Kraftfahrzeugantriebsstrang

Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebsmodul für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, umfassend ein Torsionsschwingungsdämpfungssystem und eine Elektromaschine, welche sich aus einem Rotor und einem Stator zusammensetzt und in einem Innenraum eines Gehäuses aufgenommen ist, wobei der Stator der Elektromaschine an einem Gehäuseteil des Gehäuses befestigt und zentriert ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeuggetriebe sowie einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem vorgenannten Hybridantriebsmodul.

Ein Kraftfahrzeugantriebsstrang bildet als Feder-Masse-System ein schwingungsfähiges System, in welchem Drehungleichförmigkeiten auftreten können. Umfasst der Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Antriebsmaschine in Form einer Verbrennungskraftmaschine, so werden diese Drehungleichförmigkeiten bzw. Torsionsschwingungen bereits durch die Antriebsmaschine in das System eingebracht, da sich aufgrund der Betriebsweise der Verbrennungskraftmaschine periodisch wirkende Drehkräfte mit der eigentlichen Drehbewegung der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine überlagern. Da Torsionsschwingungen den Fahrkomfort merklich mindern und auch eine hohe Bauteilbelastung bis hin zu deren Beschädigung zur Folge haben können, werden in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang üblicherweise Maßnahmen getroffen, um Torsionsschwingungen zu dämpfen und damit zu reduzieren.

Häufig ist zu diesem Zweck zwischen der Verbrennungskraftmaschine und einem Kraftfahrzeuggetriebe ein Torsionsschwingungsdämpfungssystem vorgesehen, in welchem mithilfe mindestens eines Torsionsschwingungsdämpfers gezielt Torsionsschwingungen im relevanten Frequenzbereich abgedämpft werden. Ein Torsions- schwingungsdämpfer, bei welchem es sich beispielsweise um ein Zweimassenschwungrad handeln kann, ist hierzu auf den entsprechenden Frequenzbereich ausgelegt. Des Weiteren umfasst ein Torsionsschwingungsdämpfungssystem häufig auch einen Schwingungstilger, durch welchen mittels drehzahlabhängiger Auslenkung zusätzlicher Massen eine gezielte Verstimmung des schwingungsfähigen Sys- tems hervorgerufen und damit ebenfalls eine Reduzierung von Torsionsschwingungen erreicht wird.

Vermehrt ist ein vorstehend beschriebenes Torsionsschwingungsdämpfungssystem auch Teil eines Hybridantriebsmoduls, bei welchem zusätzlich eine Elektromaschine zur Darstellung bestimmter Fahrfunktionen vorgesehen ist. Diese Elektromaschine wird dabei üblicherweise an einer Ausgangsseite des Hybridantriebsmoduls angeordnet, wobei die Ausgangsseite mit einer Eingangsseite des Hybridantriebsmoduls über das zwischenliegende Torsionsschwingungsdämpfungssystem durch Schließen einer Trennkupplung verbunden werden kann. Insofern kann durch Öffnen der Trennkupplung die Ausgangsseite von der Eingangsseite getrennt und damit auch ein Betrieb der Elektromaschine ohne mechanische Verbindung zur Verbrennungskraftmaschine realisiert werden. So kann ein rein elektrisches Fahren oder auch eine Rückgewinnung elektrische Energie im Bremsbetrieb (Rekuperation) verwirklicht werden, wohingegen bei geschlossener Trennkupplung Fahrfunktionen, wie zum Beispiel ein Generatorbetrieb der Elektromaschine, ein Boosten über die Elektromaschine, eine Start-Stopp-Funktion, etc., darstellbar sind.

Aus der US 2013/0213043 A1 geht ein Hybridantriebsmodul hervor, bei welchem ein Torsionsschwingungsdämpfungssystem und eine Elektromaschine in einem Gehäuse aufgenommen sind. Die Elektromaschine setzt sich dabei aus einem Rotor und einem Stator zusammen und ist in einem Innenraum des Gehäuses aufgenommen, wobei der Rotor dabei mit einer Ausgangsseite des Hybridantriebsmoduls verbunden ist, an welcher eine Verbindung zu einem nachfolgenden Kraftfahrzeuggetriebe hergestellt wird. Die Ausgangsseite des Hybridantriebsmoduls kann zudem über eine Trennkupplung mit dem Torsionsschwingungsdämpfungssystem verbunden werden, welches zwischen der Trennkupplung und einer Eingangsseite des Hybridantriebsmoduls platziert ist. Innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges ist das Hybridantriebsmodul an der Eingangsseite dann mit der vorgeschalteten Antriebsmaschine verbunden. Der Stator der Elektromaschine ist über Schraubverbindungen mit einem radial umliegenden Gehäuseteil des Gehäuses lösbar verbunden, der gemeinsam mit weiteren Teilen des Gehäuses den Innenraum des Gehäuses begrenzt. Dabei nimmt ein weiterer Teil des Gehäuses eine Lagerung auf, über welche der Rotor der Elektromaschine drehbar gelagert ist.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hybridantriebsmodul zu schaffen, bei welchem ein Rotor und ein Stator einer Elektromaschine mit möglichst niedrigem Aufwand präzise koaxial zueinander angeordnet sind.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kraftfahrzeugantriebsstrang, bei welchem ein erfindungsgemäßes Hybridantriebsmodul zur Anwendung kommt, ist ferner Gegenstand von Anspruch 10.

Gemäß der Erfindung umfasst ein Hybridantriebsmodul ein Torsionsschwingungs- dämpfungssystem und eine Elektromaschine, welche sich aus einem Rotor und einem Stator zusammensetzt und in einem Innenraum eines Gehäuses aufgenommen ist. Dabei ist der Stator der Elektromaschine an einem Gehäuseteil des Gehäuses befestigt und zentriert. Vorliegend ist der Rotor insbesondere radial innenliegend zum Stator angeordnet, wobei zwischen Rotor und Stator ein Luftspalt vorhanden ist. Dieser Luftspalt sollte dabei nicht zu groß gewählt sein und bei Rotation des Rotors möglichst konstant bleiben. Insofern ist der Rotor der Elektromaschine möglichst präzise koaxial zum feststehenden Stator zu führen.

Die Elektromaschine ist im Sinne der Erfindung bevorzugt als permanent erregte Synchronmaschine ausgeführt und kann sowohl generatorisch, als auch elektromotorisch betrieben werden. Dadurch lassen sich bei Anwendung des Hybridantriebsmoduls in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang unterschiedliche Fahrfunktionen verwirklichen, wie zum Beispiel ein Betrieb der Elektromaschine als Generator, die Realisierung einer Start-Stopp-Funktion, dass Einspeisen eines zusätzlichen Drehmoments über die Elektromaschine (Boosten), ein rein elektrisches Fahren und/oder die Rückgewinnung elektrische Energie (Rekuperation) im Bremsbetrieb des Kraftfahrzeuges. Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass der Gehäuseteil zudem der Aufnahme einer Lagerung für den Rotor der Elektromaschine. Mit anderen Worten ist also der Gehäuseteil, an welchem der Stator der Elektromaschine befestigt ist, zudem für die Aufnahme einer Lagerung vorgesehen ist, über die der Rotor der Elektromaschine drehbar gelagert wird.

Dies hat zur Folge, dass sowohl die Befestigung des Stators der Elektromaschine, als auch die Lagerung des Rotors der Elektromaschine im Bereich ein und desselben Gehäuseteils stattfindet. Insofern kann hierdurch eine Toleranzkette zwischen der Befestigung des Stators und der Lagerung des Rotors kurz gehalten wird, was eine präzise koaxiale Anordnung des Rotors zum Stators bei gleichzeitig niedrigem Aufwand ermöglicht.

Im Sinne der Erfindung wird der Rotor der Elektromaschine insbesondere über eine Rotornabe geführt, die drehbar zu lagern ist. Dabei kann die Lagerung der Rotornabe und damit auch des Rotors unmittelbar an dem Gehäuseteil oder aber mittelbar über eine oder mehrere zwischenliegende Lagerbuchsen, o.ä. erfolgen, die dann jeweils drehfest mit dem Gehäuseteil verbunden sind.

Bei der US 2013/0213043 A1 ist der Stator der Elektromaschine an einem radial umliegenden Gehäuseteil des Gehäuses befestigt, während eine Lagerung des Rotors an einem hierzu separaten weiteren Teil des Gehäuses erfolgt. In diesem Fall erfolgt also die Befestigung des Stators und eine Lagerung des Rotors an separaten Gehäuseteilen und damit unter einem entsprechenden Abstand zueinander, so dass für eine präzise koaxiale Führung des Rotors zum Stator entsprechende Anforderungen an Fertigungstoleranzen der Gehäuseteile herrschen.

Im Sinne der Erfindung erfolgt eine Befestigung des Stators an dem Gehäuseteil insbesondere axial nebenliegend zum Stator, wodurch der Abstand zwischen der Befestigung des Stators und der Lagerung des Rotors entsprechend kurz gehalten werden kann. Prinzipiell könnte eine Befestigung des Stators aber auch axial auf Höhe des Stators und radial umliegend zu diesem erfolgen, wenn der Gehäuseteil die Elektromaschine entsprechend weit umschließt. Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung sind in dem Gehäuseteil Leitungen ausgestaltet. In dem Gehäuseteil verlaufen also Leitungen, wobei über diese Leitungen insbesondere Öl geführt wird. So kann über diese Leitungen eine entsprechende Schmiermittelversorgung verschiedener Komponenten des Hybridantriebsmoduls oder auch anderer Komponenten des Kraftfahrzeugantriebsstranges verwirklicht werden, zum Beispiel verschiedener Elemente eines nachfolgenden Kraftfahrzeuggetriebes. Zudem könnten einzelne oder auch mehrere Leitungen auch zur Druckmittelversorgung von Schaltelemente genutzt werden, beispielsweise von Schaltelementen des nachfolgenden Kraftfahrzeuggetriebes.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Gehäuseteil als Trennwand ausgeführt, welche den die Elektromaschine aufnehmenden Raum von einer im Kraftfahrzeugantriebsstrang nachfolgenden Komponente trennt. Der Gehäuseteil ist also als Trennwand gestaltet über welche der Innenraum von einem Raum zur Aufnahme einer weiteren Komponente des Kraftfahrzeugantriebsstranges getrennt ist. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dieser nachfolgenden Komponente um ein Kraftfahrzeuggetriebe.

Entsprechend einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist der Gehäuseteil für die Aufnahme einer Lagerung einer Welle vorgesehen, welche dem Führen des Rotors dient. Der Rotor wird also über eine Welle drehbar geführt, die in dem Gehäuseteil drehbar gelagert wird. Bevorzugt ist dabei eine den Rotor tragende Rotornabe direkt auf diese Welle gesteckt und auf dieser zentriert. Weiter bevorzugt handelt es sich bei der Welle um eine Getriebeeingangswelle eines nachfolgenden Kraftfahrzeuggetriebes. Dies hat den Vorteil, dass eine Lagerung des Rotors über die Lagerung der Getriebeeingangswelle verwirklicht werden kann, so dass eine separate Rotorlagerung entfallen kann. Diese Getriebeeingangswelle wird dann über ein oder auch mehrere Lagerstellen seitens des Gehäuseteils drehbar gelagert, an welchem erfindungsgemäß auch die Befestigung des Stators erfolgt.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Stator lösbar an dem Gehäuseteil befestigt, wobei dies erfindungsgemäß bevorzugt über Schraub- Verbindungen realisiert ist. Hierdurch kann eine lösbare Befestigung des Stators an dem Gehäuseteil auf einfache Art und Weise erfolgen.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Stator durch einen Statorträger aufgenommen, welcher an dem Gehäuseteil befestigt ist. Der Stator ist also mit dem Gehäuseteil mittelbar über den Statorträger verbunden, wobei der Statorträger dabei dann insbesondere lösbar und weiter bevorzugt über Schraubverbindungen mit dem Gehäuseteil verbunden ist.

Es ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass das Torsions- schwingungsdämpfungssystem mindestens einen Torsionsschwingungsdämpfer um- fasst. Besonders bevorzugt setzt sich das Torsionsschwingungsdämpfungssystem dabei aus zwei Torsionsschwingungsdämpfern und einem Schwingungstilger zusammen, wodurch eine zuverlässige Dämpfung von Torsionsschwingungen verwirklicht werden kann. Dabei sind die Torsionsschwingungsdämpfer insbesondere in Reihe geschaltet, wodurch sich eine Verdrehsteif ig keit des Torsionsschwingungs- dämpfungssystems reduzieren lässt. Der Schwingungstilger ist dabei dann bevorzugt zwischen den beiden Torsionsschwingungsdämpfern eingebunden und bewirkt durch gezielte Verstimmung des schwingungsfähigen Systems ebenfalls eine Reduzierung von Torsionsschwingungen. Alternativ dazu könnte der Schwingungstilger aber auch eingangsseitig oder ausgangsseitig zu den beiden Torsionsschwingungsdämpfern angeordnet sein.

Bei einem Torsionsschwingungsdämpfer handelt es sich im Sinne der Erfindung um ein System, bei welchem eine Primärseite und eine Sekundärseite über mindestens ein zwischenliegendes Element drehelastisch miteinander gekoppelt sind, wodurch eine Schwingungsisolation erreicht wird. Bei dem mindestens einen zwischenliegenden Element handelt es sich dabei bevorzugt um ein Federelement, beispielsweise in Form einer Schraubenfeder. Insofern ist der einzelne Torsionsschwingungsdämpfer insbesondere als Zweimassenschwungrad gestaltet, wobei unter Umständen dabei auch zudem noch eine hydraulische Dämpfung vorgesehen sein kann. Der Schwingungstilger des Torsionsschwingungsdämpfungssystems umfasst insbesondere mehrere Massen, die drehzahlabhängig ausgelenkt werden und hierdurch das schwingungsfähige System verstimmen. Besonders bevorzugt sind die Massen hierzu an einem Ende drehbar angelenkt, um unter Drehzahleinfluss nach radial außen ausgelenkt werden zu können.

In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sind die beiden Torsions- schwingungsdämpfer bevorzugt in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, wobei dabei insbesondere der eingangsseitig liegende Torsionsschwingungsdämpfer radial innen zum ausgangsseitig liegenden Torsionsschwingungsdämpfer platziert ist. Der Schwingungstilger ist dann insbesondere axial unmittelbar benachbart zu den Torsi- onsschwingungsdämpfern angeordnet und liegt radial auf Höhe des radial innenliegenden Torsionsschwingungsdämpfers. Weiter bevorzugt sind beide Torsionsschwingungsdämpfer jeweils nach Art eines Zweimassenschwungrades gestaltet und zu einem zweireihigen Zweimassenschwungrad zusammengefasst, indem die Sekundärseite des eingangsseitigen Torsionsschwingungsdämpfers zugleich auch die Primärseite des ausgangsseitig liegenden Torsionsschwingungsdämpfers bildet.

Ferner ist es im Sinne der Erfindung denkbar, dass ein im Hybridantriebsmodul vorherrschender radialer Versatz in dem mindestens einen Torsionsschwingungsdämpfer des Torsionsschwingungsdämpfungssystems ausgeglichen wird. Dabei ist unter einem„radialen Versatz" eine ungewollte, sich beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen oder Laufungenauigkeiten von Komponenten einstellende radiale Lageabweichung zwischen miteinander zu verbindenden Komponenten zu verstehen. Ferner kann dieser radiale Versatz dem Hybridantriebsmodul innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges von außen aufgeprägt sein, indem Komponenten des Kraftfahrzeugantriebsstranges, zwischen denen das Hybridantriebsmodul liegt, für die Einstellung des radialen Versatzes sorgen. Diese Lageabweichung wird nun innerhalb des Torsionsschwingungsdämpfungssystems mithilfe des mindestens einen Torsionsschwingungsdämpfers ausgeglichen.

Besonders bevorzugt wird der radiale Versatz im Rahmen der Erfindung dabei durch einen jeweiligen Federsatz des mindestens einen Torsionsschwingungsdämpfers ausgeglichen. Der jeweilige Torsionsschwingungsdannpfer ist also nach Art eines Zweimassenschwungrades gestaltet, wobei die Federelemente dieses Federsatzes die Lageabweichung in radialer Richtung ausgleichen, indem sie den sich im Bereich des Torsionsschwingungsdämpfers einstellenden radialen Versatz überbrücken. Bei einem vorstehend beschriebenen System, bei welchem das Torsionsschwingungs- dämpfungssystem zwei in einer Ebene liegende Torsionsschwingungsdampfer um- fasst, wird der radiale Versatz insbesondere durch den radial außenliegenden, aus- gangsseitigen Torsionsschwingungsdampfer kompensiert.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist der Innenraum des Gehäuses als Nassraum gestaltet. Im Rahmen der Erfindung ist dabei unter einem„Nassraum" ein abgegrenzter Raum des Gehäuses zu verstehen, in welchem Schmiermittel, bevorzugt in Form von Öl, aufgenommen ist und in dem die hierin befindlichen Komponenten mit dem Schmiermittel in Kontakt gelangen können. Insbesondere ist der Nassraum des Gehäuses dabei bis zu einem definierten Maß mit Schmiermittel befüllt, um eine Tauchschmierung von im Nassraum befindlichen Komponenten des Kraftfahrzeugantriebsstranges zu verwirklichen.

Weiter bevorzugt sind dabei auch der mindestens eine Torsionsschwingungsdämpfer und der Schwingungstilger des Torsionsschwingungsdämpfungssystems mit in dem Nassraum angeordnet, wodurch sich die Gestaltung einer Schmiermittelversorgung dieser Komponenten des Torsionsschwingungsdämpfungssystems vereinfachen lässt. Denn dadurch kann eine Zuführung von Schmiermittel von radial innen her erfolgen, wobei das Schmiermittel im Anschluss daran dann einfach nach radial außen abströmen kann und sich im Folgenden wieder für eine erneute Entnahme im vertikal unteren Bereich des Nassraumes sammelt.

In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sind der mindestens eine Torsionsschwingungsdämpfer und/oder der Schwingungstilger zumindest in einem vertikal untenliegenden Bereich von einer feststehenden Schale radial umgeben. Diese stillstehende Schale verhindert, dass der mindestens eine Torsionsschwingungsdämpfer und der Schwingungstilger vertikal unten tief in Schmiermittel eintauchen und es zu erhöhten Planschverlusten und einem Verschäumen des Schmiermittels kommt. Denn durch die Schale kann in dem Bereich des mindestens einen Torsionsschwin- gungsdämpfers und des Schwingungstilgers gezielt ein Bereich mit einem niedrigeren Schmiermittelstand geschaffen werden, als in dem umliegenden Bereich des Nassraumes. Besonders bevorzugt kommt die Schale dabei zur Anwendung, wenn zwei Torsionsschwingungsdämpfer in einer Ebene angeordnet sind.

Gemäß einer weiteren möglichen Variante der vorgenannten Ausführungsform ist seitens des Torsionsschwingungsdämpfungssystems zudem ein Dichtungsschild vorgesehen, über welches der Nassraum von einem Trockenraum getrennt wird. In diesem Trockenraum ist dann bevorzugt eine flexible Verbindungsplatte angeordnet, über die das Hybridantriebsmodul eingangsseitig mit der im Kraftfahrzeugantriebsstrang vorgeschalteten Antriebsmaschine verbunden wird. Dabei kann das Dichtungsschild gemeinsam mit den übrigen Komponenten des Torsionsschwingungs- dämpfungssystems eine vormontierte Einheit bilden.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist der Rotor mit einer Ausgangsseite des Hybridantriebsmoduls verbunden, die über eine Trennkupplung mit dem Torsionsschwingungsdämpfungssystem verbunden werden kann. Über die Trennkupplung kann also eine Eingangsseite des Hybridantriebsmoduls, mit welcher das Torsionsschwingungsdämpfungssystem verbunden ist, von der Ausgangsseite getrennt werden, sodass über die Elektromaschine Fahrfunktionen unter Entkoppelung von der Eingangsseite dargestellt werden können. So kann beispielsweise ein rein elektrisches Fahren oder auch eine Rekuperieren ohne Mitschleppen der eigentlichen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugantriebsstranges verwirklicht werden.

Die Trennkupplung ist im Sinne der Erfindung dabei entweder als formschlüssige oder als kraftschlüssige Trennkupplung gestaltet, wobei letzteres eine bevorzugte Variante darstellt. Während es sich im Falle einer formschlüssigen Kupplung um eine Sperrsynchronisation oder eine Klauenkupplung handeln kann, liegt eine kraftschlüssige Trennkupplung insbesondere als Lamellenkupplung vor. Weiter bevorzugt besteht innerhalb des Hybridantriebsmoduls ein axialer Versatz, welcher in der Trennkupplung ausgeglichen wird. Erfindungsgemäß ist dabei unter einem„axialen Versatz eine ungewollte, sich beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen einstellende axiale Lageabweichung zwischen miteinander zu verbindenden Komponenten zu verstehen. Dabei kann der axiale Versatz dem Hybridantriebsmodul innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges von außen aufgeprägt sein, indem Komponenten des Kraftfahrzeugantriebsstranges, zwischen denen das Hybridantriebsmodul liegt, für den axialen Versatz sorgen. Diese Lageabweichung wird nun vorliegend durch die Trennkupplung ausgeglichen.

In Weiterbildung der vorgenannten Ausgestaltungsmöglichkeit wird der axiale Versatz in einer Lamellenverzahnung der der als Lamellenkupplung gestalteten Trennkupplung ausgeglichen. Der axiale Versatz wird also insbesondere durch die Lamellenverzahnung der Trennkupplung kompensiert.

Ein erfindungsgemäßes Hybridantriebsmodul ist insbesondere Teil eines Kraftfahrzeugantriebsstranges und ist dabei zwischen einer Antriebsmaschine, bevorzugt in Form einer Verbrennungskraftmaschine, und einem Kraftfahrzeuggetriebe angeordnet. Besonders bevorzugt ist das Hybridantriebsmodul dabei gemeinsam mit den Komponenten des Kraftfahrzeuggetriebes in einem Gehäuse platziert, bei welchem es sich bevorzugt um das Getriebegehäuse handelt.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges; und

Fig. 2 eine Schnittansicht des Kraftfahrzeugantriebsstranges aus Fig. 1 , im Bereich eines Hybridantriebsmoduls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 , bei welchem es sich bevorzugt um den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges in Form eines Pkws handelt. Vorliegend umfasst der Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 eine Antriebsmaschine 2, welche als Verbrennungskraftmaschine gestaltet ist und abtriebsseitig über ein zwischenliegendes Hybridantriebsmodul 3 mit einem Kraftfahrzeuggetriebe 4 koppelbar ist.

Dabei ist das Kraftfahrzeuggetriebe 4 bevorzugt als Automatikgetriebe in Planetenbauweise gestaltet und steht an einer Abtriebsseite mit weiteren, nachfolgenden - vorliegend nur angedeuteten - Komponenten 5 des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 in Verbindung. Dabei handelt es sich bei einer unmittelbar auf das Kraftfahrzeuggetriebe 4 folgenden Komponente bevorzugt um ein Längs-oder Querdifferential. Vorliegend sind das Hybridantriebsmodul 3 und das Kraftfahrzeuggetriebe 4 von einem gemeinsamen Gehäuse 6 aufgenommen, welches insbesondere als Getriebegehäuse des Kraftfahrzeuggetriebes 4 vorliegt

In Fig. 2 ist der Kraftfahrzeugantriebsstrang aus Fig. 1 nun im Detail im Bereich des Hybridantriebsmoduls 3 geschnitten dargestellt, wobei das Hybridantriebsmodul 3 dabei entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gestaltet ist. So setzt sich das Hybridantriebsmodul 3 aus einem Torsionsschwingungsdämp- fungssystem 7, einer Trennkupplung 8 und einer Elektromaschine 9 zusammen und ist an einer Eingangsseite 10 drehfest mit einer Kurbelwelle der im Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 vorgeschalteten Antriebsmaschine 2 verbunden. Die Eingangsseite 10 wird dabei durch eine flexible Verbindungsplatte 1 1 gebildet. Abtriebsseitig steht das Hybridantriebsmodul 3 an einer Ausgangsseite 12 drehfest mit einer Getriebeeingangswelle 13 des nachfolgenden Kraftfahrzeuggetriebes 4 in Verbindung. Die Elektromaschine 9, die Trennkupplung 8 und auch Teile des Torsionsschwin- gungsdämpfungssystenns 7 sind gemeinsam in einem Innenraum 14 des Gehäuses 6 aufgenommen, wobei der Innenraum 14 dabei als Nassraum 15 gestaltet ist, in welchem sich Schmiermittel in Form von Öl befindet. Dieser Nassraum 15 ist dabei über ein Dichtungsschild 16 von einem Trockenraum 17 des Gehäuses 6 getrennt, in welchem sich auch die Verbindungsplatte 1 1 befindet.

Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, setzt sich die Elektromaschine 9 aus einem Stator 18 und einem Rotor 19 zusammen, wobei der Rotor 19 dabei radial innenliegend zum Stator 18 angeordnet und auf einer Rotornabe 20 platziert ist, die auch die Ausgangsseite 12 des Hybridantriebsmoduls 3 bildet. Dabei ist die Rotornabe 20 über eine Steckverzahnung 21 drehfest mit der Getriebeeingangswelle 13 verbunden und gemeinsam mit dieser drehbar gelagert. Dementsprechend erfolgt eine Lagerung des Rotors 19 über die Lagerung der Getriebeeingangswelle 13. Die Zentrierung der Rotornabe 20 auf der Getriebeeingangswelle 13 erfolgt dabei über mehrere Passungen zwischen Rotornabe 20 und Getriebeeingangswelle 13, wobei eine axiale Position der Rotornabe 20 auf der Getriebeeingangswelle 13 über zwischenliegende Einstellscheiben 22 eingestellt wird. Eine axiale Fixierung der Rotornabe 20 auf der Getriebeeingangswelle 13 wird dann über eine Nutmutter 23 realisiert, die auf einem entsprechenden Gewinde der Getriebeeingangswelle 13 läuft.

Der Stator 18 ist von einem Statorträger 24 aufgenommen, der seinerseits wiederum an einem Gehäuseteil 25 des Gehäuses 6 über Schraubverbindungen 26 befestigt ist. Hierzu erstreckt sich der Statorträger 24 von einer radialen Außenseite des Stators 18 zu einem axial neben dem Stator 18 liegenden Bereich, wobei die Befestigung über die Schraubverbindungen 26 hier dann radial innenliegend zum Stator 18 vollzogen ist.

Der Gehäuseteil 25 fungiert innerhalb des Gehäuses 6 als Trennwand 27, über die der Innenraum 14 von einem hieran angrenzenden Raum des Kraftfahrzeuggetriebes 4 getrennt wird. Zudem verlaufen in dem Gehäuseteil 25 Leitungen 28, die einer Versorgung verschiedener Elemente des Kraftfahrzeuggetriebes 4 mit Schmiermittel dienen. Radial innen nimmt der Gehäuseteil 25 zudem im Bereich einer Hindurchfüh- rung für die Getriebeeingangswelle 13 eine Lagerbuchse 29 drehfest auf, welche mehrere Lagerungen der Getriebeeingangswelle 13 führt, von welchen in Fig. 2 lediglich eine Lagerung 30 zu sehen ist. Da die Rotornabe 20 auf die Getriebeeingangswelle 13 aufgesteckt ist, dienen diese Lagerungen 30 auch einer Lagerung des Rotors 19.

Vorliegend erfolgt die Lagerung des Rotors 19 und die Befestigung des Stators 18 nahe beieinanderliegend und an ein- und demselben Bauteil in Form des Gehäuseteils 25. Dies hat dann auch eine sehr kurze Toleranzkette zur Folge, so dass der Rotor 19 mit niedrigem Aufwand präzise koaxial zum Stator 18 angeordnet ist.

Die Rotornabe 20 bildet zudem radial innenliegend zum Rotor 19 einen Außenlamel- lenträger 31 der Trennkupplung 8, welche dementsprechend als Lamellenkupplung gestaltet ist und im geschlossenen Zustand eine drehfeste Verbindung des Rotors 19 und auch der Ausgangsseite 12 des Hybridantriebsmoduls 3 zum Torsionsschwin- gungsdämpfungssystem 7 herstellt. Dabei ist ein Innenlamellenträger 32 der Trennkupplung 8 drehfest mit dem Torsionsschwingungsdämpfungssystem 7 verbunden, das zudem drehfest mit der Eingangsseite 10 des Hybridantriebsmoduls 3 in Verbindung steht.

Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, setzt sich das Torsionsschwingungsdämpfungssystem 7 aus zwei Torsionsschwingungsdämpfern 33 und 34 und einem Schwingungstilger 35 zusammen. Die Verbindung zur Eingangsseite 10 in Form der Verbindungsplatte 1 1 ist dabei über eine Hohlwelle 36 dargestellt, in die eine weitere Welle 37 eingeführt und drehfest mit dieser verbunden ist. Dabei sind die Hohlwelle 36 und die weitere Welle 37 über eine Mitnahmeverzahnung 38 drehfest miteinander verbunden, wobei die Mitnahmeverzahnung 38 als Presspassung gestaltet ist, um Geräuschbildung im Bereich der Mitnahmeverzahnung im Zuge von Lastwechseln im Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 zu verhindern.

Auch die weitere Welle 37 ist als Hohlwelle realisiert und steht mit einer Primärseite 39 des Torsionsschwingungsdämpfers 34 drehfest in Verbindung, welche über einen Federsatz 40 des Torsionsschwingungsdämpfers 34 drehelastisch mit einer Sekun- därseite 41 gekoppelt ist, wobei die Sekundärseite 41 des Torsionsschwingungs- dämpfers 34 zugleich auch eine Primärseite 42 des hierauf folgenden Torsions- schwingungsdämpfers 33 bildet. Die Primärseite 42 des Torsionsschwingungsdämp- fers 33 und damit auch die Sekundärseite 41 des Torsionsschwingungsdämpfers 34 ist dann über einen Federsatz 43 des Torsionsschwingungsdämpfers 33 mit einer Sekundärseite 44 des Torsionsschwingungsdämpfers 33 drehelastisch gekoppelt, die dann drehfest mit dem Innenlamellenträger 32 der Trennkupplung 8 in Verbindung steht. Sowohl der Federsatz 40 des Torsionsschwingungsdämpfers 34, als auch der Federsatz 43 des Torsionsschwingungsdämpfers 33 sind dabei durch mehrere Schraubenfedern und Federführungselemente gebildet.

Vorliegend sind die beiden Torsionsschwingungsdämpfer 33 und 34 jeweils nach Art eines Zweimassenschwungrades gestaltet, wobei die beiden Torsionsschwingungsdämpfer 33 und 34 im Wesentlichen in einer Ebene liegen und insofern ein zweireihiges Zweimassenschwungrad 45 bilden. Der eingangsseitige Torsionsschwingungsdämpfer 34 ist dabei radial innenliegend zum ausgangsseitigen Torsionsschwingungsdämpfer 43 angeordnet.

Der Schwingungstilger 35 ist zwischen den beiden Torsionsschwingungsdämpfern 33 und 34 eingebunden und umfasst mehrere pendelnd gelagerte Fliehgewichte 46, die drehzahlabhängig ausgelenkt werden und dabei für eine Reduzierung von Torsionsschwingungen durch gezielte Verstimmung des schwingungsfähigen Systems sorgen. Konkret ist der Schwingungstilger dabei radial auf Höhe des Torsionsschwingungsdämpfers 34 und axial unmittelbar neben den Torsionsschwingungsdämpfern 33 und 34 liegend angeordnet.

Da das zweireihige Zweimassenschwungrad 45 radial relativ groß baut und in der Folge insbesondere der Torsionsschwingungsdämpfer 33 in das Ölbad im Nassraum 15 eintauchen könnte, sind das Zweimassenschwungrad 45 und auch der Schwingungstilger 35 im vertikal unteren Bereich von einer Schale 47 umgeben, die dort den Bereich des Zweimassenschwungrades und 40 und des Schwingungstilgers 35 von dem Öl nach vertikal unten abschirmt und somit Planschverluste minimiert sowie ein Verschäumen des Öls verhindert. Diese Schale 47 ist dabei an dem Dichtungsschild 16 befestigt.

Aufgrund der Verbindung der Hohlwelle 36 mit der Welle 37 über die als Presspassung gestalteten Mitnahmeverzahnung 38 sind die Hohlwelle 36, die Welle 37, das Dichtungsschild 16, das Zweimassenschwungrad 45 und der Schwingungstilger 35 zu einer vormontierten Einheit zusammengefasst, welche im Hybridantriebsmodul 3 montiert wird.

Des Weiteren herrscht im Hybridantriebsmodul 3 ein radialer Versatz vor, welcher im Federsatz 43 des Torsionsschwingungsdämpfers 33 ausgeglichen wird. Zudem besteht im Hybridantriebsmodul 3 auch noch ein axialer Versatz, der in der Trennkupplung 8 ausgeglichen wird. Konkret wird dies dabei über die Lamellenverzahnung des Innenlamellentragers 32 realisiert, über welche die Innenlamellen der Trennkupplung 8 drehfest und axial verschiebbar aufgenommen sind.

Über die Elektromaschine 9 können verschiedene Fahrfunktionen innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 verwirklicht werden. So kann die Elektromaschine 9 bei geschlossener Trennkupplung 8 als Generator betrieben werden oder aber auch ein zusätzliches Drehmoment in den Kraftfahrzeug Antriebsstrang 1 einspeisen, um die eigentliche Antriebsmaschine 2 zu unterstützen (Boosten). Ferner kann bei geschlossener Trennkupplung 8 auch eine Start-Stopp-Funktion verwirklicht werden, bei welcher die Elektromaschine 9 die Antriebsmaschine 2 im Zuge eines Startvorganges anschleppt. Bei geöffneter Trennkupplung 8 kann hingegen eine Rückgewinnung elektrische Energie (Rekuperation) im Zuge von Bremsvorgängen oder auch ein rein elektrisches Fahren dargestellt werden.

Schließlich ist noch in Fig. 2 zu erkennen, dass zwischen der Welle 37 und der Getriebeeingangswelle 13 ein Rohrstück 48 vorgesehen ist, welches beidseitig ballige gestaltet ist und einer Schmierölübergabe zwischen der Getriebeeingangswelle 13 und der Welle 37 dient. Insofern ermöglicht das Rohrstück 48 radiale Bewegungen zwischen der Welle 37 und damit dem Torsionsschwingungsdämpfungssystem 7 und der Getriebeeingangswelle 13. Das in diesen Bereich geführte Schmieröl wird dann nach radial außen zur Schmierung des Schwingungstilgers 35 und auch des Zweimassenschwungrades 45 geführt, wobei das Öl im Anschluss daran nach radial außen abströmen kann.

Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen eines Hybridantriebsmoduls kann eine präzise koaxiale Anordnung eines Rotors und eines Stators einer Elektroma- schine zueinander mit niedrigem Aufwand verwirklicht werden.

Bezuqszeichen

Kraftfahrzeugantriebsstrang

Antriebsmaschine

Hybridantriebsmodul

Kraftfahrzeuggetriebe

Komponenten

Gehäuse

Torsionsschwingungsdämpfungssystem

Trennkupplung

Elektromaschine

Eingangsseite

Verbindungsplatte

Ausgangsseite

Getriebeeingangswelle

Innenraum

Nassraum

Dichtungsschild

Trockenraum

Stator

Rotor

Rotornabe

Steckverzahnung

Einstellscheiben

Nutmutter

Statorträger

Gehäuseteil

Schraubverbindungen

Trennwand

Leitungen

Lagerbuchse

Lagerung

Außenlamellenträger Innenlamellenträger

Torsionsschwingungsdämpfer Torsionsschwingungsdämpfer Schwingungstilger

Hohlwelle

Welle

Mitnahmeverzahnung

Primärseite

Federsatz

Sekundärseite

Primärseite

Federsatz

Sekundärseite

Zweimassenschwungrad Fliehgewichte

Schale

Rohrstück