DE102019001937B4 - Hybridantriebstrang - Google Patents

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Abstract

Hybridantriebstrang (10) für ein Kraftfahrzeug- mit einem Verbrennungsmotor (42),- mit einer elektrischen Maschine (12), die einen Stator (14) und einen Rotor (16) aufweist,- mit einer ersten Kupplung (20), die zu einer Kopplung einer Kurbelwelle (44) des Verbrennungsmotors (42) mit dem Rotor (16) vorgesehen ist,- mit einer weiteren Kupplung (26), die als Nasskupplung ausgestaltet ist, und dieeinen Kupplungsdeckel (24) umfasst,wobei ein Lamellenträger (22) der ersten Kupplung (20) mit einem Rotorträger (23) des Rotors (16) der elektrischen Maschine (12) drehfest verbunden ist, wobei der Rotorträger (23) drehfest mit dem Rotor (16) verbunden ist und zumindest bereichsweise in einer radialen Richtung (34) zwischen dem Rotor (16) und dem Kupplungsdeckel (24) angeordnet ist,und wobei der Kupplungsdeckel (24) und der Rotor (16) koaxial zueinander angeordnet sind und der Kupplungsdeckel (24) drehfest mittels einer Schraubverbindung (32) mit dem Rotor (16) verbunden ist,wobei die Schraubverbindung (32) eine Schraube (18) umfasst, welche im Wesentlichen in einer axialen Richtung (36) angeordnet ist und welche ein auf dem Kupplungsdeckel (24) drehfest befestigtes Verbindungsstück (28) zumindest teilweise durchdringtdadurch gekennzeichnet, dassdie Schraube (18) den Rotor (16) in der axialen Richtung (36) durchdringt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hybridantriebstrang gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Ein solcher Hybridantriebstrang ist aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2015 007 138 A1 , welche einen mittels einer Schraube an einem Kupplungsgehäuse befestigten Rotor einer elektrischen Maschine zeigt.
  • Ferner offenbart die DE 10 2005 053 887 A1 einen Hybridantriebstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, mit einer elektrischen Maschine, die einen Stator und einen Rotor aufweist, mit zumindest einer ersten Kupplung und einer weiteren Kupplung, die als Nasskupplung ausgestaltet ist und die einen Kupplungsdeckel umfasst. Dabei ist ein Außenlamellenträger der ersten Kupplung drehfest mit einem Rotorträger des Rotors der elektrischen Maschine verbunden, wobei der Rotorträger zumindest bereichsweise in einer radialen Richtung, zwischen dem Rotor und dem Kupplungsdeckel angeordnet ist, wobei der Kupplungsdeckel und der Rotor koaxial zueinander angeordnet sind und der Kupplungsdeckel drehfest mittels einer Schraubverbindung mit dem Rotor verbunden werden kann.
  • Schließlich offenbart die gattungsgemäße DE 10 2017 129 873 A1 einen Hybridantriebstrang, bei welchem darüber hinaus die Schraubverbindung eine Schraube umfasst, welche im Wesentlichen in einer axialen Richtung angeordnet ist und welche ein auf dem Kupplungsdeckel drehfest befestigtes Verbindungsstück zumindest teilweise durchdringt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Hybridantriebstrang möglichst kompakt, kostengünstig und einfach montierbar darzustellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Hybridantriebstrang mit den Merkmallen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung, sind den Unteransprüchen, sowie der nachfolgenden Figurenbeschreibung zu entnehmen.
  • Es wird ausgegangen von einem Hybridantriebstrang für ein Kraftfahrzeug, welcher einen Verbrennungsmotor, eine elektrische Maschine, die ihrerseits einen Stator und einen Rotor aufweist, eine erste Kupplung, die zu einer Kopplung des Verbrennungsmotors mit dem Rotor vorgesehen ist, sowie eine weitere Kupplung umfasst, die als Nasskupplung ausgestaltet ist, und die ihrerseits einen Kupplungsdeckel umfasst.
    Dabei ist ein Lamellenträger der ersten Kupplung mit einem Rotorträger des Rotors der elektrischen Maschine drehfest verbunden.
    Weiterhin ist der Rotorträger zumindest bereichsweise in einer radialen Richtung zwischen dem Rotor und dem Kupplungsdeckel angeordnet. Der Kupplungsdeckel und der Rotor sind koaxial zueinander angeordnet und der Kupplungsdeckel ist drehfest mittels einer Schraubverbindung mit dem Rotor verbunden.
  • Um den Hybridantriebstrang derart weiterzuentwickeln, dass die Kosten besonders gering gehalten, die Montierbarkeit verbessert und die Funktionalität erhalten werden können, wird weiter davon ausgegangen, dass die Schraubverbindung, mittels derer der Rotor und der Kupplungsdeckel drehfest miteinander verbunden sind, eine Schraube umfasst, welche im Wesentlichen in einer axialen Richtung angeordnet ist und welche ein auf dem Kupplungsdeckel drehfest befestigtes Verbindungsstück zumindest teilweise durchdringt.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schraube den Rotor, vorteilhaft das Blechpaket des Rotors, in axialer Richtung durchdringt.
  • Vorteilhaft sind der Rotor und der Kupplungsdeckel mittels der Schraubverbindung auch axial fest miteinander verbunden.
  • Unter einem solchen Verbindungsstück ist beispielsweise ein Metallaufsatz zu verstehen, der an geeigneter Stelle an den Kupplungsdeckel angeschweißt ist. Durch die Benutzung eines solchen Verbindungsstücks kann eine erleichterte Montage realisiert werden. Zusätzlich ist eine sehr kompakte Herstellung des Hybridantriebstranges realisierbar.
  • Unter dem Rotor der elektrischen Maschine ist zum Beispiel ein aus Blechpaketen und zumindest einem Permanentmagneten zusammengesetzter Drehkörper zu verstehen.
  • Der Rotor ist gegenüber dem Stator der elektrischen Maschine drehbar gelagert und koaxial zu diesem angeordnet.
  • Unter dem Rotorträger ist ein Bauteil zu verstehen, welches separat zu dem Rotor ausgebildet ist, welches drehfest mit dem Rotor verbunden ist und welches dazu vorgesehen ist, den Rotor zumindest radial gegenüber seiner drehbaren Lagerung abzustützen.
  • Vorteilhafter Weise ist der Rotor der elektrischen Maschine als ein sogenannter Innenläufer ausgebildet. Das heißt, dass der Rotor vorteilhaft radial innerhalb des Stators angeordnet ist.
  • Unter einer Kupplung ist eine Kopplungsvorrichtung zu verstehen, die dazu vorgesehen ist, zwei drehbar gelagerte Elemente nach Bedarf drehfest miteinander zu verbinden und diese Verbindung nach Bedarf auch wieder zu lösen.
  • Unter einem Kupplungsdeckel ist ein Bauteil zu verstehen, das mit einem der beiden drehbar gelagerten Elemente der Kupplung drehfest verbunden ist und das im Wesentlichen einen radial außen gelegenen Abschluss der Kupplung bildet.
  • Unter einer drehfesten Verbindung zweier drehbar gelagerter Elemente ist zu verstehen, dass die beiden Elemente koaxial zueinander angeordnet sind und derart miteinander verbunden sind, dass sie mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit drehen.
  • Unter dem Begriff der drehfesten Befestigung ist zum Beispiel eine Befestigung in Form einer Verschweißung, einer Verschraubung, einer Vernietung gemeint.
  • Unter einer bereichsweisen Anordnung des Rotorträgers radial zwischen dem Rotor und dem Kupplungsdeckel ist gemeint, dass zumindest ein sich in axialer Richtung erstreckender Teilabschnitt des Rotorträgers radial zwischen dem Rotor und dem Kupplungsdeckel angeordnet ist.
  • Mit der axialen Richtung ist im Zusammenhang mit der Erfindung eine Richtung parallel zu einer Drehachse der elektrischen Maschine beziehungsweise des Rotors der elektrischen Maschine gemeint.
  • Vorteilhafter Weise sind der Rotor, die erste Kupplung und die weitere Kupplung koaxial zueinander angeordnet.
  • Vorteilhafter Weise sind auch der Rotor und eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors koaxial zueinander angeordnet.
  • Mit einer koaxialen Anordnung zweier Elemente ist gemeint, dass die beiden Elemente gleiche Drehachsen und/oder gleiche rotationssymmetrische Achsen haben.
  • Mit der weiteren Kupplung ist vorteilhaft eine Kupplung gemeint, mittels derer der Rotor mit einer Eingangswelle eines Getriebes drehfest gekoppelt werden kann. Die weitere Kupplung kann zum Beispiel als Drehmomentwandler oder besonders vorteilhaft als eine Wandlerüberbrückungskupplung für einen Drehmomentwandler ausgebildet sein. Die weitere Kupplung kann aber auch als nasse Anfahrkupplung ausgebildet sein.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Verbindungsstück einen Metallring aufweist. Vorteilhaft ist der Metallring koaxial zu der Drehachse der elektrischen Maschine beziehungsweise koaxial zu einer Drehachse der ersten Kupplung angeordnet. Vorteilhaft ist der Kupplungsdeckel selbst drehbar um die Drehachse der elektrischen Maschine und koaxial zu dem Metallring angeordnet. Die Ausgestaltung des Verbindungsstückes als Metallring bewirkt eine kostengünstige Herstellbarkeit.
  • Vorteilhaft weist die Schraubverbindung mehrere Schrauben auf, die entweder mit mehreren Verbindungsstücken oder mit dem als Metallring ausgeführten Verbindungsstück an mehreren Stellen verbunden sind.
  • Vorteilhaft ist die Schraube parallel zu der Drehachse des Rotors angeordnet und verbindet den Rotor und den Kupplungsdeckel. Durch diese Art der Anordnung lässt sich der Hybridantriebstrang einfach montieren.
  • Vorteilhaft durchdringt die Schraube den Rotorträger in der axialen Richtung. Der Rotorträger weist hierzu vorteilhaft ein Ringsegment auf, welches koaxial zu der Drehachse angeordnet ist und welches sich in radialer Richtung erstreckt und zumindest eine Bohrung in axialer Richtung aufweist. Dabei ist vorteilhaft die Schraube innerhalb der Bohrung angeordnet.
  • Mittels der Schraubverbindung sind vorteilhaft der Rotor, der Rotorträger, das Verbindungsstück und der Kupplungsdeckel drehfest und vorteilhaft auch axial fest miteinander verbunden.
  • Eine weitere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Verbindungsstück radial umgebend und zumindest teilweise axial überlappend zu der weiteren Kupplung angeordnet ist. Dadurch lässt sich ein sehr kompakter Hybridantriebstrang darstellen.
  • Eine andere Weiterbildung sieht vor, dass der Rotor radial umgebend und zumindest teilweise axial überlappend zu der ersten Kupplung angeordnet ist, was ebenfalls zu einer besonders kompakten Struktur führt.
  • Vorteilhaft ist der Rotor radial umgebend und zumindest teilweise axial überlappend zu der weiteren Kupplung angeordnet ist, was die Kompaktheit weiter erhöht.
  • Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt bzw. ergeben sich aus der Zeichnung.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung beispielhaft beschrieben.
  • Die einzige Figur zeigt dabei in einer teilweise schematisierten Axialschnittdarstellung, einen Hybridantriebstrang (10), der eine elektrische Maschine (12) aufweist, welche einen Rotor (16) und einen Stator (14) umfasst. Der Rotor (16) ist dabei mittels einer Schraubverbindung (32) mit einem Kupplungsdeckel (24) verbunden. Vorteilhafter Weise ist der Rotor (16), insbesondere ein nicht näher dargestelltes Blechpaket des Rotors (16), in einer axialen Richtung (36) von einer Schraube (18) der Schraubverbindung (32) durchdrungen.
  • Zur Verbindung mit der Schraube (18) ist der Kupplungsdeckel (24) drehfest und axial fest mit einem Verbindungsstück (28) verbunden.
  • Vorteilhafter Weise durchdringt die Schraube (18) außerdem einen Rotorträger (23). Der Rotorträger (23) ist im vorteilhaften Ausführungsbeispiel radial gegenüber einer Eingangswelle (46) des Hybridantriebstranges (10) gelagert. Der Rotorträger (23) hat in einem Erstreckungsbereich des Rotors (16) in der axialen Richtung (36) eine annähernd zylindrische Form. Auf einer dem Verbindungsstück (28) zugewandten Seite des Rotors weist der Rotorträger (23) ein Ringsegment (48) auf, welches koaxial zu einer Drehachse (38) des Rotors (16) angeordnet ist und welches sich in einer radialen Richtung (34) erstreckt und zumindest eine in der Zeichnung nicht näher bezeichnete Bohrung in axialer Richtung aufweist, innerhalb derer die Schraube (18) angeordnet ist. Die Bohrung in dem Ringsegment (48) fluchtet mit einer weiteren Bohrung (ebenfalls ohne Bezugszeichen in der Zeichnung) in dem Verbindungsstück (28). Die Schraube (18) ist auch innerhalb der weiteren Bohrung angeordnet.
  • Mittels der Schraubverbindung (32) sind der Rotor (16), der Rotorträger (23), das Verbindungsstück (28) und der Kupplungsdeckel (24) drehfest und vorteilhaft auch axial fest miteinander verbunden.
  • Der Rotorträger (23) ist drehfest mit einem Außenlamellenträger (22) einer ersten Kupplung (20) verbunden. Der Rotorträger (23) ist besonders vorteilhaft einteilig mit dem Außenlamellenträger (22) der ersten Kupplung (20) ausgebildet, sprich der Rotorträger (23) ist gleichzeitig Außenlamellenträger (22). Die erste Kupplung (20) kann vorteilhaft als trockene Lamellenkupplung ausgestaltet sein.
  • Die erste Kupplung (20) ist dazu vorgesehen, eine Kurbelwelle (44) eines Verbrennungsmotors (42) mit dem Rotor (16) drehfest zu verbinden und nach Bedarf diese Verbindung auch wieder zu lösen.
  • Der Hybridantriebstrang (20) umfasst außerdem eine weitere Kupplung (26), vorzugsweise als eine Nasskupplung ausgebildet, die eine vorzugsweise als Lamellenträger ausgebildete Eingangsseite aufweist, die drehfest mit dem Kupplungsdeckel (24) verbunden ist. Besonders bevorzugt sind der Kupplungsdeckel (24) und ein Innenlamellenträger der weiteren Kupplung (26) drehfest miteinander verbunden. Die Eingangsseite ist somit bevorzugt als Innenlamellenträger ausgebildet. Der Kupplungsdeckel (24) ist koaxial zu dem Rotor (16) angebracht. Der Rotor (16) ist dabei als ein Innenläufer ausgeführt und radial innerhalb des Stators (14) angeordnet.
  • Radial innerhalb des Rotors (16) ist der Rotorträger (23) angeordnet. Radial innerhalb des Rotorträgers (23) ist - bereichsweise - der Kupplungsdeckel (24) angeordnet.
  • Die weitere Kupplung (26) ist vorzugsweise als eine Wandlerüberbrückungskupplung ausgebildet. Vorzugsweise ist der Kupplungsdeckel (24) drehfest mit einem Pumpenrad (40) eines Drehmomentwandlers (30) verbunden.
  • Vorzugsweise ist das Verbindungsstück (28) in der axialen Richtung (36) gesehen zwischen dem Rotor (16) und dem Drehmomentwandler (30) angeordnet.
  • Vorzugsweise ist die erste Kupplung (20) radial innerhalb des Rotors (16) und axial überlappend zu dem Rotor (16) angeordnet.
  • Vorzugsweise ist die weitere Kupplung (26) radial innerhalb des Rotors (16) und axial überlappend zu dem Rotor (16) angeordnet.
  • Vorzugsweise sind in der axialen Richtung (36) gesehen der Verbrennungsmotor (42), die erste Kupplung (20), die weitere Kupplung (26) und der Drehmomentwandler (30) in der genannten Reihenfolge nacheinander angeordnet. Vorzugsweise sind dabei die erste Kupplung (20) und die weitere Kupplung (26) in einer radialen Richtung (34) gesehen zumindest teilweise überlappend angeordnet. Besonders bevorzugt haben die erste Kupplung (20) und die weitere Kupplung (26) im Wesentlichen einen gleichen Außendurchmesser.
  • Eine nicht näher dargestellte Abtriebsseite des Drehmomentwandlers (30) und auch eine weitere, ebenfalls nicht dargestellte Abtriebsseite der weiteren Kupplung (26) sind jeweils drehfest mit einer Eingangswelle (50) eines nicht weiter dargestellten Getriebes verbunden. Die weitere Abtriebsseite der weiteren Kupplung (26) ist dabei vorteilhaft als ein Außenlamellenträger ausgebildet.
  • Die elektrische Maschine (12), die Kupplungen (20, 26) und der Drehmomentwandler (30) sind dabei von einem Gehäuse (11) umgeben, das vorteilhafter Weise separat von einem nicht dargestellten Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors (42) sowie separat von einem ebenfalls nicht dargestellten Getriebegehäuse des Getriebes ausgebildet ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Hybridantriebstrang
    11
    Gehäusedeckel
    12
    elektrische Maschine
    14
    Stator
    16
    Rotor
    18
    Schraube
    20
    erste Kupplung
    22
    Außenlamellenträger
    23
    Rotorträger
    24
    Kupplungsdeckel
    26
    weitere Kupplung
    28
    Verbindungsstück
    30
    Drehmomentwandler
    32
    Schraubverbindung
    34
    radiale Richtung
    36
    axiale Richtung
    38
    Drehachse
    40
    Pumpenrad
    42
    Verbrennungsmotor
    44
    Kurbelwelle
    46
    Eingangswelle

Claims (11)

  1. Hybridantriebstrang (10) für ein Kraftfahrzeug - mit einem Verbrennungsmotor (42), - mit einer elektrischen Maschine (12), die einen Stator (14) und einen Rotor (16) aufweist, - mit einer ersten Kupplung (20), die zu einer Kopplung einer Kurbelwelle (44) des Verbrennungsmotors (42) mit dem Rotor (16) vorgesehen ist, - mit einer weiteren Kupplung (26), die als Nasskupplung ausgestaltet ist, und die einen Kupplungsdeckel (24) umfasst, wobei ein Lamellenträger (22) der ersten Kupplung (20) mit einem Rotorträger (23) des Rotors (16) der elektrischen Maschine (12) drehfest verbunden ist, wobei der Rotorträger (23) drehfest mit dem Rotor (16) verbunden ist und zumindest bereichsweise in einer radialen Richtung (34) zwischen dem Rotor (16) und dem Kupplungsdeckel (24) angeordnet ist, und wobei der Kupplungsdeckel (24) und der Rotor (16) koaxial zueinander angeordnet sind und der Kupplungsdeckel (24) drehfest mittels einer Schraubverbindung (32) mit dem Rotor (16) verbunden ist, wobei die Schraubverbindung (32) eine Schraube (18) umfasst, welche im Wesentlichen in einer axialen Richtung (36) angeordnet ist und welche ein auf dem Kupplungsdeckel (24) drehfest befestigtes Verbindungsstück (28) zumindest teilweise durchdringt dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (18) den Rotor (16) in der axialen Richtung (36) durchdringt.
  2. Hybridantriebstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (28) einen Metallring aufweist.
  3. Hybridantriebstrang (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (18) parallel zu einer Drehachse (38) des Rotors (16) angeordnet ist und dass die Schraube (18) den Rotor (16) und den Kupplungsdeckel (24) drehfest verbindet.
  4. Hybridantriebstrang (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (18) den Rotorträger (23) in der axialen Richtung (36) durchdringt.
  5. Hybridantriebstrang (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (28) radial umgebend und zumindest teilweise axial überlappend zu der weiteren Kupplung (26) angeordnet ist.
  6. Hybridantriebstrang (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (16) radial umgebend und zumindest teilweise axial überlappend zu der ersten Kupplung (20) angeordnet ist.
  7. Hybridantriebstrang (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Kupplung (26) als eine Wandlerüberbrückungskupplung ausgebildet ist.
  8. Hybridantriebstrang (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Drehmomentwandler (30), wobei ein Pumpenrad (40) des Drehmomentwandlers drehfest mit dem Kupplungsdeckel (24) verbunden ist.
  9. Hybridantriebstrang (10) nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (28) in axialer Richtung gesehen zwischen dem Rotor (16) und dem Drehmomentwandler (30) angeordnet ist.
  10. Hybridantriebstrang (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsdeckel (24) drehfest mit einem Lamellenträger der weiteren Kupplung (26) verbunden ist.
  11. Hybridantriebstrang (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lamellenträger (22) als Außenlamellenträger der ersten Kupplung (20) und einteilig mit dem Rotorträger (23) des Rotors (16) der elektrischen Maschine (12) ausgebildet ist.
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