DE102017129265A1 - Intermediate shaft as a support for clutch units - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul (1), mit einem ersten Antriebsaggregat, einem zweiten Antriebsaggregat, die über eine Zwischenwelle (2) mit einer Antriebswelle (3) drehmomentübertragend verbindbar sind, wobei ein Drehmoment von dem ersten Antriebsaggregat und/oder dem zweiten Antriebsaggregat über eine Trennkupplung (4) an die Zwischenwelle (2) weitergebbar ist, wobei die Zwischenwelle (2) über eine Stützlagerung (5) an einem Gehäuse (6) abgestützt ist, und einem Anfahrelement (7), welches mit der Antriebswelle (3) drehmomentübertragend verbunden ist, wobei das Anfahrelement (7) fest an der Zwischenwelle (2) angebunden ist. Ferner betrifft die Erfindung auch einen Antriebsstrang mit einer Verbrennungskraftmaschine als erstes Antriebsaggregat und einer E-Maschine als zweites Antriebsaggregat und einer Antriebswelle (3), wobei das Hybridmodul (1) zwischen den Antriebsaggregaten einerseits und der Antriebswelle (3) andererseits angeordnet ist. The invention relates to a hybrid module (1), with a first drive unit, a second drive unit, which are connected via an intermediate shaft (2) with a drive shaft (3) to transmit torque, wherein a torque from the first drive unit and / or the second drive unit via a Disconnect coupling (4) to the intermediate shaft (2) can be passed, wherein the intermediate shaft (2) via a support bearing (5) on a housing (6) is supported, and a starting element (7), which connected to the drive shaft (3) to transmit torque is, wherein the starting element (7) is firmly connected to the intermediate shaft (2). Furthermore, the invention also relates to a drive train with an internal combustion engine as the first drive unit and an electric motor as a second drive unit and a drive shaft (3), wherein the hybrid module (1) between the drive units on the one hand and the drive shaft (3) on the other hand is arranged.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridmodul, insbesondere für ein achsparalleles Hybridsystem, für einen (Hybrid-) Antriebsstrang eines (Hybrid-) Fahrzeugs, wie bspw. ein Pkw, ein Lkw oder ein anderes Nutzfahrzeug, mit einem ersten Antriebsaggregat, wie bspw. einer Verbrennungskraftmaschine, einem zweiten Antriebsaggregat, wie bspw. einer E-Maschine, die über eine Zwischenwelle mit einer Antriebswelle drehmomentübertragend verbindbar sind, wobei ein Drehmoment von dem ersten Antriebsaggregat über eine Trennkupplung an die Zwischenwelle koppelbar weitergebbar ist, die Zwischenwelle über eine Stützlagerung mit zumindest einem Stützlager an einem Gehäuse abgestützt ist und einem Anfahrelement, welches mit der Antriebswelle drehmomentübertragend verbunden ist, vorgesehen ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit einer Verbrennungskraftmaschine als erstes Antriebsaggregat und einer E-Maschine als zweites Antriebsaggregat und einer Antriebswelle, wobei das erfindungsgemäße Hybridmodul zwischen den Antriebsaggregaten einerseits und einer Antriebswelle andererseits angeordnet ist.The present invention relates to a hybrid module, in particular for an axis-parallel hybrid system, for a (hybrid) powertrain of a (hybrid) vehicle, such as a car, a truck or other commercial vehicle, with a first drive unit, such as an internal combustion engine a second drive unit, such as an electric motor, which are connected via an intermediate shaft with a drive shaft torque transmitting connectable, wherein a torque from the first drive unit via a separating clutch to the intermediate shaft is coupled coupled, the intermediate shaft via a support bearing with at least one support bearing is supported on a housing and a starting element, which is connected to transmit torque to the drive shaft, is provided. Furthermore, the invention relates to a drive train with an internal combustion engine as the first drive unit and an electric motor as a second drive unit and a drive shaft, wherein the hybrid module according to the invention between the drive units on the one hand and a drive shaft on the other hand is arranged.
Hybridmodule sind bzgl. Ihrer Anordnungsstruktur der Antriebsaggregate, üblicherweise ein Verbrennungsmotor und eine E-Maschine, zu unterscheiden. So ist bspw. unter einer P2-Anordnung eine solche Anordnung zu verstehen, bei der die E-Maschine fest mit dem Antriebsstrang verbunden ist und der Verbrennungsmotor mit einer dazwischenliegenden Kupplung mit dem Antriebsstrang verbunden ist. Dadurch ist der Verbrennungsmotor vom restlichen Antriebsstrang abkoppelbar und die elektrische Fahrt sowie die Rekuperation sind in einem wesentlich effizienteren Rahmen, ohne die Einbußen des Schleppmoments des Verbrennungsmotors, möglich. Solche Hybridmodule werden dann auch üblicherweise als P2-Hybridmodule bezeichnet.Hybrid modules are to be distinguished in terms of their arrangement structure of the drive units, usually an internal combustion engine and an electric motor. Thus, for example, a P2 arrangement means such an arrangement in which the electric motor is firmly connected to the drive train and the internal combustion engine is connected to the drive train with an intermediate clutch. As a result, the internal combustion engine can be decoupled from the rest of the drive train and the electric drive and the recuperation are in a much more efficient frame, without the loss of drag torque of the engine, possible. Such hybrid modules are then also commonly referred to as P2 hybrid modules.
Ferner unterscheidet man bei Hybridmodulen zwischen achsparallelen und koaxialen Hybridmodulen. Bei achsparallelen Hybridmodulen sind die Ausgangswellen der beiden Antriebsaggregate, in der Regel ein Verbrennungsmotor und eine E-Maschine, parallel zueinander ausgerichtet. Bei koaxialen Hybridmodulen sind diese Ausgangswellen koaxial, das heißt, zueinander fluchtend, angeordnet. Das bedeutet, sie haben dieselbe Rotationsachse.Furthermore, in hybrid modules, a distinction is made between axis-parallel and coaxial hybrid modules. In paraxial hybrid modules, the output shafts of the two drive units, usually an internal combustion engine and an electric motor, are aligned parallel to one another. In coaxial hybrid modules, these output shafts are coaxial, that is, aligned with each other, arranged. This means they have the same axis of rotation.
Die
Im Stand der Technik werden Einfachkupplungen an die Kurbelwelle (Schwungrad) verschraubt. Die Kurbelwellenlager übernehmen hierbei die Lagerung der Kupplung und die Betätigungskräfte.In the prior art, single clutches are bolted to the crankshaft (flywheel). The crankshaft bearings take over the storage of the clutch and the actuating forces.
Bei einem Zweimassenschwungrad übernimmt das Zweimassenschwungradlager die Lagerung der montierten Kupplung. Die Betätigungskräfte werden hierbei von der Kurbelwellenlagerung übernommen.In a dual mass flywheel, the dual mass flywheel bearing takes over the bearing of the assembled clutch. The actuating forces are taken over by the crankshaft bearing.
Doppelkupplungen werden wegen der größeren Massen und der sehr hohen Betätigungskräfte gesondert gelagert, bspw. auf einer Getriebewelle oder an der Getriebewand, etc. Alle Einzelaggregate müssen gesondert an das Getriebegehäuse montiert werden.Double clutches are stored separately because of the larger masses and the very high actuating forces, for example. On a gear shaft or on the transmission wall, etc. All individual units must be mounted separately to the gear housing.
Das heißt, dass derzeit viele separate Lagerungen vorgesehen sind, welche all Bauraum benötigen und zusätzliche Kosten (u.a. aufgrund von vielen Einzelteilen) verursachen.That is, there are currently many separate bearings that require all of the installation space and incur additional costs (due, among other things, to many parts).
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern, und insbesondere ein Hybridmodul mit (zusätzlicher) Trennkupplung vorzusehen. Darüber hinaus sollen Möglichkeiten zur Verbindung der der Zwischenwelle nachfolgenden Schaltkupplung / Doppelkupplung / Wandler etc. vorgesehen sein, die die Erzeugung einer Baueinheit ermöglichen. Das bedeutet, es soll eine angemessene Lagerung eines Kupplungselementes in einem Hybridantriebsstrang vorgesehen sein.The object of the invention is to avoid or at least mitigate the disadvantages of the prior art, and in particular to provide a hybrid module with (additional) separating clutch. In addition, possibilities for connecting the intermediate shaft following clutch / dual clutch / converter, etc. should be provided, which allow the generation of a structural unit. That is, it should be provided for an appropriate storage of a coupling element in a hybrid powertrain.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei einem gattungsgemäßen Hybridmodul erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Anfahrelement drehmomenteingangsseitig fest, d.h., drehmomentübertragend, an der Zwischenwelle angebunden ist.The object of the invention is achieved in a generic hybrid module according to the invention in that the starting element fixed torque on the input side, that is, torque transmitting, is connected to the intermediate shaft.
Dadurch werden die Betätigungskräfte in die Zwischenwand über die Stützlagerung eingeleitet und die Kurbelwelle bleibt lastfrei.As a result, the actuating forces are introduced into the intermediate wall via the support bearing and the crankshaft remains load-free.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend erläutert. Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained below.
So ist es von Vorteil, wenn das Anfahrelement als eine Einfachkupplung, eine Doppelkupplung oder als ein Wandler ausgebildet ist. Somit kann das Anfahrelement entsprechend der zu erwartenden Belastungen im Betrieb gewählt werden. Außerdem kann vorzugsweise eine Flexplate/flexible Scheibe vorhanden sein, die beispielsweise mit dem Wandlergehäuse an der Trennkupplung befestigt ist. Dadurch werden Schwingungen in Axialrichtung isoliert sowie eine Axialtoleranz oder auch ein Radialversatz ausgeglichen.Thus, it is advantageous if the starting element is designed as a single clutch, a double clutch or as a converter. Thus, the starting element can be selected according to the expected loads during operation. In addition, preferably, a flexplate / flexible disc may be present, which is fastened, for example with the converter housing to the separating clutch. As a result, vibrations are isolated in the axial direction and compensated for an axial tolerance or a radial offset.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Stützlagerung, vorzugsweise als einziges Lager / einzige Lagerung, zur Abstützung der auftretenden Betätigungs- und/oder Axialkräfte sowohl der Trennkupplung als auch des Anfahrelementes, d.h., ohne die Notwendigkeit eines weiteren Lagers zur Aufnahme dieser Kräfte, dient. Die Stützlagerung ist hierbei auf die hohen Radial- und Axialkräfte ausgelegt.Further, it is advantageous if the support bearing, preferably as the only bearing / single storage, for supporting the occurring actuating and / or axial forces of both the separating clutch and the starting element, ie, without the need for a further bearing for receiving these forces, is used , The support bearing is designed for the high radial and axial forces.
Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Stützlagerung ein doppelreihiges Lager oder ein Schrägkugellager umfasst oder als eine Kombination aus einem Rillenkugellager und einem Schrägkugellager ausgebildet ist.It has proven to be advantageous if the support bearing comprises a double-row bearing or an angular contact ball bearing or is designed as a combination of a deep groove ball bearing and an angular contact ball bearing.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die Trennkupplung über eine Nabe mittels einer Welle-Nabe-Verbindung mit der Zwischenwelle verbunden ist. Dadurch ist die Trennkupplung mittels der Nabe als eine Einheit auf der Zwischenwelle montierbar.Moreover, it is advantageous if the separating clutch is connected via a hub by means of a shaft-hub connection with the intermediate shaft. As a result, the separating clutch can be mounted by means of the hub as a unit on the intermediate shaft.
Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Nabe mittels einer Zentralschraube, etwa auf der in Axialrichtung betrachtet der Stützlagerung abgewandten Seite, gegen Axialverschiebung gesichert ist.It is advantageous if the hub is secured against axial displacement by means of a central screw, approximately on the side facing away from the support bearing in the axial direction.
Für die Aufnahme der entstehenden Kräfte ist es von Vorteil, wenn die Axialkräfte der Betätigung für die Trennkupplung und/oder für das Anfahrelement zusätzlich zu der Stützlagerung von der Zentralschraube abgestützt sind.For receiving the resulting forces, it is advantageous if the axial forces of the operation for the separating clutch and / or for the starting element are supported in addition to the support bearing of the central screw.
Für das Hybridmodul hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Stützlagerung so ausgebildet und zwischen einem das Hybridmodul lagernden Gehäuse und der Zwischenwelle eingebaut ist, dass die Betätigungskräfte über die Stützlagerung in das Gehäuse geleitet werden. Dadurch bleibt die Kurbelwelle lastfrei.For the hybrid module, it has proven to be advantageous if the support bearing is designed and installed between a hybrid module supporting the housing and the intermediate shaft, that the actuating forces are passed through the support bearing in the housing. As a result, the crankshaft remains load-free.
Hierfür hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Stützlagerung an einer Zwischenwand des Gehäuses abgestützt ist.For this it has proven to be advantageous if the support bearing is supported on an intermediate wall of the housing.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die Trennkupplung als eine Reibkupplung, wie bspw. eine Lamellenkupplung ausgebildet ist.Furthermore, it is advantageous if the separating clutch is designed as a friction clutch, such as, for example, a multi-plate clutch.
Für den Antriebsstrang ist es von Vorteil, wenn das zweite Antriebsaggregat mittels eines Riementriebs mit der Trennkupplung (über einen Innenlamellenträger) drehmomentübertragend verbunden ist. Das erste Antriebsaggregat ist vorzugsweise über ein Zweimassenschwungrad drehmomentübertragend mit der Trennkupplung (und dem Außenlamellenträger) verbunden.For the drive train, it is advantageous if the second drive unit by means of a belt drive with the separating clutch (via an inner disc carrier) is connected to transmit torque. The first drive unit is preferably connected to the separating clutch (and the outer disk carrier) in a torque-transmitting manner via a dual-mass flywheel.
Mit anderen Worten besteht die Erfindung darin, dass ein Hybridkopf / Hybridmodul mit einer zusätzlichen Trennkupplung (K0) vorgesehen wird. Die betreffende Kupplung wird an der Innenwelle der K0 fest montiert. Das K0-Stützlager übernimmt somit die Lagerung des Gesamtaggregats. Betätigungskräfte werden hierbei über das Stützlager in die Zwischenwand geleitet. Die Kurbelwelle bleibt lastfrei. Die Stützlagerung (evtl. eine Kombination aus einem Rillenkugellager und einem Schrägkugellager oder ein doppelreihiges Lager) ist auf die hohen Radial- und Axialkräfte ausgelegt. Somit entsteht eine vormontierte und geprüfte Einheit, bestehend aus der K0 mit Betätigung, einer K1, einem E-Motor- ggf. mit Riementrieb und einem Zwischengehäuse. Dadurch wird der Montageaufwand im Fahrzeugwerk reduziert.In other words, the invention consists in that a hybrid head / hybrid module with an additional separating clutch (K0) is provided. The relevant coupling is firmly mounted on the inner shaft of the K0. The K0 support bearing thus takes over the storage of the entire aggregate. Actuating forces are guided via the support bearing in the intermediate wall. The crankshaft remains unloaded. The support bearing (possibly a combination of a deep groove ball bearing and an angular contact ball bearing or a double row bearing) is designed for the high radial and axial forces. This results in a preassembled and tested unit, consisting of the K0 with actuation, a K1, an E-motor - possibly with belt drive and an intermediate housing. As a result, the assembly work in the vehicle plant is reduced.
Man kann also sagen, dass gemäß der Erfindung eine Ausgangsseite einer Trennkupplung (K0) fest an einer Zwischenwelle angekoppelt ist und eine Eingangsseite eines Anfahr- / Kupplungselements (K1), wie bspw. einer Kupplung, einer Doppelkupplung, einem Drehmomentwandler oder ähnliches, fest mit der Zwischenwelle gekoppelt ist. Ein Lager, welches zwischen der Zwischenwelle und einem Gehäuse vorgesehen ist, lagert die Zwischenwelle und deshalb gleichzeitig die Trennkupplung und das Anfahr- / Kupplungselement ohne die Notwendigkeit eines weiteren Lagers, welches das Anfahr- / Kupplungselement lagert. Das heißt, die Trennkupplung und die Anfahrkupplung werden über ein gemeinsames Lager bzw. eine gemeinsame Lagerung, ohne die Notwendigkeit eines zweiten Lagers bzw. einer zweiten Lagerung für die Axialkräfte gelagert.One can say that according to the invention, an output side of a separating clutch (K0) is fixedly coupled to an intermediate shaft and an input side of a starting / coupling element (K1), such as a clutch, a double clutch, a torque converter or the like, firmly the intermediate shaft is coupled. A bearing, which is provided between the intermediate shaft and a housing, supports the intermediate shaft and therefore at the same time the separating clutch and the starting / coupling element without the need for a further bearing which supports the starting / coupling element. That is, the separating clutch and the starting clutch are stored via a common bearing or a common storage, without the need for a second bearing or a second bearing for the axial forces.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Figuren näher erläutert, in denen unterschiedliche Ausführungsformen dargestellt sind. Es zeigen:
-
1 eine Längsschnittansicht eines Hybridsystems; -
2 die Längsschnittansicht des Hybridsystems aus1 in perspektivischer Darstellung; -
3 eine Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform des Hybridmoduls; -
4 eine zweite Ausführungsform des Hybridmoduls in Längsschnittansicht; und -
5 eine Längsschnittansicht der in4 gezeigten zweiten Ausführungsform des Hybridmoduls mit eingezeichneten Axial- und Kupplungsbetätigungskräften.
-
1 a longitudinal sectional view of a hybrid system; -
2 the longitudinal sectional view of thehybrid system 1 in perspective view; -
3 a longitudinal sectional view of a first embodiment of the hybrid module; -
4 a second embodiment of the hybrid module in longitudinal section view; and -
5 a longitudinal sectional view of in4 shown second embodiment of the hybrid module with marked axial and clutch actuating forces.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are only for the understanding of the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.
Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch in anderen Ausführungsbeispielen realisiert werden. Sie sind also untereinander austauschbar.Features of the individual embodiments can also be realized in other embodiments. So they are interchangeable.
Die
Das Gehäuse
Das zweite Antriebsaggregat ist bspw. in Form einer E-Maschine, wie einem E-Motor (nicht gezeigt), ausgebildet und über einen Riemen
Die Trennkupplung
Auf der Getriebeseite
Die Trennkupplung
Die Stützlagerung
Da sowohl die Trennkupplung
Darüber hinaus weist die Doppelkupplung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Hybridmodulhybrid module
- 22
- Zwischenwelleintermediate shaft
- 33
- Antriebswelledrive shaft
- 44
- Trennkupplungseparating clutch
- 55
- Stützlagerungstorage support
- 66
- Gehäusecasing
- 77
- Anfahrelementstarting element
- 88th
- Kupplungclutch
- 99
- Zwischenwandpartition
- 1010
- Motorseiteengine
- 1111
- Getriebeseitetransmission side
- 1212
- ZweimassenschwungradDual Mass Flywheel
- 1313
- AußenlamellenträgerExternal disk carrier
- 1414
- Lamellenkupplungmulti-plate clutch
- 1515
- Riemenbelt
- 1616
- InnenlamellenträgerInner disk carrier
- 1717
- Aus- / EinrückvorrichtungRelease / engagement device
- 1818
- Lamellenpaketdisk pack
- 1919
- TellerfederBelleville spring
- 2020
- Nabehub
- 2121
- Welle-Nabe-VerbindungShaft-hub-connection
- 2222
- Zentral- / SicherungsschraubeCentral / locking screw
- 2323
- EinfachkupplungSingle Clutches
- 2424
- Schwungradflywheel
- 2525
- Kupplungsscheibeclutch disc
- 2626
- Reibelementfriction
- 2727
- Leitungmanagement
- 2828
- DrehmomenteinleitungsteilTorque introduction part
- 2929
- Schraubescrew
- 3030
- Lagercamp
- 3131
- RillenkugellagerDeep groove ball bearings
- 3232
- SchrägkugellagerAngular contact ball bearings
- 3333
- Schwingungsdämpfervibration
- 3434
- Kurbelwellecrankshaft
- 3535
- DoppelkupplungDouble coupling
- 3636
- DrehmomenteinleitungsteilTorque introduction part
- 3737
- erste Kupplungsscheibefirst clutch disc
- 3838
- Welle-Nabe-VerbindungShaft-hub-connection
- 3939
- zweite Kupplungsscheibesecond clutch disc
- 4040
- Hohlwellehollow shaft
- 4141
- Welle-Nabe-VerbindungShaft-hub-connection
- 4242
- GetriebeeingangswelleTransmission input shaft
- 4343
- Anpressplattepressure plate
- 4444
- Zwischenplatteintermediate plate
- 4545
- GegendruckplattePlaten
- 4646
- Betätigungsvorrichtung actuator
- F4F4
- Axialkraft der TrennkupplungAxial force of the separating clutch
- F7F7
- Axialkraft des AnfahrelementsAxial force of the starting element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102015211436 A1 [0004]DE 102015211436 A1 [0004]
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