DE102018205460A1

DE102018205460A1 - Hybridantriebsmodul für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102018205460A1
Application number: DE102018205460.6A
Authority: DE
Inventors: Angelika Ebert; Monika Rössner; Wolfgang Grosspietsch; Wolfgang Kundermann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-04-11
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2019-10-17
Also published as: CN111971195A; WO2019197105A1; US20210146770A1

Abstract

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 eine Kupplung (K0) aufweist, wobei eine erste Hälfte (KOan) der Kupplung (K0) mit einer Nabe (N) drehfest oder drehelastisch verbunden ist, und wobei eine zweite Hälfte (K0ab) der Kupplung (K0) mit dem Rotor (R) drehfest oder drehelastisch verbunden ist, wobei der Rotor (R) über ein erstes Wälzlager (L1) an der Nabe (N) drehbar gelagert ist, wobei die Nabe (N) über ein zweites Wälzlager (L2) an einem mit dem Gehäuse (GG) verbundenen Lagerschild (LS) drehbar gelagert ist, und wobei eine beidseitige Axialkraftabstützung zwischen dem Rotor (R) und der Nabe (N) über das erste Wälzlager (L1) sowie zwischen der Nabe (N) und dem Lagerschild (LS) über das zweite Wälzlager (L2) erfolgt. Ferner ist ein Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einem derartigen Hybridantriebsmodul (1) beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebsmodul für ein Kraftfahrzeug. Das Hybridantriebsmodul kann integraler Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Getriebes sein, oder als eigenständige Einheit mit zumindest einer Schnittstelle zu einem Kraftfahrzeug-Getriebe ausgebildet sein. Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Hybridantriebsmodul.
Die Patentanmeldung US 2013/0086798 A1 beschreibt ein solches Hybridantriebsmodul, welches ein Gehäuse, eine elektrische Maschine und eine Kupplung aufweist. Ein Stator der elektrischen Maschine ist gegenüber dem Gehäuse drehfest angeordnet. Ein Rotor der elektrischen Maschine ist drehbar gelagert. Eine erste Hälfte der Kupplung ist mit einer Nabe verbunden, und eine zweite Hälfte der Kupplung ist mit dem Rotor verbunden. Durch Schließen der Kupplung wird eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen den beiden Kupplungshälften hergestellt. Der Rotor ist über ein erstes Wälzlager an der Nabe drehbar gelagert. Die Nabe ist über ein zweites Wälzlager an einem Lagerschild drehbar gelagert, welches mit dem Gehäuse verbunden ist. Die Axiallagerung des Rotors erfolgt über zwei Axialnadellager, welche den Rotor zwischen der Nabe und einem Pumpengehäuse abstützen. Die Nabe ist in axialer Richtung über das zweite Wälzlager und über eines der Axialnadellager am Rotor abgestützt.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, den Lageraufbau eines derartigen Hybridantriebsmoduls zu vereinfachen, insbesondere die Anzahl der Lager zu reduzieren.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen den im Stand der Technik bekannten Lageraufbau derart zu modifizieren, dass eine beidseitige Axialkraftabstützung zwischen Rotor und Nabe über das erste Wälzlager und zwischen Nabe und Lagerschild über das zweite Wälzlager erfolgt. Dadurch kann zumindest ein Axialnadellager entfallen, wodurch das Hybridantriebsmodul kostengünstiger hergestellt werden kann.
Vorzugsweise stützt sich der Rotor in radialer Richtung an einem Innenring des ersten Wälzlagers ab, sodass ein Außenring des ersten Wälzlagers der Nabe zugeordnet ist. Das erste Wälzlager kann dazu beispielsweise als Rillenkugellager oder als Schrägkugellager ausgeführt sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die Axialkraftübertragung von dem Rotor auf den Innenring des ersten Wälzlagers in einer ersten Axialkraftrichtung über einen Axialanschlag eines mit dem Rotor drehfest verbundenen Elements oder über einen ersten Sprengring. In einer der ersten Axialkraftrichtung entgegengesetzten zweiten Axialkraftrichtung erfolgt die Axialkraftübertragung über einen zweiten Sprengring oder über einen Sicherungsring. Zur verbesserten Zugänglichkeit des zweiten Sprengrings kann in der Nabe zumindest eine Öffnung vorgesehen sein, welche einen Zugang zum zweiten Sprengring axial durch die Nabe hindurch ermöglicht. Um zu verhindern, dass der zweite Sprengring bei der Montage des Hybridantriebsmoduls zu früh in die entsprechende Nut einrastet, kann an der Nabe ein Halteabschnitt für den zweiten Sprengring vorgesehen sein.
Wird anstelle des ersten Sprengrings ein axialer Anschlag verwendet, so kann das mit dem Rotor drehfest verbundene Element Bestandteil einer Betätigungseinrichtung der Kupplung sein, beispielsweise eine Stauscheibe im Falle einer hydraulischen Betätigung der Kupplung.
Vorzugsweise erfolgt die Axialkraftübertragung von dem Außenring des ersten Wälzlagers auf die Nabe in der ersten Axialkraftrichtung über eine Kontaktfläche zwischen Nabe und Außenring, und in der zweiten Axialkraftrichtung über einen dritten Sprengring.
Die Kontaktfläche ist dabei vorzugsweise axial zwischen dem Außenring des ersten Wälzlagers und dem dritten Sprengring angeordnet. Dies verbessert die Zugänglichkeit zum dritten Sprengring für Montage und Demontage des Hybridantriebsmoduls.
Vorzugsweise sind am Außenring des ersten Wälzlagers axial hervorstehende Fortsätze angeordnet. Diese Fortsätze reichen durch in der Nabe angeordnete Öffnungen hindurch. Bei einer derartigen Ausführung wirkt der dritte Sprengring zwischen den Fortsätzen und der Nabe. Alternativ dazu kann eine Hülse vorgesehen sein, welche den Außenring des ersten Wälzlagers umgreift und durch in der Nabe vorgesehene Öffnungen hindurch ragt. Bei einer derartigen Ausführung wirkt der dritte Sprengring zwischen der Hülse und der Nabe. Die Axialkraftübertragung in der zweiten Axialkraftrichtung erfolgt dabei über die Fortsätze, oder alternativ dazu über die Hülse.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung ist der Außenring des ersten Wälzlagers gegenüber der Nabe mittels zumindest eines Stiftelements axial gesichert. Das Stiftelement ist dabei in einer Radialbohrung der Nabe angeordnet, wobei ein Ende des Stiftelements in eine Nut des Außenrings eingreift. Das Stiftelement umfasst dabei vorzugsweise ein elastisches Element, welches zwischen zwei Stiftteilen des Stiftelements angeordnet ist. Das elastische Element kann beispielsweise ein O-Ring sein, ein an die Stiftteile angespritztes Elastomer oder eine Feder. Durch das elastische Element kann eine Vorspannung der Stiftteile erreicht werden, sodass das Stiftelement während der Montage des Hybridantriebsmoduls nicht herausfällt. Vorzugsweise sind zwei oder drei derartige Stiftelemente zur Axialsicherung des Außenrings des ersten Wälzlagers vorgesehen.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung erfolgt die Axialsicherung des Außenrings des ersten Wälzlagers gegenüber der Nabe mittels zumindest einer Kugel, welche in einer Radialbohrung der Nabe angeordnet ist. Die Kugel wirkt dabei mit dem Außenring formschlüssig zusammen, beispielsweise mit einer Kerbe am Außenumfang des Außenrings. Die zumindest eine Kugel kann mittels eines O-Rings gegen ein Herausfallen nach Außen gesichert sein. Der O-Ring ist dazu an einem Außendurchmesser der Nabe angeordnet, und verringert im montierten Zustand einen Öffnungsquerschnitt der Radialbohrung. Vorzugsweise sind zwei oder drei derartige Kugeln zur Axialsicherung des Außenrings des ersten Wälzlagers vorgesehen.
Zusätzlich zu der zumindest einen Kugel kann in der gleichen Radialbohrung eine weitere Kugel angeordnet sein. Die zumindest eine Kugel ist dabei in der Radialbohrung radial innen, und die weitere Kugel radial außen angeordnet. Dadurch können bei unveränderter Wandstärke der Nabe kleinere Kugeln verwendet werden, sodass der Formschluss zwischen der radial inneren Kugel und dem Außenring des ersten Wälzlagers verbessert wird. Eine Verliersicherung der Kugeln kann beispielsweise mittels eines geschlitzten Rings erfolgen, welcher an der radial äußeren Mündungsöffnung der Radialbohrung angeordnet ist. Der Ring kann aus Stahl oder aus Kunststoff gefertigt sein. Die Kugeln könnten alternativ dazu in die Radialbohrung eingepresst sein, sodass eine separate Verliersicherung entfallen kann. Vorzugsweise sind drei Radialbohrungen in der Nabe vorgesehen, in welchen je zwei Kugeln angeordnet sind. Die drei Radialbohrungen sind vorzugsweise gleichmäßig am Umfang der Nabe verteilt.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung ist der Außenring des ersten Wälzlagers in die Nabe eingepresst. Bei einer derartigen Lösung kann eine einzige Radialbohrung zur Axialsicherung des ersten Wälzlagers genügen, insbesondere bei Anwendungen mit geringer axialer Belastung. Diese Ausgestaltung ist sowohl bei der Axialsicherung mittels Stiftelement als auch bei der Axialsicherung mittels Kugel, bzw. Kugeln möglich.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung stützt sich die Nabe an einem Innenring des zweiten Wälzlagers ab, sodass ein Außenring des zweiten Wälzlagers dem Lagerschild zugeordnet ist. Vorzugsweise erfolgt dabei die Axialkraftübertragung von der Nabe auf den Innenring des zweiten Wälzlagers in der ersten Axialkraftrichtung über einen Anschlag an der Nabe oder über einen vierten Sprengring. In der zweiten Axialkraftrichtung erfolgt die Axialkraftübertragung über einen fünften Sprengring. Die Axialkraftübertragung von dem Außenring des zweiten Wälzlagers auf das Lagerschild erfolgt in der ersten Axialkraftrichtung vorzugsweise über einen Anschlag am Lagerschild, und in der zweiten Axialkraftrichtung über einen sechsten Sprengring.
Um zu verhindern, dass der sechste Sprengring bei der Montage des Hybridantriebsmoduls zu früh in die entsprechende Nut einrastet, kann ein Zusatzelement vorgesehen sein, welches den sechsten Sprengring in seiner gespreizten Lage hält.
Das Zusatzelement kann beispielsweise eine Scheibe sein. Vorzugsweise wird das Zusatzelement beim Montageprozess verdrängt, sodass der sechste Sprengring ohne einen zusätzlichen Prozessschritt in die entsprechende Nut einrastet. Das Zusatzelement kann danach ohne Wirkung im Hybridantriebsmodul verbleiben.
Vorzugsweise ist zwischen dem Lagerschild und der Nabe ein Radialwellendichtring vorgesehen. Dieser Radialwellendichtring verschließt den Zugang zum dritten und fünften Sprengring. Der Radialwellendichtring kann an einer Dichthülse angebracht sein, um dessen radiale Abmessungen gering zu halten und gleichzeitig eine gute Zugänglichkeit zum dritten und fünften Sprengring zu gewährleisten.
Die Nabe kann einteilig oder mehrteilig aufgebaut sein. Bei einem mehrteiligen Aufbau sind die einzelnen Bestandteile der Nabe drehfest miteinander verbunden, beispielsweise durch eine formschlüssige, kraftschlüssige oder stoffschlüssige Verbindung.
Die Bezeichnung der Sprengringe als erster, zweiter Sprengring etc. dient lediglich zur eindeutigen Unterscheidung zwischen den Sprengringen. Eine Aussage über die Anzahl der in der Lagerung von Rotor und Nabe verwendeten Sprengringe ist daraus nicht abzuleiten. So kann die Lagerung des Hybridantriebsmoduls beispielsweise nur vier Sprengringe aufweisen, obwohl es laut der vorangegangenen Beschreibung einen „sechsten“ Sprengring umfasst.
Vorzugsweise ist das Hybridantriebsmodul integraler Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Getriebes. Das ein- oder mehrteilige Gehäuse des Hybridantriebsmoduls beherbergt beispielsweise Planetenradsätze und Schaltelemente, mittels denen eine Mehrzahl von Gängen zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle des Getriebes schaltbar sind. Anstelle der Planetenradsätze und Schaltelemente kann das Getriebe auch ein Reibradgetriebe mit verschiebbaren Rädern umfassen, mittels dem das Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle stufenlos veränderbar ist. Das Getriebe kann auch als Einfach- oder Doppelkupplungsgetriebe ausgeführt sein, welches schaltbare Stirnradpaare zur Gangbildung nutzt.
Alternativ dazu kann das Hybridantriebsmodul als eine eigenständige Einheit mit einer Schnittstelle zu einem Kraftfahrzeug-Getriebe ausgebildet sein. Das Hybridantriebsmodul ist dabei von dem Getriebe 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 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hybridantriebsmoduls;
2 bis 10 Detailansichten verschiedener Ausführungsbeispiele einer Lagerung des Hybridantriebsmoduls;
11 einen Sicherungsring; sowie
12 und 13 je einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang.

1 zeigt eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des Hybridantriebsmoduls 1 für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang. Das Hybridantriebsmodul 1 weist ein Gehäuse GG, eine elektrische Maschine mit einem drehfesten Stator S, einem drehbaren Rotor R sowie eine Kupplung K0 auf, welche als hydraulisch betätigte Lamellenkupplung ausgebildet ist. Ein Innenlamellenträger der Kupplung K0 ist Bestandteil einer ersten Hälfte K0an der Kupplung K0, und ist mit einer Nabe N drehfest verbunden. Ein Außenlamellenträger der Kupplung K0 ist Bestandteil einer zweiten Hälfte K0ab der Kupplung K0. Der Rotor R ist mit dem Außenlamellenträger sowie mit einer Rotornabe RN drehfest verbunden.
Die Rotornabe RN dient zur drehbaren Abstützung des Rotors R an der Nabe N, wobei ein erstes Wälzlager L1 zwischen der Rotornabe RN und der Nabe N angeordnet ist. Die Nabe N ist über ein zweites Wälzlager L2 an einem Lagerschild LS drehbar abgestützt, wobei das Lagerschild LS mit dem Gehäuse GG fest verbunden ist. Das Lagerschild LS trennt einen Nassraum des Hybridantriebsmoduls 1 von einem Trockenraum desselben. Die elektrische Maschine, die Kupplung K0 sowie die beiden Wälzlager L1, L2 sind im Nassraum angeordnet. Ein Teil der Nabe N sowie ein Torsionsschwingungsdämpfer sind im Trockenraum angeordnet. Eine Abdichtung zwischen Nassraum und Trockenraum wird durch einen Radialwellendichtring DR ermöglicht, welcher einen radialen Spalt zwischen Lagerschild LS und Nabe N abdichtet.
Die beiden Wälzlager L1, L2 sind beispielhaft als einreihige Rillenkugellager ausgeführt, und sind somit zur Abstützung von radial und axial wirkenden Kräften eingerichtet. Das erste Wälzlager L1 weist einen Innenring L11 und einen Außenring L12 auf, wobei mehrere kugelförmige Wälzkörper zwischen Innenring L11 und Außenring L12 angeordnet sind. Der Innenring L11 liegt an einer Umfangsfläche der Rotornabe RN auf, während der Außenring L12 an einer Innenfläche der Nabe N aufliegt. Das zweite Wälzlager L2 weist einen Innenring L21 und einen Außenring L22 auf, wobei mehrere kugelförmige Wälzkörper zwischen Innenring L21 und Außenring L22 angeordnet sind. Der Innenring L21 liegt an einer Umfangsfläche der Nabe N auf, während der Außenring L22 an einer Innenfläche des Lagerschilds LS aufliegt. Soll über eines der Wälzlager L1, L2 eine axial wirkende Kraft übertragen werden, so ist eine entsprechende axiale Abstützung zwischen den beteiligten Lagerringen L11, L12, L21, L22 und den entsprechenden Bauteilen RN, N, LS zu sorgen. Zur besseren Übersicht ist dies in 2 bis 5 näher dargestellt.
2 zeigt eine Detailansicht der Lagerung des Hybridantriebsmoduls 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Eine Axialkraftübertragung von der Rotornabe RN auf den Innenring L11 erfolgt in einer ersten Axialkraftrichtung über einen ersten Sprengring SR1. Die erste Axialkraftrichtung wirkt in der bildlichen Darstellung nach links. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Ausführung des Hybridantriebsmoduls in 1, wo statt dem Sprengring ein Axialanschlag B vorgesehen ist. Der Axialanschlag B wird dabei durch ein Staublech der hydraulischen Betätigungseinrichtung der Kupplung K0 gebildet.
In einer zweiten Axialkraftrichtung, welche der ersten Axialkraftrichtung entgegengesetzt ist, erfolgt die Axialkraftübertragung von der Rotornabe RN auf den Innenring L11 über einen zweiten Sprengring SR2. Um die Zugänglichkeit des zweiten Sprengrings SR2 für Montage und Demontage des Hybridantriebsmoduls 1 zu verbessern, ist in der Nabe N zumindest eine Öffnung NA vorgesehen. Durch die Öffnung NA kann der zweite Sprengring SR2 ausgehend vom Trockenraum gespreizt werden, sofern der Radialwellendichtring DR nicht montiert ist.
Eine Axialkraftübertragung vom Außenring L12 auf die Nabe N erfolgt in der ersten Axialkraftrichtung über eine Kontaktfläche NK zwischen Nabe N und Außenring L12. In der zweiten Axialkraftrichtung erfolgt die Axialkraftübertragung zwischen vom Außenring L12 auf die Nabe N über einen dritten Sprengring SR3. Eine Axialkraftübertragung von der Nabe N auf den Innenring L21 erfolgt in der ersten Axialkraftrichtung über einen Anschlag an der Nabe N oder über einen vierten Sprengring (nicht dargestellt), und in der zweiten Axialkraftrichtung über einen fünften Sprengring SR5. Eine Axialkraftübertragung vom Außenring L22 auf das Lagerschild LS erfolgt in der ersten Axialkraftrichtung durch einen Anschlag am Lagerschild LS, und in der zweiten Axialkraftrichtung durch einen sechsten Sprengring SR6.
3 zeigt eine Detailansicht der Lagerung des Hybridantriebsmoduls 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zur Ausführung gemäß 2 ist nun ein Zusatzelement X vorgesehen, welches den sechsten Sprengring SR6 in seiner gespreizten Lage hält. Das Zusatzelement X ist beispielsweise als Scheibe ausgebildet. Das Zusatzelement X wird beim Montageprozess durch den Außenring L22 verdrängt, sodass der sechste Sprengring SR6 in die für ihn vorgesehene Nut einrastet.
4 zeigt eine Detailansicht der Lagerung des Hybridantriebsmoduls 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu den Ausführungen gemäß 2 und 3 wurde die Anordnung des dritten Sprengring SR3 verändert, sodass dieser nun auf der anderen Seite der Nabe N angeordnet ist als das erste Wälzlager L1. Zur Kraftübertragung zwischen dem Außenring L12 und der Nabe N sind am Außenring L12 mehrere Fortsätze F vorgesehen, welche durch in der Nabe N angeordnete Öffnungen hindurchreichen. Die Fortsätze F können integraler Bestandteil des Außenrings L12 sein, oder mit diesem in geeigneter Weise verbunden sein. Dadurch ist der dritte Sprengring SR3 ausgehend vom Trockenraum des Hybridantriebsmoduls 1 zugänglich, sofern der Radialwellendichtring DR nicht montiert ist.
5 zeigt eine Detailansicht der Lagerung des Hybridantriebsmoduls 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, welches im Wesentlichen der Ausführung gemäß 1 und 4 entspricht. Anstelle der Fortsätze F ist nun eine Hülse H vorgesehen, welche den Außenring L12 umgreift und durch die in der Nabe N angeordneten Öffnungen hindurchreicht. Die Hülse H wirkt mit dem dritten Sprengring SR3 zur Axialkraftübertragung zwischen Nabe N und Außenring L12 zusammen. Auch durch diese Lösung ist der dritte Sprengring SR3 ausgehend vom Trockenraum des Hybridantriebsmoduls 1 zugänglich.
6 zeigt eine Detailansicht der Lagerung des Hybridantriebsmoduls 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, welches im Wesentlichen dem in 4 entspricht. Die Axialkraftübertragung vom Außenring L22 des zweiten Wälzlagers L2 auf das Lagerschild LS erfolgt nun in Bildrichtung rechts über den sechsten Sprengring SR6, und in Bildrichtung links über einen Anschlag am Lagerschild LS. Dies erleichtert die Zugänglichkeit des sechsten Sprengrings S6.
7 zeigt eine Detailansicht der Lagerung des Hybridantriebsmoduls 1 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. Die axiale Sicherung des Außenrings L12 erfolgt im gegebenen Ausführungsbeispiel über mehrere Stiftelemente ST. Dazu sind in der Nabe N bevorzugt drei Radialbohrungen entlang dem Umfang der Nabe N verteilt. In jeder dieser Radialbohrungen ist ein Stiftelement ST angeordnet. Das Stiftelement ST weist ein elastisches Element EL auf, welches zwischen zwei Stiftteilen ST1, ST2 angeordnet ist. Der radial innere Stiftteil ST1 wirkt mit einer Nut im Außenumfang des Außenrings L12 formschlüssig zusammen, um die Lage des zweiten Wälzlagers L2 gegenüber der Nabe N zu definieren. Es ist auch eine Ausführung mit nur einem Stiftelement ST denkbar.
8 zeigt eine Detailansicht der Lagerung des Hybridantriebsmoduls 1 gemäß einem siebenten Ausführungsbeispiel. Anstelle der Stiftelemente ST erfolgt die axiale Sicherung des Außenrings L12 nun über mehrere am Umfang verteilte Kugeln KU.
Die Kugeln sind in entsprechenden Radialbohrungen der Nabe N angeordnet. Der Durchmesser der Kugeln KU ist dabei so groß, dass sie mit einer Kerbe am Außenumfang des Außenrings L12 zusammenwirken, sodass die Lage des zweiten Wälzlagers L2 gegenüber der Nabe N definiert ist. Die Kugeln KU sind in radialer Richtung zwischen dem Außenring L12 und dem Innenring L21 eingespannt. Ein O-Ring verhindert ein Verlieren der Kugeln KU, wenn das zweite Wälzlager L2 noch nicht montiert ist. Dazu ist am Außenumfang der Nabe N eine Nut vorgesehen, welche sich mit den Radialbohrungen überschneidet. In diese Nut kann der O-Ring eingelegt werden, und verringert damit den äußeren Öffnungsquerschnitt der Radialbohrungen.
9 zeigt eine Detailansicht der Lagerung des Hybridantriebsmoduls 1 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel, welches im Wesentlichen dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht. Um den Formschluss zwischen den Kugeln KU und dem Außenring L12 zu verbessern, sind in jeder Radialbohrung nun zwei Kugeln KU, KU2 vorgesehen. Eine Verliersicherung der Kugeln KU, KU2 erfolgt mittels eines geschlitzten Rings, welcher an der radial äußeren Mündungsöffnung der Radialbohrung angeordnet ist. Der Ring kann aus Stahl oder aus Kunststoff gefertigt sein. Die Kugeln KU, KU2 könnten alternativ dazu in die Radialbohrung eingepresst sein, sodass eine separate Verliersicherung entfallen kann.
10 zeigt eine Detailansicht der Lagerung des Hybridantriebsmoduls 1 gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel. Der Innenring L11 des ersten Wälzlagers L1 ist gegenüber der Rotornabe RN zwischen dem Bund B und einem Sicherungsring SRX eingespannt. 11 zeigt den Sicherungsring SRX im Querschnitt. Durch die Öffnung NA in der Nabe N kann der Sicherungsring SRX zur Montage und Demontage gespreizt werden.
Selbstverständlich können einzelne Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden. Beispielsweise könnte die Abstützung des Außenrings L22 des zweiten Wälzlagers gemäß der Darstellung in 6 bei allen anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden.
12 zeigt einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Der Antriebsstrang weist einen Verbrennungsmotor VM, das Hybridantriebsmodul 1 sowie ein Getriebe AT auf. Hybridantriebsmodul 1 und Getriebe AT sind voneinander getrennte Einheiten mit zumindest einer Schnittstelle, über welche das Hybridantriebsmodul 1 und das Getriebe AT miteinander verbindbar sind. Eine Hydraulikversorgung des Hybridantriebsmoduls 1 erfolgt vorzugsweise über eine Hydraulik des Getriebes AT. Abtriebsseitig ist das Getriebe AT mit einem Differentialgetriebe AG verbunden, beispielsweise über eine Kardanwelle. Mittels dem Differentialgetriebe AG wird die an einer Abtriebswelle des Getriebes AT anliegende Leistung auf Antriebsräder DW des Kraftfahrzeugs verteilt.
13 zeigt einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, welcher im Wesentlichen dem in 12 dargestellten Antriebsstrang entspricht. Das Hybridantriebsmodul 1 und das Getriebe AT bilden nun eine gemeinsame Baueinheit. In anderen Worten ist das Hybridantriebsmodul 1 integraler Bestandteil des Getriebes AT.
Die in 12 und 13 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
R: Rotor
S: Stator
K0: Kupplung
K0an: Erste Hälfte der Kupplung
K0ab: Zweite Hälfte der Kupplung
K0S: Element
N: Nabe
NK: Kontaktfläche
NA: Öffnung
RN: Rotornabe
LS: Lagerschild
L1: Erstes Wälzlager
L11: Innenring des ersten Wälzlagers
L12: Außenring des ersten Wälzlagers
F: Fortsätze
H: Hülse
L2: Zweites Wälzlager
L21: Innenring des zweiten Wälzlagers
L22: Außenring des zweiten Wälzlagers
B: Axialanschlag
SR1: Erster Sprengring
SR2: Zweiter Sprengring
SR3: Dritter Sprengring
SR5: Fünfter Sprengring
SR6: Sechster Sprengring
SRX: Sicherungsrung
ST: Stiftelement
ST1: Stiftteil
ST2: Stiftteil
EL: Elastisches Element
KU: Kugel
KU2: Kugel
DR: Radialwellendichtring
X: Zusatzelement
VM: Verbrennungsmotor
AT: Getriebe
AG: Differentialgetriebe
DW: Antriebsrad

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

US 2013/0086798 A1 [0002]

Claims

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 eine Kupplung (K0) aufweist, - wobei eine erste Hälfte (KOan) der Kupplung (K0) mit einer Nabe (N) drehfest oder drehelastisch verbunden ist, und wobei eine zweite Hälfte (K0ab) der Kupplung (K0) mit dem Rotor (R) drehfest oder drehelastisch verbunden ist, - wobei der Rotor (R) über ein erstes Wälzlager (L1) an der Nabe (N) drehbar gelagert ist, - wobei die Nabe (N) über ein zweites Wälzlager (L2) an einem mit dem Gehäuse (GG) verbundenen Lagerschild (LS) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine beidseitige Axialkraftabstützung zwischen dem Rotor (R) und der Nabe (N) über das erste Wälzlager (L1) sowie zwischen der Nabe (N) und dem Lagerschild (LS) über das zweite Wälzlager (L2) erfolgt.
Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenring (L11) des ersten Wälzlagers (L1) dem Rotor (R), und ein Außenring (L12) des ersten Wälzlagers (L1) der Nabe (N) zugeordnet ist.
Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkraftübertragung von dem Rotor (R) auf den Innenring (L11) des ersten Wälzlagers (L1) in einer ersten Axialkraftrichtung über einen Axialanschlag (B) oder einen ersten Sprengring (SR1), und in einer zweiten Axialkraftrichtung über einen zweiten Sprengring (SR2) oder einen Sicherungsring (SRX) erfolgt.
Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nabe (N) zumindest eine Öffnung (NA) vorgesehen ist, welche einen Zugang zum zweiten Sprengring (SR2) oder zum Sicherungsring (SRX) durch die Nabe (N) hindurch ermöglicht.
Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanschlag (B) durch ein Element (K0S) einer Betätigungseinrichtung der Kupplung (K0) gebildet ist, welches mit dem Rotor (R) drehfest verbunden ist.
Hybridantriebsmodul (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkraftübertragung von dem Außenring (L12) des ersten Wälzlagers (L1) auf die Nabe (N) in einer ersten Axialkraftrichtung über eine Kontaktfläche (NK) zwischen Nabe (N) und Außenring (L12) des ersten Wälzlagers (L1), und in einer zweiten Axialkraftrichtung über einen dritten Sprengring (SR3) erfolgt.
Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (NK) axial zwischen dem Außenring (L12) des erstes Wälzlagers (L1) und dem dritten Sprengring (SR3) angeordnet ist.
Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Außenring (L12) des ersten Wälzlagers (L1) axial hervorstehende Fortsätze (F) angeordnet sind, welche durch in der Nabe (N) angeordnete Öffnungen hindurchreichen, wobei der dritte Sprengring (SR3) mit den Fortsätzen (F) zusammenwirkt.
Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse (H) vorgesehen ist, welche den Außenring (L12) des ersten Wälzlagers (L1) umgreift und durch in der Nabe (N) angeordnete Öffnungen hindurchreicht, wobei der dritte Sprengring (SR3) mit der Hülse (H) zusammenwirkt.
Hybridantriebsmodul (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (L12) des ersten Wälzlagers (L1) gegenüber der Nabe (N) mittels zumindest eines Stiftelements (ST) axial gesichert ist, welches in einer Radialbohrung der Nabe (N) angeordnet ist und in eine Nut des Außenrings (L12) eingreift.
Hybridantriebsmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Stiftelement (ST) ein elastisches Element (EL) umfasst, welche zwischen zwei Stiftteilen (ST1, ST2) des Stiftelements (ST) angeordnet ist.
Hybridantriebsmodul (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (L12) des ersten Wälzlagers (L1) gegenüber der Nabe (N) mittels zumindest einer Kugel (KU) axial gesichert ist, welche in einer Radialbohrung der Nabe (N) angeordnet ist und mit dem Außenring (L12) formschlüssig zusammenwirkt.
Hybridantriebsmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kugel (KU) mittels eines O-Rings gegen ein Herausfallen nach radial außen gesichert ist.
Hybridantriebsmodul nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der zumindest einen Kugel (KU) eine weitere Kugel (KU2) vorgesehen ist, welche in einer Radialbohrung radial außerhalb der zumindest einen Kugel (KU) angeordnet ist.
Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenring (L21) des zweiten Wälzlagers (L2) der Nabe (N), und ein Außenring (L22) des zweiten Wälzlagers (L2) dem Lagerschild (LS) zugeordnet ist.
Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkraftübertragung von der Nabe (N) auf den Innenring (L21) des zweiten Wälzlagers (L2) in einer ersten Axialkraftrichtung über einen Anschlag an der Nabe (N) oder einen vierten Sprengring, und in einer zweiten Axialkraftrichtung über einen fünften Sprengring (SR5) erfolgt.
Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkraftübertragung von dem Außenring (L22) des zweiten Wälzlagers (L2) auf das Lagerschild (LS) in einer ersten Axialkraftrichtung durch einen Anschlag am Lagerschild (LS) und in einer zweiten Axialkraftrichtung durch einen sechsten Sprengring (SR6) erfolgt.
Hybridantriebsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung eines radialen Spalts zwischen dem Lagerschild (LS) und der Nabe (N) ein Radialwellendichtring (DR) vorgesehen ist.
Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (K0) als Lamellenkupplung ausgebildet ist, wobei die erste Hälfte (KOan) der Kupplung (K0) einem Innenlamellenträger der Kupplung (K0) zugeordnet ist.
Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridantriebsmodul (1) entweder integraler Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Getriebes (AT) ist oder als eine eigenständige Einheit mit zumindest einer Schnittstelle zu einem Kraftfahrzeug-Getriebe (AT) ausgebildet ist.
Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch ein Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.