CN113727876A - 用于机动车的混动模块和驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的用于耦联内燃机以及变速器的混动模块和一种用于机动车的驱动装置，所述驱动装置包括根据本发明的混动模块。用于机动车的用于耦联内燃机以及变速器的混动模块(1)包括转子承载件(42)以及与转子承载件(42)基本上抗扭地耦联的从动轴(10)，其中混动模块(1)为了实现在转子承载件(42)和从动轴(10)之间的抗扭的耦联而包括圆弧齿联轴器(30)。借助根据本发明的混动模块以及驱动装置能够以构造简单的方式在轴向结构空间需求小的情况下可靠地确保对径向偏移的补偿。

Description

用于机动车的混动模块和驱动装置
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的用于耦联内燃机以及变速器的混动模块和一种用于机动车的驱动装置，所述驱动装置包括根据本发明的混动模块。
背景技术
根据现有技术的混动模块通常包括：用于机械耦联内燃机的连接装置；离合器装置，借助所述离合器装置能够将扭矩从内燃机传递到混动模块上，并且借助所述离合器装置可将混动模块与内燃机分离；用于耦联到变速器单元上的输出端；以及用于产生驱动扭矩的具有转子的电机。
电机能够实现电行驶、用于内燃机运行的功率增加和能量回收。
在这种混动模块中然而能够出现在混动模块的从动轴或混动模块的旋转轴线和变速器单元的要耦联的输入轴或变速器单元的旋转轴线之间的径向偏移。尤其在所谓的附加混动模块、即用于改装动力总成的混动模块中能够出现这种径向偏移。
为了补偿径向偏移，例如已知所谓的挠性板或挠性板组件。其包括至少一个毂元件以及弹性元件，其中毂元件可与变速器输入轴固定连接并且弹性元件与混动模块的输出元件连接。毂元件在此为了与变速器输入轴连接可以构成具有齿部，例如花键轴内齿部。变速器输入轴对应地具有与毂元件的花键轴内齿部配合地构成的花键轴外齿部。混动模块的输出元件尤其可以是混动模块的电机的转子承载件或者与其抗扭地连接。弹性元件在此能够实现轴相互间的轻微卷绕的设置或横向偏移。
在一些变速器中，变速器输入轴然而具有高的径向刚性，使得插入挠性板或挠性板组件引起在轴的轴承中的不允许地高的负荷。此外对于解决径向偏移的问题已知的是具有三个波纹盘的补偿设备，所述波纹盘轴向依次地设置，其中第一波纹盘与混动模块的从动轴连接，第二波纹盘与第一波纹盘连接并且第三波纹盘与第二波纹盘和变速器输入端连接。各个波纹盘之间的连接在此对应地构成为，使得可实现径向偏移补偿。
用于补偿混动模块的从动轴和变速器单元的输入轴之间的径向偏移的全部已知的解决方案必须轴向地在混动模块和变速器单元之间设置并且在那里需要对应的轴向结构空间。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，提供混动模块以及构成为具有混动模块的驱动装置，其以构造简单的方式在可靠地补偿径向偏移的情况下确保小的轴向的结构空间需求。
所述目的通过根据权利要求1的根据本发明的混动模块来实现。混动模块的有利的设计方案在从属权利要求2至9中给出。补充地，提供根据权利要求10的用于机动车的驱动装置，所述驱动装置具有根据本发明的混动模块。
权利要求的特征能够以任意技术有意义的方式和方法组合，其中对此也能够使用下文中的阐述以及图中的特征，其包括本发明的补充性的设计方案。
术语轴向和径向在本发明的范围中始终涉及混动模块的旋转轴线。
本发明涉及一种用于机动车的、用于耦联内燃机以及变速器的混动模块，其包括转子承载件以及与转子承载件基本上抗扭地耦联的从动轴，其中混动模块为了实现在转子承载件和从动轴之间的抗扭的耦联包括圆弧齿联轴器。
这就是说，从动轴和转子承载件经由圆弧齿联轴器彼此耦联。
圆弧齿联轴器是不可切换的联轴器，借助所述联轴器可以借此补偿传递扭矩的机器元件、在当前的情况中为转子承载件和从动轴的小的轴线偏移或角度偏移。圆弧齿联轴器的第一部段与转子承载件或其齿部基本上抗扭地耦联，并且圆弧齿联轴器的第二部段与从动轴或其齿部基本上抗扭地耦联。
此外，混动模块有利地包括具有转子的电机，所述转子抗扭地与转子承载件连接，以及具有离合器装置。
根据本发明的另一方面，转子承载件以及还有从动轴分别构成内齿部，并且圆弧齿联轴器具有将转子承载件的内齿部与从动轴的内齿部连接的连接元件，所述连接元件为了接合到转子承载件的内齿部和从动轴的内齿部中包括至少一个外齿部。
连接元件的相应的内齿部和/或外齿部在此球状地构成，以便能够实现转子承载件和从动轴平行于连接于从动轴的轴、尤其变速器输入轴的旋转轴线的偏移。齿部的球状的设计方案在此确保，转子承载件的和圆弧齿联轴器的或从动轴的和圆弧齿联轴器的齿部轮廓也在倾斜和/或至少小的轴向和/或径向偏移时保持接合。
在此，连接元件可以构成为套筒。这表示，连接元件基本上具有空心柱的形状，在其径向外侧上为了接合到转子承载件的内齿部以及从动轴的内齿部中实现至少一个外齿部。
根据另一实施方式，从动轴具有输出侧的连接区域，用于与从动装置、尤其变速器机械耦联，其中混动模块为了径向支撑从动轴此外包括滚动轴承，尤其滚珠轴承，并且滚动轴承沿轴向方向设置在圆弧齿联轴器的与输出侧的连接区域相对置的侧上。滚动轴承优选为单排滚珠轴承，以便能够实现从动轴的通过另一轴、例如变速器轴的横向偏移引起的倾斜，所述另一轴与从动轴在其输出侧的连接区域处耦联。由于在滚动轴承、圆弧齿联轴器以及输出侧的连接区域的轴向位置中的所述顺序，连接于输出侧的连接区域的轴的横向偏移和从动轴的旋转轴线的由此造成的与理想的、与连接的轴同轴伸展的定向的角度偏差仅相对轻微地作用于偏移或倾斜位置，所述偏移或倾斜位置应由圆弧齿联轴器补偿。
在从动轴或从动轴的输出侧的连接区域和在其上连接的轴之间的连接在此能够间接地实现。
根据另一有利的实施方式，混动模块此外具有输入轴以及支撑套筒，所述支撑套筒至少沿径向方向支撑在输入轴处并且用于至少径向支撑滚动轴承。
支撑套筒在输入轴上的支撑在此能够经由另一旋转轴承、尤其双排的另一滚动轴承实现。
此外，支撑套筒也能够沿径向方向在转子承载件上通过直接的机械贴靠支撑。
输入轴优选地抗扭地与离合器装置的输入侧连接，在构成为双离合器设备时与双离合器设备的两个子离合器的输入侧连接，并且用于与内燃机耦联，可能经由减振器。
离合器装置的输出侧抗扭地与转子承载件耦联。
根据混动模块的另一方面，连接元件在轴向两侧具有至少一个密封元件，用于相对于转子承载件和从动轴基本上液密地密封，其中用于径向支撑从动轴的滚动轴承也基本上液密地构成，以便由此对用于容纳润滑剂的空间限界。
这能够实现，将润滑剂保持在齿部处。对应地，在安装混动模块时已经能够实现至少部分地填充用于容纳润滑剂的空间。
齿部的润滑尤其在倾斜时在圆弧齿联轴器中是有利的，因为在该情况下在每转一圈时出现呈齿部的彼此啮合的齿的齿廓的滑动运动的形式的轴向作用于相应的齿部的齿的交变负荷。通过润滑剂能够减小在此出现的摩擦并且对应地实现在圆弧齿联轴器的使用寿命中的高数量的滑动运动。
在一个补充的实施方式中，从动轴的输出侧的连接区域构成鼠牙盘的一侧，用于与具有鼠牙盘的另一侧的输出元件机械耦联。鼠牙盘是轴向作用的、构成具有轴向突出的齿的齿部，其中鼠牙盘的两侧的齿沿轴向方向彼此交错从而能够传递扭矩。尤其地，输出元件能够经由轮廓齿部与变速器输入轴连接。对应地能够提出，从动轴的输出侧的连接区域间接地经由输出元件与变速器输入轴连接。
输出元件的轮廓齿部在此能够构成为，使得在输出元件和变速器输入轴之间的连接中，借此因此也在从动轴和变速器输入轴之间的连接中可实现倾斜。
即使在不具有鼠牙盘的变速器输入轴的设计方案中，即对应地在不具有输出元件的根据本发明的混动模块的设计方案中，为了在从动轴和变速器输入轴之间的可实现的倾斜，从动轴的输出侧的连接区域能够构成这种轮廓齿部。
在一个构造有利的实施方式中，混动模块具有壳体壁，所述壳体壁借助一个壁部段从输出侧的连接区域的轴向侧延伸到转子承载件和从动轴之间的中间空间中，其中所述壁部段用于经由支撑轴承径向支撑转子承载件。
在一个优选的实施方式中提出，构成所述壁部段的壳体壁仅设置在朝向从动轴的输出侧的连接区域的侧上，并且没有壳体或壳体壁在轴向相对置的侧上构成，使得混动模块在朝向输入侧或朝向内燃机的位置的侧上基本上不通过壳体封闭。
根据一个实施方式，混动模块此外包括离合器装置，其中圆弧齿联轴器径向地和轴向地至少部段地设置在由离合器装置包围的空间之内。
离合器装置有利地至少局部地设置在由转子承载件径向包围的空间之内。
根据本发明的混动模块具有如下优点，补偿在混动模块的从动轴和变速器单元的输入轴之间的径向偏移能够以构造简单的方式在轴向结构空间小的情况下实现。
通过相对于电机的转子的旋转轴线以及相对于变速器输入轴的旋转轴线倾斜从动轴，能够补偿要彼此耦联的轴的径向偏移，其中实现倾斜的圆弧齿联轴器径向地和轴向地至少局部地设置在由离合器装置包围的空间之内，从而不要求轴向的结构空间。径向偏移在此此外能够与连接的变速器输入轴的径向刚性无关地补偿。
此外，根据本发明提供用于机动车的驱动装置，所述驱动装置具有根据本发明的混动模块、驱动组件、尤其内燃机以及变速器，其中混动模块在输入侧与驱动组件连接并且在输出侧与变速器连接。
混动模块的输出侧在此对应于从动轴的输出侧的连接区域。替选地，混动模块的输出侧也能够对应于与从动轴固定地连接的输出元件。
附图说明
在下文中在相关的技术背景下参照所属的附图详细阐述在上文中描述的发明，所述附图示出优选的设计方案。本发明通过纯示意性的视图不以任何方式限制，其中要注意的是，在附图中示出的实施例不限于示出的尺寸。在附图中示出：
图1示出根据本发明的混动模块的剖开的侧视图，和
图2示出根据本发明的混动模块在圆弧齿联轴器的区域中的放大的局部。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的混动模块1的剖开的侧视图。
混动模块1包括输入轴70、离合器装置50、圆弧齿联轴器30、电机40、从动轴10以及壳体60。
在混动模块1集成到混动机动车的动力总成中时，输入轴70用于将混动模块1与动力总成的内燃机耦联，并且从动轴10用于将混动模块1与动力总成的变速器单元耦联。
在内燃机和输入轴70之间的耦联在此经由在输入轴70的朝向内燃机的轴向侧上设置的并且与输入轴70连接的减振器72实现。
在此，从动轴10经由构成为单排滚珠轴承的滚动轴承80在径向内部支撑在支撑套筒71上，其中支撑套筒71经由构成为双排滚珠轴承的旋转轴承81在输入轴70的径向内部支撑在其上。从动轴10因此间接地经由支撑套筒83沿径向方向在径向内部支承在输入轴70上。
此外，输入轴70抗扭地与离合器装置50的输入侧51连接。离合器装置50在此在输入轴70的径向外部设置并且构成为双盘离合器，其中离合器装置50的输入侧51对应地通过两个与输入轴70抗扭地连接的离合器盘53实现。离合器装置50的输出侧52与转子承载件42抗扭地连接，所述转子承载件用于旋转地支承电机40的转子41。
电机40的转子41设置在转子承载件42上，其中电机40的定子45固定地与壳体60连接。转子承载件42在此为了转子41围绕混动模块1的旋转轴线2旋转经由支撑轴承82支撑在壳体60的壳体壁61的壁部段62上。在此，转子承载件42借助由其在径向内部构成并且沿轴向方向延伸的转子承载件部段43支撑在支撑轴承82上。支撑套筒71在轴向的转子承载件部段43的沿径向方向与支撑轴承82相对置的侧上实现在轴向的转子承载件部段43上的直接的机械贴靠部83。
壳体壁61沿径向方向在混动模块1的朝向变速器单元的侧上延伸，并且壁部段62从壳体壁61的径向内部端部沿轴向方向局部地在转子承载件42和从动轴10之间延伸，以支撑转子承载件42。
为了打开或闭合离合器装置50，混动模块1此外包括离合器操纵装置54，构成为环形的活塞缸单元的所述离合器操纵装置设置在壳体壁61或壁部段62上。离合器操纵装置54对应地沿轴向方向设置在转子承载件42的或转子承载件42的径向伸展的部段的与离合器装置50相对置的侧上。为了操纵离合器装置50，离合器操纵装置54沿轴向方向穿过转子承载件42或转子承载件42的径向伸展的部段。
在从动轴10的马达侧的区域12上，所述从动轴包括径向向外延伸的连接凸起14，其中连接凸起14与轴向延伸的转子承载件部段43经由圆弧齿联轴器30连接。因此对应地，转子承载件42经由圆弧齿联轴器30与从动轴10耦联。此外，从动轴10在其输出侧的连接区域11处经由鼠牙盘22与输出元件20连接，以便耦联到变速器单元的输入元件上。从动轴10在此对应地构成鼠牙盘22的一侧23，其中输出元件20构成鼠牙盘22的另一侧24。为了耦联到变速器单元的输入元件上，从动轴20具有轮廓齿部21，以便实现与变速器单元的输入轴的抗扭的连接。由内燃机提供的扭矩因此经由减振器72传递到输入轴70上进而传递到离合器装置50的输入侧51上。在离合器装置50闭合时，内燃机的扭矩此外传导到转子承载件42上，其中扭矩随后经由圆弧齿联轴器30传递到从动轴10上进而经由其输出侧的连接区域11和输出元件20传递到变速器的输入端上。沿相反的方向，在电机40运行时，起动所连接的内燃机。
在打开离合器装置50时，由电机40提供的扭矩经由转子承载件42传导至输出侧。
在混动模块1的旋转轴线2和作为变速器单元的输入元件的变速器输入轴的旋转轴线3之间的径向偏移在此能够借助于圆弧齿联轴器30补偿。
图2示出根据本发明的混动模块1在圆弧齿联轴器30的区域中的放大的局部，如在图1中示出的那样。
从图2中因此对图1补充地可见，圆弧齿联轴器30包括连接元件33，其中连接元件33在其径向外侧35上具有外齿部34。连接元件33构成为套筒，这表示，连接元件33基本上具有空心柱的形状。
在圆弧齿联轴器30的第一轴向部段31中，从动轴10的连接凸起14的内齿部13接合到连接元件33的外齿部34中。此外，在圆弧齿联轴器30的第二轴向部段32中，转子承载件42的轴向的转子承载件部段43的内齿部44接合到连接元件33的外齿部34中。因此，从动轴10的内齿部13与转子承载件42的内齿部44经由连接元件33的外齿部34连接。
此外，圆弧齿联轴器30具有两个密封元件36，其中各一个密封元件36在圆弧齿联轴器30的第一或第二轴向部段31、32处设置在连接元件33的径向外侧35上，并且圆弧齿联轴器30借此为了用润滑剂填充圆弧齿联轴器30在轴向两侧液密地相对于转子承载件42或从动轴10密封。
从动轴10或转子承载件42的相应的内齿部13、44以及连接元件33的外齿部34在此球状地构成，以便在倾斜和/或小的轴向和/或径向偏移的情况下将彼此耦联的轴保持接合，使得可实现在混动模块1的旋转轴线2和(在此未示出的)变速器输入轴的旋转轴线之间的径向补偿。由于使用仅单排的轴承80，从动轴10围绕轴承80的中心的稍微的倾斜是可行的。
借助根据本发明的混动模块以及驱动装置能够以构造简单的方式在轴向结构空间需求小的情况下可靠地确保对径向偏移的补偿。
附图标记说明
1 混动模块
2 混动模块的旋转轴线
3 变速器输入轴的旋转轴线
10 从动轴
11 输出侧的连接区域
12 从动轴的马达侧的区域
13 从动轴的内齿部
14 从动轴的连接凸起
20 输出元件
21 轮廓齿部
22 鼠牙盘
23 鼠牙盘的一侧
24 鼠牙盘的另一侧
30 圆弧齿联轴器
31 圆弧齿联轴器的第一轴向部段
32 圆弧齿联轴器的第二轴向部段
33 连接元件
34 外齿部
35 连接元件的径向外侧
36 密封元件
40 电机
41 转子
42 转子承载件
43 轴向转子承载件部段
44 转子承载件的内齿部
45 定子
50 离合器装置
51 离合器装置的输入侧
52 离合器装置的输出侧
53 离合器盘
54 离合器操纵装置
60 壳体
61 壳体壁
62 壁部段
70 输入轴
71 支撑套筒
72 减振器
80 滚动轴承
81 旋转轴承
82 支撑轴承
83 机械贴靠部。

Claims (10)

1.一种用于机动车的用于耦联内燃机以及变速器的混动模块(1)，包括转子承载件(42)以及与所述转子承载件(42)基本上抗扭地耦联的从动轴(10)，其中所述混动模块(1)为了实现在转子承载件(42)和从动轴(10)之间的抗扭的耦联而包括圆弧齿联轴器(30)。
2.根据权利要求1所述的混动模块(1)，
其特征在于，
所述转子承载件(42)以及还有所述从动轴(10)分别构成内齿部(13，44)，并且所述圆弧齿联轴器(30)具有将所述转子承载件(42)的内齿部(44)与所述从动轴(10)的内齿部(44)连接的连接元件(33)，所述连接元件为了接合到所述转子承载件(42)的内齿部(44)和所述从动轴(10)的内齿部(13)中包括至少一个外齿部(34)。
3.根据权利要求2所述的混动模块(1)，
其特征在于，
所述连接元件(33)构成为套筒。
4.根据上述权利要求中任一项所述的混动模块(1)，
其特征在于，
所述从动轴(10)具有用于与从动装置、尤其变速器机械耦联的输出侧的连接区域(11)，其中所述混动模块(1)为了径向支撑所述从动轴(10)此外包括滚动轴承(80)，尤其滚珠轴承，并且所述滚动轴承(80)沿轴向方向设置在所述圆弧齿联轴器(30)的与输出侧的连接区域(11)相对置的侧上。
5.根据权利要求4所述的混动模块(1)，
其特征在于，
所述混动模块(1)此外具有输入轴(70)以及支撑套筒(71)，所述支撑套筒至少沿径向方向支撑在所述输入轴(70)上并且所述支撑套筒用于至少径向地支撑所述滚动轴承(80)。
6.根据权利要求4或5所述的混动模块(1)，
其特征在于，
所述连接元件(33)在轴向两侧具有至少一个密封元件(36)，用于相对于所述转子承载件(42)和所述从动轴(10)基本上液密地密封，其中用于径向地支撑所述从动轴(10)的滚动轴承(80)也基本上液密地构成，以便由此对用于容纳润滑剂的空间限界。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的混动模块(1)，
其特征在于，
所述从动轴(10)的输出侧的连接区域(11)构成鼠牙盘(22)的一侧(23)，用于与具有所述鼠牙盘(2)的另一侧(24)的输出元件(20)机械耦联。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的混动模块(1)，
其特征在于，
所述混动模块(1)具有壳体壁(61)，所述壳体壁的壁部段(62)从输出侧的连接区域(11)的轴向侧延伸到转子承载件(42)和从动轴(10)之间的中间空间中，并且所述壁部段(62)用于经由支撑轴承(82)径向支撑所述转子承载件(42)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的混动模块(1)，
其特征在于，
所述混动模块(1)此外包括离合器装置(50)，其中所述圆弧齿联轴器(30)径向地和轴向地至少部段地设置在由所述离合器装置(50)包围的空间之内。
10.一种用于机动车的驱动装置，包括根据权利要求1至9中至少一项所述的混动模块(1)以及驱动组件以及变速器，所述驱动组件尤其是内燃机，其中所述混动模块(1)在输入侧与所述驱动组件连接以及在输出侧与所述变速器连接。
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