DE102019125814B4 - Hybridmodul und Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Hybridmodul (1) für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Hybridmodul (1) aufweist:
eine elektrische Rotationsmaschine (10),
einen mit dem Rotor (12) der elektrischen Rotationsmaschine (10) rotationsfest verbundenen Rotorträger (13),
eine Trennkupplung (20) zum Öffnen und Schließen eines Drehmoment-Übertragungspfades zwischen der elektrischen Rotationsmaschine (10) und einer Antriebsseite (70) des Hybridmoduls (1) zum Koppeln mit einer Welle, die wiederum mit einer Verbrennungskraftmaschine gekoppelt werden kann und
ein Betätigungssystem (40) zum Betätigen der Trennkupplung (20) durch Einleiten einer Betätigungskraft in die Trennkupplung (20),
wobei im Kraftübertragungspfad zwischen dem Betätigungssystem (40) und der Trennkupplung (20) ein Kraftübertragungselement (50) angeordnet ist, welches den Rotorträger (13) axial durchgreift, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (50) eine Hebelfeder (51) ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul und eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug.
• Aus dem Stand der Technik sind Hybridmodule, die als Bestandteil einer Antriebsanordnung eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sind, bereits bekannt. Ein Hybridmodul umfasst üblicherweise eine Anschlusseinrichtung zur mechanischen Ankopplung einer Verbrennungskraftmaschine der Antriebsanordnung, wobei mittels einer Kupplungseinrichtung Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine auf das Hybridmodul übertragbar ist und das Hybridmodul von der Verbrennungskraftmaschine trennbar ist, so dass ein Einkuppeln oder Abkuppeln der Verbrennungskraftmaschine in oder aus einem Antriebsstrang der Antriebsanordnung realisierbar ist.
• Bekannte Antriebsmodule umfassen eine elektrische Rotationsmaschine zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments mit einem Rotor. Die elektrische Rotationsmaschine ermöglicht bei Integration des Antriebsmoduls in einem Antriebsstrang eines Hybridkraftfahrzeugs das elektrische Fahren, Leistungszuwachs zum Verbrennungskraftmaschinenbetrieb und Rekuperieren.
• Dem Stand der Technik ist außerdem bekannt, ein Antriebsmodul in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs zu integrieren. Ein derartiges Antriebsmodul umfasst eine Kupplungsvorrichtung zur Übertragung von Drehmoment in ein nachgeordnetes Getriebe, ein Modulgehäuse sowie einen Elektromotor mit einem Rotor. Ein Rotorträger des Rotors als ein drehbares erstes Bauteil ist über eine Abstützlagereinrichtung auf einem Abschnitt des Modulgehäuses als ein zweites Bauteil abgestützt, zwecks drehbarer Lagerung des Rotors. Eine am zweiten Bauteil angeordnete Betätigungsvorrichtung greift mit einem Drucktopf in axialer Richtung durch das erste Bauteil hindurch, so dass eine auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Bauteils angeordnete Trennkupplung über eine die Trennkupplung und die Betätigungsvorrichtung verbindende Tellerfeder mit einer Betätigungskraft der Betätigungsvorrichtung beaufschlagbar ist, zwecks Betätigung der Trennkupplung.
• Um axial kompakt zu bauen, sind die Trennkupplung sowie die Betätigungsvorrichtung radial und abschnittsweise axial im hohlzylinderartig ausgeführten und vom Rotor des Elektromotors umgebenen Raum angeordnet. Trotz dieser bauraumeffizienten Anordnung haben die Betätigungsvorrichtung und die Trennkupplung dennoch einen erheblichen axialen Bauraumbedarf.
• Beispielsweise ist aus der WO 2018/113819 A1 ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine bekannt, welches eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator, einen mit dem Rotor verbundenen Rotorträger und eine Trennkupplung, mit der das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine auf das Hybridmodul übertragbar ist, aufweist. Aus der WO 2018/113819 A1 ist ebenfalls eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Hybridmodul bekannt, wobei das Hybridmodul mit der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe mechanisch über Kupplungen verbunden ist.
• Ein weiteres, gattungsgemäßes Hybridmodul ist auch aus der DE 102 46 839 A1 bekannt.
• Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hybridmodul sowie eine damit ausgestattete Antriebsanordnung zur Verfügung zu stellen, die in konstruktiv einfacher Weise eine Betätigung der Trennkupplung bei geringem axialem Bauraum realisieren.
• Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Hybridmodul nach einem der unabhängigen Ansprüche 1 oder 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Hybridmoduls sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 und 6 bis 10 angegeben. Ergänzend wird eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, welches das Hybridmodul aufweist, gemäß Anspruch 11 zur Verfügung gestellt.
• Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
• Die Begriffe „axial“ und „radial“ beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Rotationsachse des Hybridmoduls.
• Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybridkraftfahrzeug, zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine. Das Hybridmodul weist eine elektrische Rotationsmaschine und einen mit dem Rotor der elektrischen Rotationsmaschine rotationsfest verbundenen Rotorträger, eine Trennkupplung zum Öffnen und Schließen eines Drehmoment-Übertragungspfades zwischen der elektrischen Rotationsmaschine und einer Antriebsseite des Hybridmoduls zum Koppeln mit einer Welle, insbesondere einer Antriebswelle, die wiederum mit einer Verbrennungskraftmaschine gekoppelt werden kann und ein Betätigungssystem zum Betätigen der Trennkupplung durch Einleiten einer Betätigungskraft in die Trennkupplung auf. Im Kraftübertragungspfad zwischen dem Betätigungssystem und der Trennkupplung ist dabei erfindungsgemäß ein Kraftübertragungselement angeordnet, welches den Rotorträger axial durchgreift. Das bedeutet, dass durch den Rotorträger das Kraftübertragungselement axial hindurchführt.
• Insbesondere weist das Betätigungssystem ein Betätigungslager auf zur Realisierung einer Relativ-Rotationsbewegung zwischen einem Gehäuse des Hybridmoduls sowie rotierenden Bestandteilen des Hybridmoduls, wobei das Kraftübertragungselement an dem Betätigungslager mittelbar oder unmittelbar anliegt und von diesem verschoben werden kann.
• Das heißt, dass das Betätigungssystem auf einer axialen Seite des Rotorträgers angeordnet ist und die Trennkupplung auf der anderen, gegenüberliegenden axialen Seite des Rotorträgers angeordnet ist, und der Kraftübertragungspfad bzw. das Kraftübertragungselement die Betätigungskraft durch den Rotorträger hindurchführt bzw. hindurch leitet.
• Dabei ist nicht ausgeschlossen, dass zum Beispiel reibungsgeminderte Teile, wie zum Beispiel Scheiben, neben dem Kraftübertragungselement, ebenfalls im Kraftübertragungspfad angeordnet sind.
• Das Hybridmodul umfasst vorzugsweise weiterhin eine Abtriebsseite zur Kopplung mit einem koppelbaren Aggregat, insbesondere einem Getriebe, wobei die Trennkupplung entsprechend weiterhin zum Öffnen und Schließen eines Drehmoment-Übertragungspfades zwischen der Antriebsseite des Hybridmoduls und der Abtriebsseite des Hybridmoduls eingerichtet ist.
• In einem Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der elektrischen Rotationsmaschine und dem mit der Abtriebsseite des Hybridmoduls koppelbaren Aggregat kann insbesondere eine weitere Kupplungseinrichtung, vorzugsweise eine Doppelkupplungseinrichtung, vorgesehen sein. Eine mit dem erfindungsgemäßen Hybridmodul ausgestattete Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug kann somit eine Dreifachkupplungseinrichtung aufweisen.
• Die Antriebsseite des Hybridmoduls kann insbesondere mittelbar, z.B. über einen Schwingungsdämpfer, mit der Verbrennungskraftmaschine gekoppelt sein. Dabei ist die mit der Antriebsseite gekoppelte Welle gegebenenfalls eine Zwischenwelle, welche die Antriebsseite mit dem Schwingungsdämpfer zwecks DrehmomentÜbertragung verbindet, und der Schwingungsdämpfer ist mit der Verbrennungskraftmaschine gekoppelt.
• Dabei ist die Trennkupplung radial innerhalb des vom Rotor umgebenen Raums angeordnet. Zudem kann die Trennkupplung zumindest bereichsweise auch axial innerhalb des vom Rotor umgebenen Raums angeordnet sein.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Rotorträger über ein Lager auf einem Gehäuse des Hybridmoduls abgestützt und um eine Rotationsachse des Hybridmoduls verdrehbar gelagert. Hierdurch wird eine besonders kompakte Bauweise erzielt.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist es besonders bevorzugt, wenn das Kraftübertragungselement einstückig, insbesondere als einziges Bauteil, ausgebildet ist oder/und unmittelbar mit einem Betätigungslager des Betätigungssystems oder/und mit der Trennkupplung zusammenwirkt, um einen besonders einfachen Aufbau des Hybridmoduls zu erzielen.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Trennkupplung axial und radial innerhalb des Rotors, insbesondere des vom Rotor umgebenen Raums, angeordnet. Hierdurch wird eine besonders kompakte Bauweise erzielt.
• Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Kraftübertragungselement eine Hebelfeder. Unter der Hebelfeder ist hier ein schalenförmiges Element zu verstehen, welches insbesondere als Tellerfeder ausgestaltet ist.
• In einer alternativen, erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Kraftübertragungselement ein Drucktopf.
  Insbesondere ist der Drucktopf dabei als ein sich im Wesentlichen axial erstreckender Hohlzylinder ausgebildet.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind das Kraftübertragungselement und der Rotorträger auf einem ideellen Umfang des Rotorträgers alternierend angeordnet. Der ideelle Umfang entspricht dabei vorzugsweise nicht einer radialen Außenseite oder einem radial äußeren Bereich des Rotorträgers.
• Das heißt, dass der Rotorträger Aussparungen oder Fenster auf einem Teilkreis aufweist, durch welche Zungen der Hebelfeder bzw. des Kraftübertragungselements axial hindurchführen, um eine Anpressplatte der Trennkupplung mit einer Betätigungskraft zu beaufschlagen. Derartige Aussparungen können beispielsweise in Form von axial verlaufenden Bohrungen realisiert sein.
• Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, in der das Kraftübertragungselement eine Hebelfeder ist, stützt die Hebelfeder sich axial am Rotorträger oder an einem drehfest mit dem Rotorträger gekoppelten Bauteil, insbesondere einem Kupplungsdeckel, auch Deckelelement genannt, ab. Insbesondere ist diese axiale Abstützung auf einer der Trennkupplung axial abgewandten Seite der Hebelfeder realisiert.
• In einer weiteren Ausführungsform ist das Betätigungssystem, insbesondere dessen Betätigungslager, an einem Gehäuse des Hybridmoduls angeordnet. Eine Seite des Betätigungslagers ist somit drehfest am Gehäuse des Hybridmoduls angeordnet.
• Das am Gehäuse angeordnete Betätigungslager ist insbesondere mittelbar über eine Kolben-Zylinder-Einheit des Betätigungssystems am Gehäuse angeordnet. Die Kolben-Zylinder-Einheit ist dazu drehfest mit ihrem den Zylinder ausbildenden Körper am Gehäuse des Hybridmoduls angeordnet, wobei eine Seite des Betätigungslagers, ausgebildet durch einen Lagerinnenring oder einen Lageraußenring des Betätigungslagers, am Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit anliegt, so dass bei axialer Verschiebung des Kolbens im Zylinder eine Betätigungsbewegung an das Betätigungslager und über dieses an das Kraftübertragungselement übertragbar ist.
• In einer konstruktiv vorteilhaften Ausgestaltung des Hybridmoduls ist bei Rotation des Rotors der elektrischen Rotationsmaschine eine Mitnahme des Kraftübertragungselements in der Drehbewegung des Rotors mittels eines Mitnahmeelements realisierbar. Das Mitnahmeelement kann insbesondere eine mechanische Fixierung des Kraftübertragungselements mit einem mit dem Rotorträger drehfest verbundenen Deckelelement realisieren. Derart ist sichergestellt, dass keine Relativ-Drehbewegung zwischen dem Rotor bzw. dem Rotorträger und dem Kraftübertragungselement ausgeführt wird. Damit ist gewährleistet, dass das durch den Rotorträger axial durchgreifende Kraftübertragungselement und der Rotorträger sich nicht gegenseitig in einer jeweiligen Drehbewegung einschränken bzw. behindern. Das Mitnahmeelement kann dabei als integraler Bestandteil des Deckelelements oder als separates Bauteil ausgeführt sein. Vorzugsweise ist das Mitnahmeelement als ein insbesondere in axialer Richtung durch das Deckelelement geführter Bolzen ausgebildet.
• Das Deckelelement ist im Wesentlichen an einer axialen Seite des Hybridmoduls angeordnet, wobei ein Verbindungsbereich des Deckelelements an dessen radial äußerem Bereich dazu eingerichtet sein kann, die Abtriebsseite des Hybridmoduls auszubilden. Das Deckelelement umfasst zudem radial innen einen Anlagebereich, an welchem das Mitnahmeelement angeordnet ist, und welcher sich vorzugsweise innerhalb eines vom Rotorträger radial begrenzten Raums erstreckt.
• Das Mitnahmeelement kann neben einer Mitnahme des Kraftübertragungselements auch zur Sicherung einer radialen Position des Kraftübertragungselements dienen. Zwecks Mitnahme in Drehrichtung und/oder radialer Positionssicherung durch das Mitnahmeelement kann das Kraftübertragungselement ein Formelement ausbilden, welches mit dem Mitnahmeelement des Deckelelements eine formschlüssige Verbindung realisiert.
• Vorzugsweise umfasst das Mitnahmeelement mehrere Mitnahmeelemente und das Kraftübertragungselement umfasst mehrere Formelemente. Die mehreren Mitnahmeelemente und mehreren Formelemente sind vorzugsweise in regelmäßigen Winkelabständen in Bezug zur Rotationsachse des Hybridmoduls angeordnet, wobei die Winkelabstände der mehreren Mitnahmeelemente zueinander und die Winkelabstände der mehreren Formelemente zueinander die gleichen Winkelabstände sind, so dass ein jeweiliges Mitnahmeelement mit einem entsprechenden Formelement eine formschlüssige Verbindung realisiert.
• Die drehfeste Verbindung des Deckelelementes und des Rotorträgers kann insbesondere derart realisiert sein, dass das Deckelelement mit dem Rotorträger verschraubt ist. Dazu sind mehrere, vorzugsweise in regelmäßigen Winkelabständen verteilt angeordnete Schraubverbindungen zwischen dem Deckelelement und dem Rotorträger ausgebildet, wobei eine jeweilige Schraubverbindung insbesondere derart ausgestaltet ist, dass eine Schraube durch eine Öffnung im Deckelelement axial hindurchgeführt ist und in eine axiale Bohrung im Rotorträger verschraubt ist.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Rotorträger eine in axialer Richtung gekröpfte Form auf, wobei das Betätigungslager des Betätigungssystems innerhalb des von der Kröpfung realisierten Raums angeordnet ist.
• Die Aussparungen, durch die das Kraftübertragungselement hindurchgeführt wird, sind in dieser Ausgestaltungsform in dem gekröpften Bereich ausgeführt. Der gekröpfte Bereich ist durch eine axiale Ausstülpung des Rotorträgers realisiert. Das heißt, dass der Rotorträger in einem radialen Abstand, der größer ist als die radiale Position des Betätigungslagers in Bezug zur Rotationsachse, einen axialen Verlauf aufweist, daran nach radial innen anschließend wiederum einen radialen Verlauf aufweist, der im Wesentlichen parallel verläuft zum generell radial verlaufenden Abschnitt eines Steges des Rotorträgers, und daran wiederum diesbezüglich radial weiter innen einen ebenfalls axial verlaufenden Abschnitt aufweist. An diesen axial verlaufenden Abschnitt schließt sich wiederum der radial verlaufende Steg des Rotorträgers auf der gleichen axialen Position an wie der Bereich des Rotorträgers, der radial außerhalb der Kröpfung bzw. Ausstülpung zum Rotor führt.
• Mittels der Ausstülpung bzw. Kröpfung führt die radiale Abstützkraft um das Betätigungslager des Betätigungssystems herum. Damit ist es möglich, das Betätigungslager des Betätigungssystems axial in dieser Ausstülpung bzw. dieser Kröpfung zu positionieren, sodass zur Übertragung einer Betätigungskraft vom Betätigungslager auf die Trennkupplung somit nur noch die Verschiebung des Betätigungslagers und damit des einzelnen Kraftübertragungselements durch die Aussparungen im Rotorträger im Bereich der Kröpfung bzw. Ausstülpung notwendig ist.
• Das erfindungsgemäße Hybridmodul weist den Vorteil auf, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung des Betätigungssystems, insbesondere des Betätigungslagers, geringer axialer Bauraumbedarf und durch das lediglich eine, durch den Rotorträger hindurchgreifende Kraftübertragungselement konstruktiv einfach eine zuverlässige Betätigung der Trennkupplung realisiert ist.
• Des Weiteren wird erfindungsgemäß eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, die ein erfindungsgemäßes Hybridmodul sowie eine mit dem Hybridmodul gekoppelte Verbrennungskraftmaschine und ein mit dem Hybridmodul gekoppeltes Getriebe aufweist. Das Hybridmodul ist an der Antriebsseite mit einer mit der Verbrennungskraftmaschine gekoppelten Antriebswelle und an der Abtriebsseite mit dem Getriebe gekoppelt.
• Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
• 1: eine perspektivische, geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls,
• 2: eine geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Hybridmoduls im Bereich des Kraftübertragungselements und
• 3: den Rotorträger des erfindungsgemäßen Hybridmoduls in perspektivischer Ansicht.
• In 1 ist eine perspektivische, geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls 1 dargestellt. Das Hybridmodul 1 umfasst eine elektrische Rotationsmaschine 10 mit einem Stator 11 und einem Rotor 12, eine Trennkupplung 20, ein Betätigungssystem 40 zur Betätigung der Trennkupplung 20 sowie ein Kraftübertragungselement 50.
• Der Rotor 12 der elektrischen Rotationsmaschine 10 ist auf einem Rotorträger 13 angeordnet, welcher über ein Stützlager 91 auf einem hohlzylinderförmigen Gehäuseabschnitt 92 eines Gehäusebestandteils 90 des Hybridmoduls 1 abgestützt ist zwecks Drehlagerung des Rotors 12 um eine Rotationsachse 2 des Hybridmoduls 1. An einem axialen Endbereich des hohlzylinderförmigen Gehäuseabschnitts 92 umfasst der Gehäusebestandteil 90 zudem einen radial verlaufenden Gehäuseabschnitt 93, mittels welchem der Gehäusebestandteil 90 an das hier nicht dargestellte restliche Gehäuse des Hybridmoduls 1 anschließbar ist bzw. an ein Gehäuse einer benachbarten Baueinheit bei Integration des Hybridmoduls 1 in eine Antriebsanordnung anschließbar ist.
• Die Trennkupplung 20 umfasst eine Anpressplatte 21, eine Gegenanpressplatte 22 und einen Reibbelagträger 23. Der Reibbelagträger 23 bildet eine Nabe 71 mit einer Steckverzahnung 72 an seiner radialen Innenseite aus, wobei die Nabe 71 koaxial innerhalb des hohlzylinderförmigen Gehäuseabschnitts 92 des Gehäusebestandteils 90 angeordnet ist. Der Reibbelagträger 23 fungiert dabei als eine Antriebsseite 70 des Hybridmoduls 1.
• Die Trennkupplung 20 ist radial und bereichsweise axial innerhalb des vom Rotor 12 umgebenen Raums angeordnet, wobei die Anpressplatte 21 auf einer der elektrischen Rotationsmaschine 10 axial zugewandten Seite des Reibbelagträgers 23 derart angeordnet ist und die Gegenanpressplatte 22 auf einer der elektrischen Rotationsmaschine 10 axial abgewandten Seite des Reibbelagträgers 23 derart angeordnet ist, dass ein vom Reibbelagträger 23 getragener Reibbelag axial zwischen der Anpressplatte 21 und der Gegenanpressplatte 22 an im Wesentlichen gleicher radialer Position in Bezug zur Anpressplatte 21 bzw. zur Gegenanpressplatte 22 positioniert ist.
• Mehrere, am Umfang des Hybridmoduls 1 verteilt angeordnete Nietverbindungen 64 realisieren eine drehfeste Verbindung zwischen der Gegenanpressplatte 22 und einem Deckelement 30, wobei hier nicht dargestellte Schraubverbindungen eine drehfeste Verbindung zwischen dem Deckelelement 30 und dem Rotorträger 13 der elektrischen Rotationsmaschine 10 realisieren. Das Deckelelement 30 umfasst radial außen einen sich im Wesentlichen radial erstreckenden Verbindungsbereich 32 mit mehreren Verbindungsbohrungen 81 sowie radial innen einen sich im Wesentlichen radial erstreckenden Anlagebereich 31, wobei der Anlagebereich 31 axial zum Verbindungsbereich 32 versetzt ist, so dass das Deckelelement 30 also in axialer Richtung gestuft ausgestaltet ist. Das Deckelelement 30 fungiert dabei als eine Abtriebsseite 80 des Hybridmoduls 1.
• Das Betätigungssystem 40 umfasst ein Betätigungslager 41 sowie eine Kolben-Zylinder-Einheit 42. Die Kolben-Zylinder-Einheit 42 ist mit ihrem den Zylinder ausbildenden Gehäuse in axialer Richtung am radial verlaufenden Gehäuseabschnitt 93 und in radialer Richtung am hohlzylinderförmigen Gehäuseabschnitt 92 des Gehäusebestandteils 90 des Hybridmoduls 1 angeordnet, wobei in axialer Richtung am im Zylinder verschiebbaren Kolben der Kolben-Zylinder-Einheit 42 das Betätigungslager 41 angeordnet ist. Das Kraftübertragungselement 50 ist als einziges Bauteil im Kraftübertragungspfad zwischen dem Betätigungslager 41 und der Trennkupplung 20 angeordnet, so dass eine Betätigungskraft des Betätigungssystems 40 über lediglich das Kraftübertragungselement 50 an die Trennkupplung 20 übertragen und die Trennkupplung 20 damit geschlossen wird. Folglich ist ein Drehmoment-Übertragungspfad zwischen dem Reibbelagträger 23 als Antriebsseite 70 des Hybridmoduls 1 und dem Deckelelement 30 als Abtriebsseite 80 des Hybridmoduls 1 geschlossen.
• Bei Integration des Hybridmoduls 1 in eine Antriebsanordnung ist eine Abtriebswelle (hier nicht dargestellt) der Verbrennungskraftmaschine mit einer komplementär zur Steckverzahnung 72 der Nabe 71 des Reibbelagträgers 23 ausgestalteten Außenverzahnung axial durch den hohlzylinderförmigen Gehäuseabschnitt 92 hindurchgeführt und mit der Steckverzahnung 72 verbunden, so dass ein Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Hybridmodul 1 realisiert ist.
• Das Deckelelement 30 als Abtriebsseite 80 des Hybridmoduls 1 dient zur Kopplung des Hybridmoduls 1 mit einem Getriebe (hier nicht dargestellt) der Antriebsanordnung. Dazu wird mittels der Verbindungsbohrungen 81 im Verbindungsbereich 32 des Deckelelements 30 eine drehfeste Verbindung des Deckelelements 30 mit einem drehbaren eingangsseitigen Element des Getriebes realisiert.
• Mit der Trennkupplung 20 kann somit ein Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der elektrischen Rotationsmaschine 10 bzw. zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe geschlossen oder geöffnet werden.
• 2 zeigt ergänzend zu 1 eine geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Hybridmoduls 1 im Bereich des Kraftübertragungselements 50. Dabei ist ersichtlich, dass der Rotorträger 13 einen Steg 14 umfasst, welcher einen in axialer Richtung gekröpften Bereich 15 ausbildet. Außerdem umfasst der Rotorträger 13 radial außen einen tragenden Abschnitt 18, auf welchem der Rotor 12 getragen wird, und welcher mit dem Steg 14 fest verbunden ist. Das Betätigungslager 41 ist dabei in dem durch die Kröpfung ausgebildeten Raum angeordnet. Der gekröpfte Bereich 15 entspricht einer axialen Ausstülpung des Rotorträgers 13 und ist derart ausgestaltet, dass der Rotorträger 13 an seinem Steg 14 in einem radialen Abstand, der größer ist als die radiale Position des Betätigungslagers 41, in Bezug zur Rotationsachse 2 einen axialen Verlauf aufweist, daran nach radial innen anschließend wiederum einen radialen Verlauf aufweist, der im Wesentlichen parallel verläuft zum generell radial verlaufenden Abschnitt des Steges 14 des Rotorträgers 13, und daran wiederum diesbezüglich radial weiter innen einen ebenfalls axial verlaufenden Abschnitt 17 aufweist. Mit dem axial verlaufenden Abschnitt 17 ist der Rotorträger 13 am Stützlager 91 abgestützt und über dieses am Gehäusebestandteil 90 drehbar gelagert. Die Abstützkraft des Rotorträgers 13 führt entsprechend durch den gekröpften Bereich 15 um das Betätigungslager 41 des Betätigungssystems 40 herum. Zwecks Durchgriffs des Kraftübertragungselements 50 durch den Rotorträger 13 bildet dieser im gekröpften Bereich 15 eine Aussparung 16 aus.
• Aus der Darstellung der 2 wird weiterhin deutlich, dass das Kraftübertragungselement 50 als eine Hebelfeder 51 ausgestaltet ist. Die Hebelfeder 51 liegt dabei mit ihrem radial inneren Endbereich am Betätigungslager 41 an und mit ihrem radial äußeren Endbereich an einem Anlagepunkt 33 des Anlagebereichs 31 des Deckelelements 30 an.
• Eine vom Betätigungssystem 40 ausgehende Betätigungskraft, realisiert durch axiales Ausrücken des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit 42 des Betätigungssystems 40 im Zylinder der Kolben-Zylinder-Einheit 42, wird über das Betätigungslager 41 an das Kraftübertragungselement 50 übertragen. Der radial innere Endbereich des Kraftübertragungselements 50 wird folglich axial in Richtung der Trennkupplung 20 bewegt, wobei das Kraftübertragungselement 50 dabei um den Anlagepunkt 33 kippt. Die radial zwischen dem Anlagepunkt 33 und dem Betätigungslager 41 am Kraftübertragungselement 50 anliegende Anpressplatte 21 der Trennkupplung 20 wird folglich im Wesentlichen in axialer Richtung vom Betätigungssystem 40 weg verlagert. Die Anpressplatte 21 bewegt sich somit in Richtung der Gegenanpressplatte 22 und schließt damit einen Drehmoment-Übertragungspfad zwischen dem Reibbelagträger 23 als Eingangsseite der Trennkupplung 20 und der Gegenanpressplatte 22 als Ausgangsseite der Trennkupplung 20.
• Zudem verläuft die Schnittebene des Schnitts in 2 durch eine Schraubverbindung 60, wodurch ersichtlich ist, dass diese derart realisiert ist, dass eine Schraube 61 durch eine Öffnung 62 im Deckelelement 30 hindurchgeführt und folglich in eine axiale Bohrung 63 im tragenden Abschnitt 18 des Rotorträgers 13 verschraubt ist. Der Rotorträger 13 und das Deckelelement 30 sind somit durch die Schraubverbindung 60 drehfest miteinander verbunden. Ergänzend zu 1 heißt das also, dass der Rotorträger 13, das Deckelelement 30 und die Gegenanpressplatte durch Schraubverbindungen 60 und Nietverbindungen (hier nicht dargestellt) drehfest miteinander verbunden sind.
• 3 zeigt weiterhin ergänzend zu 1 und 2 den Rotorträger 13 des erfindungsgemäßen Hybridmoduls 1 in perspektivischer Ansicht. Der Rotorträger 13 ist hier aus Richtung der Trennkupplung bzw. des Deckelelements dargestellt, wobei jedoch weder die Trennkupplung noch das Deckelelement gezeigt sind, so dass die Hebelfeder 51 als Kraftübertragungselement 50 ersichtlich ist.
• Aus 3 ist erkennbar, dass die Hebelfeder 51 Zungen 52 sowie Formelemente 53 aufweist. Die Zungen 52 der Hebelfeder 51 sowie der gekröpfte Bereich 15 des Rotorträgers 13 sind auf einem ideellen Umfang des Rotorträgers 13 alternierend angeordnet. An diesem Umfang des Rotorträgers 13 in Bezug zur Rotationsachse 2 des Hybridmoduls 1 wechseln sich also entlang der Umfangsrichtung eine durch eine Aussparung 16 durchgreifende Zunge 52 der Hebelfeder 51 mit einem Abschnitt des gekröpften Bereichs 15 des Rotorträgers 13 ab, der den Steg 14 und den axial verlaufenden Abschnitt 17 des Rotorträgers 13 verbindet. Eine jeweilige Zunge 52 der Hebelfeder 51 greift somit jeweils durch eine Aussparung 16 im gekröpften Bereich 15 des Rotorträgers 13 hindurch, um eine Anpressplatte der Trennkupplung mit einer Betätigungskraft zu beaufschlagen.
• Formelemente 53 der Hebelfeder 51 sind als axial durch die Hebelfeder 51 verlaufende Aussparungen im radial äußeren Bereich der Hebelfeder 51 ausgebildet und dienen der jeweiligen, formschlüssigen Aufnahme eines hier nicht dargestellten Mitnahmeelements. Ein jeweiliges Mitnahmeelement entspricht einem mit dem Deckelelement fest verbundenem Bolzen, welcher in das Formelement 53 der Hebelfeder 51 eingesteckt ist. Durch die formschlüssige Verbindung zwischen einem jeweiligen Formelement 53 und Mitnahmeelement ist sowohl die radiale Position des Kraftübertragungselements 50 definiert und gesichert, als auch eine Mitnahme des Kraftübertragungselements 50 in der Drehbewegung des Rotors 12 realisiert.
• Der den Rotor 12 tragende Rotorträger 13 ist mit dem Deckelelement verbunden, das Deckelelement weist die Mitnahmeelemente auf und ein jeweiliges Mitnahmeelement ist formschlüssig mit einem jeweiligen Formelement 53 des Kraftübertragungselements 50 verbunden. Derart ist sichergestellt, dass bei Rotation des Rotors 12 keine Relativ-Drehbewegung zwischen dem Rotor 12 bzw. dem Rotorträger 13 und dem Kraftübertragungselement 50 ausgeführt wird.
• Mit dem erfindungsgemäßen Hybridmodul sowie der damit ausgestattete Antriebsanordnung lässt sich bei geringem axialem Bauraum in konstruktiv einfacher Weise eine Betätigung der Trennkupplung realisieren.
• Bezugszeichenliste

1

Hybridmodul

2

Rotationsachse

10

elektrische Rotationsmaschine

11

Stator

12

Rotor

13

Rotorträger

14

Steg des Rotorträgers

15

gekröpfter Bereich

16

Aussparung

17

axial verlaufender Abschnitt des Rotorträgers

20

Trennkupplung

21

Anpressplatte

22

Gegenanpressplatte

23

Reibbelagträger

30

Deckelelement

31

Anlagebereich

32

Verbindungsbereich

33

Anlagepunkt

40

Betätigungssystem

41

Betätigungslager

42

Kolben-Zylinder-Einheit

50

Kraftübertragungselement

51

Hebelfeder

52

Zunge

53

Formelement

60

Schraubverbindung

61

Schraube

62

Öffnung

63

axiale Bohrung

64

Nietverbindung

70

Antriebsseite des Hybridmoduls

71

Nabe

72

Steckverzahnung

80

Abtriebsseite des Hybridmoduls

81

Verbindungsbohrung

90

Gehäusebestandteil des Hybridmoduls

91

Stützlager

92

hohlzylinderförmiger Gehäuseabschnitt

93

radial verlaufender Gehäuseabschnitt

Claims (11)

1. Hybridmodul (1) für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine, wobei das Hybridmodul (1) aufweist: eine elektrische Rotationsmaschine (10), einen mit dem Rotor (12) der elektrischen Rotationsmaschine (10) rotationsfest verbundenen Rotorträger (13), eine Trennkupplung (20) zum Öffnen und Schließen eines Drehmoment-Übertragungspfades zwischen der elektrischen Rotationsmaschine (10) und einer Antriebsseite (70) des Hybridmoduls (1) zum Koppeln mit einer Welle, die wiederum mit einer Verbrennungskraftmaschine gekoppelt werden kann und ein Betätigungssystem (40) zum Betätigen der Trennkupplung (20) durch Einleiten einer Betätigungskraft in die Trennkupplung (20), wobei im Kraftübertragungspfad zwischen dem Betätigungssystem (40) und der Trennkupplung (20) ein Kraftübertragungselement (50) angeordnet ist, welches den Rotorträger (13) axial durchgreift, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (50) eine Hebelfeder (51) ist.
2. Hybridmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (13) über ein Lager (91) auf einem Gehäuse des Hybridmoduls (1) abgestützt und um eine Rotationsachse (2) des Hybridmoduls (1) verdrehbar gelagert ist.
3. Hybridmodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (50) einstückig, insbesondere als einziges Bauteil, ausgebildet ist oder/und unmittelbar mit einem Betätigungslager (41) des Betätigungssystems (40) oder/und mit der Trennkupplung zusammenwirkt.
4. Hybridmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (20) axial und radial innerhalb des vom Rotor (12) umgebenen Raums angeordnet ist.
5. Hybridmodul (1) nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (50) ein Drucktopf ist.
6. Hybridmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (50) und der Rotorträger (13) auf einem ideellen Umfang des Rotorträgers (13) alternierend angeordnet sind.
7. Hybridmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelfeder (51) sich axial am Rotorträger (13) oder an einem drehfest mit dem Rotorträger (13) gekoppelten Bauteil, insbesondere einem Kupplungsdeckel, abstützt.
8. Hybridmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungssystem (40), insbesondere dessen Betätigungslager (41), an dem Gehäuse des Hybridmoduls (1) angeordnet ist.
9. Hybridmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Rotation des Rotors (12) der elektrischen Rotationsmaschine (10) eine Mitnahme des Kraftübertragungselements (50) in der Drehbewegung des Rotors (12) mittels eines Mitnahmeelements realisierbar ist.
10. Hybridmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (13) eine in axialer Richtung gekröpfte Form aufweist, und dass das Betätigungslager (41) des Betätigungssystems (40) innerhalb des von der Kröpfung realisierten Raums angeordnet ist.
11. Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Verbrennungskraftmaschine, einem Hybridmodul (1) zum Ankoppeln der Verbrennungskraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 und einem Getriebe, wobei das Hybridmodul (1) an der Antriebsseite (70) mit einer mit der Verbrennungskraftmaschine gekoppelten Antriebswelle und an der Abtriebsseite (80) mit dem Getriebe gekoppelt ist.

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