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Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, mit einer Eingangswelle, einem mit einem Rotor einer elektrischen Maschine rotatorisch gekoppelten Hauptträger, einer zwischen der Eingangswelle und dem Hauptträger wirkenden ersten Kupplung, einer zum Verstellen der ersten Kupplung zwischen ihrer geschlossenen Stellung und ihrer geöffneten Stellung ausgebildeten Betätigungseinrichtung, sowie einer zweiten Kupplung und einer dritten Kupplung, welche erste Kupplung und zweite Kupplung jeweils mit dem Hauptträger wirkverbunden sind, wobei die Betätigungseinrichtung weiterhin ein, in Bezug auf eine Drehachse des Hauptträgers, zu einer ersten axialen Seite mehrerer Verbindungselemente der ersten Kupplung angeordnetes Druckelement aufweist und das Druckelement in der geschlossenen Stellung der ersten Kupplung mit einem auf einer, der ersten axialen Seite abgewandten, zweiten axialen Seite der Verbindungselemente angeordneten Gegendruckbereich zum Abstützen einer durch das Druckelement aufgebrachten Anpresskraft (im Betrieb) zusammenwirkt. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Hybridantriebsstrang für ein (hybrides) Kraftfahrzeug, mit diesem Hybridmodul.
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Gattungsgemäßer Stand der Technik ist bereits hinlänglich bekannt. Die
DE 10 2009 059 944 A1 offenbart ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges, wobei das Hybridmodul in unterschiedlichen Ausführungen umgesetzt ist. Die
DE 10 2007 008 946 A1 offenbart eine Mehrfachkupplung für ein Fahrzeug mit Hybridantrieb.
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Aus dem Stand der Technik sind folglich Hybridmodule bekannt, in denen eine seitens einer Verbrennungskraftmaschine eingesetzte erste Kupplung (auch als Trennkupplung bezeichnet) zusammen mit einer weiteren Kupplung oder zwei weiteren Kupplungen, die vorzugsweise eine Doppelkupplung ausbilden, eingesetzt sind. Im Betrieb werden durch Betätigung der ersten Kupplung in Kombination mit dem Betätigen der beiden weiteren Kupplungen verschiedene Anpresskräfte ausgeübt, die wiederum Gegenkräfte an dem Hauptträger bzw. dem Gehäuse sowie den Lagerstellen seitens des Gehäuses erzeugen. Diese Anpresskräfte wirken in unterschiedlichen Richtungen sowie zeitlich unabhängig voneinander. In ungünstigen Betriebspunkten kann sich dadurch die resultierende abzustützende Axialkraft ändern oder gar stark vergrößern, was zu einer relativ großen Belastung der entsprechenden Bauteile führt.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere eine derart optimierte kompakte Abstützung der Betätigungskräfte seitens der ersten Kupplung zu erzielen, dass eine möglichst lange Lebensdauer des Hybridmoduls gewährleistet ist.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Gegendruckbereich unmittelbar als drehfester Bestandteil der Eingangswelle ausgebildet ist.
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Dadurch wird im Betrieb die durch die Betätigungseinrichtung der ersten Kupplung aufgebrachte Anpresskraft direkt seitens Eingangswelle abgestützt und eine entsprechende Lagerstelle des Hauptträgers deutlich geringer belastet. Die Lebensdauer des Hybridmoduls wird deutlich erhöht.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
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Von Vorteil ist es demnach auch, wenn der Gegendruckbereich stoffeinteiliger Bestandteil eines sich in radialer Richtung erstreckenden Flanschbereiches der Eingangswelle ist. Dadurch wird der Aufbau der Eingangswelle weiter vereinfacht.
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Ist die Eingangswelle direkt / unmittelbar axial sowie radial an einem Gehäuse abgestützt / gelagert und/oder ist der Hauptträger direkt / unmittelbar axial sowie radial an dem Gehäuse abgestützt / gelagert, sind die weiteren Abstützungen der Eingangswelle und des Hauptträgers besonders stabil umgesetzt.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn ein erster Kupplungsbestandteil der ersten Kupplung einen zumindest ein erstes Verbindungselement drehfest sowie axial verschieblich aufnehmenden ersten Tragbereich aufweist und der erste Tragbereich an der Eingangswelle, vorzugsweise unmittelbar an dem Flanschbereich, befestigt ist. Dadurch ist die erste Kupplung seitens ihres ersten Kupplungsbestandteils kompakt an der Eingangswelle integriert. Der erste Tragbereich ist weiter bevorzugt als ein gewelltes Trägerblech ausgebildet.
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Weist ein zweiter Kupplungsbestandteil der ersten Kupplung einen zumindest ein zweites Verbindungselement drehfest sowie axial verschieblich aufnehmenden, an dem Hauptträger ausgebildeten, zweiten Tragbereich auf, ist auch der zweite Kupplungsbestandteil des Hybridmoduls besonders kompakt ausgebildet und geschickt gelagert.
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Vorteilhaft ist es des Weiteren, wenn die erste Kupplung als Reibkupplung ausgebildet ist und ein dem Gegendruckbereich in axialer Richtung nächstgelegenes Verbindungselement aus der Gesamtheit an Verbindungselementen nur auf seiner dem Gegendruckbereich axial abgewandten Seite mit einem Reibbelag / Reibbelagsbereich versehen ist (d.h. als ein Reibelement mit einseitigem Reibbelag umgesetzt). Dadurch wird eine besonders kompakte axiale Bauweise erzielt.
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Auch ist es von Vorteil, wenn das den Gegendruckbereich in axialer Richtung nächstgelegene Verbindungselement ein erstes Verbindungselement des ersten Kupplungsbestandteils ist.
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Die Betätigungseinrichtung weist vorteilhafterweise einen hydraulisch und/oder elektrisch betätigten Aktor auf, wobei der Aktor mit dem Druckelement der ersten Kupplung wirkverbunden, nämlich bewegungsgekoppelt, ist.
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Eine kompakte Ausbildung wird weiterhin begünstigt, wenn ein den Hauptträger radial und/oder axial relativ zu dem Gehäuse lagerndes Hauptlager radial innerhalb der Verbindungselemente der ersten Kupplung angeordnet ist.
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Die Eingangswelle ist weiter bevorzugt mittels zweier Wellenlager relativ zu dem Gehäuse abgestützt. Dadurch kommt es zu einer besonders stabilen Abstützung.
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Die beiden weiteren zweiten und dritten Kupplungen sind bevorzugt zu einer anderen axialen Seite betätigt als die erste Kupplung. Dem zufolge ist es bevorzugt, wenn das Druckelement der ersten Kupplung in der geschlossenen Stellung von einer ersten axialen Seite an die Gesamtheit an Verbindungselementen der ersten Kupplung angedrückt wird und Druckelemente der zweiten Kupplung und dritten Kupplung jeweils von einer, der ersten axialen Seite abgewandten, zweiten axialen Seite seitens an die Gesamtheit an Verbindungselementen der jeweiligen zweiten Kupplung oder dritten Kupplung angedrückt werden.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit dem erfindungsgemäßen Hybridmodul nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß eine Abstützung der Anpresskraft der Trennkupplung (erste Kupplung / K0) über die Eingangswelle des Hybridmoduls (auch als Dreifachkupplung bezeichnet) realisiert. Somit werden die Stützkräfte der ersten Kupplung bevorzugt getrennt von den Stützkräften der zweiten und dritten Kupplung (Doppelkupplung) an der Eingangswelle des Hybridmoduls abgestützt.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben sind.
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Es zeigen:
- 1 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls nach einem erfindungsgemäßen ersten Ausführungsbeispiel, wobei der gesamte Aufbau des Hybridmoduls gut zu erkennen ist, und
- 2 eine detaillierte Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei das Hybridmodul hinsichtlich seiner ersten Kupplung sowie einer diese erste Kupplung betätigenden Betätigungseinrichtung zu erkennen ist, und wobei sich dieses zweite Ausführungsbeispiel insbesondere durch die Ausbildung der Betätigungseinrichtung von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele frei miteinander kombiniert werden.
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In Verbindung mit 1 ist zunächst der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls 1 veranschaulicht. Das Hybridmodul 1 ist in seinem Betrieb bevorzugt Bestandteil eines Hybridantriebsstranges eines Kraftfahrzeuges und zwischen einer Ausgangswelle einer Verbrennungskraftmaschine und einem Getriebe angeordnet. Das Hybridmodul 1 ist in 1 zusammen mit einem eingangsseitig angeordneten Drehschwingungsdämpfer in Form eines Zweimassenschwungrades 25 dargestellt. Das Zweimassenschwungrad 25 dient im Betrieb zur drehfesten, jedoch drehschwingungsgedämpften Anbringung einer Eingangswelle 2 des Hybridmoduls 1 an die Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine. Das Hybridmodul 1 ist auf typische Weise eine kombinierte Anordnung einer elektrischen Maschine 4 mit mehreren Kupplungen 6, 8, 9. Mittels der Kupplungen 6, 8, 9 sind mehrere Betriebszustände des Hybridantriebsstranges schaltbar. So ist auch die Verbrennungskraftmaschine von Getriebeeingangswellen 26a, 26b eines Getriebes abkoppelbar oder mit diesen verbindbar. Auch können die Verbrennungskraftmaschine sowie die Getriebeeingangswellen 26a, 26b des Getriebes unabhängig voneinander durch die elektrische Maschine 4 angetrieben werden.
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Das Hybridmodul 1 ist in dieser Ausführung mit einer koaxialen elektrischen Maschine 4 ausgestattet. Dies bedeutet, dass ein Rotor 3 der elektrischen Maschine 4 koaxial zu einer Drehachse 10 des Hybridmoduls 1 angeordnet ist. Die nachfolgend verwendeten Richtungsangaben beziehen sich auf diese Drehachse 10. Folglich ist eine axiale Richtung eine Richtung entlang der Drehachse 10, eine radiale Richtung eine Richtung senkrecht zu der Drehachse 10 und eine Umfangsrichtung eine Tangentialrichtung entlang einer gedachten konzentrisch um die Drehachse 10 herum verlaufenden Kreislinie konstanten Durchmessers.
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Ein Stator 45 der elektrischen Maschine 4, durch den der Rotor 3 antreibbar ist, ist gehäusefest aufgenommen. Der Stator 45 ist radial außerhalb des Rotors 3 angeordnet. Der Rotor 3 ist drehfest an einem Hauptträger 5 aufgenommen; der Hauptträger 5 ist relativ zu einem Gehäuse 16 des Hybridmoduls 1 gelagert / abgestützt. Der Hauptträger 5 weist einen Hülsenbereich 27 auf, an dessen radialer Außenseite der Rotor 3 / ein den Rotor 3 mit ausbildendes Blechpaket drehfest angebracht ist. Zu einer ersten axialen Seite des Hülsenbereichs 27 hin schließt an den Hülsenbereich 27 ein erster Stützbereich 28 an. Der erste Stützbereich 28 erstreckt sich von dem Hülsenbereich 27 radial nach innen. Seitens dieses ersten Stützbereiches 28 ist der Hauptträger 5 direkt relativ zu dem Gehäuse 16 gelagert. An einer radialen Innenseite des ersten Stützbereiches 28 ist hierzu ein Hauptlager 23 in Form eines Wälzlagers angeordnet, das den Hauptträger 5 relativ zu dem Gehäuse 16 abstützt. Der erste Stützbereich 28 bildet einen (zweiten) Tragbereich 20 aus, zu dessen radialer Innenseite das Hauptlager 23 angeordnet ist.
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Auf einer dem ersten Stützbereich 28 axial abgewandten zweiten axialen Seite des Hülsenbereiches 27 ist ein zweiter Stützbereich 29 vorgesehen, über den der Hauptträger 5 unmittelbar an einer der Getriebeeingangswellen 26a, 26b, hier der zweiten Getriebeeingangswelle 26b, radial abgestützt ist. Der zweite Stützbereich 29 ist über zwei in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnete Radialnadellager 30 relativ zu der zweiten Getriebeeingangswelle 26b abgestützt. Der zweite Stützbereich 29 erstreckt sich von dem Hülsenbereich 27 aus in radialer Richtung nach innen.
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Das Hybridmodul 1 weist eingangsseitig eine mit dem Zweimassenschwungrad 25 drehfest verbundene Eingangswelle 2 auf. Die Eingangswelle 2 durchdringt eine zentral zur Drehachse 10 angeordnete Öffnung 31 des Gehäuses 16. Somit ragt die Eingangswelle 2 von einer Umgebung des Gehäuses 16 in einen Innenraum 32 des Gehäuses 16 hinein. In seinem in dem Innenraum 32 befindlichen Bereich weist die Eingangswelle 2 ein als erstes Wellenlager 24a bezeichnetes Wälzlager auf, mittels dessen die Eingangswelle 2 sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung relativ zu dem Gehäuse 16 abgestützt ist. Des Weiteren ist die Eingangswelle 2 in dieser Ausführung über ein weiteres zweites Wellenlager 24b relativ zu dem Gehäuse 16 abgestützt. Auch das zweite Wellenlager 24b ist als Wälzlager, nämlich als ein Radialnadellager, ausgebildet.
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In dem Innenraum 32 geht ein rohrförmiger Bereich / Wellenbereich der Eingangswelle 2 in einen sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Flanschbereich 15 über. Der Flanschbereich 15 nimmt einen (ersten) Tragbereich 19 der ersten Kupplung 6 drehfest auf. Dieser erste Tragbereich 19 ist Teil eines ersten Kupplungsbestandteils 17 der ersten Kupplung 6. An dem ersten Tragbereich 19 sind mehrere erste Verbindungselemente 11 drehfest sowie in axialer Richtung relativ zueinander verschieblich aufgenommen. Die ersten Verbindungselemente 11 sind an einer radialen Innenseite des sich im Wesentlichen hülsenförmig erstreckenden ersten Tragbereiches 19 aufgenommen. Der erste Tragbereich 19 ist bevorzugt als ein entlang einer Umfangsrichtung verzahntes Blech ausgebildet. Der erste Kupplungsbestandteil 17 ist somit durch den ersten Tragbereich 19 zusammen mit den ersten Verbindungselementen 11 gebildet.
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Ein zweiter Kupplungsbestandteil 18 der ersten Kupplung 6 weist sowohl den zweiten Tragbereich 20 als auch mehrere zweite Verbindungselemente 12 auf. Die zweiten Verbindungselemente 12 sind drehfest sowie in axialer Richtung relativ zueinander verschieblich an dem zweiten Tragbereich 20 aufgenommen. Die ersten und zweiten Verbindungselemente 11, 12 der ersten Kupplung 6 sind in axialer Richtung abwechselnd zueinander angeordnet. Die zweiten Verbindungselemente 12 sind auf einer radialen Außenseite des zweiten Tragbereiches 20 angeordnet. Die jeweiligen Verbindungselemente 11, 12 sind, aufgrund der Ausbildung der ersten Kupplung 6 als Reibkupplung, nämlich Reiblamellenkupplung, alternativ als Reibelemente bezeichnet. Die ersten Verbindungselemente 11 sind mehrteilig / mehrschichtig ausgebildet und weisen jeweils zumindest einen Reibbelagsbereich 21 / Reibbelag auf, wohingegen die zweiten Verbindungselemente 12 als Stahllamellen bevorzugt einteilig ausgebildet sind.
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Zur Betätigung der ersten Kupplung 6 ist eine Betätigungseinrichtung 7 vorhanden. Die Betätigungseinrichtung 7 dient dazu, die erste Kupplung 6 im Betrieb zwischen ihrer geöffneten / ausgekuppelten Stellung, in der die beiden Kupplungsbestandteile 17 und 18 frei relativ zueinander verdrehbar sind, und ihrer geschlossenen / eingekuppelten Stellung, in der die beiden Kupplungsbestandteile 17 und 18 drehfest miteinander verbunden sind, hin und her zu verstellen. In der geschlossenen Stellung der ersten Kupplung 6 sind die Verbindungselemente 11, 12 der ersten Kupplung 6 in axialer Richtung reibkraftschlüssig aneinander angedrückt; in der auch in 1 gezeigten geöffneten Stellung der ersten Kupplung 6 ist ein gewisser axialer Spalt zwischen den jeweiligen Verbindungselementen 11, 12 vorgehalten.
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Die Betätigungseinrichtung 7 weist einen Aktor 22 auf, der zur Betätigung der ersten Kupplung 6 dient. Der Aktor 22 ist in dieser Ausführung als ein hydraulischer Aktor, nämlich als ein Nehmerzylinder, realisiert. Prinzipiell sind in weiteren Ausführungen auch elektrische und/oder elektrohydraulische Aktoren einsetzbar. Ein Zylinderbereich 33 des Aktors 22 ist unmittelbar durch das Gehäuse 16 mit ausgebildet. In dem Zylinderbereich 33 ist ein Kolben 34 des Aktors 22 in Abhängigkeit eines Druckes innerhalb eines Druckraums 35 axial verschiebbar. Der Druckraum 35 ist zwischen dem Kolben 34 und dem Zylinderbereich 33 eingeschlossen. Der Aktor 22 ist als konzentrischer Nehmerzylinder realisiert und somit mit einem ringförmigen Zylinderbereich 33 und einem ringförmigen Kolben 34 umgesetzt. Eine hydraulische Versorgung des Druckraums 35 findet über einen Hydraulikkanal 38, der unmittelbar in dem Gehäuse 16 mit ausgebildet ist, statt. Der Kolben 34 ist über ein Betätigungslager 36 (hier ein Axialnadellager) mit einem ersten Druckelement 13 verschiebefest gekoppelt. Das erste Druckelement 13 wirkt auch mit einer Rückstellfeder 37 zusammen, die derart axial zwischen dem Hauptträger 5 und dem Druckelement 13 eingespannt ist, dass das erste Druckelement 13 in eine mit der geöffneten Stellung der ersten Kupplung 6 korrespondierende Ausgangsstellung gedrängt ist. Die Rückstellfeder 37 ist als Tellerfederscheibe realisiert. Das erste Druckelement 13 ist auch als Drucktopf bezeichnet / umgesetzt.
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Erfindungsgemäß ist die erste Kupplung 6 derart ausgebildet, dass ein Gegendruckbereich 14 zum Abstützen einer durch das Druckelement 13 in der geschlossenen Stellung der ersten Kupplung 6 aufgebrachten Anpresskraft zusammenwirkt. Der Gegendruckbereich 14 ist unmittelbarer drehfester Bestandteil der Eingangswelle 2. Insbesondere ist dieser Gegendruckbereich 14 durch eine axiale Stirnseite des Flanschbereiches 15, die den Verbindungselementen 11, 12 der ersten Kupplung 6 zugewandt ist, umgesetzt. Das erste Druckelement 13 ist folglich zu einer ersten axialen Seite her mit der Gesamtheit der Verbindungselemente 11, 12 der ersten Kupplung 6 in Wirkverbindung und der Gegendruckbereich 14 ist zu einer, dieser ersten axialen Seite entgegengesetzten, zweiten axialen Seite mit der Gesamtheit der Verbindungselemente 11, 12 in Wirkverbindung. Das erste Druckelement 13 ist hier direkt mit einem der zweiten Verbindungselemente 12 in Kontakt (bringbar); der Gegendruckbereich 14 ist direkt mit einem der ersten Verbindungselemente 11 in Kontakt (bringbar).
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Folglich ist eines der ersten Verbindungselemente 11 aus der Gesamtheit der Verbindungselemente 11, 12 der ersten Kupplung 6 axial dem Flanschbereich 15 am nächstgelegensten. Während die meisten ersten Verbindungselemente 11 der ersten Kupplung 6 zu ihren beiden axial entgegengesetzten Seiten jeweils mit einem Reibbelagsbereich 21 versehen sind, ist das dem Flanschbereich 15 axial nächstgelegene erste Verbindungselement 11 der ersten Kupplung 6 mit einem einseitigen Reibbelagsbereich 21 / Reibbelag realisiert. Somit weist das dem Flanschbereich 15 nächstgelegene erste Verbindungselement 11 der ersten Kupplung 6 lediglich auf seiner dem Flanschbereich 15 axial abgewandten Seite einen Reibbelag auf. In weiteren bevorzugten Ausführungen ist auch jedes erste Verbindungselement 11 und/oder jedes zweite Verbindungselement 12 der ersten Kupplung 6 auf nur einen axialen Seite mit dem Reibbelagsbereich 21 versehen.
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In diesem Zusammenhang sei prinzipiell auch bereits auf das zweite Ausführungsbeispiel nach 2 verwiesen, das hinsichtlich seines prinzipiellen Aufbaus und seiner prinzipiellen Funktionsweise dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Die 2 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nach 1 in wenigen konstruktiven Details der Betätigungseinrichtung 7, insbesondere des Betätigungslagers 36, des Druckelementes 13 sowie des Aktors 22. Der Kolben 34 ist etwa nicht mehr derart ausgebildet, dass das Betätigungslager 36 in einem Inneren seines im Querschnitt betrachteten U-förmigen Querschnittes, wie in 1 umgesetzt, sondern an seiner radialen Innenseite aufgenommen ist. Zudem ist das als Axialnadellager ausgebildete Betätigungslager 36 mit zwei Lagerschalen umgesetzt. Das erste Druckelement 13 ist zwar im Querschnitt, wie auch in 1, im Wesentlichen L-förmig ausgebildet, jedoch erstreckt sich der von dem Betätigungslager 36 aus zu den Verbindungselementen 11, 12 hin ragende Bereich nicht mehr in radialer Richtung nach innen, wie in 1, sondern in radialer Richtung nach außen. Auch ist in 2 erkennbar, dass das erste Wellenlager 24a prinzipiell bevorzugt größer dimensioniert ist als in 1.
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Zurückkommend auf 1 sei der Vollständigkeit halber noch auf die beiden weiteren zweiten und dritten Kupplungen 8, 9 hingewiesen, die zwischen dem Hauptträger 5 und der jeweiligen Getriebeeingangswelle 26a und 26b wirkend eingesetzt sind. Wie bereits die erste Kupplung 6, sind auch die zweite Kupplung 8 und die dritte Kupplung 9 jeweils als eine Reibkupplung, nämlich als eine Reiblamellenkupplung, realisiert. Der prinzipielle Aufbau der zweiten Kupplung 8 und der dritten Kupplung 9 entspricht dem der ersten Kupplung 6. Die zweite Kupplung 8 und die dritte Kupplung 9 bilden zusammen eine Mehrfachkupplung, hier eine Doppelkupplung, aus.
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Ein erster Kupplungsbestandteil 39a der zweiten Kupplung 8 ist unmittelbar an einer radialen Innenseite des Hülsenbereiches 27 ausgebildet. Mehrere erste Verbindungselemente 11 des ersten Kupplungsbestandteils 39a sind an der radialen Innenseite des Hülsenbereichs 27 drehfest sowie relativ zueinander axial verschieblich aufgenommen. In dieser Ausführung sind die ersten Verbindungselemente 11 der zweiten Kupplung 8 als Stahllamellen realisiert. Ein zweiter Kupplungsbestandteil 40a der zweiten Kupplung 8 weist einen ersten Elementeträger 41a auf, der drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle 26a verbunden ist. An einer radialen Außenseite des ersten Elementeträgers 41a sind mehrere zweite Verbindungselemente 12 des zweiten Kupplungsbestandteils 40a drehfest sowie relativ zueinander axial verschieblich aufgenommen. Über ein zweites Druckelement 42 wirkt eine Betätigungseinheit 43 betätigend auf die zweite Kupplung 8 ein, um diese zwischen ihrer geschlossenen Stellung und ihrer geöffneten Stellung zu verstellen. Die Betätigungseinheit 43 ist mit einer (optionalen) Drehdurchführung ausgestattet.
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Die dritte Kupplung 9 ist entsprechend der zweiten Kupplung 8 ausgebildet. Die dritte Kupplung 9 ist mit ihren Verbindungselementen 11, 12 axial versetzt zu den Verbindungselementen 11, 12 der zweiten Kupplung 8 angeordnet. Ein erster Kupplungsbestandteil 39b der dritten Kupplung 9 ist ebenfalls an einer radialen Innenseite des Hülsenbereiches 27 ausgebildet. Hierzu sind die ersten Verbindungselemente 11 der dritten Kupplung 9 drehfest sowie relativ zueinander axial verschieblich an der radialen Innenseite des Hülsenbereiches 27 aufgenommen. Auch sind die ersten Verbindungselemente 11 der dritten Kupplung 9 als Stahllamellen wiederum ausgebildet. Mehrere als Reiblamellen ausgebildete zweite Verbindungselemente 12 der dritten Kupplung 9 sind Bestandteil eines zweiten Kupplungsbestandteils 40b der dritten Kupplung 9 und axial relativ zueinander verschieblich sowie drehfest auf einem zweiten Elementeträger 41 b aufgenommen. Der zweite Elementeträger 41 b ist mit der, radial außerhalb der ersten Getriebeeingangswelle 26a angeordneten, zweiten Getriebeeingangswelle 26b drehfest verbunden. Zum Betätigen der dritten Kupplung 9 dient ein drittes Druckelement 44, das ebenfalls durch die Betätigungseinheit 43 betätigbar ist.
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Die Betätigungseinheit 43 weist folglich zwei Betätigungsteileinheiten auf, die zur Betätigung der zweiten Kupplung 8 und der dritten Kupplung 9 ausgebildet sind. Jede Betätigungsteileinheit ist vorzugsweise hydraulisch, nämlich als Nehmerzylinder, realisiert.
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Die Verbindungselemente 11, 12 der zweiten Kupplung 8 sowie der dritten Kupplung 9 stehen zu der zweiten axialen Seite hin mit dem jeweiligen Druckelement 42, 44 in Wirkverbindung, wohingegen die Verbindungselemente 11, 12 der ersten Kupplung 6 zu der ersten axialen Seite hin mit dem ersten Druckelement 13 in Verbindung stehen. Somit kommt es zu einer Betätigung der zweiten und dritten Kupplung 8, 9 in einer axial entgegengesetzten Richtung der ersten Kupplung 6.
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Wie in 1 auch zu erkennen, ist das Hauptlager 23 in axialer Richtung zumindest teilweise mit den ersten und zweiten Verbindungselementen 11, 12 der ersten Kupplung 6 überdeckend angeordnet. Des Weiteren sind die ersten und zweiten Verbindungselemente 11, 12 der ersten Kupplung 6 radial innerhalb der Verbindungselemente 11, 12 der zweiten Kupplung 8 sowie der dritten Kupplung 9 angeordnet. Die Verbindungselemente 11, 12 der zweiten Kupplung 8 sind in axialer Richtung teilweise überlappend mit den Verbindungselementen 11, 12 der ersten Kupplung 6 angeordnet. Die Verbindungselemente 11, 12 der dritten Kupplung 9 sind axial beabstandet zu den Verbindungselementen 11, 12 der ersten Kupplung 6 angeordnet. Die Verbindungselemente 11, 12 aller Kupplungen 6, 8, 9 sind zumindest teilweise in axialer Richtung auf gleicher Höhe mit dem Rotor 3 angeordnet.
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In anderen Worten ausgedrückt, wird der Kraftfluss zur Abstützung der Anpresskraft der Trennkupplung K0 (erste Kupplung 6) so geändert, dass sie getrennt von der Abstützung der Doppelkupplungskräfte erfolgt. Dadurch kann eine geringere Belastung der Rotorlagerung erreicht werden, bzw. ungünstige Betriebspunkte vermieden werden. Eventuell kann dies dazu führen das die Lagerung kleiner oder günstiger ausgeführt werden kann.
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Somit besteht die erfinderische Lösung in einer Trennkupplung K0 (erste Kupplung 6), bei der die Anpresskräfte über die Eingangswelle 2 des Hybridmoduls 1 abgestützt werden. Dadurch wird erreicht, dass die Anpresskraft nicht über das Lager (Hauptlager 23), welches bereits die Kräfte der Doppelkupplung (erste Kupplung 8 und zweite Kupplung 9) aufzunehmen hat, geleitet wird, sondern über ein anderes Lager an anderer Stelle in das Gehäuse 16 eingeleitet wird. Für die (vorzugsweise) CSC betätigte (d.h. über einen konzentrischen Nehmerzylinder betätigte) Trennkupplung 6 ist hierfür ein Kupplungspaket (erste und zweite Verbindungselemente 11, 12) erforderlich, bei dem das Stützelement (Gegendruckbereich 14) am Ende des Kupplungspakets (bestehend aus Verbindungselementen 11, 12) im geöffneten Zustand nicht mit derselben Drehzahl wie der Drucktopf (erstes Druckelement 13) dreht. Dies kann durch die folgenden Kupplungspaketaufbauten realisiert werden: Jede Lamelle (erste und zweite Verbindungselemente 11, 12), unabhängig ob außen- oder innenverzahnt, besitzt nur eine Belagseite („Single-Sided“-Lamelle / Verbindungselement 11, 12 mit einseitigem Reibbelagsbereich); Am Ende des Kupplungspakets (bestehend aus Verbindungselementen 11, 12) befindet sich eine weitere Belaglamelle 11, bei der nur eine Belagseite zur Drehmomentübertragung genutzt wird; oder am Ende des Kupplungspakets (bestehend aus Verbindungselementen 11, 12) befindet sich eine weitere Belaglamelle 11, die allerdings gegenüber den anderen Belagslamellen 11, 12 nur auf einer Seite einen Belag 21 aufweist, da nur dieser zur Drehmomentübertagung benötigt wird.
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Das Hybridmodul 1 weist eine elektrische Maschine 4 mit einem Rotor 3, sowie eine erste Teilkupplung (zweite Kupplung 8) und eine zweite Teilkupplung (dritte Kupplung 9) einer Mehrfachkupplungsvorrichtung, insbesondere einer Doppelkupplungsvorrichtung, auf, mit denen Drehmoment vom Rotor 3 und / oder von der Trennkupplung (erste Kupplung 6) auf einen Antriebsstrang übertragbar ist. Die Trennkupplung 6, die erste Teilkupplung 8 und die zweite Teilkupplung 9 sind innerhalb des vom Rotor 3 umschlossenen Raumes (Innenraum 32) angeordnet. Jeder Kupplung 6, 8, 9 ist jeweils ein Betätigungssystem 7, 43 zur Betätigung der jeweiligen Kupplung 6, 8, 9 zugeordnet, wobei wenigstens zwei der Betätigungssysteme (Betätigungseinheit 43) axial an einer Seite des Rotors 3 angeordnet sind. Die Trennkupplung 6 des Hybridmoduls 1 ist dabei zur mechanischen und lösbaren Ankopplung des Antriebsaggregats, welches insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine sein kann, vorgesehen. Der vom Rotor 3 der elektrischen Maschine 4 umschlossene Raum 32 ist im Wesentlichen ein zylinderförmiger Raum, der radial vom Rotor 3 begrenzt ist.
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Die Kupplungen 6, 8, 9 des Hybridmoduls 1 sind vorzugsweise Reibkupplungen, die gegebenenfalls Nachstelleinrichtungen zum Ausgleich des über die Lebensdauer auftretenden Verschleißes aufweisen. Die zur Betätigung der Kupplungen 6, 8, 9 eingesetzten Betätigungssysteme 7, 43 sind vorzugsweise elektrische oder hydraulische Systeme oder gegebenenfalls eine Kombination aus elektrischer und hydraulischer Funktion.
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2 zeigt eine mögliche Umsetzung der Trennkupplung 6. Das Kupplungspaket (bestehend aus Verbindungselementen 11, 12) ist mit Belaglamellen (erste Verbindungselemente 11) ausgestattet, welche auf beiden Seiten des Trägerblechs (erster Tragbereich 19) einen Belag (Reibbelagsbereich 21) aufweisen, wobei das Trägerblech 19 selbst gewellt ist. Bei der letzten Lamelle 11 ist aus Bauraumgründen der Belag 21 auf einer Seite weggelassen. Dies hat jedoch keinen Einfluss auf die Drehmomentübertragbarkeit. Neben der Möglichkeit die Anpresskraft in die Eingangswelle 2 einzuleiten, bietet die zusätzliche Lamelle 11 am Ende des Kupplungspakets (bestehend aus Verbindungselementen 11, 12) den Vorteil, dass die benötigte Anpresskraft durch den zusätzlichen Belag 21 reduziert wird. Die Anpresskraft der Trennkupplung 6 wird durch den Flansch (Flanschbereich 15) der Eingangswelle 2 direkt in diese eingeleitet und von der Lagerung (erstes und zweite Wellenlager 24a, 24b) unabhängig von den Doppelkupplungskräften in das Gehäuse 16 eingeleitet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hybridmodul
- 2
- Eingangswelle
- 3
- Rotor
- 4
- elektrische Maschine
- 5
- Hauptträger
- 6
- erste Kupplung
- 7
- Betätigungseinrichtung
- 8
- zweite Kupplung
- 9
- dritte Kupplung
- 10
- Drehachse
- 11
- erstes Verbindungselement
- 12
- zweites Verbindungselement
- 13
- erstes Druckelement
- 14
- Gegendruckbereich
- 15
- Flanschbereich
- 16
- Gehäuse
- 17
- erster Kupplungsbestandteil der ersten Kupplung
- 18
- zweiter Kupplungsbestandteil der ersten Kupplung
- 19
- erster Tragbereich
- 20
- zweiter Tragbereich
- 21
- Reibbelag
- 22
- Aktor
- 23
- Hauptlager
- 24a
- erstes Wellenlager
- 24b
- zweites Wellenlager
- 25
- Zweimassenschwungrad
- 26a
- erste Getriebeeingangswelle
- 26b
- zweite Getriebeeingangswelle
- 27
- Hülsenbereich
- 28
- erster Stützbereich
- 29
- zweiter Stützbereich
- 30
- Radialnadellager
- 31
- Öffnung
- 32
- Innenraum
- 33
- Zylinderbereich
- 34
- Kolben
- 35
- Druckraum
- 36
- Betätigungslager
- 37
- Rückstellfeder
- 38
- Hydraulikkanal
- 39a
- erster Kupplungsbestandteil der zweiten Kupplung
- 39b
- erster Kupplungsbestandteil der dritten Kupplung
- 40a
- zweiter Kupplungsbestandteil der ersten Kupplung
- 40b
- zweiter Kupplungsbestandteil der dritten Kupplung
- 41a
- erster Elementeträger
- 41b
- zweiter Elementeträger
- 42
- zweites Druckelement
- 43
- Betätigungseinheit
- 44
- drittes Druckelement
- 45
- Stator
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009059944 A1 [0002]
- DE 102007008946 A1 [0002]
