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Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybridkraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine und eines Getriebes, sowie eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug.
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Ein Hybridmodul gemäß dem Stand der Technik umfasst üblicherweise eine Anschlusseinrichtung zur mechanischen Ankopplung einer Verbrennungskraftmaschine, eine Kupplungseinrichtung, mit der Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine auf das Hybridmodul übertragbar ist und mit der das Hybridmodul von der Verbrennungskraftmaschine trennbar ist, sowie eine elektrische Maschine zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments mit einem Rotor.
Die elektrische Maschine ermöglicht das elektrische Fahren, Leistungszuwachs zum Verbrennungskraftmaschinenbetrieb und Rekuperieren. Die Kupplungseinrichtung und deren Betätigungssystem sorgen für das Einkuppeln der Verbrennungskraftmaschine in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
Zudem sind Hybridmodule in einer sogenannten Triple-Kupplungs-Variante bekannt, in welcher das Hybridmodul neben der als Trennkupplung ausgestalteten Kupplungseinrichtung weiterhin eine Doppelkupplungsvorrichtung zur Kopplung des Hybridmoduls an zwei Getriebeeingangswellen einer Getriebeeinheit umfasst.
Um axial kompakt zu bauen ist bekannt, die Trennkupplung sowie die Doppelkupplungsvorrichtung radial und axial im hohlzylinderartig ausgeführten, vom Rotor der elektrischen Maschine umgebenen Raum anzuordnen. In den Kupplungen bei Kupplungsvorgängen entstandene Reibwärme wird hier jedoch auch an den Rotor der elektrischen Maschine abgegeben, was langfristig zur Beeinträchtigung bzw. zur Beschädigung der elektrischen Maschine führen kann.
Die
WO 2019 015 713 A1 offenbart ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einer Trennkupplung zum selektiven An- und Abkuppeln einer Verbrennungskraftmaschine von einer elektromotorisch antreibbaren Zwischenwelle sowie mit einer elektrischen Maschine zum elektromotorischen Antreiben der Zwischenwelle. Ein Rotor der elektrischen Maschine ist hier mit einem Rotorträger über ein Wälzlager auf einer Gehäusewand gelagert, wobei die Gehäusewand axial zwischen der elektrischen Maschine und der Trennkupplung angeordnet ist. Eine derartige Ausgestaltung weist jedoch wiederum jeweilige Bauraumanforderungen auf.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hybridmodul sowie eine damit ausgestattete Antriebsanordnung zur Verfügung zu stellen, die in konstruktiv einfacher Weise und bei effizient genutztem Bauraum eine geringe thermische Belastung der elektrischen Maschine realisieren.
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Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Hybridmodul nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Hybridmoduls sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben. Ergänzend wird eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, welche das Hybridmodul aufweist, gemäß Anspruch 10 zur Verfügung gestellt.
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Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
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Die Begriffe „axial“ und „radial“ beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Rotationsachse des Hybridmoduls.
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Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Hybridkraftfahrzeug, zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine sowie eines Getriebes, umfassend eine elektrische Maschine mit einem Rotor, wobei der Rotor radial einen Raum umgibt, sowie weiterhin umfassend eine Trennkupplung und ein Gehäuse, welches einen Gehäuseinnenraum ausbildet. Die Trennkupplung ist axial außerhalb des vom Rotor umgebenen Raums angeordnet und der Rotor sowie die Trennkupplung sind in einem gemeinsamen Gehäuseinnenraum angeordnet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Drehmomentübertragungselement der Trennkupplung axial außerhalb des vom Rotor umgebenen Raums angeordnet ist. Ein derartiges Drehmomentübertragungselement kann dabei zumindest ein Reibbelag-Paar sowie einen Abschnitt einer an das Reibbelag-Paar zwecks Schließung eines Drehmoment-Übertragungspfades anpressbaren Anpressplatte bzw. Gegenanpressplatte aufweisen, so dass die Trennkupplung als Reibkupplung ausgestaltet ist.
Die im Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der elektrischen Maschine und der Verbrennungskraftmaschine angeordnete Trennkupplung kann dabei schlupfend betrieben werden, so dass bei einem Synchronisationsvorgang zur Synchronisation am Hybridmodul auf Eingangsseite und Ausgangsseite anliegender Drehzahlen zunächst eine Anpassung der Drehzahlen zwischen der elektrischen Maschine und dem Getriebe vorgenommen werden kann, und nach dieser Anpassung über die Trennkupplung die Drehzahlen von elektrischer Maschine und Verbrennungskraftmaschine angeglichen werden können.
Das Massenträgheitsmoment der Verbrennungskraftmaschine muss demnach nicht über die Kupplungseinrichtung mitsynchronisiert werden.
Das Hybridmodul kann entsprechend gemäß einer sogenannten P2-Anordnung ausgestaltet sein.
Weiterhin kann das Hybridmodul eine Trennkupplungs-Betätigungseinrichtung zur Betätigung der Trennkupplung aufweisen. Insbesondere kann die Trennkupplungs-Betätigungseinrichtung als eine Kolben-Zylinder-Einheit ausgestaltet sein.
Dabei kann diese Kolben-Zylinder-Einheit zur Betätigung der Trennkupplung mehrere, auf einem Umfang verteilt angeordnete Einzel-Kolben aufweisen. Diese Kolben-Zylinder-Einheit zur Betätigung der Trennkupplung ist demnach als sogenannter Mehrkolbenausrücker ausgestaltet.
Die Kolben-Zylinder-Einheit kann sich zudem axial an einer Gehäusewand, insbesondere einer Rückwand, eines anzuschließenden Verbrennungsmotors abstützen.
Es kann außerdem vorgesehen sein, dass die Betätigung der Trennkupplung direkt oder mittelbar über einen Hebel durch die Trennkupplungs-Betätigungseinrichtung realisierbar ist. Die Trennkupplung kann jeweils normal geschlossen oder auch normal geöffnet ausgeführt sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Hybridmodul weiterhin eine Kupplungseinrichtung, insbesondere eine Doppelkupplungsvorrichtung, wobei die Kupplungseinrichtung radial zumindest bereichsweise und axial zumindest bereichsweise innerhalb des vom Rotor umgebenen Raums angeordnet ist.
Eine jeweilige Teilkupplung der Kupplungseinrichtung kann dabei als eine Ein- oder Mehrscheibenkupplungsvorrichtung ausgeführt sein.
Vorzugsweise ist wenigstens eine Anpressplatte und eine Gegenanpressplatte der Kupplungseinrichtung jeweils drehfest mit einem Rotorträger verbunden, wobei der Rotor der elektrischen Maschine dabei zwecks Rotation um eine Rotationsachse des Hybridmoduls auf dem um die Rotationsachse drehbaren Rotorträger angeordnet ist. Dabei weist insbesondere die Anpressplatte der Kupplungseinrichtung einen Freiheitsgrad in axialer Richtung auf zwecks Beaufschlagung eines Reibbelags mit einer axial wirkenden Kraft zur Schließung eines Drehmoment-Übertragungspfads.
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In vorteilhafter Weise ist die Trennkupplung zumindest bereichsweise radial außerhalb des vom Rotor umgebenen Raums angeordnet.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Drehmomentübertragungselement der Trennkupplung zumindest bereichsweise radial außerhalb des vom Rotor umgebenen Raums angeordnet ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Hybridmodul einen Sensor zur Detektion der Winkelposition des Rotors, welcher an einer zur mechanischen Kopplung des Hybridmoduls an ein Getriebe ausgestalteten Ausgangsseite des Hybridmoduls angeordnet ist.
Ein Element des Sensors zur Detektion der Rotorposition, wie zum Beispiel ein Geber, kann dabei an dem Rotorträger der elektrischen Maschine angeordnet sein, und ein weiterer Bestandteil des Sensors, wie zum Beispiel ein Aufnehmer, kann am Gehäuse des Hybridmoduls angeordnet sein.
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In einer konstruktiv vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich ein Gehäuse-Absatz des Gehäuses in Bezug zum Rotorträger radial innen in axialer Richtung, wobei zwischen diesem Gehäuse-Absatz und dem Rotorträger ein Stützlager zur zumindest radialen Lagerung des Rotorträgers angeordnet ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung dient das Stützlager auch zur axialen Lagerung des Rotorträgers.
Der Gehäuse-Absatz kann mit einer sich im Wesentlichen radial erstreckenden Gehäusewand verbunden sein, wobei die Gehäusewand eine getriebeseitige Abgrenzung des Gehäuseinnenraums realisiert.
In Bezug zum Gehäuse-Absatz radial innen kann insbesondere ein Eingangselement der Getriebeeinheit, insbesondere zumindest eine Getriebeeingangswelle, oder ein Abtriebselement des Hybridmoduls, insbesondere eine Abtriebswelle, zwecks Anschluss an die Getriebeeinheit geführt sein.
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In einer ergänzenden Ausführungsform ist eine Kupplungs-Betätigungseinrichtung, insbesondere eine Doppel-Kolben-Zylinder-Einheit, zur Betätigung der Kupplungseinrichtung auf dem Gehäuse-Absatz angeordnet.
Dabei kann die Kupplungs-Betätigungseinrichtung zudem oder alternativ auch an der Gehäusewand angeordnet sein.
Die Kupplungs-Betätigungsvorrichtung kann zwecks Übertragung von Betätigungskräften von der Doppel-Kolben-Zylinder-Einheit auf die Teilkupplungen der Kupplungseinrichtung z.B. jeweils einen Drucktopf oder eine Hebelübersetzung aufweisen.
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In vorteilhafter Weise weist ein radial innerer Rand eines Drehmomentübertragungselements der Trennkupplung einen größeren Abstand zu einer Rotationsachse des Hybridmoduls auf, als ein radial äußerer Rand des vom Rotor umgebenen Raums.
Ein derartiges Drehmomentübertragungselement kann zumindest ein Reibbelag-Paar aufweisen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Hybridmodul eine Dämpfereinheit, insbesondere einen Schwingungsdämpfer, die im Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der Trennkupplung und dem Rotorträger angeordnet ist.
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Das heißt, dass ein Ausgangselement der Trennkupplung mit einer Primärseite der Dämpfereinheit verbunden ist und somit die Trennkupplung mittelbar über die Dämpfereinheit mit dem Rotorträger verbunden ist. Die Dämpfereinheit weist zudem eine Sekundärseite auf, welche mit dem Rotorträger verbunden ist.
Insbesondere sind die Dämpfereinheit und die Trennkupplung dabei unmittelbar miteinander verbunden. Dabei kann die Trennkupplung selbst die Eingangsseite des Hybridmoduls ausbilden oder unmittelbar mit einem die Eingangsseite des Hybridmoduls realisierenden Bauteil, wie einer Zwischenwelle, verbunden sein. Insbesondere kann der Dämpfer als trockener Dämpfer ausgestaltet sein. Beispielsweise ist der Dämpfer ein Pendelwippendämpfer.
Weiterhin kann vorgesehen sein, die Dämpfereinheit und die Trennkupplung radial zumindest bereichsweise geschachtelt anzuordnen, wobei die Dämpfereinheit zumindest bereichsweise radial innerhalb der Trennkupplung angeordnet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Reibbelagträger der Trennkupplung an den Rotorträger angeschlossen, und eine Anpresseinheit der Trennkupplung zum zumindest mittelbaren Anschluss an eine Verbrennungskraftmaschine eingerichtet. Die Anpresseinheit weist vorzugsweise eine Anpressplatte sowie eine damit drehfest verbundene Gegenanpressplatte auf, wobei die Anpressplatte und die Gegenanpressplatte der Anpresseinheit jeweils auf gegenüberliegenden axialen Seiten eines vom Reibbelagträger getragenen Reibbelags, insbesondere eines Reibbelag-Paars, angeordnet sind.
Entsprechend kann die Anpressplatte bzw. die Gegenanpressplatte als eine axiale Außenseite der Trennkupplung bezeichnet werden, wobei das Reibbelag-Paar als eine axiale Innenseite der Trennkupplung bezeichnet werden kann.
Die axiale Innenseite der Trennkupplung entspricht demnach einer Ausgangsseite der Trennkupplung, wobei die axiale Außenseite der Trennkupplung einer Eingangsseite der Trennkupplung entspricht.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Anpress- oder Gegenanpressplatte als Eingangselement der Trennkupplung mittelbar über ein mit der Anpress- oder Gegenanpressplatte verbundenes Bauteil, wie eine Zwischenwelle, an die Verbrennungskraftmaschine angeschlossen ist.
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Zudem kann der Anschluss der Trennkupplung an den Rotorträger insbesondere mittelbar über zumindest ein mit dem Reibbelagträger als Ausgangselement der Trennkupplung verbundenes Bauteil, wie die Dämpfereinheit, realisiert sein.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der Reibbelagträger über eine Verzahnung mit der Dämpfereinheit verbunden ist, wobei die Verzahnung eine Relativ-Bewegung in axialer Richtung zwischen Reibbelagträger und Dämpfereinheit zwecks axialer Bewegung des Reibbelagträgers zum Öffnen bzw. Schließen der Trennkupplung zulässt.
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Das erfindungsgemäße Hybridmodul weist den Vorteil auf, dass die Trennkupplung axial außerhalb des vom Rotor umgebenen Raums angeordnet ist und somit bei Betätigung der Trennkupplung von dieser abgegebene Wärme nicht oder wenigstens weniger Wärme in die elektrische Maschine eingebracht wird.
Zudem kann durch die Anordnung der Trennkupplung und der elektrischen Maschine in einem gemeinsamen Gehäuseinnenraum eine insbesondere axial sehr kurze Bauweise des Hybridmoduls gewährleistet werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Hybridmodul können Kupplungsvorgänge beim Anfahren eines mit dem erfindungsgemäßen Hybridmodul ausgestalteten Kraftfahrzeugs über die Trennkupplung anstelle der Doppelkupplungsvorrichtung durchgeführt werden, sodass reibungsbedingte Wärme außerhalb des vom Rotor bzw. Rotorträger umgebenen Raums entsteht und die elektrische Maschine insgesamt wärmetechnisch gering belastet wird.
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Die elektrische Maschine kann dazu eingesetzt werden, bei einem Synchronisationsvorgang zur Synchronisation der am Hybridmodul auf Eingangsseite und Ausgangsseite anliegenden Drehzahlen, insbesondere bei einem Synchronisationsvorgang während einer Überschneidungsschaltung bei Rückschaltung von einem fünften Gang auf einen zweiten Gang oder von einem sechsten Gang auf einen dritten Gang, die Verbrennungskraftmaschine zu beschleunigen und derart die beidseitig des Hybridmoduls anliegenden Drehzahlen aneinander anzugleichen.
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Die Trennkupplung kann dabei schlupfend betrieben werden. Entsprechend wird eine Teilkupplung der Doppelkupplungsvorrichtung beim Synchronisationsvorgang geringer belastet, wodurch der Wärmeeintrag in die elektrische Maschine gemindert wird.
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Des Weiteren wird erfindungsgemäß eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, die ein erfindungsgemäßes Hybridmodul, ein Antriebsaggregat, wie zum Beispiel eine Verbrennungskraftmaschine, sowie ein Getriebe aufweist, wobei das Hybridmodul mit einer Eingangsseite mit dem Antriebsaggregat und mit einer Ausgangsseite mit dem Getriebe mechanisch gekoppelt ist.
Das Gehäuse des Hybridmoduls, insbesondere der Gehäuse-Absatz, auf welchem das Stützlager für den Rotorträger sitzt, kann mechanisch fest mit einem Gehäuse des an das Hybridmodul angeschlossenen Getriebes verbunden sein.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es sind dargestellt in
- 1: ein erfindungsgemäßes Hybridmodul gemäß einer ersten Ausführungsform in einer geschnittenen Seitenansicht und
- 2: ein erfindungsgemäßes Hybridmodul gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer geschnittenen Seitenansicht.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Hybridmodul 1 gemäß einer ersten Ausführungsform in einer geschnittenen Seitenansicht.
Das Hybridmodul 1 ist eingerichtet zum Ankoppeln einer hier nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine sowie eines hier nicht dargestellten Getriebes. Dabei umfasst das Hybridmodul 1 eine Trennkupplung 20, eine Dämpfereinheit 60, ausgestaltet als Schwingungsdämpfer, eine elektrische Maschine 10 sowie eine Kupplungseinrichtung 30, ausgestaltet als Doppelkupplungsvorrichtung.
In einem Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe sind die Trennkupplung 20, die Dämpfereinheit 60, die elektrische Maschine 10 und die Kupplungseinrichtung 30 in dieser Reihenfolge in Reihe angeordnet.
Eine mit der Trennkupplung 20 verbundene Zwischenwelle 82 bildet eine Eingangsseite 3 des Hybridmoduls 1 zum Ankoppeln der Verbrennungskraftmaschine, wobei die Kupplungseinrichtung 30 an einer Ausgangsseite 4 des Hybridmoduls 1 zur Ankopplung an das Getriebe ausgestaltet ist.
Ein Eingangselement 25 der Trennkupplung 20 ist mit der Zwischenwelle 82 fest verbunden und ein Ausgangselement 26 der Trennkupplung 20 ist mit einer Eingangsseite 25 der Dämpfereinheit 60 verbunden. Die Trennkupplung 20 umfasst eine Anpresseinheit 28, aufweisend eine Gegenanpressplatte 24 und eine Anpressplatte 23, sowie ein Reibbelag-Paar 22. Die Anpresseinheit 28 und das Reibbelag-Paar 22 bilden ein Trennkupplungs-Drehmomentübertragungselement 21 der Trennkupplung 20, wobei das Reibbelag-Paar 22 axial zwischen der Anpressplatte 23, angeordnet auf einer der elektrischen Maschine 10 abgewandten Seite der Trennkupplung 20, und der Gegenanpressplatte 24, angeordnet auf einer der elektrischen Maschine 10 zugewandten Seite der Trennkupplung 20, positioniert ist. Das Eingangselement 25 der Trennkupplung 20 ist hier durch ein fest mit der Gegenanpressplatte 24 verbundenes Verbindungselement 104 der Trennkupplung 20 realisiert und ein Ausgangselement 26 der Trennkupplung 20 ist durch einen das Reibbelag-Paar 22 tragenden Reibbelagträger 27 realisiert. Das Verbindungselement 104 ist radial innen mit der Zwischenwelle 82 verbunden, erstreckt sich in radialer Richtung und ist radial außen mit der Gegenanpressplatte 24 verbunden, wobei die Anpressplatte 23 axial zwischen dem Verbindungselement 104 und dem Reibbelag-Paar 22 bzw. axial zwischen dem Verbindungselement 104 und der Gegenanpressplatte 24 angeordnet ist.
Die Anpressplatte 23 ist mit einer Trennkupplungs-Betätigungseinrichtung 100, ausgestaltet als Kolben-Zylinder-Einheit, zwecks Andrücken der Anpressplatte 23 an das Reibbelag-Paar 22 verbunden, wobei die Trennkupplungs-Betätigungseinrichtung 100 sich dabei auf einer hier nicht dargestellten Gehäusewand einer Verbrennungskraftmaschine abstützt. Die Trennkupplungs-Betätigungseinrichtung 100 greift zwecks der Verbindung zur Anpressplatte 23 in axialer Richtung durch das Verbindungselement 104 hindurch.
Der Reibbelagträger 27 erstreckt sich nach radial innen und ist über eine Verzahnung 90 mit der Eingangsseite 61 der Dämpfereinheit 60 drehfest verbunden.
Die Eingangsseite 61 der Dämpfereinheit 60 entspricht dabei einer Primärseite der Dämpfereinheit 60, wobei eine mit der elektrischen Maschine 10 verbundene Ausgangsseite 62 der Dämpfereinheit 60 einer Sekundärseite der Dämpfereinheit 60 entspricht.
Ein Stator 12 der elektrischen Maschine 10 ist fest mit einem Gehäuse 70 des Hybridmoduls 1 verbunden, wobei ein Rotor 11 der elektrischen Maschine 10 zwecks Rotation um eine Rotationsachse 2 des Hybridmoduls 1 auf einem drehbaren Rotorträger 13 angeordnet ist. Dazu ist der Rotorträger 13 mit einem Stützabschnitt 17 über ein Stützlager 91 auf einem Gehäuse-Absatz 71 eines Gehäuses 70 radial gelagert. Die elektrische Maschine 10 ist über einen Abschnitt 16 des Rotorträgers 13 mit der Ausgangsseite 62 der Dämpfereinheit 60 verbunden. Weiterhin ist ein Rotorlagesensor 15 zur Detektion der Winkelposition des Rotors 11 an der dem am Hybridmodul 1 anzuordnenden Getriebe zugewandten Seite des Hybridmoduls 1 bzw. der Ausgangsseite 4 des Hybridmoduls 1 axial neben dem Rotor 11 angeordnet.
Der Gehäuse-Absatz 71 erstreckt sich dabei in axialer Richtung in Bezug zur Kupplungseinrichtung 30 radial innen und ist mit einer Gehäusewand 72 des Gehäuses 70 verbunden, wobei sich die Gehäusewand 72 vom Gehäuse-Absatz 71 in radialer Richtung an der Ausgangsseite 4 des Hybridmoduls 1 erstreckt und einen vom Gehäuse 70 ausgebildeten Gehäuseinnenraum 73 getriebeseitig begrenzt. Der vom Gehäuse 70 ausgebildete Gehäuseinnenraum 73 entspricht einem gemeinsamen Gehäuseinnenraum 74, in dem die Trennkupplung 20 und die elektrische Maschine 10 angeordnet sind.
Der Rotor 11 der elektrischen Maschine 10 umgibt radial einen Raum 14, in welchem die Kupplungseinrichtung 30 angeordnet ist. Dabei ist sowohl eine erste Teilkupplung 40 als auch eine zweite Teilkupplung 50 der als Doppelkupplungsvorrichtung ausgestalteten Kupplungseinrichtung 30 auf der der Trennkupplung 20 zugewandten Seite des Stützabschnitts 17 des Rotorträgers 13 angeordnet. Die erste wie auch die zweite Teilkupplung 40, 50 sind jeweils als Mehrscheibenkupplung ausgestaltet. Dabei sind eine Anpressplatte 41, eine Zwischenplatte 45 sowie eine Gegenanpressplatte 42 der ersten Teilkupplung 40 in radialer Richtung mit dem Rotorträger 13 verbunden und jeweils ein Reibbelag 43 der ersten Teilkupplung 40 ist axial zwischen Anpressplatte 41 und Zwischenplatte 45 bzw. Zwischenplatte 45 und Gegenanpressplatte 42 der ersten Teilkupplung 40 angeordnet, wobei ein Reibbelagträger 44 der ersten Teilkupplung 40 die Reibbeläge 43 trägt. Des Weiteren sind eine Anpressplatte 51, eine Zwischenplatte 55 sowie eine Gegenanpressplatte 52 der zweiten Teilkupplung 50 in radialer Richtung mit dem Rotorträger 13 verbunden und jeweils ein Reibbelag 53 der zweiten Teilkupplung 50 ist axial zwischen Anpressplatte 51 und Zwischenplatte 55 bzw. Zwischenplatte 55 und Gegenanpressplatte 52 der zweiten Teilkupplung 50 angeordnet, wobei ein Reibbelagträger 54 der ersten Teilkupplung 50 die Reibbeläge 53 trägt. Die Anpressplatten 41, 51 sowie die Zwischenplatten 45, 55 weisen zwecks Öffnung und Schließung der Teilkupplungen 40, 50 einen Freiheitsgrad in axialer Richtung auf.
Ein erstes, als der Reibbelagträger 44 der ersten Teilkupplung 40 ausgestaltetes Ausgangselement 31 der Kupplungseinrichtung 30 verbindet dabei die erste Teilkupplung 40 mit einer ersten Getriebeeingangswelle 80, wobei ein zweites, als Reibbelagträger 54 der zweiten Teilkupplung 50 ausgestaltetes Ausgangselement 32 der Kupplungseinrichtung 30 die zweite Teilkupplung 50 mit einer zweiten Getriebeeingangswelle 81 verbindet.
Die erste Getriebeeingangswelle 80 sowie die zweite Getriebeeingangswelle 81 erstrecken sich radial innerhalb des Gehäuse-Absatzes 71 in Richtung der Ausgangsseite 4 des Hybridmoduls 1 zwecks Anschluss des Hybridmoduls 1 an das Getriebe.
Eine Kupplungs-Betätigungseinrichtung 101 zur Betätigung der ersten Teilkupplung 40 und der zweiten Teilkupplung 50, ausgestaltet als Kolben-Zylinder-Einheiten, sind dabei an der Ausgangsseite 4 des Hybridmoduls 1 radial auf dem Gehäuse-Absatz 71 sowie axial an der Gehäusewand 72 anliegend angeordnet. Dabei umfasst die Kupplungs-Betätigungseinrichtung 101 eine an der der Kupplungseinrichtung 30 axial abgewandten Seite des Stützabschnitts 17 des Rotorträgers 13 abgestützte Rückstellfeder 103 zwecks Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung 30 als normal geöffnete Kupplungseinrichtung.
Ein radial innerer Rand des Trennkupplungs-Drehmomentübertragungselements 21 der Trennkupplung 20 weist hier einen größeren Abstand zur Rotationsachse 2 des Hybridmoduls 1 auf, als ein radial äußerer Rand der Anpressplatte 41, der Gegenanpressplatte 42, der Zwischenplatte 45 oder des Reibbelags 43 der ersten Teilkupplung 40 bzw. als ein radial äußerer Rand der Anpressplatte 51, der Gegenanpressplatte 52, der Zwischenplatte 55 oder des Reibbelags 53 der zweiten Teilkupplung 50 der Kupplungseinrichtung 30.
Ein von der Verbrennungskraftmaschine zu Verfügung gestelltes Drehmoment wird demnach über die Zwischenwelle 82 an die Trennkupplung 20 übertragen und bei geschlossener Trennkupplung 20 an die Dämpfereinheit 60 übertragen. Zwecks Realisierung eines Generatorbetriebs wird das Drehmoment weiter an die elektrische Maschine 10 geleitet und zudem an die Kupplungseinrichtung 30 geleitet. Über die Kupplungseinrichtung 30 kann das Drehmoment nun abhängig der Schaltung der Teilkupplungen 40, 50 entweder über die erste oder zweite Getriebeeingangswelle 80, 81 an das Getriebe übertragen werden. In umgekehrter Richtung kann am Getriebe anliegendes Drehmoment über die Getriebeeingangswellen 80,81 an die Kupplungseinrichtung 30 und von dort zwecks Rekuperation auf die elektrische Maschine 10 übertragen werden.
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In 2 ist ein erfindungsgemäßes Hybridmodul 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer geschnittenen Seitenansicht dargestellt.
Das Hybridmodul 1 in der zweiten Ausführungsform ist dabei im Wesentlichen äquivalent zur ersten Ausführungsform des Hybridmoduls 1 aus 1. Unterschiedlich ist lediglich die Ausgestaltung der Trennkupplung 20 bzw. der Trennkupplungs-Betätigungseinrichtung 100.
In 2 ist die Gegenanpressplatte 24 der Trennkupplung 20 auf der der elektrischen Maschine 10 abgewandten Seite der Trennkupplung 20 angeordnet und die Anpressplatte 23 der Trennkupplung 20 ist auf der der elektrischen Maschine 10 zugewandten Seite der Trennkupplung 20 angeordnet, wobei die Gegenanpressplatte 24 hier unmittelbar mit der Zwischenwelle 82 verbunden ist.
Die Trennkupplungs-Betätigungseinrichtung 100 umfasst anders als in 1 einen Hebel 102, welcher sich auf der der Trennkupplungs-Betätigungseinrichtung 100 zugewandten Seite der Gegenanpressplatte 24 abstützt und mit der Anpressplatte 23 verbunden ist.
Bei Betätigung der Trennkupplungs-Betätigungseinrichtung 100 wird der Hebel 102 entsprechend um den Punkt der gelenkigen Abstützung an der Gegenanpressplatte 24 gekippt und zieht die Anpressplatte 23 auf das Reibbelag-Paar 22 zwecks Schließung der Trennkupplung 20.
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Mit dem erfindungsgemäßen Hybridmodul sowie der damit ausgestatteten Antriebsanordnung lässt sich in konstruktiv einfacher Weise und bei effizient genutztem Bauraum eine geringe thermische Belastung der elektrischen Maschine realisieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hybridmodul
- 2
- Rotationsachse
- 3
- Eingangsseite des Hybridmoduls
- 4
- Ausgangsseite des Hybridmoduls
- 10
- elektrische Maschine
- 11
- Rotor
- 12
- Stator
- 13
- Rotorträger
- 14
- vom Rotor umgebener Raum
- 15
- Rotorlagesensor
- 16
- Abschnitt des Rotorträgers
- 17
- Stützabschnitt des Rotorträgers
- 20
- Trennkupplung
- 21
- Trennkupplungs-Drehmomentübertragungselement
- 22
- Reibbelag-Paar
- 23
- Anpressplatte
- 24
- Gegenanpressplatte
- 25
- Eingangselement der Trennkupplung
- 26
- Ausgangselement der Trennkupplung
- 27
- Reibbelagträger
- 28
- Anpresseinheit
- 30
- Kupplungseinrichtung
- 31
- erstes Ausgangselement der Kupplungseinrichtung
- 32
- zweites Ausgangselement der Kupplungseinrichtung
- 40
- Erste Teilkupplung
- 41
- Anpressplatte der ersten Teilkupplung
- 42
- Gegenanpressplatte der ersten Teilkupplung
- 43
- Reibbelag der ersten Teilkupplung
- 44
- Reibbelagträger der ersten Teilkupplung
- 45
- Zwischenplatte der ersten Teilkupplung
- 50
- Zweite Teilkupplung
- 51
- Anpressplatte der zweiten Teilkupplung
- 52
- Gegenanpressplatte der zweiten Teilkupplung
- 53
- Reibbelag der zweiten Teilkupplung
- 54
- Reibbelagträger der zweiten Teilkupplung
- 55
- Zwischenplatte der zweiten Teilkupplung
- 60
- Dämpfereinheit
- 61
- Eingangsseite der Dämpfereinheit
- 62
- Ausgangsseite der Dämpfereinheit
- 70
- Gehäuse
- 71
- Gehäuse-Absatz
- 72
- Gehäusewand
- 73
- Gehäuseinnenraum
- 74
- gemeinsamer Gehäuseinnenraum
- 80
- Erste Getriebeeingangswelle
- 81
- Zweite Getriebeeingangswelle
- 82
- Zwischenwelle
- 90
- Verzahnung
- 91
- Stützlager
- 100
- Trennkupplungs-Betätigungseinrichtung
- 101
- Kupplungs-Betätigungseinrichtung
- 102
- Hebel der Trennkupplungs-Betätigungseinrichtung
- 103
- Rückstellfeder der Kupplungs-Betätigungseinrichtung
- 104
- Verbindungselement der Trennkupplung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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