WO2020182249A1 - Hybridmodul - Google Patents

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WO2020182249A1
WO2020182249A1 PCT/DE2020/100093 DE2020100093W WO2020182249A1 WO 2020182249 A1 WO2020182249 A1 WO 2020182249A1 DE 2020100093 W DE2020100093 W DE 2020100093W WO 2020182249 A1 WO2020182249 A1 WO 2020182249A1
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hybrid module
rotor
electric machine
drive
transmission
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PCT/DE2020/100093
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English (en)
French (fr)
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Sebastian Köpfler
Bernhard Walter
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H9/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members
    • F16H9/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion
    • F16H9/24—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using chains or toothed belts, belts in the form of links; Chains or belts specially adapted to such gearing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a hybrid module for a drive train of a motor vehicle, with an electric machine, which includes a rotor, which is arranged coaxially to a drive shaft and a transmission shaft of a CVT transmission, which includes a drive pulley set with a belt, and with a starting clutch .
  • a conical pulley benumschlingungsgetriebe is known with a first and a second conical pulley set, each assigned to a shaft and connected by a belt drive so that the translation is continuously adjustable with a the first conical pulley set associated input element with a starting clutch with an input part and an output part and with an electric machine with a stator and a rotor, wherein the starting clutch and the electric machine are connected directly to the input element, wherein the first conical pulley set is assigned a torque sensor and wherein the gear element is an input part of the torque sensor, wherein the Anfahrkupp treatment and / or the electric machine are arranged in the same axial section as the torque sensor.
  • a CVT drive train with a continuously adjustable variator which comprises a drive-side disk set and an output-side disk set, which is coupled to a differential that comprises a differential output gear, the drive-side disk set being a Adjusting disk and a fixed disk which faces away from a transmission input shaft arranged on the motor side, to which a starting device and an electrical machine representing a secondary drive are arranged coaxially, which comprises a rotor which is arranged radially within a stator, the output-side disk set being a fixed disk and comprises an adjusting disk facing away from the engine side, the differential driven wheel, viewed in plan view, being arranged directly next to the driven side disk set.
  • the object of the invention is to provide a hybrid module for a drive train of a motor vehicle, with an electric machine which comprises a rotor which is arranged coaxially to a drive shaft and a transmission shaft of a CVT transmission which comprises a drive pulley set with a belt, and with a starting clutch to improve the design.
  • the task is in a hybrid module for a drive train of a motor vehicle, with an electric machine, which includes a rotor, which is arranged coaxially to a drive shaft and a transmission shaft of a CVT transmission, which includes a drive pulley set with a belt, and with a Starting clutch, achieved in that a belt of the belt of the CVT transmission is assigned to the rotor of the electric machine in an axial direction.
  • the electric machine is used to represent a secondary drive, which is arranged in addition to a primary drive in the drive train of the motor vehicle.
  • An internal combustion engine in the drive train of the motor vehicle serves as the primary drive.
  • the terms axial and coaxial refer to an axis of rotation of the drive shaft and the gear shaft.
  • a module that represents an electrification of a conventional drive train with an internal combustion engine can generally be referred to as a hybrid module.
  • the claimed hybrid module also includes a CVT transmission, at least one drive-side pulley set of the CVT transmission.
  • the drive pulley set of the CVT transmission can be rotated around the same axis of rotation that coincides with the axis of rotation of the rotor of the electric machine.
  • Axial be means in the direction or parallel to the axis of rotation.
  • Radial means transverse to the axis of rotation.
  • the drive shaft is, preferably with the interposition of a torsional vibration damping device, non-rotatably connected to a crankshaft of the internal combustion engine, which is also referred to as the internal combustion engine.
  • the starting clutch is arranged before geous radially inside and overlapping in the axial direction to the electric machine.
  • the capital letters CVT in front of the word transmission stand for the English term continuously variable transmission.
  • the CVT transmission comprises a variator with two sets of pulleys, which can be coupled to one another for torque transmission by means of a belt or traction means such as a chain.
  • the disks of the disk sets are designed as conical disks, for example.
  • the distance between the conical pulleys of the respective conical pulley set or conical pulley screwss can be changed in order to vary the translation steplessly.
  • Associated in an axial direction means with regard to the loop of the loop of the CVT transmission that the loop of the belt is axially as close as possible, i.e.
  • An essential aspect of the invention is to shift the belt of the belt of the CVT transmission and thus the variator axially towards the electric machine until the smallest possible axial distance between the belt and the electric machine is reached.
  • a preferred exemplary embodiment of the hybrid module is characterized in that the hybrid module comprises only two storage levels.
  • a plane perpendicular to the common axis of rotation of the gear shaft, drive shaft and rotor of the electric machine is referred to as a bearing plane.
  • Hybrid modules with a CVT transmission have three storage levels. Two storage levels are usually assigned to the variator of the CVT transmission.
  • a third storage level is assigned to the rotor of the electric motor, for example. By eliminating the third storage level, an axially very compact construction is made possible. In addition, the elimination of the third storage level saves manufacturing costs.
  • the hybrid module is characterized in that a first bearing arrangement is assigned to the transmission shaft.
  • the first bearing arrangement is assigned to a first end of the transmission shaft, for example.
  • the first bearing arrangement comprises, for example, a roller bearing through which the gear shaft is mounted in a housing.
  • a second bearing arrangement is assigned to the drive shaft and the gear shaft.
  • the second bearing arrangement is assigned to a second end of the transmission shaft, for example.
  • the second bearing arrangement comprises, for example, a first roller bearing, in particular a roller bearing, between the second end of the gear shaft and the drive shaft.
  • the second bearing arrangement also advantageously comprises a second roller bearing, in particular a second roller bearing, between the drive shaft and the housing.
  • the first bearing arrangement is arranged radially inside and overlapping in the axial direction with respect to the rotor of the electric machine. In this rather unusual arrangement, the electric machine is assigned to an end of the gear shaft facing away from the internal combustion engine.
  • Another preferred exemplary embodiment of the hybrid module is characterized in that the second bearing arrangement is arranged radially inward and overlapping in the axial direction with respect to the rotor of the electric machine. In this way, the available installation space can be optimally used.
  • Another preferred embodiment of the hybrid module is characterized in that the rotor of the electric machine is supported by a rotor carrier in one of the two storage levels. This enables stable storage of the rotor of the electric machine in a simple manner.
  • the hybrid module is characterized in that the rotor carrier is combined with a cylinder wall body of the CVT transmission.
  • the rotor arm is particularly advantageous in one piece with the cylinder wall body of the CVT transmission.
  • the cylinder wall body combined with the rotor arm is designed, for example, as a sheet metal part. As a result, a dual-function part that can be produced inexpensively is created in a simple manner.
  • Another preferred embodiment of the hybrid module is characterized in that the rotor arm is combined with a fixed disk body of the drive pulley set of the CVT transmission.
  • the fixed disk body combined with the rotor arm is preferably connected in one piece to the rotor arm.
  • the invention also relates to various embodiments for the presen- tation of a hydraulic medium supply.
  • the hydraulic medium supply includes, on the one hand, the supply of cooling and / or lubricating medium to the bearing arrangements and / or to the starting clutch.
  • the starting clutch is, for example, as a wet-running multi-disc clutch executed.
  • the cooling and / or lubricating medium is supplied, for example, through a central channel which extends through the transmission shaft, in particular the variator drive shaft.
  • the cooling and / or lubricating medium can be supplied radially from the outside via a housing of the hybrid module.
  • An actuating medium is preferably also supplied radially from the outside via the housing.
  • the invention also relates to an electric machine, in particular a rotor, a rotor carrier, a fixed disk body, a bearing arrangement and / or a starting clutch for a hybrid module described above.
  • the parts mentioned can be traded separately.
  • FIG. 1 shows a hybrid module for a drive train of a motor vehicle according to a first exemplary embodiment in half section through a drive-side disk set; hybrid module for HH
  • FIG. 2 shows a similar hybrid module as in FIG. 1 according to a second embodiment in a longitudinal section through the drive-side disk set;
  • FIG. 3 shows a reduced representation of FIG. 2 to illustrate an alterna tive arrangement of an electric machine
  • FIG. 4 shows a reduced representation of FIG. 1 to illustrate an alterna tive arrangement of an electric machine.
  • a drive train 10 of a motor vehicle with a drive shaft 12 is shown in different sectional views.
  • the drive shaft 12 is rotatable about an axis of rotation 13.
  • the drive shaft 12 is a torsional vibration damper 14 designed as a dual mass flywheel Hub that can be coupled to a crankshaft of an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine is a primary drive in the CVT drive train 10.
  • the drive shaft 12 can be coupled to a transmission input shaft 18 via a starting clutch 16 designed as a multi-plate clutch.
  • the drive train 10 has, as a secondary drive, an electric machine 20, which is also referred to as an electric machine 20 or an electric machine 20.
  • the electric machine 20 comprises a stator 22 having electromagnets and a rotor 24 which cooperates with the stator 22 and which is equipped with permanent magnets.
  • a rotor arm 26; 66 carries the permanent magnets of the rotor 24 and is made in one or more parts.
  • the rotor arm 26; 66 is connected to the transmission input shaft 18 in a rotationally fixed manner radially on the inside.
  • the speed and the torque of the transmission input shaft 18 can be converted in a variator 30.
  • a variator drive shaft 32 is non-rotatably connected, in particular in one piece, to the transmission input shaft 18.
  • the variator drive shaft 32 and the input shaft 18 are in a transmission shaft 6; 56 summarized.
  • the variator drive shaft 32 drives a drive-side pulley set 34 of a CVT transmission 4; 54 at.
  • the drive-side pulley set 34 is designed as a pair of conical drive pulleys that includes two conical pulleys.
  • the drive-side pulley set 34 is also referred to as drive pulley set 34 and is coupled via a traction means or belt 36 to a (not shown) driven-side pulley set, which is designed as a pair of output conical pulleys. Depending on the position of the conical pulley pairs, the translation of the variator 30 can be adjusted continuously.
  • the output cone pulley pair drives a variator output shaft which, compared to the transmission input shaft 18, can have a converted speed and a converted torque.
  • the drive-side disk set 34 and the variator drive shaft 32 are arranged coaxially to the drive shaft 12 with the axis of rotation 13.
  • the drive pulley set 34 comprises a fixed disc body 35 and an adjusting disc 37.
  • the fixed disc body 35 and the adjusting disc 37 are designed as conical discs.
  • the adjusting disk 37 is relative in the fixed disk body 35 axially verla gerbar.
  • the looping means 36 is arranged between the fixed disk body 35 and the adjusting disk 37. By a dashed line 38; 58 a looping means track of the looping means 36 is indicated.
  • FIG. 1 and 2 two exemplary embodiments of a hybrid module 1; 51 for the drive train 10 shown in longitudinal section or half section.
  • the hybrid module 1; 51 includes a CVT transmission 4; 54 with the variator 30 and the Ge gear shaft 6; 56.
  • the CVT transmission 4; 54 can be realized with a small axial extent in extension of the crankshaft of the internal combustion engine.
  • the hybrid module 1; 51 shows a high degree of integration in dedicated hybridized transmissions.
  • the drive pulley set 34 of the CVT transmission 4; 54 is arranged coaxially to the rotor 24 of the electric machine 20.
  • the starting clutch 16 is positioned coaxially within the rotor 24 of the electric machine 20.
  • the hybrid module 1; 51 particularly advantageously comprises only two storage levels 39; 40; 59; 60 in a housing 2; 52 of the hybrid module 1; 51.
  • 59 is a first bearing assembly 41; 61 arranged.
  • 60 is a second bearing assembly 42; 62 arranged.
  • the first bearing assembly 41; 61 comprises a roller bearing with which a right end in FIGS. 1 and 2 of the gear shaft 6; 56 is fixed to the housing.
  • the second bearing assembly 42; 62 comprises a first roller bearing, in particular a roller bearing, provided between an end of the transmission shaft 6 and the drive shaft 12 on the left in FIGS. 1 and 2.
  • a second roller bearing, in particular a roller bearing, of the second bearing arrangement 42; 62 is radially outside and in the axial direction overlapping to the first roller bearing between the drive shaft 12 and a housing fixed bearing body 43; 63 arranged.
  • a third bearing arrangement required in conventional hybrid modules is used in the claimed hybrid module 1; 51 not required. Due to the compact design with only two bearing arrangements 41, 42; 61, 62, the belt center track 38; 58 of the wrapping means 36 are positioned as close as possible axially next to the electric machine 20.
  • the rotor arm 26 is combined with a cylinder wall body 44 of the variator 30.
  • the cylinder wall body 44 combined with the rotor arm 26 is inexpensively designed as a cylinder sheet.
  • the cylinder wall body 44 combined with the rotor arm 26 can also be made in several parts.
  • the rotor carrier 26 only needs to be connected to the cylinder wall body 44 in a rotationally fixed manner.
  • a hydraulic medium supply 46 can be implemented radially from the outside via the housing 2.
  • the hydraulic medium supply 46 comprises, in particular, a cooling and / or lubricating medium supply with a hose 47.
  • the hose 47 extends radially from the outside into the housing 2.
  • the hydraulic medium in particular cooling and / or lubricating medium, is passed on via channels 48, 49 to points of the hybrid module 1 that are to be cooled and / or lubricated.
  • the locations to be cooled or lubricated are, in particular, the bearing arrangements 41, 42 and the starting clutch 16, which is preferably designed as a wet-running multi-plate clutch.
  • the two bearing arrangements 61, 62 are designed as in the hybrid module 1 shown in FIG.
  • a bearing body 63 is made in one piece with the housing 52.
  • the bearing body 63 serves to support the end of the gear shaft 56 on the left in FIG. 2, fixed to the housing, in the bearing plane 60 with the second bearing arrangement 62.
  • a cylinder wall body 64 is arranged on the right in FIG.
  • a fixed disk body 65 is arranged on the left in FIG. 2 and with the rotor arm 66 combined.
  • the adjusting disk 67 is arranged on the right in FIG. 2 and faces the cylinder wall body 64.
  • the fixed disk body or the cylinder wall body can also be used particularly advantageously to represent an outer disk carrier of the starting clutch 16.
  • a coolant and / or lubricant supply 68 is combined with a central channel 69 through the gear shaft 56. From the end of the central duct 69 on the left in FIG. 2, further ducts lead the supplied cooling and / or lubricating medium to the bearing arrangement 62.
  • a hydraulic medium for actuating the starting clutch 16 can be supplied via the hydraulic medium supply 70, which comprises, for example, a hose 75 and channels 76, 77.
  • two rectangles 71, 72 indicate that the electric machine 20 can be arranged differently than in FIG. 2 on the right and radially outside and overlapping in the axial direction with respect to the bearing arrangement 61.
  • a rectangle 73 indicates that the electric machine 20, unlike in FIG. 1, can be arranged radially outside and in the axial direction overlapping with respect to the bearing arrangement 41.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul (1) für einen Antriebsstrang (10) eines Kraftfahrzeugs, mit einer E-Maschine (20), die einen Rotor (24) umfasst, der koaxial zu einer Antriebswelle (12) und einer Getriebewelle (6) eines CVT-Getriebes (4) angeordnet ist, das einen Antriebsscheibensatz (34) mit einem Umschlingungsmittel (36) umfasst, und mit einer Anfahrkupplung (16). Um das Hybridmodul (1) konstruktiv zu verbessern, ist eine Umschlingungsmittelspur (38; 58) des Umschlingungsmittels (36) des CVT-Getriebes (4; 54) in einer axialen Richtung dem Rotor (24) der E-Maschine (20) zugeordnet.

Description

Hvbridmodul
Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer E-Maschine, die einen Rotor umfasst, der koaxial zu einer Antriebswelle und einer Getriebewelle eines CVT-Getriebes angeordnet ist, das einen Antriebsscheiben satz mit einem Umschlingungsmittel umfasst, und mit einer Anfahrkupplung.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 201 1 015 268 A1 ist ein Kegelschei benumschlingungsgetriebe mit einem ersten und einem zweiten Kegelscheibensatz bekannt, die jeweils einer Welle zugeordnet und durch ein Umschlingungsmittel an triebsmäßig so miteinander verbunden sind, dass die Übersetzung stufenlos verstell bar ist, mit einem dem ersten Kegelscheibensatz zugeordneten Eingangselement mit einer Anfahrkupplung mit einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil und mit einer Elektromaschine mit einem Stator und einem Rotor, wobei die Anfahrkupplung und die Elektromaschine direkt an dem Eingangselement angebunden sind, wobei dem ersten Kegelscheibensatz ein Drehmomentenfühler zugeordnet ist und wobei das Ein gangselement ein Eingangsteil des Drehmomentenfühlers ist, wobei die Anfahrkupp lung und/oder die Elektromaschine im gleichen axialen Abschnitt wie der Drehmomen tenfühler angeordnet sind. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2016 222 936 A1 ist ein CVT-Antriebsstrang mit einem stufenlos verstellbaren Variator bekannt, der einen antriebsseitigen Scheibensatz und einen abtriebsseitigen Scheibensatz um fasst, der mit einem Differential gekoppelt ist, das ein Differentialabtriebsrad umfasst, wobei der antriebsseitige Scheibensatz ein Stellscheibe und eine Festscheibe um fasst, die einer motorseitig angeordneten Getriebeeingangswelle abgewandt ist, zu der eine Anfahreinrichtung und eine einen sekundären Antrieb darstellende Elektro maschine koaxial angeordnet sind, die einen Rotor umfasst, der radial innerhalb eines Stators angeordnet ist, wobei der abtriebsseitige Scheibensatz eine Festscheibe und eine der Motorseite abgewandte Stellscheibe umfasst, wobei das Differentialabtriebs rad in der Draufsicht betrachtet, direkt neben dem abtriebsseitigen Scheibensatz an geordnet ist. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Kraft fahrzeugs, mit einer E-Maschine, die einen Rotor umfasst, der koaxial zu einer An triebswelle und einer Getriebewelle eines CVT-Getriebes angeordnet ist, das einen Antriebsscheibensatz mit einem Umschlingungsmittel umfasst, und mit einer Anfahr kupplung, konstruktiv zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer E-Maschine, die einen Rotor umfasst, der koaxial zu einer Antriebswelle und einer Getriebewelle eines CVT-Getriebes angeordnet ist, das einen Antriebsscheiben satz mit einem Umschlingungsmittel umfasst, und mit einer Anfahrkupplung, dadurch gelöst, dass eine Umschlingungsmittelspur des Umschlingungsmittels des CVT- Getriebes in einer axialen Richtung dem Rotor der E-Maschine zugeordnet ist. Die E- Maschine dient zur Darstellung eines sekundären Antriebs, der zusätzlich zu einem primären Antrieb in dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Als primä rer Antrieb dient zum Beispiel eine Brennkraftmaschine in dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs. Die Begriffe axial und koaxial beziehen sich auf eine Drehachse der Antriebswelle und der Getriebewelle. Als Hybridmodul kann allgemein eine Baugruppe bezeichnet werden, die eine Elektrifizierung eines herkömmlichen Antriebsstrangs mit einem Verbrennungsmotor darstellt. Das beanspruchte Hybridmodul umfasst darüber hinaus ein CVT-Getriebe, zumindest einen antriebsseitigen Scheibensatz des CVT- Getriebes. Der Antriebsscheibensatz des CVT-Getriebes ist um die gleiche Drehachse drehbar, die mit der Drehachse des Rotors der E-Maschine zusammenfällt. Axial be deutet in Richtung oder parallel zur Drehachse. Radial bedeutet quer zur Drehachse. Die Antriebswelle ist, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Drehschwingungs dämpfungseinrichtung, drehfest mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ver bunden, die auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Die Anfahrkupplung ist vor teilhaft radial innerhalb und in axialer Richtung überlappend zu der E-Maschine ange ordnet. Die dem Wort Getriebe vorangestellten Großbuchstaben CVT stehen für die englischen Begriffe Continuously Variable Transmission. Das CVT-Getriebe umfasst einen Variator mit zwei Scheibensätzen, die zur Drehmomentübertragung durch ein Umschlingungsmittel oder Zugmittel, wie eine Kette, miteinander koppelbar sind. Die Scheiben der Scheibensätze sind zum Beispiel als Kegelscheiben ausgeführt. Der Abstand der Kegelscheiben des jeweiligen Kegelscheibensatzes oder Kegelscheiben- paars ist veränderbar, um die Übersetzung stufenlos zu variieren. In einer axialen Richtung zugeordnet bedeutet im Hinblick auf die Umschlingungsspur des Umschlin gungsmittels des CVT-Getriebes, dass die Umschlingungsmittelspur axial so nah wie möglich, das heißt insbesondere unmittelbar axial benachbart, bei beziehungsweise zu dem Rotor der E-Maschine angeordnet ist. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist es, die Umschlingungsmittelspur des Umschlingungsmittels des CVT-Getriebes und somit den Variator axial so weit Richtung E-Maschine zu verschieben, bis der kleinstmögliche axiale Abstand zwischen dem Umschlingungsmittel und der E- Maschine erreicht ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hybridmoduls ist dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridmodul nur zwei Lagerebenen umfasst. Als Lagerebene wird eine Ebene quer zu der gemeinsamen Drehachse von Getriebewelle, Antriebswelle und Rotor der E-Maschine bezeichnet. Hybridmodule mit einem CVT-Getriebe haben drei Lagerebenen. Zwei Lagerebenen sind in der Regel dem Variator des CVT-Getriebes zugeordnet. Eine dritte Lagerebene ist zum Beispiel dem Rotor der E-Maschine zuge ordnet. Durch den Wegfall der dritten Lagerebene wird eine axial sehr kompakte Bau weise ermöglicht. Darüber hinaus können durch den Wegfall der dritten Lagerebene Kosten bei der Herstellung eingespart werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hybridmoduls ist dadurch gekenn zeichnet, dass eine erste Lageranordnung der Getriebewelle zugeordnet ist. Die erste Lageranordnung ist zum Beispiel einem ersten Ende der Getriebewelle zugeordnet. Die erste Lageranordnung umfasst zum Beispiel ein Wälzlager, durch das die Getrie bewelle in einem Gehäuse gelagert ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hybridmoduls ist dadurch gekenn zeichnet, dass eine zweite Lageranordnung der Antriebswelle und der Getriebewelle zugeordnet ist. Die zweite Lageranordnung ist zum Beispiel einem zweiten Ende der Getriebewelle zugeordnet. Die zweite Lageranordnung umfasst zum Beispiel ein ers tes Wälzlager, insbesondere ein Rollenlager, zwischen dem zweiten Ende der Getrie bewelle und der Antriebswelle. Die zweite Lageranordnung umfasst darüber hinaus vorteilhaft ein zweites Wälzlager, insbesondere ein zweites Rollenlager, zwischen der Antriebswelle und dem Gehäuse. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hybridmoduls ist dadurch gekenn zeichnet, dass die erste Lageranordnung radial innerhalb und in axialer Richtung überlappend zu dem Rotor der E-Maschine angeordnet ist. Bei dieser eher unüblichen Anordnung ist die E-Maschine einem der Brennkraftmaschine abgewandten Ende der Getriebewelle zugeordnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hybridmoduls ist dadurch gekenn zeichnet, dass die zweite Lageranordnung radial innerhalb und in axialer Richtung überlappend zu dem Rotor der E-Maschine angeordnet ist. So kann der zur Verfügung stehende Bauraum optimal ausgenutzt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hybridmoduls ist dadurch gekenn zeichnet, dass der Rotor der E-Maschine durch einen Rotorträger in einer der beiden Lagerebenen gelagert ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine stabile Lage rung des Rotors der E-Maschine ermöglicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hybridmoduls ist dadurch gekenn zeichnet, dass der Rotorträger mit einem Zylinderwandkörper des CVT-Getriebes kombiniert ist. Der Rotorträger ist besonders vorteilhaft einstückig mit dem Zylinder wandkörper des CVT-Getriebes verbunden. Der mit dem Rotorträger kombinierte Zy linderwandkörper ist zum Beispiel als Blechteil ausgeführt. Dadurch wird auf einfache Art und Weise ein kostengünstig herstellbares Doppelfunktionsteil geschaffen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hybridmoduls ist dadurch gekenn zeichnet, dass der Rotorträger mit einem Festscheibenkörper des Antriebsscheiben satzes des CVT-Getriebes kombiniert ist. Der mit dem Rotorträger kombinierte Fest scheibenkörper ist vorzugsweise einstückig mit dem Rotorträger verbunden. Dadurch wird auf einfache Art und Weise ein kostengünstig herstellbares Doppelfunktionsteil geschaffen.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus verschiedene Ausführungsbeispiele zur Darstel lung einer Hydraulikmediumzufuhr. Die Hydraulikmediumzufuhr umfasst zum einen die Zufuhr von Kühl- und/oder Schmiermedium zu den Lageranordnungen und/oder zur Anfahrkupplung. Die Anfahrkupplung ist zum Beispiel als nasslaufende Lamellen- kupplung ausgeführt. Die Kühl- und/oder Schmiermediumzufuhr erfolgt zum Beispiel durch einen zentralen Kanal, der sich durch die Getriebewelle, insbesondere die Vari atorantriebswelle, hindurch erstreckt. Alternativ oder zusätzlich kann die Kühl- und/oder Schmiermediumzufuhr radial von außen über ein Gehäuse des Hybridmo duls erfolgen. Eine Betätigungsmediumzufuhr erfolgt vorzugsweise ebenfalls radial von außen über das Gehäuse.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine E-Maschine, insbesondere einen Rotor, ei nen Rotorträger, einen Festscheibenkörper, eine Lageranordnung und/oder eine An fahrkupplung für ein vorab beschriebenes Hybridmodul. Die genannten Teile sind se parat handelbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschie dene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
Figur 1 ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Halbschnitt durch einen antriebsseitigen Scheibensatz; ybridmodul fürHH
Figur 2 ein ähnliches Hybridmodul wie in Figur 1 gemäß einem zweiten Ausführungs beispiel im Längsschnitt durch den antriebsseitigen Scheibensatz;
Figur 3 eine verkleinerte Darstellung der Figur 2 zur Veranschaulichung einer alterna tiven Anordnung einer E-Maschine; und
Figur 4 eine verkleinerte Darstellung der Figur 1 zur Veranschaulichung einer alterna tiven Anordnung einer E-Maschine.
In den Figuren 1 bis 4 ist ein Antriebsstrang 10 eines Kraftfahrzeugs mit einer An triebswelle 12 in verschiedenen Schnittansichten dargestellt. Die Antriebswelle 12 ist um eine Drehachse 13 drehbar. Bei der Antriebswelle 12 handelt es sich um einen über einen als Zweimassenschwungrad ausgeführten Drehschwingungsdämpfer 14 mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors koppelbare Nabe. Der Verbren nungsmotor stellt in dem CVT-Antriebsstrang 10 einen primären Antrieb dar.
Die Antriebswelle 12 kann über eine als Lamellenkupplung ausgeführte Anfahrkupp lung 16 mit einer Getriebeeingangswelle 18 gekoppelt werden. Der Antriebsstrang 10 weist als sekundären Antrieb eine Elektromaschine 20 auf, die auch als elektrische Maschine 20 oder E-Maschine 20 bezeichnet wird. Die E-Maschine 20 umfasst einen Elektromagneten aufweisenden Stator 22 und einen mit dem Stator 22 zusammenwir kenden Rotor 24, der mit Permanentmagneten ausgestattet ist.
Ein Rotorträger 26; 66 trägt die Permanentmagneten des Rotors 24 und ist einteilig oder mehrteilig ausgeführt. Der Rotorträger 26; 66 ist radial innen drehfest mit der Ge triebeeingangswelle 18 verbunden.
Die Drehzahl und das Drehmoment der Getriebeeingangswelle 18 können in einem Variator 30 gewandelt werden. Eine Variatorantriebswelle 32 ist zu diesem Zweck drehfest, insbesondere einstückig, mit der Getriebeeingangswelle 18 verbunden. In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Variatorantriebswelle 32 und die Eingangswelle 18 in einer Getriebewelle 6; 56 zusammengefasst.
Die Variatorantriebswelle 32 treibt einen antriebsseitigen Scheibensatz 34 eines CVT- Getriebes 4; 54 an. Der antriebsseitige Scheibensatz 34 ist als Antriebskegelschei benpaar ausgeführt, das zwei Kegelscheiben umfasst.
Der antriebsseitige Scheibensatz 34 wird auch als Antriebsscheibensatz 34 bezeich net und ist über ein Zugmittel oder Umschlingungsmittel 36 mit einem (nicht darge stellten) abtriebsseitigen Scheibensatz gekoppelt, der als Abtriebskegelscheibenpaar ausgeführt ist. Je nach Stellung der Kegelscheibenpaare kann die Übersetzung des Variators 30 stufenlos eingestellt werden. Das Abtriebskegelscheibenpaar treibt eine Variatorabtriebswelle an, die im Vergleich zu der Getriebeeingangswelle 18 eine ge wandelte Drehzahl und ein gewandeltes Drehmoment aufweisen kann.
Der antriebsseitige Scheibensatz 34 und die Variatorantriebswelle 32 sind koaxial zu der Antriebswelle 12 mit der Drehachse 13 angeordnet. Der Antriebsscheibensatz 34 umfasst einen Festscheibenkörper 35 und eine Stell scheibe 37. Der Festscheibenkörper 35 und die Stellscheibe 37 sind als Kegelschei ben ausgeführt. Die Stellscheibe 37 ist relativ im Festscheibenkörper 35 axial verla gerbar. Das Umschlingungsmittel 36 ist zwischen dem Festscheibenkörper 35 und der Stellscheibe 37 angeordnet. Durch eine gestrichelte Linie 38; 58 ist eine Umschlin gungsmittelspur des Umschlingungsmittels 36 angedeutet.
In den Figuren 1 und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele eines Hybridmoduls 1 ; 51 für den Antriebsstrang 10 im Längsschnitt beziehungsweise Halbschnitt gezeigt. Das Hybridmodul 1 ; 51 umfasst ein CVT-Getriebe 4; 54 mit dem Variator 30 und der Ge triebewelle 6; 56. Mit dem beanspruchten Hybridmodul 1 ; 51 kann das CVT-Getriebe 4; 54 mit geringer axialer Ausdehnung in Verlängerung der Kurbelwelle der Brenn kraftmaschine realisiert werden. Darüber hinaus wird mit dem Hybridmodul 1 ; 51 ein hoher Integrationsgrad bei dezidierten hybridisierten Getrieben dargestellt.
Der Antriebsscheibensatz 34 des CVT-Getriebes 4; 54 ist koaxial zum Rotor 24 der E- Maschine 20 angeordnet. Darüber hinaus ist die Anfahrkupplung 16 koaxial innerhalb des Rotors 24 der E-Maschine 20 positioniert. Das Hybridmodul 1 ; 51 umfasst beson ders vorteilhaft nur zwei Lagerebenen 39; 40; 59; 60 in einem Gehäuse 2; 52 des Hybridmoduls 1 ; 51.
In der Lagerebene 39; 59 ist eine erste Lageranordnung 41 ; 61 angeordnet. In der zweiten Lagerebene 40; 60 ist eine zweite Lageranordnung 42; 62 angeordnet. Die erste Lageranordnung 41 ; 61 umfasst ein Wälzlager, mit dem ein in den Figuren 1 und 2 rechtes Ende der Getriebewelle 6; 56 gehäusefest gelagert ist.
Die zweite Lageranordnung 42; 62 umfasst ein erstes Wälzlager, insbesondere Rol lenlager, zwischen einem in den Figuren 1 und 2 linken Ende der Getriebewelle 6 und der Antriebswelle 12 vorgesehen. Ein zweites Wälzlager, insbesondere Rollenlager, der zweiten Lageranordnung 42; 62 ist radial außerhalb und in axialer Richtung über lappend zu dem ersten Wälzlager zwischen der Antriebswelle 12 und einem gehäuse festen Lagerkörper 43; 63 angeordnet. Eine bei herkömmlichen Hybridmodulen benötigte dritte Lageranordnung wird bei dem beanspruchten Hybridmodul 1 ; 51 nicht benötigt. Durch die kompakte Ausführung mit nur zwei Lageranordnungen 41 , 42; 61 , 62 kann die Umschlingungsmittelspur 38; 58 des Umschlingungsmittels 36 so nah wie möglich axial neben der E-Maschine 20 po sitioniert werden.
Bei dem in Figur 1 gezeigten Hybridmodul 1 ist der Rotorträger 26 mit einem Zylin derwandkörper 44 des Variators 30 kombiniert. Der mit dem Rotorträger 26 kombinier te Zylinderwandkörper 44 ist kostengünstig als Zylinderblech ausgeführt.
Anders als dargestellt, kann der mit dem Rotorträger 26 kombinierte Zylinderwandkör per 44 auch mehrteilig ausgeführt sein. Bei der mehrteiligen Ausführung muss der Ro torträger 26 lediglich drehfest mit dem Zylinderwandkörper 44 verbunden sein.
Eine Hydraulikmediumzufuhr 46 kann radial von außen über das Gehäuse 2 realisiert werden. Die Hydraulikmediumzufuhr 46 umfasst insbesondere eine Kühl- und/oder Schmiermediumzufuhr mit einem Schlauch 47. Der Schlauch 47 erstreckt sich radial von außen in das Gehäuse 2.
Im Inneren des Gehäuses 2 wird das Hydraulikmedium, insbesondere Kühl- und/oder Schmiermedium, über Kanäle 48, 49 an zu kühlende und/oder zu schmierende Stellen des Hybridmoduls 1 weitergeleitet. Bei den zu kühlenden oder zu schmierenden Stel len handelt es sich insbesondere um die Lageranordnungen 41 , 42 sowie um die vor zugsweise als nasslaufende Lamellenkupplung ausgeführte Anfahrkupplung 16.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Hybridmodul 51 sind die beiden Lageranordnungen 61 , 62 wie bei dem in Figur 1 dargestellten Hybridmodul 1 ausgeführt. Ein Lagerkörper 63 ist einstückig mit dem Gehäuse 52 ausgeführt. Der Lagerkörper 63 dient zur ge häusefesten Lagerung des in Figur 2 linken Endes der Getriebewelle 56 in der Lager ebene 60 mit der zweiten Lageranordnung 62.
Im Unterschied zu Figur 1 ist ein Zylinderwandkörper 64 in Figur 2 rechts angeordnet. Ein Festscheibenkörper 65 ist in Figur 2 links angeordnet und mit dem Rotorträger 66 kombiniert. Die Stellscheibe 67 ist in Figur 2 rechts angeordnet und dem Zylinder wandkörper 64 zugewandt.
Der Festscheibenkörper beziehungsweise der Zylinderwandkörper kann besonders vorteilhaft auch zur Darstellung eines Außenlamellenträgers der Anfahrkupplung 16 genutzt werden.
In Figur 2 ist eine Kühl- und/oder Schmiermediumzufuhr 68 mit einem zentralen Kanal 69 durch die Getriebewelle 56 kombiniert. Von dem in Figur 2 linken Ende des zentra len Kanals 69 gehen weitere Kanäle aus, die das zugeführt Kühl- und/oder Schmier medium zu der Lageranordnung 62 leiten.
Darüber hinaus ist in Figur 2 unten eine Hydraulikmediumzufuhr 70 angedeutet. Über die Hydraulikmediumzufuhr 70, die zum Beispiel einen Schlauch 75 und Kanäle 76, 77 umfasst, kann ein Hydraulikmedium zum Betätigen der Anfahrkupplung 16 zugeführt werden.
In Figur 3 ist durch zwei Rechtecke 71 , 72 angedeutet, dass die E-Maschine 20 an ders als in Figur 2 rechts und radial außerhalb sowie in axialer Richtung überlappend zu der Lageranordnung 61 angeordnet werden kann.
In Figur 4 ist durch ein Rechteck 73 angedeutet, dass die E-Maschine 20, anders als in Figur 1 dargestellt, radial außerhalb und in axialer Richtung überlappend zu der La geranordnung 41 angeordnet werden kann.
Bezugszeichenliste
Hybridmodul
Gehäuse
CVT-Getriebe
Getriebewelle
Antriebsstrang
Antriebswelle
Drehachse
Drehschwingungsdämpfer
Anfahrkupplung
Getriebeeingangswelle
elektrische Maschine
Stator
Rotor
Rotorträger
Variator
Variatorantriebswelle
Antriebsscheibensatz
Festscheibenkörper
Umschlingungsmittel
Stellscheibe
Umschlingungsmittelspur
Lagerebene
Lagerebene
erste Lageranordnung
zweite Lageranordnung
Lagerkörper
Zylinderwandkörper
Kühl- und/oder Schmiermediumzufuhr
Schlauch
Kanal Kanal
Hybridmodul
Gehäuse
CVT-Getriebe
Getriebewelle
Umschlingungsmittelspur
Lagerebene
Lagerebene
erste Lageranordnung
zweite Lageranordnung
Lagerkörper
Zylinderwandkörper
Festscheibenkörper
Rotorträger
Stellscheibe
Kühl- und/oder Schmiermediumzufuhr Hydraulikmediumzufuhr
Rechteck
Rechteck
Rechteck
Schlauch
Kanal
Kanal

Claims

Patentansprüche
1. Hybridmodul (1 ;51 ) für einen Antriebsstrang (10) eines Kraftfahrzeugs, mit einer E-Maschine (20), die einen Rotor (24) umfasst, der koaxial zu einer Antriebs welle (12) und einer Getriebewelle (6) eines CVT-Getriebes (4;54) angeordnet ist, das einen Antriebsscheibensatz (34) mit einem Umschlingungsmittel (36) umfasst, und mit einer Anfahrkupplung (16), dadurch gekennzeichnet, dass ei ne Umschlingungsmittelspur (38;58) des Umschlingungsmittels (36) des CVT- Getriebes (4;54) in einer axialen Richtung dem Rotor (24) der E-Maschine (20) zugeordnet ist.
2. Hybridmodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridmodul (1 ;51 ) nur zwei Lagerebenen (39,40;59,60) umfasst.
3. Hybridmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass eine erste Lageranordnung (41 ;61 ) der Getriebewelle (6) zuge ordnet ist.
4. Hybridmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite La geranordnung (42;62) der Antriebswelle (12) und der Getriebewelle (6) zuge ordnet ist.
5. Hybridmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lager anordnung (41 ;61 ) radial innerhalb und in axialer Richtung überlappend zu dem Rotor (24) der E-Maschine (20) angeordnet ist.
6. Hybridmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite La geranordnung (42;62) radial innerhalb und in axialer Richtung überlappend zu dem Rotor der E-Maschine (71 ,72;73) angeordnet ist.
7. Hybridmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Rotor (24) der E-Maschine (20) durch einen Rotorträger (26;66) in einer der beiden Lagerebenen (39,40;59,60) gelagert ist.
8. Hybridmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (26) mit einem Zylinderwandkörper (44) des CVT-Getriebe (4) kombiniert ist.
9. Hybridmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (66) mit einem Festscheibenkörper (65) des Antriebsscheibensatzes (34) des CVT-Getriebes (54) kombiniert ist.
10. E-Maschine (20), insbesondere Rotor (24), Rotorträger (26;66), Festscheiben körper (65), Lageranordnung (41 , 42 ; 61 ,62) und/oder Anfahrkupplung (16) für ein Hybridmodul (1 ;51 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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