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DE102018200569B3 - Hybridantriebsmodul für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Hybridantriebsmodul für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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DE102018200569B3
DE102018200569B3 DE102018200569.9A DE102018200569A DE102018200569B3 DE 102018200569 B3 DE102018200569 B3 DE 102018200569B3 DE 102018200569 A DE102018200569 A DE 102018200569A DE 102018200569 B3 DE102018200569 B3 DE 102018200569B3
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Germany
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hub
hybrid drive
rotor
housing
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DE102018200569.9A
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English (en)
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Thomas Riedisser
Jürgen Dacho
Thomas Bauer
Peter Frey
Erwin Wack
Gerald Viernekes
Linus Eschenbeck
Robert Reiser
Stephan Stroph
Mario Kensy
Monika Rössner
Christopher Allnoch
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebsmodul (1) für ein Kraftfahrzeug, welches ein Gehäuse (GG), eine elektrische Maschine mit einem drehbaren Rotor (R) und einem gegenüber dem Gehäuse (GG) drehfesten Stator (S) sowie einen Drehmomentwandler (TC) aufweist, wobei der Rotor (R) auf einem Rotorträger (RT) angeordnet ist, welcher mit einer Nabe (N) fest verbunden ist, wobei die Nabe (N) über eine drehfeste Verbindung mit einem Wandlergehäuse (TCH) des Drehmomentwandlers (TC) verbunden ist. Das Hybridantriebsmodul (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass an einem am Gehäuse (GG) befestigten Lagerschild (LS) eine Vorzentriereinheit (Z) zur Positionierung der Nabe (N) vorgesehen ist, und dass die Vorzentriereinheit (Z) einen lichten Innendurchmesser (DV) aufweist, der die Bedingung DN < DV < [DN + 2*GSR] erfüllt, wobei DN für den Außendurchmesser der Nabe (N), DV für den lichten Innendurchmesser der Vorzentriereinheit (Z) und GSR für den Luftspalt zwischen Stator (S) und Rotor (R) steht. Weiter betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Hybridantriebsmodul (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebsmodul für ein Kraftfahrzeug. Das Hybridantriebsmodul kann integraler Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Automatikgetriebes sein, oder als eigenständige Einheit mit zumindest einer Schnittstelle zu einem Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe ausgebildet sein. Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Hybridantriebsmodul.
  • Die Patentschrift US 6,777,837 B2 beschreibt eine Hybridantriebseinheit, welche eine elektrische Maschine und einen Drehmomentwandler innerhalb eines Gehäuses aufweist. Ein Rotor der elektrischen Maschine ist über ein Wälzlager an einem Lagerschild drehbar gelagert, wobei der Rotor über eine Steckverzahnung mit einem Zentralteil drehfest verbunden ist. Das Zentralteil ist über eine Schweißverbindung mit einer Frontabdeckung des Drehmomentwandlers verbunden. Bei einer derartigen Konstruktion ist es nicht sichergestellt, dass elektrische Maschine und Drehmomentwandler die gleiche Drehachse aufweisen. Dadurch können im Kraftfahrzeugantriebstrang unerwünschte Schwingungen auftreten.
  • Die Patentschrift US 6,478,101 B1 beschreibt ebenfalls eine Hybridantriebseinheit mit einer elektrischen Maschine und einem Drehmomentwandler innerhalb eines Gehäuses. Ein Rotor der elektrischen Maschine ist über einen Zentriersitz in der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors gelagert, an den die Hybridantriebseinheit anschließbar ist. Der Rotor ist über eine Schraubverbindung an Schweißmuttern befestigt, welche an einer Frontabdeckung des Drehmomentwandlers befestigt sind. Der Zentriersitz ist dabei konvex ausgebildet, um die Übertragung von Drehschwingungen vom Verbrennungsmotor an den Rotor zu verringern. Dies erlaubt jedoch eine Kippbewegung zwischen Rotor und Stator der elektrischen Maschine, wodurch im Kraftfahrzeugantriebstrang unerwünschte Schwingungen auftreten können.
  • Die Patentanmeldung DE 10 2006 034 945 A1 beschreibt eine Antriebsanordnung für ein Hybridfahrzeug, welche eine elektrische Maschine und einen Drehmomentwandler aufweist. Ein Rotor der elektrischen Maschine ist mit einer Nabe verbunden, welche mit einer Kupplungsausgangswelle verbunden ist, welche über eine Steckverzahnung mit einem Wandlergehäuse des Drehmomentwandlers verbunden ist. Durch die Steckverzahnung kann eine Schiefstellung des Drehmomentwandlers relativ zum Rotor auftreten. Durch die dabei entstehende Unwucht können im Kraftfahrzeugantriebstrang unerwünschte Schwingungen auftreten.
  • Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik die Schriften DE 10 2005 053 887 A1 , DE 10 2009 059 944 A1 sowie DE 10 2014 202 279 A1 bekannt.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Hybridantriebsmodul bereitzustellen, welche eine möglichst präzise Lagerung und Zentrierung von Rotor und Drehmomentwandler ermöglicht, um einer Schwingungsanregung vorzubeugen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus der Figur.
  • Es wird ein Hybridantriebsmodul für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches ein Gehäuse, eine elektrische Maschine sowie einen Drehmomentwandler aufweist. Die elektrische Maschine weist einen drehbaren Rotor und einem gegenüber dem Gehäuse drehfesten Stator auf. Zwischen dem Rotor und dem Stator ist ein Luftspalt vorgesehen. Der Rotor ist auf einem Rotorträger angeordnet, welcher mit einer Nabe drehfest verbunden ist. Die Nabe ist über eine drehfeste Verbindung mit einem Wandlergehäuse des Drehmomentwandlers verbunden ist.
  • Erfindungsgemäß ist an einem am Gehäuse befestigten Lagerschild eine Vorzentriereinheit zur Positionierung der Nabe vorgesehen, und die Vorzentriereinheit weist einen lichten Innendurchmesser auf, der die folgende Bedingung erfüllt: DN < DV < [ DN + 2 * GSR ]
    Figure DE102018200569B3_0001
  • Hierbei steht DN für den Außendurchmesser der Nabe, DV für den lichten Innendurchmesser der Vorzentriereinheit und GSR für den Luftspalt zwischen Stator und Rotor. Der lichte Innendurchmesser der Vorzentriereinheit ist koaxial zu einer Drehachse der elektrischen Maschine ausgerichtet. Diese Ausbildung gewährleistet, dass durch die Vorzentriereinheit eine Positionierung der Nabe bereitgestellt ist, bei der nach beziehungsweise während der Montage ein Abheben der Nabe von der Vorzentriereinheit möglich ist und somit die Nabe frei drehbar ist. Gleichzeitig wird durch die Vorzentriereinheit verhindert, dass der Rotor und der Stator in Kontakt kommen, wodurch Beschädigungen an der elektrischen Maschine verhindert werden. Die Vorzentriereinheit bildet mit anderen Worten eine temporäre Auflage der Nabe während Transport und Lagerung sowie eine Montagehilfe, zur Vermeidung von Beschädigungen an der elektrischen Maschine dar. Insbesondere wird für den lichten Innendurchmesser ein Bereich von DV <= [DN+GSR], also kleiner oder gleich der Summe aus Außendurchmesser der Nabe und Luftspalt der elektrischen Maschine, bevorzugt, da hierdurch der Bewegungsspielraum der Nabe während Transport und Lagerung verringert wird und gleichzeitig der Kontakt zwischen Rotor und Stator auch bei elastischer Verformung des Materials von Vorzentriereinheit und/oder Nabe vermieden werden kann.
  • In Ausführungsformen der Erfindung ist die drehfeste Verbindung der Nabe mit einem Wandlergehäuse des Drehmomentwandlers über eine Nietverbindung oder eine Schraubverbindung ausgebildet. In anderen Worten sind das Wandlergehäuse und der Rotorträger fest mit der Nabe verbunden, wodurch eine gleiche Rotationsachse von Rotor und Drehmomentwandler gewährleistet wird. Durch die radiale und axiale Abstützung der Nabe am Lagerschild kann somit eine präzise Lagerung sowohl des Rotors als auch des Wandlergehäuses erreicht werden.
  • In erfindungsgemäße Ausführungsformen weist die Nabe eine drehmomentübertragende Schnittstelle zu einer ersten Hälfte eines Versatzausgleichselements auf. Eine zweite Hälfte des Versatzausgleichselements ist drehmomentübertragend an die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors anschließbar, gegebenenfalls über ein Zwischenelement. Das Versatzausgleichselement ist dazu eingerichtet, sowohl einen radialen Versatz zwischen den Drehachsen seiner beiden Hälften sowie einen axialen Versatz zwischen seinen beiden Hälften auszugleichen. Durch den Einsatz eines solchen Versatzausgleichselements ist die Lagerung und Abstützung des Verbunds aus Nabe, Drehmomentwandler und Rotorträger von der Kurbelwelle entkoppelt. Dies verringert die Anfälligkeit des Hybridantriebsmoduls für Schwingungen weiter.
  • Vorzugsweise weist die erste Hälfte des Versatzausgleichselements an einer Stirnseite eine Verzahnung auf. Diese Verzahnung steht mit einer Verzahnung in Eingriff, welche an einer Stirnseite der Nabe ausgebildet ist, sodass die erste Hälfte des Versatzausgleichselements mit der Nabe drehmomentübertragend verbunden ist. Eine solche Verzahnungspaarung wird auch als Hirth-Verzahnung bezeichnet, und ermöglicht eine zuverlässige Zentrierung zwischen den mit der Verzahnung verbundenen Bauteilen. Vorzugsweise ist die Verzahnung zwischen der Nabe und dem Versatzausgleichselement mittels einer Schraube vorgespannt. Dadurch kann die Drehmomentübertragungsfähigkeit der Verzahnung erhöht werden.
  • Weiter bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Schraubenkopf der Schraube ein Kurbelwellenzapfen zur Zentrierung der Kurbelwelle ausgebildet ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Drehachse der Nabe und des Drehmomentwandlers mit der Drehachse der Kurbelwelle fluchtend ausgerichtet sind, wodurch Unwuchten und somit Verschleiß verringert sowie ein ruhiges Laufverhalten erreicht wird. Des Weiteren erfolgt hierdurch eine Lagerung der Nabe, was die Anzahl der Lagerstellen verringern kann und damit eine eventuell verbundene überbestimmte Lagerung der Nabe vermeidet.
  • In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen sind Hybridantriebsmodule dadurch gekennzeichnet, dass an der Nabe oder der ersten Hälfte des Versatzausgleichselements ein Kurbelwellenzapfen zur Zentrierung der Kurbelwelle ausgebildet ist. Auch durch derartige Ausführungen kann gewährleistet werden, dass die Drehachse der Nabe und des Drehmomentwandlers mit der Drehachse der Kurbelwelle fluchtend ausgerichtet ist, wodurch Unwuchten und somit Verschleiß verringert sowie ein ruhiges Laufverhalten erreicht werden. Des Weiteren erfolgt hierdurch eine Lagerung der Nabe, was die Anzahl der Lagerstellen verringern kann und damit eine eventuell verbundene überbestimmte Lagerung der Nabe vermeidet.
  • Vorzugsweise ist die zweite Hälfte des Versatzausgleichselements über eine Flexplate an die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors anschließbar. Unter einer Flexplate wird hierbei eine plattenförmige drehmomentübertragende Vorrichtung verstanden, welche flexibel genug ist um geringfügige Fehlstellungen der zu verbindenden Bauteile auszugleichen.
  • Das Versatzausgleichselement kann durch einen Verbund gebildet sein, welcher einen Torsionsschwingungsdämpfer und einen Drehschwingungstilger umfasst. Der Torsionsschwingungsdämpfer ist neben seiner Funktion zur Dämpfung von Drehschwingungen dazu eingerichtet, einen radialen Versatz auszugleichen. Der Drehschwingungstilger ist neben seiner Funktion zur zumindest teilweisen Tilgung von Drehschwingungen dazu eingerichtet, einen axialen Versatz auszugleichen. Bei einer solchen Ausgestaltung des Versatzausgleichselements kann die drehmomentübertragende Schnittstelle des Versatzausgleichselements zur Nabe als Steckverzahnung ausgeführt werden. Vorzugsweise ist der Drehschwingungstilger zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer und der Nabe angeordnet.
  • Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Hybridantriebsmoduls sind dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzentriereinheit aus einem Kunststoff, einem Material für Gleitlagerungen oder einem anderen gegenüber der Nabe weicheren Material ausgebildet ist. Hierdurch wird der Zusammenbau des Hybridantriebsmoduls erleichtert und gleichzeitig ist sichergestellt, dass die Nabe nicht durch eine Kontaktierung mit der Vorzentriereinheit beschädigt wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Rotorträger mit der Nabe verschraubt, vernietet oder verschweißt. Eine solche zweiteilige Konstruktion des Verbunds aus Nabe und Rotorträger erleichtert die mechanische Bearbeitung der Nabe.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Wandlergehäuse über ein zweites Lager an einem zweiten Lagerschild des Hybridantriebsmoduls drehbar gelagert. Das zweite Lager befindet sich vorzugsweise an einem axialen Ende des Drehmomentwandlers, welches der Schnittstelle zur Nabe gegenüberliegt. Dadurch kann eine besonders breite Lagerbasis des Verbunds aus Drehmomentwandler, Nabe und Rotorträger samt Rotor sowie Kurbelwelle erzielt werden.
  • Vorzugsweise ist der Stator unmittelbar am Lagerschild befestigt. Da der Rotor über den Rotorträger, Nabe und Vorzentriereinheit am selben Lagerschild zumindest temporär abgestützt beziehungsweise positioniert ist, ergibt sich eine kurze Toleranzkette zwischen Rotor und Stator. Dadurch ist der Luftspalt zwischen Rotor und Stator beziehungsweise die koaxiale Ausrichtung der Vorzentriereinheit und der Drehachse des Rotors besonders genau einstellbar, und unterliegt nur geringen Toleranzen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist innerhalb des Wandlergehäuses eine Kupplung angeordnet, wobei durch Schließen dieser Kupplung das Wandlergehäuse mit einem Turbinenrad des Drehmomentwandlers verbindbar ist. Da ein Pumpenrad des Drehmomentwandlers üblicherweise mit dem Wandlergehäuse drehfest verbunden ist, führt das Schließen dieser Kupplung zu einer Überbrückung des Drehmomentwandlers. Innerhalb des Wandlergehäuses ist ferner ein Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet, welcher zwischen der Kupplung und einem mit dem Turbinenrad verbundenen Abtriebsnabe des Drehmomentwandlers wirkt. Durch eine solche Ausgestaltung können Drehschwingungen bei geschlossener Kupplung an der Nabe reduziert werden. Vorzugsweise ist ferner ein Drehschwingungstilger vorgesehen, welcher innerhalb des Wandlergehäuses angeordnet ist und zwischen dem Turbinenrad und der Abtriebsnabe des Drehmomentwandlers wirkt. Durch eine solche Anordnung können Drehschwingungen an der Abtriebsnabe weiter reduziert werden, besonders im Wirkungsbereich des Drehschwingungstilgers. Zusätzlich kann ein weiterer Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen sein, welcher innerhalb des Wandlergehäuses angeordnet ist und zwischen der Kupplung und dem Drehschwingungstilger wirkt. Auch eine solche Anordnung verringert die an der Abtriebsnabe auftretenden Drehschwingungen.
  • Vorzugsweise ist das Hybridantriebsmodul integraler Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Automatikgetriebes. Der Drehmomentwandler dient dabei als Anfahrelement eines mit dem Automatikgetriebe ausgestatteten Kraftfahrzeugs. Das ein- oder mehrteilige Gehäuse des Hybridantriebsmoduls beherbergt dabei Planetenradsätze und Schaltelemente, mittels denen eine Mehrzahl von Gängen zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle des Automatikgetriebes schaltbar sind. Die Antriebswelle ist mit der Abtriebsnabe des Drehmomentwandlers verbunden.
  • Alternativ dazu kann das Hybridantriebsmodul als eine eigenständige Einheit mit einer Schnittstelle zu einem Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe ausgebildet sein. Das Hybridantriebsmodul ist dabei von dem Automatikgetriebe lösbar.
  • Das Hybridantriebsmodul kann Bestandteil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sein. Die elektrische Maschine des Hybridantriebsmoduls kann zum Antrieb des Kraftfahrzeugs und/oder zum Starten eines Verbrennungsmotors des Antriebsstrangs vorgesehen sein.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Figur detailliert beschrieben. Es zeigen:
    • 1 ein Hybridantriebsmodul gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 2 und 3 je einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
  • 1 zeigt ein Hybridantriebsmodul 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Hybridantriebsmodul 1 umfasst ein Gehäuse GG, innerhalb dem eine elektrische Maschine mit einem gegenüber dem Gehäuse GG drehfesten Stator S und einem drehbaren Rotor R angeordnet ist. Das Hybridantriebsmodul 1 weist einen Drehmomentwandler TC auf. Ein Pumpenrad P des Drehmomentwandlers TC ist mit einem Wandlergehäuse TCH des Drehmomentwandlers TC fest verbunden. Ein Leitrad L des Drehmomentwandlers TC ist über einen Freilauf in einer Drehrichtung drehfest abgestützt. Ein Turbinenrad T des Drehmomentwandlers TC ist über einen Drehschwingungstilger TI mit einer Abtriebsnabe TA des Drehmomentwandlers TC verbunden. Das Hybridantriebsmodul 1 weist ferner durch einen zusätzlichen, optionalen Torsionsschwingungsdämpfer TD3 auf. Der Torsionsschwingungsdämpfer TD3 ist innerhalb des Wandergehäuses TCH, zwischen der Kupplung WK und dem Drehschwingungstilger TI angeordnet. Die Abtriebsnabe TA ist mit einer Antriebswelle GW1 eines nicht näher dargestellten Automatikgetriebes verbunden. Innerhalb des Wandlergehäuses TCH ist ferner eine Kupplung WK angeordnet. Durch Schließen der Kupplung WK ist das Wandlergehäuse TCH mit einer Hälfte eines Torsionsschwingungsdämpfers TD2 verbindbar. Eine andere Hälfte des Torsionsschwingungsdämpfers TD2 ist mit der Abtriebsnabe TA verbunden.
  • Der Rotor R der elektrischen Maschine ist auf einem Rotorträger RT angeordnet, welcher über eine Schraubverbindung mit einer Nabe N fest verbunden ist. Die Nabe N ist bis zur Montage mit der Kurbelwelle KW über die Vorzentriereinheit Z drehbar gelagert beziehungsweise positioniert. Die Vorzentriereinheit Z ist als ringförmiges Element ausgebildet, und ist dazu eingerichtet die Nabe N an ihrem lichten Innendurchmesser DV in radialer Richtung abzustützen. Um den Zusammenbau des Hybridantriebsmoduls zu vereinfachen, weist die Vorzentriereinheit Z zumindest an einer Seite, in 1 an der rechten dem Rotorträger RT zugewandten Seite, eine Einlaufschräge in Form einer Phase und/oder eines Radius auf, welche den lichten Innendurchmesser DV erweitert. Mit dem äußeren Umfang ist die Vorzentriereinheit Z an einem Lagerschild LS abgestützt beziehungsweise mit diesem verbunden. Das Lagerschild LS ist am Gehäuse GG befestigt, und dient zudem der unmittelbaren Befestigung des Stators S der elektrischen Maschine. Das Lagerschild LS dient somit als Statorträger.
  • Das Lagerschild LS trennt einen Nassraum NR des Hybridantriebsmoduls 1 von einem Trockenraum TR. Die Abdichtung des Nassraums NR zum Trockenraum TR erfolgt über einen Dichtring DR, welcher unmittelbar neben der Vorzentriereinheit Z angeordnet ist.
  • Die Nabe N weist ein drehmomentübertragendes Versatzausgleichselement VA auf, welches eine erste Hälfte VA1 und eine zweite Hälfte VA2 umfasst. Das Versatzausgleichselement VA ist im Trockenraum TR des Hybridantriebsmoduls 1 angeordnet. Das Versatzausgleichselement VA ist dazu eingerichtet, sowohl einen radialen Versatz als auch einen axialen Versatz zwischen seinen beiden Hälften VA1, VA2 auszugleichen. Die erste Hälfte VA1 ist mit der Nabe N verbunden. Dazu weist die Nabe N eine drehmomentübertragende Schnittstelle auf, welche als Verzahnung NZ ausgebildet ist. Die Verzahnung NZ befindet sich an einer Stirnseite der Nabe N. An der ersten Hälfte VA1 ist eine Verzahnung VAZ ausgebildet, welche mit der Verzahnung NZ im Eingriff steht. Die derart axial ausgerichtete Verzahnungspaarung dient zur Drehmomentübertragung von der ersten Hälfte VA1 zur Nabe N und zur Zentrierung dieser beiden Komponenten. Die zweite Hälfte VA2 ist über eine nicht dargestellte Flexplate an eine Kurbelwelle WK anschließbar. Die zweite Hälfte VA2 ist dazu über eine Schraubverbindung mit der Flexplate verbunden, welche über eine weitere Schraubverbindung mit der Kurbelwelle KW verbunden ist.
  • Die Nabe N ist über eine Nietverbindung RI mit dem Wandlergehäuse TCH des Drehmomentwandlers TC drehfest verbunden. Die Nietverbindung ist als Durchstellnietverbindung ausgeführt, sodass keine Durchgangsbohrungen im Wandlergehäuse TCH erforderlich sind. Durch die Nietverbindung RI ist gewährleistet, dass der Verbund aus Nabe N, Rotorträger RT, Rotor R und Wandlergehäuse TCH die gleiche Drehachse aufweisen. Dieser Verbund ist vor der Montage, also während des Transports und Lagerung, über die Vorzentriereinheit Z beziehungsweise nach der Montage über die Kurbelwelle KW und ein zweites Lager L2 gelagert. Das zweite Lager L2 ist an einem zweiten Lagerschild LS2 des Hybridantriebsmoduls 1 abgestützt. Das zweite Lager L2 ist als Nadellager ausgebildet. Das zweite Lagerschild LS2 ist mit dem Gehäuse GG verbunden. Die Abstützung des Leitrads L erfolgt ebenso über das zweite Lagerschild LS2.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls ein optionales Ventil dargestellt, welches als federbelastetes Sitzventil ausgeführt ist. Das Wandlergehäuse TCH des Drehmomentwandlers TC weist eine Öffnung A auf, in der eine Hülse des Ventils eingesetzt ist. Die Öffnung A wird durch die Hülse des Ventils verschlossen. In der Hülse stützt sich eine Feder ab, welche einen Kolben in Richtung eines Ventilsitzes drückt. Der Ventilsitz wird von der Hülse gehalten. Der im Innenraum des Drehmomentwandlers TC wirkende Druck wirkt auf den Kolben. Ist die Druckdifferenz zwischen Innenraum und Nassraum groß genug, so wird der Kolben gegen die Kraft der Feder verschoben, sodass der Kolben vom Ventilsitz abhebt. Dadurch kann Hydraulikfluid aus dem Innenraum des Drehmomentwandlers TC in den Nassraum NR strömen. Das aus dem Innenraum austretende Hydraulikfluid gelangt auf einen Wickelkopf der elektrischen Maschine und kann diese kühlen.
  • 2 zeigt einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Der Antriebsstrang weist einen Verbrennungsmotor VM, das Hybridantriebsmodul 1 sowie ein Automatikgetriebe AT auf. Hybridantriebsmodul 1 und Automatikgetriebe AT sind voneinander getrennte Einheiten mit zumindest einer Schnittstelle, über welche das Hybridantriebsmodul 1 und das Automatikgetriebe AT miteinander verbindbar sind. Eine Hydraulikversorgung des Hybridantriebsmoduls 1 erfolgt vorzugsweise über eine Hydraulik des Automatikgetriebes AT. Abtriebsseitig ist das Automatikgetriebe AT mit einem Differentialgetriebe AG verbunden, beispielsweise über eine Kardanwelle. Mittels dem Differentialgetriebe AG wird die an einer Abtriebswelle des Automatikgetriebes AT anliegende Leistung auf Antriebsräder DW des Kraftfahrzeugs verteilt.
  • 3 zeigt einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, welcher im Wesentlichen dem in 2 dargestellten Antriebsstrang entspricht. Das Hybridantriebsmodul 1 und das Automatikgetriebe AT bilden nun eine gemeinsame Baueinheit. In anderen Worten ist das Hybridantriebsmodul 1 integraler Bestandteil des Automatikgetriebes AT.
  • Die in 2 und 3 dargestellten Antriebsstränge sind lediglich beispielhaft anzusehen. Statt dem dargestellten Aufbau mit längs zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtetem Antriebsstrang ist auch eine Verwendung in einem quer zur Fahrtrichtung ausgerichtetem Antriebsstrang denkbar. Das Differentialgetriebe AG kann in das Getriebe G integriert sein. Der Antriebsstrang mit dem Hybridantriebsmodul 1 ist auch für eine Allradanwendung geeignet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hybridantriebsmodul
    GG
    Gehäuse
    S
    Stator
    R
    Rotor
    RT
    Rotorträger
    GSR
    Luftspalt
    NR
    Nassraum
    TR
    Trockenraum
    DR
    Dichtring
    N
    Nabe
    NZ
    Verzahnung
    LS
    Lagerschild
    Z
    Vorzentriereinheit
    L2
    Zweites Lager
    LS2
    Zweites Lagerschild
    TC
    Drehmomentwandler
    TCH
    Wandlergehäuse
    P
    Pumpenrad
    L
    Leitrad
    T
    Turbinenrad
    WK
    Kupplung
    TI
    Drehschwingungstilger
    TD2
    Torsionsschwingungsdämpfer
    TD3
    Torsionsschwingungsdämpfer
    RI
    Nietverbindung
    KW
    Kurbelwelle
    VM
    Verbrennungsmotor
    VA
    Versatzausgleichselement
    VA1
    Erste Hälfte
    VA2
    Zweite Hälfte
    VAZ
    Verzahnung
    SZ
    Schraube
    AT
    Automatikgetriebe
    TA
    Abtriebsnabe
    GW1
    Antriebswelle
    A
    Öffnung
    AG
    Differentialgetriebe
    DW
    Antriebsrad

Claims (15)

  1. Hybridantriebsmodul (1) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Hybridantriebsmodul (1) ein Gehäuse (GG), eine elektrische Maschine mit einem drehbaren Rotor (R) und einem gegenüber dem Gehäuse (GG) drehfesten Stator (S), wobei zwischen den Rotor (R) und dem Stator (S) ein Luftspalt (GSR) vorgesehen ist, sowie einen Drehmomentwandler (TC) aufweist, - wobei der Rotor (R) auf einem Rotorträger (RT) angeordnet ist, welcher mit einer Nabe (N) fest verbunden ist, - wobei die Nabe (N) über eine drehfeste Verbindung mit einem Wandlergehäuse (TCH) des Drehmomentwandlers (TC) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an einem am Gehäuse (GG) befestigten Lagerschild (LS) eine Vorzentriereinheit (Z) zur Positionierung der Nabe (N) vorgesehen ist, und dass die Vorzentriereinheit (Z) einen lichten Innendurchmesser (DV) aufweist, der die Bedingung DN < DV < [ DN + 2 * GSR ]
    Figure DE102018200569B3_0002
    erfüllt, wobei DN für den Außendurchmesser der Nabe (N), DV für den lichten Innendurchmesser der Vorzentriereinheit (Z) und GSR für den Luftspalt zwischen Stator (S) und Rotor (R) steht.
  2. Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drehfeste Verbindung zwischen Nabe (N) und Wandlergehäuse (TCH) durch eine Nietverbindung (RI) oder eine Schraubverbindung ausgebildet ist.
  3. Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (N) eine drehmomentübertragende Schnittstelle zu einer ersten Hälfte (VA1) eines Versatzausgleichselements (VA) aufweist, wobei eine zweite Hälfte (VA2) des Versatzausgleichselements (VA) drehmomentübertragend an eine Kurbelwelle (KW) eines Verbrennungsmotors anschließbar ist, wobei das Versatzausgleichselement (VA) dazu eingerichtet ist sowohl einen radialen Versatz als auch einen axialen Versatz zwischen seinen beiden Hälften (VA1, VA2) auszugleichen.
  4. Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hälfte (VA1) des Versatzausgleichselements (VA) an einer Stirnseite eine Verzahnung (VAZ) aufweist, welche mit einer an einer Stirnseite der Nabe (N) ausgebildeten Verzahnung (NZ) in Eingriff steht, sodass die erste Hälfte (VA1) des Versatzausgleichselements (VA) mit der Nabe (N) drehmomentübertragend verbunden ist.
  5. Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (VAZ, NZ) zwischen der Nabe (N) und der ersten Hälfte (VA1) des Versatzausgleichselements (VA) mittels einer Schraube (SZ) vorgespannt ist.
  6. Hybridantriebsmodul (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Schraubenkopf (SZK) der Schraube (SZ) ein Kurbelwellenzapfen zur Zentrierung der Kurbelwelle (KW) ausgebildet ist.
  7. Hybridantriebsmodul (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Nabe (N) oder der ersten Hälfte (VA1) des Versatzausgleichselements (VA) ein Kurbelwellenzapfen zur Zentrierung der Kurbelwelle (KW) ausgebildet ist.
  8. Hybridantriebsmodul (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hälfte (VA2) des Versatzausgleichselements (VA) über eine Flexplate an die Kurbelwelle (KW) anschließbar ist.
  9. Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzentriereinheit (Z) aus einem Kunststoff, einem Material für Gleitlagerungen oder einem anderen gegenüber der Nabe weicheren Material ausgebildet ist.
  10. Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (RT) mit der Nabe (N) verschraubt, vernietet oder verschweißt ist.
  11. Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandlergehäuse (TCH) über ein zweites Lager (L2) an einem zweiten Lagerschild (LS2) des Hybridantriebsmoduls (1) gelagert ist.
  12. Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (S) unmittelbar an dem Lagerschild (LS) befestigt ist.
  13. Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Wandlergehäuses (TCH) eine Kupplung (WK) angeordnet ist, wobei durch Schließen der Kupplung (WK) das Wandlergehäuse (TCH) mit einem Turbinenrad (T) des Drehmomentwandlers (TC) verbindbar ist, wobei innerhalb des Wandlergehäuses (TCH) zwischen der Kupplung (WK) und einer mit dem Turbinenrad (T) verbundenen Abtriebsnabe (TA) des Drehmomentwandlers (TC) ein Torsionsschwingungsdämpfer (TD2) angeordnet ist.
  14. Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridantriebsmodul (1) entweder integraler Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Automatikgetriebes (AT) ist oder als eine eigenständige Einheit mit zumindest einer Schnittstelle zu dem Kraftfahrzeug-Automatikgetriebe (AT) ausgebildet ist.
  15. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch ein Hybridantriebsmodul (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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