DE102008006062A1

DE102008006062A1 - Nasse Anfahrkupplung für Hybridanwendungen

Info

Publication number: DE102008006062A1
Application number: DE102008006062A
Authority: DE
Inventors: Johannes Arnold; Oliver Nöhl; Ivo Agner
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2008-01-25
Publication date: 2009-02-05
Also published as: JP5326128B2; JP2010516558A; WO2008092426A2; WO2008092426A3; CN101595320A; US8978799B2; US20090283344A1; DE112008000155B4; CN101595320B; DE112008000155A5

Abstract

Gemäß der Erfindung ist in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor und einem Starter-Generator, eine in Öl laufende Anfahrkupplung vorhanden. Dabei ist der Rotor des Starter-Generators - zumindest mittelbar - an einem Kupplungsdeckel gelagert und der Kupplungsdeckel ist drehfest mit der Kupplungsglocke des Getriebes verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Starter-Generator, wobei mittels einer in Öl laufenden Anfahrkupplung die Drehverbindung im Kraftfluss zwischen dem Verbrennungsmotor einerseits, und dem Starter-Generator und dem Getriebe andererseits, hergestellt werden kann.
Aus dem Stand der Technik ( FR 2862025 ) ist beispielsweise eine Lösung, bei der mittels einer nass laufenden Kupplung und einer weiteren Kupplung – hier in Form einer Klauenkupplung – ein Starter-Generator (bzw. E-Maschine oder Motor-Generator; siehe Definition weiter unten) im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein derartiges Kupplungssystem weiter zu verbessern. Verbessern heißt in diesem Zusammenhang, dass der Antriebsstrang kostengünstiger und platz sparender gestaltet ist.
Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, indem eine nasse Anfahrkupplung die in einem hybridisierten Antriebsstrang Anwendung finden kann. Der Verbrennungsmotor treibt die Getriebeeingangswelle über eine Anfahrkupplung an. Auf der Getriebeeingangswelle befindet sich ein Elektromotor oder Starter-Generator, der zum Boosten und Rekuperieren eingesetzt werden kann. Über den Elektromotor und das Schließen der Kupplung wird die Start- und Wiederstartfunktion des Verbrennungsmotors realisiert. Bei dem Getriebe handelt es sich um ein automatisiertes Getriebe oder Automatikgetriebe ohne Drehmomentwandler.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter einem Starter-Generator ein Motor-Generator zu verstehen, wobei der Motor nicht zwangläufig als Starter fungiert. Mit anderen Worten: Ein Kraftfahrzeug der vorliegenden Erfindung kann auch einen zusätzlichen Starter, also einen zusätzlichen Anlasser aufweisen. Der Begriff Starter-Generator wurde hier deshalb gewählt, weil er seit Jahren so in der Fachwelt benutzt wird. Ebenso verbreitet ist der Begriff E-Maschine.
Nachfolgend beschriebene Varianten stellen dar, wie die Anfahrkupplung und das Dämpfersystem in den Antriebsstrang integriert werden können.
Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine schematische Anordnung des erfindungsgemäßen Antriebstranges;
2 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem im Trockenen laufenden Starter-Generator;
3 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem im Trockenen laufenden Starter-Generator;
4 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einem im Öl laufenden Starter-Generator;
5 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem im Öl laufenden Starter-Generator;
6 ein drittes Ausführungsbeispiel mit einem im Öl laufenden Starter-Generator.
In der 1 wird ein schematischer Aufbau des erfindungsgemäßen Antriebstranges gezeigt. Der Verbrennungsmotor A ist über die Anfahrkupplung B mit dem Starter-Generator C verbindbar. Der Starter-Generator C ist über die Getriebeeingangswelle 27 mit dem Getriebe verbunden. Das Getriebe stellt ein Automatikgetriebe dar, jedoch weist es in diesem erfindungsgemäßen Antriebsstrang keinen Drehmomentwandler auf. Für ein Anlassen des Verbrennungsmotors A mittels des Starter-Generators C darf im Automatikgetriebe keine Fahrstufe eingelegt sein. Durch diese Beschaltung kommt man beim Betrieb mit einem Starter-Generator C mit nur einer Kupplung aus und zwar lediglich mit der so genannten Anfahrkupplung C.
In der in 2 dargestellten Variante wird die Antriebsnabe 8 – und somit der Innenlamellenträger 4 – über eine Steckverzahnung vom Verbrennungsmotor A angetrieben. Zwischen Verbrennungsmotor A und Antriebsnabe 8 befindet sich ein Torsionsschwingungsdämpfer 1 in der Ausbildung als Zweimassenschwungrad. Der Außenlamellenträger 3 ist der Abtrieb. Die Nasskupplung B ist so ausgeführt, dass das Fahrzeug ohne Hilfe des Elektromotors anfahren kann.
Der Rotor 18 des Starter-Generators C (= Elektromotor) ist über einen Rotorträger 2 mit dem Außenlamellenträger 3 verbunden. Zwischen Rotorträger 2 und Kupplungsdeckel 17 befindet sich ein Dichtelement 6 (z. B. Radialwellendichtring). Dieser verhindert, dass Kupplungskühlöl, welches aus dem Außenlamellenträger 3 ausgetreten ist, in den Trockenraum gelangt. Im Trockenraum befindet sich der Torsionsschwingungsdämpfer 1, sowie Stator 16 und Rotor 18 des Elektromotors. Ein weiteres Dichtelement 6 befindet sich zwischen dem Innenlamellenträger 4 und dem Rotorträger 2. Dieser verhindert, dass Leckageöl, welches sich zwischen Innen- und Außenlamellenträger befindet, in den Trockenraum gelangt. Das Dichtelement 6 gewährleistet hier die Dichtfunktion zwischen zwei mit Drehzahldifferenz rotierenden Teilen.
Der Kupplungsdeckel 17 ist mit der Kupplungsglocke 15 drehfest und öldicht verbunden.
Der Innenlamellenträger 4 bzw. die Antriebsnabe 8 sind über Nadel- oder Gleitlager 9 auf der Getriebeeingangswelle 27 gelagert.
Der Kupplungskorb, welcher sich aus Außenlamellenträger 3 und Nabenblech 23 zusammensetzt, ist links über ein Wälzlager 5 auf dem Kupplungsdeckel 17 gelagert. Dieses Lager 5 kann Radial- als auch Axialkräfte aufnehmen. Alternativ können hier auch zwei voneinander getrennte Lager eingesetzt werden (beispielsweise als ein Axiallager und ein Radiallager; in 2 nicht dargestellt). Das Nabenblech 23 ist mit der Abtriebsnabe 26 verschweißt, welche auf der Getriebeeingangswelle 27 gelagert ist. Durch die Abstützung des Kupplungskorbes auf der Getriebeeingangswelle 27 kann auf eine zusätzliche Wälz- oder Gleitlagerung verzichtet werden.
Damit der Außenlamellenträger 3 und das Nabenblech 23 eine, für die Lagerung notwendige, steife Struktur bilden, sind am Nabenblech 23 Versteifungslaschen ausgestellt 20, welche sich mit dem Außenlamellenträger 3 verspannen. Optional kann das Nabenblech 23 mit dem Außenlamellenträger 3 verschweißt werden.
Das o. g. Wälzlager 5 zwischen Kupplungsdeckel 17 und Außenlamellenträger 3 muss vorgespannt werden. Dazu stützt sich eine Vorspannfeder 25 an einem auf die Getriebeeingangswelle 27 aufgepressten Ritzel 31 (siehe 3) ab und spannt über die Abtriebsnabe 26 den Kupplungskorb und das Wälzlager 5 vor.
Das auf die Getriebeeingangswelle 27 aufgepresste Ritzel 31 stellt Lagerung und Antrieb der Ölpumpe 24 dar.
Das Betätigungsöl für die Kupplung B wird über einen in die Kupplungsglocke 15 oder Pumpendeckel integrierten Kanal 22 zugeführt. Über eine Drehdurchführung 14 in der Abtriebsnabe 26 wird das Öl in die rotierende Kupplungseinheit eingebracht. Innerhalb der Abtriebsnabe 26 fließt das Öl durch Bohrungen zum Betätigungskolben 13.
Die an der Betätigung der Kupplung B beteiligten Komponenten rotieren mit Getriebeeingangsdrehzahl, weshalb man hier von einer getriebeseitigen Betätigung der Kupplung spricht. Zusätzlich wird die Betätigungskraft innerhalb des Kupplungskorbes aufgenommen.
Die Drehdurchführung übernimmt zusätzlich die Dichtfunktion zur Ölpumpe 24 hin, weshalb auf den bei Automatikgetrieben an dieser Stelle üblichen Radialwellendichtring verzichtet werden.
Das Kühlöl wird der Kupplung B über die Getriebeeingangswelle 27 zugeführt. Über Querbohrungen in der Getriebeeingangswelle 27 und einen Überbrückungsring 12 zwischen Abtriebsnabe 26 und Getriebeeingangswelle 27 und Querbohrungen in der Abtriebsnabe 26 gelangt das Öl in die Fliehkraftkompensationseinheit. Diese Fliehkraftkompensationseinheit wird links von dem winkelförmigen Bauteil und rechts von dem Kolben 13 begrenzt. Das Öl durch Öffnungen in der Rückstellfeder 11 in die eigentliche Fliehkraftkammer 10. Das winkelförmige Bauteil weist an seinem radial inneren Ende oder an seiner radial inneren linken Wandung Durchlässe auf. Erst wenn die Fliehkraftkammer 10 im Wesentlichen mit Öl gefüllt ist, verlässt das dortige Öl die Fliehkraftkammer 10 über die hier nicht dargestellten Durchlässe. Da rechts vom Kolben 13 wiederum ein Öl erfüllter Raum ist, erzeugt das Öl zu beiden Seiten des Kolbens 13 unter dem Zentrifugal-Effekt der rotierenden Öl-Massen jeweils einen Öldruck. Da die druckbeaufschlagten Flächen im Wesentlichen gleich groß sind, wird durch die Fliehkraftkammer 10 der Kolben 13 im Wesentlichen im Kräftegleichgewicht gehalten.
Eine Öffnung im Fliehkraftblech legt die Füllstandshöhe des Öls in der Fliehkraftkammer 10 fest. Nachströmendes Kühlöl fließt über die Öffnung im Fliehkraftblech ab und fließt anschließend in radialer Richtung zum Innenlamellenträger 4 um die Kupplung zu kühlen.
Nach dem Austritt des Kühlöls aus dem Außenlamellenträger 3 wird das im Kupplungsdeckel 17 rotierende Öl von einer Ausschäleinheit 19 durch die Trennwand zwischen Kupplung B und Getriebe E in den Ölsumpf befördert.
Die Montage der Kupplungseinheit findet wie folgt statt: Bei der Montage der Kupplung B wird das Dichtelement 6, welches sich zwischen Rotorträger 2 und Kupplungsdeckel 17 befindet und das Wälzlager 5 welches sich zwischen Kupplungsdeckel 17 und Außenlamellenträger 3 befindet, gegebenenfalls eingeschweißt. Diese Einheit ist nicht mehr demontierbar. Die komplett montierte Kupplung inklusive Kupplungsdeckel 17, Rotorträger 2 und Rotor 18 wird auf die Getriebeeingangswelle 27 aufgesteckt. Anschließend wird der Kupplungsdeckel 17 mit der Kupplungsglockenrückwand 15 verschraubt. Dann wird der Stator 16 des Starter-Generators C verbaut. Der Torsionsschwingungsdämpfer 1 wird mit der Kurbelwelle 7 verschraubt. Abschließend wird die Kupplung B über die Verzahnung auf der Antriebsnabe 8 mit dem Torsionsschwingungsdämpfer 1 verbunden und Verbrennungsmotor A und Kupplungsglocke 15 miteinander verschraubt.
Bei der in 3 dargestellten Variante wird die Antriebsnabe 8 und somit der Innenlamellenträger 4 über eine Steckverzahnung vom Verbrennungsmotor A angetrieben. Zwischen Antriebsnabe 8 und Verbrennungsmotor A befindet sich ein Zweimassenschwungrad 1. Die Antriebsnabe 8 ist mit dem Innenlamellenträger 4 verschweißt oder vernietet. Der Außenlamellenträger 3 ist der Abtrieb. Die Nasskupplung B ist so ausgeführt, dass das Fahrzeug ohne Hilfe des Elektromotors anfahren kann.
Der Rotor 18 des Elektromotors C ist über einen Rotorträger 2 mit dem Außenlamellenträger 3 verbunden. Zwischen Rotorträger 2 und Kupplungsdeckel 17 befindet sich ein Dichtelement 6 (z. B. Radialwellendichtring). Dieser verhindert, dass Kupplungskühlöl, welches aus dem Außenlamellenträger 3 ausgetreten ist, in den Trockenraum gelangt. Im Trockenraum befindet sich der Torsionsschwingungsdämpfer 1 sowie Stator 16 und Rotor 18 des Elektromotors C. Ein weiteres Dichtelement 6 (z. B. Radialwellendichtring) befindet sich zwischen der Antriebsnabe 8 und dem Rotorträger 2. Dieser verhindert, das Leckageöl welches sich zwischen Innen- 4 und Außenlamellenträger 3 befindet, in den Trockenraum gelangt. Das Dichtelement 6 gewährleistet hier die Dichtfunktion zwischen zwei mit Drehzahldifferenz rotierenden Teilen.
Die Antriebsnabe 8 ist über Wälz- oder Gleitlager auf der Getriebeeingangswelle 27 gelagert.
Die Abtriebsnabe 26 ist über eine Steckverzahnung mit der Getriebeeingangswelle 27 verbunden. Das Nabenblech 23 ist mit der Abtriebsnabe 26 verschweißt und formschlüssig mit dem Außenlamellenträger 3 verbunden. Außenlamellenträger 3 und Nabenblech 23 sind mit einem Sicherungselement 29 gegen ungewolltes Lösen gesichert.
Der Kupplungskorb, bestehend aus Außenlamellenträger 3, Nabenblech 23 und Abtriebsnabe 26 ist über das Wälzlager 5 zwischen Kupplungsdeckel 17 und Rotorträger 2 und den Sitz auf der Getriebeeingangswelle 27 gelagert.
Das Wälzlager 5, welches den Außenlamellenträger 3 auf dem Kupplungsdeckel 17 lagert wird, wird über eine Vorspannfeder 25, die sich zwischen Abtriebsnabe 26 und dem sich hinter der Abtriebsnabe 26 befindenden Sicherungselement 32 befindet (in 3 nicht dargestellt) vorgespannt.
Das Pumpenritzel 31 ist auf die Getriebeeingangswelle 27 aufgepresst und dient als Lagerung und Antrieb der Ölpumpe 24.
Das Betätigungsöl und das Kühlöl werden der Kupplung B über zwei in die Getriebeeingangswelle 27 integrierte Bohrungen (in 3 nicht dargestellt) zugeführt. Über radial verlaufende Bohrungen strömt Kühl- und Betätigungsöl zu den Drehdurchführungen 14 und wird dort an die mit Motordrehzahl rotierende Antriebsnabe 8 übergeben. In der Antriebsnabe 8 wird das Betätigungsöl über radial verlaufende Bohrungen dem Betätigungszylinder zugeführt. Das Kühlöl fließt ebenfalls durch radial verlaufende Bohrungen der Fliehkraftkompensation und der Kupplungskühlung zu. Überschüssiges, der Fliehkraftkompensation zufließendes Öl fließt durch Bohrungen im Fliehkraftblech, die die Füllstandshöhe festlegen der Kupplungskühlung zu.
Dir Rückstellfeder 11 zwischen Kolben 13 und Innenlamellenträger 4 öffnet die Kupplung B nach Abfall des Betätigungsdruckes und bewegt den Kolben 13 in seine Ausgangsposition.
Die Betätigung der Kupplung B rotiert mit Motordrehzahl, weshalb man von motorseitiger Betätigung der Kupplung B spricht. Die auftretenden Betätigungskräfte der Kupplung B werden innerhalb der Antriebsnabe 8 aufgenommen.
Da bei dieser Variante die Drehdurchführungen 14 nicht in die Abtriebsnabe 26 integriert sind, wird zwischen Kupplungsglocke 15 bzw. Pumpengehäuse und Abtriebsnabe ein zusätzliches Dichtelement 30 benötigt, um zu verhindern, dass die Pumpe 24 Luft ansaugt.
Die Montage der Kupplungseinheit findet wie folgt statt: Bei der Montage der Kupplung B wird das Dichtelement 6, welches sich zwischen Rotorträger 2 und Kupplungsdeckel 17 befindet und das Wälzlager 5 welches sich zwischen Kupplungsdeckel 17 und Außenlamellenträger 3 befindet, gegebenenfalls eingeschweißt. Diese Einheit ist nicht mehr demontierbar. Anstelle von Schweißen, kann aber auch diese Verbindung nur gesteckt oder verstemmt sein.
Die komplett montierte Kupplung B und Rotor 18 der E-Maschine C wird auf die Getriebeeingangswelle 27 aufgesteckt. Anschließend wird der Kupplungsdeckel 17 mit der Kupplungsglockenrückwand 15 verschraubt (Verschraubung in 3 nicht dargestellt). Dann wird der Stator 16 der E-Maschine C verbaut.
Das Torsionsschwingungsdämpfer 1 wird mit der Kurbelwelle 7 verschraubt. Abschließend wird die Kupplung B über die Verzahnung auf der Antriebsnabe 8 mit dem Torsionsschwingungsdämpfer 1 verbunden und Verbrennungsmotor A und Kupplungsglocke 15 miteinander verschraubt.
Im Wesentlichen unterscheiden sich die 2 und 3 dahingehend, dass in der 2 die Ölzufuhr über einen Kanal 22 in der Kupplungsglocke 15 und über eine Drehdurchführung in der Getriebeeingangswelle 27 erfolgt, während in der 3 das Öl beide Male Bei der in 4 dargestellten Variante wird die Antriebsnabe 8 und somit der Innenlamellenträger 4 über eine Steckverzahnung vom Verbrennungsmotor A angetrieben. Zwischen Verbrennungsmotor A und Antriebsnabe 8 befindet sich ein Zweimassenschwungrad 1. Der Außenlamellenträger 3 ist der Abtrieb. Die Nasskupplung ist so ausgeführt, dass das Fahrzeug ohne Hilfe des Elektromotors anfahren kann.
Im Gegensatz zu den Varianten der 2 und 3 befindet sich der Starter-Generator C im Nassraum. Ausschließlich der Torsionsschwingungsdämpfer 1 liegt im Trockenraum. Zur Trennung von Nass- und Trockenraum befindet sich zwischen Kupplungsdeckel 17 und Antriebsnabe 8 ein Dichtelement 6. Diese Lösung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsdeckel 17 nicht mehr zwischen einem Rotorträger 2 und einem Außenlamellenträger 3 liegt. In der 4 ist der Außenlamellenträger 3 zugleich auch der Rotorträger.
Der Kupplungsdeckel 17 trennt die Kupplung B und den Starter-Generator C vom Torsionsschwingungsdämpfer 1. Deshalb kann der Rotor 18 der E-Maschine direkt auf dem Außenlamellenträger befestigt werden. Der Rotor enthält axial verlaufende Ölkanäle um das aus der Kupplung austretende Kühlöl abführen zu können.
Der Außenlamellenträger 3 stützt sich am Kupplungsdeckel 17 über ein Radial- und Axiallager ab und bildet zusammen mit dem Nabenblech 23 und der Abtriebsnabe 26 den Kupplungskorb. Das Nabenblech 23 ist über eine Verzahnung formschlüssig mit dem Außenlamellenträger 3 zur Drehmomentübertragung verbunden und mit der Abtriebsnabe 26 verscheißt oder vernietet (Vernieten ist in 4 nicht dargestellt). Die Abtriebsnabe 26 stützt sich über eine Steckverzahnung auf der Getriebeeingangswelle 27 ab.
Der Innenlamellenträger 4 bzw. die Antriebsnabe 8 ist über zwei Wälzlager auf der Getriebeeingangswelle 27 gelagert.
Das Axiallager 5, welches den Kupplungskorb bzw. den Außenlamellenträger 3 abstützt wird über eine Feder 25, welche sich zwischen einem Sicherungsring und der Abtriebsnabe 26 befindet, vorgespannt.
Das Pumpenritzel 31 ist auf die Getriebeeingangswelle 27 aufgepresst und dient als Lagerung und Antrieb der Ölpumpe 24.
Das Betätigungsöl und das Kühlöl werden der Kupplung B über zwei in die Getriebeeingangswelle 27 integrierte Bohrungen 22, 28 zugeführt. Über radial verlaufende Bohrungen strömt Kühl- und Betätigungsöl zu den Drehdurchführungen 14 und wird dort an die mit Motordrehzahl rotierende Antriebsnabe übergeben. In der Antriebsnabe 8 wird das Betätigungsöl über Bohrungen dem Betätigungszylinder zugeführt. Das Kühlöl fließt ebenfalls durch Bohrungen der Fliehkraftkompensation und der Kupplungskühlung zu. Überschüssiges, der Fliehkraftkompensation zufließendes Öl, fließt durch Bohrungen im Fliehkraftblech 10, die die Füllstandshöhe festlegen der Kupplungskühlung zu.
Die Betätigung der Kupplung rotiert mit Motordrehzahl, weshalb man von motorseitiger Betätigung der Kupplung spricht. Die auftretenden Betätigungskräfte der Kupplung werden innerhalb der Antriebsnabe 8 aufgenommen.
Die Rückstellfeder 11 zwischen Kolben 13 und Innenlamellenträger 4 öffnet die Kupplung B nach Abfall des Betätigungsdruckes und bewegt den Kolben 13 in seine Ausgangsposition.
Da bei dieser Variante die Drehdurchführungen 14 nicht in die Abtriebsnabe 26 integriert sind, wird zwischen Kupplungsglocke 15 bzw. Pumpengehäuse und Abtriebsnabe 26 ein zusätzliches Dichtelement 30 benötigt, um zu verhindern, dass die Pumpe Luft ansaugt.
Die Montage der Kupplungseinheit findet wie folgt statt: Die komplett montierte Kupplung inklusive Rotor 18 wird auf die Getriebeeingangswelle 27 aufgesteckt. Danach der Kupplungsdeckel 17 mit Axiallager in die Kupplungsglocke 15 eingelegt. Anschließend wird der Kupplungsdeckel 17 über ein Sicherungselement in der Kupplungsglocke 15 fixiert. Daraufhin erfolgt die Montage des Dichtelements zwischen Kupplungsdeckel 17 und Antriebsnabe 8. Dann wird der Stator 16 der E-Maschine verbaut.
Der Torsionsschwingungsdämpfer 1 wird mit der Kurbelwelle verschraubt. Abschließend wird die Kupplung B über die Verzahnung auf der Antriebsnabe 8 mit dem Torsionsschwingungsdämpfer 1 verbunden und Verbrennungsmotor A und Kupplungsglocke 15 miteinander verschraubt.
Bei der in 5 dargestellten Variante wird die Antriebsnabe 8 und somit der Innenlamellenträger 4 über eine Steckverzahnung vom Verbrennungsmotor A angetrieben. Zwischen Verbrennungsmotor A und Antriebsnabe befindet sich eine Flexplate 33. Der Außenlamellenträger 3 ist der Abtrieb. Die Nasskupplung ist so ausgeführt, dass das Fahrzeug ohne Hilfe des Elektromotors anfahren kann.
Der Außenlamellenträger 3 ist über einen Schwingungsdämpfer 35 mit der Abtriebsnabe 26 verbunden.
Der Rotorträger 34 der E-Maschine C stützt sich motorseitig über Wälzlager am Kupplungsdeckel 17 ab. Abtriebsseitig ist der Rotorträger 34 formschlüssig mit einem Nabenblech 23 verbunden, welches mit der Abtriebsnabe 26 verschweißt oder vernietet (in 5 nicht dargestellt) ist.
Wie bei der 4 befindet sich die E-Maschine C im Nassraum. Ausschließlich die Flexplate 33 liegt im Trockenraum. Zur Trennung von Nass- und Trockenraum befindet sich zwischen Kupplungsdeckel 17 und Antriebsnabe 8 ein Dichtelement 6.
Der Außenlamellenträger 3 ist über den Schwingungsdämpfer 35 mit der Abtriebsnabe 26 verbunden. Die Abtriebsnabe 26 stützt sich über eine Steckverzahnung auf der Getriebeeingangswelle 27 ab.
Der Innenlamellenträger 4 bzw. die Antriebsnabe 8 ist über zwei Wälzlager auf der Getriebeeingangswelle 27 gelagert.
Das Pumpenritzel 31 (hier nicht dargestellt) ist auf die Getriebeeingangswelle 27 aufgepresst und dient als Lagerung und Antrieb der Ölpumpe 24.
Das Betätigungsöl und das Kühlöl werden der Kupplung über zwei in die Getriebeeingangswelle integrierte Bohrungen zugeführt. Über radial verlaufende Bohrungen strömt Kühl- und Betätigungsöl zu den Drehdurchführungen und wird dort an die mit Motordrehzahl rotierende Antriebsnabe übergeben. In der Antriebsnabe wird das Betätigungsöl über Bohrungen dem Betätigungszylinder zugeführt. Das Kühlöl fließt ebenfalls durch Bohrungen der Fliehkraftkompensation und der Kupplungskühlung zu. Überschüssiges, der Fliehkraftkompensation zufließendes Öl fließt durch Bohrungen im Fliehkraftblech, die die Füllstandshöhe festlegen der Kupplungskühlung zu.
Die Betätigung der Kupplung rotiert mit Motordrehzahl, weshalb man von motorseitiger Betätigung der Kupplung B spricht. Die auftretenden Betätigungskräfte der Kupplung werden innerhalb der Antriebsnabe 8 aufgenommen.
Dir Rückstellfeder 11 zwischen Kolben 13 und Fliehkraftblech öffnet die Kupplung nach Abfall des Betätigungsdruckes und bewegt den Kolben in seine Ausgangsposition. In der Rückstellfeder befinden sich Bohrungen, durch die das von der Drehdurchführung kommende Öl in die Fliehkraftkammer fließt.
Da die Drehdurchführungen 14 nicht in die Abtriebsnabe 26 integriert sind, wird zwischen Kupplungsglocke 15 bzw. Pumpengehäuse und Abtriebsnabe 26 ein zusätzliches Dichtelement 30 benötigt, um zu verhindern, dass die Pumpe 24 Luft ansaugt.
Die Montage der Kupplungseinheit findet wie folgt statt: Die komplett montierte Kupplung inklusive Rotorträger und Rotor wird auf die Getriebeeingangswelle aufgesteckt. Danach der Kupplungsdeckel mit Axiallager in die Kupplungsglocke eingelegt. Anschließend wird der Kupplungsdeckel über ein Sicherungselement in der Kupplungsglocke fixiert. Daraufhin erfolgt die Montage des Dichtelements zwischen Kupplungsdeckel und Antriebsnabe. Dann wird der Stator der Maschine verbaut.
Die Flexplate 33 wird mit der Kurbelwelle 7 verschraubt. Abschließend wird die Kupplung B über die Verzahnung auf der Antriebsnabe 8 mit der Flexplate 33 verbunden und Verbrennungsmotor A und Kupplungsglocke 15 miteinander verschraubt.
Im Gegensatz zu der in 5 dargestellten Variante enthält die in 6 dargestellte Variante zusätzlich ein Schöpfrohr 37. Der Rotor 34 ist mit dem Außenlamellenträger verbunden und mit dem Nabenblech 23 vernietet. Rotorträger und Nabenblech 23 bilden eine Rinne aus, in der das aus dem Außenlamellenträger austretende Öl einen mit Umfangsgeschwindigkeit rotierenden Ölring ausbildet. Das Schöpfrohr 37 ist mit der Kupplungsglocke 15 verbunden und nutzt die kinetische Energie des Öls um einen Ölförderstrom zu erzeugen, der über den Ausförderkanal 38 in den Ölsumpf zurück befördert wird.
Außenlamellenträger, Rotorträger und Nabenblech bilden den Kupplungskorb. Dieser stützt sich getriebeseitig über ein Nadellager auf der Kupplungsglocke ab. Motorseitig stützt sich der Kupplungskorb über ein Wälzlager auf dem Kupplungsdeckel ab.
Das Drucköl wird der Getriebeeingangswelle 27 durch eine Leitung in der Kupplungsglocke 15 bzw. dem Pumpengehäuse und einer Drehdurchführung 14 zugeführt. Die Dichtringe der Drehdurchführung 14 dichten gleichzeitig den Pumpensaugraum ab und verhindern so, dass die Pumpe Luft ansaugen kann. Gleichzeitig wird ein zusätzliches Dichtelement eingespart.

1: Torsionsschwingungsdämpfer; Zweimassenschwungrad (ZMS)
2: Rotorträger
3: Außenlamellenträger
4: Innenlamellenträger
5: Wälzlager
6: Dichtelement
7: Kurbelwelle
8: Antriebsnabe
9: Wälzlager
10: Fliehkraftbereich
11: Rückstellfeder
12: Überbrückungsring
13: Kolben
14: Drehdurchführung
15: Kupplungsglocke
16: Stator des Starter-Generators (E-Maschine)
17: Kupplungsdeckel
18: Rotor des Starter-Generators (E-Maschine)
19: Ausschäleinheit
20: Versteifungslasche
21: Anlaufscheibe
22: Ölzufuhr Drucköl
23: Nabenblech
24: Ölpumpe
25: Vorspannfeder
26: Abtriebsnabe
27: Getriebeeingangswelle
28: Ölzufuhr Kühl- und Fliehöl
29: Sicherungselement
30: Dichtelement
31: Pumpenritzel
32: Sicherungselement
33
34: Rotorträger
35: Schwingungsdämpfer
36: Nadellager
37: Schöpfrohr
38: Ausförderkanal
A: Verbrennungsmotor
B: Anfahrkupplung
C: Starter-Generator (E-Maschine)
E: Automatikgetriebe ohne Drehmomentwandler

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- FR 2862025 [0002]

Claims

Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (A) und einem Starter-Generator (C), wobei mittels einer in Öl laufenden Anfahrkupplung (B) die Drehverbindung im Kraftfluss zwischen dem Verbrennungsmotor (A) einerseits, und dem Starter-Generator (C) und dem Getriebe andererseits, hergestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (18, 34) des Starter-Generators (C) – zumindest mittelbar – an einem Kupplungsdeckel (17) gelagert ist und dass der Kupplungsdeckel (17) drehfest und öldicht mit der Kupplungsglocke (15) des Getriebes (E) verbunden ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (18, 34) drehfest an einem Rotorträger (2) angeordnet ist und dass der Rotorträger (2) am Kupplungsdeckel (17) gelagert ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkupplung (B) einen Außenlamellenträger (3) und einen Innenlamellenträger (4) aufweist und dass der Kupplungsdeckel (17) zwischen dem Rotorträger (2) und dem Außenlamellenträger (3) angeordnet ist, wodurch der Starter-Generator (C) von dem Öl-Bereich der Anfahrkupplung (B) getrennt wird und dadurch der Starter-Generator (C) im einem trockenen Bereich läuft.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rotorträger (2) und dem Kupplungsdeckel (17) eine Dichtung 6 angeordnet ist.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Außenlamellenträger (3) und dem Kupplungsdeckel (17) eine Dichtung 6 angeordnet ist.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Fortsetzung des Außenlamellenträgers (3) – der Antriebsnabe (8) – und dem Rotorträger (2) eine Dichtung 6 angeordnet ist.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (2) und der Außenlamellenträger (3) einstückig ausgebildet sind.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (2) und der Außenlamellenträger (3) miteinander verstemmt sind.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (2) und der Außenlamellenträger (3) miteinander verschweißt sind.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Kraftfluss zwischen der Anfahrkupplung (B), bzw. zwischen dem Rotorträger (2) und der Anfahrkupplung (B), und dem Rotor (18, 34) mindestens ein Schwingungsdämpfer (35) angeordnet ist.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftfluss in der Anfahrkupplung (B) von innen nach außen erfolgt, d. h., dass der Innenlamellenträger (4) stellt den Antrieb, der Außenlamellenträger (3) stellt den Abtrieb der Kupplung da.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung des Innenlamellenträgers (4) auf der Getriebeeingangswelle (27) erfolgt.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungslagerung getriebeseitig über eine Steckverzahnung an der Abtriebsnabe (26) auf der Getriebeeingangswelle (27) erfolgt.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen von dem Außenlamellenträger (3) gebildeten Kupplungskorb durch aus dem Nabenblech (23) ausgestellte Versteifungslaschen (20) versteift wird.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen von dem Außenlamellenträger (3) gebildete Kupplungskorb durch Verschweißen des Nabenbleches (23) und dem Außenlamellenträger (3) versteift wird.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager zwischen Rotor (18, 34) und Kupplungsdeckel (17) mittels einer Vorspannfeder (25) vorgespannt wird, wobei sich die Vorspannfeder (25) auf der Getriebeeingangswelle (27) abstützt.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ölpumpe (24) zur Versorgung des Öl-Bereiches vorhanden ist, wobei der Pumpenantrieb mittels eines auf der Getriebeeingangswelle (27) aufgepressten Pumpenritzels (31) realisiert ist, wobei die Getriebewelle (27) zugleich auch als Lagerung des Pumpenritzels (31) dient.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Kraftfluss von der Verbrennungsmaschine zur Anfahrkupplung (B) ein Torsionsschwingungsdämpfer (1) angeordnet ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsschwingungsdämpfer (1) als Zweimassenschwungrad (1) ausgebildet ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsschwingungsdämpfer (1) im Trockenraum der Kupplungsglocke (15) angeordnet ist.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ölbereich ein Schöpfrohr (37) angeordnet ist, welches aus dem radial äußeren Bereich des Öl-Bereiches das Öl zur Ölpumpe (24) leitet.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass im Öl-Bereich eine Ausschäleinheit (19) angeordnet ist.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kolben 13 ein Fliehkraftbereich zugeordnet ist, der den Fliehöldruck der anderen Kolbenseite kompensiert.