Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine und eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug.

In der Kraftfahrzeugtechnik sind unterschiedliche Ansätze für die Übertragung eines Drehmomentes von einem Verbrennungsaggregat auf ein Getriebe eines

Kraftfahrzeugs bekannt. So zeigt zum Beispiel Fig. 1 einen typischen

hydrodynamischen Wandler A eines Stufenautomaten oder CVT-Getriebes bzw. Getriebes mit stufenloser Übersetzung. Der Wandler A weist eine Wandlereinheit A1 mit einer Pumpe, einer Turbine und einem Leitrad, eine Wandler- Überbrückungskupplung A2 und einen Torsionsschwingungsdämpfer A3 auf.

Des Weiteren ist ein hybridisiertes Stufenautomatikgetriebe bekannt, bei welchem einem Wandler mit Torsionsdämpfer und Wandler-Überbrückungskupplung eine elektrische Maschine mit einer Trennkupplung vorgeschaltet ist. Nachteilig an diesem System ist allerdings ein erheblich zusätzlicher Bauraumbedarf, im Vergleich zu nichthybridisierten Stufenautomatikgetriebe.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstig herstellbares und insbesondere mit einem hybridisierten

Automatikgetriebe, wie zum Beispiel ein CVT- oder

Stufenautomatikgetriebe, koppelbares Hybridmodul mit effizient genutztem Bauraum zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Hybridmodul nach Anspruch 1 gelöst. Ergänzend wird eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß

Anspruch 8 zur Verfügung gestellt, welches das erfindungsgemäße Hybridmodul umfasst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Hybridmoduls sind in den Unteransprüchen 2-7 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung sind in den Unteransprüchen 9 und 10 angegeben.

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.

Der Begriff„axial" bezieht sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Drehachse der elektrischen Maschine und der Trennkupplung.

Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine, welches eine Trennkupplung, 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 umfasst. Des Weiteren umfasst das Hybridmodul einen mit dem Rotor drehfest verbundenen Rotorträger, wobei der Rotorträger zum Transport eines Betätigungs-Fluides zum Betätigen der Trennkupplung einen ersten Kanal ausbildet. Die elektrische Maschine sollte ebenfalls einen Stator aufweisen, zu dem der Rotor eine Relativ-Rotationsbewegung ausführen kann.

Weiterhin kann das erfindungsgemäße Hybridmodul eine Doppelkupplungsvorrichtung aufweisen, mit der Drehmoment von der elektrischen Maschine und/ oder von der Trennkupplung auf einen Antriebsstrang übertragbar ist, wobei die

Doppelkupplungsvorrichtung eine erste Teilkupplung und eine zweite Teilkupplung aufweist. Das bedeutet, dass ein erfindungsgemäßes, sogenanntes P2-Hybridmodul mit ölgekühlter Kupplung einen hydrodynamischen Wandler eines Stufenautomaten oder CVT-Getriebes ersetzt.

Es wird somit ein Ölstrom genutzt, der bei Ausführungsformen mit hydrodynamischem Wandler zum Betätigen der Wandler-Überbrückungskupplung genutzt wurde, um die Anfahr- und Trennkupplung zu betätigen. Es sind demzufolge derartige Getriebeeinrichtungen konstruktiv nur noch im geringen Umfang zu verändern, um anstelle der hydrodynamischen Wandler einen

elektromotorischen Antrieb zu integrieren. In entsprechender Weise können derartige Bauraum-effiziente Hybridmodule mit sehr geringen Herstellungskosten bereitgestellt werden. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Ausführungsformen mit

hydrodynamischen Wandler ermöglicht das erfindungsgemäße Hybridmodul ein Überhöhen eines Drehmoments bei einem Anfahren mittels der elektrischen

Maschine. In vorteilhafter Ausgestaltung des Hybridmoduls ist vorgesehen, dass der Rotorträger einen zweiten Kanal ausbildet zum Transport Kühl-Fluides zwecks Kühlung der Trennkupplung. Die Kühlung kann insbesondere beim Anfahrvorgang bzw. beim Schalten eines angeschlossenen Getriebes realisiert werden.

Das bedeutet, dass neben einem ersten Fluid-Strom zu Betätigung der Trennkupplung ein zweiter Fluid-Strom zur Kühlung der Trennkupplung durch einen jeweiligen Kanal im Rotorträger realisiert wird. Es wird somit ein Ölstrom zur Kühlung genutzt, der sonst bei herkömmlichen Ausführungsformen zum Befüllen des Wandlers

Verwendung fand.

Ein jeweiliger Kanal kann zur unmittelbaren Führung eines Fluid-Stroms dienen, oder auch zur Durchführung eines Leitungselementes, wie zum Beispiel eines Rohres oder auch Schlauches, welches zum Transport des Fluides eingerichtet ist.

Insbesondere ist ein jeweiliger Kanal dazu eingerichtet, ein flüssiges Fluid zu transportieren, wie zum Beispiel Öl. Weiterhin kann Bestandteil des Rotorträgers eine Rotornabe sein, die drehfest mit einer Welle, wie zum Beispiel einer Getriebeeingangswelle, verbindbar oder verbunden ist.

In dieser Ausführungsform kann auch der erste Kanal und/oder der zweite Kanal durch die Rotornabe ausgebildet sein bzw. durch die Rotornabe hindurch führen. Demzufolge dient die Rotornabe zur Verteilung von Fluid. Die Rotornabe ist weiterhin zur Weiterleitung von Drehmoment vom Rotor der elektrischen Maschine auf die Welle bzw. in umgekehrter Richtung ausgestaltet. Vorzugsweise ist die Rotornabe mit einer Steckverzahnung auf der Welle drehfest angeordnet bzw. anordbar.

Zwecks Zuführung des jeweiligen Fluides bei Rotation des den jeweiligen Kanal ausbildenden Rotorträgers ist vorgesehen, dass dem ersten Kanal und/ oder dem zweiten Kanal jeweils eine Drehdurchführung zugeordnet ist, welche das Einströmen des Fluides in den Kanal bei Rotation des Rotorträgers ermöglicht.

Das bedeutet, dass der Rotorträger bzw. die Rotornabe strömungstechnisch mit einer Drehdurchführung gekoppelt sein kann, so das Öl von einem an das Hybridmodul angeschlossenen Getriebe auch im rotierenden Zustand des Rotorträgers bzw. der Rotornabe in diese eingebracht werden kann und in entsprechender Weise die Betätigung der Trennkupplung bzw. die Kühlung der Trennkupplung gewährleistet ist.

Der Rotorträger kann mittels einer Drehlagerung rotatorisch gelagert sein, die sich zumindest radial an einem Gehäuse des Hybridmoduls abstützt.

In entsprechender Weise ist auch der mit dem Rotorträger fest verbundene Rotor der elektrischen Maschine indirekt am Gehäuse des Hybridmoduls drehgelagert.

In einer einfachen konstruktiven Ausführungsform ist vorgesehen, dass auch eine axiale Abstützung der Drehlagerung durch das Gehäuse des Hybridmoduls erfolgt.

Des Weiteren kann sich das Gehäuse abschnittsweise zwischen dem Rotorträger und einer getriebeseitigen Anschlussposition des Hybridmoduls erstrecken.

Diese getriebeseitige Anschlussposition definiert dabei eine Position in axialer Richtung und kann insbesondere durch ein Maschinenelement am Rotorträger bzw. der Rotornabe ausgebildet sein, so wie zum Beispiel eine Steckverzahnung, mit der Drehmoment vom Rotorträger bzw. der Rotornabe auf eine Getriebeeingangswelle übertragbar ist.

Das bedeutet, dass der Rotorträger an einer dem an das Hybridmodul

anzuschließenden oder angeschlossenen Getriebe zugewandten Seite rotatorisch gelagert ist. Zur Ausbildung eines Trockenraums kann des Weiteren vorgesehen sein, dass das Hybridmodul auf einer einem anzuschließenden oder angeschlossenen

Verbrennungsaggregat zugewandten Anschlussposition ein Dichtungselement, insbesondere ein Dichtungsblech, aufweist, welches die Funktion einer Zwischenwand zwischen einem anzuschließenden oder angeschlossenen Verbrennungsaggregat bzw. einem Torsionsdämpfer und der Trennkupplung des Hybridmoduls aufweist. Diese einem anzuschließenden oder angeschlossenen Verbrennungsaggregat zugewandte Anschlussposition definiert dabei eine Position in axialer Richtung und kann insbesondere durch ein Maschinenelement sein, sowie zum Beispiel eine weitere Steckverzahnung an einer Eingangswelle, mit der Drehmoment von einer Ausgangswelle eines Verbrennungsaggregats auf das Hybridmodul übertragbar ist. Dabei kann dieses Dichtungselement in Form einer Zwischenwand auch eine

Lagerungsfunktion übernehmen, wie zum Beispiel ein Drehlager aufnehmen, mit dem eine Eingangswelle des Hybridmoduls rotatorisch lagerbar ist.

Zu dem kann der Rotorträger einen dritten Kanal ausbilden, durch den ein

Kompensations-Fluid der Trennkupplung zuführbar ist, wobei das Kompensations- Fluid dazu dient, ein ungewolltes Schließen der Kupplung unter Drehzahl zu verhindern. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein erfindungsgemäßes Hybridmodul sowie ein Getriebe, wobei das Hybridmodul mit dem Getriebe mechanisch über wenigstens eine Kupplung des Hybridmoduls verbunden ist. Diese Kupplung dient zum Anfahren mit

Verbrennungsmotor und zum Trennen desselben vom Antriebsstrang bei

elektromotorischem Betrieb.

Diese Kupplung des Hybridmoduls kann dabei auch eine Teilkupplung einer

Doppelkupplungsvorrichtung sein, mit der die Drehmoment-Übertragung von der Trennkupplung auf eine Getriebeeingangswelle realisierbar ist. Die Antriebsanordnung kann dabei weiterhin ein drehfest mit dem Hybridmodul verbundenes Verbrennungsaggregat sowie einen Torsionsdämpfer umfassen, der axial auf der Seite des Verbrennungsaggregats angeordnet ist. Weiterhin kann die Antriebsanordnung einen Trockenraum ausbilden, in dem der Torsionsdämpfer angeordnet ist. Dieser Trockenraum ist axial vorzugsweise durch das Dichtungselement des Hybridmoduls begrenzt.

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 ist dargestellt in

Fig. 1 : ein hydrodynamischer Wandler eines Stufenautomaten gemäß des Standes der Technik,

Fig. 2: ein erfindungsgemäßes Hybridmodul in einem Teilschnitt, und

Fig. 3: ein erfindungsgemäßes Hybridmodul in einem Vollschnitt.

Auf Figur 1 wurde bereits zur Erläuterung des Standes der Technik eingegangen. Das im Teilschnitt in Figur 2 dargestellte erfindungsgemäße Hybridmodul ist folgendermaßen aufgebaut:

Das erfindungsgemäße Hybridmodul 1 umfasst eine elektrische Maschine 10, welche wiederum einen Stator 1 1 und radial darin befindlich einen Rotor 12 umfasst.

Auf einer Eingangswelle 20 ist ein Torsionsdämpfer 30 angeordnet, von dem ein Drehmoment über eine erste Steckverzahnung auf die Eingangswelle 20 übertragbar ist.

Die Eingangswelle 20 ist rotationsfest mit einem Innenlamellenträger 41 einer Trennkupplung 40 verbunden. Der Außenlamellenträger 42 der Trennkupplung 40 wiederum ist rotationsfest mit einem Rotorträger 50 verbunden, der rotationsfest an den Rotor 12 der elektrischen Maschine 10 angeschlossen ist.

Der Rotorträger 50 ist über eine hier beispielhaft dargestellte Schweißverbindung 51 mit einer Rotornabe 52 rotationsfest verbunden.

Im Sinne der Erfindung ist die Rotornabe 52 aufgrund der drehfesten Verbindung mit dem Rotorträger 50 als ein Bestandteil des Rotorträgers 50 zu verstehen.

Die Rotornabe 52 ist mittels einer zweiten Steckverzahnung drehmoment-schlüssig mit einer Getriebeeingangswelle 60 verbunden.

Derart lässt sich ein Drehmoment vom Torsionsdämpfer 30 in die Eingangswelle 20 einbringen und von dieser über den Innenlamellenträger 41 und den

Außenlamellenträger 42 der Trennkupplung 40 in deren geschlossenem Zustand auf den Rotorträger 50 und demzufolge auf die Rotornabe 52 und auf die

Getriebeeingangswelle 60 übertragen. Ebenfalls kann von der elektrischen Maschine 10 aufgebrachtes Drehmoment über den Rotorträger 50 und die Rotornabe 52 auf die Getriebeeingangswelle 60 übertragen werden.

In entsprechender Weise kann auch an der Getriebeeingangswelle anliegendes Drehmoment über die Rotornabe 52 den Rotorträger 50 in die elektrische Maschine 10 zwecks Rekuperation eingebracht werden.

Das erfindungsgemäße Hybridmodul 1 ist derart ausgestaltet, dass zur Betätigung der Trennkupplung 40 in der Rotornabe 52 ein erster Kanal 81 ausgebildet ist, der zur Realisierung eines ersten Fluid-Stroms 101 , wie zum Beispiel eines Ölstroms, ausgestaltet ist. Durch diesen ersten Kanal 81 kann somit ein Betätigung-Fluid 100 bei gleichzeitiger Verteilung dem Betätigungszylinder 43 der Trennkupplung 40 zugeführt werden, um unter Aufbau eines entsprechenden Drucks die Trennkupplung 40 zu betätigen bzw. zu schließen. Der erste Fluid-Strom 101 kann dabei dem Hybridmodul 1 von dem hier nicht dargestellten Getriebe zugeführt werden.

Des Weiteren umfasst in der hier dargestellten Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Hybridmoduls 1 die Rotornabe 52 einen zweiten Kanal 82, der sich an eine koaxiale zentrale Bohrung 84 anschließt. Durch diesen zweiten Kanal 82 kann der Trennkupplung 40 ein Kühl-Fluid 102 mit einem zweiten Fluid-Strom 103 zugeführt werden. Dadurch lässt sich in einfacher Weise die Trennkupplung 40 kühlen.

In einer weiterführenden Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hybridmoduls weist die Rotornabe 52 außerdem einen dritten Kanal 83 auf, der ebenfalls

strömungstechnisch mit der zentralen Bohrung 84 verbunden ist, und der zur

Zuführung eines Kompensations-Fluides104 auf die Rückseite des

Betätigungszylinders 43 der Trennkupplung 40 dient. Mit diesem Kompensations-Fluid 104 in einem dritten Fluid-Strom lässt sich unter Drehzahl ein Gegendruck auf den Betätigungszylinder 43 ausüben, sodass ein ungewolltes Schließen der Kupplung unter Drehzahl verhindert wird.

Weiterhin umfasst das Hybridmodul 1 ein Gehäuse 70, welches die elektrische Maschine 10 umgibt und sich an einer getriebeseitigen Anschlussposition 90 zwischen dem Hybridmodul bzw. zwischen dessen elektrischer Maschine sowie der

Trennkupplung 40 und einem anzuschließenden, hier nicht dargestellten Getriebe erstreckt. Es ist ersichtlich, dass die Rotornabe 52 mittels einer Drehlagerung in Form eines ersten Rotationslagers 73 am Gehäuse 70 gelagert ist.

Auf der dieser Position axial gegenüberliegenden Seite, nämlich auf der dem

Verbrennungsaggregat zugewandte Anschlussposition 91 , umfasst das Hybridmodul 1 ein Dichtungselement 71 in Form eines Dichtungsbleches bzw. einer Zwischenwand. Dieses Dichtungselement 71 dichtet einen Trockenraum 32, in dem sich der

Torsionsdämpfer 30 befindet, vom restlichen, vom Hybridmodul 1 umfassten Raum ab. Dadurch ist es möglich, dass der Torsionsdämpfer 30 trocken betrieben werden kann und die Trennkupplung mit Betätigung-Fluid 100 sowie Kühl-Fluid 102 versorgt werden kann. Die Eingangswelle 20 ist dabei mittels eines zweiten Rotationslagers 75 am Dichtungselement 71 gelagert. Eine dortige Dichtung ist mittels eines

Radialwellendichtrings 72 realisiert. Für eine radiale Lagerung der Rotornabe 52 in Bezug zur Eingangswelle 20 ist ein Nadellager 76 vorgesehen.

Ein Rotorlagesensor 74 ist fest am Gehäuse 70 angeordnet und in der Lage, die rotatorische Position des Rotorträgers 50 festzustellen. Zur Zuführung des Betätigungs-Fluides 100 in den in der Rotornabe 52 ausgebildeten ersten Kanal 81 dient eine Drehdurchführung 1 10.

Fig. 2 zeigt somit ein erfindungsgemäßes Hybridmodul 1 , bei dem statt eines

Wandlers bauraumneutral eine elektrische Maschine 10 vorgesehen ist. Die elektrische Maschine 10 kann bei Bedarf durch ein zusätzliches

Drehmoment ein Überhöhen eines Drehmoments beim Anfahren vorsehen. Zusätzlich kann die elektrische Maschine 10 weitere Hybridfunktionen wie zum Beispiel ein elektrisches Fahren, ein Rekuperieren usw. übernehmen.

Figur 3 zeigt in einem Vollschnitt, dass insbesondere das Kühl-Fluid 102 über Überlaufbohrungen 1 15 wieder einem Fluid- bzw. Ölsumpf 120 zugeführt wird, wobei der Fluid- bzw. Ölstand derart ist, dass ein Luftspalt 125 der elektrischen Maschine 10 möglichst fluid- bzw. ölfrei ist.

Mit dem hier vorgeschlagenen Hybridmodul wird eine Einrichtung zur Verfügung gestellt, die mit geringstem Bauraum und Nutzung von bereits etablierten

Fertigungsmöglichkeiten und herkömmlichen Bauteilen kostengünstig einen elektromotorischen Betrieb und den Betrieb eines Verbrennungsaggregats

kombinieren kann.

Bezugszeichenliste

A hydrodynamischer Wandler

A1 Wandlereinheit

A2 Wandler-Überbrückungskupplung

A3 Torsionsschwingungsdämpfer

1 Hybridmodul

10 elektrische Maschine

1 1 Stator

12 Rotor

20 Eingangswelle

30 Torsionsdämpfer

31 Erste Steckverzahnung

32 Trockenraum

40 Trennkupplung

41 Innenlamellenträger

42 Aussenlamellenträger

43 Betätigungszylinder

50 Rotorträger

51 Schweißverbindung

52 Rotornabe

53 Zweite Steckverzahnung

60 Getriebeeingangswelle

70 Gehäuse

71 Dichtungselement

72 Radialwellendichtring

73 erstes Rotationslager

74 Rotorlagesensor

75 zweites Rotationslager

76 Nadellager

81 erster Kanal 82 zweiter Kanal

83 dritter Kanal

84 zentrale Bohrung

90 getriebeseitige Anschlussposition

91 dem Verbrennungsaggregat zugewandte Anschlussposition

100 Betätigungs-Fluid

101 erster Fluid-Strom

102 Kühl-Fluid

103 zweiter Fluid-Strom

104 Kompensations-Fluid

105 dritter Fluid-Strom

1 10 Drehdurchführung

1 15 Überlaufbohrung

120 Sumpf

125 Luftspalt