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WO2018153401A1 - Hybridmodul und antriebsstrang für ein kraftfahrzeug und verfahren zum zusammenbauen eines antriebsstrangs - Google Patents

Hybridmodul und antriebsstrang für ein kraftfahrzeug und verfahren zum zusammenbauen eines antriebsstrangs Download PDF

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WO2018153401A1
WO2018153401A1 PCT/DE2018/100057 DE2018100057W WO2018153401A1 WO 2018153401 A1 WO2018153401 A1 WO 2018153401A1 DE 2018100057 W DE2018100057 W DE 2018100057W WO 2018153401 A1 WO2018153401 A1 WO 2018153401A1
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WO
WIPO (PCT)
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carrier
hybrid module
rotor
module
housing part
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/DE2018/100057
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Elmar Lorenz
Reiner Neukum
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to DE112018000981.5T priority patent/DE112018000981A5/de
Priority to CN201880010154.5A priority patent/CN110267835B/zh
Publication of WO2018153401A1 publication Critical patent/WO2018153401A1/de
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    • F16D2021/0692—Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways at least two driving shafts or two driven shafts being concentric with two clutches arranged axially without radial overlap
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a hybrid module for a motor vehicle for coupling an internal combustion engine and a transmission, a drive train for a motor vehicle with an internal combustion engine and a hybrid module according to the invention. Furthermore, the invention relates to a method for assembling a drive train according to the invention.
  • Combustion engine operation usually include an electric motor, a disconnect clutch, their actuation system, bearings and housing components that connect the three main components to a functional unit.
  • the electric motor allows electric driving, performance gain for
  • Actuation system ensure the coupling or uncoupling of the
  • a hybrid module is combined with a dual clutch in such a way that the hybrid module is located in the torque transmission direction between the internal combustion engine and the transmission, in the vehicle the internal combustion engine, the hybrid module, must have the double clutch with its
  • Actuation systems and the transmission are arranged behind or next to each other.
  • Such a positioned hybrid module is also referred to as a P2 hybrid module.
  • P2 hybrid module Such a positioned hybrid module is also referred to as a P2 hybrid module.
  • Disconnect coupling within a rotor of an electric machine Disconnect coupling within a rotor of an electric machine.
  • Part clutches of a dual clutch device are axially offset next to the rotor of the electric machine and thus also next to the separating clutch
  • the partial clutches are nested radially.
  • the Actuation systems for the individual clutches are arranged axially offset next to these clutches.
  • the present invention has the object to provide a hybrid module and a drive train for a motor vehicle available, which combine a small space with a long life and the possibility of easy installation or compliance with low tolerances.
  • This object is achieved by the hybrid module according to the invention according to claim 1, by the drive train according to the invention according to claim 9 and by the inventive method for assembling the drive train according to claim 10.
  • Advantageous embodiments of the hybrid module are specified in the subclaims 2-8.
  • the axial direction is oriented orthogonal to friction surfaces of the slats.
  • the invention relates to a hybrid module for a motor vehicle for coupling an internal combustion engine and a transmission, which has a plug-in module.
  • This plug-in module essentially comprises one
  • rotationally symmetrical disk carrier and at least two coupling devices, in particular a separating clutch and at least one starting clutch.
  • Coupling devices each have at least one disk pack, of which in each case at least one lamella is fixedly connected to a driver device, in particular a toothing, of the lamellar carrier.
  • the plate carrier essentially has the shape of a hollow annular cylinder composed of two rotationally symmetrically arranged hollow cylinders.
  • the entrainment means are arranged in the radially delimited by the disk carrier space on at least one of the radially spaced and facing inner sides of the hollow annular cylinder. Furthermore, this includes
  • Hybrid module an electrical machine whose rotor is rotatably connected to a rotor carrier, wherein the rotor carrier is rotatably coupled to the plug-in module, so that applied by the rotor of the electric machine torque to the
  • the hybrid module further comprises a housing part, wherein the rotor carrier is mounted on the housing part by means of at least one radial bearing, in particular a roller bearing.
  • the hybrid module comprises a spacing element, which rests axially on the radial bearing and the
  • the radial bearing the possibility of axial displacement is taken, which ensures easy installation and accurate permanent positioning of the radial bearing and the other parts of the plug-in module.
  • the radial bearing used is a split four-point bearing.
  • the coupling devices can be configured as wet clutches.
  • the disconnect device is in particular connected to an input side of the hybrid module.
  • two partial coupling devices of a dual clutch device are provided, the disk sets of which are connected to an output side of the hybrid module.
  • the torque-resistant application of a blade of a disk set to a driving device can allow an axial displacement.
  • the entrainment device is preferably designed as a spline.
  • a hollow annular cylinder is a body whose inner hollow cylinder forms an outer side which is radially opposite the inner side of the outer hollow cylinder.
  • Hybrid module testable plug-in module provided, which at
  • This plug-in module lies in particular in the high dimensional accuracy or the low mounting tolerances in the mounted state due to the fact that almost all assembly steps and surveying operations that are necessary for the production of the plug-in module outside a rotor of an electric machine of a hybrid module, for which the plug-in module is provided, so that reliably all geometric relationships of
  • Coupling devices can be adjusted to each other and with respect to the plate carrier to the respective desired actual size.
  • adjusting operations on the coupling devices can thereby be made simpler or more accurate.
  • the plug-in module makes it possible to manufacture this for different hybrid modules or rotor carriers, wherein only the contour of the plug-in module is to be manufactured to match the rotor carrier in order to form a unit as a so-called "add in" to
  • Coupling devices are arranged radially offset from one another and the
  • Carrier devices for connection to at least one blade of a
  • Disc packs are arranged in the radially delimited by the disk carrier space at the two radially spaced and facing inner sides of the two hollow cylinder of the hollow annular cylinder. That means that the
  • Mitdeciding spurs are arranged in a radially delimited by the disk carrier hollow annular cylinder space at radially opposite inner sides, where the disk sets are rotatably connected, so that the
  • Lamella packages are connected to opposite inner sides.
  • a further coupling device is arranged axially next to one of the two coupling devices, of which likewise at least one lamella is arranged on a driver device on the inside of the hollow cylinder, on which also at least one lamella of the
  • Disc packs of the axially adjacent coupling device is arranged.
  • the disk set of the third coupling device has such a distance from the common axis of rotation of the coupling devices that the disk sets of the axially adjacent coupling devices overlap in the radial direction.
  • the fins of both disk sets are rotatably connected on the same side of the same hollow cylinder with the local entrainment facilities.
  • the plug-in module offers the advantage of easy handling during assembly, in particular on the assembly line, and when used in a rotor carrier of a hybrid module to be produced, so that the
  • Assembly and assembly can be done in a simplified manner and without interference manual or automated.
  • Partial coupling device and a second partial coupling device a
  • Double clutch device are arranged on the inside of the outer hollow cylinder and the disk set of a separating clutch is arranged on the outside of the inner hollow cylinder.
  • the slats of the disk packs are realized there on entrainment devices
  • the entrainment devices are designed as toothings which have a plurality of teeth distributed on the respective circumference and having axially extending teeth.
  • at least one support element can be integrated in this toothing, which serves to axially on a coupling device
  • such a support element may be a gap in the toothing, on which axially supports a counter-plate of a plate pack or support.
  • the hollow annular cylinder of the disk carrier has at least one front-side connecting element which radially connects the two hollow cylinders of the hollow annular cylinder.
  • the disk carrier at least one on its radial outer side
  • torque transmission element for transmitting a torque from the plate carrier to a radially connected thereto component.
  • a torque can be transmitted from the disk carrier to a rotor carrier of a hybrid module surrounding it radially, and in the opposite direction.
  • the torque transmission element may also be a toothing, which allows an axial insertion of the disk carrier or the entire plug-in module in a rotor carrier.
  • the disk carrier can be made in one or more parts, in particular two parts, wherein it has an inner part and an outer part and a mechanical
  • a front-side connecting element may be divided into two, wherein an outer part of the front-side connecting element is arranged on the outer part of the disk carrier or is executed by this, and an inner part of the front-side connecting element is arranged on the inner part of the disk carrier or is executed by this, and a mechanical connection between the inner part of the front-side connecting element and the outer part of the front-side connecting element is executed.
  • Connection can be carried out by a variety on the circumference of the connection area realized screw or rivet or clinch or welded joints.
  • the multi-part design of the disk carrier makes it possible to produce the disk carrier with simpler or more cost-effective production methods.
  • the multi-part of the disk carrier opens up the possibility of another Assembly sequence of the disk carrier in a rotor carrier of a hybrid module, since initially one of the parts inner part and outer part can be arranged in or on the rotor carrier, possibly coupling devices in the rotor of the electric
  • Machine of the hybrid module surrounding space can be used and only then the other part can be used, which was possibly previously equipped with a disc pack another coupling device.
  • an axially acting actuating element which is mechanically connected to a pressure plate of one of the two coupling devices, through the
  • Run plate pack of the axially adjacent coupling device to realize through this disc pack through an axial motion transmission is associated with an actuating system which can be located within or outside of the radially and axially enclosed by the disk carrier space.
  • Disk set axially cross-actuated actuator is mechanically coupled, inside or outside of the radially and axially from the disk carrier
  • the mentioned actuating systems can be assigned to the two partial coupling devices of a double clutch device.
  • the entrainment means preferably provided as toothing are arranged for transmitting the torque to the two axially juxtaposed coupling devices with equal radial distances to the common axis of rotation, but in one of the axially adjacent coupling devices, the lamellae, not with the
  • Co-driver devices of the disk carrier cooperate, have a smaller radial extent than that of the adjacent coupling device, since between the radial end faces of these disks and the driver, the axially acting actuator is passed through the disk set.
  • An actuating system for the separating clutch can axially on the opposite sides of the disc carrier to the two mentioned actuating systems be arranged, in which case an actuating element associated with this actuating element axially an end-side connecting element of the hollow
  • the rotor carrier is preferably configured in terms of its shape at least partially complementary to the outer shape of the disk carrier, so that the rotor carrier forms a recess in the form of a hollow cylinder, in which the plug-in module according to the invention can be inserted and is preferably positively connected to the rotor carrier, e.g. by means of an external toothing, which cooperates in a rotationally fixed manner with an internal toothing of the rotor carrier. That means that the
  • Rotor carrier radially surrounds the plate carrier at least partially.
  • the housing part of the hybrid module and the rotor carrier extend in a preferred embodiment, partially coaxial, wherein the
  • Spacing element is designed annular and on with its radial
  • the housing part is likewise designed to be annular in the region of the coaxial extension parallel to the rotor carrier, so that the radial inner side of the spacing element bears against the radial outer side of this housing part.
  • the spacing element should abut with its radial inner side with a press fit on the housing part.
  • This interference fit provides for a secure fit of the spacer element and reduces any imbalance that might otherwise occur due to the arrangement of the spacer element.
  • a further rotation bearing for radially supporting the rotor carrier is arranged radially between the spacer element and the housing part, which is supported radially inwardly on the complaint element and radially outwardly supported on the rotor carrier.
  • the rotor carrier is radially supported via the rotary bearing and the spacer element on the housing part.
  • the rotary bearing is in particular a needle bearing, advantageous to apply due to its small radial extent or due to its small difference between the inner diameter and outer diameter.
  • the spacer element thus forms a bearing raceway of this particular designed as a needle bearing rotary bearing.
  • the spacer element forms the bearing seat.
  • the hybrid module can furthermore have a fixing element fixedly connected to the housing part, which has the translatory degree of freedom of
  • Positioning element positioned so that it can not move axially.
  • Fixing element is preferably a nut whose internal thread cooperates with an external thread of the housing part designed.
  • the spacer element abuts axially under pressure-biasing to roller bearings and the fixing element.
  • the complaint element axially presses against the rolling bearing with a spring action on the one hand and against the fixing element on the other hand, similar to the function of a so-called omega spring. This can be achieved and set by a specific screwing depth of the fixing element on the
  • Spacing element at least one, in particular a plurality of radial
  • the coupling devices of the hybrid module are designed in particular as wet couplings.
  • the spacer element preferably has a plurality of circumferentially distributed radial passage openings, which transport oil to and from the coupling devices
  • a respective passage opening may be adjacent to a radial
  • Extension component also have an axial extension component, so that it leads obliquely through the spacer member and thus allows alignment of the volume flow of the lubricant to a certain position within the space surrounding the plug-in module. Such can be through the spacer or through the integrated therein
  • Through holes distribute an oil volume targeted.
  • the housing part and the rotor carrier may each have at least one radial passage, which are at least partially aligned in the radial direction with the passage opening in the spacer, so that lubricant through a through the passages and the passage opening leading
  • Flow path can be supplied to the coupling devices.
  • the cross-section of the flow path can be adjusted so that so that the volume flow of the lubricant can be adjusted to the coupling devices.
  • the spacer element in addition to the function of fixing the radial bearing also assumes the function of ensuring or setting a lubricant transport to the coupling devices.
  • the hybrid module according to the invention can be designed with a reduced number of components while having a small radial extent.
  • the present invention relates to a drive train for a motor vehicle with an internal combustion engine and a hybrid module according to the invention and with a transmission, wherein the hybrid module with the Internal combustion engine and the transmission mechanically over
  • Coupling devices of the plug-in module in the hybrid module can be connected or connected.
  • a method for assembling a drive train according to the invention is provided with the steps of providing a plug-in module of a hybrid module according to the invention;
  • a housing part of the hybrid module to be provided with the plug-in module can be rotatably mounted on the output shaft.
  • Coupling devices in particular a separating clutch, can be arranged in or on a wall of the housing part.
  • the rotor carrier, on which the rotor of the electric machine is arranged rotationally fixed relative to the rotor carrier, can be arranged on a portion of the housing part, so that the rotor carrier is rotatable relative to the housing part.
  • Starting clutch axially inserted into the rotor carrier.
  • the steps of inserting the rotor carrier into the housing and the arrangement of the spacer element on the housing part need not necessarily be performed in the order shown, but they can also be done in reverse order.
  • Spacing element is preferably not directly, but by means of a rotary bearing, such as the already mentioned needle bearing.
  • a fixing element on the rotor carrier can be tightened so that the spacer element is under an axial bias and thus axially permanently exert a compressive stress on the one hand on a radial bearing and on the other hand on the fixing element.
  • FIG. 3 shows a plate carrier of a second embodiment in partial section
  • Figure 5 an axial support of disc springs on the plate carrier of a first
  • Fig. 6 an axial support of disc springs on the plate carrier of a second alternative
  • Fig. 7 an axial support of disc springs on the plate carrier of a third
  • FIG. 8 shows a detail of the partial section of FIG
  • FIG. 9 is an enlarged view of a portion of the embodiment shown in FIG. 9
  • FIG. 10 shows a further enlarged representation of a partial region of the embodiment shown in FIG. 8
  • An intermediate shaft 32 of the hybrid module 10 coupled to the hybrid module 10 shown in FIG. 1 is coupled or connected to an output shaft of an internal combustion engine not shown, for example via a damper (not shown here), such as a dual mass flywheel.
  • the output side of an input side 1 1 of the hybrid module 10 representing intermediate shaft 32 is rotatably coupled to an outer disk carrier 54 of a separating clutch 50.
  • Slats of the disk set 51 of the separating clutch 50 are arranged in an annular cylinder space 91, which is formed by a disk carrier 90, namely here on the outer side 94 of a first hollow cylinder 93 of the disk carrier 90th
  • the disk carrier 90 has a front-side connecting element 1 10, with which the first hollow cylinder 93 is radially coupled to a second hollow cylinder 95.
  • Partial coupling device 70 and a second partial coupling device 80 which together form a dual clutch device 60, arranged.
  • An inner disk carrier 74 of the first partial clutch device 70 is to
  • An inner disk carrier 84 of the second partial clutch device 80 is configured to engage from the disk set 81 of the second partial clutch device 80 To transmit torque to a second transmission input shaft, not shown here.
  • the two inner disk carrier 74,84 form the output side 12 of the hybrid module 10.
  • entrainment devices 100 preferably in the form of gears, arranged in a form-fitting manner with lamellae of the disk sets 51, 71, 81 of the separating clutch 50, the first
  • the first hollow cylinder 93 and the second hollow cylinder 95 of the disk carrier 90 are arranged coaxially with each other.
  • the disk carrier 90 has on the outer side 94 of the first hollow cylinder as well as on the inner side 96 of the second hollow cylinder 95 each have a support element 101, here in the form of a notch or groove. This support element 101 serves to receive and axial support of the counter plate 73 of the first
  • an axially acting actuating element 83 for actuating the second partial coupling device 80 extends axially through the disk set 71 of the first partial coupling device 70.
  • An actuator 52 for operating the disconnect clutch 50 is provided on an axial side of the hybrid module 10 that faces the internal combustion engine in a state where the hybrid module 10 is installed in a powertrain of a hybrid vehicle. Actuators or actuation systems 72, 82 for actuating the first part-coupling device and the second one
  • Partial coupling device 80 are provided on one side of the hybrid module 10, which in a state in which the hybrid module 10 in the drive train of Hybrid vehicle is installed facing the transmission.
  • the actuator or operating system 52 for actuating the separating clutch 50 has an actuating direction which is directed in an opposite direction with respect to the actuating direction of the actuating systems 72, 82 or actuators for actuating the first partial clutch device 70 and / or the second partial clutch device 80 is.
  • the plate carrier 90 for supporting lamellae of disc packs 71, 81 of the first partial clutch device 70 and the second partial clutch device 80 is considered to be rotatable relative to a rotor carrier 30 of the hybrid module 10
  • the rotor carrier 30 and the plate carrier 90 are over
  • Torque transmission elements 120 such rotatably connected or coupled to each other such that a rotation of the rotor carrier 30 causes rotation of the disk carrier 90.
  • the torque transmitting member 120 may be realized by, for example, a milling, a screwing, a boring, a pinning, or the like.
  • the disk carrier 90 is rotatably arranged in a space formed by the rotor carrier 30 space on the rotor carrier 30.
  • the rotor carrier 30 serves to receive or arrange one at the radial
  • rotor 22 Inside a stator 21 of an electric machine 20 arranged rotor 22.
  • the rotor 22 and the rotor carrier 30 and the plug-in module 40 are all arranged coaxially on a common axis of rotation 1 substantially.
  • the rotor arm is supported via roller bearings 140 on a housing part 31, which in turn is supported radially on the intermediate shaft 32.
  • separate components can be a separating clutch 50 and the
  • Starting clutch devices designed here as partial clutch devices 70,80, comprising insertion module 40 are provided in a simple manner can be pushed axially into the rotor carrier 30 of the hybrid module 10, which allows a modular assembly of the hybrid module 10.
  • the housing part 31 is mounted on an output shaft of the internal combustion engine such that the output shaft is rotatable relative to the housing part 31.
  • Actuation system 52 for actuating the disconnect clutch 50 is disposed in a wall of the housing part 31.
  • the electric machine 20 is arranged rotatably relative to the rotor support 30 is mounted on a portion of the housing part 31 such that the rotor support 30 is rotatable relative to the housing part 32.
  • the plug-in module 40 with the disconnect clutch 50 and the partial clutch devices 70,80 is inserted into the rotor carrier 30 such that the intermediate shaft 32 of the plug-in module 40, which is coupled to an input side of the disconnect clutch 50, and rotatably coupled to the output shaft of the internal combustion engine or is connected.
  • the Lamellenffy90 is connected to the rotor carrier 30 to transmit torque.
  • the hybrid module 10 comprises radially between the housing part 31 and the rotor carrier 30, which is partially coaxial with the rotor
  • Housing part 31 extends, a spacer element 150, which is also referred to as a spacer.
  • This spacer element 150 lies with its radial
  • Housing part 31 is arranged and axially supported on the spacer element 150 opposite side on a shoulder of the housing part 1. At the rolling bearing 140 axially opposite side is located on the
  • Special nut has circumferentially distributed engagement holes 163, in the form of elements a special tool can be inserted to rotate the fixing element and thus move axially, and thus the distance between the
  • Adjustment element 170 and the rolling bearing 140 Accordingly, an axial bias can be generated in the spacer element 150, so that the spacer element 150 presses axially against the roller bearing 140 and against the fixing element 170 like a spring. This ensures the axial position of the spacer element 150
  • a further rotation bearing 160 is arranged, which in the embodiment shown here is a needle bearing. This rotary bearing 160 thus serves the further radial
  • Spacer element 150 which is supported radially on the housing part 31. In the embodiment shown here, however, this is not the only one
  • the spacing element 150 Function of the spacer element 150, but it also serves to supply or adjustment of a lubricant volume flow in the space radially enclosed by the plug-in module 40 in which the coupling devices 50,70, 80 are located.
  • the spacing element comprises a
  • Spacing element 150, the inside diameter of the flow path 181 and thus the volume flow of a lubricant to be supplied can be adjusted.
  • Each of the axially adjacent coupling devices 70,80 is associated with a pressure element 85,86.
  • Clutch device 70 is supported axially directly or directly on the
  • Disc pack 71 of the first part clutch device 70 from.
  • the pressure element 85 of the second partial clutch device 80 is indirectly supported on the disk set 81 of the second partial clutch device 80, namely here via the axially acting actuating element 83, which leads through fins of the disk set of the first partial clutch device 70.
  • Each of the two partial coupling devices 70,80 is also associated with a plate spring 76,86.
  • These disk springs 76, 86 are supported by their respective radially outer edge 200 on the inside 96 of the second hollow cylinder 95 of the disk carrier 90.
  • the plate carrier 90 at these points stepped elements 97.
  • a respective pressure element 75,85 is mechanically in communication with a respective actuating system 72,82 of the two partial coupling devices 70,80.
  • Figure 2 shows the plate carrier 90 as a one-piece component.
  • the driver device 100 can be seen, which is arranged on the outer side 94 of the first hollow cylinder 93 and also on the inner side 96 of the second hollow cylinder 95.
  • the two hollow cylinders 93,95b are frontally over the
  • Connecting element 1 10 mechanically connected.
  • the disk carrier 90 can also be designed as a timed component, as can be seen from FIGS. 3 and 4.
  • the two-part component is as mechanical kaul 32 between an inner part 130 and an outer part 131 as a mechanical connection 132, a parting line of the two individual parts provided adjacent to the separating clutch 50, as shown in Figure 3.
  • This parting joint or mechanical connection 132 may, for example, a
  • Figure 4 shows a further alternative of the structural design of the
  • Disk carrier 90 in which the inner part 130 and the outer part 131 of the
  • Slat carrier 90 axially overlap each other and with several
  • Screw connections or with one or more welded joints as a mechanical connection 132 are fastened together.
  • FIGS. 5, 6 and 7 show different embodiments of the supports of the disk springs 76, 86 on the disk carrier 90.
  • an axial opening 87 in the axially acting actuating element 83 of the second partial coupling device 80 has a larger radial extent or a larger diameter than the outer diameter of the two plate springs 76, 86. This allows for already mounted axially acting actuator 83, the possibility of subsequent use of the plate springs 76,86 in the plate carrier 90th
  • Figure 5 shows that the plate spring 76 of the first part clutch device and the plate spring 86 of the second part clutch device 80 each at a
  • stepped element 97 of the plate carrier 90 or on the inside 96 of the second hollow cylinder 95 are applied and are supported there axially.
  • FIG. 6 shows an alternative embodiment, in which the plate spring 86 continues to be axially supported only on a step-shaped element 97, but the plate spring 76 is supported on a support ring 98, which in turn is supported axially on a step-shaped element 97.
  • FIG. 7 differs from the embodiment shown in FIG. 6 in that, instead of the bearing ring 98, a retaining ring 99 is arranged, on which the radially outer edge 200 of the disc spring 76 is axially supported.
  • a retaining ring 99 is arranged, on which the radially outer edge 200 of the disc spring 76 is axially supported.
  • Form elements 301 so-called fingers having. This radially outward
  • protruding mold elements 301 penetrate the rotor carrier 30 in radial
  • Recesses 303 are incorporated in the embodiment shown here in the end face 304 of the rotor carrier 30. Such can be in a simple and
  • Space-saving manner transmit torque between the rotor carrier 30 and the plate carrier 90 and the insertion module 40 formed therewith.
  • Rotor carrier 30 is on the radially inner side of the rotor carrier 30 a
  • Lamellenschis 90 arranged, namely here a spring ring 306 which is arranged in a groove 309 in the rotor carrier 30.
  • Torque between the rotor support 30 and the plate carrier 90 is a dowel pin 307 is provided in the front-side connecting element 1 10 of the
  • Disconnect 50 is in the rotor arm 30 as well as in the frontal
  • Connecting element 1 10 at least one passage opening 308, preferably a plurality of such passage openings 308, provided by the one Clutch actuating element 310 passes through to act on the fins of the separating clutch 50 with an actuating force.
  • FIG. 10 shows a further detail of a hybrid module according to the invention, namely here in particular the separating clutch 50, which is likewise located within the
  • Lamellenschis 90 is arranged. It can be seen that the plate carrier 90 rests with its radial inner boundary on the rotor carrier 30. To secure the axial position of the disk carrier 90 and the thus equipped
  • Slide-in module 40 with respect to the rotor carrier 30 is a locking element, here in the form of the illustrated spring ring 306, disposed between the rotor carrier 30 and plate carrier 90.
  • the spring ring 306 is free of stress and extends to the contour shown in dashed lines. After mounting the spring ring 306 on the rotor support 30 and before the axial insertion of the
  • Rotor carrier 30, the spring ring 306 consequently represents an axial blockage against the insertion process.
  • axially extending through openings 400 are formed in the two inner disk carriers 74, 84 of the first partial clutch device 70 and the second partial clutch device 80.
  • Through opening 400 is also in the outer disk carrier 54 of the
  • Disconnect 50 is formed.
  • the passage openings 400 are arranged such that they can be axially aligned with one another, as shown in FIG.
  • Spring ring 306 are moved into the rotor carrier 30 to allow unhindered insertion of the disk carrier 90 in the rotor carrier 30.
  • a plurality of uniformly distributed through openings 400 are present in the inner disk carriers or the outer disk carrier, which allow the simultaneous axial engagement of a plurality of tools 401.
  • Further assistance in inserting the disk carrier 90 into the rotor carrier 30 is effected by a section with an at least partially oblique course 403 on the disk carrier 90.
  • This section 403 is arranged between the inner, first hollow cylinder 93 of the disk carrier 90 and the substantially perpendicularly extending end-side connecting element 1 10.
  • This oblique area or a rounding provided there on the plate carrier 90 causes when inserting the plate carrier 90 in the rotor carrier a wedge effect on the radially projecting spring ring 306 so that it is pushed away during the insertion movement of the disc carrier 90 in the rotor carrier 30 to axially inside.
  • a radially small-sized unit is provided, which can be mounted in a simple and manual as well as automated manner with low tolerances.

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Abstract

Das Hybridmodul (10) umfasst ein Einschubmodul (40) mit einem im Wesentlichen rotationssymmetrischen Lamellenträger (90) und zumindest zwei Kupplungseinrichtungen (50,70, 80), wobei die Kupplungseinrichtungen (50,70, 80) jeweils wenigstens ein Lamellenpaket (51, 71, 81) aufweisen, von dem jeweils zumindest eine Lamelle drehmomentfest mit einer Mitnehmereinrichtung (100) verbunden ist, wobei der Lamellenträger (90) im Wesentlichen die Form eines aus zwei rotationssymmetrisch angeordneten Hohlzylindern (93,95) zusammengesetzten hohlen Ringzylinders aufweist und die Mitnehmereinrichtungen (100) in dem von dem Lamellenträger (90) radial abgegrenzten Raum an wenigstens einer der radial beabstandeten und einander zugewandten Innenseiten des hohlen Ringzylinders angeordnet sind; sowie eine elektrische Maschine (20), deren Rotor (22) drehfest mit einem Rotorträger (30) verbunden ist, wobei der Rotorträger (30) drehfest mit dem Einschubmodul (40) gekoppelt ist, sodass vom Rotor (22) der elektrischen Maschine (20) aufgebrachtes Drehmoment auf das Einschubmodul (40) übertragbar ist, wobei das Hybridmodul (10) weiterhin ein Gehäuseteil (31) aufweist und der Rotorträger (30) mittels wenigstens eines Radiallagers, auf dem Gehäuseteil (31) gelagert ist, und das Hybridmodul (10) ein Beabstandungselement (150) aufweist, welches axial an dem Radiallager anliegt und den translatorischen Freiheitsgrad des Radiallagers in axialer Richtung blockiert.

Description

Hybridmodul und Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Zusammenbauen eines Antriebsstrangs
Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine sowie eines Getriebes einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem erfindungsgemäßen Hybridmodul. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zusammenbauen eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs.
Zurzeit erhältliche Hybridmodule, die durch Ankopplung eines Verbrennungsmotors an einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, einen Elektromotorbetrieb mit einem
Verbrennungsmotorbetrieb kombinieren können, weisen meist einen Elektromotor, eine Trennkupplung, deren Betätigungssystem, Lager und Gehäusekomponenten auf, die die drei Hauptkomponenten zu einer funktionstüchtigen Einheit verbinden.
Der Elektromotor ermöglicht das elektrische Fahren, Leistungszuwachs zum
Verbrennungsmotorbetrieb und rekuperieren. Die Trennkupplung und deren
Betätigungssystem sorgen für das Ankuppeln oder Abkuppeln des
Verbrennungsmotors. Wenn ein Hybridmodul mit einer Doppelkupplung derart kombiniert wird, dass sich das Hybridmodul in Drehmomentübertragungsrichtung zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe befindet, müssen im Fahrzeug der Verbrennungsmotor, das Hybridmodul, die Doppelkupplung mit ihren
Betätigungssystemen und das Getriebe hinter- oder nebeneinander angeordnet werden.
Ein derart positioniertes Hybridmodul wird auch als P2-Hybridmodul bezeichnet. Eine solche Anordnung führt jedoch sehr häufig zu erheblichen Bauraumproblemen, die auch die Montage beeinflussen bzw. erschweren.
Aus der DE 10 2009 059 944 A1 ist ein Hybridmodul bekannt, welches die
Trennkupplung innerhalb eines Rotors einer elektrischen Maschine aufweist.
Teilkupplungen einer Doppelkupplungsvorrichtung sind axial versetzt neben dem Rotor der elektrischen Maschine und somit auch neben der Trennkupplung
angeordnet. Die Teilkupplungen sind dabei radial ineinander verschachtelt. Die Betätigungssysteme für die einzelnen Kupplungen sind axial versetzt neben diesen Kupplungen angeordnet.
Die DE 10 2007 008 946 A1 lehrt eine Mehrfachkupplung für ein Fahrzeug mit einem Hybridantrieb. In diesem Hybridmodul sind zwei Reibungskupplungen innerhalb des vom Rotor der elektrischen Maschine umschlossenen Raumes angeordnet. Der zur Verfügung stehende Bauraum in dem Hybridmodul wird maßgeblich durch die verwendete elektrische Maschine und deren Blechpaket vorgegeben.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hybridmodul sowie einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welche einen geringen Bauraum mit einer langen Lebensdauer und der Möglichkeit der einfachen Montage bzw. der Einhaltung geringer Toleranzen kombinieren. Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Hybridmodul nach Anspruch 1 , durch den erfindungsgemäßen Antriebsstrang nach Anspruch 9 sowie durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Zusammenbauen des Antriebsstrangs gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Hybridmoduls sind in den Unteransprüchen 2-8 angegeben.
Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen. Die Richtungsangaben axial und radial beziehen sich auf die gemeinsame Rotationsachse der genannten
Aggregate. Somit ist die axiale Richtung orthogonal zu Reibflächen der Lamellen orientiert.
Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine sowie eines Getriebes, welches ein Einschubmodul aufweist. Dieses Einschubmodul umfasst einen im Wesentlichen
rotationssymmetrischen Lamellenträger und zumindest zwei Kupplungseinrichtungen, insbesondere eine Trennkupplung und mindestens eine Anfahrkupplung. Die
Kupplungseinrichtungen weisen jeweils wenigstens ein Lamellenpaket auf, von dem jeweils zumindest eine Lamelle drehmomentfest mit einer Mitnehmereinrichtung, insbesondere einer Verzahnung, des Lamellenträgers, verbunden ist. Der
Lamellenträger weist im Wesentlichen die Form eines aus zwei rotationssymmetrisch angeordneten Hohlzylindern zusammengesetzten hohlen Ringzylinders auf. Die Mitnehmereinrichtungen sind in dem von dem Lamellenträger radial abgegrenzten Raum an wenigstens einer der radial beabstandeten und einander zugewandten Innenseiten des hohlen Ringzylinders angeordnet. Des Weiteren umfasst das
Hybridmodul eine elektrische Maschine, deren Rotor drehfest mit einem Rotorträger verbunden ist, wobei der Rotorträger drehfest mit dem Einschubmodul gekoppelt ist, sodass vom Rotor der elektrischen Maschine aufgebrachtes Drehmoment auf das
Einschubmodul übertragbar ist. Das Hybridmodul weist weiterhin ein Gehäuseteil auf, wobei der Rotorträger mittels wenigstens eines Radiallagers, insbesondere eines Wälzlagers, auf dem Gehäuseteil gelagert ist. Zudem umfasst das Hybridmodul ein Beabstandungselement, welches axial an dem Radiallager anliegt und den
translatorischen Freiheitsgrad des Radiallagers in axialer Richtung blockiert.
Derart wird dem Radiallager die Möglichkeit der axialen Verlagerung genommen, was eine einfache Montage sowie eine exakte dauerhafte Positionierung des Radiallagers und auch der anderen Teile des Einschubmoduls gewährleistet. Insbesondere ist das verwendete Radiallager ein geteiltes Vierpunktlager.
Die Kupplungseinrichtungen können als nasse Kupplungen ausgestaltet sein.
Die Trennkupplungseinrichtung ist dabei insbesondere mit einer Eingangsseite des Hybridmoduls verbunden. Vorzugsweise sind zusätzlich zur Trennkupplung zwei Teilkupplungseinrichtungen einer Doppelkupplungsvorrichtung vorgesehen, deren Lamellenpakete mit einer Ausgangsseite des Hybridmoduls verbunden sind.
Die drehmomentfeste Anwendung einer Lamelle eines Lamellenpakets an eine Mitnehmereinrichtung kann dabei eine axiale Verschiebung zulassen. Zu diesem Zweck ist die Mitnehmereinrichtung vorzugsweise als eine Steckverzahnung ausgebildet. Ein hohler Ringzylinder ist dabei ein Körper, dessen innerer Hohlzylinder eine Außenseite ausbildet, die der Innenseite des äußeren Hohlzylinders radial gegenüberliegt. Somit wird als Unterzusammenbau oder Unterbaugruppe ein außerhalb eines
Hybridmoduls prüfbares Einschubmodul zur Verfügung gestellt, welches bei
Aufnahme von drei Kupplungseinrichtungen auch Triple-Clutch genannt wird.
Der Vorteil dieses Einschubmoduls liegt insbesondere in der hohen Maßhaltigkeit bzw. der geringen Montagetoleranzen im montierten Zustand auf Grund dessen, dass nahezu alle Montageschritte und Vermessungsvorgänge, die zur Fertigung des Einschubmoduls notwendig sind, außerhalb eines Rotors einer elektrischen Maschine eines Hybridmoduls, für welches das Einschubmodul vorgesehen ist, erfolgen können, so dass in zuverlässiger Weise alle geometrischen Verhältnisse der
Kupplungseinrichtungen zueinander sowie in Bezug zum Lamellenträger auf das jeweilige gewünschte Ist-Maß eingestellt werden können.
Zudem lassen sich dadurch Einstellvorgänge an den Kupplungseinrichtungen einfacher bzw. genauer vornehmen.
Weiterhin ermöglicht das Einschubmodul, dieses für unterschiedliche Hybridmodule bzw. Rotorträger zu fertigen, wobei lediglich die Kontur des Einschubmoduls passend zum Rotorträger zu fertigen ist, um eine Einheit als sogenanntes„Add in" zur
Verfügung zu stellen, die orts- und zeitunabhängig in einen Rotorträger integriert werden kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass Lammellenpakte von zwei
Kupplungseinrichtungen radial versetzt zueinander angeordnet sind und die
Mitnehmereinrichtungen zur Verbindung mit wenigstens einer Lamelle eines
Lamellenpakets in dem von dem Lamellenträger radial abgegrenzten Raum an den beiden radial beabstandeten und einander zugewandten Innenseiten der beiden Hohlzylinder des hohlen Ringzylinders angeordnet sind. Das heißt, dass die
Mitnehmereinrichtungen in einem von dem Lamellenträger radial abgegrenzten hohlen Ringzylinderraum an einander radial gegenüberliegenden Innenseiten angeordnet sind, an denen die Lamellenpakete drehfest angeschlossen sind, sodass die
Lamellenpakete an gegenüberliegenden Innenseiten angeschlossen sind.
In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltungsform ist axial neben einer der beiden Kupplungseinrichtungen eine weitere Kupplungseinrichtung angeordnet, von der ebenfalls wenigstens eine Lamelle an einer Mitnehmereinrichtung an der Innenseite des Hohlzylinders angeordnet ist, an der auch wenigstens eine Lamelle des
Lamellenpakets der axial benachbarten Kupplungseinrichtung angeordnet ist.
Das heißt, dass das Lamellenpaket der dritten Kupplungseinrichtung einen derartigen Abstand zur gemeinsamen Rotationsachse der Kupplungseinrichtungen hat, dass sich die Lamellenpakete der axial benachbarten Kupplungseinrichtungen in radialer Hinsicht überlagern. Dabei sind die Lamellen beider Lamellenpakete an derselben Seite desselben Hohlzylinders mit den dortigen Mitnehmereinrichtungen drehfest verbunden.
Trotz Anordnung von drei Lamellenpaketen bietet das Einschubmodul den Vorteil des einfachen Handlings bei der Montage, insbesondere am Montageband, und beim Einsatz in einen Rotorträger eines zu erzeugenden Hybridmoduls, so dass die
Montage und der Zusammenbau in vereinfachter Weise und störungsunanfällig manuell erfolgen können oder auch automatisiert.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Lamellenpakete einer ersten
Teilkupplungseinrichtung und einer zweiten Teilkupplungseinrichtung einer
Doppelkupplungsvorrichtung an der Innenseite des äußeren Hohlzylinders angeordnet sind und das Lamellenpaket einer Trennkupplung an der Außenseite des inneren Hohlzylinders angeordnet ist. An diesen Seiten der genannten Hohlzylinder sind die Lamellen der Lamellenpakete an dort realisierten Mitnehmereinrichtungen
angeschlossen.
Bevorzugt sind die Mitnehmereinrichtungen als Verzahnungen ausgeführt, die mehrere am jeweiligen Umfang verteilt angeordnete und axial erstreckende Zähne aufweisen. Dabei kann in dieser Verzahnung zumindest ein Abstützungselement integriert sein, welches dazu dient, eine axial auf eine Kupplungseinrichtung
aufgebrachte Betätigungskraft zur Betätigung der jeweiligen Kupplungseinrichtung aufzunehmen. So kann z.B. ein solches Abstützungselement eine Lücke in der Verzahnung sein, an der sich axial eine Gegenplatte eines Lamellenpakets abstützt oder abstützen kann. Zur Ausbildung einer mechanischen Einheit, die die Montagevorgänge vereinfacht, ist vorgesehen, dass der hohle Ringzylinder des Lamellenträgers zumindest ein stirnseitiges Verbindungselement aufweist, das die beiden Hohlzylinder des hohlen Ringzylinders radial miteinander verbindet.
Um ein Drehmoment von einem rotatorisch angetriebenen Bauteil auf den
Lamellenträger bzw. in umgekehrter Richtung zu übertragen ist vorgesehen, dass der Lamellenträger an seiner radialen Außenseite zumindest ein
Drehmomentübertragungselement aufweist, zur Übertragung eines Drehmoments von dem Lamellenträger auf ein an ihn radial angeschlossenes Bauteil. Derart kann ein Drehmoment von dem Lamellenträger auf einen ihn radial umgebenden Rotorträger eines Hybridmoduls übertragen werden, und in umgekehrter Richtung.
Das Drehmomentübertragungselement kann ebenfalls eine Verzahnung sein, die ein axiales Einschieben des Lamellenträgers bzw. des gesamten Einschubmoduls in einen Rotorträger ermöglicht.
Der Lamellenträger kann einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgeführt sein, wobei er ein Innenteil und ein Außenteil aufweist und eine mechanische
Verbindung des Innenteils und des Außenteils an einer radialen Position zwischen den radialen Positionen des inneren Hohlzylinders und des äußeren Hohlzylinders ausgeführt ist. So kann insbesondere ein stirnseitiges Verbindungselement zweigeteilt sein, wobei ein äußeres Teil des stirnseitigen Verbindungselements an dem Außenteil des Lamellenträgers angeordnet ist oder von diesem ausgeführt ist, und ein inneres Teil des stirnseitigen Verbindungselements an dem Innenteil des Lamellenträgers angeordnet ist oder von diesem ausgeführt ist, und eine mechanische Verbindung zwischen dem inneren Teil des stirnseitigen Verbindungselements und dem äußeren Teil des stirnseitigen Verbindungselements ausgeführt ist. Diese mechanische
Verbindung kann durch eine Vielzahl am Umfang des Verbindungsbereichs realisierte Schraub- oder Nietverbindungen oder durch Clinch- oder Schweißverbindungen ausgeführt sein. Die Mehrteiligkeit des Lamellenträgers ermöglicht die Fertigung des Lamellenträgers mit einfacheren bzw. kostengünstigeren Herstellungsverfahren.
Zudem eröffnet die Mehrteiligkeit des Lamellenträgers die Möglichkeit einer anderen Montagereihenfolge des Lamellenträgers in einen Rotorträger eines Hybridmoduls, da zunächst eines der Teile Innenteil und Außenteil im bzw. am Rotorträger angeordnet werden kann, ggf. Kupplungseinrichtungen in den vom Rotor der elektrischen
Maschine des Hybridmoduls umgebenden Raums eingesetzt werden können und erst danach das jeweils andere Teil eingesetzt werden kann, welches ggf. vorher mit einem Lamellenpaket einer weiteren Kupplungseinrichtung bestückt wurde.
Zur Betätigung von axial nebeneinander angeordneten Kupplungseinrichtungen kann ein axial wirkendes Betätigungselement, welches an eine Anpressplatte einer der beiden Kupplungseinrichtungen mechanisch angeschlossen ist, durch das
Lamellenpaket der axial benachbarten Kupplungseinrichtung hindurchführen, um durch dieses Lamellenpaket hindurch eine axiale Bewegungsübertragung zur realisieren. Der dieses Lamellenpaket umfassenden Kupplungseinrichtung ist ein Betätigungssystem zugeordnet, welches sich innerhalb oder auch außerhalb des radial und axial vom Lamellenträger umschlossenen Raumes befinden kann.
Entsprechend kann sich auch ein Betätigungssystem, welches mit dem das
Lamellenpaket axial durchgreifenden Betätigungselement mechanisch gekoppelt ist, innerhalb oder auch außerhalb des radial und axial vom Lamellenträger
umschlossenen Raumes befinden. Die genannten Betätigungssysteme können den beiden Teilkupplungseinrichtungen einer Doppelkupplungsvorrichtung zugeordnet sein.
Die vorzugsweise als Verzahnungen vorgesehenen Mitnehmereinrichtungen sind dabei zur Übertragung des Drehmoments auf die beiden axial nebeneinander angeordneten Kupplungseinrichtungen mit gleichen radialen Abständen zur gemeinsamen Rotationsachse angeordnet, wobei jedoch bei einer der axial benachbarten Kupplungseinrichtungen die Lamellen, die nicht mit den
Mitnehmereinrichtungen des Lamellenträgers zusammenwirken, eine geringere radiale Erstreckung aufweisen als die der benachbarten Kupplungseinrichtung, da zwischen den radialen Stirnseiten dieser Lamellen und der Mitnehmereinrichtung das axial wirkende Betätigungselement durch das Lamellenpaket hindurchgeführt ist. Ein Betätigungssystem für die Trennkupplung kann axial auf der den beiden erwähnten Betätigungssystemen gegenüberliegenden Seiten des Lamellenträgers angeordnet sein, wobei hier ein diesem Betätigungssystem zugeordnetes Betätigungselement axial ein stirnseitiges Verbindungselement des hohlen
Ringzylinders des Lamellenträgers durchgreift.
Der Rotorträger ist vorzugsweise hinsichtlich seiner Form zumindest bereichsweise komplementär zur äußeren Form des Lamellenträgers ausgestaltet, so dass der Rotorträger eine Ausnehmung in Form eines Hohlzylinders ausbildet, in welche das erfindungsgemäße Einschubmodul einsetzbar ist und vorzugsweise formschlüssig mit dem Rotorträger verbindbar ist, z.B. mittels einer Außenverzahnung, die drehfest mit einer Innenverzahnung des Rotorträgers zusammenwirkt. Das heißt, dass der
Rotorträger den Lamellenträger zumindest bereichsweise radial umgibt.
Durch das separat fertigbare Einschubmodul kann ein modularer Zusammenbau des Hybridmoduls erfolgen.
Das Gehäuseteil des Hybridmoduls und der Rotorträger erstrecken sich in einer bevorzugten Ausführungsform bereichsweise koaxial, wobei das
Beabstandungselement ringförmig ausgestaltet ist und an mit seiner radialen
Innenseite am Gehäuseteil anliegt. Das Gehäuseteil ist im Bereich der koaxialen Erstreckung parallel zum Rotorträger ebenfalls ringförmig ausgestaltet, sodass die radiale Innenseite des Beabstandungselements an der radialen Außenseite dieses Gehäuseteils anliegt.
Vorzugsweise sollte dabei das Beabstandungselement mit seiner radialen Innenseite mit einer Presspassung am Gehäuseteil anliegen. Diese Presspassung sorgt für einen sicheren Sitz des Beabstandungselements und reduziert eine etwaige Unwucht, die durch die Anordnung des Beabstandungselements ansonsten auftreten könnte.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass radial zwischen dem Beabstandungselement und dem Gehäuseteil ein weiteres Rotationslager zur radialen Abstützung des Rotorträgers angeordnet ist, welches sich radial innen auf dem Beanstandungselement abstützt und radial außen am Rotorträger abstützt.
Derart ist der Rotorträger über das Rotationslager und das Beabstandungselement am Gehäuseteil radial abgestützt. Das Rotationslager ist insbesondere ein Nadellager, vorteilhaft anzuwenden aufgrund dessen geringer radialer Erstreckung bzw. aufgrund dessen geringen Unterschiedes zwischen Innendurchmesser und Außendurchmesser. Das Beabstandungselement bildet somit eine Lagerlaufbahn dieses insbesondere als Nadellager ausgestalteten Rotationslagers aus. Bei Anwendung einer anderen Art eines Rotationslagers bildet das Beabstandungselement den Lagersitz aus.
Zudem kann das Hybridmodul weiterhin ein mit dem Gehäuseteil fest verbundenes Fixierungselement aufweisen, welches den translatorischen Freiheitsgrad des
Beabstandungselements in axialer Richtung blockiert. Entsprechend ist das
Beabstandungselement somit axial zwischen dem Wälzlager sowie dem
Fixierungselement positioniert, sodass es sich nicht axial bewegen kann. Das
Fixierungselement ist vorzugsweise eine Mutter, deren Innengewinde mit einem Außengewinde des Gehäuseteils zusammenwirkt, ausgestaltet. In alternativer
Ausgestaltung bietet sich die Anwendung einer Keilringverbindung an, um das
Beabstandungselement axial zu sichern.
Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass das Beabstandungselement axial unter Druck-Vorspannung an Wälzlager sowie am Fixierungselement anliegt. Das bedeutet, dass das Beanstandungselement axial mit einer Federwirkung einerseits gegen das Wälzlager drückt und andererseits gegen das Fixierungselement drückt, ähnlich der Funktion einer sogenannten Omega-Feder Dies kann erreicht und eingestellt werden durch eine bestimmte Einschraubtiefe des Fixierungselements auf dem
Außengewinde des Gehäuseteils. Weiterhin hat auch die Formgebung sowie
Materialauswahl des Beabstandungselements einen Einfluss auf die von ihm
realisierte axiale Vorspannung.
Weiterhin ist das erfindungsgemäße dann vorteilhaft ausgebildet, wenn das
Beabstandungselement wenigstens eine, insbesondere mehrere, radiale
Durchgangsöffnung bzw. Durchgangsöffnungen aufweist, die einen Teil eines
Strömungspfades eines Schmiermittels in den vom Einschubmodul radial
umgebenden Raum ausbildet bzw. ausbilden. Die Kupplungseinrichtungen des Hybridmoduls sind insbesondere als nasse Kupplungen ausgeführt. Um eine Ölzufuhr zu den Kupplungseinrichtungen zu ermöglichen weist das Beabstandungselement vorzugweise mehrere am Umfang verteilte radiale Durchgangsöffnungen auf, die einen Öltransport zu den Kupplungseinrichtungen hin und von diesen weg
ermöglichen. Eine jeweilige Durchgangsöffnung kann neben einer radialen
Erstreckungskomponente auch eine axiale Erstreckungskomponente aufweisen, sodass sie schräg durch das Beabstandungselement hindurch führt und somit eine Ausrichtung des Volumenstroms des Schmiermittels zu einer bestimmten Position innerhalb des vom Einschubmodul umgebenden Raums ermöglicht. Derart lässt sich durch das Beabstandungselement bzw. durch die darin integrierten
Durchgangsöffnungen ein Ölvolumen zielgerichtet verteilen.
Weiterhin können das Gehäuseteil sowie der Rotorträger jeweils wenigstens einen radialen Durchlass aufweisen, die in radialer Richtung zumindest bereichsweise mit der Durchgangsöffnung im Beabstandungselement fluchten, sodass Schmiermittel durch einen durch die Durchlässe sowie die Durchgangsöffnung führenden
Strömungspfad den Kupplungseinrichtungen zugeführt werden kann.
Insbesondere durch die Dimensionierung des Querschnitts der Durchgangsöffnung im Beabstandungselement und/oder durch die Positionierung des
Beabstandungselement bzw. der Durchgangsöffnung in Bezug auf die Durchlässe im Gehäuseteil und dem Rotorträger kann der Querschnitt des Strömungspfades eingestellt werden, sodass damit der Volumenstrom des Schmiermittels zu den Kupplungseinrichtungen eingestellt werden kann.
Es ist ersichtlich, dass somit das Beabstandungselement neben der Funktion der Fixierung des Radiallagers auch die Funktion der Sicherstellung bzw. Einstellung eines Schmiermitteltransports zu den Kupplungseinrichtungen übernimmt.
Entsprechend kann das erfindungsgemäße Hybridmodul mit einer reduzierten Anzahl von Bauteilen bei gleichzeitig geringer radialer Erstreckung ausgeführt werden. Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem erfindungsgemäßen Hybridmodul sowie mit einem Getriebe, wobei das Hybridmodul mit der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe mechanisch über
Kupplungseinrichtungen des Einschubmoduls im Hybridmodul verbindbar oder verbunden ist. Ergänzend wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zum Zusammenbauen eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs zur Verfügung gestellt mit den Schritten des Bereitstellens eines Einschubmoduls eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls;
Bereitstellens eines Rotorträgers eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls;
Bereitstellens einer Ausgangswelle einer Verbrennungskraftmaschine; Einsetzens des Lamellenträgers des Einschubmoduls in dem vom Rotorträger radial umschlossenen Raum; Realisierens einer drehfesten mechanischen Verbindung zwischen der Ausgangswelle und einer der Kupplungseinrichtungen des Einschubmoduls;
Realisierens einer drehfesten mechanischen Verbindung zwischen dem
Lamellenträger und dem Rotorträger; Einsetzens des Rotorträgers mit eingesetztem Einschubmodul in ein Gehäuse des Hybridmoduls; Anordnung des
Beabstandungselements an einem Gehäuseteil des Gehäuses, und Lagerung des Rotorträgers auf dem Beabstandungselement.
Dabei sind die Schritte des Realisierens einer jeweiligen drehfesten Verbindung nicht zwingend in der genannten Reihenfolge auszuführen.
Vor der Realisierung einer drehfesten mechanischen Verbindung zwischen der Ausgangswelle und einer der Kupplungseinrichtungen des Einschubmoduls kann ein Gehäuseteil des mit dem Einschubmodul zu versehenen Hybridmoduls drehbeweglich auf der Ausgangswelle gelagert werden.
Ein Aktor bzw. ein Betätigungssystem zum Betätigen einer der
Kupplungseinrichtungen, insbesondere einer Trennkupplung, kann in oder an einer Wand des Gehäuseteils angeordnet werden. Der Rotorträger, auf dem der Rotor der elektrischen Maschine relativ zu dem Rotorträger drehfest angeordnet ist, kann auf einem Abschnitt des Gehäuseteils angeordnet werden, so dass der Rotorträger relativ zu dem Gehäuseteil drehbeweglich ist. Beim Montagevorgang wird das Einschubmodul mit darin aufgenommener
Trennkupplung sowie einer weiteren Kupplungseinrichtung, wie z.B. einer
Anfahrkupplung, in den Rotorträger axial eingeschoben. Eine mit dem Einschubmodul bzw. einer der Kupplungseinrichtungen gekoppelte Zwischenwelle, die z.B. mit einer Eingangsseite der Trennkupplung gekoppelt ist, wird mit der Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine drehfest gekoppelt.
Dabei müssen die Schritte des Einsetzens des Rotorträgers in das Gehäuse sowie der Anordnung des Beabstandungselements an dem Gehäuseteil nicht zwingend in der dargestellten Reihenfolge ausgeführt werden, sondern sie können auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen. Die Lagerung des Rotorträgers auf dem
Beabstandungselement erfolgt dabei vorzugsweise nicht unmittelbar, sondern mittels eines Rotationslagers, wie zum Beispiel des bereits genannten Nadellagers.
Nach der Positionierung der genannten Bauteile kann ein Fixierungselement auf dem Rotorträger derart angezogen werden, dass das Beabstandungselement unter einer axialen Vorspannung steht und somit axial dauerhaft eine Druckspannung einerseits auf ein Radiallager ausüben und andererseits auf das Fixierungselement.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
Fig. 1 : ein erfindungsgemäßes Hybridmodul im Teilschnitt,
Fig. 2: einen Lamellenträger einer ersten Ausführungsform im Teilschnitt,
Fig. 3: einen Lamellenträger einer zweiten Ausführungsform im Teilschnitt,
Fig. 4: einen Lamellenträger einer dritten Ausführungsform im Teilschnitt,
Fig 5: eine axiale Abstützung von Tellerfedern am Lamellenträger einer ersten
Alternative, Fig. 6: eine axiale Abstützung von Tellerfedern am Lamellenträger einer zweiten Alternative, und
Fig. 7: eine axiale Abstützung von Tellerfedern am Lamellenträger einer dritten
Alternative,
Figur 8: einen Ausschnitt aus dem in Figur 1 dargestellten Teilschnitts des
erfindungsgemäßen Hybridmoduls,
Figur 9: eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs des in Figur 8 dargestellten
Ausschnitts, und
Figur 10: eine weitere vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs des in Figur 8
dargestellten Ausschnitts mit angedeutetem Werkzeug.
Eine mit dem in Figur 1 dargestellten Hybridmodul 10 gekoppelte Zwischenwelle 32 des Hybridmoduls 10 ist zum Beispiel über einen (hier nicht dargestellten) Dämpfer, wie zum Beispiel ein Zweimassenschwungrad, mit einer Ausgangswelle einer nicht gezeigten Verbrennungskraftmaschine gekoppelt bzw. verbunden.
Die Ausgangsseite der eine Eingangsseite 1 1 des Hybridmoduls 10 darstellenden Zwischenwelle 32 ist drehfest mit einem Außenlamellenträger 54 einer Trennkupplung 50 gekoppelt. Lamellen des Lamellenpakets 51 der Trennkupplung 50 sind dabei in einem Ringzylinderraum 91 , der von einem Lamellenträger 90 ausgebildet ist, angeordnet, nämlich hier an der Außenseite 94 eines ersten Hohlzylinders 93 des Lamellenträgers 90.
Der Lamellenträger 90 weist ein stirnseitiges Verbindungselement 1 10 auf, mit dem der erste Hohlzylinder 93 radial mit einem zweiten Hohlzylinder 95 gekoppelt ist. An dessen Innenseite 96 sind Lamellenpakete 71 ,81 einer ersten
Teilkupplungseinrichtung 70 und einer zweiten Teilkupplungseinrichtung 80, die zusammen eine Doppelkupplungsvorrichtung 60 ausbilden, angeordnet.
Ein Innenlamellenträger 74 der ersten Teilkupplungseinrichtung 70 ist dazu
eingerichtet, vom Lamellenpaket 71 der ersten Teilkupplungseinrichtung 70 ein Drehmoment auf eine hier nicht dargestellte erste Getriebeeingangswelle zu übertragen.
Ein Innenlamellenträger 84 der zweiten Teilkupplungseinrichtung 80 ist dazu eingerichtet, vom Lamellenpaket 81 der zweiten Teilkupplungseinrichtung 80 ein Drehmoment auf eine hier nicht dargestellte zweite Getriebeeingangswelle zu übertragen. Die beiden Innenlamellenträger 74,84 bilden die Ausgangsseite 12 des Hybridmoduls 10. An der Außenseite 94 des ersten Hohlzylinders 93 sowie auch an der Innenseite 96 des zweiten Hohlzylinders 95 sind Mitnehmereinrichtungen 100, vorzugsweise in Form von Verzahnungen, angeordnet, die formschlüssig mit Lamellen der Lamellenpakete 51 , 71 ,81 der Trennkupplung 50, der ersten
Teilkupplungseinrichtung 70 und der zweiten Teilkupplungseinrichtung 80
zusammenwirken.
Der erste Hohlzylinder 93 und der zweite Hohlzylinder 95 des Lamellenträgers 90 sind koaxial zueinander angeordnet.
Der Lamellenträger 90 hat an der Außenseite 94 des ersten Hohlzylinders sowie auch an der Innenseite 96 des zweiten Hohlzylinders 95 jeweils ein Abstützungselement 101 , hier in Form einer Kerbe bzw. Nut ausgeführt. Dieses Abstützungselement 101 dient der Aufnahme sowie axialen Abstützung der Gegenplatte 73 der ersten
Teilkupplungseinrichtung 70 an der Innenseite 96 des zweiten Hohlzylinders 95 und der Aufnahme sowie axialen Abstützung der Gegenplatte 53 der Trennkupplung 50 an der Außenseite 94 des ersten Hohlzylinders 93, wenn die jeweiligen Lamellenpakete 51 ,71 axial durch die jeweiligen Betätigungssysteme 52,72 belastet werden und sich an den Gegenplatten 53,73 abstützen.
Es ist ersichtlich, dass ein axial wirkendes Betätigungselement 83 zur Betätigung der zweiten Teilkupplungseinrichtung 80 sich axial durch das Lamellenpaket 71 der ersten Teilkupplungseinrichtung 70 hindurch erstreckt. Ein Aktor bzw. ein Betätigungssystem 52 zum Betätigen der Trennkupplung 50 ist auf einer axialen Seite des Hybridmoduls 10 vorgesehen, die in einem Zustand, in dem das Hybridmodul 10 in einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs eingebaut ist, der Verbrennungskraftmaschine zugewandt ist. Aktoren bzw. Betätigungssysteme 72,82 zum Betätigen der ersten Teilkupplungseinrichtung und der zweiten
Teilkupplungseinrichtung 80 sind auf einer Seite des Hybridmoduls 10 vorgesehen, die in einem Zustand, in dem das Hybridmodul 10 in den Antriebsstrang des Hybridfahrzeugs eingebaut ist, dem Getriebe zugewandt ist. Dies bedeutet, dass der Aktor bzw. das Betätigungssystem 52 zum Betätigen der Trennkupplung 50 eine Betätigungsrichtung aufweist, die in eine entgegengesetzte Richtung bezüglich der Betätigungsrichtung der Betätigungssysteme 72,82 bzw. Aktoren zum Betätigen der ersten Teilkupplungseinrichtung 70 und/oder der zweiten Teilkupplungseinrichtung 80 gerichtet ist.
Der Lamellenträger 90 zum Tragen von Lamellen von Lamellenpaketen 71 ,81 von der ersten Teilkupplungseinrichtung 70 und der zweiten Teilkupplungseinrichtung 80 ist als ein bezüglich eines Rotorträgers 30 des Hybridmoduls 10 zur drehfesten
Anordnung eines Rotors 22 einer elektrischen Maschine 20 getrenntes Bauteil vorgesehen.
Der Rotorträger 30 und der Lamellenträger 90 sind über
Drehmomentübertragungselemente 120 derart drehfest miteinander verbunden bzw. gekoppelt, dass ein Drehen des Rotorträgers 30 ein Drehen des Lamellenträgers 90 bewirkt. Das Drehmomentübertragungselement 120 kann zum Beispiel mittels einer Einfräsung, einer Verschraubung, einer Bohrung, einer Verstiftung oder ähnlichem realisiert sein.
Der Lamellenträger 90 ist drehfest in einem vom Rotorträger 30 ausgebildeten Raum am Rotorträger 30 angeordnet.
Der Rotorträger 30 dient zur Aufnahme bzw. Anordnung eines an der radialen
Innenseite eines Stators 21 einer elektrischen Maschine 20 angeordneten Rotors 22. Der Rotor 22 sowie der Rotorträger 30 und das Einschubmodul 40 sind alle auf einer gemeinsamen Rotationsachse 1 im Wesentlichen koaxial angeordnet.
Der Rotorträger stützt sich dabei über Wälzlager 140 an einem Gehäuseteil 31 ab, welches sich wiederum radial auf der Zwischenwelle 32 abgestützt.
Durch die Ausbildung des Rotorträgers 30 und des Lamellenträgers 90 als
voneinander getrennte Bauteile kann ein die Trennkupplung 50 und die
Anfahrkupplungseinrichtungen, hier als Teilkupplungseinrichtungen 70,80 ausgeführt, aufweisendes Einschubmodul 40 geschaffen werden, das auf eine einfache Weise axial in den Rotorträger 30 des Hybridmoduls 10 geschoben werden kann, was ein modulares Zusammenbauen des Hybridmoduls 10 zulässt.
Bei einem Zusammenbauen des Hybridmoduls 10 in dem Antriebsstrang bzw. einem Einbauen des Hybridmoduls 10 in den Antriebsstrang wird das Gehäuseteil 31 derart auf einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschine gelagert, dass die Ausgangswelle relativ zu dem Gehäuseteil 31 drehbeweglich ist. Ein Aktor bzw. ein
Betätigungssystem 52 zum Betätigen der Trennkupplung 50 wird in einer Wand des Gehäuseteils 31 angeordnet. Der Rotorträger 30, auf dem der Rotor 22 der
elektrischen Maschine 20 relativ zu dem Rotorträger 30 drehfest angeordnet ist, wird derart auf einem Abschnitt des Gehäuseteils 31 gelagert, dass der Rotorträger 30 relativ zu dem Gehäuseteil 32 drehbeweglich ist. Das Einschubmodul 40 mit der Trennkupplung 50 und den Teilkupplungseinrichtungen 70,80 wird derart in den Rotorträger 30 eingeschoben, dass die Zwischenwelle 32 des Einschubmoduls 40, die mit einer Eingangsseite der Trennkupplung 50 gekoppelt, bzw. verbunden ist, mit der Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine drehfest gekoppelt bzw. verbunden wird. Der Lamellenträger90 wird mit dem Rotorträger 30 drehmomentübertragend verbunden.
Wie weiterhin aus Figur 1 ersichtlich ist, umfasst das Hybridmodul 10 radial zwischen dem Gehäuseteil 31 und dem Rotorträger 30, der bereichsweise koaxial zum
Gehäuseteil 31 verläuft, ein Beabstandungselement 150, welches auch als Spacer bezeichnet wird. Dieses Beabstandungselement 150 liegt mit seiner radialen
Innenseite 151 an der radialen Außenseite des Gehäuseteils 31 an und stützt sich dort radial ab. Dabei blockiert das Beabstandungselement 150 eine axiale Bewegung des Wälzlagers 140, welches ebenfalls zwischen dem Rotorträger 30 und dem
Gehäuseteil 31 angeordnet ist und sich an der dem Beabstandungselement 150 gegenüberliegenden Seite an einem Absatz des Gehäuseteils 1 axial abstützt. An der dem Wälzlager 140 axial gegenüberliegenden Seite liegt an dem
Beabstandungselement 150 ein Fixierungselement 170 an, welches hier in Form einer Spezialmutter ausgebildet ist. Das Innengewinde 171 dieser Spezialmutter auf einem Außengewinde 172 des Gehäuseteils 31 . Das Fixierungselement 170 bzw. die
Spezialmutter weist am Umfang verteilte Eingriffslöcher 163 auf, in die Formelemente eines Spezialwerkzeugs einsteckbar sind, um das Fixierungselement verdrehen und damit axial verschieben zu können, und somit den Abstand zwischen dem
Fixierungselement 170 und dem Wälzlager 140 einzustellen. Entsprechend kann im Beabstandungselement 150 eine axiale Vorspannung erzeugt werden, sodass das Beabstandungselement 150 axial wie eine Feder gegen das Wälzlager 140 sowie gegen das Fixierungselement 170 drückt. Dies sichert die axiale Position des
Wälzlagers 140.
Zwischen dem Beabstandungselement 150 und dem Rotorträger 30 ist ein weiteres Rotationslager 160 angeordnet, welches in der hier dargestellten Ausführungsform ein Nadellager ist. Dieses Rotationslager 160 dient somit der weiteren radialen
Abstützung des Rotorträgers 30 auf dem Gehäuseteil 31 , nämlich durch Einleitung von radialen Kräften in das Rotationslager 160 und von diesem auf das
Beabstandungselement 150, welches sich radial auf dem Gehäuseteil 31 abstützt. In der hier dargestellten Ausführungsform ist dies allerdings nicht die alleinige
Funktion des Beabstandungselements 150, sondern es dient auch der Zuführung bzw. Einstellung eines Schmiermittel-Volumenstroms in den von dem Einschubmodul 40 radial umschlossenen Raum, in dem sich die Kupplungseinrichtungen 50,70, 80 befinden. Zu diesem Zweck umfasst das Beabstandungselement eine
Durchgangsöffnung 180, die Teil des Strömungspfades 181 des Schmiermittels ist. Diese Durchgangsöffnung 180 fluchtet in radialer Richtung mit einem an der radial äußeren Seite des Beabstandungselements 150 angeordneten Durchläse 190 im Gehäuseteil 31 , und einem an der radial inneren Seite des Beabstandungselements 150 angeordneten Durchläse 191 im Rotorträger 30, wobei diese beiden Durchlässe 190, 191 ebenfalls einen Teil des Strömungspfades 181 ausbilden. Durch die
Dimensionierung der Durchgangsöffnung 180 sowie die Positionierung des
Beabstandungselements 150 kann die lichte Weite des Strömungspfades 181 und somit der Volumenstrom eines zuzuführenden Schmiermittels eingestellt werden.
Jeder der axial benachbart angeordneten Kupplungseinrichtungen 70,80 ist ein Druckelement 85,86 zugeordnet. Das Druckelement 75 der ersten
Kupplungseinrichtung 70 stützt sich axial direkt bzw. unmittelbar an dem
Lamellenpaket 71 der ersten Teilkupplungseinrichtung 70 ab. Das Druckelement 85 der zweiten Teilkupplungseinrichtung 80 stützt sich mittelbar am Lamellenpaket 81 der zweiten Teilkupplungseinrichtung 80, nämlich hier über das axial wirkende Betätigungselement 83, das durch Lamellen des Lamellenpakets der ersten Teilkupplungseinrichtung 70 führt.
Jeder der beiden Teilkupplungseinrichtungen 70,80 ist zudem eine Tellerfeder 76,86 zugeordnet. Diese Tellerfedern 76,86 stützen sich mit ihrem jeweiligen radial äußeren Rand 200 an der Innenseite 96 des zweiten Hohlzylinders 95 des Lamellenträgers 90 ab. Zu diesem Zweck weist der Lamellenträger 90 an diesen Stellen stufenförmige Elemente 97 auf.
Der radial innere Rand 201 einer jeweiligen Tellerfeder 76,86 wirkt axial gegen ein jeweiliges Druckelement 75,85. Ein jeweiliges Druckelement 75,85 steht axial mit einem jeweiligen Betätigungssystem 72,82 der beiden Teilkupplungseinrichtungen 70,80 mechanisch in Verbindung.
Bei Betätigung eines solchen Betätigungssystems 20,82 wird axial eine Kraft auf das jeweilige Druckelement 75,85 übertragen, welches unmittelbar oder mittelbar die Axialkraft auf ein jeweiliges Lamellenpaket 71 ,81 überträgt. Derart werden die
Lamellen des Lamellenpakets 71 ,81 aneinander gepresst und es kann Drehmoment mit der jeweiligen Teilkupplungseinrichtung 70,80 übertragen werden. Insofern eine Teilkupplungseinrichtung 70,80 wieder geöffnet werden soll, wird die Betätigung des jeweiligen Betätigungssystems 72,82 beendet. Eine jeweilige Tellerfeder 76,86 bewirkt nunmehr eine axiale Rückstellbewegung des jeweiligen Druckelements 75,85, sodass sich die Lamellen des Lamellenpakets 71 ,81 voneinander lösen können.
Figur 2 zeigt den Lamellenträger 90 als ein einteiliges Bauteil. Erkennbar ist insbesondere die Mitnehmereinrichtung 100, die an der Außenseite 94 des ersten Hohlzylinders 93 sowie auch an der Innenseite 96 des zweiten Hohlzylinders 95 angeordnet ist. Die beiden Hohlzylinder 93,95b sind stirnseitig über das
Verbindungselement 1 10 mechanisch verbunden.
Der Lamellenträger 90 kann aber auch als zeiteiliges Bauteil ausgestaltet sein, wie aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist. Im Fall des zweiteiligen Bauteils ist als mechanische Verbindungl 32 zwischen einem Innenteil 130 und einem Außenteil 131 als mechanische Verbindung 132 eine Trennfuge der beiden einzelnen Teile benachbart zur Trennkupplung 50 vorgesehen, so wie es in Figur 3 dargestellt ist. Diese Trennfuge bzw. mechanische Verbindung 132 kann zum Beispiel eine
Schweißverbindung sein. Figur 4 zeigt eine weitere Alternative der konstruktiven Ausgestaltung des
Lamellenträgers 90, bei der das Innenteil 130 und das Außenteil 131 des
Lamellenträgers 90 einander axial überlappen und mit mehreren
Schraubverbindungen oder mit einer oder mehreren Schweißverbindungen als mechanische Verbindung 132 aneinander befestigt sind.
In den Figuren 5, 6 und 7 sind unterschiedliche Ausgestaltungen der Auflagen der Tellerfedern 76,86 am Lamellenträger 90 dargestellt.
Aus diesen 3 Figuren ist ersichtlich, dass eine axiale Öffnung 87 in dem axial wirkenden Betätigungselement 83 der zweite Teilkupplungseinrichtung 80 eine größere radiale Erstreckung bzw. einen größeren Durchmesser aufweist als die Außendurchmesser der beiden Tellerfedern 76,86. Dies ermöglicht bei bereits montiertem axial wirkenden Betätigungselement 83 die Möglichkeit des späteren Einsatzes der Tellerfedern 76,86 in den Lamellenträger 90.
Figur 5 zeigt, dass die Tellerfeder 76 der ersten Teilkupplungseinrichtung als auch die Tellerfeder 86 der zweiten Teilkupplungseinrichtung 80 jeweils an einem
stufenförmigen Element 97 des Lamellenträgers 90 bzw. an dessen Innenseite 96 des zweiten Hohlzylinders 95 angelegt sind und sich dort axial abstützen.
Figur 6 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der sich die Tellerfeder 86 weiterhin lediglich an einem stufenförmigen Element 97 axial abstützt, die Tellerfeder 76 jedoch sich an einem Auflagering 98 abstützt, der sich wiederum axial an einem stufenförmigen Element 97 abstützt.
Die Ausführungsform gemäß Figur 7 unterscheidet sich von der Ausführungsform, die in Figur 6 gezeigt ist, darin, dass statt des Auflagerings 98 ein Sicherungsring 99 angeordnet ist, auf dem sich der radial äußere Rand 200 der Tellerfeder 76 axial abstützt. In den Figuren 8 und 9 ist jeweils ein Ausschnitt aus dem erfindungsgemäßen
Hybridmodul dargestellt, wobei Figur 9 den relevanten Bereich noch stärker vergrößert darstellt.
Ersichtlich ist hier, dass in einem axialen Endbereich 300 des Lamellenträgers 90 dieser von seinem zweite Hohlzylinder 95 radial nach außen abstehende
Formelemente 301 , sogenannte Finger, aufweist. Diese nach radial außen
abstehenden Formelemente 301 durchdringen den Rotorträger 30 in radialer
Richtung, nämlich durch zu diesem Zweck angeordnete Ausnehmungen 303 im Rotorträger 30, die insbesondere die Form von Schlitzen haben. Diese
Ausnehmungen 303 sind in der hier dargestellten Ausführungsform in die Stirnseite 304 des Rotorträgers 30 eingearbeitet. Derart lässt sich in einfacher und
bauraumsparender Weise Drehmoment zwischen dem Rotorträger 30 und dem Lamellenträger 90 bzw. dem damit ausgebildeten Einschubmodul 40 übertragen. Zwecks Sicherung der axialen Position des Lamellenträgers 90 in Bezug zum
Rotorträger 30 ist an der radialen Innenseite des Rotorträgers 30 ein
Sicherungselement 305 angeordnet, welches radial in den Rotorträger 30 eingelassen ist und durch eine axiale Anlage am Lamellenträger 90 eine axiale Verschiebung des Lamellenträgers 90 und demzufolge des Einschubmoduls 40 blockiert.
In der hier dargestellten Ausführungsform ist die sie noch nicht das einzige Element, was eine axiale Verschiebung blockiert, sondern auch am ersten Hohlzylinder 93 des Lamellenträgers 90 ist zwischen dessen radialer Innenseite und dem Rotorträger 30 ein weiteres Element zur Blockade des translatorischen Freiheitsgrads des
Lamellenträgers 90 angeordnet, nämlich hier ein Federring 306, der in einer Nut 309 im Rotorträger 30 angeordnet ist.
Als ein weiteres konstruktives Element zur formschlüssigen Übertragung von
Drehmoment zwischen dem Rotorträger 30 und dem Lamellenträger 90 ist ein Passstift 307 vorgesehen, der im stirnseitigen Verbindungselement 1 10 des
Lamellenträgers 90 sowie im Rotorträger 30 steckt.
Zwecks Realisierung einer konstruktiv einfachen Betätigung der dargestellten
Trennkupplung 50 ist im Rotorträger 30 sowie auch im stirnseitigen
Verbindungselement 1 10 wenigstens eine Durchführungsöffnung 308, vorzugsweise mehrere derartiger Durchführungsöffnungen 308, vorgesehen, durch die ein Kupplungsbetätigungselement 310 hindurch führt zur Beaufschlagung der Lamellen der Trennkupplung 50 mit einer Betätigungskraft.
Figur 10 zeigt einen weiteren Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Hybridmodul, nämlich hier insbesondere die Trennkupplung 50, die ebenfalls innerhalb des
Lamellenträgers 90 angeordnet ist. Es ist ersichtlich, dass der Lamellenträger 90 mit seiner radialen inneren Begrenzung am Rotorträger 30 anliegt. Zur Sicherung der axialen Position des Lamellenträgers 90 bzw. des damit ausgestatteten
Einschubmoduls 40 in Bezug zum Rotorträger 30 ist ein Verriegelungselement, hier in Form des dargestellten Federrings 306, zwischen Rotorträger 30 und Lamellenträger 90 angeordnet.
In der dargestellten Position des Federrings 306, in der er einen größeren
Durchmesser aufweist als der Rotorträger 30, liegt der Federring 306 spannungsfrei vor und erstreckt sich bis in die gestrichelt dargestellte Kontur. Nach Montage des Federrings 306 am Rotorträger 30 und vor dem axialen Einschieben des
Lamellenträgers 90 bzw. des damit ausgestatteten Einschubmoduls 40 in den
Rotorträger 30 stellt der Federring 306 demzufolge eine axiale Blockade gegen den Einschiebe-Vorgang dar.
Um das Einschieben zu ermöglichen sind in den beiden Innenlamellenträgern 74,84 der ersten Teilkupplungseinrichtung 70 und der zweiten Teilkupplungseinrichtung 80 axial verlaufende Durchgriffsöffnungen 400 ausgebildet. Eine derartige
Durchgangsöffnung 400 ist zudem auch in dem Außenlamellenträger 54 der
Trennkupplung 50 ausgebildet. Die Durchgriffsöffnungen 400 sind derart angeordnet, dass sie axial miteinander fluchten können, so wie in Figur 10 dargestellt.
Dies ermöglicht den axialen Einschub eines Werkzeugs 401 in die
Durchgriffsöffnungen 400. Mit dem Werkzeug kann der radial herausragende
Federring 306 in den Rotorträger 30 verschoben werden, um ein ungehindertes Einschieben des Lamellenträgers 90 in den Rotorträger 30 zu ermöglichen.
Vorzugsweise sind in den Innenlamellenträgern bzw. dem Außenlamellenträger mehrere gleichmäßig verteilte Durchgriffsöffnungen 400 vorhanden, die den gleichzeitigen axialen Eingriff von mehreren Werkzeugen 401 ermöglichen. Eine weitere Hilfe beim Einschieben des Lamellenträgers 90 in den Rotorträger 30 wird durch einen Abschnitt mit zumindest bereichsweisen schrägen Verlauf 403 am Lamellenträger 90 bewirkt. Dieser Abschnitt 403 ist zwischen dem inneren, ersten Hohlzylinder 93 des Lamellenträgers 90 und dem im Wesentlichen senkrecht dazu verlaufenden stirnseitigen Verbindungselement 1 10 angeordnet. Dieser schräge Bereich bzw. eine dort vorgesehene Rundung am Lamellenträger 90 bewirkt beim Einschieben des Lamellenträgers 90 in den Rotorträger eine Keilwirkung auf den radial vorstehenden Federring 306, sodass dieser bei der Einschub-Bewegung des Lamellenträgers 90 in den Rotorträger 30 nach axial innen weggedrückt wird.
Mit dem hier vorgeschlagenen Hybridmodul wird eine radial gering dimensionierte Einheit zur Verfügung gestellt, die sich in einfacher und manueller sowie auch automatisierter Weise mit geringen Toleranzen montieren lässt.
Bezugszeichenliste
1 Rotationsachse
10 Hyb dmodul
1 1 Eingangsseite des Hyb dmoduls
12 Ausgangsseite des Hybhdmoduls
20 elektrische Maschine
21 Stator
22 Rotor
30 Rotorträger
31 Gehäuseteil
32 Zwischenwelle
40 Einschubmodul
50 Trennkupplung
51 Lamellenpaket der Trennkupplung
52 Betätigungssystem der Trennkupplung
53 Gegenplatte der Trennkupplung
54 Außenlamellenträger der Trennkupplung
60 Doppelkupplungsvorrichtung
70 Erste Teilkupplungseinrichtung
71 Lamellenpaket der ersten Teilkupplungseinrichtung
72 Betätigungssystem der ersten Teilkupplungseinrichtung
73 Gegenplatte der ersten Teilkupplungseinrichtung
74 Innenlamellenträger der ersten Teilkupplungseinrichtung
75 Druckelement der ersten Teilkupplungseinrichtung
76 Tellerfeder der ersten Teilkupplungseinrichtung
80 Zweite Teilkupplungseinrichtung
81 Lamellenpaket der zweiten Teilkupplungseinrichtung
82 Betätigungssystem der zweiten Teilkupplungseinrichtung
83 axial wirkendes Betätigungselement
84 Innenlamellenträger der zweiten Teilkupplungseinrichtung
85 Druckelement der zweiten Teilkupplungseinrichtung
86 Tellerfeder der zweiten Teilkupplungseinrichtung 87 axiale Öffnung
90 Lamellenträger
91 Ringzylinderraum
93 Erster Hohlzylinder
94 Außenseite des ersten Hohlzylinders
95 Zweiter Hohlzylinder
96 Innenseite des zweiten Hohlzylinders
97 stufenförmiges Element
98 Auflagering
99 Sicherungsring
100 Mitnehmereinrichtung
101 Abstützungselement
1 10 stirnseitiges Verbindungselement
120 Drehmomentübertragungselement
130 Innenteil
131 Außenteil
132 mechanische Verbindung
140 Wälzlager
150 Beabstandungselement
151 radiale Innenseite
160 Rotationslager
170 Fixierungselement
171 Innengewinde
172 Außengewinde
173 Eingriffsloch
180 Durchgangsöffnung
181 Strömungspfad
190 Durchläse im Gehäuseteil
191 Durchläse im Rotorträger
200 radial äußerer Rand
201 radial innerer Rand
300 axialer Endbereich 301 nach radial außen abstehendes Formelement
302 Endbereich
303 Ausnehmung
304 Stirnseite
305 Sicherungselement
306 Federring
307 Passstift
308 Durchführungsöffnung
309 Nut
310 Kupplungsbetätigungselement
400 Durchgriffsöffnung
401 Werkzeug
402 Aussparung
403 Abschnitt mit zumindest bereichsweise schrägem Verlauf

Claims

Patentansprüche
Hybndmodul (10) für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer
Verbrennungskraftmaschine sowie eines Getriebes, umfassend ein
Einschubmodul (40) mit einem im Wesentlichen rotationssymmetrischen
Lamellenträger (90) und zumindest zwei Kupplungseinrichtungen (50,70, 80), insbesondere eine Trennkupplung (50) und mindestens eine Anfahrkupplung, wobei die Kupplungseinrichtungen (50,70, 80) jeweils wenigstens ein
Lamellenpaket (51 ,71 ,81 ) aufweisen, von dem jeweils zumindest eine Lamelle drehmomentfest mit einer Mitnehmereinrichtung (100), insbesondere einer Verzahnung, des Lamellenträgers (90), verbunden ist, wobei der Lamellenträger (90) im Wesentlichen die Form eines aus zwei rotationssymmetrisch
angeordneten Hohlzylindern (93,95) zusammengesetzten hohlen Ringzylinders aufweist und die Mitnehmereinrichtungen (100) in dem von dem Lamellenträger (90) radial abgegrenzten Raum an wenigstens einer der radial beabstandeten und einander zugewandten Innenseiten des hohlen Ringzylinders angeordnet sind; sowie umfassend eine elektrische Maschine (20), deren Rotor (22) drehfest mit einem Rotorträger (30) verbunden ist, wobei der Rotorträger (30) drehfest mit dem Einschubmodul (40) gekoppelt ist, sodass vom Rotor (22) der elektrischen
Maschine (20) aufgebrachtes Drehmoment auf das Einschubmodul (40) übertragbar ist, wobei das Hybridmodul (10) weiterhin ein Gehäuseteil (31 ) aufweist und der Rotorträger (30) mittels wenigstens eines Radiallagers, insbesondere eines Wälzlagers (140), auf dem Gehäuseteil (31 ) gelagert ist, und das Hybridmodul (10) ein Beabstandungselement (150) aufweist, welches axial an dem Radiallager anliegt und den translatorischen Freiheitsgrad des Radiallagers in axialer Richtung blockiert.
Hybridmodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich das
Gehäuseteil (31 ) und der Rotorträger (30) bereichsweise koaxial erstrecken, wobei das Beabstandungselement (150) ringförmig ausgestaltet ist und an mit seiner radialen Innenseite (151 ) am Gehäuseteil (31 ) anliegt.
3. Hybridmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Beabstandungselement (150) mit seiner radialen Innenseite (151 ) mit einer Presspassung am Gehäuseteil (31 ) anliegt. 4. Hybridmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass radial zwischen dem Beabstandungselement (150) und dem Gehäuseteil (31 ) ein weiteres Rotationslager (160) zur radialen Abstützung des Rotorträgers (30) angeordnet ist, welches sich radial innen auf dem
Beanstandungselement (150) abstützt und radial außen am Rotorträger (30) abstützt.
5. Hybridmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Hybridmodul weiterhin ein mit dem Gehäuseteil (31 ) fest verbundenes Fixierungselement (170) aufweist, welches den translatorischen Freiheitsgrad des Beabstandungselements (150) in axialer Richtung blockiert.
6. Hybridmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das
Beabstandungselement (150) axial unter Druck-Vorspannung an Wälzlager (140) sowie am Fixierungselement (170) anliegt.
7. Hybridmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Beabstandungselement (150) wenigstens eine, insbesondere mehrere, radiale Durchgangsöffnung bzw. Durchgangsöffnungen (180) aufweist, die einen Teil eines Strömungspfades (181 ) eines Schmiermittels in den vom Einschubmodul (40) radial umgebenden Raum ausbildet.
8. Hybridmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (31 ) sowie der Rotorträger (30) jeweils wenigstens einen radialen Durchlass (190, 191 ) aufweisen, die in radialer Richtung zumindest bereichsweise mit der
Durchgangsöffnung (180) im Beabstandungselement (150) fluchten, sodass Schmiermittel durch einen durch die Durchlässe (190, 191 ) sowie die Durchgangsöffnung (180) führenden Strömungspfad (181 ) den
Kupplungseinrichtungen (50,70, 80) zugeführt werden kann.
Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Hybridmodul (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 sowie mit einem Getriebe, wobei das Hybridmodul (10) mit der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe mechanisch über Kupplungseinrichtungen des Einschubmoduls (40) im Hybridmodul (10) verbindbar oder verbunden ist. 10. Verfahren zum Zusammenbauen eines Antriebsstrangs gemäß Anspruch 9,
umfassend die folgenden Schritte:
-Bereitstellen eines Einschubmoduls (40) eines Hybridmoduls gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8,
- Bereitstellen eines Rotorträgers (30) eines Hybridmoduls (10) gemäß
einem der Ansprüche 1 bis 8,
- Bereitstellen einer Ausgangswelle einer Verbrennungskraftmaschine,
-Einsetzen des Lamellenträgers (90) des Einschubmoduls (40) in dem vom Rotorträger (30) radial umschlossenen Raum,
-Realisieren einer drehfesten mechanischen Verbindung zwischen der
Ausgangswelle und einer der Kupplungseinrichtungen (50,70, 80) des
Einschubmoduls (40),
- Realisieren einer drehfesten mechanischen Verbindung zwischen dem
Lamellenträger (90) und dem Rotorträger (30),
-Einsetzen des Rotorträgers mit eingesetztem Einschubmodul in ein Gehäuse des Hybridmoduls,
-Anordnung des Beabstandungselements (150) an einem Gehäuseteil (31 ) des Gehäuses, und
-Lagerung des Rotorträgers (30) auf dem Beabstandungselement (150).
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