-
Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul mit einer Kupplungsanordnung für ein Stufenlosgetriebe eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges.
-
Ein vorbekanntes Hybridmodul umfasst zumindest eine Trennkupplung, mindestens eine weitere Antriebskupplung und eine elektrische Maschine. Die Trennkupplung wird üblicherweise von einem elektromechanischen Zentralausrücker betätigt, der eine Kupplungsanordnung über einen Kugelgewindetrieb direkt mechanisch, also ohne eine hydraulische Übertragungsstrecke, betätigt. Dadurch wird außerhalb des Hybridmoduls kein Bauraum für die Aktorik benötigt. Um die Drehmomente bis 800 Newtonmeter effizient zu übertragen, ohne die Kupplungsanordnung entsprechend auszulegen, wird das Drehmoment in Abhängigkeit seiner Richtung geführt. Dabei kommt zur Übertragung der Zugmomente ein Freilauf zum Einsatz, während Drehmomente in Richtung des Verbrennungskraftmotors über die Kupplungsanordnung geführt werden.
-
Insbesondere für CVT-Getriebe, also für Stufenlosgetriebe, kann der benötigte Bauraum für manche Fahrzeugkonfigurationen zu groß sein.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein möglichst kompaktes Hybridmodul zu schaffen.
-
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Hybridmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
-
Die Erfindung betrifft somit ein Hybridmodul mit einer Kupplungsanordnung für ein Stufenlosgetriebe eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungskraftmotor und mit einer elektrischen Maschine, wobei das Hybridmodul eine Drehachse aufweist, die sich von einer Motorseite bis zu einer Getriebeseite erstreckt, weiterhin aufweisend: einen sich entlang der Drehachse erstreckenden Antriebskörper,
einen sich entlang der Drehachse erstreckenden Abtriebskörper,
wobei der Antriebskörper an seinem zur Getriebeseite weisenden Ende drehbar verbunden ist dem Abtriebskörper, und wobei der Antriebskörper und der Abtriebskörper zueinander koaxial ausgebildet sind,
wobei der Antriebskörper an seinem zur Motorseite weisenden Ende ausgebildet ist zur drehfesten Verbindung mit einer Dämpfereinheit zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten des Verbrennungskraftmotors, wobei die Dämpfereinheit drehfest verbindbar ist mit einer Eingangswelle des Verbrennungskraftmotors,
wobei der Antriebskörper an seinem zur Getriebeseite weisenden Ende einen radial von der Drehachse beabstandeten Antriebslamellenträger der Kupplungsanordnung aufweist,
wobei der Abtriebskörper einen radial von der Drehachse beabstandeten Abtriebslamellenträger der Kupplungsanordnung aufweist,
wobei der Abtriebskörper zur Betätigung der Kupplungsanordnung als Drehdurchführung ausgebildet ist,
wobei zwischen dem Antriebslamellenträger und dem Abtriebslamellenträger ein Lamellenpaket zur Drehmomentübertragung angeordnet ist, um im betätigten Zustand des Lamellenpakets ein Drehmoment des Verbrennungskraftmotors über den Antriebskörper auf den Abtriebskörper zu übertragen,
ein Kupplungsgehäuse, zu dem der Antriebskörper und der Abtriebskörper um die Drehachse drehbar angeordnet ist,
eine elektrische Maschine, die ein Statorsystem und ein Rotorsystem aufweist, wobei das Statorsystem und das Rotorsystem derart ausgebildet sind, dass sie zueinander koaxial um die Drehachse drehbar sind zur Generierung eines Drehmoments,
wobei das Statorsystem drehfest mit dem Kupplungsgehäuse verbunden ist,
wobei das Rotorsystem drehfest mit dem Abtriebslamellenträger verbunden ist, sodass durch die elektrische Maschine generiertes Drehmoment über den Abtriebslamellenträger weitergeleitet wird,
wobei der Abtriebskörper ausgebildet ist, ein Drehmoment an eine Getriebeeingangswelle zu übertragen.
-
Die Kupplungsanordnung dient sowohl als Trennkupplung und als auch als Anfahrkupplung für das Stufenlosgetriebe. In Verbindung mit der weiteren Ausgestaltung des Hybridmoduls, insbesondere mit dem als Drehdurchführung und für die Betätigung der Kupplungsanordnung ausgebildeten Abtriebskörper in Kombination mit der elektrischen Maschine kann ein kompaktes Hybridmodul geschaffen werden.
-
Das Hybridmodul ist insbesondere ein Einschubmodul.
-
Die Eingangswelle ist insbesondere eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors.
-
Zur Betätigung der als Reibungskupplung ausgebildeten Kupplungsanordnung, insbesondere zum Schließen der Reibungskupplung, kann ein hydraulisches Fluid, insbesondere Öl, in eine Druckkammer gepumpt werden, wodurch sich der Druck in der Druckkammer erhöht. Der ansteigende Druck in der Druckkammer kann die Federkraft des außerhalb der Druckkammer an dem Drucktopf angreifenden Federelements überwinden und den Drucktopf axial verlagern. Der Drucktopf kann dadurch gegen eine Anpressplatte drücken und einen Reibbelag zwischen der von dem Drucktopf axial verlagerten Anpressplatte und einer in axialer Richtung feststehenden Gegenplatte reibschlüssig verpressen, um die Reibungskupplung zu schließen und einen Drehmomentfluss über die Reibungskupplung herzustellen. Die Reibungskupplung kann insbesondere als Lamellenkupplung ausgestaltet sein, bei der mit einem Außenlamellenträger drehfest verbundene aber axial verlagerbare, insbesondere als Reibbeläge oder Stahlplatten ausgestaltete, Außenlamellen und mit einem Innenlamellenträger drehfest verbundene aber axial verlagerbare, insbesondere als Stahlplatten oder Reibbeläge ausgestaltete, Innenlamellen alternierend hintereinander vorgesehen sind, die zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte reibschlüssig verpresst werden können, um einen Drehmomentfluss zwischen dem Außenlamellenträger und dem Innenlamellenträger herbeizuführen. Im Zugbetrieb kann das in einer Brennkraftmaschine und/oder einer elektrischen Maschine erzeugte Drehmoment über den Außenlamellenträger eingeleitet und über den Innenlamellenträger, insbesondere an eine Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, ausgeleitet werden oder umgekehrt. Wenn der Druck in der Druckkammer reduziert wird, kann die Federkraft des Federelements den Drucktopf zurück in seine, insbesondere der geöffneten Stellung der Reibungskupplung entsprechenden, axialen Ausgangsstellung zurück verlagert werden, wobei das in der Druckkammer zuvor hineingepumpte hydraulische Fluid zu einem Ausgang verdrängt werden kann. Die Kupplungsbetätigung kann grundsätzlich auch über Kolbenausrücksysteme erfolgen.
-
Eine Drehdurchführung ermöglicht Fluiden, etwa Druck- und Kühlölen den abgedichteten Übergang zwischen einem feststehenden Körper und einem rotierenden Körper, vorliegend dem Rotor, oder zwischen gegeneinander rotierenden Körpern.
-
Die zuvor genannte Bauform ermöglicht besonders kompaktes Hybridmodul.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Hybridmodul über eine Getriebeglocke mit dem Verbrennungskraftmotor verbunden ist. Dies ermöglicht eine einfache Austauschbarkeit des Hybridmoduls als Einschubmodul.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Getriebeglocke mindestens eine Ausnehmung aufweist, die für die hydraulische Betätigung der Kupplungsanordnung über den als Drehdurchführung ausgebildeten Abtriebskörper vorgesehen ist. Der in die Getriebeglocke integrierte Zugang zur Drehdurchführung ermöglicht eine reduzierte Anzahl an Komponenten und somit eine kompakte Bauform.
-
Insbesondere sind entsprechende Dichtungen zwischen dem als Drehdurchführung ausgebildeten Abtriebskörper und der Getriebeglocke vorgesehen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die mindestens eine Ausnehmung radial zur Drehachse bis zu einem Druckölkanalsystem des drehbaren Abtriebskörpers erstreckt. Dies ist eine besonders bevorzugte Option, um die Bauform kompakter zu gestalten. Besonders bevorzugt ist die Ausnehmung eine Bohrung.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Hybridmodul mit an der Kupplungstrennwand angeordneten Befestigungslaschen mittels Befestigungsschrauben mit der Getriebeglocke verbunden ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen der Kupplungstrennwand und dem Statorträger ein Stromschienensystem als Anschlussschnittstelle angeordnet ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Statorträger über mehrere Schraubmittel umfangsgemäß an der Kupplungstrennwand befestigt ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Getriebeeingangswelle ausgebildet ist zur Verbindung mit einem Stufenlosgetriebe. Das insbesondere als Kegelscheibenumschlingungsgetriebe ausgestaltete Stufenlosgetriebe, auch als CVT-Getriebe („CVT“ = continuously variable transmission) bezeichnet, kann durch eine Veränderung des axialen Abstands einer eingangsseitigen Kegelscheibe zur korrespondierend ausgestalteten eingangsseitigen Gegenscheibe und eine korrespondierende Veränderung des axialen Abstands einer ausgangsseitigen Kegelscheibe zur korrespondierend ausgestalteten ausgangsseitigen Gegenscheibe das Übersetzungsverhältnis und damit das übertragene Drehmoment und die übertragene Drehzahl stufenlos ändern. Das minimale und das maximale Übersetzungsverhältnis des Stufenlosgetriebes sind durch den minimalen und den maximalen wirksamen Durchmesser des eingangsseitigen und ausgangsseitigen Kegelscheibensatzes an dem Umschlingungsmittel definiert. Die Welle des eingangsseitigen Kegelscheibensatzes kann mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors gekoppelt sein oder die Antriebswelle ausbilden. Die Welle des ausgangsseitigen Kegelscheibensatzes kann mit einer Abtriebswelle zum Antrieb eines Antriebsrads eines Kraftfahrzeugs gekoppelt sein oder die Abtriebswelle ausbilden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Statorsystem ein Kühlungssystem, insbesondere eine Wasserkühlung, aufweist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Antriebskörper an seinem zur Motorseite weisenden Ende drehfest verbunden ist mit einer Dämpfereinheit zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten des Verbrennungskraftmotors,
wobei die Dämpfereinheit drehfest verbindbar ist mit einer Eingangswelle des Verbren n ungskraftm otors.
-
Die Dämpfereinheit kann an der als Kurbellwelle ausgebildeten Eingangswelle des Verbrennungskraftmotors befestigt sein.
-
Besonders bevorzugt kann die Dämpfereinheit ein Zweimassenschwungrad sein. Dies bedeutet technisch, dass die Primärmasse und die über das insbesondere als Bogenfeder ausgestaltete Energiespeicherelement an die Primärmasse begrenzt verdrehbar angekoppelte Sekundärmasse ein Masse-Feder-System ausbilden können, das in einem bestimmten Frequenzbereich Drehungleichförmigkeiten in der Drehzahl und in dem Drehmoment der von einem Kraftfahrzeugmotor erzeugten Antriebsleistung dämpfen kann. Hierbei kann das Massenträgheitsmoment der Primärmasse und/oder der Sekundärmasse sowie die Federkennlinie des Energiespeicherelements derart ausgewählt sein, dass Schwingungen im Frequenzbereich der dominierenden Motorordnungen des Kraftfahrzeugmotors gedämpft werden können. Das Massenträgheitsmoment der Primärmasse und/oder der Sekundärmasse kann insbesondere durch eine angebrachte Zusatzmasse beeinflusst werden. Die Primärmasse kann eine Scheibe aufweisen, mit welcher ein Deckel verbunden sein kann, wodurch ein im Wesentlichen ringförmiger Aufnahmeraum für das Energiespeicherelement begrenzt sein kann. Die Primärmasse kann beispielsweise über in den Aufnahmeraum hinein abstehende Einprägungen tangential an dem Energiespeicherelement anschlagen. In den Aufnahmeraum kann ein Ausgangsflansch der Sekundärmasse hineinragen, der an dem gegenüberliegenden Ende des Energiespeicherelements tangential anschlagen kann. Wenn der Drehschwingungsdämpfer Teil eines Zweimassenschwungrads ist, kann die Primärmasse eine mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors koppelbare Schwungscheibe aufweisen. Wenn der Drehschwingungsdämpfer als Riemenscheibenentkoppler Teil einer Riemenscheibenanordnung zum Antrieb von Nebenaggregaten eines Kraftfahrzeugs mit Hilfe eines Zugmittels ist, kann die Primärmasse eine Riemenscheibe ausbilden, an deren radial äußeren Mantelfläche das Zugmittel, insbesondere ein Keilriemen, zur Drehmomentübertragung angreifen kann. Wenn der Drehschwingungsdämpfer als Scheibendämpfer insbesondere einer Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung verwendet wird, kann die Primärmasse mit einem Reibbeläge tragenden Scheibenbereich gekoppelt sein, während die Sekundärmasse mit einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt sein kann.
-
Vorzugsweise ist für die Kupplungsanordnung auch die Verwendung eines Fliehkraftpendels mit mindestens einer Pendelmasse vorgesehen. Die mindestens eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels hat unter Fliehkrafteinfluss das Bestreben eine möglichst weit vom Drehzentrum entfernte Stellung anzunehmen. Die „Nulllage“ ist also die radial am weitesten vom Drehzentrum entfernte Stellung, welche die Pendelmasse in der radial äußeren Stellung einnehmen kann. Bei einer konstanten Antriebsdrehzahl und konstantem Antriebsmoment wird die Pendelmasse diese radial äußere Stellung einnehmen. Bei Drehzahlschwankungen lenkt die Pendelmasse aufgrund ihrer Massenträgheit entlang ihrer Pendelbahn aus. Die Pendelmasse kann dadurch in Richtung des Drehzentrums verschoben werden. Die auf die Pendelmasse wirkende Fliehkraft wird dadurch aufgeteilt in eine Komponente tangential und eine weitere Komponente normal zur Pendelbahn. Die tangentiale Kraftkomponente stellt die Rückstellkraft bereit, welche die Pendelmasse wieder in ihre „Nulllage“ bringen will, während die Normalkraftkomponente auf ein die Drehzahlschwankungen einleitendes Krafteinleitungselement, insbesondere eine mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors verbundene Schwungscheibe, einwirkt und dort ein Gegenmoment erzeugt, das der Drehzahlschwankung entgegenwirkt und die eingeleiteten Drehzahlschwankungen dämpft. Bei besonders starken Drehzahlschwankungen kann die Pendelmasse also maximal ausgeschwungen sein und die radial am weitesten innen liegende Stellung annehmen. Die in dem Trägerflansch und/oder in der Pendelmasse vorgesehenen Bahnen weisen hierzu geeignete Krümmungen auf, in denen ein insbesondere als Laufrolle ausgestaltetes, Koppelelement geführt sein kann. Vorzugsweise sind mindestens zwei Laufrollen vorgesehen, die jeweils an einer Laufbahn des Trägerflanschs und einer Pendelbahn der Pendelmasse geführt sind. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse vorgesehen. Vorzugsweise sind mehrere Pendelmassen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt an dem Trägerflansch geführt. Die träge Masse der Pendelmasse und/oder die Relativbewegung der Pendelmasse zum Trägerflansch ist insbesondere zur Dämpfung eines bestimmten Frequenzbereichs von Drehungleichförmigkeiten, insbesondere einer Motorordnung des Kraftfahrzeugmotors, ausgelegt. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse und/oder mehr als ein Trägerflansch vorgesehen. Beispielsweise sind zwei über insbesondere als Abstandsbolzen ausgestaltete Bolzen oder Niete miteinander verbundene Pendelmassen vorgesehen, zwischen denen in axialer Richtung des Drehschwingungsdämpfers der Trägerflansch positioniert ist. Alternativ können zwei, insbesondere im Wesentlichen Y-förmig miteinander verbundene, Flanschteile des Trägerflanschs vorgesehen sein, zwischen denen die Pendelmasse positioniert ist.
-
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1: eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines bevorzugten Hybridmoduls,
- 2: eine perspektivische Getriebeseitenansicht des Hybridmoduls nach 1,
- 3: ein Ausschnitt des Hybridmoduls nach 2 und
- 4: eine perspektivische Motorseitenansicht des Hybridmoduls nach 1.
-
1 zeigt ein beispielhaftes Hybridmodul 10 mit einer Kupplungsanordnung 12 für ein Stufenlosgetriebe eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungskraftmotor 14 und mit einer elektrischen Maschine 16, wobei das Hybridmodul 10 eine Drehachse D aufweist, die sich von einer Motorseite M bis zu einer Getriebeseite G erstreckt, weiterhin aufweisend:
- einen sich entlang der Drehachse D erstreckenden Antriebskörper 18,
- einen sich entlang der Drehachse D erstreckenden Abtriebskörper 20,
- wobei der Antriebskörper 18 an seinem zur Getriebeseite G weisenden Ende drehbar verbunden ist dem Abtriebskörper 20, und wobei der Antriebskörper 18 und der Abtriebskörper 20 zueinander koaxial ausgebildet sind,
- wobei der Antriebskörper 18 an seinem zur Motorseite M weisenden Ende ausgebildet ist zur drehfesten Verbindung mit einer Dämpfereinheit 22 zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten des Verbrennungskraftmotors 14, wobei die Dämpfereinheit 22 drehfest verbindbar ist mit einer Eingangswelle 24 des Verbrennungskraftmotors 14,
- wobei der Antriebskörper 18 an seinem zur Getriebeseite M weisenden Ende einen radial von der Drehachse D beabstandeten Antriebslamellenträger 26 der Kupplungsanordnung 12 aufweist,
- wobei der Abtriebskörper 20 einen radial von der Drehachse D beabstandeten Abtriebslamellenträger 28 der Kupplungsanordnung 12 aufweist,
- wobei der Abtriebskörper 20 zur Betätigung der Kupplungsanordnung 12 als Drehdurchführung ausgebildet ist,
- wobei zwischen dem Antriebslamellenträger 26 und dem Abtriebslamellenträger 28 ein Lamellenpaket 30 zur Drehmomentübertragung angeordnet ist, um im betätigten Zustand des Lamellenpakets 30 ein Drehmoment des Verbrennungskraftmotors 14 über den Antriebskörper 18 auf den Abtriebskörper 20 zu übertragen,
- ein Kupplungsgehäuse 32, zu dem der Antriebskörper 18 und der Abtriebskörper 20 um die Drehachse D drehbar angeordnet ist,
- eine elektrische Maschine 16, die ein Statorsystem 34 und ein Rotorsystem 36 aufweist, wobei das Statorsystem 34 und das Rotorsystem 36 derart ausgebildet sind, dass sie zueinander koaxial um die Drehachse D drehbar sind zur Generierung eines Drehmoments,
- wobei das Statorsystem 34 drehfest mit dem Kupplungsgehäuse 32 verbunden ist, wobei das Rotorsystem 36 drehfest mit dem Abtriebslamellenträger 28 verbunden ist, sodass durch die elektrische Maschine 16 generiertes Drehmoment über den Abtriebslamellenträger 28 weitergeleitet wird,
- wobei der Abtriebskörper 20 ausgebildet ist, ein Drehmoment an eine Getriebeeingangswelle 38 zu übertragen.
-
Die Kupplungsanordnung 12 umfasst zumindest den Antriebslamellenträger 26, den Abtriebslamellenträger 28 und das Lamellenpaket 30. Somit handelt es sich um eine Reibungskupplung.
-
Insgesamt kann ein Lamellenpaket 30 der Kupplungsanordnung 12 im betätigten und im nichtbetätigten Zustand stehen. Die Formulierung des betätigten Zustands des Lamellenpakets 30 bedeutet hierbei, dass die Innenlamellen und Außenlamellen des Lamellenpakets 30 entlang der Drehachse D derart in Wirkverbindung stehen, dass eine Drehmomentübertragung erfolgt. Nichtbetätigter Zustand bedeutet, das Lamellenpaket 30 und somit die Kupplungsanordnung 12 steht hinsichtlich einer Übertragung des Drehmoments des Verbrennungskraftmotors 14 im Leerlauf, also in keiner Wirkverbindung.
-
Das Hybridmodul 10 umfasst somit den als Drehdurchführung und für die hydraulische Betätigung der Kupplungsanordnung 12 ausgebildeten Abtriebskörper 20. Die Kupplungsanordnung 12 dient sowohl als Trennkupplung und als auch als Anfahrkupplung für das Stufenlosgetriebe.
-
Das Hybridmodul 10 ist insbesondere ein Einschubmodul. Wie in 1 dargestellt, ist die Dämpfereinheit 22 an der als Kurbellwelle ausgebildeten Eingangswelle 24 des Verbrennungskraftmotors 14 befestigt.
-
Das Hybridmodul 10 umfasst weiterhin insbesondere eine Welle einer hydraulischen Pumpe 44 und ein dazugehörendes Wälzlager 46, das insbesondere ein Kugellager ist.
-
Der Aufbau umfasst insbesondere eine Getriebeglocke 40 und eine Kupplungstrennwand 42.
-
Vorzugsweise weist die Getriebeglocke 40 eine Ausnehmung 48 auf, die für die hydraulische Betätigung der Kupplungsanordnung 12 über den Abtriebskörper 20 vorgesehen ist. Insbesondere erstreckt sich die mindestens eine statische Ausnehmung 48 radial zur Drehachse D bis zu einem Druckölkanalsystem 50 des drehbaren Abtriebskörpers 20.
-
Insbesondere ist das Statorsystem 34 über einen Statorträger 52 am Kupplungsgehäuse 32 angeordnet.
-
Das Rotorsystem 36 ist vorzugsweise auf den Abtriebslamellenträger 28 aufgeschrumpft, der auch als Außenträger für Lamellen des Lamellenpakets 30, besonders bevorzugt für Stahl-Lamellen dient.
-
An der Motorseite M ist eine Kupplungsgegenplatte 54 radial außen am Abtriebslamellenträger 28 befestigt, besonders bevorzugt verstiftet. Radial innen ist ein Zentrallager 56 angeordnet, das somit eine motorseitige Lagerung bildet.
-
An der Getriebeseite G ist ein Rotorflansch 58 zwischen dem Abtriebslamellenträger 28 und dem Abtriebskörper 20 angeordnet. Bevorzugt verbindet mindestens ein lösbares Verbindungsmittel 60, beispielsweise eine Schraubverbindung, den Abtriebslamellenträger 28 mit dem Rotorflansch 58. Ebenfalls bevorzugt verbindet eine thermische Fügeverbindung 62a, insbesondere eine Schweißverbindung, den Abtriebskörper 20 mit dem Rotorflansch 58.
-
Der Abtriebskörper 20 ist koaxial zur Welle 44 einer hydraulischen Pumpe angeordnet, die mit dem Kupplungsgehäuse 32 lagernd verbunden ist. Die Komponenten sind vorzugsweise formschlüssig miteinander verbunden.
-
Das Drehmoment des Abtriebskörper 28 wird vorzugsweise über eine Innenverzahnung 64 auf die Getriebeeingangswelle 38 übertragen.
-
Das Lamellenpaket 30, aufweisend mehrteilige Kupplungsbeläge und Stahllamellen, ermöglicht die Übertragung vom Drehmoment des Verbrennungskraftmotors 14 auf die Getriebeeingangswelle 38.
-
Über die mindestens eine Ausnehmung 48 in dem Kupplungsgehäuse 32 wird Drucköl aus einer Kupplungs-Aktuierungseinheit in den als Drehdurchführung ausgebildeten Abtriebskörper 28 geleitet. Dafür sind im Abtriebskörper 28 Dichtungen 66 angebracht. Das Drucköl wird über das Druckölkanalsystem 50 in eine Druckkammer 68 geleitet, die zumindest aus einem Druckkolben 70 und einem Dichtungsblech 72 entsteht. Dadurch entsteht eine axiale Bewegung des Druckkolbens 70 entlang der Drehachse D. Die axiale Bewegung in Richtung der Motorseite M führt zu einem betätigten Zustand des Lamellenpakets 30, um ein Drehmoment des Verbrennungskraftmotors 14 über den Antriebskörper 18 auf den Abtriebskörper 20 zu übertragen. Dies bedeutet anders formuliert ein Schließen der als Trenn- und Anfahrkupplung ausgebildeten Kupplungsanordnung 12 und gewährleistet somit die axiale Anpresskraft für die Drehmomentübertragung.
-
Damit die Kupplungsanordnung 12 im Grundzustand geöffnet bleibt, also im nichtbetätigten Zustand des Lamellenpakets 30, sind auf der Motorseite M des Druckkolbens 70 mehrere Druckfedern 74 umfangsgemäß an einem Halterungskolben 76 angeordnet, die entlang der Drehachse D eine Gegenkraft zum Drucköl erzeugen, um genug Abhub in der Kupplungsanordnung 12 zu erzeugen.
-
Alternativ zu den Druckfedern 74 kann auch eine Tellerfeder, die nicht dargestellt ist, verwendet werden.
-
Zur Übertragung des Drehmoments des Verbrennungskraftmotors 14 ist der Antriebskörper 18 vorzugsweise über eine thermische Fügeverbindung 62b, insbesondere eine Schweißverbindung, mit dem Antriebslamellenträger 26 verbunden.
-
Um die Dämpfereinheit 22 gegen Fluidkontakt aus dem Bereich des Nassraums der Kupplungsanordnung 12 abzusichern, ist eine zwischen der Kupplungstrennwand 42 und dem Antriebskörper 18 angeordnete Radialwellendichtung 78 vorgesehen.
-
Die Lagerung des Antriebslamellenträgers 26 erfolgt vorzugsweise zumindest über zwei Radial- 80 und zwei Axialnadellager 82.
-
Das Zentrallager 56 ist insbesondere eine Rillenkugellager oder 4-Punkt-Lager.
-
Das Zentrallager 56 ist vorzugsweise an der aus Stahl aufweisenden Kupplungstrennwand 42 angeordnet und insbesondere über einen Gewindering befestigt.
-
Als Toleranzausgleich und um eine definierte Vorlast in den Axialnadellagern 82 zu erzeugen, ist vorzugsweise eine Tellerfeder vorgesehen.
-
An der Kupplungstrennwand 42 ist bevorzugt ein Resolver-Stator angeordnet und am Abtriebslamellenträger 28 ist bevorzugt ein RLS-Rotor befestigt.
-
Somit ist Hybridmodul 10 eine vollständige Einheit, die separat abgenommen werden kann, bevor diese in der Getriebeglocke 40 eingebaut wird.
-
Das Statorsystem 34 weist mindestens ein Stromschienensystem 84 als Anschlussschnittstelle auf. Diese Anschlussschnittstelle ist insbesondere auch gegenüber der Getriebeglocke 40 abzudichten.
-
Die 2 und 4 zeigen das Hybridmodul 10 in einer perspektivischen Ansicht, wobei 2 die Getriebeseite G und die 4 die Motorseite M des Hybridmoduls 10 zeigt.
-
3 zeigt wie der Statorträger 52 an der Kupplungstrennwand 42 angeordnet sein kann.
-
Das Hybridmodul 10 kann mit oder ohne an der Kupplungstrennwand 42 angeordneten Befestigungslaschen 86 mittels Befestigungsschrauben 88 in der Getriebeglocke 40 angeordnet sein.
-
An der Motorseite M ist eine Außenverzahnung am Antriebskörper 18 eine Schnittstelle zur Dämpfereinheit 22.
-
An der Getriebeseite G ist die Innenverzahnung 64 am Abtriebskörper 20 eine Schnittstelle zur Getriebeeingangswelle 38.
-
Der Statorträger 52 kann beispielsweise über mindestens zwei Stifte 90 an der Kupplungstrennwand 42 zentriert und über mehrere Schraubmittel 92 umfangsgemäß an der Kupplungstrennwand 42 befestigt sein.
-
Zwischen der Kupplungstrennwand 42 und dem Statorträger 52 ist ein Stromschienensystem 84 angeordnet.
-
Das Dichtungskonzept für das Hybridmodul 10 kann O-Ringe oder Flachdichtungen vorsehen.
-
Das Hybridmodul 10 eignet sich insbesondere für eine koaxiale für 48 Volt ausgebildete oder eine für Hochspannung ausgebildete elektrische Maschine.
-
Weiterhin kann das Hybridmodul 10 das Statorsystem 34 der elektrischen Maschine 16 mit oder ohne Wasserkühlung ausgebildet sein.
-
Insbesondere vorgesehen ist das Hybridmodul 10 für ein CVT-Getriebe, also ein Stufenlosgetriebe, mit Wandler-Schnittstelle und Drehdurchführung.
-
Ebenfalls besonders geeignet ist das Hybridmodul 10 für ein A/T-Getriebe mit Wandler-Schnittstelle und Drehdurchführung. Allerdings sollte in diesem Fall eine zusätzliche Anfahrkupplung vorgesehen sein. Die Kupplungsanordnung 12 im Hybridmodul 10 dient dann nur als Trennkupplung.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Hybridmodul
- 12
- Kupplungsanordnung
- 14
- Verbrennungskraftmotor
- 16
- Elektrische Maschine
- 18
- Antriebskörper
- 20
- Abtriebskörper
- 22
- Dämpfereinheit
- 24
- Eingangswelle
- 26
- Antriebslamellenträger
- 28
- Abtriebslamellenträger
- 30
- Lamellenpaket
- 32
- Kupplungsgehäuse
- 34
- Statorsystem
- 36
- Rotorsystem
- 38
- Getriebeeingangswelle
- 40
- Getriebeglocke
- 42
- Kupplungstrennwand
- 44
- Welle einer hydraulischen Pumpe
- 46
- Wälzlager
- 48
- Ausnehmung
- 50
- Druckölkanalsystem
- 52
- Statorträger
- 54
- Kupplungsgegenplatte
- 56
- Zentrallager
- 58
- Rotorflansch
- 60
- Lösbares Verbindungsmittel
- 62a
- Thermische Fügeverbindung
- 62b
- Thermische Fügeverbindung
- 64
- Innenverzahnung
- 66
- Dichtungen
- 68
- Druckkammer
- 70
- Druckkolben
- 72
- Dichtungsblech
- 74
- Druckfedern
- 76
- Halterungskolben
- 78
- Radialwellendichtung
- 80
- Radiallager
- 82
- Axialnadellager
- 84
- Stromschienensystem
- 86
- Befestigungslaschen
- 88
- Befestigungsschrauben
- 90
- Stift
- 92
- Schraubmittel
- D
- Drehachse
- M
- Motorseite
- G
- Getriebeseite
