WO2019174876A1 - Hybridmodul mit einem modulgehäuse - Google Patents

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WO2019174876A1
WO2019174876A1 PCT/EP2019/054172 EP2019054172W WO2019174876A1 WO 2019174876 A1 WO2019174876 A1 WO 2019174876A1 EP 2019054172 W EP2019054172 W EP 2019054172W WO 2019174876 A1 WO2019174876 A1 WO 2019174876A1
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stator
outer diameter
transmission
hybrid module
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Reinhard Deppert
Sven Ludsteck
Murat Özdemir
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a hybrid module with a module housing, which is provided in particular for the arrangement between an internal combustion engine and a transmission of a drive system for a hybrid vehicle.
  • Drive trains for hybrid vehicles are often represented on the basis of conventional vehicles with internal combustion engine, wherein in a space between the engine and a gear change another, designed as an electric machine drive unit and other components such as torsional dampers and couplings are inserted with the actuator units.
  • One possibility for integrating an electrical machine into the drive train is to utilize an existing space within a gear lock of a known gear change transmission, for example an automatic transmission. Due to the omission of a hydrodynamic torque converter, the electric machine can be arranged space-neutral at this position. Due to the complete arrangement of the electrical machine within the gear housing no separate housing is required for this, but this integration is constructive and manufacturing technically demanding and expensive.
  • DE 100 07 262 A1 shows in its FIG. 2 an exemplary arrangement in which the electric machine is arranged within a transmission bell but is fixed with its rotor and stator on the adjacent internal combustion engine.
  • the electric machine or the hybrid module may have its own housing, which is used axially between an internal combustion engine and a gear change transmission and which receives the electric machine completely in itself.
  • the electric machine is thus substantially completely outside of the transmission housing.
  • a hybrid module with an electric machine can also be arranged only partially in a transmission housing and surrounded by it and additionally have a separate intermediate housing or a spacer element for arranging a remaining machine section, which is inserted axially between an internal combustion engine and a transmission, as this example in the arrangement of Fig. 1 of DE 100 07 262 A1 is shown by way of example.
  • a hybrid module housing may also be provided, which is fixed on the one hand to a housing of an internal combustion engine and which, on the other hand, is partially inserted into a transmission housing and overlaps axially with it, like this one of the generic type
  • the object of the invention is to provide a compact hybrid module which enables an improved utilization of a building space given in the engine compartment of a vehicle.
  • a hybrid module in particular for the arrangement between an internal combustion engine and a transmission of a hybrid vehicle, proposed which comprises a substantially cylindrical module housing with a first housing part.
  • This housing part has a first, substantially housing portion, which is designed for arrangement within a central receiving space of a transmission, in particular within a housing of the transmission.
  • the first housing section has a first outer diameter and a first inner diameter.
  • the hybrid module further comprises a second housing section which is provided for disposition outside the transmission and which is designed with a second outer diameter and a second inner diameter. In this case, the second outer diameter is larger than the first outer diameter.
  • a receiving area for the arrangement of an electrical machine is provided, which is at least partially formed by the first housing portion.
  • the invention provides that the second inner diameter of the second housing part is larger than the first outer diameter of the first housing part. Furthermore, while the receiving area for the arrangement of the electric machine to be formed together by the first and the second housing portion.
  • the electric machine can be performed at least partially with a larger Au .
  • it is necessary for the integration of such a hybrid module still a certain additional axial space.
  • the axial space requirement can be limited by the better utilization of a given radial space. This is an axial shortening of the electric machine at least while maintaining, possibly even under a power increase possible.
  • An entire installation space available for the arrangement of the hybrid module can now be optimally utilized with regard to optimized overall performance.
  • the first and the second housing portion of the hybrid module need not necessarily follow each other axially immediately.
  • a flange region may be arranged between these sections, which may be formed, for example, with the first inner diameter but with an enlarged diameter relative to the first outer diameter.
  • the winding head diameter on the two axial sides of an electric machine is usually smaller than the outside diameter of a laminated stator core or of a stator carrier surrounding the laminated core.
  • the laminated stator core can be arranged in the second housing portion outside of the gear housing and radially enlarged.
  • a wiring arrangement for mutual interconnection of a stator winding in the form of stator coils can be displaced radially outward or axial position radially outward into the second housing section.
  • a wiring arrangement can also be provided axially with respect to a stator winding on the first housing section, while a stator support and / or a stator lamination stack can be radially enlarged and provided on the second housing section.
  • a radially outer stator cooling jacket can be further displaced radially outward Shen by cooling grooves or cooling channels are introduced at the inner diameter of the module housing and the stator is formed with an axially continuous cylindrical surface and at thisdenuten or wells can be dispensed with entirely or formed with a smaller radial depth.
  • the first housing part has a first flange region for connection to a transmission and a second flange region for connection to an internal combustion engine and / or with a second housing part of the module housing.
  • the flange areas may preferably be formed as radial flanges and screwed by means of bolts.
  • the first housing part in the region of the first housing portion a first bearing plate for at least indirect storage of a drive shaft aufwei- sen.
  • the second housing part may have a second end shield for the at least indirect mounting of a drive shaft.
  • the first housing part can be axially closed on both sides by the first and the second end shield and optionally sealed fluid-tight by the provision of corresponding sealing elements.
  • the enclosed by the end shields receiving space may thus be formed as a wet room.
  • the third housing portion may be executed with a third inner diameter, which is in particular equal to or greater than the first Au dated today the first housing part.
  • the second housing part may preferably have a third flange area for connection to the first housing part and a fourth flange area for connection to an internal combustion engine.
  • An advantageous embodiment of the hybrid module provides that in the receiving area of the first housing part, an electric machine with a stator and a rotor is arranged.
  • the stator in the
  • a rotor shaft of the rotor can be mounted at least on one of the end shields.
  • the hybrid module can thus be provided with its electric machine and optionally with other components, such as a disconnect clutch and its actuator as a prefabricated, stand-alone modular unit for installation in a vehicle drivetrain between an internal combustion engine and a gearbox.
  • the assembly of the hybrid module can be done comparatively easily, in the two coupling points cooperating drive shafts of internal combustion engine, hybrid module and gear change are merged and further by the screwed between the housing parts of the hybrid module and an internal combustion engine housing on the one hand and the housing of the gear change in the usual manner ,
  • a drive system with an internal combustion engine, the illustrated hybrid module and a gear change transmission is disclosed.
  • the hybrid module 10 is constructed in two parts and comprises a substantially cylindrical module housing 16 with a first housing part 18 and with a second housing part 19.
  • the module housing 16 is made of an aluminum material.
  • the first housing part 18 has a first housing section 180, which is designed for arrangement within a central receiving space 14a of the gear 14, in particular within a gear housing 14b.
  • the first housing portion 180 is formed substantially cylindrical with a first outer diameter OD1 and with a first inner diameter ID1.
  • the first housing part 18 further comprises a substantially equally cylindrical second housing portion 182 which is provided for the arrangement outside of the transmission 14 and which is designed with a second outside diameter OD 2 and a second inside diameter ID 2.
  • the second outer diameter OD2 is larger than the first outer diameter OD1. It can also be seen that the second inner diameter ID2 is larger than the first outer diameter OD1.
  • a receiving area 20 for the arrangement of an electric machine 40 is provided, which is formed jointly by the first and the second housing portion 180, 182.
  • the electric machine 40 has a stator 42 fixed to the first housing part 18 and a rotor 44 rotatably mounted within the stator 42.
  • the stator 42 has, seen in the axial direction, a first stator region 42a with a first stator external diameter SOD1 and a second stator region 42b with a second stator external diameter SOD2.
  • the stator 42 extends axially across the first and second housing portions 180 in the illustrated assembled state; 182 of the module housing 16. In this case, the first stator region 42a is in contact with the first housing section 180 and the second stator section 42b is in contact with the second housing section 182, so that the corresponding areas and sections interact.
  • the stator 42 may, in particular, have a laminated core fixed to a stator carrier, wherein the stator carrier is designed with its outer diameter stepped as seen in FIG. 1 with the two diameter regions SOD1 and SOD2.
  • the radius of an air gap 43 located between the stator 42 and the rotor 44 can thereby be increased.
  • the first housing part 180 further has a first flange area 18a for connection to a flange area 14c of the gearbox 14 and still further a second flange area 18b for connection to a flange area 19a of the second housing part 19.
  • the flange area 18b are directly connected to the housing 12b of the internal combustion engine 12.
  • the respective connection areas may be formed in a known manner as screw connections using bolts.
  • the first housing part 18 has a first bearing plate 18c with a bearing 25 for supporting a drive shaft 24, which in the present case is present as a rotor shaft of the electrical machine 40.
  • the drive shaft 24 acts here as an output shaft of the hybrid module 1 0.
  • a second bearing plate 19c is provided for supporting a drive shaft 26.
  • the drive shaft 26 forms an input shaft of the hybrid module 10.
  • the second housing part 19 comprises a third housing portion 190 having a third inner diameter ID3, which is in particular equal to or greater than the first Au dated pickmesser ID1.
  • the second housing part 19 has a third Flange portion 19 a for connection to the first housing part 18 and a fourth flange portion 19 b for connection to the housing 12 b of the internal combustion engine 12 on.
  • a torsional vibration damper 22 is provided whose primary side 22a rotatably with the crankshaft 12a of the internal combustion engine 12 and the secondary side rotatably connected to the drive shaft 26 in rotational drive.
  • the drive shaft 26 is mounted by means of a bearing 27 on a multi-part support member 46 of the rotor 44, wherein the support member 46 is supported by a bearing 47 from the bearing plate 19c.
  • the hybrid module 10 further includes a disconnect clutch 48 via which the rotor 44 can be selectively coupled to the crankshaft 12a.
  • the separating clutch 48 is designed as a dry friction clutch and has a friction disk arrangement 48a connected to the drive shaft 26, a pressure plate 48d displaceable by the action of an actuating device 48b via a disengagement arrangement 48c, and an abutment 48e.
  • the actuating device 48b is present here as a slave cylinder arranged concentrically to the axis of rotation A of the hybrid module 10 for hydraulic or pneumatic actuation.
  • the disengagement order 48c comprises a rotary decoupling bearing 481c and an annular disk-shaped lever element 482c, which is designed as a diaphragm spring in the present case, is pivotably supported on the support element and engages on the pressure plate 48d for transmitting an actuating force.
  • the starting element 50 may, for example, be in the form of a dry or wet single or double clutch, a hydrodynamic torque converter or the like and be in rotational engagement with its input region with the rotor shaft 24 and with its output region with at least one transmission input shaft 14e.
  • Reference numeral hybrid module

Abstract

Es wird ein Hybridmodul (10), insbesondere zur Anordnung zwischen einem Verbrennungsmotor (12) und einem Getriebe (14) eines Hybridfahrzeugs beschrieben. Das Hybridmodul (10) umfasst ein im Wesentlichen zylinderförmiges Modulgehäuse (16) mit einem ersten Gehäuseteil (18), welches aufweist: einen ersten Gehäuseabschnitt (180), welcher zur Anordnung innerhalb eines zentralen Aufnahmeraums (14a) eines Getriebes (14), insbesondere innerhalb eines Getriebegehäuses (14b) ausgebildet ist, wobei der erste Gehäuseabschnitt (180) einen ersten Außendurchmesser (OD1) und einen ersten Innendurchmesser (ID1) aufweist, einen zweiten Gehäuseabschnitt (182), welcher zur Anordnung außerhalb des Getriebes (14) vorgesehen und mit einem zweiten Au ßendurchmesser (OD2) und einem zweiten Innendurchmesser (ID2) ausgeführt ist, wobei der zweite Au ßendurchmesser (OD2) größer als der erste Außendurchmesser (OD1) ist, einen Aufnahmebereich (20) zur Anordnung einer elektrischen Maschine (40), welcher zumindest teilweise von dem ersten Gehäuseabschnitt (180) ausgebildet ist. Es ist bei dem Modulgehäuse vorgesehen, dass der zweite Innendurchmesser (ID2) größer als der erste Au ßendurchmesser (OD1) ist und dass der Aufnahmebereich (20) zur Anordnung der elektrischen Maschine (40) gemeinsam von dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt (180, 182) gebildet wird.

Description

Hvbridmodul mit einem Modulqehäuse
Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul mit einem Modulgehäuse, welches insbesondere zur Anordnung zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe eines Antriebssystems für ein Hybridfahrzeug vorgesehen ist.
Antriebsstränge für Hybridfahrzeuge werden oft auf der Basis von konventionellen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor dargestellt, wobei in einem Raumbereich zwischen dem Verbrennungsmotor und einem Gangwechselgetriebe ein weiteres, als elektrische Maschine ausgebildetes Antriebsaggregat und weitere Komponenten wie Torsionsdämpfer und Kupplungen mit deren Betätigungseinheiten eingefügt werden.
Eine Möglichkeit zur Integration einer elektrischen Maschine in den Antriebsstrang besteht in der Ausnutzung eines vorhandenen Raumbereichs innerhalb einer Getrie- beglocke eines bekannten Gangwechselgetriebes, beispielsweise eines Automatge- triebes. Durch den Entfall eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers kann die elektrische Maschine an dieser Position bauraumneutral angeordnet werden. Durch die vollständige Anordnung der elektrischen Maschine innerhalb des Getriebegehäuses ist für diese kein separates Gehäuse erforderlich, jedoch ist diese Integration konstruktiv und fertigungstechnisch anspruchsvoll und aufwändig. Die
DE 100 07 262 A1 zeigt hierzu in deren Fig. 2 eine beispielhafte Anordnung, bei der die elektrische Maschine innerhalb einer Getriebeglocke angeordnet ist, jedoch mit deren Rotor und Stator am benachbarten Verbrennungsmotor festgelegt ist.
Gemäß einer weiteren mit der DE 10 2014 1 18 620 A1 offenbarten Möglichkeit kann die elektrische Maschine bzw. das Hybridmodul ein eigenes Gehäuse aufweisen, welches axial zwischen einen Verbrennungsmotor und ein Gangwechselgetriebe eingesetzt wird und welches die elektrische Maschine vollständig in sich aufnimmt. Die elektrische Maschine befindet sich somit im Wesentlichen vollständig au ßerhalb des Getriebegehäuses. Dadurch erfolgt eine Verlängerung des Antriebssystems und es wird ein zusätzlicher Bauraum beansprucht, welcher in kompakten Motorräumen gegenwärtiger Fahrzeuge nicht ohne weiteres zur Verfügung steht. Zur Integration eines solchen Antriebssystems und zur Schaffung des erforderlichen Bauraums sind gegebenenfalls weitere konstruktive Eingriffe in bestehende Systeme erforderlich.
Alternativ kann ein Hybridmodul mit einer elektrischen Maschine auch nur teilweise in einem Getriebegehäuse angeordnet und von diesem umgeben sein und zusätzlich ein separates Zwischengehäuse bzw. ein Distanzelement zur Anordnung eines verbleibenden Maschinenabschnitts aufweisen, welches axial zwischen einen Verbrennungsmotor und ein Getriebe eingefügt ist, wie dieses beispielsweise in der Anordnung von Fig. 1 der DE 100 07 262 A1 exemplarisch dargestellt ist.
Weiterhin kann ein bei einem Hybridantriebssystem auch ein Hybridmodulgehäuse vorgesehen sein, welches einerseits an einem Gehäuse eines Verbrennungsmotors festgelegt ist und welches andererseits teilweise in ein Getriebegehäuse eingeführt ist und sich mit diesem axial überlappt, wie dieses aus der gattungsgemäßen
DE 10 2012 204 774 A1 hervorgeht. Bei dem dort dargestellten Antriebssystem ist der von der elektrischen Maschine belegte Abschnitt des Hybridmodulgehäuses über dessen gesamte Länge mit einem Innendurchmesser ausgebildet, welcher kleiner ist als der Innendurchmesser des von dem Hybridmodul belegten Abschnitts des Getriebegehäuses. Die elektrische Maschine ist dort bezüglich eines Au ßendurchmessers limitiert.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein kompakt bauendes Hybridmodul bereitzu- stellen, welches eine verbesserte Ausnutzung eines im Motorraum eines Fahrzeugs gegebenen Bauraums ermöglicht.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Hybridmodul durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Figurenbeschreibung entnehmbar. Demnach wird ein Hybridmodul, insbesondere zur Anordnung zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe eines Hybridfahrzeugs, vorgeschlagen, welches ein im Wesentlichen zylinderförmiges Modulgehäuse mit einem ersten Gehäu- seteil umfasst. Dieses Gehäuseteil weist einen ersten, im Wesentlichen Gehäuseabschnitt auf, welcher zur Anordnung innerhalb eines zentralen Aufnahmeraums eines Getriebes, insbesondere innerhalb eines Gehäuses des Getriebes ausgebildet ist. Der erste Gehäuseabschnitt weist einen ersten Außendurchmesser und einen ersten Innendurchmesser auf. Das Hybridmodul umfasst weiter einen zweiten Ge- häuseabschnitt, welcher zur Anordnung außerhalb des Getriebes vorgesehen und welcher mit einem zweiten Au ßendurchmesser und einem zweiten Innendurchmes- ser ausgeführt ist. Dabei ist der zweite Au ßendurchmesser größer als der erste Au- ßendurchmesser ausgeführt. An dem ersten Gehäuseteil des Hybridmoduls ist ein Aufnahmebereich zur Anordnung einer elektrischen Maschine vorgesehen, welcher zumindest teilweise von dem ersten Gehäuseabschnitt ausgebildet ist.
Bei dem vorgeschlagenen Hybridmodul ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der zweite Innendurchmesser des zweiten Gehäuseteils größer als der erste Au ßen- durchmesser des ersten Gehäuseteils ist. Weiterhin soll dabei der Aufnahmebereich zur Anordnung der elektrischen Maschine gemeinsam von dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt gebildet werden.
Durch die vorgeschlagene Lösung kann die Elektromaschine zumindest bereichsweise mit einem größeren Au ßendurchmesser ausgeführt werden. Das bedeutet, dass der den Betrag eines Drehmoments bestimmende Luftspalt zwischen dem Ro- tor und dem Stator der elektrischen Maschine auf einen größeren Durchmesser angeordnet werden kann. Es kann also durch den Vorschlag eine größere Leistung der Maschine erzeugt werden. Es ist zwar zur Integration eines solchen Hybridmoduls nach wie vor ein gewisser zusätzlicher axialer Bauraum erforderlich. Jedoch kann der axiale Bauraumbedarf durch die bessere Ausnutzung eines gegebenen radialen Bauraums begrenzt werden. Damit ist eine axiale Verkürzung der Elektromaschine zumindest unter Beibehaltung, gegebenenfalls sogar unter einer Leistungserhöhung möglich. Ein zur Anordnung des Hybridmoduls zur Verfügung stehender gesamter Bauraum kann im Hinblick auf eine optimierte Gesamtleistung nunmehr optimal ausgenutzt werden.
Der erste und der zweite Gehäuseabschnitt des Hybridmoduls müssen dabei nicht zwangsweise axial unmittelbar aufeinander folgen. Es kann zwischen diesen Ab- schnitten ein Flanschbereich angeordnet sein, der beispielsweise mit dem ersten Innendurchmesser, jedoch mit einem gegenüber dem ersten Außendurchmesser ver- größerten Au ßendurchmesser ausgebildet sein kann.
Eine zuvor angesprochene zumindest bereichsweise Vergrößerung des Au ßendurchmessers der Elektromaschine kann auf unterschiedlichste Art und Weise erzielt werden, wofür nachfolgend lediglich einzelne, nicht abschließende Beispiele ange- führt werden.
Üblicherweise ist der Wickelkopfdurchmesser an den beiden Axialseiten einer elektrischen Maschine geringer als der Außendurchmesser eines Statorblechpakets oder eines das Blechpaket umgebenden Statorträgers. Bei einer Anordnung von einem der Wickelköpfe innerhalb eines ersten Gehäuseabschnitts des Modulgehäuses und damit unter bestmöglicher Ausnutzung des Aufnahmeraums innerhalb des Getriebegehäuses kann das Statorblechpaket in dem zweiten Gehäuseabschnitt außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet und radial vergrößert ausgebildet werden.
Gemäß einem weiteren Beispiel kann eine Verschaltungsanordnung zur gegenseitigen Verschaltung einer Statorwicklung in Form von Statorspulen von einer radial in- neren oder axialen Position nach radial au ßen in den zweiten Gehäuseabschnitt verlagert werden. Auf diese Weise kann eine axiale Verkürzung der elektrischen Maschine, insbesondere des Stators erzielt werden. Alternativ kann umgekehrt auch eine Verschaltungsanordnung axial zu einer Statorwicklung am ersten Gehäuseab- schnitt vorgesehen sein, während ein Statorträger und/oder ein Statorblechpaket ra- dial vergrößert ausgebildet und am zweiten Gehäuseabschnitt vorgesehen werden können. Gemäß einem noch weiteren Beispiel kann ein radial äußerer Stator-Kühlmantel noch weiter nach radial au ßen verlagert werden, indem am Innendurchmesser des Modulgehäuses Kühlnuten bzw. Kühlkanäle eingebracht werden und der Statorträger mit einer axial durchgehenden zylindrischen Fläche ausgebildet wird und an diesem Kühlnuten bzw. Vertiefungen ganz entfallen oder mit geringerer radialer Tiefe ausge- bildet sein können.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann bei dem vorgeschlagenen Hybridmodul das erste Gehäuseteil einen ersten Flanschbereich zur Verbindung mit einem Getriebe und einen zweiten Flanschbereich zur Verbindung mit einem Verbrennungsmotor und/oder mit einem zweiten Gehäuseteil des Modulgehäuses aufweist. Die Flanschbereiche können bevorzugt als Radialflansche und zur Verschraubung mittels Schraubbolzen ausgebildet sein.
Mit Vorteil kann das erste Gehäuseteil im Bereich des ersten Gehäuseabschnitts ein erstes Lagerschild zur zumindest mittelbaren Lagerung einer Antriebswelle aufwei- sen. Dadurch kann ein bereits vollständig vormontiertes Hybridmodul mit einer elektrischen Maschine mit einem Stator und mit einem in dem Lagerschild darin gelagerten Rotor dargestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das zweite Gehäuseteil ein zweites Lagerschild zur zumindest mittelbaren Lagerung einer Antriebswelle aufweisen. Somit kann das erste Gehäuseteil axial beidseitig durch das erste und das zweite Lagerschild ver- schlossen und gegebenenfalls durch das Vorsehen von entsprechenden Dichtelementen fluiddicht verschlossen werden. Der von den Lagerschilden eingeschlossene Aufnahmeraum kann also als ein Nassraum ausgebildet sein. Durch die Ausbildung eines dritten Gehäuseabschnitts an dem zweiten Gehäuseteil, welcher sich ebenso wie der erste und der zweite Gehäuseabschnitt bezüglich der vorliegenden Zylindergeometrie axial erstreckt, kann ein weiterer Aufnahmeraum zur Anordnung von zu- mindest einer zwischen einem Verbrennungsmotor und dem vorliegenden Hyb- ridmodul angeordneten Antriebstrangkomponente geschaffen werden. Zu diesem Zweck kann der dritte Gehäuseabschnitt mit einem dritten Innendurchmesser ausge- führt sein, welcher insbesondere gleich oder größer als der erste Au ßendurchmesser des ersten Gehäuseteils ist. Bevorzugt kann das zweite Gehäuseteil einen dritten Flanschbereich zur Verbindung mit dem ersten Gehäuseteil und einen vierten Flanschbereich zur Verbindung mit einem Verbrennungsmotor aufweisen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Hybridmoduls sieht vor, dass im Aufnahmebereich des ersten Gehäuseteils eine elektrische Maschine mit einem Stator und mit einem Rotor angeordnet ist. Dabei weist der Stator in axialer Richtung einen ersten Statorbereich mit einem ersten Statorau ßendurchmesser und einen zweiten Statorbereich mit einem zweiten Statorau ßendurchmesser auf. Der Stator erstreckt sich im montierten Zustand axial über den ersten und den zweiten Gehäuseabschnitt des Modulgehäuses, wobei der erste Statorbereich mit dem ersten Gehäuseabschnitt und der zweite Statorbereich mit dem zweiten Gehäuseabschnitt Zusammenwirken.
Im Weiteren kann mit besonderem Vorteil eine Rotorwelle des Rotors zumindest an einem der Lagerschilde gelagert sein. Das Hybridmodul kann somit mit deren elektrische Maschine und gegebenenfalls mit weiteren Komponenten, wie zum Beispiel einer Trennkupplung und deren Betätigungseinrichtung als eine vorgefertigte, eigenständige Baueinheit in Modulbauweise zum Einbau in einem Fahrzeugantriebsstrang zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Gangwechselgetriebe bereitgestellt werden. Die Montage des Hybridmoduls kann vergleichsweise einfach erfolgen, in- dem an zwei Koppelstellen miteinander zusammenwirkende Antriebswellen von Verbrennungsmotor, Hybridmodul und Gangwechselgetriebe zusammengeführt werden und indem weiter die zwischen den Gehäuseteilen des Hybridmoduls und einem Verbrennungsmotorgehäuse einerseits und dem Gehäuse des Gangwechselgetriebes in üblicher weise miteinander verschraubt werden. Zusammenfassend wird ein Antriebssystem mit einem Verbrennungsmotor, dem erläuterten Hybridmodul und einem Gangwechselgetriebe offenbart.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer in der beigefügten Figur 1 dargestellten Ausführungsform eines Hybridmoduls 10 beispielhaft erläutert. Das nachfolgend erläuterte Hybridmodul 10 ist insbesondere zur Anordnung zwischen einem Verbrennungsmotor 12 und einem Getriebe 14 eines Hybridfahrzeugs vorgesehen. Das Hybridmodul 10 ist zweiteilig aufgebaut und umfasst ein im We- sentlichen zylinderförmiges Modulgehäuse 16 mit einem ersten Gehäuseteil 18 und mit einem zweiten Gehäuseteil 19. Vorzugsweise ist das Modulgehäuse 16 aus ei- nem Aluminiumwerkstoff gefertigt. Das erste Gehäuseteil 18 weist einen ersten Gehäuseabschnitt 180 auf, welcher zur Anordnung innerhalb eines zentralen Aufnahmeraums 14a des Getriebes 14, insbesondere innerhalb eines Getriebegehäuses 14b ausgebildet ist. Der erste Gehäuseabschnitt 180 ist im Wesentlichen zylindrisch mit einem ersten Außendurchmesser OD1 und mit einem ersten Innendurch- messer ID1 ausgebildet. Das erste Gehäuseteil 18 umfasst weiter einen im Wesentli- chen gleichfalls zylindrischen zweiten Gehäuseabschnitt 182 auf, welcher zur Anord- nung au ßerhalb des Getriebes 14 vorgesehen und der mit einem zweiten Au ßen- durchmesser OD2 und einem zweiten Innendurchmesser ID2 ausgeführt ist.
Wie in der Figur erkennbar, ist der zweite Außendurchmesser OD2 größer als der erste Au ßendurchmesser OD1 ausgeführt. Es ist weiter erkennbar, dass zweite In- nendurchmesser ID2 größer als der erste Außendurchmesser OD1 ist. Innerhalb des ersten Gehäuseteils 18 ist ein Aufnahmebereich 20 zur Anordnung einer elektrischen Maschine 40 vorgesehen, welcher gemeinsam von dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt 180, 182 gebildet wird.
Die elektrischen Maschine 40 weist einen am ersten Gehäuseteil 18 festgelegten Stator 42 und einen innerhalb des Stators 42 drehbar gelagerten Rotor 44 auf. Der Stator 42 weist in axialer Richtung gesehen einen ersten Statorbereich 42a mit einem ersten Statoraußendurchmesser SOD1 und einen zweiten Statorbereich 42b mit einem zweiten Statorau ßendurchmesser SOD2 auf. Der Stator 42 erstreckt sich in dem dargestellten montierten Zustand axial über den ersten und den zweiten Gehäuseabschnitt 180; 182 des Modulgehäuses 16. Dabei befindet sich der erste Statorbereich 42a in Anlage an dem ersten Gehäuseabschnitt 180 und der zweite Statorbereich 42b befindet sich in Anlage an dem zweiten Gehäuseabschnitt 182, sodass die entsprechenden Bereiche und Abschnitte Zusammenwirken. Der Stator 42 kann insbesondere ein an einem Statorträger festgelegtes Blechpaket aufwei- sen, wobei der Statorträger mit dessen Außendurchmesser wie in Fig. 1 zu sehen gestuft mit den beiden Durchmesserbereichen SOD1 und SOD2 ausgebildet ist. Der Radius eines zwischen dem Stator 42 und dem Rotor 44 befindlichen Luftspalts 43 kann dadurch vergrößert werden. Des Weiteren verfügt der Stator 42 über eine stirnseitig angeordnete Verschaltungseinrichtung 45. Diesbezüglich ist in der Figur erkennbar, dass der Au ßendurchmesser der Verschaltungseinrichtung 45 größer ist als der Statorau ßendurchmesser SOD2 und dass ein damit zusammenwirkender bzw. dort radial gegenüber liegender Innendurchmesser des Gehäuseabschnitts 182 noch größer ist als der zweite Innendurchmesser ID2.
Das erste Gehäuseteil 180 weist weiter einen ersten Flanschbereich 18a zur Verbin- dung mit einem Flanschbereich 14c des Getriebes 14 auf und noch weiter einen zweiten Flanschbereich 18b zur Verbindung mit einem Flanschbereich 19a des zweiten Gehäuseteils 19. Bei einem Entfall des zweiten Gehäuseteils 19 kann der Flanschbereich 18b direkt mit dem Gehäuse 12b des Verbrennungsmotors 12 verbunden werden. Die jeweiligen Verbindungsbereiche können in bekannter Art und Weise als Schraubverbindungen unter Verwendung von Schraubbolzen ausgebildet sein.
Das erste Gehäuseteil 18 weist im Bereich des ersten Gehäuseabschnitts 180 ein erstes Lagerschild 18c mit einem Lagers 25 zur Lagerung einer Antriebswelle 24 auf, welche vorliegend als eine Rotorwelle der elektrischen Maschine 40 vorliegt. Die An- triebswelle 24 fungiert hier als eine Ausgangswelle des Hybridmoduls 1 0. An dem zweiten Gehäuseteil 19 ist zur Lagerung einer Antriebswelle 26 ein zweites Lagerschild 19c vorgesehen. Die Antriebswelle 26 bildet eine Eingangswelle des Hyb- ridmoduls 1 0.
Das zweite Gehäuseteil 19 umfasst einen dritten Gehäuseabschnitt 190 mit einem dritten Innendurchmesser ID3, welcher insbesondere gleich oder größer als der erste Au ßendurchmesser ID1 ist. Weiter weist das zweite Gehäuseteil 19 einen dritten Flanschbereich 19a zur Verbindung mit dem ersten Gehäuseteil 18 und einen vierten Flanschbereich 19b zur Verbindung mit dem Gehäuse 12b des Verbrennungsmo- tors 12 auf.
In dem durch das zweite Gehäuseteil 19 gebildeten Aufnahmeraum ist ein Torsions- schwingungsdämpfer 22 vorgesehen, dessen Primärseite 22a drehfest mit der Kur- belwelle 12a des Verbrennungsmotors 12 und dessen Sekundärseite drehfest mit der Antriebswelle 26 in Drehmitnahme steht. Die Antriebswelle 26 ist mittels eines Lagers 27 an einem mehrteiligen Tragelement 46 des Rotors 44 gelagert, wobei das Tragelement 46 mittels eines Lagers 47 vom Lagerschild 19c gestützt wird.
Das Hybridmodul 10 umfasst weiter eine Trennkupplung 48, über welche der Rotor 44 wahlweise mit der Kurbelwelle 12a gekoppelt werden kann. Die Trennkupp- lung 48 ist vorliegend als eine trockene Reibungskupplung ausgebildet und weist eine mit der Antriebswelle 26 verbundene Reibscheibenanordnung 48a, eine durch die Wirkung einer Betätigungseinrichtung 48b über eine Ausrückanordnung 48c verlagerbare Anpressplatte 48d und ein Widerlager 48e auf. Die Betätigungseinrich- tung 48b liegt hier als ein konzentrisch zur Drehachse A des Hybridmoduls 10 angeordneter Nehmerzylinder zur Hydraulischen oder pneumatischen Betätigung vor. Die Ausrückenordnung 48c umfasst ein Drehentkopplungslager 481 c und ein ringschei- benförmiges Hebelelement 482c, welches als vorliegend als Membranfeder ausgebildet ist, sich an dem Tragelement verschwenkbar abstützt und welches an der Anpressplatte 48d zur Übertragung einer Betätigungskraft angreift.
In der Figur ist erkennbar, dass axial zwischen dem Lagerschild 18c und einer Radi- alwand 14d des Getriebes 14 ein Raumbereich vorhanden ist, in welchem ein Anfahrelement 50 angeordnet ist. Das Anfahrelement 50 kann beispielsweise als trocken- oder nasslaufende Einfach- oder Doppelkupplung, als ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder dergleichen vorliegen und mit dessen Eingangsbereich mit der Rotorwelle 24 und mit dessen Ausgangsbereich mit zumindest einer Getriebeein- gangswelle 14e in Drehmitnahme stehen. Bezugszeichen Hybridmodul
Verbrennungsmotor
a Kurbelwelle
b Gehäuse
Getriebe
a Aufnahmeraum
b Gehäuse
c Flanschbereich
d Radialwand
e Getriebeeingangswelle
Modulgehäuse
erstes Gehäuseteil
a, b Flanschbereich
c Lagerschild
zweites Gehäuseteil
a, b Flanschbereich
c Lagerschild
Aufnahmebereich
Torsionsschwingungsdämpfer
a Primärseite
b Sekundärseite
Antriebswelle
Antriebswelle
Lager
elektrische Maschine
Stator
a erster Statorbereich
b zweiter Statorbereich
Luftspalt 44 Rotor
45 Verschaltungseinrichtung
46 Tragelement
47 Lager
48 Trennkupplung
48a Reibscheibenanordnung
48b Betätigungseinrichtung
48c Ausrückanordnung
48d Anpressplatte
48e Widerlager
180 erster Gehäuseabschnitt
182 zweiter Gehäuseabschnitt 190 dritter Gehäuseabschnitt
481 c Drehentkopplungslager
482c Hebelelement
50 Anfahrelement
A Drehachse
ID1 erster Innendurchmesser
ID2 zweiter Innendurchmesser ID3 dritter Innendurchmesser OD1 erster Au ßendurchmesser OD2 zweiter Au ßendurchmesser SOD1 erster Statoraußendurchmesser SOD2 zweiter Statoraußendurchmesser

Claims

Patentansprüche
1 . Hybridmodul (1 0), insbesondere zur Anordnung zwischen einem Verbrennungsmotor (12) und einem Getriebe (14) eines Hybridfahrzeugs, umfassend
ein im Wesentlichen zylinderförmiges Modulgehäuse (16) mit einem ersten Gehäuse- teil (18), welches aufweist:
- einen ersten Gehäuseabschnitt (180), welcher zur Anordnung innerhalb eines zentralen Aufnahmeraums (14a) eines Getriebes (14), insbesondere innerhalb eines Getriebegehäuses (14b) ausgebildet ist, wobei
- der erste Gehäuseabschnitt (180) einen ersten Au ßendurchmesser (OD1 ) und einen ersten Innendurchmesser (ID1 ) aufweist,
- einen zweiten Gehäuseabschnitt (182), welcher zur Anordnung außerhalb des Getriebes (14) vorgesehen und mit einem zweiten Außendurchmesser (OD2) und einem zweiten Innendurchmesser (ID2) ausgeführt ist, wobei der zweite Außendurchmesser (OD2) größer als der erste Au ßendurchmesser (OD1 ) ist,
- einen Aufnahmebereich (20) zur Anordnung einer elektrischen Maschine (40), welcher zumindest teilweise von dem ersten Gehäuseabschnitt (180) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
- der zweite Innendurchmesser (ID2) größer als der erste Außendurchmes- ser (OD1 ) ist und dass
- der Aufnahmebereich (20) zur Anordnung der elektrischen Maschine (40) ge- meinsam von dem ersten und dem zweiten Gehäuseabschnitt (180, 182) gebildet wird.
2. Hybridmodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuse- teil (180) einen ersten Flanschbereich (18a) zur Verbindung mit dem einem Getriebe (14) und einen zweiten Flanschbereich (18b) zur Verbindung mit einem Verbren- nungsmotor (12) und/oder mit einem zweiten Gehäuseteil (19) des Modulgehäu- ses (16) aufweist.
3. Hybridmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (18) im Bereich des ersten Gehäuseabschnitts (180) ein erstes Lagerschild (18c) zur Lagerung einer Antriebswelle (24) aufweist.
4. Hybridmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (19) ein zweites Lagerschild (19c) zur Lagerung einer An- triebswelle (26) und einen dritten Gehäuseabschnitt (190) mit einem dritten Innendurchmesser (ID3) aufweist, welcher insbesondere gleich oder größer als der erste Au ßendurchmesser (ID1 ) ist.
5. Hybridmodul nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (19) einen dritten Flanschbereich (19a) zur Verbindung mit dem ersten Gehäuseteil (18) und einen vierten Flanschbereich (19b) zur Verbindung mit einem Verbrennungsmotor (12) aufweist.
6. Hybridmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Aufnahmebereich (20) des ersten Gehäuseteils (18) eine elektrische Maschine (40) mit einem Stator (42) und mit einem Rotor (44) angeordnet ist, wobei der Stator (42) in axialer Richtung einen ersten Statorbereich (42a) mit einem ersten Statoraußendurchmesser (SOD1 ) und einen zweiten Statorbereich (42b) mit einem zweiten Statorau ßendurchmesser (SOD2) aufweist und wobei sich der Stator (42) axial über den ersten und den zweiten Gehäuseabschnitt (180, 182) des Modulgehäuses (16) erstreckt und wobei der erste Statorbereich (42a) mit dem ersten Gehäuseabschnitt (180) und der zweite Statorbereich (42b) mit dem zweiten Gehäuseab- schnitt (182) zusammenwirkt.
7. Hybridmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (44) eine Rotorwelle (24) umfasst, die zumindest an einem der Lagerschil- de (18c, 19c) gelagert ist.
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