DE102019100351A1 - Antriebsanordnung - Google Patents
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- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
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Abstract
Antriebsanordnung (1), zumindest aufweisend einen elektrischen Antrieb (2) mit einem Rotor (3) und einem Stator (4) sowie einer Reibungskupplungsanordnung (5), wobei der elektrische Antrieb (2) und die Reibungskupplungsanordnung (5) koaxial zueinander angeordnet sind und eine gemeinsame Drehachse (6) aufweisen, wobei die Reibungskupplungsanordnung (5) entwedera) zumindest eine Trennkupplung (7) und eine erste Teilkupplung (8) aufweist, die entlang einer radialen Richtung (9) zumindest teilweise geschachtelt und entlang einer axialen Richtung (10) zumindest teilweise mit dem Rotor (3) überlagert angeordnet sind, oderb) zumindest die Trennkupplung (7) und die erste Teilkupplung (8) sowie eine zweite Teilkupplung (11) aufweist, die entlang einer axialen Richtung (10) zumindest teilweise mit dem Rotor (3) überlagert angeordnet sind.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung, zumindest aufweisend einen elektrischen Antrieb mit einem Rotor und einem Stator sowie einer Reibungskupplungsanordnung. Die Reibungskupplungsanordnung umfasst zumindest eine Doppelkupplung (mit einer Trennkupplung und einer ersten Teilkupplung) oder eine Dreifachkupplung mit zusätzlich einer zweiten Teilkupplung.
- Zurzeit erhältliche Hybridmodule, die durch Ankopplung eines Verbrennungsmotors an einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs einen Elektromotorbetrieb mit einem Verbrennungsmotorbetrieb kombinieren können, weisen meist einen Elektromotor (einen elektrischen Antrieb) sowie eine Trennkupplung und deren Betätigungssystem mit Lager sowie Gehäusekomponenten auf, die die drei Hauptkomponenten (Verbrennungsmotor, elektrischer Antrieb und Trennkupplung) zu einer funktionstüchtigen Einheit verbinden.
- Der Elektromotor ermöglicht das elektrische Fahren, Leistungszuwachs zum Verbrennungsmotorbetrieb und Rekuperieren. Die Trennkupplung und deren Betätigungssystem sorgen für das Ankuppeln oder Abkuppeln des Verbrennungsmotors. Wenn ein Hybridmodul mit einer Doppelkupplung derart kombiniert wird, dass sich das Hybridmodul in Drehmomentübertragungsrichtung zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe befindet, müssen im Fahrzeug der Verbrennungsmotor, das Hybridmodul, die Doppelkupplung mit ihren Betätigungssystemen und das Getriebe hinter- oder nebeneinander angeordnet werden.
- Ein derart positioniertes Hybridmodul wird auch als P2-Hybridmodul bezeichnet. Eine solche Anordnung führt jedoch sehr häufig zu erheblichen Bauraumproblemen.
- Aus der
DE 10 2009 059 944 A1 ist ein Hybridmodul bekannt, welches die Trennkupplung innerhalb eines Rotors einer elektrischen Maschine aufweist. Teilkupplungen einer Doppelkupplungsvorrichtung sind axial versetzt neben dem Rotor der elektrischen Maschine und somit auch neben der Trennkupplung angeordnet. Die Teilkupplungen sind dabei radial ineinander verschachtelt. Die Betätigungssysteme für die einzelnen Kupplungen sind axial versetzt neben diesen Kupplungen angeordnet. - Die
DE 10 2007 008 946 A1 offenbart eine Mehrfachkupplung für ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb. In diesem Hybridmodul sind zwei Reibungskupplungen innerhalb des vom Rotor der elektrischen Maschine umschlossenen Raumes angeordnet. Der zur Verfügung stehende Bauraum in dem Hybridmodul wird maßgeblich durch die verwendete elektrische Maschine und deren Blechpaket vorgegeben. Trotz der dadurch erreichten Kompaktheit des Hybridmoduls ist eine weitere Minimierung des vom Hybridmodul eingenommenen Bauraumes angestrebt, um das Hybridmodul in bestehende Antriebsstränge von Kraftfahrzeugen integrieren zu können. - Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Doppelkupplung oder eine Dreifachkupplung (Hybridmodul) für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welche eine sichere Funktionalität mit hoher Lebensdauer sowie geringen benötigten Bauraum kombinieren.
- Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Antriebsanordnung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
- Es wird eine Antriebsanordnung vorgeschlagen, zumindest aufweisend einen elektrischen Antrieb mit einem Rotor und einem Stator sowie einer Reibungskupplungsanordnung. Der elektrische Antrieb und die Reibungskupplungsanordnung sind koaxial zueinander angeordnet und weisen eine gemeinsame Drehachse auf, wobei die Reibungskupplungsanordnung entweder
- a) zumindest eine Trennkupplung und eine erste Teilkupplung aufweist (Doppelkupplung, die entlang einer radialen Richtung zumindest teilweise geschachtelt und entlang einer axialen Richtung zumindest teilweise (bevorzugt vollständig) mit dem Rotor überlagert angeordnet sind, oder
- b) zumindest die Trennkupplung und die erste Teilkupplung sowie eine zweite Teilkupplung aufweist (Dreifachkupplung), die entlang einer axialen Richtung zumindest teilweise (bevorzugt vollständig) mit dem Rotor überlagert angeordnet sind.
- Insbesondere weist die Reibungskupplungsanordnung eine zweite Teilkupplung auf, wobei die Trennkupplung, die erste Teilkupplung und die zweite Teilkupplung jeweils Lamellenkupplungen sind, wobei die Trennkupplung einen ersten Außenlamellenträger und einen ersten Innenlamellenträger, die erste Teilkupplung einen zweiten Außenlamellenträger und einen zweiten Innenlamellenträger und die zweite Teilkupplung einen dritten Außenlamellenträger und einen dritten Innenlamellenträger aufweist; wobei der erste Außenlamellenträger drehfest (also insbesondere dauerhaft drehmomentübertragend) mit dem zweiten Außenlamellenträger verbunden ist.
- Insbesondere weist die Reibungskupplungsanordnung eine zweite Teilkupplung auf, wobei die Trennkupplung, die erste Teilkupplung und die zweite Teilkupplung jeweils Lamellenkupplungen sind, wobei die Trennkupplung einen ersten Außenlamellenträger und einen ersten Innenlamellenträger, die erste Trennkupplung einen zweiten Außenlamellenträger und einen zweiten Innenlamellenträger und die zweite Trennkupplung einen dritten Außenlamellenträger und einen dritten Innenlamellenträger aufweist; wobei der erste Außenlamellenträger drehfest mit dem dritten Innenlamellenträger (und ggf. zusätzlich mit dem zweiten Außenlamellenträger) verbunden ist.
- Lamellenkupplungen übertragen ein Drehmoment, indem Lamellen, die mit einem Antrieb verbunden sind, und Lamellen, die mit einem Abtrieb verbunden sind, zusammengepresst werden. An jeder Kontaktstelle zwischen einer mit dem Antrieb verbundenen Lamelle und einer mit dem Abrieb verbundenen Lamelle bildet sich dabei ein Reibkontakt aus, über den ein Drehmoment zwischen den Lamellen übertragbar ist.
- Insbesondere ist zumindest ein Druckraum zur Betätigung der ersten Teilkupplung oder der zweiten Teilkupplung zumindest durch einen Metallfaltenbalg abgedichtet.
- Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder einen Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
- Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
-
1 : eine erste Ausführungsvariante einer Antriebsanordnung; und -
2 : eine zweite Ausführungsvariante einer Antriebsanordnung. -
1 zeigt eine erste Ausführungsvariante einer Antriebsanordnung1 . Die Antriebsanordnung1 weist einen elektrischen Antrieb2 mit einem Rotor3 und einem Stator4 sowie eine Reibungskupplungsanordnung5 auf. Der elektrische Antrieb2 und die Reibungskupplungsanordnung5 sind koaxial zueinander angeordnet und weisen eine gemeinsame Drehachse6 . Die Reibungskupplungsanordnung5 weist eine Trennkupplung7 und eine erste Teilkupplung8 sowie eine zweite Teilkupplung11 auf (Dreifachkupplung), die entlang einer axialen Richtung10 vollständig mit dem Rotor3 überlagert angeordnet sind. Die Teilkupplungen8 ,11 sind entlang einer radialen Richtung9 geschachtelt und entsprechend entlang einer axialen Richtung10 einander überlagert angeordnet. - Die Trennkupplung
7 , die erste Teilkupplung8 und die zweite Teilkupplung11 sind jeweils Lamellenkupplungen, wobei die Trennkupplung7 einen ersten Außenlamellenträger12 und einen ersten Innenlamellenträger13 , die erste Teilkupplung8 einen zweiten Außenlamellenträger14 und einen zweiten Innenlamellenträger15 und die zweite Teilkupplung11 einen dritten Außenlamellenträger16 und einen dritten Innenlamellenträger17 aufweist; wobei der erste Außenlamellenträger12 drehfest (also insbesondere dauerhaft drehmomentübertragend) mit dem zweiten Außenlamellenträger14 verbunden ist. Weiterhin ist der erste Außenlamellenträger12 drehfest mit dem dritten Innenlamellenträger17 verbunden. Die Druckräume19 ,20 sind zur Betätigung der ersten Teilkupplung8 und der zweiten Teilkupplung11 jeweils durch einen Metallfaltenbalg21 abgedichtet. - Die erste Ausführungsvariante beschreibt eine Dreifachkupplung deren Trennkupplung
7 (Kupplung K0) durch eine Membran22 angesteuert wird und direkt über Gleitdichtringe23 über den Rotor3 mit Drucköl versorgt wird. Die erste Teilkupplung8 (Kupplung K1) und die zweite Teilkupplung11 (KupplungK2 ) sind radial geschachtelt und werden ebenfalls über Gleitdichtringe23 mit Drucköl versorgt. Das Dichtsystem wird mit hysteresefreien Metallfaltenbälgen21 verwirklicht. Die einteiligen Naben können in einem Unterzusammenbau inklusive Druckkolben gefertigt und bereitgestellt werden. - An der ersten Teilkupplung
8 (K1) begrenzt ein zweigeteilter, verschiebbarer zweiter Innenlamellenträger15 und ein Metallfaltenbalg21 den zweiten Druckraum19 . An der zweiten Teilkupplung11 (K2) begrenzt ein verschiebbarer dritter Außenlamellenträger16 und ein Metallfaltenbalg21 den dritten Druckraum20 . - Ein Fluidtransport erfolgt durch/über die Naben hin zu den Druckräumen
18 ,19 ,20 . Daraus resultiert eine einfachere Ölzuführung ohne mitdrehenden Rotor3 . - Der erste Außenlamellenträger
13 (der K0) bildet zugleich den dritten Innenlamellenträger17 (der K2) und den zweiten Außenlamellenträger15 (der K1). Dadurch ist das System autark zum Rotor3 des elektrischen Antriebs2 . - Die Metallfaltenbälge
21 übertragen direkt das Drehmoment über eine Verzahnung auf eine Getriebeeingangswelle. Dadurch können weitere Triebstrangschwingungen absorbiert werden. -
2 zeigt eine zweite Ausführungsvariante einer Antriebsanordnung1 . Auf die Ausführungen zu1 wird Bezug genommen. Im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante ist hier die Trennkupplung7 in der radialen Richtung9 innerhalb der ersten Teilkupplung8 angeordnet. Die erste Teilkupplung8 und die zweite Teilkupplung11 sind entlang der axialen Richtung10 benachbart zueinander angeordnet. - Die zweite Ausführungsvariante beschreibt eine Dreifachkupplung, deren innenliegende Trennkupplung
7 (Kupplung K0) durch eine Membran22 angesteuert wird und direkt über Gleitdichtringe23 über den Rotor3 mit Drucköl versorgt wird. - Die erste Teilkupplung
8 (K1) und die zweite Teilkupplung11 (K2) sind parallel konstruiert geschachtelt und werden ebenfalls über Gleitdichtringe23 mit Drucköl versorgt. Das Dichtsystem wird mit hysteresefreien Metallfaltenbälge21 verwirklicht. Die einteiligen Naben können in einem Unterzusammenbau inklusive Druckkolben gefertigt und bereitgestellt werden. - An der ersten Teilkupplung
8 (K1) begrenzt ein verschiebbarer zweiter Innenlamellenträger15 und ein Metallfaltenbalg21 den zweiten Druckraum19 . An der zweiten Teilkupplung11 (K2) begrenzt ein verschiebbarer dritter Außenlamellenträger17 und ein Metallfaltenbalg21 den dritten Druckraum20 . - Ein Fluidtransport erfolgt durch/über die Naben hin zu den Druckräumen
18 ,19 ,20 . Daraus resultiert eine einfachere Ölzuführung ohne mitdrehenden Rotor3 . - Der erste Außenlamellenträger
13 (der K0) bildet zugleich den Außenlamellenträger und die Abstützung der K0-Betätigungskräfte. - Der dritte Innenlamellenträger
17 (der K2) stützt auch die Betätigungskräfte der ersten Teilkupplung8 (K1) ab und ist über die K1-Außenverzahnung (des zweiten Außenlamellenträgers14 ) verdrehsicher montiert. Axial wird er über einen Sicherungsring fixiert. - Die Metallbälge
21 übertragen direkt das Drehmoment über eine Verzahnung auf eine Getriebeeingangswelle. Dadurch können weitere Triebstrangschwingungen absorbiert werden. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Antriebsanordnung
- 2
- Antrieb
- 3
- Rotor
- 4
- Stator
- 5
- Reibungskupplungsanordnung
- 6
- Drehachse
- 7
- Trennkupplung
- 8
- erste Teilkupplung
- 9
- radiale Richtung
- 10
- axiale Richtung
- 11
- zweite Teilkupplung
- 12
- erster Außenlamellenträger
- 13
- erster Innenlamellenträger
- 14
- zweiter Außenlamellenträger
- 15
- zweiter Innenlamellenträger
- 16
- dritter Außenlamellenträger
- 17
- dritter Innenlamellenträger
- 18
- erster Druckraum
- 19
- zweiter Druckraum
- 20
- dritter Druckraum
- 21
- Metallfaltenbalg
- 22
- Membran
- 23
- Gleitdichtring
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009059944 A1 [0005]
- DE 102007008946 A1 [0006]
Claims (4)
- Antriebsanordnung (1), zumindest aufweisend einen elektrischen Antrieb (2) mit einem Rotor (3) und einem Stator (4) sowie einer Reibungskupplungsanordnung (5), wobei der elektrische Antrieb (2) und die Reibungskupplungsanordnung (5) koaxial zueinander angeordnet sind und eine gemeinsame Drehachse (6) aufweisen, wobei die Reibungskupplungsanordnung (5) entweder a) zumindest eine Trennkupplung (7) und eine erste Teilkupplung (8) aufweist, die entlang einer radialen Richtung (9) zumindest teilweise geschachtelt und entlang einer axialen Richtung (10) zumindest teilweise mit dem Rotor (3) überlagert angeordnet sind, oder b) zumindest die Trennkupplung (7) und die erste Teilkupplung (8) sowie eine zweite Teilkupplung (11) aufweist, die entlang einer axialen Richtung (10) zumindest teilweise mit dem Rotor (3) überlagert angeordnet sind.
- Antriebsanordnung (1) nach
Anspruch 1 , wobei die Reibungskupplungsanordnung (5) eine zweite Teilkupplung (11) aufweist, wobei die Trennkupplung (7), die erste Teilkupplung (8) und die zweite Teilkupplung (11) jeweils Lamellenkupplungen sind, wobei die Trennkupplung (7) einen ersten Außenlamellenträger (12) und einen ersten Innenlamellenträger (13), die erste Teilkupplung (8) einen zweiten Außenlamellenträger (14) und einen zweiten Innenlamellenträger (15) und die zweite Teilkupplung (8) einen dritten Außenlamellenträger (16) und einen dritten Innenlamellenträger (17) aufweist; wobei der erste Außenlamellenträger (12) drehfest mit dem zweiten Außenlamellenträger (14) verbunden ist. - Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche 1 und2 , wobei die Reibungskupplungsanordnung (5) eine zweite Teilkupplung (11) aufweist, wobei die Trennkupplung (7), die erste Teilkupplung (8) und die zweite Teilkupplung (11) jeweils Lamellenkupplungen sind, wobei die Trennkupplung (7) einen ersten Außenlamellenträger (12) und einen ersten Innenlamellenträger (13), die erste Teilkupplung (8) einen zweiten Außenlamellenträger (14) und einen zweiten Innenlamellenträger (15) und die zweite Teilkupplung (8) einen dritten Außenlamellenträger (16) und einen dritten Innenlamellenträger (17) aufweist; wobei der erste Außenlamellenträger (12) drehfest mit dem dritten Innenlamellenträger (17) verbunden ist. - Antriebsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Druckraum (19, 20) zur Betätigung der ersten Teilkupplung (8) oder der zweiten Teilkupplung (11) zumindest durch einen Metallfaltenbalg (21) abgedichtet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019100351.2A DE102019100351A1 (de) | 2019-01-09 | 2019-01-09 | Antriebsanordnung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019100351.2A DE102019100351A1 (de) | 2019-01-09 | 2019-01-09 | Antriebsanordnung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019100351A1 true DE102019100351A1 (de) | 2020-07-09 |
Family
ID=71104112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019100351.2A Withdrawn DE102019100351A1 (de) | 2019-01-09 | 2019-01-09 | Antriebsanordnung |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102019100351A1 (de) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007008946A1 (de) | 2006-02-27 | 2008-02-14 | Borgwarner Inc., Auburn Hills | Mehrfachkupplung für ein Fahrzeug mit einem Hybridantrieb |
DE102009059944A1 (de) | 2009-01-19 | 2010-07-22 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges |
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2019
- 2019-01-09 DE DE102019100351.2A patent/DE102019100351A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007008946A1 (de) | 2006-02-27 | 2008-02-14 | Borgwarner Inc., Auburn Hills | Mehrfachkupplung für ein Fahrzeug mit einem Hybridantrieb |
DE102009059944A1 (de) | 2009-01-19 | 2010-07-22 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |