäuses ist ferner ein Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet, welcher zwischen der Kupplung und einem mit dem Turbinenrad verbundenen Abtriebsnabe des Drehmomentwandlers wirkt. Durch eine solche Ausgestaltung können Drehschwingungen bei geschlossener Kupplung an der Nabe reduziert werden. Vorzugsweise ist ferner ein Drehschwingungstilger vorgesehen, welcher innerhalb des Wandlergehäuses angeordnet ist und zwischen dem Turbinenrad und der Abtriebsnabe des Drehmomentwandlers wirkt. Durch eine solche Anordnung können Drehschwingungen an der Abtriebsnabe weiter reduziert werden, besonders im Wirkungsbereich des Drehschwingungstilgers. Zusätzlich kann ein weiterer Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen sein, welcher innerhalb des Wandlergehäuses angeordnet ist und zwischen der Kupplung und dem Drehschwingungstilger wirkt. Auch eine solche Anordnung verringert die an der Abtriebsnabe auftretenden Drehschwingungen.
  • Vorzugsweise ist das Hybridantriebsmodul integraler Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Automatikgetriebes. Der Drehmomentwandler dient dabei als Anfahrelement eines mit dem Automatikgetriebe ausgestatteten Kraftfahrzeugs. Das ein- oder mehrteilige Gehäuse des Hybridantriebsmoduls beherbergt dabei Planetenradsätze und Schaltelemente, mittels denen eine Mehrzahl von Gängen zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle des Automatikgetriebes schaltbar sind. Die Antriebswelle ist mit der Abtriebsnabe des Drehmomentwandlers verbunden.
  • Alternativ dazu kann das Hybridantriebsmodul als eine eigenständige Einheit mit einer Schnittstelle zu einem Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe ausgebildet sein. Das Hybridantriebsmodul ist dabei von dem Automatikgetriebe lösbar.
  • Das Hybridantriebsmodul kann Bestandteil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sein. Die elektrische Maschine des Hybridantriebsmoduls kann zum Antrieb des Kraftfahrzeugs und/oder zum Starten eines Verbrennungsmotors des Antriebsstrangs vorgesehen sein.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
    • 1 ein Hybridantriebsmodul gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
    • 2 ein Hybridantriebsmodul gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
    • 3 und 4 je einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
  • 1 zeigt ein Hybridantriebsmodul 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Hybridantriebsmodul 1 umfasst ein Gehäuse GG, innerhalb dem eine elektrische Maschine mit einem gegenüber dem Gehäuse GG drehfesten Stator S und einem drehbaren Rotor R angeordnet ist. Das Hybridantriebsmodul 1 weist einen Drehmomentwandler TC auf. Ein Pumpenrad P des Drehmomentwandlers TC ist mit einem Wandlergehäuse TCH des Drehmomentwandlers TC fest verbunden. Ein Leitrad L des Drehmomentwandlers TC ist über einen Freilauf in einer Drehrichtung drehfest abgestützt. Ein Turbinenrad T des Drehmomentwandlers TC ist über einen Drehschwingungstilger TI mit einer Abtriebsnabe TA des Drehmomentwandlers TC verbunden. Das Hybridantriebsmodul 1 weist ferner durch einen zusätzlichen, optionalen Torsionsschwingungsdämpfer TD3 auf. Der Torsionsschwingungsdämpfer TD3 ist innerhalb des Wandergehäuses TCH, zwischen der Kupplung WK und dem Drehschwingungstilger TI angeordnet. Die Abtriebsnabe TA ist mit einer Antriebswelle GW1 eines nicht näher dargestellten Automatikgetriebes verbunden. Innerhalb des Wandlergehäuses TCH ist ferner eine Kupplung WK angeordnet. Durch Schließen der Kupplung WK ist das Wandlergehäuse TCH mit einer Hälfte eines Torsionsschwingungsdämpfers TD2 verbindbar. Eine andere Hälfte des Torsionsschwingungsdämpfers TD2 ist mit der Abtriebsnabe TA verbunden.
  • Der Rotor R der elektrischen Maschine ist auf einem Rotorträger RT angeordnet, welcher über eine Schraubverbindung mit einer Nabe N fest verbunden ist. Die Nabe N ist über einen Innenring eines ersten Lagers L1 drehbar gelagert. Das erste Lager L1 ist als einreihiges Nadellager oder Rollenlager ausgebildet, und ist dazu eingerichtet die Nabe N in radialer Richtung abzustützen. Alternativ sind sowohl für das erste Lager L1 als auch für das später beschriebene zweite Lager L2 andere Lagerformen, wie beispielsweise Rillenkugellager, möglich, wodurch zusätzlich auch eine axiale Abstützung ermöglicht wird. Ein Außenring des ersten Lagers L1 ist an einem Lagerschild LS abgestützt. Das Lagerschild LS ist am Gehäuse GG befestigt, und dient zudem der unmittelbaren Befestigung des Stators S der elektrischen Maschine. Das Lagerschild LS dient somit als Statorträger.
  • Das Lagerschild LS trennt einen Nassraum NR des Hybridantriebsmoduls 1 von einem Trockenraum TR. Die Abdichtung des Nassraums NR zum Trockenraum TR erfolgt über einen Dichtring DR, welcher unmittelbar neben dem ersten Lager L1 angeordnet ist.
  • Die Nabe N weist ein drehmomentübertragendes Versatzausgleichselement VA auf, welches eine erste Hälfte VA1 und eine zweite Hälfte VA2 umfasst. Das Versatzausgleichselement VA ist im Trockenraum TR des Hybridantriebsmoduls 1 angeordnet. Das Versatzausgleichselement VA ist dazu eingerichtet, sowohl einen radialen Versatz als auch einen axialen Versatz zwischen seinen beiden Hälften VA1, VA2 auszugleichen. Die erste Hälfte VA1 ist mit der Nabe N verbunden. Dazu weist die Nabe N eine drehmomentübertragende Schnittstelle auf, welche als Verzahnung NZ ausgebildet ist.
    Die Verzahnung NZ befindet sich an einer konischen Umfangsfläche der Nabe N. An der ersten Hälfte VA1 ist eine Verzahnung VAZ ebenfalls an einer entsprechenden konischen Umfangsfläche ausgebildet, welche mit der Verzahnung NZ im Eingriff steht. Im dargestellten Beispiel schließen die konischen Umfangsflächen mit der Drehachse der Nabe N in Richtung der Kurbelwelle einen spitzen Winkel von 10° ein und die Verzahnung NZ der Nabe N ist als Innenverzahnung an einer inneren konischen Umfangsfläche vorgesehen. Hier sind auch anderen Varianten möglich, wobei ein anderer Winkel vorgesehen werden kann, die Neigungsrichtung der konischen Umfangsflächen umgekehrt werden kann und/oder ein Wechsel der Innen- und Außenverzahnung zwischen der Nabe N und der ersten Hälfe VA1 erfolgen kann.
    Die derart ausgerichtete Verzahnungspaarung dient zur Drehmomentübertragung von der ersten Hälfte VA1 zur Nabe N und zur Zentrierung dieser beiden Komponenten. Die zweite Hälfte VA2 ist über eine Flexplate FP an eine Kurbelwelle WK anschließbar. Die zweite Hälfte VA2 ist dazu über eine Schraubverbindung mit der Flexplate FP verbunden, welche über eine weitere Schraubverbindung mit der Kurbelwelle KW verbunden ist.
  • An der ersten Hälfte VA1 ist ein Zentrierzapfen ZZ vorgesehen, mit dem eine Ausrichtung in radialer Richtung mit der Kurbelwelle KW erfolgt. Der Zentrierzapfen ZZ ist hierbei einsteilig mit ersten Hälft VA1 ausgebildet und weist zur vereinfachten Montage vorzugsweise eine umlaufende Einlaufschräge in Form einer Phase und/oder eines Radius an der der Kurbelwelle KW zugewandten Kante. Entsprechende Einlaufschrägen können auch alternativ oder wie dargestellt zusätzlich an der Kurbelwelle KW vorgesehen sein.
  • Die Nabe N ist über eine Nietverbindung RI mit dem Wandlergehäuse TCH des Drehmomentwandlers TC drehfest verbunden. Die Nietverbindung ist als Durchstellnietverbindung ausgeführt, sodass keine Durchgangsbohrungen im Wandlergehäuse TCH erforderlich sind. Durch die Nietverbindung RI ist gewährleistet, dass der Verbund aus Nabe N, Rotorträger RT, Rotor R und Wandlergehäuse TCH die gleiche Drehachse aufweisen. Dieser Verbund ist über das erste Lager L1 und ein zweites Lager L2 gelagert. Das zweite Lager L2 ist an einem zweiten Lagerschild LS2 des Hybridantriebsmoduls 1 abgestützt. Das zweite Lager L2 ist als Nadellager ausgebildet. Das zweite Lagerschild LS2 ist mit dem Gehäuse GG verbunden. Die Abstützung des Leitrads L erfolgt ebenso über das zweite Lagerschild LS2.
  • 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel die Verzahnung VAZ, NZ und der Zentrierzapfen ZZ unterschiedlich ausgeführt sind. Die weiteren dargestellten Teile entsprechen denen der 1, weshalb auf die dahingehende obige Beschreibung verwiesen wird.
  • Die Verzahnung NZ befindet sich im zweiten Ausführungsbeispiel an einer Stirnseite der Nabe N. An der ersten Hälfte VA1 ist eine Verzahnung VAZ ausgebildet, welche mit der Verzahnung NZ im Eingriff steht. Die derart axial ausgerichtete Verzahnungspaarung dient zur Drehmomentübertragung von der ersten Hälfte VA1 zur Nabe N und zur Zentrierung dieser beiden Komponenten. Derartige Verzahnungspaarungen werden auch als Hirth-Verzahnung bezeichnet.
  • Der Zentrierzapfen ZZ, mit dem eine Ausrichtung in radialer Richtung mit der Kurbelwelle KW erfolgt, ist im zweiten Ausführungsbeispiel am Kopf der Schraube SZ vorgesehen, mit der die Verzahnungen VAZ; NZ vorgespannt werden. Durch eine solche Ausbildung wird gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel die Fertigung der ersten Hälfte VA1 vereinfacht.
  • Die Merkmale des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels sowie der weiteren obigen Beschreibung können beliebig miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann bei einer Verzahnung an den Stirnseiten auch ein Zentrierzapfen ZZ an der ersten Hälfe VA1 vorgesehen sein.
  • 3 zeigt einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Der Antriebsstrang weist einen Verbrennungsmotor VM, das Hybridantriebsmodul 1 sowie ein Automatikgetriebe AT auf. Hybridantriebsmodul 1 und Automatikgetriebe AT sind voneinander getrennte Einheiten mit zumindest einer Schnittstelle, über welche das Hybridantriebsmodul 1 und das Automatikgetriebe AT miteinander verbindbar sind. Eine Hydraulikversorgung des Hybridantriebsmoduls 1 erfolgt vorzugsweise über eine Hydraulik des Automatikgetriebes AT. Abtriebsseitig ist das Automatikgetriebe AT mit einem Differentialgetriebe AG verbunden, beispielsweise über eine Kardanwelle. Mittels dem Differentialgetriebe AG wird die an einer Abtriebswelle des Automatikgetriebes AT anliegende Leistung auf Antriebsräder DW des Kraftfahrzeugs verteilt.
  • 4 zeigt einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, welcher im Wesentlichen dem in 3 dargestellten Antriebsstrang entspricht. Das Hybridantriebsmodul 1 und das Automatikgetriebe AT bilden nun eine gemeinsame Baueinheit. In anderen Worten ist das Hybridantriebsmodul 1 integraler Bestandteil des Automatikgetriebes AT.
  • Die in 3 und 4 dargestellten Antriebsstränge sind lediglich beispielhaft anzusehen. Statt dem dargestellten Aufbau mit längs zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtetem Antriebsstrang ist auch eine Verwendung in einem quer zur Fahrtrichtung ausgerichtetem Antriebsstrang denkbar. Das Differentialgetriebe AG kann in das Getriebe G integriert sein. Der Antriebsstrang mit dem Hybridantriebsmodul 1 ist auch für eine Allradanwendung geeignet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hybridantriebsmodul
    GG
    Gehäuse
    S
    Stator
    R
    Rotor
    RT
    Rotorträger
    NR
    Nassraum
    TR
    Trockenraum
    DR
    Dichtring
    N
    Nabe
    NZ
    Verzahnung
    L1
    Erstes Lager
    LS
    Lagerschild
    L2
    Zweites Lager
    LS2
    Zweites Lagerschild
    TC
    Drehmomentwandler
    TCH
    Wandlergehäuse
    P
    Pumpenrad
    L
    Leitrad
    T
    Turbinenrad
    WK
    Kupplung
    TI
    Drehschwingungstilger
    TD2
    Torsionsschwingungsdämpfer
    TD3
    Torsionsschwingungsdämpfer
    RI
    Nietverbindung
    KW
    Kurbelwelle
    VM
    Verbrennungsmotor
    ZZ
    Zentrierzapfen
    VA
    Versatzausgleichselement
    VA1
    Erste Hälfte
    VA2
    Zweite Hälfte
    VAZ
    Verzahnung
    SZ
    Schraube
    FP
    Flexplate
    AT
    Automatikgetriebe
    TA
    Abtriebsnabe
    GW1
    Antriebswelle
    AG
    Differentialgetriebe
    DW
    Antriebsrad
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6777837 B2 [0002]
    • US 6478101 B1 [0003]
    • DE 102006034945 A1 [0004]

Claims (15)

  1. Hybridantriebsmodul (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Hybridantriebsmodul (1) ein Gehäuse (GG), eine elektrische Maschine mit einem drehbaren Rotor (R) und einem gegenüber dem Gehäuse (GG) drehfesten Stator (S), sowie einen Drehmomentwandler (TC) aufweist, - wobei der Rotor (R) auf einem Rotorträger (RT) angeordnet ist, welcher mit einer Nabe (N) fest verbunden ist, - wobei die Nabe (N) über eine drehfeste Verbindung mit einem Wandlergehäuse (TCH) des Drehmomentwandlers (TC) verbunden ist, - wobei die Nabe (N) über zumindest ein erstes Lager (L1) drehbar gelagert und in radialer Richtung an einem am Gehäuse (GG) befestigten Lagerschild (LS) abgestützt ist, - wobei das Gehäuse (GG) einen Flansch zur Anbindung an einen Verbrennungsmotor (VM) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zentrierzapfen (ZZ) zur Zentrierung mit einer Kurbelwelle (KW) des Verbrennungsmotors (VM) vorgesehen ist, und dass der Zentrierzapfen (ZZ) mit der Nabe (N) verbunden ist.
  2. Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (N) eine drehmomentübertragende Schnittstelle zu einer ersten Hälfte (VA1) eines Versatzausgleichselements (VA) aufweist, wobei eine zweite Hälfte (VA2) des Versatzausgleichselements (VA) drehmomentübertragend an die Kurbelwelle (KW) des Verbrennungsmotors (VM) anschließbar ist, wobei das Versatzausgleichselement (VA) dazu eingerichtet ist sowohl einen radialen Versatz als auch einen axialen Versatz zwischen seinen beiden Hälften (VA1, VA2) auszugleichen.
  3. Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hälfte (VA1) des Versatzausgleichselements (VA) an einer Stirnseite eine Verzahnung (VAZ) aufweist, welche mit einer an einer Stirnseite der Nabe (N) ausgebildeten Verzahnung (NZ) in Eingriff steht, sodass die erste Hälfte (VA1) des Versatzausgleichselements (VA) mit der Nabe (N) drehmomentübertragend verbunden ist.
  4. Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hälfte (VA1) des Versatzausgleichselements (VA) an einer konischen Umfangsfläche eine Verzahnung (VAZ) aufweist, welche mit einer an einer konischen Umfangsfläche der Nabe (N) ausgebildeten Verzahnung (NZ) in Eingriff steht, sodass die erste Hälfte (VA1) des Versatzausgleichselements (VA) mit der Nabe (N) drehmomentübertragend verbunden ist.
  5. Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (VAZ, NZ) zwischen der Nabe (N) und der ersten Hälfte (VA1) des Versatzausgleichselements (VA) mittels einer Schraube (SZ) vorgespannt ist.
  6. Hybridantriebsmodul (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierzapfen (ZZ) durch die erste Hälfte (VA1) des Versatzausgleichselements (VA) ausbildet ist.
  7. Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierzapfen (ZZ) durch einen Schraubenkopf (SZK) der Schraube (SZ) ausbildet ist.
  8. Hybridantriebsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierzapfen (ZZ) einteilig mit der Nabe (N) ausbildet ist.
  9. Hybridantriebsmodul (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hälfte (VA2) des Versatzausgleichselements (VA) über eine Flexplate an die Kurbelwelle (KW) anschließbar ist.
  10. Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch zur Anbindung an den Verbrennungsmotor (VM) frei von Passhülsen oder Passflächen zur radialen Ausrichtung von Gehäuse (GG) zu Verbrennungsmotor (VM) ist.
  11. Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandlergehäuse (TCH) über ein zweites Lager (L2) an einem zweiten Lagerschild (LS2) des Hybridantriebsmoduls (1) gelagert ist.
  12. Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (S) unmittelbar an dem Lagerschild (LS) befestigt ist.
  13. Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Wandlergehäuses (TCH) eine Kupplung (WK) angeordnet ist, wobei durch Schließen der Kupplung (WK) das Wandlergehäuse (TCH) mit einem Turbinenrad (T) des Drehmomentwandlers (TC) verbindbar ist, wobei innerhalb des Wandlergehäuses (TCH) zwischen der Kupplung (WK) und einer mit dem Turbinenrad (T) verbundenen Abtriebsnabe (TA) des Drehmomentwandlers (TC) ein Torsionsschwingungsdämpfer (TD2) angeordnet ist.
  14. Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridantriebsmodul (1) entweder integraler Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Automatikgetriebes (AT) ist oder als eine eigenständige Einheit mit zumindest einer Schnittstelle zu dem Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe (AT) ausgebildet ist.
  15. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch ein Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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