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Diese Offenbarung betrifft Drehmomentübertragungsmechanismen für Getriebe.
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Kupplungen sind Mechanismen zum Übertragen von Rotation, die eingerückt und ausgerückt werden können. Reibkupplungen können zwei Sätze ineinandergreifender Platten aufweisen, die bei Betätigung in Reibeingriff gepresst sind, wobei eine gemeinsame Rotation (oder ein Fehlen einer Rotation, abhängig vom Standpunkt) zwischen den Scheibensätzen und den daran angebrachten Elementen bewirkt wird. Im Allgemeinen erlaubt die Einrückung, dass Drehmoment über die Kupplung übertragen werden kann, und die Ausrückung erlaubt keine Drehmomentübertragung.
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Die
US 2005/0 206 248 A1 offenbart ein mit einem Getriebegehäuse verschraubtes Motormodul.
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Die
US 7 556 131 B2 offenbart eine Kupplung, die eine Mittelplatte mit Ausrichtungslöchern aufweist, durch die Ausrichtungsstäbe verlaufen, die in dem Getriebegehäuse aufgenommen sind, um die Kupplung am Getriebegehäuse festzulegen.
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Die nachveröffentlichte
DE 10 2009 056 033 A1 offenbart eine Motorbaugruppe mit einem von einer Hülse umgebenen Stator, wobei die Hülse mit einem Kupplungsgehäuse verbunden ist. Die Motorbaugruppe und das Kupplungsgehäuse sind in einem Getriebegehäuse untergebracht, wobei die Hülse an einem endseitig vorgesehenen Flansch, der an einer im Getriebegehäuse innenseitig vorgesehenen Schulter anschlägt, verschraubt ist. Der Flansch und die Schulter legen Motorbaugruppe und das Kupplungsgehäuse in der axialen und radialen Richtung fest.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hybridgetriebe und ein Verfahren zum Zusammenbauen eines Hybridgetriebes zur Verfügung zu stellen, die das Ausrichten in der radialen und axialen Richtung sowie der Drehlage einer Baugruppe aus einem Motor/Generator-Stator und einer Kupplung in einem Getriebegehäuse erleichtern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Getriebegehäuse mit den Merkmalen des Anspruches 1 und ein Verfahren zum Zusammenbauen eines Hybridgetriebes mit den Merkmalen des Anspruches 4 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen erfindungsgemäßen Hybridgetriebes und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Fahrzeugantriebsstrangs mit einem elektrisch verstellbaren Multimode-Hybridgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine schematische, perspektivische Teilexplosionsansicht einer nicht rotierenden Kupplung, die in dem Getriebe platziert ist;
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3 eine schematische, perspektivische Teilexplosionsansicht einer nicht rotierenden Kupplung und eines Motor/Generator-Stators, die in dem Getriebe platziert und fest an dem Getriebe angebracht sind; und
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4 ein schematisches Flussdiagramm eines Algorithmus oder Verfahrens zum Zusammenbauen eines Hybridgetriebes.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen überall in den verschiedenen Ansichten auf gleiche Bauteile beziehen, ist in 1 eine schematische oder Hebeldiagrammdarstellung eines beispielhaften Fahrzeugantriebsstrangsystems gezeigt, das allgemein mit 10 bezeichnet ist. Der Antriebsstrang 10 umfasst eine wiederstartbare Maschine 12, die selektiv antriebstechnisch mit einem Achsantriebssystem 16 über ein elektrisch verstellbares Lastschaltgetriebe 14 vom Multimode-Hybridtyp verbunden ist oder in Leistungsflussverbindung mit diesem steht.
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Fachleute werden erkennen, dass ein Hebeldiagramm eine schematische Darstellung der Bauteile einer mechanischen Einrichtung, wie eines Getriebes, ist. Jeder einzelne Hebel stellt einen Planetenradsatz dar, wobei die drei grundlegenden mechanischen Bauteile des Planetenradsatzes jeweils durch einen Knoten dargestellt sind. Daher enthält ein einzelner Hebel drei Knoten: einen für das Sonnenradelement, einen für das Planetenradträgerelement und einen für das Hohlradelement. Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Hebels kann dazu verwendet werden, das Hohlrad/Sonnenrad-Verhältnis eines jeden entsprechenden Zahnradsatzes darzustellen. Diese Hebelverhältnisse wiederum werden dazu verwendet, die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zu verändern, um geeignete Verhältnisse und eine geeignete Verhältnisprogression zu erreichen.
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Mechanische Kopplungseinrichtungen oder Verbindungen zwischen den Knoten der verschiedenen Planetenradsätze und anderen Bauteilen des Getriebes (wie Motoren/Generatoren) sind durch dünne, horizontale Linien veranschaulicht. Drehmomentübertragungsmechanismen, wie Kupplungen und Bremsen, sind als ineinandergreifende Finger dargestellt. Wenn der Mechanismus eine Bremse ist, ist ein Satz der Finger festgelegt oder statisch.
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Die beanspruchte Erfindung wird hierin im Kontext eines Fahrzeugantriebsstrangs vom Hybridtyp mit einem elektrisch verstellbaren Multimode-Mehrgang-Hybridgetriebe beschrieben, das allein eine veranschaulichende Anwendung sein soll, in die die vorliegende Erfindung eingearbeitet sein kann. Die beanspruchte Erfindung ist nicht auf die besondere in den Zeichnungen gezeigte Antriebsstranganordnung beschränkt. Darüber hinaus ist der hierin veranschaulichte Hybridantriebsstrang stark vereinfacht worden, wie es Fachleute erkennen werden.
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Das Getriebe 14 ist konstruiert, um zumindest einen Teil seiner Antriebsleistung von der Maschine 12 beispielsweise durch ein Eingangselement 18 selektiv aufzunehmen. Das Getriebeeingangselement 18, das in der Natur einer Welle vorliegt, kann die Maschinenausgangswelle (die auch als ”Kurbelwelle” bezeichnet wird) sein. Alternativ kann ein Dämpfer (nicht gezeigt) zwischen der Maschine 12 und dem Eingangselement 18 des Getriebes 14 eingesetzt werden. Die Maschine 12 überträgt Leistung an das Getriebe 14, das Drehmoment durch ein Getriebeausgangselement oder eine Getriebeausgangswelle 20 auf das Achsantriebssystem 16 verteilt und dadurch das Fahrzeug (nicht gezeigt) vorantreibt.
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In dem in 1 gezeigten Antriebsstrang 10 kann die Maschine 12 in irgendeiner von zahlreichen Formen von Brennkraftmaschinen vorliegen, die fremdgezündete Benzinmotoren und selbstzündende Dieselmotoren umfassen. Die Maschine 12 ist leicht anpassbar, um ihre verfügbare Leistung an das Getriebe 14 in einem Bereich von Betriebsdrehzahlen zu liefern.
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Noch unter Bezugnahme auf 1 benutzt das Hybridgetriebe 14 eine oder mehrere Differenzialzahnradanordnungen, wie etwa drei miteinander verbundene epizyklische Planetenradsätze, die allgemein mit 24, 26 bzw. 28 bezeichnet sind. Der erste, zweite und dritte Zahnradsatz 24, 26 und 28 können alternativ als P1, P2 bzw. P3 bezeichnet sein. Jeder Zahnradsatz umfasst drei Zahnradelemente: ein erstes, ein zweites und ein drittes Element.
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Der erste, zweite und dritte Zahnradsatz können in den Zeichnungen in beliebiger Reihenfolge (d. h. von links nach rechts, von rechts nach links usw.) von ”erster” bis ”dritter” gezählt sein. Ähnlich können das erste, zweite und dritte Element jedes Zahnradsatzes als ”erstes” bis ”drittes” in beliebiger Reihenfolge für jeden Zahnradsatz in den Zeichnungen (d. h. von oben nach unten, von unten nach oben usw.) in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen gezählt oder identifiziert sein.
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Der erste Planetenradsatz 24 weist drei Zahnradelemente auf: ein erstes, zweites und drittes Element 30, 32 bzw. 34. Das erste, zweite und dritte Element können dem ersten, zweiten und dritten Knoten des in 1 gezeigten Hebeldiagramms, wie von oben nach unten betrachtet, entsprechen. Das erste Element ist ein äußeres Zahnradelement (das als Hohlrad bezeichnet werden kann), das ein drittes Element 34 umgibt, das ein inneres Zahnradelement umfassen kann (das als Sonnenrad bezeichnet werden kann).
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Das zweite Element 32 ist ein Planetenträger. Mehrere Planetenradelemente (die als Planetenräder oder Planeten bezeichnet werden können) sind drehbar an dem zweiten Element, dem Planetenträger 32, montiert. Durch die Planetenradelemente steht der Planetenträger 32 kämmend oder antriebstechnisch mit dem Hohlrad 30 sowie dem Sonnenrad 34 in Eingriff.
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Der zweite Planetenradsatz 26 umfasst auch drei Zahnradelemente: ein erstes, zweites und drittes Element 40, 42 bzw. 44. Das erste Element ist ein Hohlrad 40, das das dritte Element, ein Sonnenrad 44, umgibt. Das Hohlrad 40 ist mit Bezug auf das Sonnenrad 44 koaxial ausgerichtet und drehbar. Mehrere Planetenradelemente sind an dem zweiten Element, einem Planetenträger 42, drehbar montiert, so dass der Planetenträger 42 kämmend mit dem Hohlrad 40 sowie dem Sonnenrad 44 in Eingriff steht.
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Der dritte Planetenradsatz 28 weist ähnlich wie der erste und zweite Zahnradsatz 24, 26 auch ein erstes, zweites und drittes Element 50, 52 bzw. 54 auf. In dieser Anordnung ist jedoch das zweite Element 52, das an dem mittleren Knoten des Hebels, der den dritten Planetenradsatz 28 darstellt, gezeigt ist, das äußere Hohlrad. Das Hohlrad 52 ist mit Bezug auf das dritte Element, das Sonnenrad 54, koaxial ausgerichtet und drehbar. Das erste Element ist in diesem besonderen Zahnradsatz ein Planetenträger 50 und ist an dem oberen Knoten gezeigt. Mehrere Planeten oder Planetenradelemente sind an dem Planetenträger 50 drehbar montiert. Jedes Planetenradelement ist ausgerichtet, um kämmend entweder mit dem Hohlrad 52 und einem benachbarten Planetenradelement oder mit dem Sonnenrad 54 und einem benachbarten Planetenradelement in Eingriff zu stehen.
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In dem in 1 gezeigten Antriebsstrang 10 sind der erste und zweite Planetenradsatz 24, 26 einfache Planetenradsätze, wohingegen der dritte Planetenradsatz 28 ein zusammengesetzter Planetenradsatz ist. Jedoch können jegliche oben beschriebene Planetenträgerelemente entweder eine (einfache) Einzelplaneten-Trägeranordnung oder eine (zusammengesetzte) Doppelplaneten-Trägeranordnung sein, wie es Fachleute erkennen werden. Es sind auch Ausführungsformen mit langen Planeten möglich.
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Der erste, zweite und dritte Planetenradsatz 24, 26, 28 sind darin zusammengesetzt, dass das zweite Element 32 des ersten Planetenradsatzes 24 mit dem zweiten Element 42 des zweiten Planetenradsatzes 26 und dem dritten Element 54 des dritten Planetenradsatzes 28 durch eine zentrale Welle 36 verbunden ist. Daher sind diese drei Zahnradelemente 32, 42, 54 starr zur gemeinsamen Rotation angebracht.
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Die Maschine 12 ist ständig mit dem ersten Element 30 des ersten Planetenradsatzes 24 durch zum Beispiel eine integrale Nabenplatte 38 zur gemeinsamen Rotation damit verbunden. Das dritte Element 34 des ersten Planetenradsatzes 24 ist ständig, zum Beispiel durch eine erste Hohlwelle 46, mit einer ersten Motor/Generator-Anordnung 56, die hierin auch als ”Motor A” bezeichnet ist, verbunden. Das dritte Element 44 des zweiten Planetenradsatzes 26 ist ständig beispielsweise durch eine zweite Hohlwelle 48, mit einer zweiten Motor/Generator-Anordnung 58, die hierin auch als ”Motor B” bezeichnet ist, verbunden. Das zweite Element 52 (das Hohlrad) des dritten Planetenradsatzes 28 ist ständig mit dem Getriebeausgangselement 20 durch zum Beispiel eine integrale Nabenplatte verbunden. Die erste und zweite Hohlwelle 46, 48 können die zentrale Welle 36 umgeben.
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Ein erster Drehmomentübertragungsmechanismus 70 – der hierin austauschbar als Kupplung C1 bezeichnet wird – verbindet das erste Zahnradelement 50 selektiv mit einem feststehenden Element. Das feststehende Element kann ein Getriebegehäuse 60 sein oder kann eine indirekte Verbindung zu dem Getriebegehäuse 60 oder irgendeinem anderen festgelegten Objekt in dem Antriebsstrang 10 aufweisen. Die zweite Hohlwelle 48, und somit das dritte Element 44 und der Motor/-Generator 58, ist selektiv mit dem ersten Element 50 des dritten Planetenradsatzes 28 durch die selektive Einrückung eines zweiten Drehmomentübertragungsmechanismus 72 – der hierin austauschbar als Kupplung C2 bezeichnet wird – verbindbar.
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Ein dritter Drehmomentübertragungsmechanismus 74 – der hierin austauschbar als Kupplung C3 bezeichnet wird – verbindet das erste Zahnradelement 40 des zweiten Planetenradsatzes 26 selektiv mit dem Getriebegehäuse 60 oder einem anderen feststehenden Element. Die erste Hohlwelle 46, und somit das dritte Zahnradelement 34 und der erste Motor/Generator 56, ist auch selektiv mit dem ersten Element 40 des zweiten Planetenradsatzes 26 durch die selektive Einrückung eines vierten Drehmomentübertragungsmechanismus 76 – der hierin austauschbar als Kupplung C4 bezeichnet wird – verbindbar.
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Ein fünfter Drehmomentübertragungsmechanismus 78 – der hierin austauschbar als Kupplung C5 bezeichnet wird – verbindet das Eingangselement 18 der Maschine 12 und das erste Zahnradelement 30 des ersten Planetenradsatzes 24 selektiv mit dem Getriebegehäuse 60 oder einem anderen feststehenden Element. Kupplung C5 ist eine Eingangsbremskupplung, die das Eingangselement 18 selektiv sperrt, wenn die Maschine 12 aus ist. Ein Sperren des Eingangselements 18 liefert mehr Gegenwirkung für regenerative Bremsenergie.
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Der erste und zweite Drehmomentübertragungsmechanismus 70, 72 (C1 und C2) können als ”Ausgangskupplungen” bezeichnet werden. Der dritte und vierte Drehmomentübertragungsmechanismus 74, 76 (C3 und C4) können als ”Haltekupplungen” bezeichnet werden. Der Ausdruck ”Kupplung” kann verwendet werden, um sich allgemein auf irgendeinen der Drehmomentübertragungsmechanismen zu beziehen, die ohne Einschränkung Einrichtungen umfassen, die üblicherweise als Kupplungen, Bremsen, nichtrotierende oder festgelegte Kupplungen etc. bezeichnet werden.
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In der beispielhaften in 1 gezeigten Ausführungsform sind die verschiedenen Drehmomentübertragungsmechanismen 70, 72, 74, 76, 78 (C1–C5) alle Reibkupplungen. Jedoch können andere herkömmliche Kupplungsausgestaltungen angewandt werden, wie etwa Klauenkupplungen, Kipphebelkupplungen und andere Fachleuten ersichtliche Kupplungen. Die Kupplungen C1–C5 können hydraulisch betätigt sein, wobei sie Hydraulikdruckfluid von einer Pumpe (nicht gezeigt) aufnehmen. Eine hydraulische Betätigung der Kupplungen C1–C5 wird zum Beispiel unter Verwendung eines herkömmlichen Hydraulikfluid-Steuerkreises bewerkstelligt, wie es der Fachmann erkennen wird.
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Die Planetenradsätze 24, 26, 28 sowie der erste und zweite Motor/Generator 56, 58 (Motoren A und B) sind koaxial um die zentrale Zwischenwelle 36 orientiert, die eine Drehachse 37 für das Getriebe 14 bildet. Der Motor A oder der Motor B kann eine ringförmige Ausgestaltung annehmen, was gestattet, dass einer oder beide die drei Planetenradsätze 24, 26, 28 und die Drehachse 37 im Wesentlichen umgeben können.
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Das Hybridgetriebe 14 nimmt Drehmoment von mehreren Drehmoment erzeugenden Einrichtungen auf. ”Drehmoment erzeugende Einrichtungen” umfassen die Maschine 12 und die Motoren/Generatoren 56, 58 infolge der Energieumwandlung von Kraftstoff, der in einem Kraftstofftank gespeichert ist, oder elektrischem Potenzial, das in einer Speichereinrichtung für elektrische Energie gespeichert ist (von denen keine gezeigt ist).
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Die Maschine 12, der Motor A (56) und der Motor B (58) können einzeln oder gemeinsam – in Verbindung mit den Planetenradsätzen und selektiv einrückbaren Drehmomentübertragungsmechanismen – arbeiten, um die Getriebeausgangswelle 20 zu rotieren. Außerdem sind der Motor A und der Motor B bevorzugt ausgestaltet, um selektiv als Motor sowie als Generator zu arbeiten. Zum Beispiel sind der Motor A und der Motor B in der Lage, elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln (z. B. während des Fahrzeugvortriebs) und sind ferner in der Lage, mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln (z. B. während des regenerativen Bremsens oder während Zeiträumen mit überschüssiger Leistungsversorgung von der Maschine 12).
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Nun unter Bezugnahme auf die 2 und 3 und unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 sind zwei Teilansichten des Inneren des Getriebes 14 gezeigt. 2 zeigt eine perspektivische Teilansicht des dritten Drehmomentübertragungsmechanismus 74, C3, in dem Getriebe 14. 3 zeigt eine andere perspektivische Teilansicht des Getriebes 14, die die zusammengebaute und angebrachte Kupplung C3 (74) gemeinsam mit Abschnitten von Motor A (56) zeigt.
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In dem in den 1–3 gezeigten Getriebe 14 ist C3 die vordere nicht rotierende Kupplung – eine Kupplung mit nicht rotierenden Gegendruckscheiben, die auch als Bremse, festgelegte Kupplung oder festgelegter Drehmomentübertragungsmechanismus bezeichnet wird. Wie oben besprochen, legt C3 das Hohlrad 40 des zweiten Planetenradsatzes 26 selektiv fest. Fachleute werden erkennen, dass die C3-Kupplung dazu verwendet werden kann, andere Elemente oder Bauteile festzulegen, indem die Elemente selektiv mit dem Getriebegehäuse 60 verbunden werden.
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Die Drehachse 37 des Getriebes 14 kann dazu verwendet werden, allgemein das Koordinatensystem, Bewegungsrichtungen oder Lagen in Getriebe 14 zu definieren. Eine axiale Richtung 37A, die im Allgemeinen parallel zu der Drehachse 37 liegt, definiert die vordere und hintere Lage der Bauteile relativ zu dem Getriebegehäuse 60. Wie in den 2 und 3 betrachtet liegt die axiale Richtung 37A grob links und rechts entlang der Drehachse 37.
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Eine radiale Richtung 37R steht im Allgemeinen senkrecht zu der Drehachse 37, und schließt eine Bewegung der Lagen unter Winkeln von neunzig Grad zu der Drehachse 37 ein. Viele der rotierenden Bauteile des Getriebe 14 werden Idealerweise entlang der radialen Richtung 37R angeordnet sein, so dass die einzelne Bauteilmittellinie (oder Bauteildrehachse) mit der Drehachse 37 zusammenfällt.
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Eine dritte Richtung oder Koordinate, eine Drehlage 37C, wird dazu verwendet, eine richtige Drehorientierung von Bauteilen, insbesondere Bauteilen, die nicht vollständig radial symmetrisch sind, herzustellen. Ein Bauteil, das richtig in der axialen Richtung 37A und der radialen Richtung 37R angeordnet ist, muss evtl. um die Mittellinie oder die Drehachse 37 des Bauteils in eine richtige Drehlage gedreht werden.
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Viele der Bauteile des Getriebes 14 werden eine Drehachse aufweisen, die parallel zu der Drehachse 37 ist, wenn sie nicht gar mit dieser zusammenfällt. Daher kann angenommen werden, dass es nur drei Freiheitgrade in dem Getriebegehäuse 60 gibt, und dass die Bauteile, die in das Getriebe 14 eingebaut werden, in alle drei Graden festgehalten sein müssen: die axiale Richtung 37A, die radiale Richtung 37R und die Drehlage 37C. Die axiale Orientierung ist vorgesehen, wenn das Bauteil in der axialen Richtung 37A fixiert ist. Die radiale Orientierung ist vorgesehen, wenn das Bauteil in der radialen Richtung 37R fixiert ist. Die rotatorische Orientierung ist vorgesehen, wenn die Drehlage 37C des Bauteils fixiert ist.
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Während des Zusammenbaus des Getriebes 14, wird C3 separat in ein vollständig zusammengebautes C3-Kupplungsmodul 74 eingebaut. Dies kann in einer separaten Anlage oder in der gleichen Anlage wie für den Zusammenbau des Getriebes 14 erfolgen. In 2 ist das C3-Kupplungsmodul 74 gezeigt, nachdem es in dem Getriebegehäuse 60 platziert worden ist (obwohl das C3-Kupplungsmodul 74 zu Veranschaulichungszwecken nur teilweise gezeigt ist).
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Das C3-Kupplungsmodul 74 umfasst ein Kupplungsgehäuse 112. Innerhalb des Kupplungsgehäuses 112 befindet sich ein Kupplungskolben 114, der hydraulisch betätigt ist, um die C3-Kupplung einzurücken. Zwei Sätze Kupplungsscheiben 116 werden durch Betätigung des Kupplungskolbens 114 in Reibeingriff gepresst. Die Kupplungsscheiben 116 umfassen nicht rotierende Scheiben, denen durch das nicht rotierende Kupplungsgehäuse 112 entgegengewirkt wird, und rotierende Scheiben, denen (direkt oder über ein Verbindungselement oder eine Hülse) durch das Hohlrad 40 entgegengewirkt wird.
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Wie es in 2 gezeigt ist, ist das C3-Kupplungsmodul 74 nicht fest an irgendeiner Struktur des Getriebes 14 angebracht, nachdem es anfänglich in dem Getriebegehäuse 60 platziert worden ist. Das C3-Kupplungsmodul umfasst zumindest eine erste Führungseinrichtung, einen Kupplungsführungsvorsprung 120, der an dem Kupplungsgehäuse 112 gebildet ist. Das in 2 gezeigte Kupplungsgehäuse 112 weist drei Kupplungsführungsvorsprünge 120 auf (von denen nur zwei sichtbar sind), die um etwa 120 Grad um die Drehachse 37 herum radial beabstandet sind.
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Das Getriebegehäuse 60 umfasst eine zweite Führungseinrichtung, eine Getriebeführungsaufnahme 130. In dem in 2 gezeigten Getriebe 14 ist die Getriebeführungsaufnahme 130 ein ringförmiger Steg oder Absatz, der an der Innenseite des Getriebegehäuses 60 gebildet ist.
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Der Kupplungsführungsvorsprung 120 und die Getriebeführungsaufnahme 130 arbeiten zusammen, um das Kupplungsgehäuse 112 relativ zu dem Getriebegehäuse 60 in der axialen Richtung 37A und auch in der radialen Richtung 37R zu orientieren. Die Kupplung C3 (74) wird in dem Getriebegehäuse 60 abgesenkt oder platziert, bis die der Kupplungsführungsvorsprung 120 mit der Getriebeführungsaufnahme 130 in Kontakt steht.
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An diesem Punkt in dem Zusammenbauprozess ist die axiale Orientierung des Kupplungsgehäuses 112 nur eine grobe oder allgemeine Orientierung. Jedoch wird die radiale Orientierung, die durch den Kupplungsführungsvorsprung 120 und die Getriebeführungsaufnahme 130 vorgesehen wird, genauer gesteuert. Daher befindet sich das Kupplungsgehäuse durch den Kupplungsführungsvorsprung 120 und die Getriebeführungsaufnahme 130 nahe bei seiner Endlage in der radialen Richtung 37R, ist aber nicht in seiner festen axialen Endlage platziert.
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Eine dritte Führungseinrichtung, eine Getriebepassfedereinrichtung 132, ist an der Innenseite des Getriebegehäuses 60 gebildet. Die Getriebepassfedereinrichtung 132 kann während des Druckgussprozesses, der das Getriebegehäuse 60 bildet, gebildet werden. Die Getriebepassfedereinrichtung 132 kann als der Ursprung der Drehlage 37C verwendet werden, so dass auf die Getriebepassfedereinrichtung 132 als Zwölf-Uhr-Stellung Bezug genommen kann. Das Kupplungsgehäuse 112 umfasst eine vierte Führungseinrichtung, eine Passfedernut 122. In der gezeigten Ausgestaltung ist die Passfedernut 122 eine U-förmige oder V-förmige Kerbe, die in einem Umfangsvorsprung des Kupplungsgehäuses 112 gebildet ist, und ist derart ausgestaltet, dass sie allgemein mit der Getriebepassfedereinrichtung 132 gepaart oder ausgerichtet werden kann.
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Die Getriebepassfedereinrichtung 132 und die Passfedernut 122 arbeiten zusammen, um das Kupplungsgehäuse 112 relativ zu dem Getriebegehäuse 60 in der Drehlage 37C zu orientieren, so dass die Zwölf-Uhr-Stellung des Kupplungsgehäuses 112 zu der Zwölf-Uhr-Stellung des Getriebegehäuses 60 passt. Ähnlich wie die radiale Orientierung in der radialen Richtung 37R befindet sich die Orientierung des Kupplungsgehäuses 112 in der Dreh- bzw. Uhrrichtung 37C nahe bei ihrer Endlage in dem Getriebegehäuse 60.
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2 zeigt das Getriebe 14, nachdem das C3-Kupplungsmodul 74 in dem Getriebegehäuse 60 platziert worden ist und das Kupplungsgehäuse 112 zu dem Kupplungsführungsvorsprung 120 und zu der Getriebeführungsaufnahme 130 und dem Kupplungsgehäuse 112 durch die Getriebepassfedereinrichtung 132 und die Passfedernut 122 geführt worden ist. An diesem Punkt ist das Kupplungsgehäuse 112 in der axialen Richtung 37A nur grob orientiert, aber die radiale Richtung 37R und die Drehlage 37C befinden sich nahe bei ihren Endlagen. Anders ausgedrückt, bleibt das Kupplungsgehäuse 112 in der axialen Richtung 37A lose.
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Die gezeigten Führungseinrichtungen sind nicht die einzigen Formen oder Typen von Führungsstrukturen, die im Schutzumfang der beigefügten Ansprüche verwendet werden können. Darüber hinaus werden Fachleute erkennen, dass die Stecker- oder Buchsennaturen der gezeigten spezifischen Führungseinrichtungen nicht einschränkend sind. Zum Beispiel, und ohne Einschränkung, könnte das Kupplungsgehäuse 112 eine im Allgemeinen steckerartige vierte Führungseinrichtung aufweisen, um das C3-Kupplungsmodul 74 mit einer im Allgemeinen buchsenartigen dritten Führungseinrichtung an dem Getriebegehäuse 60 radial auszurichten.
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Wie es in 3 gezeigt ist, kann, nachdem das C3-Kupplungsmodul 74 in dem Getriebegehäuse 60 platziert und allgemein durch die Kupplungsführungseinrichtungen (120, 130 und 122, 132) orientiert worden ist, ein Motor/Generator-Statormodul 140 in dem Getriebe 14 platziert werden. Das Statormodul 140 ist das feststehende Element (Stator) für Motor A (56) und ist in einem Statortopf 142 untergebracht.
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Das Statormodul 140 ist derart ausgestaltet, das es fest an dem Getriebegehäuse 60 angebracht ist. Mehrere Statorschrauben 150 (in 3 gezeigt) arbeiten mit mehreren Statorschraubenlöchern 152 (in 2 gezeigt) in dem Getriebegehäuse 60 zusammen, um den Statortopf 142 an dem Getriebegehäuse 60 zu befestigen.
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Das Getriebegehäuse 60 und der Statortopf 142 können auch Statorführungseinrichtungen umfassen. Ein oder mehrere Passstiftlöcher 124 sind in dem Getriebegehäuse 60 (wie in 2 gezeigt) und in dem Statortopf 142 (wie in 3 gezeigt) gebildet. Passstifte (in 2 nicht gezeigt und in 3 verborgen) arbeiten mit den Passstiftlöchern 124 zusammen, um den Statortopf 142 zu dem Getriebegehäuse 60 zu führen. Die Passstifte und Passstiftlöcher 124 richten den Statortopf 142 in der radialen Richtung 37R und der Drehlage 37C aus.
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Das Getriebegehäuse 60 umfasst eine oder mehrere Abflachungen 158 benachbart zu den Statorschraubenlöchern 152, und der Statortopf 142 umfasst eine oder mehrere Nasen oder Abflachungen 160. Wenn die Statorschrauben 150 in den Statorschraubenlöchern 152 platziert und angezogen sind, werden die Abflachungen 158 und 160 zusammengebracht und arbeiten mit den Statorschrauben 150 zusammen, um den Statortopf 142 fest in der axialen Richtung 37A anzuordnen.
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Die Statorschrauben 150 sind daher derart ausgestaltet, dass sie das Statormodul 140 relativ zu dem Getriebegehäuse 60 in der axialen Richtung 37A permanent anordnen. Die Statorschrauben 150 fixieren auch die radialen und Drehlagen des Statortopfes 142 (die bereits durch die Passstifte und Passstiftlöcher 142 hergestellt wurden) derart, dass keine weitere Orientierung oder Ausrichtung des Statormoduls 140 notwendig ist. So wie es hierin verwendet wird, bezieht sich ”permanent angeordnet”, ”permanent fixiert”, ”fest angebracht” und dergleichen auf die letztendlichen Zusammenbauzustände der angeführten Bauteile. Fachleute werden erkennen, dass kleine Verschiebungen oder Bewegungen von Teilen oder Anbringungsbauelementen über die Lebensdauer der Teile auftreten können.
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Das C3-Kupplungsmodul 74 ist zur festen Anbringung an dem Statormodul 140 über mehrere Kupplungsschrauben 150 ausgestaltet. Der Statortopf 142 und das Kupplungsgehäuse 112 umfassen ferner mehrere Kupplungsschraubenlöcher 156. (Es ist anzumerken, dass der Abschnitt der Kupplungsschraubenlöcher 156, der durch den Statortopf 142 gebildet ist, durch die Kupplungsschrauben 154 verborgen ist, aber einige der Kupplungsschraubenlöcher 156, die in dem Kupplungsgehäuse 112 gebildet sind, in 2 sichtbar sind). Die Kupplungsschrauben 154 sind derart ausgestaltet, dass sie die Lage des Kupplungsgehäuses 112, und daher des C3-Kupplungsmoduls 74, relativ zu dem Statormodul 140 in der axialen Richtung 37A permanent fixieren. Die Kupplungsschrauben 154 fixieren auch die letztendlichen Stellungen in der radialen Richtung 37R und der Drehlage 37C.
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Das Kupplungsgehäuse 112 umfasst eine oder mehrere Abflachungen 162 benachbart zu den Kupplungsschraubenlöchern 156, und der Statortopf 142 umfasst eine oder mehrere Nasen oder Abflachungen 164. Wenn die Kupplungsschrauben 154 in den Kupplungsschraubenlöchern 156 platziert und angezogen worden sind, wird das Kupplungsgehäuse 112 (nach links, wie in den 2 und 3 betrachtet) gezogen, und die Abflachungen 162 und 164 werden zusammengebracht und arbeiten mit den Kupplungsschrauben 154 zusammen, um das Kupplungsgehäuse 112 in der axialen Richtung 37A fest anzuordnen.
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Die Kupplungsschrauben 154 sind daher derart ausgestaltet, dass sie das Kupplungsgehäuse 112 relativ zu dem Getriebegehäuse 60 in der axialen Richtung 37A permanent anordnen. Die Kupplungsschrauben 154 fixieren auch die radiale und Drehlage des Kupplungsgehäuses 112, die bereits durch die Kupplungsführungseinrichtungen (120, 130 und 122, 132) hergestellt wurden, so dass keine weitere Orientierung oder Ausrichtung des Kupplungsgehäuses 112 notwendig ist.
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Daher orientieren während des Zusammenbaus des Getriebes 14 der Kupplungsführungsvorsprung 120 und die Getriebeführungsaufnahme 130 das C3-Kupplungsmodul 74 axial und radial, und die Getriebepassfedereinrichtung 132 und die Passfedernut 122 orientieren das C3-Kupplungsmodul 74 rotatorisch. Darüber hinaus sind die Kupplungsführungseinrichtungen (120, 130 und 122, 132) auch derart ausgestaltet, dass sie die Kupplungsschraubenlöcher 156 ausreichend ausrichten, um den nachfolgenden Eingriff der Kupplungsschrauben 154 zuzulassen. Es ist anzumerken, dass die Kupplungsführungseinrichtungen (120, 130 und 122, 132) das C3-Kupplungsmodul 74 in dem Getriebe 14 anbringen oder genau axial ausrichten. Das C3-Kupplungsmodul 74 wird in der axialen Richtung 37A nicht fixiert, bis nachdem die Kupplungsschrauben 154 eingesetzt und angezogen und die Abflachungen 162 und 164 gegeneinander gepresst worden sind.
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Es ist anzumerken, dass, nachdem das Kupplungsgehäuse 112 mit den Kupplungsschrauben 154 befestigt worden ist, das C3-Kupplungsmodul 74 an dem Getriebegehäuse 60 festgelegt ist, wobei es aber indirekt durch den Statortopf 142 festgelegt ist. Daher ist das C3-Kupplungsmodul 74 nicht direkt an dem Getriebegehäuse 60 angebracht.
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Nun unter Bezugnahme auf 4 und unter fortgesetzter Bezugnahme auf die 1–3 ist ein Verfahren 200 zum Zusammenbauen eines Abschnitts des Getriebes 14 gezeigt. Das gezeigte Verfahren 200 umfasst nur einen Abschnitt der Anordnung des Getriebes 14, und es kann zusätzliche Schritte vor oder nach jenen geben, die in 4 gezeigt sind. Unterschiedliche Abschnitte des Verfahrens 200 (sowie andere Prozesse innerhalb des Zusammenbaus des Getriebes 14) können in unterschiedlichen Montage- oder Fertigungsanlagen erfolgen.
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Zu Veranschaulichungszwecken kann das Verfahren 200 unter mit Bezugnahme auf Elemente und Bauteile beschrieben werden, die in Verbindung mit den 1–3 gezeigt und beschrieben sind. Jedoch werden Fachleute andere Elemente erkennen, die verwendet werden können, um das Verfahren 200 und die Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, praktisch auszuführen. Fachleute werden ferner erkennen, dass die genaue Reihenfolge der Schritte des Verfahrens 200, die in 4 gezeigt sind, nicht erforderlich ist, und dass Schritte umgeordnet, Schritte weggelassen und zusätzliche Schritte eingeschlossen werden können.
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Das Verfahren 200 beginnt bei Schritt 210 mit einem im Wesentlichen vollständigen Zusammenbau des C3-Kupplungsmoduls 74. Das C3-Kupplungsmodul 74 wird in Schritt 212 in dem Getriebegehäuse 60 platziert, aber das C3-Kupplungsmodul 74 wird nicht an dem Getriebegehäuse 60 befestigt oder fest angebracht. Bei Schritt 214 werden die Führungseinrichtungen (120, 122, 130, 132) dazu verwendet, das C3-Kupplungsmodul 74 relativ zu dem Getriebegehäuse 60 auszurichten und zu orientieren. Die Ausrichtung und Platzierung des C3-Kupplungsmoduls 74 in dem Getriebegehäuse 60 in den Schritten 212 und 214 kann im Wesentlichen gleichzeitig erfolgen.
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Das Statormodul 140 wird in Schritt 216 zusammengebaut und wird in dem Getriebegehäuse 60 in Schritt 218 platziert, der umfassen kann, dass das Statormodul 140 mit jeglichen Statorführungseinrichtungen ausgerichtet und orientiert wird. Das Statormodul 140 wird in Schritt 220 fest an dem Getriebegehäuse 60 angebracht.
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Nachdem das Statormodul 140 an dem Getriebegehäuse 60 angebracht worden ist, wird dann in Schritt 222 das C3-Kupplungsmodul 74 fest an dem Statortopf 142 des Statormoduls 140 angebracht. Das C3-Kupplungsmodul 74 wird bei Schritt 214 rotatorisch, radial und axial mit dem Getriebegehäuse 60 ausgerichtet. Jedoch wird das C3-Kupplungsmodul 74 nicht an dem Getriebegehäuse 60 angebracht, bis es in Schritt 222 (wahrscheinlich über Kupplungsschrauben 154) an dem Statormodul 140 angebracht worden ist.
