DE102022103076A1

DE102022103076A1 - Werkzeugsystem und verfahren zum installieren eines hybridmoduls mit kupplung und drehmomentwandler in eine getriebebaugruppe

Info

Publication number: DE102022103076A1
Application number: DE102022103076.8A
Authority: DE
Inventors: Zachary Alan Westhoff; Brandon Paul Wilson
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2021-02-11
Filing date: 2022-02-09
Publication date: 2022-08-11
Also published as: US20220250698A1; CN114919681A; US11685455B2

Abstract

Ein Werkzeugsystem zum Zusammenbauen eines Hybridfahrzeuggetriebes beinhaltet eine Positionierungsvorrichtung, eine Stützstruktur, einen Greifer, einen Kupplungsaktor, einen Drehaktor und eine Steuerung. Die Positionierungsvorrichtung positioniert ein Hybridmodul relativ zu einem Getriebegehäuse. Der Greifer greift eine Eingangswelle des Hybridmoduls. Der Kupplungsaktor betätigt die Kupplung des Hybridmoduls. Der Drehaktor dreht den Greifer um eine Baugruppenachse. Die Steuerung steuert den Betrieb des Kupplungsaktors, der Positionierungsvorrichtung, des Greifers und des Drehaktors derart, dass ein Vorgang durchgeführt wird, der beinhaltet, dass der Kupplungsaktor die Kupplung betätigt, der Greifer die Eingangswelle des Hybridmoduls greift, der Drehaktor den Greifer dreht, um die Eingangswelle des Hybridmoduls relativ zu einer Eingangswelle des Getriebemoduls zu drehen, und die Positionierungsvorrichtung das Hybridmodul zu dem Getriebemodul verschiebt, um ein Gehäuse des Hybridmoduls auf dem Getriebegehäuse zu platzieren.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Werkzeugsystem und ein Verfahren zum Installieren eines Hybridmoduls in eine Getriebebaugruppe.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit und stellen möglicherweise nicht den Stand der Technik dar.
Einige Hybridfahrzeuge beinhalten ein Hybridmodul, das mit einer Getriebebaugruppe oder einem Getriebemodul zusammenpasst. Um das Hybridmodul an der Getriebebaugruppe zu installieren, kann eine Reihe von kämmenden Zahnradeingriffen während der Installationssequenz erforderlich sein. In einigen Anwendungen beinhaltet das Hybridmodul einen Drehmomentwandler, bei dem sich die Pumpe und die Turbine des Drehmomentwandlers relativ zu dem Stator ohne äußere Kraft frei drehen können, um die Pumpe und/oder die Turbine drehbar zu sperren. In einigen derartigen Anwendungen wäre es wünschenswert, den Drehmomentwandler an dem Hybridmodul in einer derartigen Position anzuordnen, dass er während der Installation in ein Gehäuse des Getriebes bewegt wird. Jedoch kann eine derartige Positionierung den Drehmomentwandler für herkömmliche Werkzeuge unzugänglich machen. Somit kann eine derartige Positionierung des Drehmomentwandlers das Ausrichten der kämmenden Zahnradeingriffe mit herkömmlichen Werkzeugen schwierig, zeitaufwändig oder sogar unmöglich machen, insbesondere bei Raten, die für die Massenproduktion von Hybridfahrzeugen erforderlich sind.
Die vorliegende Offenbarung befasst sich mit diesen und anderen Problemen, die mit dem Zusammenbauen von Hybridmodulen mit Drehmomentwandlern in Getriebebaugruppen verbunden sind.
KURZDARSTELLUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres vollständigen Umfangs oder all ihrer Merkmale.
In einer Form gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung, ein Werkzeugsystem zum Zusammenbauen einer Hybridfahrzeuggetriebebaugruppe, die ein Hybridmodul und ein Getriebemodul beinhaltet, wobei das Werkzeugsystem eine Positionierungsvorrichtung, eine Stützstruktur, einen Greifer, einen Kupplungsaktor, einen Drehaktor und eine Steuerung beinhaltet. Die Positionierungsvorrichtung ist dazu konfiguriert, das Hybridmodul relativ zu einem Getriebegehäuse des Getriebemoduls zu positionieren. Der Greifer wird durch die Stützstruktur gestützt und ist dazu konfiguriert, eine Eingangswelle des Hybridmoduls zu greifen. Der Kupplungsaktor ist dazu konfiguriert, die Kupplung des Hybridmoduls zu betätigen. Der Drehaktor ist antriebsmäßig an den Greifer gekoppelt und dazu konfiguriert, den Greifer um eine Baugruppenachse zu drehen. Die Steuerung steht mit der Positionierungsvorrichtung, dem Greifer, dem Kupplungsaktor und dem Drehaktor in Kommunikation. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, den Betrieb des Kupplungsaktors, der Positionierungsvorrichtung, des Greifers und des Drehaktors derart zu steuern, dass ein Vorgang durchgeführt wird, der beinhaltet, dass der Kupplungsaktor die Kupplung dazu betätigt, einzukuppeln, der Greifer die Eingangswelle des Hybridmoduls greift, der Drehaktor den Greifer dreht, um die Eingangswelle des Hybridmoduls relativ zu einer Eingangswelle des Getriebemoduls zu drehen, und die Positionierungsvorrichtung das Hybridmodul zu dem Getriebemodul verschiebt, um ein Gehäuse des Hybridmoduls auf dem Getriebegehäuse zu platzieren.
Gemäß einer Vielfalt von alternativen Formen gilt Folgendes: die Steuerung ist dazu konfiguriert, die Positionierungsvorrichtung dazu zu steuern, das Hybridmodul entlang der Baugruppenachse mit dem Getriebegehäuse auszurichten, und eine Verschiebevorrichtung dazu zu steuern, das Gehäuse des Hybridmoduls zu dem Getriebemodul zu verschieben; das Werkzeugsystem beinhaltet ferner eine Vielzahl von Ausrichtungsstiften, die an die Stützstruktur gekoppelt sind, wobei jeder Ausrichtungsstift dazu konfiguriert ist, ein Passmerkmal an dem Hybridmodul in Eingriff zu nehmen, um das Hybridmodul mit dem Greifer auszurichten; das Werkzeugsystem beinhaltet ferner eine Vielzahl von Federn, die dazu konfiguriert sind, die Ausrichtungsstifte axial relativ zu der Stützstruktur zu dem Gehäuse des Hybridmoduls vorzuspannen; der Kupplungsaktor ist an die Stützstruktur gekoppelt; der Kupplungsaktor beinhaltet einen ersten linearen Aktor und eine Düse, die an den ersten linearen Aktor gekoppelt ist, wobei die Düse dazu konfiguriert ist, einen Anschluss in Fluidverbindung mit der Kupplung des Hybridmoduls abdichtend in Eingriff zu nehmen, wobei der erste lineare Aktor dazu konfiguriert ist, die Düse relativ zu der Stützstruktur zu bewegen; die Düse beinhaltet ein Nasenstück, einen Saugrüssel und einen zweiten linearen Aktor, wobei das Nasenstück um den Saugrüssel angeordnet ist, wobei der zweite lineare Aktor dazu konfiguriert ist, den Saugrüssel zwischen einer ausgefahrenen Position und einer eingefahrenen Position relativ zu dem Nasenstück zu bewegen, wobei der Saugrüssel dazu konfiguriert ist, den Anschluss abdichtend in Eingriff zu nehmen; das Werkzeugsystem beinhaltet eine drehende Basis, die durch die Stützstruktur gestützt wird und relativ dazu um die Baugruppenachse drehbar ist, wobei der Greifer durch die drehende Basis zur Drehung damit um die Baugruppenachse gestützt wird, wobei der Drehaktor antriebsmäßig an die drehende Basis gekoppelt ist, um die drehende Basis zu drehen; der Drehaktor beinhaltet einen linearen Aktor, der durch die Stützstruktur gestützt wird, wobei der lineare Aktor eine Stange beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, sich linear zu verschieben, wobei die Stange derart an die drehende Basis gekoppelt ist, dass eine lineare Verschiebung der Stange die drehende Basis dreht; der Drehaktor beinhaltet einen Elektromotor, der an die Stützstruktur gekoppelt ist, wobei ein Ausgang des Elektromotors antriebsmäßig an die drehende Basis gekoppelt ist, um den Greifer über die drehende Basis zu drehen; die Steuerung ist dazu konfiguriert, den Drehaktor dazu zu betreiben, den Greifer über die drehende Basis zu drehen, während das Hybridmodul zu dem Getriebemodul verschoben wird, bis eine Ausgangswelle des Hybridmoduls eine Eingangswelle des Getriebemoduls in Eingriff nimmt und das Gehäuse des Hybridmoduls auf dem Gehäuse des Getriebemoduls platziert ist; das Werkzeugsystem beinhaltet ferner einen Kraftsensor, der dazu konfiguriert ist, einen Widerstand gegen die axiale Verschiebung des Hybridmoduls zu dem Getriebemodul zu detektieren, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, den Drehaktor dazu zu betreiben, die Eingangswelle des Hybridmoduls als Reaktion darauf zu drehen, dass der Kraftsensor eine Kraft detektiert, die eine Schwellenwertkraft überschreitet; wobei das Werkzeugsystem ferner einen Greifsensor umfasst, der von der Stützstruktur gestützt wird und dazu konfiguriert ist, ein Vorhandensein der Welle in dem Greifer zu detektieren; und/oder die Positionierungsvorrichtung beinhaltet einen Roboterarm.
In einer anderen Form gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung, ein Werkzeugsystem zum Zusammenbauen einer Hybridfahrzeuggetriebebaugruppe, die ein Hybridmodul und ein Getriebemodul beinhaltet, wobei das Werkzeugsystem eine Positionierungsvorrichtung, eine Stützstruktur, einen Greifer, einen Kupplungsaktor, einen Drehaktor, einen Kraftsensor und eine Steuerung beinhaltet. Die Positionierungsvorrichtung ist dazu konfiguriert, das Hybridmodul relativ zu einem Getriebegehäuse des Getriebemoduls zu positionieren. Der Greifer wird durch die Stützstruktur gestützt und ist dazu konfiguriert, eine Eingangswelle des Hybridmoduls zu greifen. Der Kupplungsaktor ist dazu konfiguriert, die Kupplung des Hybridmoduls zu betätigen. Der Drehaktor ist antriebsmäßig an den Greifer gekoppelt und dazu konfiguriert, den Greifer um eine Baugruppenachse zu drehen. Der Kraftsensor ist dazu konfiguriert, einen Widerstand gegen die axiale Verschiebung des Hybridmoduls zu dem Getriebemodul zu detektieren. Die Steuerung steht in Kommunikation mit der Positionierungsvorrichtung, dem Greifer, dem Kupplungsaktor, dem Drehaktor und dem Kraftsensor. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, den Betrieb des Kupplungsaktors, der Positionierungsvorrichtung, des Greifers und des Drehaktors derart zu steuern, dass ein Vorgang durchgeführt wird, der beinhaltet, dass der Kupplungsaktor die Kupplung dazu betätigt, einzukuppeln, der Greifer die Eingangswelle des Hybridmoduls greift, der Drehaktor den Greifer dreht, um die Eingangswelle des Hybridmoduls relativ zu einer Eingangswelle des Getriebemoduls zu drehen, und die Positionierungsvorrichtung das Hybridmodul zu dem Getriebemodul verschiebt, um ein Gehäuse des Hybridmoduls auf dem Getriebegehäuse zu platzieren. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, den Drehaktor dazu zu betreiben, die Eingangswelle des Hybridmoduls als Reaktion darauf zu drehen, dass der Kraftsensor eine Kraft detektiert, die eine Schwellenwertkraft überschreitet.
Gemäß einer Vielfalt von alternativen Formen gilt Folgendes: der Kupplungsaktor beinhaltet einen ersten linearen Aktor und eine Düse, die an den ersten linearen Aktor gekoppelt ist, wobei die Düse dazu konfiguriert ist, einen Anschluss in Fluidverbindung mit der Kupplung des Hybridmoduls abdichtend in Eingriff zu nehmen, wobei der erste lineare Aktor dazu konfiguriert ist, die Düse relativ zu der Stützstruktur zu bewegen; die Düse beinhaltet ein Nasenstück, einen Saugrüssel und einen zweiten linearen Aktor, wobei das Nasenstück um den Saugrüssel angeordnet ist, wobei der zweite lineare Aktor dazu konfiguriert ist, den Saugrüssel zwischen einer ausgefahrenen Position und einer eingefahrenen Position relativ zu dem Nasenstück zu bewegen, wobei der Saugrüssel dazu konfiguriert ist, den Anschluss abdichtend in Eingriff zu nehmen; das Werkzeugsystem beinhaltet eine drehende Basis, die durch die Stützstruktur gestützt wird und relativ dazu um die Baugruppenachse drehbar ist, wobei der Greifer durch die drehende Basis zur Drehung damit um die Baugruppenachse gestützt wird, wobei der Drehaktor antriebsmäßig an die drehende Basis gekoppelt ist, um die drehende Basis zu drehen, wobei der Drehaktor einen linearen Aktor beinhaltet, der durch die Stützstruktur gestützt wird, wobei der lineare Aktor eine Stange beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, sich linear zu verschieben, wobei die Stange derart an die drehende Basis gekoppelt ist, dass eine lineare Verschiebung der Stange die drehende Basis dreht; und/oder das Werkzeugsystem beinhaltet eine drehende Basis, die durch die Stützstruktur gestützt wird und relativ dazu um die Baugruppenachse drehbar ist, wobei der Greifer durch die drehende Basis zur Drehung damit um die Baugruppenachse gestützt wird, wobei der Drehaktor antriebsmäßig an die drehende Basis gekoppelt ist, um die drehende Basis zu drehen, wobei der Drehaktor einen Elektromotor beinhaltet, der an die Stützstruktur gekoppelt ist, wobei ein Ausgang des Elektromotors antriebsmäßig an die drehende Basis gekoppelt ist, um den Greifer über die drehende Basis zu drehen.
In noch einer anderen Form gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Verfahren zum Zusammenbauen einer Hybridfahrzeuggetriebebaugruppe Bereitstellen eines Hybridmoduls der Hybridfahrzeuggetriebebaugruppe, wobei das Hybridmodul ein Hybridmodulgehäuse, einen Drehmomentwandler, einen Elektromotor, eine Kupplung und eine Eingangswelle beinhaltet; koaxiales Ausrichten des Hybridmoduls mit einem Getriebe der Hybridfahrzeuggetriebebaugruppe; Greifen der Eingangswelle mit einem Greifer; Betätigen der Kupplung, um den Drehmomentwandler zu sperren; und Durchführen eines Platzierungsvorgangs, der das axiale Verschieben des Hybridmoduls zu dem Getriebe und das Takten der Eingangswelle relativ zu dem Hybridmodulgehäuse beinhaltet, um eine Vielzahl von kämmenden Eingriffen zwischen dem Hybridmodul und dem Getriebe in Eingriff zu nehmen, bis das Hybridmodulgehäuse auf einem Getriebegehäuse des Getriebes platziert ist.
Gemäß einer Vielfalt von alternativen Formen gilt Folgendes: das Verschieben des Hybridmoduls zu dem Getriebe beinhaltet Positionieren des Drehmomentwandlers innerhalb des Getriebegehäuses; das Verschieben des Hybridmoduls zu dem Getriebe beinhaltet Positionieren von mindestens einem Abschnitt des Elektromotors innerhalb des Getriebegehäuses; das Betätigen der Kupplung beinhaltet Aufbringen von Fluiddruck auf einen Anschluss des Hybridmodulgehäuses; das Takten der Eingangswelle beinhaltet Drehen der Eingangswelle als Reaktion darauf, dass eine axiale Verschiebungskraft größer als eine Schwellenwertkraft ist; das Verfahren beinhaltet ferner Vorspannen des Hybridmodulgehäuses axial relativ zu der Eingangswelle; das Verfahren beinhaltet ferner Ineingriffnehmen einer Vielzahl von Ausrichtungsstiften mit Passmerkmalen, die durch das Hybridmodulgehäuse definiert sind; und/oder das Takten der Eingangswelle relativ zu dem Hybridmodulgehäuse beinhaltet Folgendes: Drehen des Greifers, während eine Drehung des Hybridmodulgehäuses verhindert wird, Drehen des Greifers und des Hybridmodulgehäuses oder eine Kombination aus Drehen des Greifers, während eine Drehung des Hybridmodulgehäuses verhindert wird, und Drehen des Greifers und des Hybridmodulgehäuses.
Weitere Anwendungsbereiche werden aus der in dieser Schrift bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und konkrete Beispiele lediglich der Veranschaulichung dienen und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
Figurenliste
Für ein umfassendes Verständnis der Offenbarung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verschiedene beispielhafte Formen davon beschrieben, wobei Folgendes gilt:

1 ist eine schematische Ansicht eines Hybridfahrzeugs, die eine Getriebebaugruppe zeigt, die ein Hybridmodul und ein Getriebemodul beinhaltet, die durch ein Werkzeugsystem zusammengebaut werden sollen, das gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist;
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugsystems, das gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, die ein Hybridmodul zeigt, das von dem Werkzeugsystem ergriffen und relativ zu einem Getriebemodul zur Installation positioniert wird;
3 ist eine weitere perspektivische Ansicht eines Werkzeugsystems, das gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist;
4 ist eine Vorderansicht des Werkzeugsystems aus 3, die einen Kupplungsaktor in einer eingefahrenen Position zeigt;
5 ist eine Ansicht ähnlich 4, die den Kupplungsaktor in einer ausgefahrenen Position zeigt;
6 ist eine perspektivische Ansicht eines an einer Stützstruktur des Werkzeugsystems montierten Kupplungsaktors, die eine Düse zeigt, die mit einer Seitenöffnung eines Hybridmoduls ausgerichtet ist;
7 ist eine Querschnittsansicht von 6;
8 ist eine Ansicht des Werkzeugsystems aus 3 von unten, die einen Greifer in einer offenen Position zeigt;
9 ist eine Ansicht ähnlich 8, die den Greifer in einer geschlossenen Position zeigt;
10 ist eine perspektivische Ansicht eines Greifers und einer Positionierungsvorrichtung eines Werkzeugsystems aus 3, die den Greifer zeigt, der eine Eingangswelle greift;
11 ist eine Ansicht ähnlich 10, ohne die Eingangswelle zu zeigen;
12 ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen Ausrichtungsstift eines Werkzeugsystems zeigt, der in ein entsprechendes Positionierungsloch des Hybridmoduls eingeführt ist;
13 ist eine Teilquerschnittsansicht aus 10;
14 ist eine auseinandergezogene Teilansicht des Werkzeugsystems aus 3;
15 ist eine weitere auseinandergezogene Teilansicht des Werkzeugsystems aus 3;
16 ist eine perspektivische Ansicht einer Variante eines Werkzeugsystems, das gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist;
17 ist eine Vorderansicht des Werkzeugsystems aus 16;
18 ist eine perspektivische Teilansicht des Werkzeugsystems aus 16, die die Verbindung zwischen einer drehenden Basis und einem Elektromotor zum Drehen der drehenden Basis zeigt;
19 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Installieren eines Hybridmoduls in einem Getriebemodul gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung;
20 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugsystems, das an einer Montagebasis montiert ist und gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist; und
21 ist eine Vorderansicht des Werkzeugsystems und der Montagebasis aus 20. Die in dieser Schrift beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken. Es versteht sich, dass über alle Zeichnungen hinweg entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben.
Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet ein Hybridfahrzeug 20 eine Brennkraftmaschine 22 und eine Getriebebaugruppe 24. Die Getriebebaugruppe 24 beinhaltet ein Getriebemodul 26 und ein Hybridmodul 28, das in ein Gehäuse 30 des Getriebemoduls 26 installiert und an einem vorderen Ende des Getriebemoduls 26 angeordnet ist. Das Hybridmodul 28 beinhaltet eine Kupplung 32, einen Drehmomentwandler 34 und einen Elektromotor 36. Wenn das Hybridmodul 28 an dem Getriebemodul 26 installiert ist, ist der Drehmomentwandler 34 vollständig im Inneren des Gehäuses 30 des Getriebemoduls 26 angeordnet und ist der Elektromotor 36 teilweise im Inneren des Gehäuses 30 des Getriebemoduls 26 und teilweise in einem Gehäuse 31 des Hybridmoduls 28 angeordnet. Das Hybridmodul 28 beinhaltet eine Eingangswelle 38, die antriebsmäßig an eine Kurbelwelle 39 des Verbrennungsmotors 22 gekoppelt ist, um ein Eingangsdrehmoment von dieser zu empfangen, und eine Ausgangswelle 40, die antriebsmäßig an eine Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26 gekoppelt ist. In dem bereitgestellten Beispiel steht die Eingangswelle 38 für eine gemeinsame Drehung mit der Kurbelwelle 39 in Eingriff und steht die Ausgangswelle 40 für eine gemeinsame Drehung mit der Eingangswelle 42 in Eingriff. Die Eingangswelle 38 und die Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 sind auch die Eingangswelle bzw. die Ausgangswelle des Drehmomentwandlers 34.
Das Getriebemodul 26 kann durch den Verbrennungsmotor 22, den Elektromotor 36 oder sowohl den Verbrennungsmotor 22 als auch den Elektromotor 36 angetrieben werden. In einer Variation, die nicht konkret gezeigt ist, kann wahlweise eine Trennkupplung zwischen der Kurbelwelle 39 und der Eingangswelle 38 angeordnet sein, um den Verbrennungsmotor 22 selektiv von der Eingangswelle 38 zu trennen. Leistung von dem Verbrennungsmotor 22 kann über die Eingangswelle 38 und die Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 über den Drehmomentwandler 34 oder die Kupplung 32 auf die Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26 übertragen werden. Der Drehmomentwandler 34 beinhaltet ein Laufrad 44, eine Turbine 46 und einen Stator 48, die mit Hydraulikfluid (nicht gezeigt) innerhalb des Drehmomentwandlers 34 zusammenwirken, um der Ausgangswelle 40 ein Vielfaches des von der Eingangswelle 38 bereitgestellten Drehmoments bereitzustellen. Das Laufrad 44 ist antriebsmäßig an die Eingangswelle 38 gekoppelt und die Turbine 46 ist antriebsmäßig an die Ausgangswelle 40 gekoppelt. Wenn sie eingekuppelt ist, koppelt die Kupplung 32 die Turbine 46 für eine gemeinsame Drehung und ein gleiches Drehmoment an das Laufrad 44. Wenn die Kupplung 32 ausgekuppelt ist, kann sich die Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 relativ zu der Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28 drehen, sodass die Ausgangswelle 40 durch die hydraulische Kupplungswirkung des Drehmomentwandlers 34 angetrieben wird, um das Ausgangsdrehmoment zu multiplizieren. In einer Form kann die Kupplung 32 eine KO-Kupplung sein. In dem bereitgestellten Beispiel kann eine Ausgangswelle 41 des Getriebemoduls 26 antriebsmäßig an einen Satz von Antriebsrädern (z. B. hinteren Antriebsrädern 43) gekoppelt sein, wie etwa über eine Kardanwelle 45 und eine Hinterachsbaugruppe 47, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 kann ein Werkzeugsystem 50, das gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung zum Installieren eines Hybridmoduls 28 in ein Gehäuse 30 des Getriebemoduls 26 konstruiert ist, an einer Positionierungsvorrichtung 62 montiert und durch eine Steuerung 64 gesteuert werden. In dem bereitgestellten Beispiel ist die Positionierungsvorrichtung 62 ein Roboterarm, der an einen Flansch 63 des Werkzeugsystems 50 gekoppelt ist, und ist die Steuerung 64 über Anschlüsse 65 mit dem Werkzeugsystem verbunden. Dementsprechend wird die Positionierungsvorrichtung 62 hierin auch als Roboterarm 62 bezeichnet, obwohl andere Arten von Positionierungsvorrichtungen verwendet werden können. Die Steuerung 64 kann dazu konfiguriert sein, den Betrieb sowohl des Roboterarms 62 als auch des Werkzeugsystems 50 zu steuern. Die Steuerung 64 kann dazu konfiguriert sein, den Betrieb des Roboterarms 62 zu steuern, um das Werkzeugsystem 50 relativ zu dem Hybridmodul 28 vor dem Greifen des Hybridmoduls 28 zu bewegen oder zu positionieren und/oder das Hybridmodul 28 relativ zu dem Getriebemodul 26 nach dem Greifen des Hybridmoduls 28 zu positionieren. Die Steuerung 64 kann auch dazu konfiguriert sein, den Betrieb verschiedener Vorrichtungen des Werkzeugsystems 50 zu steuern, um Handlungen durchzuführen, wie etwa Positionieren und Greifen des Hybridmoduls 28, Betätigen einer Kupplung 32 (1) im Inneren des Hybridmoduls 28 und Drehen einer Eingangswelle 38 (1) relativ zu einem Gehäuse 31 des Hybridmoduls 28. Die Steuerung 64 kann das geeignete Roboterprogramm in Abhängigkeit von dem Niveau (Abstand in der z-Achse) und der Art des Eingriffs (Buchse, Verzahnung, kämmender Planeten-/Sonnenradeingriff oder Abflachung) zwischen der Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 und der Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26 beinhalten. Alternativ kann die Steuerung 64 von einer Steuerung getrennt sein, die den Betrieb des Roboterarms 62 steuert und dazu dient, den Betrieb des Werkzeugsystems 50 zu steuern.
Das Werkzeugsystem 50 kann eine Stützstruktur 52, eine Positionierungsvorrichtung 54, die zum Positionieren des Werkzeugsystems 50 relativ zu dem Hybridmodul 28, sodass die Mitte des Werkzeugsystems 50 mit der Eingangswelle 38 (1) des Hybridmoduls 28 entlang einer Baugruppenachse X ausgerichtet ist, an der Stützstruktur 52 montiert ist, einen Greifer 56 zum Greifen der Eingangswelle 38 (1) des Hybridmoduls 28, einen Kupplungsaktor 58 zum Betätigen einer Kupplung 32 (1) im Inneren des Hybridmoduls 28 und eine drehende Basis 60 zum Drehen des Greifers 56 um die Baugruppenachse X beinhalten.
Während der Installation ergreift das Werkzeugsystem 50 das Hybridmodul 28 und bewegt das Hybridmodul 28 in eine Öffnung 61 des Gehäuses 30 des Getriebemoduls 26 in einer vertikalen Ausrichtung. Um das Hybridmodul 28 ordnungsgemäß an dem Getriebemodul 26 zu installieren, muss das Gehäuse 31 des Hybridmoduls 28 auf dem Gehäuse 30 des Getriebemoduls 26 für eine anschließende Befestigungsverbindung (z. B. Schraubverbindung) platziert werden und die Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 muss die Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26 ordnungsgemäß in Eingriff nehmen. Die Steuerung 64 ist dazu konfiguriert, die Zeitsteuerung/den Betrieb der Positionierungsvorrichtung 54, des Greifers 56, des Kupplungsaktors 58, der drehenden Basis 60 und des Roboterarms 62 auf Grundlage von Signalen von einer Vielzahl von Sensoren, die an dem Werkzeugsystem 50 montiert sind, während der Installation zu steuern. Die Stützstruktur 52 beinhaltet eine Basisstütze 70, eine obere Stütze 72, lineare Aktoren (z. B. Kolben-Zylinder-Baugruppen 73), die zwischen der Basisstütze 70 und der oberen Stütze 72 angeordnet sind, und eine Seitenhalterung 74, die an der Basisstütze 70 montiert ist und sich seitlich davon erstreckt. In einer Form können die Basisstütze 70 und die obere Stütze 72 Platten oder Halterungen sein. Die linearen Aktoren 73 sind dazu konfiguriert, die Basisstütze 70 linear entlang der X-Achse relativ zu der oberen Stütze 72 zu bewegen. In dem bereitgestellten Beispiel sind die linearen Aktoren 73 Kolben-Zylinder-Aktoren, die Zylinder, die an der oberen Stütze 72 montiert sind, und Kolben beinhalten, die an der Basisstütze 70 montiert sind, obwohl andere Konfigurationen oder Arten von linearen Aktoren verwendet werden können (z. B. Schraubenaktoren, Solenoidaktoren, Zahnstange und Ritzel). In dem bereitgestellten Beispiel sind die Kolben innerhalb der Zylinder frei beweglich, um dem Hybridmodul 28 während der Installation eine Dämpfung bereitzustellen, was später ausführlicher beschrieben wird.
Die Positionierungsvorrichtung 54 ist an der Basisstütze 70 montiert und erstreckt sich von dieser nach unten. Die drehende Basis 60 ist drehbar zwischen der Basisstütze 70 und der oberen Stütze 72 angeordnet. Der Greifer 56 ist unter der Basisstütze 70 angeordnet und durch eine Öffnung 90 (in den 8 und 9 gezeigt) der Basisstütze 70 an einer Unterseite der drehenden Basis 60 montiert. Der Kupplungsaktor 58 wird durch die Seitenhalterung 74 gestützt und ist unter dieser angeordnet.
Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 ist der Kupplungsaktor 58 unterhalb der Seitenhalterung 74, die sich von der Basisstütze 70 der Stützstruktur 52 nach außen erstreckt, montiert und ist von dieser gestützt. Der Kupplungsaktor 58 ist dazu konfiguriert, die Kupplung 32 dazu zu veranlassen, während der Installation im Inneren des Hybridmoduls 28 einzukuppeln, um die Installation des Hybridmoduls 28 in das Getriebemodul 26 zu erleichtern.
Der Kupplungsaktor 58 beinhaltet einen linearen Aktor 76 und eine Düse 78, die an den linearen Aktor 76 gekoppelt ist. Die Düse 78 beinhaltet ein Nasenstück 79, einen Saugrüssel 80 und einen linearen Aktor 81. Der lineare Aktor 76 ist dazu konfiguriert, die Düse 78 zwischen einer eingefahrenen Position (wie in den 4 und 6 gezeigt) und einer ausgefahrenen Position (wie in den 5 und 7 gezeigt) zu bewegen. In dem bereitgestellten Beispiel beinhaltet der lineare Aktor 76 eine Kolben-Zylinder-Baugruppe, obgleich auch andere Arten von linearen Aktoren verwendet werden können (z. B. Schraubenaktoren, Solenoidaktoren, Zahnstange und Ritzel). Die Düse 78 ist an einen Kolben des linearen Aktors 76 gekoppelt, sodass die Düse 78 durch den Kolben des linearen Aktors 76 entlang der Achse Y bewegt wird, die quer zur Achse X verläuft. In dem bereitgestellten Beispiel ist die Achse Y senkrecht zur Achse X, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können. Die Düse 78 kann im Allgemeinen mehr zu einer Mitte des Werkzeugsystems 50 liegen, wenn sich der Kupplungsaktor 58 in der ausgefahrenen Position befindet, als wenn er sich in der eingefahrenen Position befindet. Der lineare Aktor 81 ist dazu konfiguriert, den Saugrüssel 80 relativ zu dem Nasenstück 79 entlang einer Achse Y₂ zwischen einer eingefahrenen Position (wie in den 4-6 gezeigt) und einer ausgefahrenen Position (wie in 7 gezeigt) zu bewegen, in der sich der Saugrüssel 80 weiter von dem Nasenstück 79 erstreckt als in der eingefahrenen Position. In dem bereitgestellten Beispiel ist die Achse Y₂ parallel zur Achse Y₁, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, kann der lineare Aktor 81 den Saugrüssel 80 in abdichtenden Kontakt mit einem Anschluss im Inneren des Hybridmoduls 28 bewegen, wenn sich der Kupplungsaktor 58 in der ausgefahrenen Position befindet.
Unter Bezugnahme auf 6, wenn das Werkzeugsystem 50 relativ zu dem Hybridmodul 28 ordnungsgemäß positioniert ist, ist das Nasenstück 79 mit einer Seitenöffnung 82 des Gehäuses 31 des Hybridmoduls 28 ausgerichtet und außerhalb der Seitenöffnung 82 angeordnet, wenn sich der lineare Aktor 76 in der eingefahrenen Position befindet.
Unter Bezugnahme auf 7 wird, wenn der lineare Aktor 76 in die ausgefahrene Position bewegt wird, die Düse 78 durch den Kolben des linearen Aktors 76 zu dem Gehäuse 31 des Hybridmoduls 28 verschoben. In dieser ausgefahrenen Position ist ein proximales Ende des Nasenstücks 79 in die Seitenöffnung 82 eingeführt und ist auf einer Fläche 83 innerhalb der Seitenöffnung 82 platziert. Dann bewegt der lineare Aktor 81 den Saugrüssel 80 im Inneren des Nasenstücks 79 nach vorne in die ausgefahrene Position bis zum abdichtenden Kontakt mit einem Anschluss 84 weiter innerhalb der Seitenöffnung 82 als der Fläche 83. Der Anschluss 84 steht in Fluidverbindung mit einem Fluidkreislauf 86 der Kupplung 32 (1). Die Düse 78 übt dann Fluiddruck (z. B. Luftdruck oder Hydraulikfluiddruck) durch den Anschluss 84 in den Fluidkreislauf 86 aus, wodurch die Kupplung 32 einkuppelt. Infolgedessen ist der Drehmomentwandler 34 gesperrt und die Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 kann sich nicht frei relativ zu der Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28 drehen. Nachdem das Hybridmodul 28 ordnungsgemäß installiert ist, wird der Fluiddruck abgelassen und der Saugrüssel 80 und die Düse 78 werden von dem Hybridmodul 28 weg bewegt, was bewirkt, dass die Kupplung 32 auskuppelt.
Unter Bezugnahme auf die 8 bis 11 definiert die Basisstütze 70 eine Öffnung 90, um eine Unterseite der drehenden Basis 60 freizulegen, sodass der Greifer 56 an einer unteren Fläche der drehenden Basis 60 montiert werden kann und mit der drehenden Basis 60 drehbar sein kann. Der Greifer 56 beinhaltet eine Vielzahl von Führungsschienen 94 (in den 10 und 11 gezeigt), die an der drehenden Basis 60 montiert sind, eine Vielzahl von ersten Klemmbackenelementen 91 und eine Vielzahl von zweiten Klemmbackenelementen 92. Die ersten Klemmbackenelemente 91 sind verschiebbar an den Führungsschienen 94 montiert und sind zwischen einer offenen Position (in 8 gezeigt) und einer geschlossenen Position (in 9 gezeigt) bewegbar. In einer Form kann der Greifer 56 drei erste Klemmbackenelemente 91 beinhalten, die dazu angeordnet sind, eine Y-Konfiguration zu bilden. In einer Form kann die Öffnung 90 der Basisstütze 70 auch eine Y-Konfiguration aufweisen, obwohl andere Öffnungsformen verwendet werden können, wie etwa die im Allgemeinen dreieckige Öffnung 90, die in den 11 und 15 veranschaulicht ist. Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 13 beinhaltet jedes erste Klemmbackenelement 91 einen Abziehabschnitt 93, der dazu konfiguriert ist, das Ende der Eingangswelle 38 in die Richtung X₁ (in 13 z. B. nach oben gekennzeichnet) relativ zu dem Gehäuse 31 in Eingriff zu nehmen und zu ziehen. Wenn die ersten Klemmbackenelemente 91 in die geschlossene Position bewegt werden, bewegen sich die ersten Klemmbackenelemente 91 zu der Mitte des Greifers 56 und können das Ende der Eingangswelle 38 in Eingriff nehmen.
Unter Bezugnahme auf die 10 und 11, ist jedes zweite Klemmbackenelement 92 an ein entsprechendes des ersten Klemmbackenelements 91 zur Bewegung damit gekoppelt. Die proximalen Enden der zweiten Klemmbackenelemente 92 beinhalten jeweils Eingriffsmerkmale 95, die dazu konfiguriert sind, die Strukturmerkmale 96 der Eingangswelle 38 formschlüssig in Eingriff zu nehmen. In einer Form sind die Strukturmerkmale 96 Verzahnungen oder Zähne auf der Außenfläche der Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28. Daher können die Eingriffsmerkmale 95 der zweiten Klemmbackenelemente 92 auch eine passende Verzahnungsstruktur zum Ineingriffnehmen der Verzahnungen 96 an der Eingangswelle 38 aufweisen.
In einer Form weist jedes zweite Klemmbackenelement 92 einen Basisabschnitt 98 (in 11 gekennzeichnet) auf, der fest an das entsprechende erste Klemmbackenelement 91 gekoppelt ist, und sind die Eingriffsmerkmale 95 relativ zu einem Basisabschnitt 98 entlang entsprechender Achsen D₁, D₂, D₃ (in 11 gezeigt) durch entsprechende lineare Aktoren 99 (in 11 gekennzeichnet) bewegbar. Die linearen Aktoren 99 können eine beliebige geeignete Art von linearem Aktor sein (z. B. Kolben-Zylinder, Schraube, Solenoid, Zahnstange und Ritzel). In einer anderen Form kann der lineare Aktor 99 durch eine Feder (nicht gezeigt) ersetzt werden, um eine axiale Nachgiebigkeit in den Richtungen D₁, D₂ und D₃ bereitzustellen.
Somit gilt, wenn die zweiten Klemmbackenelemente 92 in die geschlossene Position bewegt werden, bewegen sich die zweiten Klemmbackenelemente 92 zu der Mitte des Greifers 56 und können die Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28 in Eingriff nehmen. Wenn die Eingangswelle 38 durch das erste und das zweite Klemmbackenelement 91, 92 des Greifers 56 ergriffen wird, bewirkt das Drehen der drehenden Basis 60 eine Drehung des Greifers 56 und der Eingangswelle 38 relativ zu dem Gehäuse 31 des Hybridmoduls 28. Das Werkzeugsystem 50 kann ferner einen Greifsensor 97 (schematisch in 10 gezeigt) zum Detektieren des Vorhandenseins der Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28 in dem Greifer 56 beinhalten. Als Reaktion auf ein Signal von dem Greifsensor 97, das das Vorhandensein der Eingangswelle 38 angibt, kann die Steuerung 64 einen dem Greifer 56 zugeordneten Mechanismus steuern, um das erste und das zweite Klemmbackenelement 91, 92 des Greifers 56 in die geschlossene Position zu bewegen, um die Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28 zu greifen.
Wenngleich dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, kann das Werkzeugsystem 50 mit einem Werkzeugwechsler ausgestattet sein, der die Verwendung einer Vielzahl von Greifern mit kleineren oder größeren Hybridfrontmodulen ermöglicht. Dies ist besonders hilfreich, wenn kleinere Versionen des Hybridmoduls installiert werden.
Wie ferner in den 8 bis 12 gezeigt, beinhaltet die Positionierungsvorrichtung 62 eine Vielzahl von Ausrichtungsstiften 100 und einen Stützstift 103, der sich von der Basisstütze 70 der Stützstruktur 52 nach unten erstreckt. Die Ausrichtungsstifte 100 sind dazu konfiguriert, in entsprechende Positionierungslöcher 104 in dem Gehäuse 31 des Hybridmoduls 28 eingeführt zu werden, um das Werkzeugsystem 50 relativ zu dem Hybridmodul 28 in der radialen Richtung zu positionieren, d. h., sodass der Greifer 56 auf die Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28 zentriert ist. Der Stützstift 103 ist dazu konfiguriert, eine flache Fläche 102 (auch als ein Kontaktfeld bezeichnet) des Gehäuses 31 in Eingriff zu nehmen, um das Werkzeugsystem 50 in der axialen Richtung auszurichten, d. h. entlang der Achse X (in 2 gezeigt). Der Stützstift 103 kann als positiver Anschlag in der axialen Richtung fungieren oder kann auch eine axiale Nachgiebigkeit über eine Feder (nicht gezeigt) bereitstellen. Die Ausrichtungsstifte 100 weisen ein abgeschrägtes oder konisches Ende auf, um die Ausrichtung mit den Positionierungslöchern 104 zu unterstützen. In einer Form kann das Werkzeugsystem 50 zwei Ausrichtungsstifte 100 und einen Stützstift 103 beinhalten, die in einem Abstand von 120 Grad entlang einer Umfangsrichtung um die Achse X (2) der Basisstütze 70 angeordnet sind. Es versteht sich, dass eine beliebige Anzahl von Ausrichtungsstiften 100 und/oder Stützstiften 103 bereitgestellt werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In einer Form kann einer der Ausrichtungsstifte 100 ein Eingriffsmerkmal aufweisen, das sich von dem des anderen Ausrichtungsstifts 100 unterscheidet. Gleichermaßen kann eines der Positionierungslöcher 104 in dem Hybridmodul 28 ein Passmerkmal aufweisen, das sich von dem anderen Ausrichtungsloch unterschiedet, um zu dem Eingriffsmerkmal des Ausrichtungsstifts 100 zu passen. Somit können die Ausrichtungsstifte 100 nur in dem passenden Positionierungsloch 104 aufgenommen werden, um eine ordnungsgemäße Ausrichtung sicherzustellen. Dies ermöglicht eine axiale Positionierung, Drehpositionierung und radiale Positionierung des Werkzeugsystems 50 relativ zu dem Hybridmodul 28. Daher ist die Düse 78 des Kupplungsaktors 58 mit der Seitenöffnung 82 des Hybridmoduls 28 ausgerichtet, wenn das Werkzeugsystem 50 relativ zu dem Hybridmodul 28 ordnungsgemäß positioniert ist. Zum Beispiel kann einer der Ausrichtungsstifte 100 ein sechseckiges Ende aufweisen, wohingegen der andere Ausrichtungsstift 100 ein kreisförmiges Ende aufweisen kann, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können, wie zum Beispiel zylindrische Formen unterschiedlicher Größe.
Die Positionierungsvorrichtung 54 beinhaltet ferner eine Vielzahl von Federn 101 an Enden der Ausrichtungsstifte 100 distal von dem Hybridmodul 28, um die Ausrichtungsstifte 100 während der Installation axial gegen das Hybridmodul 28 vorzuspannen. Die Federn 101 stellen dem Hybridmodul 28 eine Dämpfung bereit, um einen Aufprall zwischen dem Hybridmodul 28 und dem Getriebemodul 26 während der Installation zu reduzieren, was später ausführlicher erläutert wird. Die Ausrichtungsstifte 100 können auch axial durch die Feder 101 zu dem Gehäuse 31 vorgespannt werden, sodass sie in den Positionierungslöchern 104 aufgenommen werden und diese in Eingriff nehmen, bevor der Stützstift 103 die flache Fläche 102 in Eingriff nimmt, um eine axiale Nachgiebigkeit bereitzustellen.
Unter Bezugnahme auf die 14 und 15 ist die drehende Basis 60 zwischen der Basisstütze 70 und der oberen Stütze 72 angeordnet und ist antriebsmäßig an den Greifer 56 gekoppelt, sodass sich der Greifer 56, wenn sich die drehende Basis 60 dreht, auch um die Montageachse X dreht. Das Werkzeugsystem 50 beinhaltet ferner einen Drehaktor 112 zum Drehen der drehenden Basis 60.
In einer Form, die in den 14 und 15 gezeigt ist, kann der Drehaktor 112 ein linearer Aktor (z. B. ein elektrischer Zylinder, ein Kolben-Zylinder, eine Schraube, ein Solenoid, eine Zahnstange und ein Ritzel) sein, der in einer horizontalen Richtung senkrecht zu der Montageachse X angeordnet ist. Der lineare Aktor 112 kann an der oberen Stütze 72 montiert und dazu konfiguriert sein, eine Stange 111 linear in der horizontalen Richtung zu bewegen.
Die Stange 111 ist an die drehende Basis 60 gekoppelt und stellt der drehenden Basis 60 während des Eingriffs zwischen der Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 und der Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26 eine „Takt“-Bewegung (z. B. Drehung im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn) bereit, um andere Getriebeeingriffe relativ zu dem Getriebemodul 26 auszurichten.
Ähnlich wie die Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28 kann die Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 ein Eingriffsmerkmal, z. B. Verzahnungen oder Zähne, aufweisen, das dazu konfiguriert ist, mit einem passenden Eingriffsmerkmal auf der Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26 oder einer anderen Verzahnung des Getriebemoduls 26 zusammenzupassen. Daher muss die Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 für einen ordnungsgemäßen Eingriff mit der Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26 in eine gewünschte radiale Position gedreht werden. Darüber hinaus können andere Verzahnungseingriffe mit dem Getriebemodul 26 diese Drehung der Ausgangswelle 40 erfordern, während das Hybridmodul 28 axial entlang der X-Achse bewegt wird. In dieser Hinsicht kann es wichtig sein, das Gehäuse 31 des Hybridmoduls 28 nicht relativ zu dem Gehäuse 30 des Getriebemoduls 26 zu drehen, um eine ordnungsgemäße Ausrichtung sicherzustellen und Schäden an Dichtungen oder Abdichtungen zwischen den beiden Gehäusen 30, 31 zu vermeiden.
Vor der Drehung der drehenden Basis 60 wird der Kupplungsaktor 58 aktiviert, um zu bewirken, dass die Kupplung 32 einkuppelt, um eine freie Drehung der Ausgangswelle 40 relativ zu der Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28 zu verhindern. Daher wird durch Verwenden der drehenden Basis 60 zum Drehen des Greifers 56 und der Eingangswelle 38, die von dem Greifer 56 ergriffen wird, auch die Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 gedreht. Die „Takt“-Bewegung der Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28 durch die drehende Basis 60 und den Drehaktor 112 erleichtert den Verzahnungseingriff zwischen der Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 und der Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26. Gleichzeitig wird der Roboterarm 62 dazu gesteuert, das Werkzeugsystem 50 und das Hybridmodul 28, das von dem Werkzeugsystem 50 ergriffen wird, zu dem Getriebemodul 26 zu verschieben. Daher führen die drehende Basis 60 und der Roboterarm 62 gemeinsam einen Platzierungsvorgang durch, der das axiale Verschieben des Hybridmoduls 28 durch den Roboterarm 62 zu dem Getriebemodul 26 und das „Takten“ der Eingangswelle 38 durch die drehende Basis 60 relativ zu dem Gehäuse 31 des Hybridmoduls 28 beinhaltet. Alternativ kann eine Verschiebevorrichtung (nicht gezeigt), die von dem Roboterarm 62 getrennt ist, zum Verschieben des Hybridmoduls 28 in dieser Stufe verwendet werden. In einer anderen alternativen Form, die nicht gezeigt ist, kann eine Verschiebevorrichtung das Getriebemodul 26 axial verschieben.
Unter Bezugnahme auf die 16 bis 18, kann der Drehaktor 112 alternativ ein Elektromotor (z. B. ein Servogetriebemotor) sein. In einer Form kann die drehende Basis 60 gedreht werden, wobei der Elektromotor 112 in einer Richtung parallel zur Baugruppenachse X ausgerichtet ist und durch Riemen 116 mit der drehenden Basis 60 verbunden ist, sodass die drehende Basis 60 durch den Elektromotor 112 über den Riemen 116 angetrieben wird.
Dementsprechend dreht der Drehaktor 112 die Eingangswelle, was den Drehmomentwandler dreht, da die Kupplung 32 durch Fluiddruck (z. B. Luft- oder Hydraulikdruck) eingekuppelt ist. Durch Drehen der Eingangswelle können die vier Abflachungen (90 Grad voneinander entfernt) ein Merkmal an dem Außendurchmesser der Drehmomentwandlernabe mit der vorderen Stütze zusammenpassen, die bereits in dem Getriebemodul 26 vorhanden ist. Dies ermöglicht, dass der nächste (verzahnte) Eingriff zwischen den beiden Teilen erfolgt. Um den Beginn dieses Schritts zu signalisieren, kann eine Kraftsteuervorrichtung 120 ein Nullkraftsignal (in der X-Richtung) an die Steuerung 64 kommunizieren und gleichzeitig den in der X-Achse bewegten Abstand überwachen und die Drehposition der drehenden Basis 60 referenzieren.
Wie ferner in den 14 und 16 gezeigt, beinhaltet das Werkzeugsystem 50 ferner die Kraftsteuervorrichtung 120, z. B. einen Wandler, um die Kraft von dem Getriebemodul 26 auf das Hybridmodul 28, d. h. den Widerstand gegen das lineare Verschieben des Hybridmoduls 28 durch den Roboterarm 62 zu dem Gehäuse 30 des Getriebemoduls 26, zu detektieren. Die Kraftsteuervorrichtung 120 kann auch dazu konfiguriert sein, einen Abstand zwischen dem Hybridmodul 28 und dem Getriebemodul 26 zu detektieren. Die Steuerung 64 empfängt die Signale relativ zu dem Widerstand gegen das lineare axiale Verschieben des Hybridmoduls 28 zu dem Getriebemodul 26 und dem Abstand zwischen dem Hybridmodul 28 und dem Getriebemodul 26 als Rückkopplung und steuert die Drehung der drehenden Basis 60 und die Verschiebungsbewegung des Roboterarms 62 entsprechend.
Der Roboterarm 62 kann dazu konfiguriert sein, das Werkzeugsystem 50 zu verschieben, während die drehende Basis 60 den Greifer 56 und die Eingangswelle 38 relativ zu dem Gehäuse 31 des Hybridmoduls 28 dreht. Wenn sich die Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 nicht in der gewünschten Drehposition relativ zu der Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26 befindet, detektiert die Kraftsteuervorrichtung 120 einen Widerstand gegen das Bewegen des Werkzeugsystems 50, insbesondere des Hybridmoduls 28, zu dem Getriebemodul 26. Der Widerstand von dem Getriebemodul 26 kann bewirken, dass die Federn an den Enden der Ausrichtungsstifte 100 zusammengedrückt werden, wodurch ein starker direkter Aufprall zwischen dem Hybridmodul 28 und dem Getriebemodul 26 vermieden wird. Zusätzlich stellen die linearen Aktoren 73, die zwischen der Basisstütze 70 und der oberen Stütze 72 angeordnet sind, auch eine Dämpfung für das Hybridmodul 28 bereit, indem sie den Kolben ermöglichen, sich als Reaktion auf den Widerstand gegen das axiale Verschieben des Hybridmoduls 28 zu dem Getriebemodul 26 frei zu bewegen.
Wenn sich die Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 in die gewünschte Drehposition relativ zu der Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26 dreht, erfährt der Roboterarm 62 keinen oder wenig Widerstand gegen das Bewegen der Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 zu der Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26. Daher kommuniziert die Kraftsteuervorrichtung 120 ein Nullkraftsignal an die Steuerung 64, die wiederum den Roboterarm 62 oder eine getrennte Verschiebevorrichtung steuert, um das Hybridmodul 28 weiter zu dem Getriebemodul 26 zu verschieben. Gleichzeitig können die Federn aufgrund des Null- oder reduzierten Widerstands von dem Getriebemodul 26 die Ausrichtungsstifte 100 des Hybridmoduls 28 vorspannen, um diese Verschiebungsbewegung zu erleichtern. Infolgedessen greift die Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 in die Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26 ein.
Die Kraftsteuervorrichtung 120 ist auch dazu konfiguriert, den in der X-Achse bewegten Abstand zu überwachen, und referenziert die Drehposition (z. B. Servoposition). Die Steuerung 64 bestimmt dann, ob die Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 und die Eingangswelle 42 ordnungsgemäß in Eingriff genommen wurden und ob der Abstand zwischen dem Hybridmodul 28 und dem Getriebemodul 26 null ist. Wenn die Installation abgeschlossen ist, steuert die Steuerung 64 den Greifer 56, um sich in die offene Position zu bewegen, um die Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28 freizugeben, und deaktiviert den Kupplungsaktor 58, um die Kupplung 32 auszukuppeln. Der Roboterarm 62 bewegt dann das Werkzeugsystem 50 entlang der Montageachse X von dem Getriebemodul 26 weg, wodurch die Installation abgeschlossen wird.
Unter Bezugnahme auf 19 beginnt ein Verfahren 200 zum Montieren eines Hybridmoduls 28 in ein Getriebemodul 26 mit dem Positionieren des Werkzeugsystems 50 relativ zu dem Hybridmodul 28 in Schritt 202. Wenn die Ausrichtungsstifte 100 in entsprechende Positionierungslöcher in dem Hybridmodul 28 eingeführt werden, ist die Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28 mit einer Mitte des Greifers 56 entlang der Baugruppenachse X ausgerichtet und die Düse 78 des Kupplungsaktors 58 ist mit der Seitenöffnung 82 des Hybridmoduls 28 ausgerichtet.
Als nächstes wird der Greifer 56 in Schritt 204 in eine geschlossene Position bewegt, um die Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28 zu greifen. Dann werden das Werkzeugsystem 50 und das Hybridmodul 28 durch den Roboterarm 62 in eine Position über dem Getriebemodul 26 bewegt, sodass das Hybridmodul 28 in Schritt 206 entlang der Montagelinie X mit dem Getriebemodul 26 ausgerichtet ist. Dann wird der Kupplungsaktor 58 betätigt, um zu bewirken, dass die Kupplung 32 im Inneren des Hybridmoduls 28 in Schritt 208 einkuppelt. Dies wird erreicht, indem die Düse 78 aus einer eingefahrenen Position in eine ausgefahrene Position bewegt wird, der Saugrüssel 80 im Inneren der Düse 78 nach vorne bewegt wird, um den Kontakt mit dem Anschluss 84 im Inneren des Hybridmoduls 28 abzudichten, und dann Fluiddruck (z. B. Luft- oder Hydraulikdruck) auf den Anschluss 84 aufgebracht wird, der in Fluidverbindung mit der Kupplung 32 steht. Als ein Beispiel kann der Luftdruck bei ungefähr 60 psi verwendet werden. Wenn die Kupplung 32 eingekuppelt ist, kann sich die Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 nicht frei relativ zu der Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28 drehen. Das Hybridmodul 28 kann nun abgedeckt und in das teilweise gebaute Getriebemodul 26 installiert werden.
Dann wird das Hybridmodul 28 in Schritt 210 in eine vorbestimmte Position neben dem Getriebemodul 26 abgesenkt. Die vorbestimmte Position kann eine Position sein, an der das Ende der Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 mit einem Ende der Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26 in Kontakt steht. Während der Installation dreht sich die Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26, um während der Installation einen ordnungsgemäßen kämmenden Zahnradeingriff zwischen dem Hybridmodul 28 und dem Getriebemodul 26 sowie den verschiedenen Komponenten in dem Getriebemodul 26 sicherzustellen. Da die Ausrichtungsstifte 100 axial zu dem Gehäuse 31 des Hybridmoduls 28 vorgespannt sind, stellen die Federn eine Dämpfung für das Hybridmodul 28 während der Installation bereit, um den Aufprall zwischen dem Hybridmodul 28 und dem Getriebemodul 26 zu reduzieren. Zusätzlich stellen die linearen Aktoren 73, die zwischen der Basisstütze 70 und der oberen Stütze 72 angeordnet sind, auch eine Dämpfung für das Hybridmodul 28 bereit, indem sie den Kolben ermöglichen, sich als Reaktion auf den Widerstand gegen das axiale Verschieben des Hybridmoduls 28 zu dem Getriebemodul 26 frei zu bewegen.
Danach führt das Werkzeugsystem 50 einen Platzierungsvorgang durch, der das axiale Verschieben des Hybridmoduls 28 zu dem Getriebemodul 26 und das Takten der Eingangswelle 38 relativ zu dem Hybridmodulgehäuse 31 beinhaltet, um eine Vielzahl von kämmenden Eingriffen zwischen dem Hybridmodul 28 und dem Getriebemodul 26 in Eingriff zu nehmen, bis das Gehäuse 31 des Hybridmoduls 28 in Schritt 212 auf dem Gehäuse 30 des Getriebemoduls 26 platziert ist.
Das Werkzeugsystem 50 kann einen Kraftsensor, z. B. die Kraftsteuervorrichtung 120, verwenden, um den Widerstand gegen das axiale Verschieben des Hybridmoduls 28 zu dem Getriebemodul 26 und den Abstand zwischen dem Hybridmodul 28 und dem Getriebemodul 26 zu überwachen. Der Kraftsensor 120 ist dazu konfiguriert, einen Widerstand gegen das lineare Verschieben des Hybridmoduls 28 axial zu dem Gehäuse 30 des Getriebemoduls 26 zu detektieren. Wenn die Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 mit der Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26 fehlausgerichtet ist, kann die Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 die Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26 nicht richtig in Eingriff nehmen und der Kraftsensor 120 detektiert einen relativ hohen Widerstand gegen das lineare Verschieben des Hybridmoduls 28 zu dem Getriebemodul 26. Im Gegensatz, wenn sich die Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 in eine gewünschte Drehposition relativ zu der Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26 gedreht hat, detektiert der Kraftsensor 120 einen relativ niedrigen Widerstand gegen das lineare Verschieben des Hybridmoduls 28 zu dem Getriebemodul 26.
Daher beinhaltet das Takten der Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28 das Drehen der Eingangswelle 38 als Reaktion darauf, dass eine axiale Verschiebekraft größer als eine Schwellenwertkraft ist. Wenn der Kraftsensor 120 eine axiale Verschiebekraft detektiert, die größer als eine Schwellenwertkraft ist, dreht die drehende Basis 60 die Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28 weiter, um die Drehposition der Eingangswelle 38 und der Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 einzustellen. Die drehende Basis 60 wird durch den Drehaktor 112 gedreht. Wenn der Kraftsensor 120 eine axiale Verschiebekraft unter einem Schwellenwert detektiert, stoppt der Drehaktor 112 das Drehen der drehenden Basis 60 und der Roboterarm 62 (oder eine getrennte Verschiebevorrichtung) verschiebt das Werkzeugsystem 50 zu dem Getriebemodul 26, bis alle Eingriffe zwischen dem Hybridmodul 28 und dem Getriebemodul 26 in Schritt 214 hergestellt sind. Während des Verschiebens kann die Kraftsteuervorrichtung 120 die axiale Endposition des Hybridmoduls 28 überwachen, um zu bestimmen, ob alle Eingriffe vorgenommen wurden, einschließlich des Eingriffs zwischen der Ausgangswelle 40 des Hybridmoduls 28 und der Eingangswelle 42 des Getriebemoduls 26 und des Eingriffs zwischen dem Gehäuse 31 des Hybridmoduls 28 und dem Gehäuse 30 des Getriebemoduls 26. Nach der Installation wird der Greifer 56 in die eingefahrene Position bewegt, um die Eingangswelle 38 des Hybridmoduls 28 freizugeben, wird der Kupplungsaktor 58 deaktiviert, um die Kupplung 32 im Inneren des Hybridmoduls 28 auszukuppeln, und wird das Werkzeugsystem 50 von der Getriebebaugruppe in Schritt 216 wegbewegt. Das Verfahren endet in Schritt 218.
Unter Bezugnahme auf die 20 und 21 kann das Werkzeugsystem 50 in einer anderen Form an einer Montagebasis 130 montiert sein, die am Boden befestigt ist. Ein oder zwei Werkzeugsysteme 50 können an Überkopf-Montagearmen 132 der Montagebasis 130 montiert sein. Durch Drehen der Montagearme 132 kann das Werkzeugsystem 50 von einer ersten Stelle, um das Hybridmodul zu greifen, zu einer zweiten Stelle bewegt werden, um das Hybridmodul an einem Getriebemodul zu installieren. Anstatt einen Roboterarm zu verwenden, kann eine getrennte Verschiebevorrichtung in das Werkzeugsystem 50 integriert sein, um das Hybridmodul 28 und/oder das Getriebemodul 26 in einer vertikalen Richtung abzusenken und anzuheben.
Alternativ kann das Werkzeugsystem 50 ohne Verwendung einer Montagebasis an einem Überkopfträger montiert sein.
Das Werkzeugsystem, das gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruiert ist, kann ein Hybridmodul in einem Getriebesystem in einer vertikalen Ausrichtung an einer Montagelinie mit hohem Volumen installieren, insbesondere innerhalb von 18-20 Sekunden Teil-zu-Teil-Zykluszeit. Während der Installation drehen sich die Eingangs-/Ausgangswelle des Hybridmoduls und die Eingangswelle des Getriebemoduls, um einen ordnungsgemäßen Eingriff zwischen der Ausgangswelle des Hybridmoduls und der Eingangswelle des Getriebemoduls sicherzustellen. Daher weist das Werkzeugsystem den Vorteil auf, die Montagezeit zu reduzieren, wodurch die Herstellungskosten reduziert werden.
Sofern in dieser Schrift nicht ausdrücklich anders angegeben, sind alle numerischen Werte, die mechanische/thermische Eigenschaften, Prozentanteile von Zusammensetzungen, Abmessungen und/oder Toleranzen oder andere Eigenschaften angeben, so zu verstehen, dass sie durch das Wort „etwa“ oder „ungefähr“ modifiziert sind, wenn sie den Umfang der vorliegenden Offenbarung beschreiben. Diese Modifikation ist aus verschiedenen Gründen wünschenswert, einschließlich industrieller Praxis, Material, Herstellung und Montagetoleranzen sowie Testfähigkeit.
Im vorliegenden Zusammenhang ist die Formulierung mindestens eines von A, B und C so auszulegen, dass sie ein logisches (A ODER B ODER C) bedeutet, wobei ein nicht ausschließendes logisches ODER verwendet wird, und sollte nicht dahingehend ausgelegt werden, dass sie „mindestens eines von A, mindestens eines von B und mindestens eines von C“ bedeutet.
Die Beschreibung der Offenbarung ist rein beispielhafter Natur und somit ist beabsichtigt, dass Variationen, die nicht vom Kern der Offenbarung abweichen, innerhalb des Umfangs der Offenbarung liegen. Derartige Variationen sind nicht als Abweichung vom Geist und Umfang der Offenbarung zu betrachten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Werkzeugsystem zum Zusammenbauen einer Hybridfahrzeuggetriebebaugruppe, die ein Hybridmodul und ein Getriebemodul beinhaltet, bereitgestellt, wobei das Werkzeugsystem Folgendes aufweist: eine Positionierungsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, das Hybridmodul relativ zu einem Getriebegehäuse des Getriebemoduls zu positionieren; eine Stützstruktur; einen Greifer, der durch die Stützstruktur gestützt wird und dazu konfiguriert ist, eine Eingangswelle des Hybridmoduls zu greifen; einen Kupplungsaktor, der dazu konfiguriert ist, eine Kupplung des Hybridmoduls zu betätigen; einen Drehaktor, der antriebsmäßig an den Greifer gekoppelt und dazu konfiguriert ist, den Greifer um eine Baugruppenachse zu drehen; einen Kraftsensor, der dazu konfiguriert ist, einen Widerstand gegen die axiale Verschiebung des Hybridmoduls zu dem Getriebemodul zu detektieren; und eine Steuerung in Kommunikation mit der Positionierungsvorrichtung, dem Greifer, dem Kupplungsaktor, dem Drehaktor und dem Kraftsensor, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, den Betrieb des Kupplungsaktors, der Positionierungsvorrichtung, des Greifers und des Drehaktors derart zu steuern, dass ein Vorgang durchgeführt wird, der beinhaltet, dass der Kupplungsaktor die Kupplung dazu betätigt, einzukuppeln, der Greifer die Eingangswelle des Hybridmoduls greift, der Drehaktor den Greifer dreht, um die Eingangswelle des Hybridmoduls relativ zu einer Eingangswelle des Getriebemoduls zu drehen, und die Positionierungsvorrichtung das Hybridmodul zu dem Getriebemodul verschiebt, um ein Gehäuse des Hybridmoduls auf dem Getriebegehäuse zu platzieren, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, den Drehaktor dazu zu betreiben, die Eingangswelle des Hybridmoduls als Reaktion darauf zu drehen, dass der Kraftsensor eine Kraft detektiert, die eine Schwellenwertkraft überschreitet.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Kupplungsaktor einen ersten linearen Aktor und eine Düse, die an den ersten linearen Aktor gekoppelt ist, wobei die Düse dazu konfiguriert ist, einen Anschluss in Fluidverbindung mit der Kupplung des Hybridmoduls abdichtend in Eingriff zu nehmen, wobei der erste lineare Aktor dazu konfiguriert ist, die Düse relativ zu der Stützstruktur zu bewegen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Düse ein Nasenstück, einen Saugrüssel und einen zweiten linearen Aktor, wobei das Nasenstück um den Saugrüssel angeordnet ist, wobei der zweite lineare Aktor dazu konfiguriert ist, den Saugrüssel zwischen einer ausgefahrenen Position und einer eingezogenen Position relativ zu dem Nasenstück zu bewegen, wobei der Saugrüssel dazu konfiguriert ist, den Anschluss abdichtend in Eingriff zu nehmen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Werkzeugsystem eine drehende Basis, die durch die Stützstruktur gestützt wird und relativ dazu um die Baugruppenachse drehbar ist, wobei der Greifer durch die drehende Basis zur Drehung damit um die Baugruppenachse gestützt wird, wobei der Drehaktor antriebsmäßig an die drehende Basis gekoppelt ist, um die drehende Basis zu drehen, wobei der Drehaktor einen linearen Aktor beinhaltet, der durch die Stützstruktur gestützt wird, wobei der lineare Aktor eine Stange beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, sich linear zu verschieben, wobei die Stange derart an die drehende Basis gekoppelt ist, dass eine lineare Verschiebung der Stange die drehende Basis dreht.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Werkzeugsystem eine drehende Basis, die durch die Stützstruktur gestützt wird und relativ dazu um die Baugruppenachse drehbar ist, wobei der Greifer durch die drehende Basis zur Drehung damit um die Baugruppenachse gestützt wird, wobei der Drehaktor antriebsmäßig an die drehende Basis gekoppelt ist, um die drehende Basis zu drehen, wobei der Drehaktor einen Elektromotor beinhaltet, der an die Stützstruktur gekoppelt ist, wobei ein Ausgang des Elektromotors antriebsmäßig an die drehende Basis gekoppelt ist, um den Greifer über die drehende Basis zu drehen.

Claims

Werkzeugsystem zum Zusammenbauen einer Hybridfahrzeuggetriebebaugruppe, die ein Hybridmodul und ein Getriebemodul beinhaltet, wobei das Werkzeugsystem Folgendes umfasst: eine Positionierungsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, das Hybridmodul relativ zu einem Getriebegehäuse des Getriebemoduls zu positionieren; eine Stützstruktur; einen Greifer, der durch die Stützstruktur gestützt wird und dazu konfiguriert ist, eine Eingangswelle des Hybridmoduls zu greifen; einen Kupplungsaktor, der dazu konfiguriert ist, eine Kupplung des Hybridmoduls zu betätigen; einen Drehaktor, der antriebsmäßig an den Greifer gekoppelt und dazu konfiguriert ist, den Greifer um eine Baugruppenachse zu drehen; und eine Steuerung in Kommunikation mit der Positionierungsvorrichtung, dem Greifer, dem Kupplungsaktor und dem Drehaktor, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, den Betrieb des Kupplungsaktors, der Positionierungsvorrichtung, des Greifers und des Drehaktors derart zu steuern, dass ein Vorgang durchgeführt wird, der beinhaltet, dass der Kupplungsaktor die Kupplung dazu betätigt, einzukuppeln, der Greifer die Eingangswelle des Hybridmoduls greift, der Drehaktor den Greifer dreht, um die Eingangswelle des Hybridmoduls relativ zu einer Eingangswelle des Getriebemoduls zu drehen, und die Positionierungsvorrichtung das Hybridmodul zu dem Getriebemodul verschiebt, um ein Gehäuse des Hybridmoduls auf dem Getriebegehäuse zu platzieren.
Werkzeugsystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die Positionierungsvorrichtung dazu zu steuern, das Hybridmodul entlang der Baugruppenachse mit dem Getriebegehäuse auszurichten, und eine Verschiebevorrichtung dazu zu steuern, ein Gehäuse des Hybridmoduls zu dem Getriebemodul zu verschieben.
Werkzeugsystem nach Anspruch 1, das ferner eine Vielzahl von Ausrichtungsstiften umfasst, die an die Stützstruktur gekoppelt ist, wobei jeder Ausrichtungsstift dazu konfiguriert ist, ein Passmerkmal an dem Hybridmodul in Eingriff zu nehmen, um das Hybridmodul mit dem Greifer auszurichten.
Werkzeugsystem nach Anspruch 3, das ferner eine Vielzahl von Federn umfasst, die dazu konfiguriert ist, die Ausrichtungsstifte axial relativ zu der Stützstruktur zu dem Gehäuse des Hybridmoduls vorzuspannen.
Werkzeugsystem nach Anspruch 1, wobei der Kupplungsaktor an die Stützstruktur gekoppelt ist.
Werkzeugsystem nach Anspruch 5, wobei der Kupplungsaktor einen ersten linearen Aktor und eine Düse, die an den ersten linearen Aktor gekoppelt ist, beinhaltet, wobei die Düse dazu konfiguriert ist, einen Anschluss in Fluidverbindung mit der Kupplung des Hybridmoduls abdichtend in Eingriff zu nehmen, wobei der erste lineare Aktor dazu konfiguriert ist, die Düse relativ zu der Stützstruktur zu bewegen.
Werkzeugsystem nach Anspruch 6, wobei die Düse ein Nasenstück, einen Saugrüssel und einen zweiten linearen Aktor beinhaltet, wobei das Nasenstück um den Saugrüssel angeordnet ist, wobei der zweite lineare Aktor dazu konfiguriert ist, den Saugrüssel zwischen einer ausgefahrenen Position und einer eingefahrenen Position relativ zu dem Nasenstück zu bewegen, wobei der Saugrüssel dazu konfiguriert ist, den Anschluss abdichtend in Eingriff zu nehmen.
Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1-7, wobei das Werkzeugsystem eine drehende Basis beinhaltet, die durch die Stützstruktur gestützt wird und relativ dazu um die Baugruppenachse drehbar ist, wobei der Greifer durch die drehende Basis zur Drehung damit um die Baugruppenachse gestützt wird, wobei der Drehaktor antriebsmäßig an die drehende Basis gekoppelt ist, um die drehende Basis zu drehen.
Werkzeugsystem nach Anspruch 8, wobei der Drehaktor einen linearen Aktor beinhaltet, der durch die Stützstruktur gestützt wird, wobei der lineare Aktor eine Stange beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, sich linear zu verschieben, wobei die Stange derart an die drehende Basis gekoppelt ist, dass eine lineare Verschiebung der Stange die drehende Basis dreht.
Werkzeugsystem nach Anspruch 8, wobei der Drehaktor einen Elektromotor beinhaltet, der an die Stützstruktur gekoppelt ist, wobei ein Ausgang des Elektromotors antriebsmäßig an die drehende Basis gekoppelt ist, um den Greifer über die drehende Basis zu drehen.
Werkzeugsystem nach Anspruch 8, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, den Drehaktor dazu zu betreiben, den Greifer über die drehende Basis zu drehen, während das Hybridmodul zu dem Getriebemodul verschoben wird, bis eine Ausgangswelle des Hybridmoduls eine Eingangswelle des Getriebemoduls in Eingriff nimmt und das Gehäuse des Hybridmoduls auf dem Gehäuse des Getriebemoduls platziert ist.
Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1-7, das ferner einen Kraftsensor umfasst, der dazu konfiguriert ist, einen Widerstand gegen die axiale Verschiebung des Hybridmoduls zu dem Getriebemodul zu detektieren, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, den Drehaktor dazu zu betreiben, die Eingangswelle des Hybridmoduls als Reaktion darauf zu drehen, dass der Kraftsensor eine Kraft detektiert, die eine Schwellenkraft überschreitet.
Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1-7, das ferner einen Greifsensor umfasst, der von der Stützstruktur gestützt wird und dazu konfiguriert ist, ein Vorhandensein der Eingangswelle des Hybridmoduls in dem Greifer zu detektieren.
Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die Positionierungsvorrichtung einen Roboterarm beinhaltet.
Verfahren zum Zusammenbauen einer Hybridfahrzeuggetriebebaugruppe, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Hybridmoduls der Hybridfahrzeuggetriebebaugruppe, wobei das Hybridmodul ein Hybridmodulgehäuse, einen Drehmomentwandler, einen Elektromotor, eine Kupplung und eine Eingangswelle beinhaltet; koaxiales Ausrichten des Hybridmoduls mit einem Getriebe der Hybridfahrzeuggetriebebaugruppe, Greifen der Eingangswelle mit einem Greifer; Betätigen der Kupplung dazu, den Drehmomentwandler zu sperren; und Durchführen eines Platzierungsvorgangs, einschließlich axiales Verschieben des Hybridmoduls zu dem Getriebe und Takten der Eingangswelle relativ zu dem Hybridmodulgehäuse, um eine Vielzahl von kämmenden Eingriffen zwischen dem Hybridmodul und dem Getriebe in Eingriff zu nehmen, bis das Getriebemodulgehäuse auf einem Getriebegehäuse des Getriebes platziert ist.