Vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung, insbesondere eine Hybridantriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine und einer Kupplungsanordnung, wobei die elektrische Maschine radial außerhalb der Kupplungsanordnung angeordnet ist und einen vorzugsweise drehfest mit der Kupplungsanordnung verbundenen Rotor aufweist.

Aus dem Stand der Technik, beispielsweise der US 201 1 /0057522, ist ein Hybridantriebsstrang bekannt mit einer radial innerhalb einer elektrischen Maschine angeordneten Lamellenkupplung. Weiterhin offenbart diese Druckschrift, dass Hydrauliköl, das für eine Kühlung der Lamellenkupplung eingesetzt wird, auch für eine aktive Kühlung des Rotors verwendbar ist. Dazu sind am Außenlamellenträger radial innerhalb zwischen den Außenlamellen und dem Lamellenträger axiale Kanäle vorgesehen, die mit Hydrauliköl aus dem Inneren der Lamellenkupplung beaufschlagbar sind und die für eine aktive Kühlung des Rotors sorgen.

Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist jedoch, dass das Hydrauliköl nicht nur zur Kühlung des Rotors, sondern auch zur Kühlung der Lamellenkupplung verwendet wird, so dass der zu erwartende Kühleffekt an dem Rotor nur minimal ist. Zudem kann bei starker Belastung der Kupplung sogar ein Wärmeeintrag an den Rotor erfolgen.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, eine Antriebsanordnung mit einer elektrischen Maschine und einer Kupplungsanordnung bereitzustellen, bei der ein radial außerhalb der Kupplungsanordnung angeordneter Rotor der elektrischen Maschine auch bei starker Belastung der Kupplung ausreichend gekühlt wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird eine Antriebsanordnung, insbesondere eine Hybridantriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, bereitgestellt mit einer elektrischen Maschine und einer Kupplungsanordnung, wobei die elektrische Maschine radial außerhalb der Kupplungsanordnung angeordnet ist und einen vorzugsweise drehfest mit der Kupplungsordnung verbundenen Rotor aufweist.

Dabei basiert die Erfindung auf der Idee, ein Kühlmittelleitelement vorzusehen, das sich zumindest teilweise im Wesentlichen radial erstreckt und axial derart neben der Kupplungsanordnung angeordnet ist, dass ein Kühlmittel von radial innen nach radial außen axial zumindest teilweise außerhalb der Kupplungsanordnung an den Rotor führbar ist.

Vorteilhafterweise ermöglicht das axial neben der Kupplungsanordnung angeordnete Kühlmittelleitelement eine Führung eines Kühlmittels von radial innen nach radial außen in Richtung Rotor, wobei nicht, wie im Stand der Technik, das Kühlmittel bereits einen Wärmeeintrag über Bauelemente der Kupplungsanordnung erfährt. Des Weiteren hat die erfindungsgemäße Anordnung den Vorteil, dass das Kühlmittel direkt an den Rotor leitbar ist, ohne erst durch die verschiedenen Bauteile der Lamellenkupplung geführt zu werden. Dies ermöglicht zum einen eine einfachere Ausgestaltung der Kupplungsanordnung als auch eine schnellere Bereitstellung des Kühlmittels an dem Rotor. Dabei wird das Kühlmittel radial innen, beispielsweise in der Nähe einer mit der Kupplungsanordnung verbundenen Getriebeeingangswelle beispielsweise mittels einer Öldüse an das Kühlmittelleitelement geführt und von dort aus aufgrund der Fliehkraft nach radial außen zwischen der Kupplungsanordnung und dem Kühlmittelleitelement in Richtung Rotor transportiert.

Dabei ist vorzugsweise das Kühlmittelleitelement drehfest mit dem Rotor verbunden. Die drehfeste Ausgestaltung des Kühlmittelleitelements mit dem Rotor hat den Vorteil, dass das Kühlmittel nach radial außen transportiert wird und gleichzeitig über den Umfang gleichmäßig verteilt wird, so dass eine ungleichmäßige Kühlung und damit eine Ausbildung sogenannter Hotspots vermieden werden kann.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist radial außerhalb der Kupplungsanordnung und radial innerhalb des Rotors mindestens ein sich im Wesentlichen axial entlang des Rotors erstreckender Kühlmittelkanalabschnitt vorgesehen. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, wenn der sich mehrere im Wesentlichen axial entlang des Ro- tors erstreckenden Kühlmittelkanalabschnitte gleichmäßig umfänglich radial innen um den Rotor erstrecken, so dass eine möglichst gleichmäßige Kühlung erreicht wird. Vorzugsweise können die Kühlmittelkanäle als Kühlmittelringkanal ausgebildet sein, so dass eine besonders gleichmäßige umfängliche und über die gesamte axiale Länge des Rotors sich erstreckende aktive Kühlung des Rotors bereitgestellt ist.

Vorteilhafterweise wirkt mindestens ein sich im Wesentlichen axial entlang des Rotors erstreckender Kühlmittelkanalabschnitt mit dem Kühlmittelleitelement derart zusammen, dass Kühlmittel von radial innen nach radial außen über das Kühlmittelleitelement in den axialen Kühlmittelkanalabschnitt führbar ist. Dadurch kann vorteilhafterweise der im Wesentlichen axial sich entlang des Rotors erstreckende Kühlmittelkanalabschnitt direkt mit dem über das Kühlmittelleitelement nach radial außen geführten Kühlmittel beaufschlagt werden.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Kupplungsanordnung als Lamellenkupplungsanordnung mit zumindest einem Außenlamellenträger und einem Innenlamellenträger ausgebildet. Dabei sind erfindungsgemäß das Kühlmittelleitelement und der Außenlamellenträger derart zueinander ausgebildet, dass zwischen ihnen ein sich im Wesentlichen radial erstreckender Kühlmittelkanalabschnitt ausgebildet ist, in dem das Kühlmittel in Richtung Rotor führbar ist. Dadurch wird Kühlmittel gezielt von einer Kühlmitteleintragsstelle, beispielsweise einer Öldüse, nach radial außen geführt, ohne dass zusätzliche Bauteile nötig sind. Dabei stellen der Außenlamellenträger und das Kühlmittelleitelement jeweils die axialen Begrenzungen für den radialen Kühlmittelleitkanalabschnitt dar. Wenn zudem der Außenlamellenträger einen radialen und einen axialen Abschnitt aufweist, kann der axiale Abschnitt des Außenlamellenträgers als radiale Innenbegrenzung für den axialen Kühlmittelkanalabschnitt verwendet werden, so dass vorzugsweise der sich im Wesentlichen radial erstreckende Kühlmittelkanalabschnitt in den sich im Wesentlichen axial erstreckenden Kühlmittelkanalabschnitt einmünden kann. Der im Wesentlichen axiale Kühlmittelkanalabschnitt kann dann vorteilhafterweise zwischen dem axialen Abschnitt des Außenlamellenträgers und dem Rotor angeordnet sein. Dadurch kann Kühlmittel außerhalb der Kupplung von radial innen nach radial außen geführt werden, so dass das Kühlmittel nicht erst über die verschiedenen Kupplungselemente einen Wärmeeintrag erfährt. Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, den radialen Abschnitt des Außenla- mellenträgers mit einer Kühlmitteleintrittsöffnung auszustatten, durch die Kühlmittel aus dem im Wesentlichen radialen Kühlmittelkanal in einen Lamellenkupplungsinnenraum führbar ist und/oder den axiale Abschnitt des Außenlamellenträgers mit einer Kühlmittelaustrittöffnung auszustatten, durch die Kühlmittel aus einem Lamellenkupplungsinnenraum in den im Wesentlichen axialen Kühlmittelringkanal führbar ist. Da in diesem Fall zusätzliches Kühlmittel zu dem im Kupplungsinnenraum vorhandenen Hydrauliköl zugeführt wird, das mit den Elementen der Kupplungsanordnung im Wesentlichen nicht in Kontakt getreten ist, ist auch in diesem Fall eine verbesserte Kühlung am Rotor erreicht. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Rotor direkt auf dem Außenlamellenträger montiert ist oder der Rotorträger gleichzeitig die Funktion eines Außenlamellenträgers übernimmt. Vorzugsweise ist dabei die Kühlmittelaustrittsöffnung in der Nähe des radialen Abschnitts des Außenlamellenträgers ausgebildet, so dass das in den Lamellenkupplungsinnenraum eingetragene Kühlmittel möglichst kontaktfrei aus dem Lamellenkupplungsinnenraum wieder abgeführt wird. Auch in diesem Fall ermöglicht das erfindungsgemäße Kühlmittelleitelement einen direkten und schnellen Zugang von Kühlmittel in das Kupplungsinnere und von dort an den Rotor.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist ein Rotorträger vorgesehen, der vorzugsweise drehfest mit dem Außenlamellenträger verbunden ist, wobei der Rotorträger als Kühlmittelleitelement ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Elemente in der Antriebsanordnung vorgesehen werden müssen, um die erfindungsgemäße Kühlmittelzufuhr zum Rotor zu gewährleisten.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der Rotorträger mit einem axialen und einem radialen Abschnitt ausgestattet, so dass der im Wesentlichen axiale Kühlmittelkanalabschnitt radial außen vom axialen Abschnitt des Rotorträgers begrenzt wird. Da in diesem Fall der Rotor nicht direkt von dem Außenlamellenträger getragen wird, kann zwischen den Bauteilen ein vorzugsweise ringförmiger Spalt verbleiben, der eine besonders gleichmäßige Verteilung von Kühlmittel entlang des Rotors ermöglicht. Um eine noch bessere und direktere Kühlung des Rotors zu ermöglichen, kann zudem der im Wesentlichen axial angeordnete Kühlmittelkanal einen Stauring aufweisen, der vorzugsweise mit einer sich durch den Rotorträger vorzugsweise mittig nach radial außen erstreckende Öffnung zusammenwirkt, so dass Kühlmittel aus dem axialen Kühlmittelkanalabschnitt direkt an den Rotor bzw. an die Blechpakete des Rotors abgegeben werden kann. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, wenn zwischen Rotorträger und den Blechpaketen des Rotors ein Kühlmittelverteilkanal vorgesehen ist, der für einen direkten Eintrag von Kühlmittel an die zu kühlenden Stellen des Rotors sorgt. Die axial mittige Anordnung der Öffnung sorgt dabei für eine gleichmäßige Verteilung in axialer Richtung, so dass Kühlmittel an jede Stelle des Rotors gelangen kann, ohne dass Hotspots entstehen.

Der erfindungsgemäß angeordnete Stauring sorgt dabei dafür, dass das Kühlmittel aus dem axialen Abschnitt des Kühlmittelkanals in den Kühlmittelverteilkanal über die Öffnungen abfließen kann und nicht im Kühlmittelkanal verbleibt.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel können der sich im Wesentlichen axial erstreckende Kühlmittelkanal und/oder der Kühlmittelverteilkanal nach radial außen weisende Öffnungen aufweisen, die axial außerhalb des Rotors angeordnet sind, so dass Kühlmittel alternativ oder zusätzlich an dem Rotor entlang nach radial außen zu einem Stator abfließen kann und auch hier eine Kühlung bereitstellt.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen definiert.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele rein exemplarischer Natur und sollen nicht den Schutzbereich der Anmeldung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.

Es zeigen:

Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung; Fig. 2: eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung; und

Fig. 3: eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung.

Im Folgenden werden gleiche bzw. funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Antriebsanordnung 1 , insbesondere einen Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine, von der in dem Ausschnitt der Fig. 1 ein Rotor 2 dargestellt ist. Radial innerhalb des Rotors 2 ist eine Kupplungsanordnung 4 vorgesehen, die als Lamellenkupplung ausgebildet ist und von der in Fig. 1 lediglich der Außenlamellenträger 6 dargestellt ist. In üblicher Weise ist der Außenlamellenträger 6 drehfest mit einer Getriebeeingangswelle 8 verbunden. Der Rotor 2 der elektrischen Maschine ist drehfest mit dem Außenlamellenträger 6 der Kupplungsanordnung 4 über einen Rotorträger 10 verbunden, der mit dem Außenlamellenträger 6 über ein Befestigungselement 12, beispielsweise eine Niet, drehfest verbunden ist. Radial außerhalb des Rotors 2 ist in üblicher weise ein Stator (nicht dargestellt) vorgesehen, der mit dem Rotor 2 zusammenwirkt.

Erfindungsgemäß ist der Rotorträger 10 als Kühlmittelleitelement 14 ausgebildet, das Kühlmittel von radial innen, also der Nähe der Getriebeeingangswelle 8, nach radial außen in Richtung Rotor 2 axial im Wesentlichen außerhalb der Kupplung 4 führt. Dazu kann Kühlmittel, beispielsweise über eine Öldüse an der mit der Bezugsziffer 1 6 bezeichneten Position an das Kühlmittelleitelement 14 bzw. den Rotorträger 10 gebracht werden. Um das Kühlmittel in Richtung Rotor zu führen, weist vorzugsweise das Kühlmittelleitelement 14 eine Einführschräge 18 auf, über die das Kühlmittel entlang eines zwischen dem Kühlmittelleitelement 14 und respektive dem Rotorträger 10 und dem Außenlamellenträger 6 ausgebildeten Kühlmittelkanal 20 nach radial außen in Richtung Rotor 2 geführt wird.

Wie weiterhin Fig. 1 zu entnehmen ist, weisen der Außenlamellenträger 6 und der Rotorträger 10 jeweils radiale Abschnitte 22, 24 und axiale Abschnitte 26, 28 auf, zwischen denen das Kühlmittel entlang des Kühlmittelkanals 20 geführt wird. Dieser weist insbesondere zwischen den radialen Abschnitten 22, 24 einen sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden radialen Kühlmittelkanalabschnitt 30 auf, der in einen sich im Wesentlichen axial erstreckenden, von den axialen Abschnitten 26, 28 gebildeten axialen Kühlmittelkanalabschnitt 32 mündet. Dabei erfolgt die Kühlmittelverteilung über die Fliehkraft, so dass das Kühlmittel nach radial außen und aufgrund der Rotation auch zwischen dem Außenlamellenträger 6 und dem Kühlmittelleitelement 14 umfänglich verteilt wird.

Der sich im Wesentlichen axial erstreckende Kühlmittelkanalabschnitt 32 ist axial end- seitig mittels eines Staurings 34 im Wesentlichen dichtend abgeschlossen, so dass Kühlmittel durch mindestens eine im Rotorträger 10 angeordnete Öffnung 36 in einen Kühlmittelverteilkanal 38 geführt werden kann, der Kühlmittel direkt an die Blechpakete 40 des Rotors 2 führt. Dadurch kann eine besonders effektive Kühlung des Rotors 2 bereitgestellt werden, die sogar ermöglicht, auf eine temperaturresistente Ausbildung der Rotorelemente zu verzichten. Wie weiter unten in Bezug auf Fig. 2 noch genauer beschrieben, kann alternativ auch auf den Kühlmittelverteilkanal 38 verzichtet werden. Der axiale Kühlmittelkanalabschnitt 32 weist dann direkt vorzugsweise endseitige Öffnungen 42 auf, die für eine Kühlmittelführung an den Stator sorgen.

Des Weiteren ist Fig. 1 zu entnehmen, dass sich der Kühlmittelverteilkanal 38 axial über die gesamte axiale Länge des Rotors 2 hinaus erstreckt, so dass axial neben dem Rotor 2 Öffnungen 42 im Kühlmittelverteilkanal 38 ausgebildet sind, durch die Kühlmittel nach radial außen in Richtung Stator führbar ist (siehe Pfeil).

Alternativ zu dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel kann selbstverständlich auch der Rotor 2 direkt auf dem Lamellenträger 26 befestigt sein, beispielsweise über eine Wellenverzahnung, wobei die axialen Abschnitte des Kühlmittelkanals 32 dann in das Material des Außenlamellenträgers 6 und/oder in die Blechpakete des Rotors 2 einarbeitbar oder dort eingeformt sind. Da dann direkt eine Kühlung der Rotorelemente über den axialen Abschnitt des Kühlmittelkanals 32 erfolgt, kann auf einen zusätzlichen Kühlmittelverteilkanal 38 verzichtet werden. In diesem Ausführungsbeispiel weist, wie erwähnt, der sich im Wesentlichen axial erstreckende Kühlmittelkanal 32 die Öffnungen 42 auf, so dass das Kühlmittel aus dem axialen Kühlmittelkanalabschnitt 32 nach radial außen in Richtung Stator abfließen kann. Eine derartige Ausgestaltung ist in Fig. 2 dargestellt, wobei der Kühlmittelstrom über Pfeile dargestellt ist. Wie Fig. 2 weiter zu entnehmen ist, erfolgt trotzdem die Kühlmittelverteilung außerhalb der Kupplungsanordnung 4, so dass ein möglichst geringer Wärmeeintrag von den Kupplungselementen auf das Kühlmittel erfolgt, wodurch eine besonders effektive Kühlung des Rotors erreicht werden kann.

Fig. 3 zeigt ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung, wobei ebenfalls wieder ein Rotorträger 10 als Kühlmittelleitelement 14 eingesetzt wird. Dabei erfolgt ebenfalls wiederum die Kühlmittelverteilung nach radial außen zwischen dem Außenlamellenträger 6, insbesondere dem radialen Abschnitt 22, und dem Rotorträger 10. Unterschiedlich zu den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen ist jedoch, dass der Außenlamellenträger 6 in seinem radialen Abschnitt 22 eine Kühlmittelfluideintrittsöffnung 44 aufweist, durch die Kühlmittel in den Kupplungsinnenraum gelangen kann. Dabei ist jedoch, wie Fig. 3 zu entnehmen, die Öffnung 44 radial außerhalb eines Druckraumes einer Druckmittelzylinderbetätigungs- anordnung vorgesehen, welcher von einem Abschnitt des Außenlamellenträgers 6 und von einem in dessen Innenraum geführten Kupplungsbetätigungskolben 45 gebildet wird. Somit wird das in den Kupplungsinnenraum strömende Kühlmittel außerhalb des Lamellenpakets 48 geführt und kommt dadurch mit vergleichsweise wenig Kupplungselementen in Berührung. Gleichzeitig ist, wie ebenfalls Fig. 3 zu entnehmen, am axialen Abschnitt 26 des Außenlamellenträgers 6 eine Kühlmittelaustrittsöffnung 46 vorgesehen, durch die Kühlmittel in den im Wesentlichen axial angeordneten Kühlmittelkanal 32 gelangt, der direkt mit den Rotorblechpaketen 40 in thermischem Kontakt steht. Vorzugsweise ist dabei die Kühlmittelaustrittsöffnung 46 derart am Außenlamellenträger 6 angeordnet, dass das Kühlmittel nicht durch ein Lamellenpaket 48 geführt werden muss, um durch die Kühlmittelaustrittsöffnung 46 aus dem Kupplungsinnenraum auszutreten. Dadurch wird wiederum sichergestellt, dass der Kühlmittelstrom keinen zu großen Wärmeeintrag von den Kupplungselementen erfährt.

Wie weiterhin Fig. 3 zu entnehmen, weist der axiale Kühlmittelkanalabschnitt 32 axial Öffnungen 42 auf, durch die Kühlmittel aus dem Kühlmittelkanal 32 austreten kann und sich nach radial außen in Richtung eines Stators 50 zu dessen Kühlung verteilen kann. Wie ebenfalls schon in Bezug auf die vorhergehenden Figuren erwähnt, ist es auch in diesem Fall möglich, dass das Kühlmittelleitelement 14 nicht integral als Rotorträger 10 ausgebildet ist, sondern über ein extra Element ausgebildet wird. Dabei kann wiederum der Rotor 2 direkt mit dem Außenlamellenträger 6 verbunden sein bzw. der Rotorträger 10 als Außenlamellenträger 6 ausgebildet sein. Die sich im Wesentlichen axial erstreckenden Kühlmittelkanalabschnitte 32 können dann wiederum in analoger Weise im Außenlamellenträger 6 bzw. den Blechpaketen des Rotors 2 ausgebildet sein.

Insgesamt ermöglicht das erfindungsgemäße Kühlmittelleitelement 14 eine Kühlmittelführung außerhalb der Kupplungsanordnung 4 , wodurch eine besonders effektive Kühlung des Rotors 2 gewährleistet werden kann, so dass die Rotorelemente, insbesondere die Permanentmagnete des Rotors 2 nicht mehr aus temperaturresistentem Material gebildet werden müssen. Dadurch kann der Rotor 2 insgesamt kostengünstiger gefertigt werden.

Bezuqszeichen Antriebsanordnung

Rotor

Kupplungsanordnung

Außenlamellenträger

Getriebeeingangswelle

Rotorträger

Befestigungselement

Kühlmittelleitelement

Kühlmitteleintrag

Einführschräge

Kühlmittelkanal

radialer Abschnitt des Außenlamellenträgers radialer Abschnitt des Rotorträgers

axialer Abschnitt des Au ßenlamellenträgers axialer Abschnitt des Rotorträgers

radialer Kühlmittelkanalabschnitt

axialer Kühlmittelkanalabschnitt

Stauring

Kühlmittelaustrittsöffnung

Kühlmittelverteilkanal

Blechpaket des Rotors

Öffnung im Kühlmittelkanal

Kühlmitteleintrittsöffnung in Lamellenkupplung Kupplungsbetätigungskolben

Kühlmittelaustrittsöffnung aus Lamellenkupplung Lamellenpaket

Stator