DE102019109432A1 - Antriebsstrangeinheit für ein Hybridfahrzeug, Getriebeeinheit sowie Antriebsstrang - Google Patents

Antriebsstrangeinheit für ein Hybridfahrzeug, Getriebeeinheit sowie Antriebsstrang Download PDF

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DE102019109432A1
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Loyal George MacMillian
Götz Rathke
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsstrangeinheit (1) für ein Hybridfahrzeug, mit einer zum drehfesten Anbringen an einem Ausgang (2) eines Getriebes (3) vorbereiteten Eingangswelle (4), einer elektrischen Maschine (5), einer zwischen einem Rotor (6) der elektrischen Maschine (5) und der Eingangswelle (4) wirkend eingesetzten Trennkupplung (7), sowie einer zwischen der Eingangswelle (4) und einer Ausgangswelle (8) wirkend eingesetzten Reibungskupplung (9), wobei mit der Reibungskupplung (9) eine Betätigungseinheit (10b) wirkverbunden ist, welche Betätigungseinheit (10b) einen Hebelaktor (11b) oder einen Scharnieraktor und ein durch den Hebelaktor (11b) oder den Scharnieraktor verschiebbares Betätigungslager (12b) aufweist. Zudem betrifft die Erfindung eine Getriebeeinheit (30) sowie einen Antriebsstrang (31).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Antriebsstrangeinheit für ein Hybridfahrzeug / hybrid antreibbares Kraftfahrzeug, wie ein Pkw, Lkws Bus oder sonstiges Nutzfahrzeug. Zudem betrifft die Erfindung eine Getriebeeinheit mit der Antriebsstrangeinheit sowie einen Antriebsstrang.
  • Aus dem Stand der Technik sind allgemein Automatikgetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt. Auch sind bereits so genannte P3-E-Maschinen bekannt, die an einem Getriebeausgang des Automatikgetriebes angeordnet sind und mittels einer Trennkupplung zu- und abkoppelbar sind. Eine weitere Kupplung sorgt dafür, einen Ausgang des Getriebes, zusätzlich zu dessen Koppelung mit Rädern einer Vorderachse, wahlweise mit Rädern einer Hinterachse zur Umsetzung eines Allradantriebes zu koppeln.
  • Als Nachteil bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen hat es sich jedoch herausgestellt, dass diese häufig relativ großbauend ausgestaltet sind.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere eine Antriebsstrangeinheit zur Verfügung zu stellen, die zur Übertragung höherer Drehmomente ausgelegt ist und hinsichtlich ihres benötigten Bauraums weiter optimiert ist.
  • Dies wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Demnach ist eine Antriebsstrangeinheit für ein Hybridfahrzeug, mit einer zum drehfesten Anbringen an einem Ausgang eines Getriebes vorbereiteten Eingangswelle, einer elektrischen Maschine, einer zwischen einem Rotor der elektrischen Maschine und der Eingangswelle wirkend eingesetzten Trennkupplung, sowie einer zwischen der Eingangswelle und einer Ausgangswelle wirkend eingesetzten Reibungskupplung realisiert, wobei mit der Trennkupplung und/oder mit der Reibungskupplung eine Betätigungseinheit wirkverbunden ist, welche Betätigungseinheit einen Hebelaktor oder einen Scharnieraktor und ein durch den Hebelaktor oder den Scharnieraktor verschiebbares Betätigungslager aufweist.
  • Durch die Ausstattung der Reibungskupplung mit einem Hebelaktor sind besonders hohe Antriebsdrehmomente übertragbar. Zugleich wird der Aufbau, insbesondere in axialer Richtung, kompakt ausgebildet. Auch kann eine sogenannte „Eckenergie“ (Einrückkraft mal Einrückweg) seitens einer Betätigung klein gehalten werden, um Aktoren (Betätigungseinheiten) einzusetzen, die einen niedrigen Energieverbrauch aufweisen.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
  • Sind / Ist die Trennkupplung und/oder die Reibungskupplung als selbstverstärkende Kupplung ausgebildet, sind diese noch robuster zur Übertragung höherer Drehmomente ausgelegt.
  • Des Weiteren ist es zweckmäßig, wenn ein erster Kupplungsbestandteil der Reibungskupplung ein, zumindest ein erstes Reibelement aufnehmendes, erstes Trägerteil und ein, mittels zumindest einer Blattfedereinheit drehfest mit dem ersten Trägerteil verbundenes, zweites Trägerteil aufweist, wobei eine Blattfeder der zumindest einen Blattfedereinheit derart ausgestaltet und in der geschlossenen Stellung in einem Anstellwinkel relativ zu einer normal zu einer Drehachse der Eingangswelle ausgerichteten Bezugsebene angestellt ist, dass das zumindest eine erste Reibelement an zumindest ein zweites Reibelemente eines zweiten Kupplungsbestandteils in einer Antriebsdrehrichtung des ersten Kupplungsbestandteils mit einer zusätzlichen Axialkraft beaufschlagt sind.
  • Weist die zumindest eine Blattfedereinheit mehrere zu einem Blattfederpaket angeordnete Blattfedern auf, ist diese zur Erzeugung einer besonders hohen Axialkraft ausgelegt. Die Blattfedern der Blattfedereinheit liegen dabei auf typische Weise flächig aufeinander auf und verlaufen parallel zueinander. Mit einem ersten Ende ist jede Blattfeder an dem ersten Trägerteil und mit einem zweiten Ende an dem zweiten Trägerteil fixiert.
  • Sind mehrere Blattfedereinheiten entlang eines Umfangs / in einer Umfangsrichtung der Trägerteile verteilt angeordnet, findet eine besonders gleichmäßige Übertragung der Axialkraft statt.
  • Ist die zumindest eine Blattfedereinheit radial innerhalb der Reibelemente angeordnet, ist eine besonders kompakte Ausbildung der Reibungskupplung ermöglicht.
  • Zudem ist es vorteilhaft, wenn ein zumindest ein Hebelelement und/oder einen Drucktopf aufweisender, mit einem Hebelaktor oder einem Scharnieraktor wirkverbundener Betätigungskrafteinleitmechanismus an dem zweiten Trägerteil aufgenommen ist. Dadurch ist eine stabile Aufnahme des zur Krafteinleitung der Axialkraft / Betätigungskraft zuständigen Bestandteils realisiert.
  • Weist der Betätigungskrafteinleitmechanismus eine auf die Gesamtheit aus Reibelementen verschiebend einwirkende, mit dem ersten Trägerteil verbundene Anpressplatte auf, wird die Betätigungskraft seitens der Reibelemente stabil übertragen.
  • Auch betrifft die Erfindung eine Getriebeeinheit für ein Hybridfahrzeug, mit dieser Antriebsstrangeinheit und einem mit der Eingangswelle der Antriebsstrangeinheit verbundenen Getriebe.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug, mit der Getriebeeinheit und einem mit der Ausgangswelle der Antriebsstrangeinheit drehfest gekoppelten Differentialgetriebe.
  • In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß ein Hybridgetriebe (Getriebeeinheit) zur Verfügung gestellt, das ein (Automatik-) Getriebe und eine elektrische Maschine, die axial versetzt zu dieser ist und an einem Ausgang des Getriebes angeordnet ist, aufweist. Die elektrische Maschine kann unter Verwendung einer Trennkupplung an einen / von einem Antriebsstrang angekoppelt / entkoppelt werden. Zusätzlich ist optional eine weitere (zweite) Kupplung vorsehbar, die zum Koppeln / Entkoppeln einer mit einem Differentialgetriebe verbundenen Antriebswelle (Ausgangswelle) ausgestaltet ist. Die elektrische Maschine und die zumindest eine Kupplung oder die beiden Kupplungen bilden zusammen ein Modul aus. Dabei sind Scheibenfedern / Blattfedern (der weiteren Kupplung) mit einem Anstellwinkel in einem geschlossenen Zustand (der weiteren Kupplung) versehen. Die weitere Kupplung ist durch einen Hebel betätigt, um eine Allradkupplung zur Übertragung eines hohen Drehmomentes zu ermöglichen.
  • Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
  • Es zeigen:
    • 1 eine Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen, in einer Getriebeeinheit integrierten Antriebsstrangeinheit nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei die Antriebsstrangeinheit zwei verschiedene Kupplungen aufweist und der Übersichtlichkeit halber auf die Darstellung einer elektrischen Maschine verzichtet ist,
    • 2 eine Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen für einen Frontantrieb eines Kraftfahrzeuges ausgebildeten Antriebsstrangeinheit nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei die Antriebsstrangeinheit nur mit einer einzigen Trennkupplung versehen ist,
    • 3 eine detaillierte Längsschnittdarstellung der Antriebsstrangeinheit nach 1 im Bereich einer zusätzlich zu der Trennkupplung vorgesehenen, selbstverstärkend ausgeführten, weiteren Kupplung,
    • 4 eine schematische Darstellung eines Umfangsbereiches der weiteren Kupplung nach 3, in welchem Bereich eine Blattfedereinheit zu erkennen ist, die einen bestimmten Anstellwinkel im geschlossenen Zustand der weiteren Kupplung aufweist,
    • 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Verhältnisses zwischen einem Verstärkungsfaktor und dem Anstellwinkel der Blattfedern der Blattfedereinheit (Blattfederwinkel) der weiteren Kupplung nach 3,
    • 6 eine schematische Ansicht eines in einem eines Kraftfahrzeug eingesetzten Antriebsstrang, in dem die Antriebsstrangeinheit nach 1 eingesetzt ist,
    • 7 eine schematische Darstellung eines zur Ansteuerung der Trennkupplung einsetzbaren Steuerungssystems,
    • 8 eine schematische Darstellung eines zur Ansteuerung der beiden Kupplungen der Antriebsstrangeinheit nach 1 einsetzbaren Steuerungssystems,
    • 9 eine perspektivische Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsstrangeinheit nach einem weiteren dritten Ausführungsbeispiel in einem stehenden Zustand, wobei die Antriebsstrangeinheit nass laufend umgesetzt ist und eine Kühlmittelfördereinrichtung aufweist,
    • 10 eine perspektivische Längsschnittdarstellung der Antriebsstrangeinheit nach 9, wobei die Eingangswelle nun mit einer bestimmten Drehzahl bewegt wird, sodass sich bereits eine bestimmte Menge an Kühlmittel in dem rotierenden Bereich der Antriebsstrangeinheit befindet,
    • 11 eine perspektivische Längsschnittdarstellung der Antriebsstrangeinheit nach 9, wobei nun eine Platte zum Umleiten des Hydraulikmittels leicht geöffnet ist, sodass ein gegenüber der 10 erhöhter Anteil Kühlmittel in dem rotierenden Teil der Antriebsstrangeinheit aufgebaut ist,
    • 12 eine perspektivische Längsschnittdarstellung der Antriebsstrangeinheit nach 9 bei einer vollständig geöffneten Klappe, sodass gegenüber 11 nochmals weiteres Hydraulikmittel in den rotierenden Teil der Antriebsstrangeinheit hineinbefördert ist,
    • 13 eine perspektivische Ansicht einer in Längsrichtung geschnittenen, in der Kühlmittelfördereinrichtung der 9 bis 12 eingesetzten Strahlpumpe, wobei das Hydraulikmittel einen Mindestpegel aufweist,
    • 14 eine perspektivische Ansicht des in Längsrichtung geschnittenen Bereiches der Strahlpumpe der 13, wobei nun ein maximaler Pegelstand zur Beförderung des Hydraulikmittels erreicht ist,
    • 15 eine Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsstrangeinheit nach einem vierten Ausführungsbeispiel, wobei ebenfalls eine Kühlmittelfördereinrichtung vorgesehen ist und ein seitens der Trennkupplung aufgebauter Hydraulikmittelstrom eingezeichnet ist,
    • 16 eine Längsschnittdarstellung der Antriebsstrangeinheit nach 15, wobei nun ein seitens der weiteren Kupplung im Betrieb stattfindender Hydraulikmittelstrom eingezeichnet ist, sowie
    • 17 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung eines Montageverfahrens der Antriebsstrangeinheit nach 1.
  • 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.
  • In 1 ist eine nach einem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaute erfindungsgemäße Antriebsstrangeinheit 1 veranschaulicht. Die Antriebsstrangeinheit 1 ist bereits mit einem Getriebe 3, das in 1 lediglich hinsichtlich seiner Position angedeutet ist und in 6 weiter dargestellt ist wirkverbunden. Die Antriebsstrangeinheit 1 bildet mit diesem Getriebe 3 eine Getriebeeinheit 30 aus. Das Getriebe 3 ist als ein Automatikgetriebe umgesetzt. Ein Ausgang 2 (in Form einer Getriebeausgangswelle) des Getriebes 3 ist drehfest mit einer Eingangswelle 4 der Antriebsstrangeinheit 1 verbunden. Vorzugsweise ist der Ausgang 2 über eine Verzahnung mit der Eingangswelle 4 drehfest verbunden. Die Getriebeeinheit 30 ist bevorzugt in einem Antriebsstrang 31 eines hybriden Allradkraftfahrzeuges eingesetzt, wie in 6 zu erkennen. Das Getriebe 3 ist eingangsseitig auf typische Weise mit einem Verbrennungsmotor 33 wirkverbunden. Die Antriebsstrangeinheit 1 ist zwischen dem Getriebe 3 und einer Kardanwelle 25, die weiter mit einem Differentialgetriebe 32 an einer Hinterachse des Kraftfahrzeuges verbunden ist, eingesetzt. Die Kardanwelle 25 ist mit einer Ausgangswelle 8 der Antriebsstrangeinheit 1 drehfest verbunden. Die Antriebsstrangeinheit 1 weist eine Kupplungseinrichtung 54 mit zwei Kupplungen 7, 9 und eine hinsichtlich ihrer Position prinzipiell angedeutete elektrische Maschine 5 auf.
  • Zurückkommend auf 1 ist auch zu erkennen, dass die Antriebsstrangeinheit 1 ein Gehäuse 27 aufweist, das im Wesentlichen zwei durch eine Gehäusewand 29 / Zwischenwand voneinander getrennte Gehäusebereiche 28a, 28b ausbildet. In einem ersten Gehäusebereich 28a des Gehäuses 27 ist radial außerhalb der zentral angeordneten Eingangswelle 4, deren Drehachse / Längsachse mit dem Bezugszeichen 19 versehen ist, eine erste Kupplung 7, die nachfolgend als Trennkupplung 7 bezeichnet ist, untergebracht. Die Trennkupplung 7 ist als eine Reiblamellenkupplung realisiert. Die Eingangswelle 4 ist über ein hier als Doppelkugellager / doppelreihiges Rillenkugellager ausgebildetes Stützlager 46 an einer radialen Innenseite der Gehäusewandwand 29 abgestützt. Die Trennkupplung 7 ist mit ihrem ersten Kupplungsbestandteil 48 mit einem Rotor 6 der elektrischen Maschine 5 rotatorisch gekoppelt. Der erste Kupplungsbestandteil 48 weist mehrere erste Reiblamellen 51a auf, die auf typische Weise für die Ausbildung als Reiblamellenkupplung wahlweise mit mehreren zweiten Reiblamellen 51b eines zweiten Kupplungsbestandteils 49 der Trennkupplung 7 drehfest verbunden sind (geschlossene Stellung) oder von diesen rotatorisch entkoppelt sind (geöffnete Stellung). Die ersten und zweiten Reiblamellen 51a, 51b sind in axialer Richtung abwechselnd zueinander angeordnet. Die Trennkupplung 7 wird durch eine erste Betätigungseinheit 10a zwischen ihrer geschlossenen Stellung und ihrer geöffneten Stellung hin und her verbracht. Unter jeder der Reiblamellen 51a, 51b ist eine solche Einheit zu verstehen, die auf einem Trägerelement entweder einseitig oder zweiseitig einen Reibbelag besitzt.
  • Die erste Betätigungseinheit 10a ist, wie nachfolgend näher erläutert, mit einem (ersten) Axialkraftaktor in Form eines ersten Hebelaktors 11a ausgestattet, der verstellend auf ein erstes Betätigungslager 12a einwirkt. Das erste Betätigungslager 12a dient wiederum zur Verschiebung der ersten und zweiten Reiblamellen 51a, 51b. Der erste Hebelaktor 11a, wie auch der nachfolgend beschriebene zweite Hebelaktor 11b sind jeweils auf bekannte Weise umgesetzt. In diesem Zusammenhang wird auf das Ausrücksystem der DE 10 2004 009 832 A1 exemplarisch verwiesen, dessen Aufbau und Funktion für den jeweiligen Hebelaktor 11a, 11b als hierin integriert gilt. Demnach weist der jeweilige Hebelaktor 11a, 11b stets einen Elektromotor 58 auf, der beispielsweise über einen Spindeltrieb verstellend mit einem Rampenorgan zusammenwirkt. Das Rampenorgan ist mittels eines entlang seiner radialen Rampenkontur verfahrbaren Drehpunktes, der durch den Spindeltrieb einstellbar ist, axial verstellbar. Durch die axiale Koppelung des Rampenorgans mit dem Betätigungslager 12a, 12b verschiebt sich das jeweilige Betätigungslager 12a, 12b und die entsprechend Kupplung wird bestätigt. In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung ist der jeweilige Axialkraftaktor alternativ als Scharnieraktor umgesetzt. In diesem Zusammenhang wird auf die DE 10 2012 211 487 A1 verwiesen, die einen solchen Scharnieraktor beschreibt, wobei dessen Ausführung für den jeweiligen Axialkraftaktor als hierin integriert gilt. Demnach ist der erste Axialkraftaktor in der weiteren Ausführung als erster Scharnieraktor umgesetzt und/oder der zweite Axialkraftaktor als zweiter Scharnieraktor umgesetzt.
  • Der erste Kupplungsbestandteil 48 weist des Weiteren einen (ersten) Träger 50a auf, der relativ zu dem Gehäuse 27, nämlich zu einer mit dem Gehäuse 27 verbundenen sowie das Gehäuse 27 mit ausbildenden Lagerflanscheinheit 65, die nachfolgend schlicht als Lagerflansch 65 bezeichnet ist, verdrehbar gelagert ist. Der erste Träger 50a weist dazu an seiner radialen Innenseite einen Lagersockel 36 auf, der über mehrere Wälzlager 37a, 37b, 37c in axialer Richtung sowie in radialer Richtung an dem Lagerflansch 65 abgestützt ist. Von diesem Lagersockel 36 aus erstreckt sich der erste Träger 50a in Bezug auf die Drehachse 19 im Wesentlichen scheibenförmig radial nach außen. An einer radialen Außenseite bildet der erste Träger 50a eine Verzahnung 56 (Außenverzahnung) aus, die zur drehfesten Koppelung mit dem Rotor 6 dient, wie nachfolgend näher beschrieben.
  • Radial innerhalb der Verzahnung 56 ist ein in axialer Richtung vorspringender (erster) Aufnahmebereich 38 an dem ersten Träger 50a vorgesehen, welcher erste Aufnahmebereich 38 unmittelbar zur drehfesten Aufnahme der ersten Reiblamellen 51a dient. Der Aufnahmebereich 38 ist ebenfalls ein Bestandteil des ersten Kupplungsbestandteils 48. Zudem sind die ersten Reiblamellen 51a in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar auf dem ersten Aufnahmebereich 38 aufgenommen. Die ersten Reiblamellen 51a sind zu einer radialen Innenseite des ersten Aufnahmebereiches 38 hin angeordnet, sodass der erste Träger 50a einen Außenlamellenträger der Trennkupplung 7 bildet. Der erste Träger 50a erstreckt sich derart, dass die ersten Reiblamellen 51a in radialer Richtung außerhalb des Lagersockels 36 sowie radial innerhalb der Verzahnung 56 angeordnet sind.
  • Der zweite Kupplungsbestandteil 49 ist dauerhaft drehfest mit der Eingangswelle 4 gekoppelt. Hierfür weist der zweite Kupplungsbestandteil 49 einen (zweiten) Träger 50b auf. Der zweite Träger 50b ist über eine Kerbverzahnung 40 drehfest mit der Eingangswelle 4 verbunden. Der zweite Träger 50b weist einen sich in axialer Richtung erstreckenden ersten Hülsenbereich 41 auf, zu dessen radialer Außenseite hin die zweiten Reiblamellen 51b drehfest sowie in axialer Richtung relativ zueinander verschieblich angeordnet sind. Der zweite Träger 50b bildet somit einen Innenlamellenträger der Trennkupplung 7.
  • In dieser Ausführung ist die elektrische Maschine 5 mit ihrem Rotor 6, der wiederum um eine Rotordrehachse 42 verdrehbar ist, radial außerhalb der Eingangswelle 4 angeordnet. Eine Rotorwelle 43 (6) des Rotors 6 ist radial versetzt, hier im Wesentlichen parallel, zu der Drehachse 19 angeordnet. Zur Koppelung des Rotors 6 mit dem ersten Träger 50a ist eine Zahnradstufe 26 vorgesehen. Ein in 1 gestrichelt dargestelltes Zahnrad 57 befindet sich permanent mit der Verzahnung 56 in Zahneingriff. Das Zahnrad 57 ist direkt mit der Rotorwelle 43 (6) drehfest verbunden und somit koaxial zum Rotor 6 angeordnet. Befindet sich die Trennkupplung 7 in einer geöffneten Stellung, ist es möglich, die elektrische Maschine 5 / den Rotor 6 still stehen zu lassen. In einer geschlossenen Stellung der Trennkupplung 7 ist auf typische Weise ein Betrieb der elektrischen Maschine 5 ermöglicht. In weiteren Ausführungen ist statt der Zahnradstufe 26 auch eine Koppelung des Rotors 6 über ein Endloszugmittel, wie Riemen oder Kette, mit der dann entsprechend an das Endloszugmittel angepassten Verzahnung 56 vorgesehen.
  • Hinsichtlich des Lagerflansches 65, der den ersten Träger 50a lagert, ist weiterhin zu erkennen, dass dieser im Wesentlichen zweiteilig realisiert ist, wobei auch eine einteilige Ausbildung gemäß weiterer erfindungsgemäßer Ausführungen möglich ist. Ein scheibenförmiger Grundkörper 76 des Lagerflansches 65 ist weiter mit einem die Gehäusewand 29 ausformenden Hauptgehäusebestandteil 44 des Gehäuses 27 verbunden. Der Grundkörper 76 besteht in dieser Ausführung, wie auch der Hauptgehäusebestandteil 44, aus einem Aluminiumwerkstoff (einem Aluminiumgusswerkstoff) und bildet an sich eine Kröpfung aus.
  • Mit dem Grundkörper 76 ist ein Stützelement 77 des Lagerflansches 65 verbunden. Das Stützelement 77 ist über mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Befestigungsmittel 63, hier Schrauben, an dem Grundkörper 76 (im Bereich seiner Kröpfung) befestigt. Zur leichteren Anbringung der Befestigungsmittel 63 sind in dem ersten Träger 50a auf radialer Höhe der Befestigungsmittel 63 axiale Durchgangslöcher 62 eingebracht. Jedes dieser Durchgangslöcher 62 ist in einer Ausgangsstellung / Montagestellung axial fluchtend zu einem Befestigungsmittel 63 ausgerichtet. Das Stützelement 77 ist vorzugsweise aus einem umgeformten Stahlwerkstoff hergestellt. Das Stützelement 77 weist einen eine Kröpfung ausbildenden Lagerbereich 78 auf.
  • Der Lagerbereich 78 stellt einen axialen Vorsprung dar, an dem radial von außen der erste Träger 50a abgestützt ist. Der erste Träger 50a ist über ein als Radiallager dienendes erstes Wälzlager 37a auf dem Lagerbereich 78 gelagert. Zu einer dem Grundkörper 76 in axialer Richtung zugewandten Seite des ersten Trägers 50a ist ein zweites Wälzlager 37b, unter Ausbildung eines Axiallagers, zwischen dem Stützelement 77 und dem ersten Träger 50a angeordnet. Ein drittes Wälzlager 37c, das ebenfalls ein Axiallager bildet, ist auf einer dem Grundkörper 76 axial abgewandten Seite des ersten Trägers 50a angeordnet. Dieses dritte Wälzlager 37c ist in axialer Richtung zwischen dem ersten Träger 50a und einer axial fest an dem Stützelement 77 aufgenommenen Ausgleichsscheibe 55 in Form einer Shimmscheibe angeordnet. Die Ausgleichsscheibe 55 ist mittels eines Sicherungsringes 45 direkt an dem Lagerbereich 78 festgelegt. Die Eingangswelle 4 ist radial von innen an dem Lagerbereich 78 über ein viertes Wälzlager 37d relativ zu dem Gehäuse 27 gelagert. In Bezug auf die ersten bis vierten Wälzlager 37a bis 37d sei darauf hingewiesen, dass diese zwar in dieser Ausführung als Nadellager realisiert sind, in weiter bevorzugt Ausführungen jedoch auch auf andere Weise, bspw. als Kugellager, ausgeführt sein können.
  • Die Gehäusewand 29 unterteilt das Gehäuse 27 in den ersten Gehäusebereich 28a und in den zweiten Gehäusebereich 28b. Der zweite Gehäusebereich 28b ist durch einen eine Glocke ausbildenden Nebengehäusebestandteil 47, der an dem Hauptgehäusebestandteil 44 befestigt ist, begrenzt. In dem zweiten Gehäusebereich 28b ist eine weitere zweite Kupplung 9 angeordnet. Die nachfolgend vereinfacht schlicht als Kupplung bezeichnete zweite Kupplung 9 ist ebenfalls als Reibungskupplung, nämlich Reiblamellenkupplung, realisiert. Insbesondere, wie nachfolgend näher erläutert, ist diese Kupplung 9 als eine selbstverstärkende Kupplung 9 umgesetzt. Ein erster Kupplungsbestandteil 13 der Kupplung 9 ist drehfest mit der Eingangswelle 4 verbunden. Ein zweiter Kupplungsbestandteil 21 der Kupplung 9 ist drehfest mit der Ausgangswelle 8 verbunden, welche Ausgangswelle 8, wie bereits beschrieben, weiter mit der Kardanwelle 25 verbunden ist.
  • Der erste Kupplungsbestandteil 13 der Kupplung 9 weist einen ersten Träger 35 (der Kupplung 9) sowie mehrere in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbare, drehfest auf dem ersten Träger 35 aufgenommene erste Reibelemente 14 (der Kupplung 9) auf. Die ersten Reibelemente 14 sind als Reiblamellen umgesetzt. Die ersten Reibelemente 14 wechseln sich mit ebenfalls als Reiblamellen umgesetzten zweiten Reibelementen 20 des zweiten Kupplungsbestandteils 21 der Kupplung 9 in axialer Richtung ab. Die zweiten Reibelemente 20 sind wiederum drehfest sowie in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar auf einem zweiten Träger 39 (der Kupplung 9) angeordnet. Der zweite Träger 39 ist unmittelbar mit der Ausgangswelle 8 (hier über eine Verschweißung) verbunden. Zum Verstellen der Kupplung 9 zwischen ihrer geöffneten Stellung und ihrer geschlossenen Stellung ist eine zweite Betätigungseinheit 10b in dem zweiten Gehäusebereich 28b vorgesehen.
  • Die zweite Betätigungseinheit 10b ist, wie nachfolgend näher erläutert, mit einem (zweiten) Axialkraftaktor in Form eines zweiten Hebelaktors 11b ausgestattet, der verstellend auf ein zweites Betätigungslager 12b einwirkt. Das zweite Betätigungslager 12b dient wiederum zur Verschiebung der ersten und zweiten Reibelemente 14, 20.
  • In Verbindung mit den 1 und 17 sei zudem auf ein bevorzugtes Montageverfahren der Antriebsstrangeinheit 1 bzw. der Getriebeeinheit 30 hingewiesen. In einem ersten Schritt a) wird der Lagerflansch 65 getriebegehäusefest angebracht, nämlich an diesem Getriebegehäuse 79 angeschraubt. Auch wird in diesem ersten Schritt a) die elektrische Maschine 5 getriebegehäusefest angebracht.
  • In einem weiteren zweiten Schritt b) wird ein erstes Modul 34 bereitgestellt. Dabei bildet der Lagerflansch 65 zusammen mit dem auf ihm gelagerten ersten Träger 50a der Trennkupplung 7 das gemeinsame erste Modul 34 aus. Der erste Träger 50a wird zusammen mit den ersten bis dritten Wälzlagern 37a, 37b, 37c auf dem an dem Grundkörper 76 befestigten Stützelement 77 montiert. Zusätzlich wird in dem zweiten Schritt b) der Rotor 6 der elektrischen Maschine 5 über die Zahnradstufe 26 mit dem ersten Träger 50a der Trennkupplung 7 verbunden. Die Zahnradstufe 26, sprich das Zahnrad 57 samt seiner Lagerung sowie die elektrische Maschine 5 sind bereits in Schritt a) vormontiert. Außerdem wird der erste Träger 50a der Trennkupplung 7 in seinem Axialspiel mittels der Ausgleichsscheibe 55 eingestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass gemäß einer besonders bevorzugten weiteren Ausführung zunächst das erste Modul 34 getrennt (gemäß Schritt b)) montiert wird und anschließend (gemäß Schritt a)) durch Befestigen des Lagerflansches 65 an dem Getriebegehäuse 79 angebracht wird.
  • In einem dritten Schritt c) wird die zentrale Eingangswelle 4 über das Stützlager 46 an der radial nach innen vorspringenden Gehäusewand 29 gelagert. Das Stützlager 46 wird folglich zwischen dem Hauptgehäusebestandteil 44 und der Eingangswelle 4 vorgespannt. Das Stützlager 46 wird somit fest zwischen dem Gehäuse 27 und der Eingangswelle 4 fixiert. In diesem dritten Schritt c) ist der Hauptgehäusebestandteil 44 noch von dem Lagerflansch 65 sowie den übrigen Bestandteilen des Gehäuses 27 beabstandet / demontiert. Auch die Eingangswelle 4 ist noch von der Trennkupplung 7 getrennt angeordnet.
  • In einem vierten Schritt d) wird ein zur Betätigung der Trennkupplung 7 vorgesehener erster Hebelaktor 11a (erster Axialkraftaktor) der ersten Betätigungseinheit 10a in dem Hauptgehäusebestandteil 44, nämlich in dem ersten Gehäusebereich 28a, montiert. In diesem vierten Schritt d) wird auch ein, zur Betätigung der zweiten Kupplung 9 vorgesehener, zweiter Hebelaktor 11b (zweiter Axialkraftaktor) in dem Hauptgehäusebestandteil 44, nämlich in dem zweiten Gehäusebereich 28b, montiert. Somit entsteht ein Zusammenbau, in dem der zweite Hebelaktor 11b auf einer dem ersten Hebelaktor 11a abgewandten axialen Seite der Gehäusewand 29 angebracht ist.
  • In einem fünften Schritt e) wird der zweite Kupplungsbestandteil 49 der Trennkupplung 7 auf der Eingangswelle 4 drehfest angebracht. Somit entsteht ein zweites Modul 53.
  • Weiterhin wird der erste Kupplungsbestandteil 48 der zweiten Kupplung 9 drehfest mit der Eingangswelle 4 verbunden. Dies erfolgt bevorzugt ebenfalls in Schritt e). Zur Umsetzung eines dritten Moduls 85 wird zudem der mit einem Teil des zweiten Kupplungsbestandteils 49 der zweiten Kupplung 9 verbundene Nebengehäusebestandteil 47 bereitgestellt. Das dritte Modul 85 wird an dem Hauptgehäusebestandteil 44 befestigt, wobei die zweite Kupplung 9 mit ihren beiden miteinander koppelbaren Kupplungsbestandteilen 48, 49 fertig montiert wird und der zweite Hebelaktor 11b mit dieser zweiten Kupplung 9 in Wirkverbindung gebracht wird. Mit dem zweiten Kupplungsbestandteil 49 der zweiten Kupplung 9 ist in diesem Schritt auch die Ausgangswelle 8 bereits drehfest verbunden.
  • In einem sechsten Schritt f) wird schließlich ein durch die Schritte c) bis e) bereitgestelltes zweites Modul 53 gesamtheitlich mit dem ersten Modul 34 verbunden, sodass der Hauptgehäusebestandteil 44 mit dem Lagerflansch 65 verbunden wird, die Trennkupplung 7 mit ihren beiden miteinander koppelbaren Kupplungsbestandteilen 48, 49 fertig montiert wird und der erste Hebelaktor 11a mit der Trennkupplung 7 in Wirkverbindung gebracht wird. Schließlich ist die Antriebsstrangeinheit 1 an dem Getriebegehäuse 79 montiert. Die einzelnen Verfahrensschritte a) bis f) werden bevorzugt gemäß ihrer alphabetischen Abfolge zeitlich nacheinander durchgeführt. Anschließend an den Schritt f) wird dann bevorzugt das dritte Modul 85 an dem zweiten Modul 53 angebracht.
  • In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die verschiedenen Module 34, 53, 85 unabhängig voneinander in beliebiger Reihenfolge montierbar sind. Auch ist es möglich lediglich zwei der drei Module 34, 53, 85 bereitzustellen und miteinander zu verbinden.
  • Mit den 3 bis 5 ist weiterhin der nachfolgend ausführlich beschriebene selbstverstärkende Aufbau der zweiten Kupplung 9 beschrieben. In den 7 und 8 sind zudem prinzipiell umsetzbare Steuerungssysteme 52 veranschaulicht, die zum Ansteuern der Antriebsstrangeinheit 1 ausgebildet sind. In 7 ist das Steuerungssystem 52 lediglich seitens eines mit der Trennkupplung 7 zusammenwirkenden Bereiches dargestellt. In 8 ist das gesamte Steuerungssystem 52 auch mit einem Bereich dargestellt, der die zweite Kupplung 9 und das als Hinterachsgetriebe ausgebildete Differentialgetriebe 32 ansteuert.
  • In Verbindung mit 2 ist ein weiteres zweites Ausführungsbeispiel der Antriebsstrangeinheit 1 veranschaulicht, wobei dieses in Aufbau und Funktion dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Die Antriebsstrangeinheit 1 dieses zweiten Ausführungsbeispiels ist hinsichtlich des ersten Gehäusebereiches 28a und der seitens dieses ersten Gehäusebereiches 28a aufgenommenen Komponenten wie das erste Ausführungsbeispiel realisiert. In diesem Zusammenhang soll insbesondere darauf hingewiesen werden, dass prinzipiell auch auf die weitere optionale zweite Kupplung 9 verzichtet ist, um eine hybride Getriebeeinheit 30 vorzugsweise rein für einen Frontantrieb zur Verfügung zu stellen. Die Antriebsstrangeinheit 1 weist daher in dieser Ausführung lediglich die Funktion der An- und Abkoppelung der elektrischen Maschine 5 von Vorderrädern des Kraftfahrzeuges auf. Die Montage erfolgt gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren, wobei auf die die zweite Kupplung 9 betreffenden Teilschritte weggelassen sind.
  • Hinsichtlich eines weiteren erfindungsgemäßen Aspektes sei nochmals auf die 1 zurückgekommen. Wie in 1 zu erkennen, weist sowohl die erste Kupplung 7 als auch die zweite Kupplung 9 eine ihr zugeordnete Betätigungseinheit 10a, 10b auf. Die auf die erste Kupplung 7 einwirkende erste Betätigungseinheit 10a ist zusammen mit der ersten Kupplung 7 in dem ersten Gehäusebereich 28a untergebracht. Die erste Betätigungseinheit 10a sowie die erste Kupplung 7 sind auf einer ersten axialen Seite der zentralen Gehäusewand 29 angeordnet. Auf einer dieser ersten axialen Seite abgewandten zweiten axialen Seite der Gehäusewand 29 sind die zweite Kupplung 9 sowie die auf sie einwirkende zweite Betätigungseinheit 10b angeordnet. Es sei dabei darauf hingewiesen, dass die beiden Betätigungseinheiten 10a, 10b prinzipiell spiegelverkehrt zu der Gehäusewand 29 angeordnet sind, jedoch im Wesentlichen gleich aufgebaut sind sowie auf gleiche Weise funktionieren. Die Funktion der beiden Betätigungseinheiten 10a, 10b wird somit nachfolgend exemplarisch anhand der ersten Betätigungseinheit 10a beschrieben, wobei diese Funktion auch für die zweite Betätigungseinheit 10b selbstverständlich zutrifft.
  • Die erste Betätigungseinheit 10a weist den in 1 teilweise dargestellten ersten Hebelaktor 11a auf. Wie bereits erwähnt, ist der erste Hebelaktor 11a gemäß dem Ausrücksystem der DE 10 2004 009 832 A1 aufgebaut. Weiterhin ist zu erkennen, dass das erste Betätigungslager 12a, das hier als Kugellager realisiert ist, auf einen ersten Betätigungskrafteinleitmechanismus 23a einwirkt, der weiter an dem ersten Träger 50a der ersten Kupplung 7 aufgenommen ist und verstellend auf die Reiblamellen 51a, 51b einwirkt. Damit lässt sich die Gesamtheit an Reiblamellen 51a, 51b in axialer Richtung mit einer Betätigungskraft / Axialkraft beaufschlagen und die erste Kupplung 7 in ihre geschlossene Stellung verbringen.
  • Zur Abstützung der Betätigungskraft ist der erste Betätigungskrafteinleitmechanismus 23a derart unmittelbar an dem ersten Träger 50a, der weiter mit der Eingangswelle 4 direkt verbunden ist, aufgenommen, dass die Betätigungskraft über den ersten Träger 50a unmittelbar in die Eingangswelle 4 eingeleitet wird und von dort aus über das zentrale Stützlager 46 weiter an die Gehäusewand 29 geleitet wird / relativ zu dieser abgestützt ist.
  • Der erste Betätigungskrafteinleitmechanismus 23a weist ein Hebelelement 22 auf, das mit dem Bezugszeichen 33 gekennzeichnet ist. Das Hebelelement 22 ist bspw. als Tellerfeder realisiert. Das Hebelelement 22 ist an einer Schwenklagerung 60, die fest mit dem ersten Träger 50a verbunden ist, schwenkbar aufgenommen. Radial innerhalb der Schwenklagerung 60 wirkt das Hebelelement 22 verstellend auf ein einen Drucktopf ausbildendes Stellglied 61 ein, das wiederum unmittelbar auf die Gesamtheit der Reiblamellen 51a, 51b verschiebend einwirkt. Alternativ kann der erste Betätigungskrafteinleitmechanismus 23a auch nur mit dem Stellglied 61 umgesetzt sein und folglich das erste Betätigungslager 12a direkt auf das Stellglied 61 verstellend einwirken. Auf einer dem Stellglied 61 axial abgewandten Seite der Gesamtheit aus Reiblamellen 51a, 51b ist ein Gegenstützbereich 64 angeordnet, welcher Gegenstützbereich 64 ebenfalls unmittelbar mit dem ersten Träger 50a verbunden ist, um einen geschlossenen Kraftverlauf in dem ersten Träger 50a zu erzielen und die Betätigungskraft möglichst vollständig über den ersten Träger 50a in die Eingangswelle 4 einzuleiten.
  • Wie bereits erwähnt ist die zweite Betätigungseinheit 10b gemäß der ersten Betätigungseinheit 10a aufgebaut sowie funktionierend. Demnach dient die zweite Betätigungseinheit 10b wiederum zum Kraft beaufschlagen der Gesamtheit an Reibelementen 14, 20 der zweiten Kupplung 9 mittels eines zweiten Betätigungskrafteinleitmechanismus 23b. Hierbei ist zu erkennen, dass aufgrund der selbstverstärkenden Ausbildung der zweiten Kupplung 9 ein den zweiten Betätigungskrafteinleitmechanismus 23b aufnehmendes erstes Trägerteil 15 des ersten Trägers 35 der zweiten Kupplung 9 mit einem, unmittelbar an der Eingangswelle 4 angebrachten, zweiten Trägerteil 17 über mehrere Blattfedereinheiten 16 bestehend aus einer Vielzahl an Blattfedern 18 gekoppelt ist. Der Gegenstützbereich 64 der zweiten Kupplung 9 ist unmittelbar mit dem zweiten Trägerteil 17 gekoppelt.
  • Ein weiterer erfindungsgemäßer Aspekt ist mit den 9 bis 16 veranschaulicht. Mit den 9 bis 16 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Antriebsstrangeinheit 1 veranschaulicht, welche Ausführungsbeispiele jedoch prinzipiell gemäß dem ersten bzw. zweiten Ausführungsbeispiel aufgebaut sind sowie funktionieren. Der Kürze wegen werden daher nachfolgend lediglich die Unterschiede dieser Ausführungsbeispiele erläutert.
  • Die Antriebsstrangeinheit 1 nach den 9 bis 14 ist im Wesentlichen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der 2 aufgebaut. Die Antriebsstrangeinheit 1 des dritten Ausführungsbeispiels weist nun zusätzlich eine Kühlmittelfördereinrichtung 66 auf, die in ihrem prinzipiellen Aufbau veranschaulicht ist. Die Kühlmittelfördereinrichtung 66 ist in dem vierten Ausführungsbeispiel der 15 und 16 für jede der beiden Kupplungen 7, 9 einmal vorgesehen, wobei die Kühlmittelfördereinrichtungen 66 sich in ihrer Funktion gleichen. Die Funktion und der Aufbau der Kühlmittelfördereinrichtungen 66 der 15 und 16 ist somit nachfolgend exemplarisch an der Kühlmittelfördereinrichtung 66 der 9 bis 14 erläutert.
  • Die Kühlmittelfördereinrichtung 66 weist eine in den 9 bis 14 gut zu erkennende Strahlpumpe 73 auf, die in einem Hydraulikmittelsumpf, der sich in Einbaulage in einer unteren Hälfte des Gehäuses 27 befindet, zu einem Teil angeordnet ist. Die Kühlmittelfördereinrichtung 66 ist gesamtheitlich so ausgebildet, dass sie mittels der Strahlpumpe 73 bei rotierender Eingangswelle 4 in dem ersten Gehäusebereich 28a einen ersten Kühlmittelkreislauf 67a erzeugt bzw. unterstützt. Der die Trennkupplung 7 sowie die erste Betätigungseinheit 10a aufnehmende, erste Gehäusebereich 28a ist im Betrieb durch den ersten Kühlmittelkreislauf 67a beaufschlagt. Ein erstes Schottelement 68 ragt dabei in den ersten Gehäusebereich 28a derart hinein, dass er diesen in zwei Teilräume 69a, 69b unterteilt. Durch das erste Schottelement 68, das als Schottblech realisiert ist, wird eine Strömung durch das in einem die erste Betätigungseinheit 10a aufnehmenden zweiten Teilraum 69b aufgenommenen Hydraulikmittel erzeugt. Der erste Kühlmittelkreislauf 67a wird dabei folglich hin zu einem ersten Teilraum 69a, der die Trennkupplung 7 aufnimmt, geleitet.
  • Wie des Weiteren in den 10 bis 12 zu erkennen, ist zusätzlich in der Kühlmittelfördereinrichtung 66 ein Ventilelement 74 angeordnet, das eine Strömungsregulierung des Kühlmittels in dem ersten Kühlmittelkreislauf 67a bei rotierender Eingangswelle 4 ermöglicht.
  • Die Kühlmittelfördereinrichtungen 66 der 15 und 16 sind gesamtheitlich so ausgebildet, dass sie sowohl in dem ersten Gehäusebereich 28a als auch in dem zweiten Gehäusebereich 28b jeweils einen Kühlmittelkreislauf 67a, 67b bei rotierender Eingangswelle 4 und somit rotierenden Kupplungen 7, 9 erzeugen. Die Strahlpumpe 73 / die Strahlpumpen 73 ist / sind zumindest teilweise an der Gehäusewand 29 integriert.
  • Wie ebenfalls in den 15 und 16 gezeigt, weist die jeweilige Kühlmittelfördereinrichtung 66 ein schematisch dargestelltes Ausförderelement 86a, 86b auf. Das Ausförderelement 86a, 86b ist so ausgebildet, dass es ein Umlenken des in Umfangsrichtung fließenden Kühlmittels in einen Kanal in Richtung radial innen ermöglicht. Das Ausförderelement 86a weist bspw. eine Schaufelkontur auf. Der Kanal ist bspw. durch eine Bohrung realisiert und verläuft zunächst axial zu der Gehäusewand 29 und von dort aus in radialer Richtung zur Eingangswelle 4 nach innen. Ein erstes Ausförderelement 86a ist in dem ersten Teilraum 69a untergebracht.
  • Auf gleiche Weise wie der erste Gehäusebereich 28a ist der zweite Gehäusebereich 28b unterteilt. Hierzu ist ein zweites (ebenfalls als Schottblech ausgebildetes) Schottelement 70 vorgesehen, das den zweiten Gehäusebereich 28b in zwei Teilräume 71a, 71b unterteilt. Gemäß 16 wird dadurch ebenfalls eine Fluidströmung von einem die zweite Betätigungseinheit 10b aufnehmenden zweiten Teilraum 71b in einen ersten Teilraum 71a ermöglicht. In dem ersten Teilraum 71a entsteht der zweite Kühlmittelkreislauf 67b, der die Reibelemente 14, 20 der zweiten Kupplung 9 in radialer Richtung umströmt und somit im Betrieb kühlt. Je Kupplung 7, 9 ist ein Ventilelement 74 angeordnet, das die Strömungsregulierung des Kühlmittels in den Kühlmittelkreisläufen 67a, 67b ermöglicht. Ein zweites Ausförderelement 86b ist in dem ersten Teilraum 71a untergebracht.
  • Dadurch werden insgesamt zwei unabhängig voneinander ansteuerbare hydraulische Teilsysteme 72a, 72b mit je einer Kühlmittelfördereinrichtung 66 oder alternativ zu einer Kühlmittelfördereinrichtung 66 zusammengefasst zur Verfügung gestellt, die jeweils den entsprechenden Kühlmittelkreislauf 67a, 67b seitens der jeweiligen Kupplung 7, 9 ansteuerbar macht. Dadurch ist eine effektive Kühlung der jeweiligen Kupplung 7, 9 ermöglicht.
  • Gemäß des gegenständlichen erfindungsgemäßen Aspekts, wie aus den 1 und 3 sowie in Verbindung mit den 4 und 5 hervorgeht, ist die als Reibungskupplung realisierte zweite Kupplung 9, die in weiteren Ausführungen auch als von der ersten Kupplung 7 und der elektrischen Maschine 5 losgelöste Einheit anzusehen ist, als selbstverstärkende Kupplung umgesetzt. Diese erfindungsgemäße zweite Kupplung 9 weist den mit dem zweiteiligen (ersten) Träger 35 ausgestatteten ersten Kupplungsbestandteil 13 auf. Das erste Trägerteil 15 dieses ersten Trägers 35 ist jener Bestandteil, der unmittelbar die mehreren ersten Reibelemente 14 drehfest sowie axial relativ zueinander verschieblich aufnimmt. Das erste Trägerteil 15 weist dazu auf typische Weise einen hülsenförmigen (zweiten) Aufnahmebereich 83 auf, zu dessen radialer Außenseite die ersten Reibelemente 14 angebracht sind. Das erste Trägerteil 15 weist zudem eine in axialer Richtung verschiebbare Anpressplatte 24 auf, die endseitig auf die Gesamtheit an Reibelementen 14, 20 der zweiten Kupplung 9 verstellend einwirkt. Die Anpressplatte 24 ist hierbei durch ein separat an dem zweiten Aufnahmebereich 83 aufgenommenes Plattenelement gebildet, kann jedoch in weiteren Ausführungen prinzipiell auch als eines der Reibelemente 14, 20 ausgebildet sein.
  • Mit dem ersten Trägerteil 15 ist das zweite Trägerteil 17 verbunden, welches zweite Trägerteil 17 jener Teil des ersten Trägers 35 ist, der unmittelbar (mittels einer Kerbverzahnung) auf der Eingangswelle 4 aufgesteckt ist. Das zweite Trägerteil 17 bildet auf einer der Anpressplatte 24 abgewandten axialen Seite der Gesamtheit an Reibelementen 14, 20 einen Gegenstützbereich 64 aus. Der Gegenstützbereich 64 dient zur unmittelbaren Abstützung einer die Reibelemente 14, 20 in einer geschlossenen Stellung der zweiten Kupplung 9 zusammendrückenden Axialkraft / Betätigungskraft. Die Betätigungskraft wird in der geschlossenen Stellung auf typische Weise über den zweiten Betätigungskrafteinleitmechanismus 23b auf die Gesamtheit der Reibelemente 14, 20 (über die Anpressplatte 24) eingeleitet.
  • Der zweite Betätigungskrafteinleitmechanismus 23b ist an dem zweiten Trägerteil 17 fixiert. Hierbei werden mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Stehbolzen 80 verwendet, um einen aus einem separaten Blech geformten Lagerungsabschnitt 81 des zweiten Betätigungskrafteinleitmechanismus 23b fest an dem zweiten Trägerteil 17 zu fixieren bzw. als Bestandteil dieses zweiten Trägerteils 17 auszuführen. An dem Lagerungsabschnitt 81 ist das Hebelelement 22 schwenkbar gelagert. Das Hebelelement 22 ist bspw. als Tellerfeder realisiert. Auf das Hebelelement 22 wirkt ein zweites Betätigungslager 12b und auf dieses zweite Betätigungslager 12b wiederum der zweite Hebelaktor 11b der zweiten Betätigungseinheit 10b.
  • Entlang eines Umfangs einer gedachten um die zentrale Drehachse 19 herum verlaufenden Kreislinie sind mehrere Blattfedereinheiten 16 zwischen den beiden Trägerteilen 15, 17 verteilt vorgesehen. Jede Blattfedereinheit 16 weist mehrere, hier exemplarisch fünf, Blattfedern 18 auf, die zu einem Blattfederpaket angeordnet sind. Demnach sind die Blattfedern 18 innerhalb einer Blattfedereinheit 16 im Wesentlichen gleich ausgebildet und liegen flächig aufeinander auf. Jede Blattfeder 18 der Blattfedereinheit 16, wie in Verbindung mit 4 besonders gut zu erkennen, ist mit einem Anstellwinkel α versehen. Der Anstellwinkel α ist so gewählt, dass in der geschlossenen Stellung der zweiten Kupplung 9 ein durch die Kupplung 9 in einer Antriebsdrehrichtung (Zug) übertragenes Drehmoment die Axialkraft / Betätigungskraft der zweiten Kupplung 9 selbstverstärkend erhöht. Demnach wird zusätzlich die Kraft Fz aufgebracht, um die vorhandene axiale Betätigungskraft F zu erhöhen. Bei einer dieser Antriebsdrehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung (Schub) wird hingegen die Axialkraft um einen entsprechenden Betrag herabgesenkt. Wie in Verbindung mit 5 des Weiteren zu erkennen, erhöht sich prinzipiell der Verstärkungsfaktor mit einem zunehmenden Anstellwinkel α der jeweiligen Blattfeder 18. Hierbei wird deutlich, dass der Anstellwinkel α vorzugsweise zwischen 6° und 10°, besonders bevorzugt zwischen 6,5° und 9,5° gewählt ist. Dies stellt einen besonders geeigneten Kompromiss zwischen einer Verstärkung der Axialkraft sowie einer Stabilität der Blattfedern 18 dar.
  • In 3 sind zwei der Blattfedereinheiten 16 im Schnitt zu erkennen, wobei eine erste Blattfedereinheit 16 seitens ihres, an dem ersten Trägerteil 15 (über einen Niet 82) fixierten, ersten Ende zu erkennen ist und eine zweite Blattfedereinheit 16 seitens ihres, an dem zweiten Trägerteil 17 (über einen Niet 82) fixierten zweiten Ende zu erkennen ist.
  • In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass gemäß weiter bevorzugten Ausführungen auch die Trennkupplung 7 als selbstverstärkende Kupplung gemäß dem Aufbau der zweiten Kupplung 9 umgesetzt ist.
  • Der zweite Träger 39 weist weiter einen zweiten Hülsenbereich 75 auf, zu dessen radialer Innenseite die mehreren zweiten Reiblamellen 51b drehfest sowie relativ zueinander axial verschiebbar aufgenommen sind.
  • In anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß ein Automatikgetriebe 30 mit am Getriebeausgang 2 angeordneter P3-E-Maschine 5, die mittels einer Trennkupplung 7 zu- und abkoppelbar ist und optional einer Allradkupplung 9 (sog. Quattro-Kupplung) zum Zu- bzw. Abschalten der Kardanwelle 25, die zum Verteilergetriebe 32 führt, vorgesehen. Das System besteht somit aus einer Hybridisierung des Getriebes 3, die die klassischen Hybridfunktionen realisieren kann (elektrisches Fahren, Brems- und Schub-Energierückgewinnung, Segeln, Boost) bestehend aus E-Maschine 5 mit Trennkupplung 7 und aus der Allradkupplung 9, die bei Bedarf die Kardanwelle 25 schalten kann. Das System ist modular angeordnet, so dass die Hybridisierung sowohl in einem Frontantrieb als auch in einem Allradantrieb eingebaut werden kann. (mit oder ohne Quattro-Einheit), das heißt die Allradkupplung kann auch weggelassen werden bei Frontantriebsapplikationen. Aus Bauraumgründen ist die E-Maschine 5 über eine Zahnradstufe 26 achsparallel mit dem Antriebsstrang 31 und der Trennkupplung 7 verbindbar. Die Trennkupplung 7 befindet sich im Kraftfluss nach der Zahnradstufe 26 und vor dem Triebstrang 31. Dadurch werden die Zahnradverluste und Lagerschleppmomentverluste bei geöffneter Trennkupplung 7 vermieden. Ein integrierter passiver Umfördermechanismus 66 inkl. Schottelement 68, 70 verhindert das Planschen der Kupplungen 7, 9 im Ölsumpf und realisiert die Kupplungskühlung. Beide Kupplungen 7, 9 werden durch einen mechanischen Aktor 11a, 11b betätigt, die auf einer zentralen Gehäusewand 29 gelagert sind. Die Trennkupplung 7 wird somit von der Hinterseite betätigt und die Quattro-Kupplung 9 von der Vorderseite. Dies ermöglicht auf einfache Art und Weise eine Modularisierung.
  • Prinzipiell könnte man im Falle der Allradkupplung / Allradtrennkupplung (zweite Kupplung 9), die ein sehr hohes Moment übertragen soll, über eine große Hebelübersetzung oder eine große Anzahl von Lamellen 14, 20 das Drehmoment übertragen. Allerdings bestehen im Fahrmodus Frontantrieb (d.h. Allradkupplung offen) hohe Anforderungen an ein geringes Schleppmoment, was eine geringe Lamellenanzahl und hohe Anpresskräfte erfordert. Weiterhin sollen die Eckenergie (Einrückkraft mal Einrückweg) klein gehalten werden, um Aktoren mit niedrigem Energieverbrauch einzusetzen. Hier ist der Hebelaktor vorgesehen. Daher kommt gemäß der erfindungsgemäßen Ausführung eine sogenannte integrierte Selbstverstärkung zum Einsatz.
  • Der Innenlamellenträger (erster Träger 35) ist geteilt ausgeführt und über Blattfedern 18 mit der Nabe verbunden. Die Blattfedern 18 werden in Umfangsrichtung eingebaut und übertragen das gesamte Drehmoment. Weiterhin ermöglichen sie eine axiale Verschiebung des Innenlamellenträgers 35 (inklusive Anpressplatte 24) und kann die erforderliche Rückstellkraft für den Aktor 11b erzeugen. Die Blattfedern 18 sind so eingebaut, dass sie im geschlossenen Zustand der Kupplung 9 eine Aufstellung aufweisen. Das bei geschlossener Kupplung 9 übertragene Drehmoment, welches komplett über die Blattfedern 18 geleitet wird, führt zu einer zusätzlichen Axialkraft, die auf das Lamellenpaket 14, 20 wirkt. Hierbei wird die an den Blattfedern 18 anliegende Umfangskraft aufgrund der axialen Aufstellung der Blattfedern 18 in eine axiale Zusatzkraft umgewandelt (4). Die Blattfedern 18 sind dabei so eingebaut, dass das Zugmoment verstärkt wird. Die Verstärkungskraft wird dabei intern abgestützt. In der entgegengerichteten Momentenrichtung (Schubrichtung) erfolgt eine Reduktion der statischen Anpresskraft und damit des übertragbaren Drehmoments. Die Verstärkungswirkung der Blattfedern 18 kann durch Variation des Aufstellwinkels verändert werden. Weitere Einflussparameter auf die Verstärkung sind Reibwert, Lamellenzahl, mittlerer Reibradius sowie Wirkdurchmesser der Blattfeder 18. Diese sind jedoch durch die Bauraumabmessungen weitestgehend festgelegt und können nur bedingt variiert werden. Diese Lösung der hebelbetätigten Kupplung 9 mit Selbstverstärkung kann allgemein in Kupplungen 9 eingesetzt werden und ist nicht zwingend im Bereich Trennkupplung gebunden. Die Aktorkraft wird über einen Hebelmechanismus 59 eingeleitet wird. Der Hebelmechanismus 59 selbst wird über Stehbolzen 80 abgestützt und auf die Nabe übertragen, die wiederum auf der Welle 4 gelagert ist. Die Kupplung 9 ist folglich nicht direkt betätigt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebsstrangeinheit
    2
    Ausgang
    3
    Getriebe
    4
    Eingangswelle
    5
    elektrische Maschine
    6
    Rotor
    7
    Trennkupplung / erste Kupplung
    8
    Ausgangswelle
    9
    Reibungskupplung / zweite Kupplung
    10a
    erste Betätigungseinheit
    10b
    zweite Betätigungseinheit
    11a
    erster Hebelaktor
    11b
    zweiter Hebelaktor
    12a
    erstes Betätigungslager
    12b
    zweites Betätigungslager
    13
    erster Kupplungsbestandteil der Reibungskupplung
    14
    erstes Reibelement der Reibungskupplung
    15
    erstes Trägerteil
    16
    Blattfedereinheit
    17
    zweites Trägerteil
    18
    Blattfeder
    19
    Drehachse
    20
    zweites Reibelement der Reibungskupplung
    21
    zweiter Kupplungsbestandteil der Reibungskupplung
    22
    Hebelelement
    23a
    erster Betätigungskrafteinleitmechanismus
    23b
    zweiter Betätigungskrafteinleitmechanismus
    24
    Anpressplatte
    25
    Kardanwelle
    26
    Zahnradstufe
    27
    Gehäuse
    28a
    erster Gehäusebereich
    28b
    zweiter Gehäusebereich
    29
    Gehäusewand
    30
    Getriebeeinheit
    31
    Antriebsstrang
    32
    Differentialgetriebe
    33
    Verbrennungsmotor
    34
    erstes Modul
    35
    erster Träger der Reibungskupplung
    36
    Lagersockel
    37a
    erstes Wälzlager
    37b
    zweites Wälzlager
    37c
    drittes Wälzlager
    37d
    viertes Wälzlager
    38
    erster Aufnahmebereich
    39
    zweiter Träger der Reibungskupplung
    40
    Kerbverzahnung
    41
    erster Hülsenbereich
    42
    Rotordrehachse
    43
    Rotorwelle
    44
    Hauptgehäusebestandteil
    45
    Sicherungsring
    46
    Stützlager
    47
    Nebengehäusebestandteil
    48
    erster Kupplungsbestandteil der Trennkupplung
    49
    zweiter Kupplungsbestandteil der Trennkupplung
    50a
    erster Träger der Trennkupplung
    50b
    zweiter Träger der Trennkupplung
    51a
    erste Reiblamelle der Trennkupplung
    51b
    zweite Reiblamelle der Trennkupplung
    52
    Steuerungssystem
    53
    zweites Modul
    54
    Kupplungseinrichtung
    55
    Ausgleichsscheibe
    56
    Verzahnung
    57
    Zahnrad
    58
    Elektromotor
    59
    Hebelmechanismus
    60
    Schwenklagerung
    61
    Stellglied
    62
    Durchgangsloch
    63
    Befestigungsmittel
    64
    Gegenstützbereich
    65
    Lagerflansch
    66
    Kühlmittelfördereinrichtung
    67a
    erster Kühlmittelkreislauf
    67b
    zweiter Kühlmittelkreislauf
    68
    erstes Schottelement
    69a
    erster Teilraum des ersten Gehäusebereiches
    69b
    zweiter Teilraum des ersten Gehäusebereiches
    70
    zweites Schottelement
    71a
    erster Teilraum des zweiten Gehäusebereiches
    71b
    zweiter Teilraum des zweiten Gehäusebereiches
    72a
    erstes Teilsystem
    72b
    zweites Teilsystem
    73
    Strahlpumpe
    74
    Ventilelement
    75
    zweiter Hülsenbereich
    76
    Grundkörper
    77
    Stützelement
    78
    Lagerbereich
    79
    Getriebegehäuse
    80
    Stehbolzen
    81
    Lagerungsabschnitt
    82
    Niet
    83
    zweiter Aufnahmebereich
    84
    Öffnung
    85
    drittes Modul
    86a
    erstes Ausförderelement
    86b
    zweites Ausförderelement
  • 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
    • DE 102004009832 A1 [0023, 0045]
    • DE 102012211487 A1 [0023]

Claims (10)

  1. Antriebsstrangeinheit (1) für ein Hybridfahrzeug, mit einer zum drehfesten Anbringen an einem Ausgang (2) eines Getriebes (3) vorbereiteten Eingangswelle (4), einer elektrischen Maschine (5), einer zwischen einem Rotor (6) der elektrischen Maschine (5) und der Eingangswelle (4) wirkend eingesetzten Trennkupplung (7), und/oder einer zwischen der Eingangswelle (4) und einer Ausgangswelle (8) wirkend eingesetzten Reibungskupplung (9), wobei mit der Trennkupplung (7) und/oder der Reibungskupplung (9) eine Betätigungseinheit (10b) wirkverbunden ist, welche Betätigungseinheit (10b) einen Hebelaktor (11b) oder einen Scharnieraktor und ein durch den Hebelaktor (11b) oder den Scharnieraktor verschiebbares Betätigungslager (12b) aufweist.
  2. Antriebsstrangeinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (7) und/oder die Reibungskupplung (9) als selbstverstärkende Kupplung ausgebildet sind/ist.
  3. Antriebsstrangeinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Kupplungsbestandteil (13) der Reibungskupplung (9) ein, zumindest ein erstes Reibelement (14) aufnehmendes, erstes Trägerteil (15) und ein, mittels zumindest einer Blattfedereinheit (16) drehfest mit dem ersten Trägerteil (15) verbundenes, zweites Trägerteil (17) aufweist, wobei eine Blattfeder (18) der zumindest einen Blattfedereinheit (16) derart ausgestaltet und in der geschlossenen Stellung in einem Anstellwinkel relativ zu einer normal zu einer Drehachse (19) der Eingangswelle (4) ausgerichteten Bezugsebene angestellt ist, dass das zumindest eine erste Reibelement (14) an zumindest ein zweites Reibelemente (20) eines zweiten Kupplungsbestandteils (21) in einer Antriebsdrehrichtung des ersten Kupplungsbestandteils (13) mit einer zusätzlichen Axialkraft beaufschlagt sind.
  4. Antriebsstrangeinheit (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Blattfedereinheit (16) mehrere zu einem Blattfederpaket angeordnete Blattfedern (18) aufweist.
  5. Antriebsstrangeinheit (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Blattfedereinheiten (16) entlang eines Umfangs der Trägerteile (15, 17) verteilt angeordnet sind.
  6. Antriebsstrangeinheit (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Blattfedereinheit (16) radial innerhalb der Reibelemente (14, 20) angeordnet ist.
  7. Antriebsstrangeinheit (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein zumindest ein Hebelelement (22) oder einen Drucktopf (61) aufweisender, mit dem Hebelaktor (11b) oder dem Scharnieraktor wirkverbundener Betätigungskrafteinleitmechanismus (23b) an dem zweiten Trägerteil (17) aufgenommen ist.
  8. Antriebsstrangeinheit (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskrafteinleitmechanismus (23b) eine auf die Gesamtheit aus Reibelementen (14, 20) verschiebend einwirkende, mit dem ersten Trägerteil (15) verbundene Anpressplatte (24) aufweist.
  9. Getriebeeinheit (30) für ein Hybridfahrzeug, mit der Antriebsstrangeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einem mit der Eingangswelle (4) der Antriebsstrangeinheit (1) verbundenen Getriebe (3).
  10. Antriebsstrang (31) für ein Hybridfahrzeug, mit der Getriebeeinheit (30) nach Anspruch 9 und einem mit der Ausgangswelle (8) der Antriebsstrangeinheit (1) drehfest gekoppelten Differentialgetriebe (32).
DE102019109432.1A 2018-06-04 2019-04-10 Antriebsstrangeinheit für ein Hybridfahrzeug, Getriebeeinheit sowie Antriebsstrang Withdrawn DE102019109432A1 (de)

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