DE102018103519A1 - Hybrid module with a rotation axis - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul (1) mit einer Rotationsachse (2) für einen Antriebsstrang (3) eines Kraftfahrzeugs (4), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:- eine Drehmomentaufnahme (7) zur Aufnahme eines Drehmoments von einer elektrischen Maschine (8);- eine trockene Lamellenkupplung (9) mit zwei Lamellenkörben (10,11), wobei in den Außenkorb (10) zumindest eine Außenlamelle (12,13,14,15) und in den Innenkorb (11) eine zu der Anzahl der Außenlamellen (12,13,14,15) korrespondierende Anzahl von Innenlamellen (16,17,18) axial bewegbar eingehängt sind, sodass sie ein Lamellenpaket (19) bilden,wobei zum Übertragen eines Drehmoments das Lamellenpaket (19) axial verpressbar ist, wobei im Lamellenpaket (19) die zumindest eine Außenlamelle (12,13,14,15) und die korrespondierende Anzahl von Innenlamellen (16,17,18) mittels paarig einander zugewandten Reibflächen (30,31,32,33) eine Mehrzahl von Reibpaarungen (27,28) bilden. Das Hybridmodul (1) ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkoeffizient einer Reibpaarung (27) bei der starren Gegenseite (84) größer ist als der Reibkoeffizient einer Reibpaarung (28) bei der verschiebbaren Anpressseite (83).Mit dem hier vorgeschlagenen Hybridmodul weist eine Lamellenkupplung eine gesteigerte verfügbare Reibkraft für ein erhöhtes übertragbares Drehmoment und/oder eine verringerte Baugröße und/oder eine erhöhte Lebensdauer auf.The invention relates to a hybrid module (1) having an axis of rotation (2) for a drive train (3) of a motor vehicle (4), comprising at least the following components: - a torque receiver (7) for receiving a torque from an electrical machine (8); - A dry multi-plate clutch (9) with two lamella baskets (10,11), wherein in the outer basket (10) at least one outer fin (12,13,14,15) and in the inner basket (11) to the number of outer plates (12 , 13,14,15) corresponding number of inner disks (16,17,18) are mounted axially movable, so that they form a disk set (19), wherein for transmitting a torque, the disk set (19) is axially compressible, wherein in the disk set ( 19) the at least one outer lamella (12, 13, 14, 15) and the corresponding number of inner lamellae (16, 17, 18) have a plurality of friction pairings (27, 28) by means of mutually facing friction surfaces (30, 31, 32, 33) ) form. The hybrid module (1) is primarily characterized in that the friction coefficient of a friction pair (27) in the rigid opposite side (84) is greater than the coefficient of friction of a friction pair (28) in the displaceable contact side (83) .With the hybrid module proposed here a multi-plate clutch has an increased available friction force for increased transmittable torque and / or reduced size and / or increased life.
Description
Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul mit einer Rotationsachse für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Drehmomentaufnahme zur Aufnahme eines Drehmoments von einer elektrischen Maschine;
- - eine trockene Lamellenkupplung mit zwei Lamellenkörben, wobei in den Außenkorb zumindest eine Außenlamelle und in den Innenkorb eine zu der Anzahl der Außenlamellen korrespondierende Anzahl von Innenlamellen axial bewegbar eingehängt sind, sodass sie ein Lamellenpaket bilden,
- - A torque receiver for receiving a torque from an electric machine;
- a dry multi-plate clutch with two lamella baskets, wherein in the outer basket at least one outer disk and in the inner basket a number of outer disks corresponding to the number of inner disks are axially movably mounted, so that they form a disk set,
Aus dem Stand der Technik sind Hybridmodule bekannt, welche dazu eingerichtet sind, ein Drehmoment einer (zusätzlichen) elektrischen Maschine in den (konventionellen) Antriebsstrang, umfassend eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Antriebswelle und ein Getriebe mit einer Getriebewelle, einzukuppeln. Das Hybridmodul umfasst einen Anschluss für oder umfasst die (zusätzliche) elektrische Maschine und eine Reibkupplung zum lösbaren Einkuppeln der elektrischen Maschine für eine Drehmomentübertragung. Die elektrische Maschine ist beispielsweise wie eine Lichtmaschine, beispielsweise diese ersetzend, abweichend von, meist achsparallel zu, der Motorachse der Verbrennungskraftmaschine angeordnet und mittels eines Zugmitteltriebs, beispielsweise ein (Keil-) Riementrieb, mit der Getriebewelle und/oder der Antriebswelle verbunden, wobei die Reibkupplung zwischengeschaltet ist. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die elektrische Maschine koaxial zu der Motorachse, also fluchtend mit der Antriebswelle, angeordnet, wobei die Reibkupplung verbunden mit dem Rotor der elektrischen Maschine im Zentrum der elektrischen Maschine angeordnet ist.Hybrid modules are known from the prior art which are adapted to couple a torque of an (additional) electric machine into the (conventional) drive train comprising an internal combustion engine with a drive shaft and a transmission with a transmission shaft. The hybrid module includes a port for or includes the (additional) electric machine and a friction clutch for releasably engaging the electric machine for torque transmission. The electric machine is such as an alternator, for example, these replacing, deviating from, usually axially parallel to the engine axis of the internal combustion engine arranged and means of a traction drive, such as a (wedge) belt drive, connected to the transmission shaft and / or the drive shaft, wherein the Friction clutch is interposed. According to another embodiment, the electric machine is arranged coaxially to the motor axis, that is aligned with the drive shaft, wherein the friction clutch is arranged connected to the rotor of the electric machine in the center of the electric machine.
In einer Konfiguration, bei welcher die Reibkupplung mit der Antriebswelle lösbar verbunden ist, wird diese Reibkupplung auch als K0 [Kupplung-Null] bezeichnet. In einer Konfiguration, bei welcher die Reibkupplung mit der Getriebewelle lösbar verbunden ist, wird diese Reibkupplung auch als K1 [Kupplung-Eins] bezeichnet. Mit der elektrischen Maschine ist ein Drehmoment auf die Antriebswelle und/oder auf die Getriebewelle übertragbar, wodurch ein von der Antriebswelle abgegebenes Drehmoment überlagerbar ist, also ein sogenanntes Boosten stattfindet. In einigen Anwendungen ist auch ein Anlassen der Verbrennungskraftmaschine, also ein Anschleppen der Antriebswelle aus dem Stand, mittels der elektrischen Maschine ermöglicht. Damit ist es möglich, auf den bisher eingesetzten Anlasser und Anlasserzahnkranz zu verzichten. Weiterhin ist bei einigen Anwendungen die elektrische Maschine als Generator betreibbar, also zur Umwandlung eines von außen eingegebenen Drehmoments in elektrische Energie eingerichtet. Das von außen eingebrachte Drehmoment wird von dem Getriebe, also zur Rekuperation, oder der Verbrennungskraftmaschine eingebracht, wobei die elektrische Energie direkt oder über einen Speicher an einen elektrischen Verbraucher abgebbar ist.In a configuration in which the friction clutch is releasably connected to the drive shaft, this friction clutch is also referred to as K0 [clutch zero]. In a configuration in which the friction clutch is releasably connected to the transmission shaft, this friction clutch is also referred to as K1 [clutch-one]. With the electric machine, a torque can be transmitted to the drive shaft and / or to the transmission shaft, as a result of which a torque delivered by the drive shaft can be superimposed, that is to say a so-called boost takes place. In some applications, it is also possible to start the internal combustion engine, that is, to tow the drive shaft out of the way, by means of the electric machine. This makes it possible to dispense with the previously used starter and starter ring gear. Furthermore, in some applications, the electric machine is operable as a generator, so set up for converting a torque inputted from the outside into electrical energy. The externally introduced torque is introduced by the transmission, so for recuperation, or the internal combustion engine, wherein the electrical energy can be delivered directly or via a memory to an electrical consumer.
In einigen Anwendungen ist eine weitere elektrische Maschine als elektrischer Antriebsmotor vorgesehen, mittels welchem ein (beispielsweise rein) elektrisches Fahren möglich ist. Dieser elektrische Antriebsmotor gibt ein Drehmoment parallel zu der Verbrennungskraftmaschine oder alleine an das Getriebe ab. Letzteres wird als rein elektrisches Fahren bezeichnet. Die Verbrennungskraftmaschine dient dann als Energiequelle, beispielsweise als sogenannter Range-Extender, wenn die elektrischen Speicher nicht mehr ausreichend Energie bereithalten. Dies geschieht in Form einer Drehmomentabgabe an das Getriebe und/oder ein Aufladen des elektrischen Speichers über die elektrische Maschine des Hybridmoduls. Sollen die entsprechenden Schaltzustände der Verbrennungskraftmaschine beide separat zur Verfügung stehen, wird sowohl eine K0-Kupplung als auch eine K1-Kupplung benötigt, wobei die Reibkupplung des Hybridmoduls dann die K0-Kupplung bildet und die K1-Kupplung im Drehmomentstrang ausgehend von der Antriebswelle hin zu dem Getriebe dem Hybridmodul nachgeschaltet ist.In some applications, another electric machine is provided as an electric drive motor, by means of which (for example, purely) electric driving is possible. This electric drive motor outputs a torque parallel to the internal combustion engine or alone to the transmission. The latter is called purely electric driving. The internal combustion engine then serves as an energy source, for example as a so-called range extender, when the electrical storage no longer have sufficient energy available. This takes place in the form of a torque output to the transmission and / or charging of the electrical storage via the electric machine of the hybrid module. If the corresponding switching states of the internal combustion engine are both available separately, both a K0 clutch and a K1 clutch are required, the friction clutch of the hybrid module then forming the K0 clutch and the K1 clutch in the torque train starting from the drive shaft toward the transmission is followed by the hybrid module.
In vielen Anwendungen ist es erwünscht, die Reibkupplung des Hybridmoduls mit einem geringen Außendurchmesser auszuführen. Um dennoch erforderliche Drehmomente übertragen zu können, wird daher bevorzugt eine Lamellenkupplung eingesetzt, wobei bevorzugt eine trockene Lamellenkupplung eingesetzt wird, welche einfacher in der Umsetzung und eine ausreichende Verschleißresistenz für den Anwendungsfall aufweist. Zudem ist in der Regel der Wirkungsgrad aufgrund der geringeren mitrotierenden Masse im Vergleich zu einer nassen Lamellenkupplung, bei welcher die Kühlflüssigkeit mitgeschleppt wird, höher.In many applications, it is desirable to carry out the friction coupling of the hybrid module with a small outside diameter. In order nevertheless to be able to transmit required torques, a multi-disc clutch is therefore preferably used, wherein preferably a dry multi-disc clutch is used, which has a simpler implementation and a sufficient wear resistance for the application. In addition, the efficiency is higher due to the lower co-rotating mass in comparison to a wet multi-plate clutch, in which the cooling liquid is entrained in the rule.
Eine Lamellenkupplung weist zumindest eine Reiblamelle und eine korrespondierende Anzahl von Gegenlamellen auf. Die Anzahl der Gegenlamellen bestimmt sich durch die Bauart der Lamellenkupplung. Eine Reiblamelle weist in der Regel in axialer Richtung links und rechts jeweils eine Reibfläche auf, welche mit einer Reibfläche der Gegenlamellenseite in verpressten Kontakt bringbar sein soll. Die Reiblamellen sind dazu in einen Lamellenkorb, beispielsweise den sogenannten Außenkorb, axial verschiebbar eingehängt. Die Gegenlamellen sind in einen weiteren Lamellenkorb, entsprechend beispielsweise dem sogenannten Innenkorb, axial verschiebbar eingehängt. Die Reiblamellen sollen also links und rechts in axialer Richtung mit einer korrespondierenden Reibfläche in Kontakt bringbar sein. Dazu ist an einer Außenseite, beispielsweise links der von links nach rechts ersten Reiblamelle, eine Anpressplatte beziehungsweise Anpresslamelle vorgesehen, welche auf der der ersten Reiblamelle zugewandten Seite, entsprechend beispielsweise rechts, eine erste (gegenlamellenseitige) Reibfläche und auf der gegenüberliegenden Seite, entsprechend beispielsweise links, eine Kraftangriffsfläche für ein Einleiten einer Anpresskraft aufweist. An der anderen Außenseite, beispielsweise rechts der von links nach rechts letzten Reiblamelle, ist eine korrespondierende gegenlamellenseitige Reibfläche von dem gegenlamellenseitigen Lamellenkorb, beispielsweise dem Innenkorb, selbst gebildet. Bei einer solchen Konfiguration resultiert eine korrespondierende Anzahl (n-1) von (beidseitig Reibflächen aufweisenden) Gegenlamellen um eins geringer als die Anzahl (n) der Reiblamellen. Es sind aber auch andere Konfigurationen möglich, wobei mit einer möglichst geringen Anzahl von Lamellen eine möglichst hohe Anzahl von Reibpaarungen angestrebt werden sollte. A multi-plate clutch has at least one friction plate and a corresponding number of counter plates. The number of counter blades is determined by the design of the multi-plate clutch. A friction plate generally has in the axial direction on the left and on the right each a friction surface, which should be brought into a pressed contact with a friction surface of the counter-lamella side. The friction plates are mounted in a slat basket, such as the so-called outer basket, axially displaceable. The counter blades are mounted in a further slats basket, corresponding, for example, the so-called inner basket, axially displaceable. The friction plates should therefore be able to be brought into contact with the left and right in the axial direction with a corresponding friction surface. For this purpose, a pressure plate or Anpresslamelle is provided on an outer side, for example, left from left to right first friction plate, which on the first friction plate side facing, for example, right, a first (gegenlamellenseitige) friction surface and on the opposite side, corresponding, for example, left , Has a force application surface for introducing a contact force. On the other outer side, for example, the right of the last friction lamella from left to right, a corresponding friction surface on the opposite side of the lamella is formed by the lamella-side lamellar basket, for example the inner basket, itself. In such a configuration results in a corresponding number (n-1) of (on both sides friction surfaces having) opposite lamellae one less than the number (n) of the friction plates. But there are also other configurations possible, with the smallest possible number of fins the highest possible number of friction pairings should be sought.
Zum Übertragen eines Drehmoments werden die Lamellen des Lamellenpakets axial miteinander verpresst und so ist reibschlüssig ein Drehmoment übertragbar, welches in erster Näherung dem Produkt aus dem mittleren Radius der Reibflächen, der Anpresskraft, dem Reibkoeffizienten und der Anzahl von Reibpaarungen entspricht. Beispielsweise wird die Anpresskraft bereitgestellt, indem ein Zentralausrücker im Zentrum der Lamellenkörbe eine Membranfeder, auch vereinfacht als Tellerfeder bezeichnet, aus einer ausgelenkten Lage in eine eingerückte Lage infolge eines Ausrückens freilässt, sodass die Federkraft der Membranfeder auf die Anpressplatte oder Anpresslamelle aufgegeben wird. Dabei sind unter Umständen weitere Elemente axial zwischengeschaltet, wie beispielsweise eine Modulationsfeder und/oder ein Anpresstopf, wobei der Anpresstopf bevorzugt zugleich das Übertragungselement zwischen dem Zentralausrücker und der Membranfeder und/oder zwischen der Membranfeder und der Modulationsfeder bildet.To transmit a torque, the lamellae of the disk set are axially pressed together and so a torque is frictionally transferable, which corresponds to the product of the mean radius of the friction surfaces, the contact pressure, the coefficient of friction and the number of friction pairings in a first approximation. For example, the contact force is provided by a Zentralausrücker in the center of the lamellae baskets a diaphragm spring, also referred to simply as a plate spring leaves a deflected position in an engaged position due to disengagement, so that the spring force of the diaphragm spring is applied to the pressure plate or Anpresslamelle. Under certain circumstances, further elements are interposed axially, such as a modulation spring and / or a Anpresstopf, the Anpresstopf preferably also forms the transmission element between the Zentralausrücker and the diaphragm spring and / or between the diaphragm spring and the modulation spring.
Soll kein Drehmoment übertragen werden, werden die Lamellen des Lamellenpakets axial voneinander beabstandet, beispielsweise indem der Zentralausrücker die Membranfeder auslenkt und somit die Einleitung der Federkraft von der Membranfeder auf das Lamellenpaket unterbindet. Die Lamellen beabstanden sich nach Art einer Rutschkupplung selbsttätig infolge gegenläufig anliegender Drehmomente oder werden von einer Federeinrichtung aktiv voneinander getrennt. Ein Trennen bedeutet, dass tatsächlich dann kein Kontakt mehr vorliegt, also auch kein Drehmoment übertragbar ist, oder dass die verbleibende axiale Kraft in Richtung der das Lamellenpaket verpressenden Federkraft derart gering ist, dass das noch immer übertragbare Schleppmoment vernachlässigbar oder zumindest für die Gegenkräfte im System ausreichend gering ist. Beispielsweise ist das dann übertragbare Drehmoment derart gering, dass die elektrische Maschine von dem übertragbaren Drehmoment nicht in Rotation versetzbar ist.If no torque is transmitted, the fins of the disk set are axially spaced apart, for example by the Zentralausrücker deflects the diaphragm spring and thus prevents the initiation of the spring force of the diaphragm spring on the disk set. The slats are self-spaced in the manner of a slip clutch due to opposing torque or are actively separated from each other by a spring device. A disconnection means that then no contact is present, so no torque is transferable, or that the remaining axial force in the direction of the plate pack compressive spring force is so small that the still transferable drag torque negligible or at least for the opposing forces in the system is sufficiently low. For example, the torque that can be transmitted is so small that the electric machine can not be set in rotation by the transmittable torque.
Ein Lamellenkorb, auch als Lamellentopf bezeichnet, ist mit einer Wellennabe verbunden oder bildet einstückig eine solche Wellennabe, sodass dieser Lamellenkorb mit der Antriebswelle und/oder Getriebewelle dauerhaft drehmomentübertragend verbindbar ist. Beispielsweise ist dies der Außenkorb. Der andere Lamellenkorb ist mit einer Drehmomentaufnahme verbunden, entsprechend beispielsweise der Innenkorb, wobei die Drehmomentaufnahme eine Zugmittelscheibe oder ein Rotor beziehungsweise eine Rotoranbindung ist. Die Drehmomentaufnahme ist bevorzugt sowohl zur Aufnahme als auch zur Abgabe eines Drehmoments eingerichtet, sodass sowohl beispielsweise ein Boosten, also eine Drehmomentaufnahme von der elektrischen Maschine an die Lamellenkupplung, als auch ein Generatorbetrieb, also eine Drehmomentabgabe an die elektrische Maschine von der Lamellenkupplung ermöglicht ist.A lamellar basket, also referred to as a lamellar cup, is connected to a shaft hub or integrally forms such a shaft hub, so that this lamella basket can be permanently connected with the drive shaft and / or transmission shaft to transmit torque. For example, this is the outer basket. The other slat basket is connected to a torque receiving, corresponding, for example, the inner basket, wherein the torque receiving means is a traction pulley or a rotor or a rotor connection. The torque absorption is preferably set up both for receiving and for delivering a torque, so that, for example, a boost, ie a torque absorption of the electric machine to the multi-plate clutch, as well as a generator operation, ie a torque output to the electric machine is made possible by the multi-plate clutch.
Vorliegend soll eine trockene Lamellenkupplung aufgefunden werden, welche bei einem hohen zu übertragenden Drehmoment mittels des Lamellenpakets eine geringe Verschleißanfälligkeit aufweist.In the present case, a dry multi-plate clutch to be found, which has a low susceptibility to wear at a high torque to be transmitted by means of the disk set.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.On this basis, the present invention has the object, at least partially overcome the known from the prior art disadvantages. The features of the invention will become apparent from the independent claims, to which advantageous embodiments are indicated in the dependent claims. The features of the claims may be combined in any technically meaningful manner, and to this end, the explanations of the following description and features of the figures may be used, which include additional embodiments of the invention.
Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul mit einer Rotationsachse für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - einen Antriebswellenanschluss zur Aufnahme eines Drehmoments;
- - einen Getriebewellenanschluss zur Abgabe eines Drehmoments;
- - eine Drehmomentaufnahme zur Aufnahme eines Drehmoments von einer elektrischen Maschine;
- - eine trockene Lamellenkupplung mit zwei Lamellenkörben, nämlich einem Außenkorb und einem Innenkorb, wobei in den Außenkorb zumindest eine Außenlamelle und in den Innenkorb eine zu der Anzahl der Außenlamellen korrespondierende Anzahl von Innenlamellen axial bewegbar eingehängt sind, sodass die zumindest eine Außenlamelle und die korrespondierende Anzahl von Innenlamellen ein Lamellenpaket bilden,
wobei im Lamellenpaket die zumindest eine Außenlamelle und die korrespondierende Anzahl von Innenlamellen als Reiblamelle und Gegenlamelle ausgebildet sind, welche mittels paarig einander zugewandten Reibflächen eine Mehrzahl von Reibpaarungen bilden, wobei das Lamellenpaket eine verschiebbare Anpressseite und eine starre Gegenseite aufweist, und wobei eine Mehrzahl von Gegenlamellen und/oder Reiblamellen vorgesehen sind. The invention relates to a hybrid module having an axis of rotation for a drive train of a motor vehicle, comprising at least the following components:
- - A drive shaft connection for receiving a torque;
- a transmission shaft connection for delivering a torque;
- - A torque receiver for receiving a torque from an electric machine;
- - A dry multi-plate clutch with two lamellae baskets, namely an outer basket and an inner basket, wherein in the outer basket at least one outer fin and in the inner basket to the number of outer plates corresponding number of inner plates are mounted axially movable, so that the at least one outer fin and the corresponding number of inner disks form a disk set,
wherein in the disk pack, the at least one outer disk and the corresponding number of inner disks are formed as a friction plate and counter blade, which form a plurality of friction pairings by means of mutually facing friction surfaces, wherein the disk set has a displaceable contact side and a rigid opposite side, and wherein a plurality of counter blades and / or friction plates are provided.
Das Hybridmodul ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der Reibkoeffizient einer Reibpaarung bei der starren Gegenseite größer ist als der Reibkoeffizient einer Reibpaarung bei der verschiebbaren Anpressseite.Above all, the hybrid module is characterized in that the friction coefficient of a friction pairing in the rigid opposite side is greater than the friction coefficient of a friction pairing in the displaceable contact pressure side.
Es wird hier auf die genannte Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass das Hybridmodul in der Regel nicht insgesamt rotationssymmetrisch zu der Rotationsachse ausgebildet ist. Die Rotationsachse ist lediglich jene Achse, um welche ein Drehmoment an die Antriebswelle und/oder Getriebewelle abgebbar ist beziehungsweise von welcher ein Drehmoment aufnehmbar ist. Beispielsweise bei einer achsparallelen Anordnung der elektrischen Maschine weist diese eine zu der Rotationsachse parallele Drehmomentachse auf. Dann ist die Zugmittelscheibe und die zentral darin angeordnete trockene Lamellenkupplung rotationssymmetrisch oder zumindest ausgewuchtet zu der Rotationsachse ausgebildet. Im Weiteren wird die trockene Lamellenkupplung verkürzt nur noch als Lamellenkupplung bezeichnet.Reference is here made to the aforementioned axis of rotation when the axial direction, radial direction or the direction of rotation and corresponding terms are used without explicitly indicating otherwise. It should be noted that the hybrid module is generally not formed as a whole rotationally symmetrical to the axis of rotation. The axis of rotation is only that axis about which a torque can be delivered to the drive shaft and / or gear shaft or from which a torque can be absorbed. For example, in an axis-parallel arrangement of the electric machine, this has a parallel to the axis of rotation torque axis. Then the pulley and the centrally disposed therein dry multi-plate clutch is rotationally symmetrical or at least balanced to the rotation axis formed. In addition, the dry multi-plate clutch is shortened only referred to as multi-plate clutch.
Das Hybridmodul ist beispielsweise für einen konventionellen Antriebsstrang mit einem konventionellen Antriebsaggregat, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, und einem konventionellen Verbraucher, beispielsweise einer Vortriebeinrichtung, beispielsweise Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs, eingerichtet. Alternativ ist das Hybridmodul in einem voll-elektrischen Antriebsstrang einsetzbar, wobei der Antriebswellenanschluss dann an die Rotorwelle (Antriebswelle) einer (weiteren) elektrischen Maschine, welche einen Antriebsmotor bildet, anstelle einer Verbrennungskraftmaschine anschließbar ist. Besonders bei Kraftfahrzeugen ist der zur Verfügung stehende Bauraum gering und die Leistungsanforderungen sowie die Anforderungen an den Wirkungsgrad sehr hoch. Zudem werden in einer solchen Anwendung strenge Vorgaben hinsichtlich der Wartbarkeit und Montierbarkeit vorgegeben. Das hier vorgeschlagene Hybridmodul ist ganz besonders geeignet beispielsweise in einen konventionellen, nicht elektrifizierten, Antriebsstrang eingesetzt zu werden, wobei das Hybridmodul ohne zusätzliche oder mit nur geringer zusätzlicher Bauraumforderung in dem konventionellen Antriebsstrang einsetzbar ist.The hybrid module is, for example, for a conventional drive train with a conventional drive unit, such as an internal combustion engine, and a conventional consumer, such as a propulsion device, such as drive wheels of a motor vehicle, set up. Alternatively, the hybrid module can be used in a fully electric drive train, wherein the drive shaft connection can then be connected to the rotor shaft (drive shaft) of a (further) electric machine, which forms a drive motor, instead of an internal combustion engine. Especially in motor vehicles, the available space is low and the performance requirements and efficiency requirements are very high. In addition, strict requirements with regard to maintainability and mountability are specified in such an application. The hybrid module proposed here is particularly suitable for use, for example, in a conventional, non-electrified powertrain, wherein the hybrid module can be used without additional or with only a small additional space requirement in the conventional drive train.
Das Hybridmodul weist einen Antriebswellenanschluss auf, beispielsweise einen Zahnring, bevorzugt mit einer (Außen-) Steckverzahnung, welche mittelbar oder unmittelbar mit einer Antriebswelle einer Antriebsmaschine, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine oder einem elektrischen Antriebsmotor, dauerhaft drehmomentübertragend verbindbar ist. In einer mittelbaren Verbindung von Zahnring und Antriebswelle ist beispielsweise eine korrespondierende Zahnaufnahme von einem Schwungrad, bevorzugt einem Zweimassenschwungrad, gebildet, wobei dieses Schwungrad zwischen die Antriebswelle und das Hybridmodul zwischengeschaltet ist. Somit wird lediglich ein vergleichsmäßiges Drehmoment von der Antriebswelle auf das Hybridmodul übertragen. Übermäßige Drehmomentschwankungen werden also mittels des Schwungrads beziehungsweise des Zweimassenschwungrads herausgedämpft oder zeitverzögert, und damit gleichmäßiger, übertragen.The hybrid module has a drive shaft connection, for example a toothed ring, preferably with an (outer) spline, which is indirectly or directly connected to a drive shaft of a drive machine, such as an internal combustion engine or an electric drive motor, permanently transmitting torque. In an indirect connection of the toothed ring and the drive shaft, for example, a corresponding tooth receptacle is formed by a flywheel, preferably a dual mass flywheel, wherein this flywheel is interposed between the drive shaft and the hybrid module. Thus, only a comparative torque is transmitted from the drive shaft to the hybrid module. Excessive torque fluctuations are so dampened by means of the flywheel or the dual mass flywheel or delayed, and thus more evenly transmitted.
Weiterhin weist das Hybridmodul einen Getriebewellenanschluss auf, welcher mit der Getriebewelle eines Getriebes des Antriebsstrangs drehmomentübertragend verbindbar ist. Ein solcher Getriebewellenanschluss ist beispielsweise als Wellennabe, bevorzugt mit einer (Innen-) Steckverzahnung, ausgebildet, welche mit einer entsprechenden Nabenaufnahme mittels axialen Ineinandersteckens dauerhaft drehmomentübertragend verbindbar ist. Ist die Lamellenkupplung des Hybridmoduls als K0-Kupplung eingerichtet, so ist zwischen der Getriebewelle und dem Getriebewellenanschluss in vielen Fällen weiterhin eine K1-Kupplung vorgesehen, sodass der Getriebewellenanschluss lediglich mittelbar mit einer Getriebewelle verbunden ist. Das Getriebe ist die drehmomentübertragende Verbindung zu einem Verbraucher, bei einem Kraftfahrzeug unter anderem beispielsweise die Antriebsräder für den Vortrieb des Kraftfahrzeugs, wobei oftmals ein Übersetzungsgetriebe, beispielsweise ein Schaltgetriebe oder ein kontinuierlich veränderbares Getriebe (CVT: continuous variable transmission), angeordnet ist.Furthermore, the hybrid module has a transmission shaft connection, which can be connected to transmit torque to the transmission shaft of a transmission of the drive train. Such a Transmission shaft connection, for example, as a shaft hub, preferably with an (internal) spline, formed, which is permanently connected with a corresponding hub receiving means of axial insertion into one another to transmit torque. If the multi-plate clutch of the hybrid module is set up as a K0 clutch, a K1 clutch is still provided between the transmission shaft and the transmission shaft connection in many cases, so that the transmission shaft connection is only indirectly connected to a transmission shaft. The transmission is the torque transmitting connection to a consumer, in a motor vehicle, inter alia, for example, the drive wheels for the propulsion of the motor vehicle, often a transmission gear, such as a manual transmission or a continuously variable transmission (CVT: Continuous Variable Transmission) is arranged.
Des Weiteren weist das Hybridmodul eine Drehmomentaufnahme auf, über welche eine Drehmomentübertragung zwischen der elektrischen Maschine für das Hybridmodul und der Lamellenkupplung bereitgestellt ist. Die Drehmomentaufnahme ist beispielsweise eine Zugmittelscheibe, auf welche also ein Zugmittel, beispielsweise ein Keilriemen, aufspannbar ist, sodass eine Zugkraft des Zugmittels als Drehmoment auf die Zugmittelscheibe übertragbar ist. In einer anderen Ausführungsform ist die Drehmomentaufnahme mit dem Rotor und der elektrischen Maschine für das Hybridmodul verbunden, sodass die magnetische Antriebskraft des Stators direkt auf die Lamellenkupplung mittels der Drehmomentaufnahme übertragbar ist. Die Drehmomentaufnahme ist bei dieser Ausführungsform beispielsweise als Rotorträger oder als der (gesamte) Rotor ausgebildet.Furthermore, the hybrid module has a torque absorption, via which a torque transmission between the electric machine for the hybrid module and the multi-plate clutch is provided. The torque absorption is, for example, a traction pulley on which a traction means, such as a V-belt, can be clamped, so that a tensile force of the traction means can be transmitted as torque to the traction pulley. In another embodiment, the torque receiving is connected to the rotor and the electric machine for the hybrid module, so that the magnetic driving force of the stator is directly transferable to the multi-plate clutch by means of the torque absorption. The torque absorption is formed in this embodiment, for example, as a rotor carrier or as the (entire) rotor.
Die Lamellenkörbe der Lamellenkupplung bilden ein Paar der Drehmomentübertragung und verbinden die Aufgabe einer zuverlässigen Drehmomentübertragung mit der Aufgabe, die jeweiligen (Reib-) Lamellen axial verschiebbar zu halten. Die beiden Lamellenkörbe überlappen sich axial, wobei der Innenkorb radial innerhalb des Außenkorbs angeordnet ist. In dem Innenkorb sind Innenlamellen aufgehängt, das heißt die Innenlamellen weisen an ihrem Innenumfang eine Anbindung zu dem Innenkorb auf, sodass deren Reibflächenbereich axial bewegbar und zugleich drehmomentübertragend in den Innenkorb eingehängt ist. Gemäß einer üblichen Ausführungsform weisen die Innenlamellen eine Innenverzahnung auf, wobei eine Mehrzahl von Zahnflanschen mit einer korrespondierenden Anzahl von Zahnaufnahmen, welche an einem entsprechenden Außenumfang des Innenkorbs gebildet ist, axial verschiebbar eingehängt sind. Bei dieser Ausführungsform ist ein Drehmoment mittels eines Anliegens der Zahnflansche an der Zahnaufnahme in Umfangsrichtung übertragbar. Um sicherzustellen, dass die Innenlamellen axial verschiebbar sind, ist eine Spielpassung vorgesehen, sodass bei einem anliegenden Drehmoment in der einen (Umfangs-) Richtung, beispielsweise einem sogenannten Schubmoment ausgehend von der Antriebswelle, beispielsweise im Uhrzeigersinn, an der Zahnaufnahme anliegen. Bei einer umgekehrten Drehmomentübertragungsrichtung, entsprechend beispielsweise bei einem sogenannten Schleppmoment, beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn, beispielsweise ausgehend von der elektrischen Maschine für das Hybridmodul, also von der Drehmomentaufnahme, in der jeweils anderen Umfangsrichtung an der Zahnaufnahme anliegen.The lamella baskets of the multi-plate clutch form a pair of torque transmission and combine the task of a reliable torque transmission with the task of keeping the respective (friction) lamellae axially displaceable. The two lamella baskets overlap each other axially, wherein the inner basket is arranged radially inside the outer basket. In the inner basket inner slats are suspended, that is, the inner slats have on their inner circumference a connection to the inner basket, so that the friction surface area is axially movable and at the same time mounted torque-transmitting in the inner basket. According to a conventional embodiment, the inner disks have an internal toothing, wherein a plurality of toothed flanges with a corresponding number of tooth receptacles, which is formed on a corresponding outer circumference of the inner basket, are suspended axially displaceably. In this embodiment, a torque by means of a concern of the tooth flanges on the tooth holder in the circumferential direction is transferable. To ensure that the inner disks are axially displaceable, a clearance fit is provided, so that at an applied torque in the one (circumferential) direction, for example, a so-called thrust torque from the drive shaft, for example, in a clockwise direction, abut the tooth holder. In a reverse torque transmission direction, corresponding for example in a so-called drag torque, for example in the counterclockwise direction, for example, starting from the electric machine for the hybrid module, so from the torque absorption, rest in the other circumferential direction of the tooth holder.
Gleiches gilt für den Außenkorb. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Außenkorb entsprechend mit einer nach radial innen gerichteten Zahnaufnahme für die Außenlamellen mit einer entsprechenden Außenverzahnung am Außenumfang der Außenlamellen eingerichtet, wobei hier ebenfalls eine Spielpassung und ein wechselseitiges Anliegen der (Außen-) Zahnflansche der Außenlamellen bei einem Schubmoment im Vergleich zu einem Schleppmoment vorliegt.The same applies to the outer basket. In a preferred embodiment, the outer basket is correspondingly arranged with a radially inwardly directed tooth receptacle for the outer disk with a corresponding external toothing on the outer circumference of the outer disk, in which case also a clearance fit and a mutual concern of the (outer) tooth flanges of the outer disk at a thrust moment in comparison present at a drag torque.
Die Außenlamellen und Innenlamellen sind wie eingangs beschrieben eingerichtet, und zum Übertragen eines Drehmoments von außen beispielsweise mittels einer Membranfeder, axial verpressbar, umso eine reibschlüssige Kraftübertragung zwischen den jeweils entstehenden Reibpaarungen zwischen Außenlamelle und Innenlamelle zu bilden. Das Lamellenpaket ist (
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Außenlamellen als Reiblamellen ausgebildet und die Innenlamellen als Gegenlamellen ausgebildet. Alternativ sind die Innenlamellen als Reiblamellen und die Außenlamellen als Gegenlamellen ausgeführt. Weiterhin ist eine Ausführungsform umsetzbar, bei welcher ein Teil der Außenlamellen als Reiblamellen und ein anderer Teil der Außenlamellen als Gegenlamellen ausgebildet und entsprechend die Innenlamellen teilweise als Gegenlamellen und teilweise als Reiblamellen ausgebildet sind. Die Gegenlamellen kennzeichnen sich vor allem dadurch, dass sie eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen und bevorzugt über eine erforderliche Lebensdauer keinen, einen vernachlässigbaren oder zumindest einen so geringen Verschleiß aufweisen, dass sie nicht ausgetauscht werden müssen. Die Reiblamellen hingegen kennzeichnen sich dadurch, dass sie zumindest reibflächenseitig aus einem Werkstoff gebildet sind, welcher zusammen mit den Gegenlamellen einen relativ hohen Reizkoeffizienten bilden, beispielsweise im Bereich von oberhalb 0,2 [zwei Zehntel] bis 0,4 [vier Zehntel] beispielsweise 0,28 [achtundzwanzig Hundertstel].In a preferred embodiment, the outer disks are designed as friction disks and the inner disks are designed as counter disks. Alternatively, the inner disks are designed as friction disks and the outer disks as counter disks. Furthermore, an embodiment can be implemented, in which a part of the outer disk is formed as a friction disk and another part of the outer disk as a counter-blades and according to the inner disks are partially formed as a counter-blades and partially as friction disks. The counter blades are characterized in particular by the fact that they have a high wear resistance and preferably over a required life no, a negligible or at least one such have low wear that they do not need to be replaced. The friction plates, however, are characterized in that they are formed at least friction surface side of a material, which together with the counter-blades form a relatively high stimulus coefficient, for example in the range of above 0.2 [two tenths] to 0.4 [four tenths], for example 0 , 28 [twenty-eight hundredths].
Konventionell werden solche Reiblamellen aus einem Vollmaterial gebildet, beispielsweise mittels Stanzen, wobei das Vollmaterial eine Reiboberfläche bildet, welche bevorzugt ohne weitere Nachbehandlung für den entsprechenden Reibkoeffizienten eingerichtet ist. Besonders bevorzugt sind die Reiblamellen einstückig ausgebildet, sodass sie einen umlaufenden Ring bilden, an welchem beispielsweise Zahnflansche am Außenumfang (als Außenlamelle) oder am Innenumfang (als Innenlamelle) vorgesehen sind. Weiterhin weisen für einige Anwendungen die Reiblamellen Durchgänge und/oder Radialnuten auf, beispielsweise für eine verbesserte Kühlung der Reiblamelle zumindest im geöffneten Zustand des Lamellenpakets.Conventionally, such friction plates are formed from a solid material, for example by means of stamping, wherein the solid material forms a friction surface, which is preferably set up without further treatment for the corresponding coefficient of friction. Particularly preferably, the friction plates are integrally formed, so that they form a circumferential ring, on which, for example, tooth flanges on the outer circumference (as outer plate) or on the inner circumference (as inner plate) are provided. Furthermore, for some applications, the friction plates on passages and / or radial grooves, for example, for improved cooling of the friction plate at least in the open state of the disk set.
Die Innenlamellen und die Außenlamellen liegen bei einer Drehmomentübertragung in zumindest einer der Umfangsrichtungen mit beispielsweise Ihren Zahnflanschen in der Zahnaufnahme des betreffenden Lamellenkorbs in kraftübertragenden Kontakt, sodass auch hier eine Reibung beim axialen Verschieben Lamellen stattfindet. Diese Reibkraft wirkt der (axialen) Anpresskraft in axialer Richtung entgegen, sodass die an den Reibpaarungen anliegende Anpresskraft infolge dieser axial entgegen gerichteten Reibkraft vermindert ist und von der verschiebbaren Anpressseite hin zu der starren Gegenseite, also beispielsweise von einer Anpresslamelle hin zu den hinteren Lamellen oder dem eine Reiboberfläche bildenden (betreffenden) Lamellenkorb, immer weiter abnimmt. Daraus resultiert im Vergleich der Reibpaarungen zueinander eine abnehmende Reibleistung hin zu der starren Gegenseite.The inner disks and the outer disks are at a torque transmission in at least one of the circumferential directions with, for example, your tooth flanges in the tooth receptacle of the respective slats basket in force-transmitting contact, so that there is a friction in the axial displacement slats. This frictional force counteracts the (axial) contact force in the axial direction, so that the contact force applied to the friction pairings is reduced as a result of this axially oppositely directed frictional force and from the displaceable Anpressseite to the rigid opposite side, so for example from a Anpresslamelle towards the rear fins or the lamellar basket forming a friction surface continues to decrease. This results in comparison of the friction pairings to each other a decreasing friction power towards the rigid opposite side.
Hierzu ist nun vorgeschlagen, dass der Reibkoeffizient an den Reibpaarungen im Vergleich der Lamellen zueinander nicht konstant ist. Dies ist beispielsweise dadurch erreicht, dass Reiblamellen mit unterschiedlichen Materialien und/oder Oberflächen eingesetzt sind. In einer anderen Variante ist das Material und/oder die Oberfläche der Gegenlamellen unterschiedlich. Bei einer Ausführungsform sind den Reibkoeffizienten der Reibpaarung beeinflussende Eigenschaften an sowohl den Reiblamellen als auch den Gegenlamellen vorgesehen.For this purpose, it is now proposed that the coefficient of friction on the friction pairings in the comparison of the slats is not constant to each other. This is achieved, for example, by the fact that friction plates are used with different materials and / or surfaces. In another variant, the material and / or the surface of the counter-blades is different. In one embodiment, the frictional coefficient of the friction pair influencing properties are provided on both the friction plates and the counter blades.
Es gilt, dass ein höherer Reibungskoeffizient zumindest beim Synchronisationsvorgang, mit also vorliegender Relativdrehzahl bei reibschlüssigem Kontakt, ein höherer Wärmeeintrag resultiert. Für viele Materialien für einen höheren Reibkoeffizienten gilt zudem, dass diese weniger verschleißbeständig und/oder empfindlicher gegenüber hohen Temperaturen sind. Außerdem wird, weil entgegenstehende Axialkräfte beim Einrückvorgang des Lamellenpakets vorliegen, eine anpressseitige Lamelle bei jedem Einrückvorgang früher als eine gegenseitige Lamelle beziehungsweise bei bereits einer geringeren Anpresskraft in reibschlüssigen Kontakt gebracht. Es tritt also an der ersten Lamelle weitaus öfter und mit einer höheren Anpresskraft ein Synchronisationsvorgang mit Relativdrehzahl auf. Hier ist daher ein verschleißarmer Reibbelag vorteilhaft.It is true that a higher coefficient of friction results in a higher heat input, at least during the synchronization process, ie with the present relative rotational speed in frictional contact. For many materials for a higher coefficient of friction also applies that they are less resistant to wear and / or more sensitive to high temperatures. In addition, because opposing axial forces are present during the engagement process of the disk set, an anpressseitige lamella at each engagement earlier than a mutual blade or at a lower contact force brought into frictional contact. So it occurs at the first lamella much more often and with a higher contact force a synchronization process with relative speed. Here, therefore, a low-wear friction lining is advantageous.
Bei einer besonders einfachen Ausführungsform sind zwei oder mehr unterschiedliche Materialien für die reibungswirksamen Flächen für die gleichseitigen Lamellen eingesetzt, sodass zumindest zwei unterschiedliche Reibkoeffizienten vorliegen. Beispielsweise sind zwei oder mehr unterschiedliche Materialien als Vollmaterial für die Reiblamellen eingesetzt und/oder zwei oder mehr unterschiedliche Oberflächenbehandlungen ausgeführt, um dadurch im Zusammenwirken mit, bevorzugt konventionellen Gegenlamellen, einen unterschiedlichen Reibkoeffizienten zu schaffen. Gemäß einer Ausführungsform sind von der Anpressseite hin zu der Gegenseite die Reibkoeffizienten gestaffelt ansteigend ausgeführt, bevorzugt proportional zu der Abnahme der bei der jeweiligen Reibpaarung wirksamen Anpresskraft.In a particularly simple embodiment, two or more different materials are used for the friction-effective surfaces for the equilateral fins, so that at least two different coefficients of friction are present. For example, two or more different materials are used as solid material for the friction plates and / or two or more different surface treatments carried out, thereby to create a different coefficient of friction in cooperation with, preferably conventional counter-fins. According to one embodiment, the frictional coefficients are carried out in a staggered increasing manner from the contact pressure side to the counterpart side, preferably in proportion to the decrease in the contact force acting on the respective frictional pairing.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Reiblamelle aus Vollmaterial gebildet, und bevorzugt konventionell ausgeführt, wobei die Reiblamelle kostengünstig, beispielsweise mittels Stanzen herstellbar ist. Nachgeordnete Fügeverfahren sind hierfür nicht notwendig. Das Vollmaterial ist ein Material mit beispielsweise einer hohen Oberflächenrauigkeit und/oder einer hohen Adhäsionswirkung mit der jeweiligen Reibfläche der Gegenlamelle. Das Material ist aus einer Vielzahl verschiedener Materialien herstellbar. Beispielsweise ist eine solches Vollmaterial beziehungsweise allgemein das Reibmaterial der Radlamelle, aus:
- - Kunststoff;
- - Keramik; oder
- - (beispielsweise Sinter-) Metall,
- - plastic;
- - ceramics; or
- - (for example, sintered) metal,
Die Gegenlamelle ist bevorzugt aus einem Stahl, bevorzugt ebenfalls aus Vollmaterial gebildet, besonders bevorzugt gestanzt, wobei hier bevorzugt der Fokus auf einer hohen Wärmekapazität und guten Verschleißfestigkeit liegt. Besonders bevorzugt sind die Reibflächen der Gegenlamellen nicht weiter nachbehandelt, sondern weisen eine aus dem Herstellungsverfahren des Blechs für das Rohmaterial der Gegenlamelle folgende intrinsische Oberfläche auf.The counter-blade is preferably made of a steel, preferably also formed of solid material, more preferably stamped, in which case the focus is preferably on a high heat capacity and good wear resistance. Particularly preferably, the friction surfaces of the counter blades are not further but have an intrinsic surface following from the manufacturing process of the sheet for the raw material of the counter-blade.
In dieser alternativen Ausführungsform ist die Reiblamelle mehrteilig ausgeführt, wobei ein Träger, beispielsweise eine Ringscheibe, vorgesehen ist, auf welchem ein Reibbelag aufgebracht ist, beispielsweise mittels Nieten und/oder als Beschichtung. Hierbei ist das Reibmaterial lediglich außerhalb des Gleitkontakts gebildet und der Träger weist eine Oberflächenbeschaffenheit auf, welche im Gleitkontakt mit dem betreffenden Lamellenkorb in einem geringeren Reibkoeffizienten im Vergleich zu dem von dem Reibbelag der Gegenlamellen resultiert. Beispielsweise ist der Träger aus Metall, bevorzugt gewalztes Blechmaterial, gebildet, sodass ein Metall-Metall-Kontakt mit einem (konventionellen) Lamellenkorb gebildet ist. Bevorzugt ist diese Kontaktpaarung derart ausgeführt, dass sie zu einem höheren Verschleiß an dem Träger als an dem betreffenden Lamellenkorb führt. Hierbei wird beispielsweise ein Reibungskoeffizient von 0,1 [ein Zehntel] erreicht.In this alternative embodiment, the friction plate is designed in several parts, wherein a carrier, for example, an annular disc, is provided, on which a friction lining is applied, for example by means of rivets and / or as a coating. Here, the friction material is formed only outside of the sliding contact and the carrier has a surface finish, which results in sliding contact with the respective lamellar basket in a lower coefficient of friction compared to that of the friction lining of the counter blades. For example, the support is made of metal, preferably rolled sheet material, so that a metal-metal contact with a (conventional) lamellar basket is formed. Preferably, this contact pairing is designed such that it leads to a higher wear on the carrier than on the relevant lamellar basket. Here, for example, a coefficient of friction of 0.1 [one-tenth] is achieved.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Hybridmoduls bildet die zumindest eine Außenlamelle die Reiblamelle.According to an advantageous embodiment of the hybrid module, the at least one outer lamella forms the friction lamella.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform bilden die eingesetzten Außenlamellen allesamt jeweils eine Reiblamelle. Dies hat den Vorteil, dass das tendenziell mit geringeren Umfangskräften belastbare Material der Reiblamelle, beispielsweise bei einer Ausbildung aus Vollmaterial, über eine größere Anzahl an Kontaktflächen, beispielsweise Zahnflanschen, im Gleitkontakt bildbar ist, weil der Außenumfang mehr Raum dafür bietet. Damit ist die spezifische (Umfangs-) Kraft an den jeweils einzelnen Flächenpaarungen im Gleitkontakt verringert. Zudem ist damit auch die axial wirkende Reibkraft im Gleitkontakt bei entsprechender Auslegung geringer. Bei einer geeigneten Auswahl an Materialien gemäß obigen und nachfolgenden Erläuterungen ist dieser vorteilhafte Effekt aber auch an einer Ausführung mit der zumindest einen Innenlamelle oder zumindest einigen der Innenlamellen als Reiblamelle ausgleichbar oder (deutlich) überwindbar.In this preferred embodiment, the outer plates used all together each form a friction plate. This has the advantage that the material of the friction plate, which tends to be loadable with lower peripheral forces, can be formed in sliding contact over a larger number of contact surfaces, for example toothed flanges, for example in the case of solid material, because the outer circumference offers more space for this. This reduces the specific (circumferential) force on the individual surface pairings in sliding contact. In addition, so that the axially acting friction force in sliding contact with appropriate design is lower. With a suitable selection of materials according to the above and following explanations, however, this advantageous effect can also be compensated or (clearly) overcome in a design with the at least one inner lamella or at least some of the inner lamellae as a friction lamella.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Hybridmoduls weist die Reiblamelle und/oder der betreffende Lamellenkorb im Gleitkontakt zumindest eine der folgenden Behandlungen auf:
- - Gleitbeschichtung;
- - Wärmebehandlung;
- - Pressung beim Press-Stanzen aus einem Blechmaterial;
- - umformende Bearbeitung; und
- - spanende Nachbearbeitung.
- - lubricious coating;
- - heat treatment;
- - Pressing during press-punching from a sheet metal material;
- - forming machining; and
- - machining post-processing.
Um eine Verringerung des Reibkoeffizienten im Gleitkontakt mit dem betreffenden Lamellenkorb zu erreichen, bei bevorzugt erhöhtem Reibkoeffizienten in der Reibpaarung, sind die genannten Maßnahmen besonders vorteilhaft hinsichtlich verschiedener Aspekte. Die Gleitbeschichtung ist, beispielsweise bei einer Ausbildung der Reiblamelle aus einem Vollmaterial, vorteilhaft, weil lediglich ein einziger zusätzlicher Schritt (Aufbringen der Gleitbeschichtung) und im Übrigen ein konventioneller Aufbau und ein konventionelles Herstellungsverfahren einsetzbar ist. Zudem stehen eine Vielzahl verschiedener Materialien für eine solche Beschichtung zur Verfügung, sodass eine Vielzahl von Materialkombinationen für eine Reibungsreduzierung im Gleitkontakt bei gleichzeitig hohem Reibkoeffizienten im Lamellenpaket bei den Reibpaarungen erzielbar ist.In order to achieve a reduction of the coefficient of friction in sliding contact with the relevant lamellar basket, with preferably increased coefficient of friction in the friction pair, the measures mentioned are particularly advantageous with regard to various aspects. The sliding coating is, for example, in an embodiment of the friction blade of a solid material, advantageous because only a single additional step (applying the lubricious coating) and otherwise a conventional structure and a conventional manufacturing method can be used. In addition, a variety of different materials for such a coating are available, so that a variety of material combinations for a friction reduction in sliding contact with a high coefficient of friction in the disk set in the friction pairings can be achieved.
Weiterhin vorteilhaft ist eine Wärmebehandlung, mittels welcher die Materialeigenschaften, beispielsweise Oberflächeneigenschaften, der Reiblamellen im Gleitkontakt veränderbar ist. Eine Wärmebehandlung hat den Vorteil, dass sie besonders beständig und dauerhaft stabil über eine lange Lebensdauer bleibt.Also advantageous is a heat treatment, by means of which the material properties, such as surface properties, of the friction plates in sliding contact is variable. A heat treatment has the advantage that it remains particularly stable and permanently stable over a long service life.
In ähnlicher Weise wie die Wärmebehandlung hat die Pressung des Bereichs der Reiblamellen im Gleitkontakt den Vorteil einer Langlebigkeit und ist darüber hinaus in einen Stanzvorgang integrierbar, sodass ein konventioneller Stanzvorgang durch ein Press-Stanzen ersetzbar ist und damit die Anzahl der Fertigungsschritte gleich bleibt. Infolge der Pressung ist die Oberflächenrauigkeit verringerbar und/oder die Gleitfläche im Gleitkontakt vergrößerbar, sodass die Flächenpressung in Umfangsrichtung verringert ist und damit die Reibkraft in axialer Richtung verringert ist.In a similar manner as the heat treatment, the pressing of the area of the friction plates in sliding contact has the advantage of longevity and, moreover, can be integrated into a stamping process, so that a conventional punching process can be replaced by a press-punching and thus the number of production steps remains the same. As a result of the pressing, the surface roughness can be reduced and / or the sliding surface can be enlarged in sliding contact, so that the surface pressure in the circumferential direction is reduced and thus the friction force in the axial direction is reduced.
Die umformende Bearbeitung hat ähnlich wie die Pressung den Vorteil, dass sie in ein Stanzverfahren integrierbar ist, beispielsweise durch ein Tiefziehen, Stoßen oder Prägen, wobei dies in einem Schritt oder in einem weiteren Schritt als Nachbearbeitung ausführbar ist. Bei der umformenden Bearbeitung können gezielt reibungsverringernde Oberflächen und/oder eine Vergrößerung der Gleitfläche im Gleitkontakt erzeugt werden, sodass die resultierende axiale Reibkraft verringert ist.The reshaping process has, similar to the pressing, the advantage that it can be integrated into a stamping process, for example by deep-drawing, pushing or stamping, which can be carried out as a post-processing in one step or in a further step. During the forming machining, it is possible to produce specifically friction-reducing surfaces and / or an enlargement of the sliding surface in sliding contact, so that the resulting axial frictional force is reduced.
Weiterhin ist eine spanende Nachbearbeitung vorteilhaft, bei welcher beispielsweise Oberflächenstrukturen, insbesondere eine Oberflächenrauigkeit derart verringerbar ist, dass die resultierende axiale Reibkraft entsprechend verringert ist. Eine spanende Nachbearbeitung ist beispielsweise ein Schleifen zumindest der Gleitfläche im Gleitkontakt der Reiblamellen. Furthermore, a machining finish is advantageous in which, for example, surface structures, in particular a surface roughness, can be reduced in such a way that the resulting axial frictional force is correspondingly reduced. A machining reworking is, for example, a grinding of at least the sliding surface in the sliding contact of the friction plates.
Bevorzugt werden die hier genannten Behandlungen bei einer Reiblamelle aus einem Vollmaterial eingesetzt, sodass eine konventionelle Reiblamelle mit der zusätzlichen Behandlung zu einem verringerten Reibkoeffizienten im Gleitkontakt mit dem betreffenden Lamellenkorb führt.Preferably, the treatments mentioned here are used in a friction plate of a solid material, so that a conventional friction plate with the additional treatment leads to a reduced coefficient of friction in sliding contact with the relevant lamellar basket.
Sofern hiervon einer Verringerung der Oberflächenrauigkeit die Rede ist, ist damit nicht zwangsläufig eine Verringerung der Rauigkeitsamplitude gemeint. Im Gegenteil ist gemäß einer Ausführungsform die Rauigkeitsamplitude vergrößert und/oder vergleichmäßigt, wodurch ein Adhäsionseffekt und/oder die Gesamtkontaktfläche im Bereich des Gleitkontakts (im Vergleich zu der zugehörigen Reibfläche) verringert ist. If this is a reduction in the surface roughness, this does not necessarily mean a reduction in the roughness amplitude. On the contrary, according to one embodiment, the roughness amplitude is increased and / or evened, whereby an adhesion effect and / or the total contact surface in the region of the sliding contact (in comparison to the associated friction surface) is reduced.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Hybridmoduls weisen die Gegenlamellen und/oder die Reiblamellen von der Anpressseite hin zu der Gegenseite eine im Vergleich zueinander zunehmende Wärmekapazität auf.According to an advantageous embodiment of the hybrid module, the counter-plates and / or the friction plates from the contact side towards the opposite side to a heat capacity increasing in comparison to each other.
Gemäß dieser vorteilhaften Ausführungsform nimmt die Wärmekapazität der Lamellen, beispielsweise der Gegenlamellen, hin zu der Gegenseite zu. Damit ist gemeint, dass die Wärmekapazität einer Lamelle anders ist als die Wärmekapazität einer weiteren gleichseitigen, beispielsweise bei einer Innenlamelle innenkorbseitigen, Lamelle unterschiedlich ist; und zwar so unterschiedlich, dass die Wärmekapazität bei der Lamelle näher bei der Gegenseite größer ist als die Wärmekapazität der Lamelle näher bei der Anpressseite.According to this advantageous embodiment, the heat capacity of the lamellae, for example the counter blades, increases toward the opposite side. By this is meant that the heat capacity of a lamella is different than the heat capacity of another equilateral lamella, for example in the case of an inner lamella inside lamella; and so different that the heat capacity of the lamella closer to the opposite side is greater than the heat capacity of the lamella closer to the contact side.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind der Außendurchmesser und der Innendurchmesser solcher Lamellen mit unterschiedlicher Wärmekapazität identisch. Die Wärmekapazität ist beispielsweise über die thermische Masse bestimmt. Die thermische Masse ist in diesem Fall mittels einer unterschiedlichen Scheibendicke, also den Abmaßen in axialer Richtung, verändert. Die Scheibendicke nimmt also im Vergleich der zumindest zwei gleichseitigen Lamellen von der Anpressseite hin zu der Gegenseite zu.In a preferred embodiment, the outer diameter and the inner diameter of such lamellae with different heat capacity are identical. The heat capacity is determined for example via the thermal mass. The thermal mass is changed in this case by means of a different disk thickness, ie the dimensions in the axial direction. The thickness of the pane thus increases in comparison of the at least two equilateral lamellae from the contact side towards the opposite side.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Reiblamellen mit einer konstanten thermischen Masse und/oder einer konstanten Scheibendicke im Vergleich zueinander ausgeführt. Die Wärmeleitung des Reibungswerkstoffs ist oftmals so gering, dass ein spürbarer Effekt auf den Abtransport der infolge der Reibleistung eingebrachten Wärme unter den Bauraumanforderungen oder aufgrund von materialspezifischen Isoliereffekten nicht sinnvoll ist. Wird also diese Aufgabe von den Gegenlamellen, welche bevorzugt aus einem gut wärmeleitenden Material, beispielsweise Stahl, gebildet sind, allein übernommen, sind die Reiblamellen so dünn wie unter den mechanischen Anforderungen möglich gestaltbar. Damit ist, beispielsweise axialer, Bauraum für vergleichsweise dicke Gegenlamellen gewonnen. Alternativ oder zusätzlich ist die thermische Masse der ersten, also zu der Anpressseite nächsten, Lamelle derart gering gestaltet, dass dadurch zusätzlicher, beispielsweise axialer, Bauraum gewonnen wird, welcher für die hinteren, bevorzugt für die letzte, also zu der Gegenseite nächsten, Lamelle nutzbar ist.In a preferred embodiment, the friction plates are designed with a constant thermal mass and / or a constant slice thickness compared to each other. The heat conduction of the friction material is often so small that a noticeable effect on the removal of the heat introduced as a result of the friction loss under the space requirements or due to material-specific insulation effects is not meaningful. Thus, if this task is taken over by the counter blades, which are preferably formed of a good heat-conducting material, such as steel, alone, the friction plates are as thin as possible under the mechanical requirements shapable. This is, for example, axial, space for comparatively thick counter blades obtained. Alternatively or additionally, the thermal mass of the first, so next to the Anpressseite next lamella designed so low that thereby additional, for example, axial, space is obtained, which for the rear, preferably for the last, so to the opposite side next, slat usable is.
Besonders bevorzugt ist die thermische Masse über die gleichseitigen Lamellen derart zunehmend gestaltet, dass die erreichten Temperaturen in der Reibpaarungen, bevorzugt der Oberfläche der Reiblamellen, die Reibbeläge für eine auslegungsgemäße Maximalbelastung jeweils eine maximal zulässige Temperatur nicht überschreiten. Dadurch treten an allen Reiblamellen (nahezu) gleiche Verschleißerscheinungen auf, sodass bei einem Erreichen eines Grenzverschleißes alle Reiblamellen abgenutzt sind und auszuwechseln sind. Jedoch ist bereits im Betrieb infolge einer entsprechenden Auslegung, beispielsweise unter Einhaltung eines konventionellen, bevorzugt sowohl radialen als auch axialen, Bauraums eine Reduzierung der erreichten Temperaturen in allen Reibpaarungen erzielbar, indem im Vergleich zu einer konventionellen Ausführungsform die Anpresskraft zum Erreichen eines gleichen oder größeren übertragbaren Drehmoments reduzierbar ist. Damit ist eine Grenztemperatur bei gleichzeitig hoher vorliegender Reibleistung erheblich reduziert.Particularly preferably, the thermal mass on the equilateral lamellae is increasingly designed so that the temperatures reached in the friction pairings, preferably the surface of the friction plates, the friction linings for a design maximum load not exceed a maximum allowable temperature. As a result, (almost) the same signs of wear occur on all friction disks, so that all friction disks are worn out and have to be replaced when reaching a limit wear. However, already in operation due to a corresponding design, for example, while maintaining a conventional, preferably both radial and axial space, a reduction of the temperatures achieved in all friction pairings achieved by compared to a conventional embodiment, the contact force to achieve a same or larger transferable Torque is reducible. Thus, a limit temperature at the same time high friction loss is significantly reduced.
In einer Ausführungsform ist die jeweilige Wärmekapazität nur bei den Gegenlamellen unterschiedlich gestaltet. Bei einer anderen Ausführungsform ist die jeweilige Wärmekapazität nur bei den Reiblamellen unterschiedlich gestaltet. Bei noch einer anderen Ausführungsform ist die jeweilige Wärmekapazität sowohl bei den Gegenlamellen im Vergleich der Gegenlamellen zueinander als auch bei den Reiblamellen im Vergleich der Reiblamellen zueinander unterschiedlich gestaltet, bevorzugt derart, dass die Temperatur an den jeweiligen Reibpaarungen über das gesamte Lamellenpaket nahezu gleich ist.In one embodiment, the respective heat capacity is designed differently only for the counter-blades. In another embodiment, the respective heat capacity is designed differently only in the friction plates. In yet another embodiment, the respective heat capacity is different from each other both in the case of the counter blades in comparison of the counter blades and in the friction plates compared to the friction plates, preferably such that the temperature at the respective friction pairings over the entire plate package is almost equal.
Eine nahezu gleiche Temperatur ist beispielsweise eine relative Abweichung von ±10° C [zehn Grad Celsius], besonders bevorzugt weniger als ±5° C.For example, a nearly equal temperature is a relative deviation of ± 10 ° C [ten degrees Celsius], more preferably less than ± 5 ° C.
Die Wärmekapazität ist beispielsweise auch dadurch veränderbar, dass ein unterschiedliches Material eingesetzt wird, beispielsweise ein Material mit einer hohen Wärmekapazität für die letzte Lamelle und ein Material mit einer vergleichsweise geringeren Wärmekapazität für die erste Lamelle. The heat capacity can also be changed, for example, by using a different material, for example a material with a high heat capacity for the last fin and a material with a comparatively lower heat capacity for the first fin.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Hybridmoduls weisen die Gegenlamellen und/oder die Reiblamellen jeweils einen mittleren Scheibenradius auf, wobei die mittleren Scheibenradien von der Anpressseite hin zu der Gegenseite im Vergleich zueinander unterschiedlich ausgeführt sind,
wobei bevorzugt die mittleren Scheibenradien dadurch unterschiedlich ausgeführt sind, dass die Scheibenaußenradien im Vergleich zueinander konstant sind und die jeweiligen Scheibeninnenradien von der Anpressseite hin zu der Gegenseite unterschiedlich gestaltet ist.According to an advantageous embodiment of the hybrid module, the counter disks and / or the friction disks each have a central disk radius, wherein the average disk radii are different from the contact side towards the opposite side in comparison to each other,
wherein preferably the middle disc radii are designed differently in that the disc outer radii are constant in comparison to each other and the respective inner disc radii is designed differently from the contact side towards the opposite side.
Gemäß dieser vorteilhaften Ausführungsform ist der mittlere Scheibenradius im Vergleich der betreffenden Lamellen zueinander unterschiedlich ausgeführt, und zwar so, dass die jeweilige Grenztemperatur des jeweiligen Reibmaterials unter Berücksichtigung der von der Anpressseite hin zu der Gegenseite abnehmenden (wirksamen) Anpresskraft erreicht wird. Im Ergebnis ist der mittlere Scheibenradius einer Reibpaarung mit einem größeren Reibkoeffizienten, beispielsweise der letzten Reibpaarung unmittelbar bei der Gegenseite, kleiner als bei einer Reibpaarung mit einem kleineren Reibkoeffizienten, beispielsweise der ersten Reibpaarung unmittelbar bei der Anpressseite, wenn die Temperaturbeständigkeit der letzten Reibpaarung geringer ist als bei der ersten Reibpaarung.According to this advantageous embodiment, the average disk radius is compared to the respective slats designed differently from each other, in such a way that the respective limit temperature of the respective friction material is achieved taking into account the decreasing from the contact side towards the opposite side (effective) contact pressure. As a result, the average wheel radius of a friction pair with a larger friction coefficient, for example the last friction pair immediately at the opposite side, smaller than a friction pair with a smaller coefficient of friction, for example, the first friction pair directly at the contact side, if the temperature resistance of the last friction pair is less than at the first friction pairing.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der mittlere Scheibenradius dadurch in Richtung hin zu der Gegenseite des Lamellenpakets unterschiedlich, indem der Scheibenaußenradius konstant gehalten ist und der Scheibeninnenradius unterschiedlich ist. Im Resultat ist dann die wirksame Reibfläche bei der letzten Lamelle anders als bei der ersten Lamelle. Damit ist der Reibdruck unter Annahme einer gleichen Anpresskraft bei der ersten Lamelle wie bei der letzten Lamelle unterschiedlich.In a preferred embodiment, the average disk radius is different in the direction towards the opposite side of the disk pack by the disk outer radius is kept constant and the disk inner radius is different. As a result, the effective friction surface is different for the last lamella than for the first lamella. Thus, the friction pressure is different assuming a same contact pressure at the first lamella as in the last lamella.
Weil nun die wirksame Anpresskraft aber hin zu der letzten Lamelle abnimmt, ist gemäß dem vorhergehenden Beispiel mit kleinerem mittleren Scheibenradius bei der letzten Lamelle, der Reibdruck im Vergleich zu einer letzten Lamelle mit konventionell gleichem mittlerem Scheibenradius vergrößert.However, because the effective contact force decreases towards the last lamella, according to the previous example, with a smaller mean disc radius at the last lamella, the friction pressure is increased in comparison to a last lamella having a conventionally equal mean disc radius.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Hybridmoduls bildet die zumindest eine Außenlamelle die Reiblamelle und die zumindest eine Innenlamelle die Gegenlamelle.According to an advantageous embodiment of the hybrid module, the at least one outer plate forms the friction plate and the at least one inner plate forms the counter plate.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform bilden die eingesetzten Außenlamellen allesamt jeweils eine Reiblamelle und die eingesetzten Innenlamellen die Gegenlamellen. Dies hat den Vorteil, dass das tendenziell mit geringeren Umfangskräften belastbare Material der Reiblamelle, beispielsweise bei einer Ausbildung aus Vollmaterial, über eine größere Anzahl an Kontaktflächen, beispielsweise Zahnflanschen, im Gleitkontakt bildbar ist, weil der Außenumfang mehr Raum dafür bietet. Damit ist die spezifische (Umfangskraft-) Kraft an den jeweils einzelnen Flächenpaarungen im Gleitkontakt verringert. Zudem ist damit auch die axial wirkende Reibkraft im Gleitkontakt bei entsprechender Auslegung geringer.In this preferred embodiment, the outer plates used all together each form a friction plate and the inner plates used the counter plates. This has the advantage that the material of the friction plate, which tends to be loadable with lower peripheral forces, can be formed in sliding contact over a larger number of contact surfaces, for example toothed flanges, for example in the case of solid material, because the outer circumference offers more space for this. Thus, the specific (Umfangskraft-) force is reduced at the respective individual surface pairings in sliding contact. In addition, so that the axially acting friction force in sliding contact with appropriate design is lower.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang, aufweisend eine Antriebsmaschine mit einer Antriebswelle, ein Getriebe mit einer Getriebewelle und eine elektrische Maschine, wobei die elektrische Maschine mittels der Drehmomentaufnahme eines Hybridmoduls nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung zwischen der Antriebswelle und der Getriebewelle einkuppelbar ist, indem ein Drehmoment von der elektrischen Maschine mittels der Lamellenkupplung des Hybridmoduls lösbar auf die Antriebswelle und/oder auf die Getriebewelle, und umgekehrt, übertragbar ist.According to a further aspect, the invention relates to a drive train, comprising a drive machine with a drive shaft, a transmission with a transmission shaft and an electric machine, wherein the electrical machine by means of torque absorption of a hybrid module according to an embodiment as described above between the drive shaft and the transmission shaft engageable is, by a torque from the electric machine by means of the multi-plate clutch of the hybrid module releasably on the drive shaft and / or on the transmission shaft, and vice versa, transferable.
Der Antriebsstrang ist dazu eingerichtet, ein von einer Antriebsmaschine, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine oder einem elektrischen Antriebsmotor, bereitgestelltes und über ihre Antriebswelle abgegebenes Drehmoment für zumindest einen zu übertragen. Ein beispielhafter Verbraucher ist zumindest ein Antriebsrad eines Kraftfahrzeugs und/oder ein elektrischer Generator zum Bereitstellen von elektrischer Energie. Umgekehrt ist auch eine Aufnahme einer von zum Beispiel einem Antriebsrad eingebrachten Trägheitsenergie umsetzbar. Diese Trägheitsenergie wird bevorzugt mittels des Hybridmoduls auf die als Generator betreibbare elektrische Maschine zur Rekuperation, also zur elektrischen Speicherung der Bremsenergie, übertragen. Weiterhin ist in einer bevorzugten Ausführungsform ein Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine und von der elektrischen Maschine mittels der Lamellenkupplung an einen Verbraucher übertragbar. Hier wird insoweit auf die bekannten Anforderungen an einen Antriebsstrang, beispielsweise in der Anwendung in einem Kraftfahrzeug, verwiesen.The drive train is configured to transmit a torque provided by a drive machine, for example an internal combustion engine or an electric drive motor, and output via its drive shaft for at least one. An exemplary consumer is at least one drive wheel of a motor vehicle and / or an electric generator for providing electrical energy. Conversely, a recording of an inertial energy introduced, for example, by a drive wheel can also be implemented. This inertial energy is preferably transmitted by means of the hybrid module to the electric machine which can be operated as a generator for recuperation, that is to say for the electrical storage of the braking energy. Furthermore, in a preferred embodiment, a torque from the internal combustion engine and from the electric machine by means of the multi-plate clutch to a consumer transferable. In this respect, reference is made here to the known requirements for a drive train, for example when used in a motor vehicle.
Um das Drehmoment gezielt und/oder mittels eines Schaltgetriebes mit unterschiedlichen Übersetzungen zu übertragen beziehungsweise eine Übertragung des Drehmoments von der elektrischen Maschine und/oder der Verbrennungskraftmaschine von einem Verbraucher zu trennen, ist die Verwendung der oben beschriebenen Lamellenkupplung besonders vorteilhaft. Indem das übertragbare Drehmoment an der zumindest einen hinteren Reibpaarung in Bezug auf die dort wirksame Anpresskraft vergrößert ist, ist entweder das übertragbare Gesamtdrehmoment vergrößerbar und/oder der Wärmeeintrag infolge verringertem Reibkoeffizienten an der zumindest einen vorderen Reibpaarung verringert. Durch letztere Maßnahme ist eine längere Lebensdauer und/oder eine größere Anpresskraft und/oder ein gleichmäßigerer Verschleiß an den Reiblamellen erzielbar. Damit ist ein bei gleichem Bauraum größeres übertragbares Drehmoment erreichbar oder umgekehrt bei verringertem Bauraum ein gleiches Drehmoment übertragbar.To selectively transmit the torque and / or by means of a gearbox with different ratios or to separate a transmission of torque from the electric machine and / or the internal combustion engine of a consumer, the use of the multi-plate clutch described above is particularly advantageous. By the transferable Torque is increased at the at least one rear pair of friction with respect to the there effective contact pressure, either the total transferable torque is increased and / or the heat input due to reduced coefficient of friction on the at least one front friction pair is reduced. By the latter measure, a longer life and / or a greater contact pressure and / or a more uniform wear on the friction plates can be achieved. This achieves a transferable torque which is larger with the same installation space or, conversely, with reduced installation space, an equal torque can be transferred.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, aufweisend zumindest ein Antriebsrad, welches mittels eines Antriebsstrangs nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung antreibbar ist.According to a further aspect, the invention relates to a motor vehicle, comprising at least one drive wheel, which is drivable by means of a drive train according to an embodiment as described above.
Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heutzutage einen Frontantrieb auf und ordnen daher bevorzugt die zumindest eine Antriebsmaschine, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine und/oder ein (weiterer) elektrischer Antriebsmotor, und/oder die (zumindest eine) elektrische Maschine, vor der Fahrerkabine und quer zur Hauptfahrrichtung an. Der Bauraum ist gerade bei einer solchen Anordnung besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, ein Hybridmodul kleiner Baugröße zu verwenden. Ähnlich gestaltet sich der Einsatz eines Hybridmoduls in motorisierten Zweirädern, für welche eine deutlich gesteigerte Leistung bei gleichbleibendem Bauraum gefordert wird.Most motor vehicles today have a front-wheel drive and therefore preferably arrange the at least one drive machine, for example an internal combustion engine and / or a (further) electric drive motor, and / or the (at least one) electric machine, in front of the driver's cab and transversely to the main drive direction. The space is particularly low especially with such an arrangement and it is therefore particularly advantageous to use a hybrid module of small size. Similarly, the use of a hybrid module in motorized two-wheeled, for which a significantly increased performance is required with the same space.
Verschärft wird diese Problematik bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung, welche aber gerade im Fokus einer Hybridisierung stehen. Die verwendeten Funktionseinheiten in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Der oben beschriebene Antriebsstrang weist eine Lamellenkupplung besonders langer wartungsfreier Lebensdauer und/oder geringer Baugröße auf. Zugleich ist mit einem geringen Betätigungsweg ein hohes gewünschtes Nennmoment übertragbar. Außerdem ist die Fertigung des Hybridmoduls nahezu unverändert konventionell ausführbar und/oder die Herstellung des Hybridmoduls kostengünstig.This problem is exacerbated in passenger cars of the small car class according to European classification, but which are currently in the focus of a hybridization. The functional units used in a passenger car of the small car class are not significantly reduced compared to passenger cars larger car classes. Nevertheless, the available space for small cars is much smaller. The powertrain described above has a multi-plate clutch particularly long maintenance-free life and / or small size. At the same time a high desired nominal torque is transferable with a small actuation path. In addition, the production of the hybrid module is virtually unchanged conventional executable and / or the production of the hybrid module cost.
Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo Mito, Volkswagen Polo, Ford Fiesta oder Renault Clio. Bekannte Voll-Hybride in der Kleinwagenklasse sind der BMW i3, der Audi A3 e-tron oder der Toyota Yaris Hybrid.Passenger cars are assigned to a vehicle class according to, for example, size, price, weight and power, and this definition is subject to constant change according to the needs of the market. In the US market, cars of the class small cars and microcars are classified according to European classification of the class of Subcompact Car and in the British market they correspond to the class Supermini or the class City Car. Examples of the small car class are an Alfa Romeo Mito, Volkswagen Polo, Ford Fiesta or Renault Clio. Well-known full hybrids in the small car class are the BMW i3, the Audi A3 e-tron or the Toyota Yaris Hybrid.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
-
1 : ein Hybridmodul mit koaxial angeordneter elektrischer Maschine; -
2 : ein schematisch dargestellter Antriebsstrang mit koaxial angeordneter elektrischer Maschine; -
3 : ein Hybridmodul mit Zugmittelscheibe; -
4 : ein schematisch dargestellter Antriebsstrang mit Zugmitteltrieb und achsparallel angeordneter elektrischer Maschine; -
5 : ein Ausschnitt eines Hybridmoduls mit Rotor an der Drehmomentaufnahme; -
6 : ein Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit Hybridmodul; und -
7 : ein Lamellenpaket mit unterschiedlichen Reibmaterialien.
-
1 a hybrid module with a coaxially arranged electrical machine; -
2 a schematically illustrated drive train with coaxially arranged electrical machine; -
3 : a hybrid module with pulley; -
4 : A schematically illustrated drive train with traction drive and axially parallel arranged electrical machine; -
5 : a section of a hybrid module with rotor at the torque absorption; -
6 a powertrain in a motor vehicle with hybrid module; and -
7 : a disc pack with different friction materials.
In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wider. Auch bedingt das Verwenden von Ordinalzahlen nicht, dass zwangsläufig eine weitere (gleichartige) Komponente mit einer anderen Ordinalzahl vorhanden ist.Ordinal numbers used in the preceding and following descriptions, unless explicitly stated to the contrary, are for the purpose of distinctness only and do not disclose the order or ranking of the designated components. Also, using ordinals does not necessarily mean that there is an additional (similar) component with a different ordinal number.
In
An den Antriebswellenanschluss
Wenn nun beispielsweise ein elektrischer Speicher aufgeladen werden soll, und zugleich ein Getriebe
In
In
In
In
In
In
Mit dem hier vorgeschlagenen Hybridmodul weist eine Lamellenkupplung eine gesteigerte verfügbare Reibkraft für ein erhöhtes übertragbares Drehmoment und/oder eine verringerte Baugröße und/oder eine erhöhte Lebensdauer auf.With the hybrid module proposed here, a multi-plate clutch has an increased available friction force for an increased transmittable torque and / or a reduced size and / or an increased service life.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Hybridmodulhybrid module
- 22
- Rotationsachseaxis of rotation
- 33
- Antriebsstrangpowertrain
- 44
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 55
- AntriebswellenanschlussDrive shaft connection
- 66
- GetriebewellenanschlussTransmission shaft connection
- 77
- Drehmomentaufnahmetorque absorption
- 88th
- elektrische Maschineelectric machine
- 99
- Lamellenkupplungmulti-plate clutch
- 1010
- Außenkorboutside basket
- 1111
- Innenkorbin basket
- 1212
- erste Außenlamellefirst outer lamella
- 1313
- zweite Außenlamellesecond outer lamella
- 1414
- dritte Außenlamellethird outer lamella
- 1515
- vierte Außenlamellefourth outer lamella
- 1616
- erste Innenlamellefirst inner lamella
- 1717
- zweite Innenlamellesecond inner lamella
- 1818
- dritte Innenlamellethird inner lamella
- 1919
- Lamellenpaketdisk pack
- 2020
- erste Reiblamellefirst friction plate
- 2121
- zweite Reiblamellesecond friction plate
- 2222
- dritte Reiblamellethird friction plate
- 2323
- vierte Reiblamellefourth friction plate
- 2424
- erste Gegenlamellefirst counter-blade
- 2525
- zweite Gegenlamellesecond counter-blade
- 2626
- dritte Gegenlamellethird counter-blade
- 2727
- erste Reibpaarungfirst friction pairing
- 2828
- zweite Reibpaarungsecond friction pairing
- 2929
- Gleitkontaktsliding contact
- 3030
- linke reiblamellenseitige Reibflächeleft friction-side friction surface
- 3131
- rechte reiblamellenseitige Reibflächeright friction disk side friction surface
- 3232
- linke gegenlamellenseitige Reibflächeleft anti-lamella-side friction surface
- 3333
- rechte gegenlamellenseitige Reibflächeright against lamella-side friction surface
- 3434
- Trägercarrier
- 3535
- Gleitbeschichtungslide coating
- 3636
- erster Zahnflanschfirst toothed flange
- 3737
- zweiter Zahnflanschsecond tooth flange
- 3838
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 3939
- Antriebswelledrive shaft
- 4040
- Getriebetransmission
- 4141
- Getriebewellegear shaft
- 4242
- linkes Antriebsradleft drive wheel
- 4343
- rechtes Antriebsradright drive wheel
- 4444
- Fahrerkabinecab
- 4545
- Längsachselongitudinal axis
- 4646
- Motorachsemotor axis
- 4747
- AußenflanschaufnahmeAußenflanschaufnahme
- 4848
- Rotorrotor
- 4949
- Statorstator
- 5050
- ZweimassenschwungradDual Mass Flywheel
- 5151
- Primärmasseprimary mass
- 5252
- Sekundärmassesecondary mass
- 5353
- Federdämpferspring shock absorber
- 5454
- Antriebsaufnahmedrive connector
- 5555
- Membranfederdiaphragm spring
- 5656
- Betätigungstopfoperating pot
- 5757
- Ausrückkolbenrelease piston
- 5858
- Ausrücklagerrelease bearing
- 5959
- Modulationsfedermodulation spring
- 6060
- K1-KupplungK1 coupling
- 6161
- Anpressplattepressure plate
- 6262
- Reibscheibefriction
- 6363
- Gegenplattecounterplate
- 6464
- Anpressfederpressure spring
- 6565
- Modulwellemodule shaft
- 6666
- Modulanschlussmodule connector
- 6767
- GetriebewellennabeGetriebewellennabe
- 6868
- Modulgehäusemodule housing
- 6969
- Drehmomentstützetorque arm
- 7070
- Kupplungsdeckelclutch cover
- 7171
- Zugmittelscheibepulley
- 7272
- K0-KupplungK0 clutch
- 7373
- SekundärmassenanschlussSecondary ground terminal
- 7474
- Zugmitteltraction means
- 7575
- AnpresslamelleAnpresslamelle
- 7676
- Korbplattecage plate
- 7777
- Umfangskraftperipheral force
- 7878
- Reibbelagfriction lining
- 7979
- Befestigungsnietrivet
- 8080
- Rotorwellerotor shaft
- 8181
- Rotorachserotor axis
- 8282
- Flanschstegflange web
- 8383
- Anpressseitepressing face
- 8484
- Gegenseiteother side
- 8585
- Scheibendickeslice thickness
- 8686
- erstes Reibmaterialfirst friction material
- 8787
- zweites Reibmaterialsecond friction material
- 8888
- Anpresskraftcontact force
- 8989
- AnpresskraftverlustAnpresskraftverlust
- 9090
- mittlerer Scheibenradiusaverage disk radius
- 9191
- ScheibenaußenradiusDisc outer radius
- 9292
- ScheibeninnenradiusDisc inner radius
Claims (6)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018103519.5A DE102018103519A1 (en) | 2018-02-16 | 2018-02-16 | Hybrid module with a rotation axis |
Publications (1)
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DE102018103519A1 true DE102018103519A1 (en) | 2019-08-22 |
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ID=67481926
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE102018103519.5A Ceased DE102018103519A1 (en) | 2018-02-16 | 2018-02-16 | Hybrid module with a rotation axis |
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---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2018
- 2018-02-16 DE DE102018103519.5A patent/DE102018103519A1/en not_active Ceased
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