DE102022204499A1 - Hybridantriebsmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges - Google Patents

Hybridantriebsmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges Download PDF

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Daniel Pinke
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Abstract

Es wird ein Hybridantriebsmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit zumindest einer elektrischen Maschine (5) mit einem Rotorträger (6) vorgeschlagen, wobei der Rotorträger (6) zumindest über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler (8) oder eine Wandlerüberbrückungskupplung (9) mit einer Getriebeeingangswelle (11) verbunden ist, wobei der Rotorträger (6) über zumindest einen Freilauf (13) mit einer Eingangsnabe (4) mit einem Verbrennungsmotor koppelbar ist, wobei der Rotorträger (6) mit einer Deckelnabe (12) des Drehmomentwandlers (8) verbunden ist, wobei die Eingangsnabe (4) auf der Deckelnabe (12) des Drehmomentwandlers (8) gelagert ist und wobei die Eingangsnabe (4) einen Außenring (14) des Freilaufes (13) bildet und die Deckelnabe (12) einen Innenring (15) des Freilaufes (13) bildet. Ferner werden ein Antriebsstrang mit dem Hybridantriebsmodul sowie ein Fahrzeug mit dem Antriebsstrang vorgeschlagen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridantriebsmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art. Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit dem Hybridantriebsmodul. Zudem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit dem Antriebsstrang.
  • Beispielsweise aus der Druckschrift US 5 789 823 A ist ein Hybridmodul bekannt, bei dem ein Verbrennungsmotor über eine Lamellenkupplung mit einem Getriebe verbunden ist. Ferner ist der Verbrennungsmotor über einen Freilauf mit einer elektrischen Maschine verbunden. Die elektrische Maschine ist über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit dem Getriebe verbunden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hybridantriebsmodul und einen Antriebsstrang sowie ein Fahrzeug mit dem Antriebsstrang vorzuschlagen, welche sowohl einen verbrennungsmotorischen als auch einen elektrischen Antrieb eines Getriebes besonders bauraumgünstig ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 17 bzw. 19 gelöst. Vorteilhafte und beanspruchte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
  • Somit wird ein Hybridantriebsmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit zumindest einer elektrischen Maschine mit einem Rotorträger vorgeschlagen, wobei der Rotorträger zumindest über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler oder eine Wandlerüberbrückungskupplung mit einer Getriebeeingangswelle verbunden ist. Die Verbindung zu einer Drehmomentübertragung über den hydrodynamischen Drehmomentwandler erfolgt hierbei prinzipbedingt nur hydrodynamisch über den Impulsaustausch der Strömung. Die Verbindung über die Wandlerüberbrückungskupplung erfolgt mechanisch, wobei bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung das Pumpenrad und das Turbinenrad des hydrodynamischen Drehmomentwandlers drehfest miteinander verbunden sind. Der Rotorträger und damit der Rotor der elektrischen Maschine ist über zumindest einen Freilauf oder dergleichen mit einer Eingangsnabe mit einem Verbrennungsmotor koppelbar, wobei der Freilauf so ausgebildet ist, dass kein Drehmoment von der elektrischen Maschine auf den Verbrennungsmotor übertragbar ist. Um eine besonders bauraumgünstige Anordnung zu realisieren, ist vorgesehen, dass der Rotorträger mit einer Deckelnabe des Drehmomentwandler verbunden ist, wobei die Eingangsnabe auf der Deckelnabe des Drehmomentwandlers gelagert ist und wobei die Eingangsnabe einen Außenring des Freilaufes und die Deckelnabe einen Innenring des Freilaufes bilden.
  • Auf diese Weise wird eine bauraumsparende Lagerung der Eingangsnabe bei dem vorgeschlagenen Hybridantriebsmodul auf der im Inneren angeordneten Deckelnabe ermöglicht, indem möglichst geringe Innendurchmesser realisiert werden, da der Rotorträger über die Deckelnabe mit der Eingangsnabe gekoppelt ist. Neben der besonders kompakten Bauweise ergeben sich dadurch auch möglichst geringe Schleppmomentverluste an der Eingangsnabe in dem zumindest teilweise mit Öl gefüllten Gehäuse des Hybridantriebsmoduls.
  • Um die vorgeschlagene bauraumgünstige Lagerung möglichst konstruktiv einfach zu realisieren, ist vorgesehen, dass parallel zum Freilauf zumindest ein erstes Lager und ein zweites Lager zum Übertragen von axialen und radialen Kräften zwischen der Eingangsnabe und der Deckelnabe des Drehmomentwandlers vorgesehen sind.
  • Eine besonders konstruktiv einfache Ausführung bei dem Hybridantriebsmodul wird dadurch realisiert, dass der durch die Deckelnabe gebildete Innenring des Freilaufes und ein Innenring des zweiten Lagers einstückig ausgeführt sind.
  • Eine weitere nicht nur bauraumgünstige, sondern auch konstruktiv einfache Ausführung bei der vorliegenden Erfindung, wird dadurch realisiert, dass der durch die Eingangsnabe gebildete Außenring des Freilaufes über ein Sicherungsblech in einer Sicherungsnut axial gesichert ist. Hierzu kann das Sicherungsblech einerseits über einen Sicherungsring oder dergleichen in der Sicherungsnut der Eingangsnabe fixiert werden und andererseits über das zweite Lager an der Deckelnabe abgestützt werden.
  • Zur gehäuseseitigen Lagerung der Eingangsnabe des Hybridantriebsmoduls ist ein drittes Lager an einem gehäuseseitigen Lagerschild oder dergleichen gelagert. Hierbei ergibt sich ein besonderer Vorteil dadurch, dass das Lagerschild gleichzeitig eine Trennung zwischen einem verbrennungsmotorseitigen Trockenraum und einem ölbefüllten Raum in dem Gehäuse des Hybridantriebsmoduls vorsieht. Darüber hinaus bildet das Lagerschild zusätzlich einen Statorträger der elektrischen Maschine. Insgesamt wird durch die vorbeschriebenen Funktionen des Lagerschildes eine besonders kompakte Bauweise bei dem vorgeschlagenen Hybridantriebsmodul realisiert.
  • Eine nächste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein mit der Deckelnabe verbundener Deckel des Drehmomentwandlers erste axial vorstehende Befestigungselemente zum Befestigen eines Innenlamellenträgers der Wandlerüberbrückungskupplung und zweite in entgegengesetzter Richtung axial vorstehende Befestigungselemente zum Befestigen des Rotorträgers aufweist. Auf diese Weise wird konstruktiv einfach und auch sehr kompakt eine Befestigung zwischen dem Deckel des Drehmomentwandlers und dem Rotorträger sowie dem Innenlamellenträger der Wandlerüberbrückungskupplung realisiert. Dadurch wird in vorteilhafter Weise auch eine axiale Verschachtelung von Drehmomentwandler und elektrischen Maschine sowie der Wandlerüberbrückungskupplung ermöglicht.
  • Eine besonders konstruktiv einfache Ausführung der Befestigungselemente sieht vor, dass diese näherungsweise auf einem gemeinsamen bzw. gleichen Durchmesserkreis an dem Deckel des Drehmomentwandlers angeordnet sind. Somit stehen die Befestigungselemente auf demselben Durchmesserkreis zum einen rotorträgerseitig und zum anderen innenlamellenträgerseitig jeweils axial von dem Deckel vor.
  • Eine besonders kostengünstige Ausführung der Befestigungselemente wird dadurch realisiert, dass die Befestigungselemente in Form von an der jeweiligen Axialseite des Deckels als angespritzte Nieten oder dergleichen ausgeführt sind.
  • Um eine besonders optimierte Ölführung in dem Gehäuse des Hybridantriebsmoduls zu realisieren, ist vorgesehen, dass eine einteilig mit dem Gehäuse ausgeführte Ölfangrippe oder dergleichen zum Zurückführen von aus dem Drehmomentwandler abgespritzten Öl in einen Sumpf des Gehäuses vorgesehen ist.
  • Im Rahmen der nächsten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Erfassen einer Rotorposition der elektrischen Maschine zumindest ein Signalgeber oder dergleichen an dem Drehmomentwandler befestigt ist. Auf diese Weise kann auch bei einer sehr kompakten Bauweise eine Erfassung der Rotorposition durch den in unmittelbarer Nachbarschaft des Rotorträgers angeordneten Drehmomentwandlers realisiert werden.
  • Bei dem vorgeschlagenen Hybridantriebsmodul ist vorgesehen, dass ein Kolben zum Betätigen der als Lamellenkupplung ausgeführten Wandlerüberbrückungskupplung vorgesehen ist, wobei der Kolben zumindest eine Stahllamelle der Lamellenkupplung betätigt, die in Wirkverbindung mit einer korrespondierenden Reiblamelle bringbar ist und wobei eine Abdichtung des Kolbens über einen Reibbelag vorgesehen ist, der an der dem Kolben zugewandten Stahllamelle angebracht ist. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass sich eine Verformung des Kolbens unter Druck bei geschlossener Kupplung nicht negativ auf die Flächenpressverteilung der Reibbeläge auswirkt und zudem kein Moment über die Federn der Lamellenkupplung übertragen wird.
  • Das vorgeschlagene Hybridantriebsmodul weist verbrennungsmotorseitig einen ersten Torsionsschwingungsdämpfer auf, dessen Eingang mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, wobei zum Starten des Verbrennungsmotors eine Verzahnung oder dergleichen radial außen an einer Trägheitsmasse des Torsionsschwingungsdämpfers vorgesehen ist, die mit einem Startergenerator oder dergleichen in Wirkverbindung bringbar ist. Auf diese Weise ist eine einfache Möglichkeit gegeben, den Verbrennungsmotor auch bei der Verwendung des vorgeschlagenen Hybridantriebsmoduls ohne weiteres starten zu können.
  • Eine nächste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei dem mit dem Eingang mit dem Verbrennungsmotor verbundenen ersten Torsionsschwingungsdämpfer ein Ausgang mit der Eingangsnabe verbunden ist, wobei die Trägheitsmasse des Torsionsschwingungsdämpfers axial neben der elektrischen Maschine angeordnet ist, wobei die Trägheitsmasse radial gesehen mit einem Rotor und einem Stator der elektrischen Maschine zumindest abschnittsweise überlappt, vorzugsweise vollständig überlappt. Hierdurch ergibt sich eine besonders bauraumsparende Anordnung des Torsionsschwingungsdämpfers, da der Raum axial neben der elektrischen Maschine quasi oberhalb der Federn des Torsionsschwingungsdämpfers optimal ausgenutzt werden kann.
  • Bei dem vorgeschlagenen Hybridantriebsmodul ist vorzugsweise ein zweiter Torsionsschwingungsdämpfers vorgesehen, dessen Eingang bzw. Eingangselement mit der Wandlerüberbrückungskupplung verbunden ist, während ein Ausgang bzw. Ausgangselement des zweiten Torsionsschwingungsdämpfers mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist. Auf diese Weise kann vorzugsweise über die Wandlerüberbrückungskupplung eine gedämpfte Drehzahl auf die Getriebeeingangswelle übertragen werden.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug mit zumindest einem oben beschriebenen Hybridantriebsmodul gelöst. Hieraus ergeben sich die bereits beschriebenen und weitere Vorteile.
  • Vorzugsweise kann bei dem vorgeschlagenen Antriebsstrang vorgesehen sein, dass eine Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors über einen ersten Torsionsschwingungsdämpfer mit dem Hybridmodul über einen Freilauf verbunden ist, sodass ein verbrennungsmotorisches Antriebsmoment über den hydrodynamischen Drehmomentwandler auf eine Getriebeeingangswelle übertragbar ist oder über eine als Lamellenkupplung ausgeführte Wandlerüberbrückungskupplung und einen nachgeschalteten zweiten Torsionsschwingungsdämpfer gedämpft auf die Getriebeeingangswelle übertragbar ist und/oder sodass ein elektromotorisches Antriebsmoment über den hydrodynamischen Drehmomentwandler auf die Getriebeeingangswelle übertragbar ist oder über die als Lamellenkupplung ausgeführte Wandlerüberbrückungskupplung gedämpft auf die Getriebeeingangswelle übertragbar ist. Demzufolge kann Antriebsleistung sowohl über den Verbrennungsmotor allein als auch rein elektrisch auf das Getriebe übertragen werden. Zudem ist es möglich, dass auch eine gemeinsame durch den Verbrennungsmotor und die elektrischen Maschine aufgebrachte Leistung auf das Getriebe übertragen werden kann.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein Fahrzeug mit einem vorbeschriebenen Antriebsstrang gelöst. Hieraus ergeben sich die bereits beschriebenen und weitere Vorteile.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine geschnittene Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante eines Hybridantriebsmoduls bei einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges;
    • 2, 2A, 2B mehrere dreidimensionale Einzelteilansichten eines Deckels eines Drehmomentwandlers des Hybridantriebsmoduls;
    • 3 eine geschnittene Ansicht des Hybridantriebsmoduls mit einem vom Innenring eines Freilaufes getrennte Lagerung der Eingangsnabe;
    • 4 eine geschnittene Ansicht des Hybridantriebsmoduls mit einer alternativen Befestigung zwischen einem Rotorträger und einem Deckel des Drehmomentwandlers; und
    • 5 eine geschnittene Ansicht des Hybridantriebsmoduls mit einer alternativen Befestigung zwischen dem Rotorträger und dem Deckel des Drehmomentwandlers.
  • In den 1 bis 5 sind verschiedene Ansichten eines erfindungsgemäßen Hybridantriebsmoduls eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges 1 beispielhaft dargestellt.
  • Eine Kurbelwelle 2 eines Verbrennungsmotors ist über einen ersten Torsionsschwingungsdämpfer 3 mit einer Eingangsnabe 4 des Hybridantriebsmoduls verbunden. Das Hybridantriebsmodul weist eine elektrische Maschine 5 mit einem Rotorträger 6 auf. Der Rotorträger 6 ist über einen Deckel 7 eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers 8 oder über eine als Lamellenkupplung ausgeführte Wandlerüberbrückungskupplung 9 und einen zweiten Torsionsschwingungsdämpfers 10 mit einer Getriebeeingangswelle 11 verbindbar. Der Rotorträger 6 ist mit einer Deckelnabe 12 des Deckels 7 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 8 verbunden und über einen Freilauf 13 mit der Eingangsnabe 4 gekoppelt.
  • Die Eingangsnabe 4 des Hybridantriebsmoduls ist auf der Deckelnabe 12 des Deckels 7 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 8 über ein erstes Lager 22 und ein zweites Lager 23 zum Abstützen von axialen und radialen Kräften gelagert, wobei die Eingangsnabe 4 einen Außenring 14 des Freilaufes 13 und die Deckelnabe 12 einen Innenring 15 des Freilaufes 13 bilden. Auf diese Weise ist sowohl ein verbrennungsmotorischer Antrieb als auch ein rein elektrischer Antrieb besonders bauraumsparend und konstruktiv einfach mit dem vorgeschlagenen Hybridantriebsmodul möglich.
  • 1 zeigt einen Schnitt durch das Hybridantriebsmodul eines Getriebes eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges 1. Die Kurbelwelle 2 des Verbrennungsmotors ist drehfest mit einem Eingangselement des ersten Torsionsschwingungsdämpfers 3 verbunden. Das Eingangselement verfügt radial außen zusätzlich über eine Trägheitsmasse bzw. Massenträgheitselement 16, wobei an der Trägheitsmasse 16 eine Verzahnung 17 für einen Anlasser bzw. Startergenerator vorgesehen ist. Die Verzahnung 17 kann integral mit der Trägheitsmasse 16 ausgebildet sein. Die Verzahnung 17 ist aufgrund des vorgesehenen Freilaufes 13 zum Starten des Verbrennungsmotors verwendbar.
  • Das Eingangselement des ersten Torsionsschwingungsdämpfers 3 bildet gemeinsam mit dem an diesem befestigten Deckblech einem Federkanal, in dem Federn 18 des ersten Torsionsschwingungsdämpfers 3 aufgenommen sind. Die Federn 18 sind eingangsseitig über einen Federteller und einen Abstützabschnitt mit dem Eingangselement verbindbar, sodass ein Drehmoment von der Kurbelwelle 2 auf die Federn 18 übertragbar ist. Die Federn 18 sind beispielsweise 2 Bogenfedern mit jeweils 160° Winkelausnutzung. Radial außen sind die Federn 18 über ein Bahnblech gehalten. Ausgangsseitig sind die Federn 18 mit einem als Nabenscheibe ausgebildeten Ausgangselement gekoppelt. Das Eingangselement und das Ausgangselement des ersten Torsionsschwingungsdämpfers 3 sind gegen die Kraft der Federn 18 gegeneinander verdrehbar.
  • Das Ausgangselement des ersten Torsionsschwingungsdämpfers 3 ist beispielsweise über eine Steckverzahnung mit der Eingangsnabe 4 des Hybridantriebsmoduls verbunden. Das Gehäuse 20 des Hybridantriebsmoduls ist im Vergleich zum im Trockenraum befindlichen ersten Torsionsschwingungsdämpfers 3 zumindest teilweise mit Öl gefüllt. Die Trennung der beiden Räume erfolgt über ein Lagerschild 19, welches mit dem Gehäuse 20 verschraubt ist und gleichzeitig den Statorträger der elektrischen Maschine 5 bildet. Mithilfe eines Radialwellendichtringes 21 werden die beiden Räume möglichst voneinander isoliert. Das Lagerschild 19 weist zur Ölführung Ölnuten und Bohrungen auf, sodass der Stator 51 der elektrischen Maschine 5 mit Öl gekühlt werden kann. Radial innen ist am Lagerschild 19 die Aufnahme eines Rillenkugellagers als drittes Lager 24 vorgesehen, mit dem die drehende Eingangsnabe 4 des Hybridantriebsmoduls gehäuseseitig gelagert wird. Die Eingangsnabe 4 dient der Drehmomentübertragung von dem ersten Torsionsschwingungsdämpfers 3 über den geschlossenen Freilauf 13 und hydrodynamisch über den Drehmomentwandler 8 oder über die Wandlerüberbrückungskupplung 9 zu der Getriebeeingangswelle 11.
  • Hierfür bildet die Eingangsnabe 4 gleichzeitig einen Außenring 14 des Freilaufes 13. Parallel zum Freilauf 13 übertragen das erste Lager 22 und das zweite Lager 23 jeweils als Kugellager axiale und radiale Kräfte zwischen der Eingangsnabe 4 und der Deckelnabe 12 des Drehmomentwandlers 8. Der Innenring 15 des Freilaufes 13 und ein Innenring 32deszweiten Lagers 23 sind einstückig ausgebildet, d.h. sie bilden ein einziges Bauteil. Das als Kugellager ausgeführte zweite Lager 23 und der Freilauf 13 werden über ein gemeinsames Sicherungsblech 35 an der Eingangsnabe 4 axial gesichert. Hierzu ist der Außenring 14 des Freilaufes 13 mittels einer Sicherungsnut 33 in der Eingangsnabe 4 sowie einem Sicherungsring 36 und über das Sicherungsblech 35 axial gesichert.
  • Der Freilauf 13 dient dazu, dass bei gleicher Drehzahl des Verbrennungsmotors und der elektrischen Maschine 5 Antriebsleistung vom Verbrennungsmotor auf den Drehmomentwandler 8 bzw. auf die Wandlerüberbrückungskupplung 9 übertragen wird. Wenn die elektrische Maschine eine höhere Drehzahl als der Verbrennungsmotor aufweist, dreht der Freilauf 13 frei und die Leistungsübertragung zwischen elektrischer Maschine 5 und Verbrennungsmotor ist unterbrochen, sodass ein rein elektrischer Antrieb erfolgt.
  • Die Deckelnabe 12 des Drehmomentwandlers 8 ist mit dem Deckel 7 des Drehmomentwandlers 8 verbunden, zum Beispiel verschweißt. Der Drehmomentwandler 8 basiert auf dem Prinzip eines Trilok-Wandlers, welcher ein Pumpenrad, ein Turbinenrad und ein Leitrad umfasst, und hydrodynamisch ein Drehmoment auf die Getriebeeingangswelle 11 übertragen kann. Alternativ ist die Drehmomentübertragung über die als Lamellenkupplung ausgeführte Wandlerüberbrückungskupplung 9 möglich, mittels welcher das Pumpenrad und das Turbinenrad drehfest oder schlupfbehaftet miteinander verbindbar sind. Der Wandlerüberbrückungskupplung 9 ist der zweite Torsionsschwingungsdämpfer 10 nachgeschaltet, der abhängig von einer Position eines Kolbens 26 ein Drehmoment auf die Getriebeeingangswelle 11 überträgt. Der zweite Torsionsschwingungsdämpfer 10 besteht aus zwei außenliegenden Deckblechen und einer zentralen Nabenscheibe, die über mehrere über den Umfang verteilte Federn 27 in Wirkverbindung bringbar sind. Der hydrodynamische Drehmomentwandler 8 ist an dem Ausgangselement des zweiten Torsionsschwingungsdämpfers 10 angebunden, während die Wandlerüberbrückungskupplung 9 an dem Eingangselement des zweiten Torsionsschwingungsdämpfer 10 befestigt ist.
  • Der Drehmomentwandler 8 bildet eine Signalgeberstruktur bzw. einen Signalgeber 25 aus, mithilfe derer ein Rotorlagesensor die Position des Rotors 52 der elektrischen Maschine 5 detektieren kann. Die Signalgeberstruktur 25 ist beispielsweise in eine Pumpenschale des Drehmomentwandlers 8 eingepresst oder mit dieser stoffschlüssig verbunden.
  • Die Wandlerüberbrückungskupplung 9 kann mithilfe der Öldruckdifferenz in dem hydrodynamischen Drehmomentwandlers 8 geöffnet oder durch den Kolben 26 geschlossen werden. Der Kolben 26 ist mittels Federelementen mit einem Innenlamellenträger 28 der Wandlerüberbrückungskupplung 9 verbunden. Der Innenlamellenträger 28 ist mithilfe von ersten Befestigungselementen 29, wie zum Beispiel Nietausformungen oder dergleichen an dem Deckel 7 des Drehmomentwandlers 8 befestigt.
  • Parallel zum verbrennungsmotorischen Leistungspfad verfügt das Hybridantriebsmodul über einen elektrischen Leistungspfad, bei dem Energie aus einer Batterie mithilfe einer Leistungselektronik der elektrischen Maschine 5 zugeführt wird und dort in rotatorische Energie umgewandelt wird. Die elektrische Maschine 5 umfasst hierzu einen gehäusefesten Stator 51 und einen radial innerhalb des Stators 51 gegenüber diesem drehbar gelagerten Rotor 52. Der Rotor 52 ist mit dem Rotorträger 6 an dem Deckel 7 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 8 über zweite Befestigungselemente 30 befestigt.
  • Das in dem Gehäuse 20 untergebrachte Hybridantriebsmodul kann entweder gemeinsam mit dem Getriebegehäuse oder separat ausgeführt werden. Im Inneren des mit Öl befüllten Raumes des Gehäuses 20 ist eine Ölfangrippe 31 vorgesehen, die das von dem Wandlergehäuse des Drehmomentwandlers 8 abgespritzte Öl in einen Sumpf des Gehäuses 20 führt.
  • In den 2, 2A und 2B sind dreidimensionale Einzelteilansicht des Deckels 7 des Drehmomentwandlers 8 dargestellt, aus denen die Befestigung über die ersten Befestigungsmittel 29 und die zweiten Befestigungsmittel 30 einerseits zwischen dem Innenlamellenträger 28 und dem Deckel 7 und andererseits zwischen dem Rotorträger 6 und dem Deckel 7 verdeutlicht wird. Die ersten und zweiten Befestigungsmittel 29, 30 sind jeweils in Form von an der jeweiligen Axialseite des Deckels 7 angespritzte Nieten oder dergleichen ausgeführt. Zur Verringerung des Bauraums sind die Befestigungselemente 29, 30 auf annähernd dem gleichen Radius bzw. Durchmesserkreis angebracht.
  • In 3 ist eine weitere Ausführung des Hybridantriebsmoduls dargestellt, bei der im Unterschied zu der Ausführung gemäß 1 der Innenring 15 des Freilaufes 13 an der Deckelnabe 12 von dem Innenring 32 des zweiten Lagers 23 separat ausgeführt ist. Zwischen dem Innenring 15 und dem Innenring 32 ist auf dem Innenring 15 ein Sicherungsring 38 angeordnet. Dieser ist mittels des Innenrings 15 gegen ein radiales Aufweiten gesichert.
  • In 4 ist eine Ausführung des Hybridantriebsmoduls dargestellt, bei der der Rotorträger 6 im Unterschied zu den Ausführungen gemäß 1 und 3 auf den Deckel 7 des Drehmomentwandlers 8 aufgepresst ist und stellt somit eine alternative Befestigungsart zwischen dem Rotorträger 6 und dem Deckel 7 dar. Zusätzlich oder alternativ zum Verpressen kann der Rotorträger 6 in 4 mit dem Deckel 7 verschweißt sein. Unter dem Begriff Verpressen ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass zwischen einer Innenkontur des Rotorträgers 6, bestimmt durch dessen Innendurchmesser an der Fügestelle, und einer Außenkontur des Deckels 6, bestimmt durch dessen Außendurchmesser an der Fügestelle, eine Presspassung besteht.
  • Ferner ist eine alternative axiale Sicherung des Außenrings 34 des zweiten Lagers 23 gezeigt, bei der im Unterschied zu den Ausführungen gemäß 1 und 3 der Außenring 34 über einen Sicherungsring 37 gesichert, der in der Eingangsnabe 4 vormontiert ist. Durch Lösen einer Schnappverbindung in Fingern des Sicherungsringes 37 schnappt der Sicherungsring 37 zusammen und sichert das zweite Lager 23 axial. Ein aufgehen des Sicherungsringes 37 unter Drehzahl wird mittels einer zweiten Schnappverbindung, die ebenfalls in den Fingern integriert ist, verhindert. Ebenso wie bei der Ausführungen gemäß 3 sind bei der Ausführung in 4 wieder separate Innenringe 15 und 32 zwischen dem Freilauf 13 und dem zweiten Lager 23 vorgesehen, wobei ein Sicherungsring 38 auf dem Innenring 15 angeordnet ist.
  • Ferner weist bei der Ausführung in 4 im Unterschied zu den Ausführungen gemäß 1 und 3 die Wandlerüberbrückungskupplung 9 u. a. nur 2 Reiblamellen, eine Stahllamelle und den Kolben 26 auf, der direkt auf eine der Reiblamellen wirkt bzw. drückt. Eine zusätzliche Endlamelle entfällt. Der Kolben 26 wird mittels Blattfedern an einer Mitnehmerscheibe bei Druckfreiheit in dem Drehmomentwandler 8 gegen das Lamellenpaket der Wandlerüberbrückungskupplung 9 gedrückt. Die Aufgabe der Blattfedern ist es neben der Rückstellkraft auf den Kolben 26 auch einen Anteil des Antriebsmoments zu übertragen.
  • In 5 ist die Wandlerüberbrückungskupplung 9 ebenso ausgeführt wie in 4. Im Unterschied zu der Ausführung gemäß 4 ist der Rotorträger 6 bei der Ausführung gemäß 5 radial außen an dem Deckel 7 des Drehmomentwandlers 8 angemietet. Hierdurch wird axialer Bauraum eingespart und eine bessere Kühlung der elektrischen Maschine 5 ermöglicht.
  • Bezugszeichen
    • 1
    Fahrzeug
    2
    Kurbelwelle des Verbrennungsmotors
    3
    erster Torsionsschwingungsdämpfer
    4
    Eingangsnabe des Hybridantriebsmoduls
    5
    elektrische Maschine
    6
    Rotorträger
    7
    Deckel des hydrodynamischen Drehmomentwandlers
    8
    hydrodynamischer Drehmomentwandler
    9
    Wandlerüberbrückungskupplung
    10
    zweiter Torsionsschwingungsdämpfer
    11
    Getriebeeingangswelle
    12
    Deckelnabe des Drehmomentwandlers
    13
    Freilauf
    14
    Außenring des Freilaufes
    15
    Innenring des Freilaufes
    16
    Trägheitsmasse des ersten Torsionsschwingungsdämpfers
    17
    Verzahnung
    18
    Federn des ersten Torsionsschwingungsdämpfers
    19
    Lagerschild
    20
    Gehäuse des Hybridantriebsmoduls
    21
    Radialwellendichtring
    22
    erstes Lager
    23
    zweites Lager
    24
    drittes Lager
    25
    Signalgeberstruktur bzw. Signalgeber
    26
    Kolben zum Betätigen der Wandlerüberbrückungskupplung
    27
    Federn des zweiten Torsionsschwingungsdämpfers
    28
    Innenlamellenträger
    29
    erste Befestigungsmittel zum Befestigen eines Innenlamellenträgers
    30
    zweite Befestigungsmittel zum Befestigen des Rotorträgers
    31
    Ölfangrippe
    32
    Innenring des zweiten Lagers
    33
    Sicherungsnut
    34
    Außenring des zweiten Lagers
    35
    Sicherungsblech
    36
    Sicherungsring
    37
    Sicherungsring mit Schnappverbindungen
    38
    Sicherungsring
    51
    Stator
    52
    Rotor
  • 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 5789823 A [0002]

Claims (19)

  1. Hybridantriebsmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit zumindest einer elektrischen Maschine (5) mit einem Rotorträger (6), wobei der Rotorträger (6) zumindest über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler (8) oder eine Wandlerüberbrückungskupplung (9) mit einer Getriebeeingangswelle (11) verbunden ist und wobei der Rotorträger (6) über zumindest einen Freilauf (13) mit einer Eingangsnabe (4) mit einem Verbrennungsmotor koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (6) mit einer Deckelnabe (12) des Drehmomentwandlers (8) verbunden ist, wobei die Eingangsnabe (4) auf der Deckelnabe (12) des Drehmomentwandlers (8) gelagert ist und wobei die Eingangsnabe (4) einen Außenring (14) des Freilaufes (13) bildet und die Deckelnabe (12) einen Innenring (15) des Freilaufes (13) bildet.
  2. Hybridantriebsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum Freilauf (13) zumindest ein erstes Lager (22) und ein zweites Lager (23) zum Übertragen von axialen und radialen Kräften zwischen der Eingangsnabe (4) und der Deckelnabe (12) des Drehmomentwandlers (8) vorgesehen sind.
  3. Hybridantriebsmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Deckelnabe (12) gebildete Innenring (15) des Freilaufes (13) und ein Innenring (32) des zweiten Lagers (23) einstückig ausgeführt sind.
  4. Hybridantriebsmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Eingangsnabe (4) gebildete Außenring (14) des Freilaufes (13) über ein Sicherungsblech (35) in einer Sicherungsnut (33) axial gesichert ist.
  5. Hybridantriebsmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsnabe (4) über ein drittes Lager (24) an einem gehäuseseitigen Lagerschild (19) gelagert ist.
  6. Hybridantriebsmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Lagerschild (19) eine Trennung zwischen einem verbrennungsmotorseitigen Trockenraum und einem Ölraum in einem Gehäuse (20) des Hybridantriebsmoduls vorgesehen ist.
  7. Hybridantriebsmodul nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild (19) einen Statorträger der elektrischen Maschine (5) bildet.
  8. Hybridantriebsmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Deckelnabe (12) verbundener Deckel (7) des Drehmomentwandlers (8) erste axial vorstehende Befestigungselemente (29) zum Befestigen eines Innenlamellenträgers (28) der Wandlerüberbrückungskupplung (9) und zweite in entgegengesetzter Richtung axial vorstehende Befestigungselemente (30) zum Befestigen des Rotorträgers (6) aufweist.
  9. Hybridantriebsmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Befestigungselemente (29) und die zweiten Befestigungselemente (30) auf einem näherungsweise gleichen Durchmesserkreis an dem Deckel (7) des Drehmomentwandlers (8) angeordnet sind.
  10. Hybridantriebsmodul nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Befestigungselemente (29) und die zweiten Befestigungselemente (30) in Form von an der jeweiligen Axialseite des Deckels (7) als angespritzte Nieten ausgeführt sind.
  11. Hybridantriebsmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine einteilig mit dem Gehäuse (20) ausgeführte Ölfangrippe (31) zum Zurückführen von aus dem Drehmomentwandler (8) abgespritzten Öl in einen Sumpf des Gehäuses (20) vorgesehen ist.
  12. Hybridantriebsmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen einer Rotorposition zumindest ein Signalgeber (25) an dem Drehmomentwandler (8) befestigt ist.
  13. Hybridantriebsmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kolben (26) zum Betätigen der als Lamellenkupplung ausgeführten Wandlerüberbrückungskupplung (9) vorgesehen ist, wobei der Kolben (26) zumindest eine Stahllamelle der Lamellenkupplung betätigt, die in Wirkverbindung mit einer korrespondierenden Reiblamelle bringbar ist, wobei eine Abdichtung des Kolbens (26) über einen Reibbelag vorgesehen ist, der an der dem Kolben (26) zugewandten Stahllamelle angebracht ist.
  14. Hybridantriebsmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingang eines ersten Torsionsschwingungsdämpfers (3) mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, wobei zum Starten des Verbrennungsmotors eine Verzahnung (17) radial außen an einer Trägheitsmasse (16) des ersten Torsionsschwingungsdämpfers (3) vorgesehen ist, die mit einem Startergenerator in Wirkverbindung bringbar ist.
  15. Hybridantriebsmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingang eines ersten Torsionsschwingungsdämpfers (3) mit dem Verbrennungsmotor und ein Ausgang des ersten Torsionsschwingungsdämpfers (3) mit der Eingangsnabe (4) verbunden ist, wobei eine Trägheitsmasse (16) des ersten Torsionsschwingungsdämpfers (3) axial neben der elektrischen Maschine (5) angeordnet ist, wobei die Trägheitsmasse (16) radial gesehen mit einem Stator (51) und einem Rotor (52) der elektrischen Maschine (5) zumindest teilweise überlappt.
  16. Hybridantriebsmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingang eines zweiten Torsionsschwingungsdämpfers (10) mit der Wandlerüberbrückungskupplung (9) verbunden ist und dass ein Ausgang des zweiten Torsionsschwingungsdämpfer (10) mit der Getriebeeingangswelle (11) verbunden ist.
  17. Antriebsstrang für ein Fahrzeug (1) mit zumindest einem Hybridantriebsmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  18. Antriebstrang nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kurbelwelle (2) eines Verbrennungsmotors über einen ersten Torsionsschwingungsdämpfer (3) mit dem Hybridantriebsmodul über einen Freilauf (13) verbunden ist, sodass ein verbrennungsmotorisches Antriebsmoment über den hydrodynamischen Drehmomentwandler (8) auf eine Getriebeeingangswelle (11) übertragbar ist oder über eine als Lamellenkupplung ausgeführte Wandlerüberbrückungskupplung (9) und einem nachgeschalteten zweiten Torsionsschwingungsdämpfer (10) auf die Getriebeeingangswelle (11) übertragbar ist und/oder sodass ein elektromotorisches Antriebsmoment über den hydrodynamischen Drehmomentwandler (8) auf eine Getriebeeingangswelle (11) übertragbar ist oder über die als Lamellenkupplung ausgeführte Wandlerüberbrückungskupplung (9) und dem nachgeschalteten zweiten Torsionsschwingungsdämpfer (10) auf die Getriebeeingangswelle (11) übertragbar ist.
  19. Fahrzeug (1) mit einem Antriebsstrang nach Anspruch 17 oder 18.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5789823A (en) 1996-11-20 1998-08-04 General Motors Corporation Electric hybrid transmission with a torque converter
DE19942445A1 (de) 1998-09-07 2000-05-04 Toyota Motor Co Ltd Fahrzeugantriebsvorrichtung

Patent Citations (2)

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