DE102020121623A1

DE102020121623A1 - Hybridmodul

Info

Publication number: DE102020121623A1
Application number: DE102020121623.8A
Authority: DE
Inventors: Florian Treffeisen; Markus Heitbaum; Björn Reuter; Yannick Strub; Martin Loth
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2020-08-18
Publication date: 2021-10-28
Also published as: CN219282281U; WO2021213571A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridmodul (1) zum An- und Abkoppeln eines Verbrennungsmotors (4) an einen und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektromotor (6) und einer Trennkupplung (7), die in radialer Richtung (R) des Hybridmoduls (1) innerhalb des Elektromotors (6) angeordnet ist, und die eine Gegendruckplatte (24), einen mit der Gegendruckplatte (24) drehfest verbundenen Kupplungsdeckel (26), eine in axialer Richtung (A) des Hybridmoduls (1) begrenzt verlagerbare Anpressplatte (25) und eine zwischen der Gegendruckplatte (24) und der Anpressplatte (25) reibschlüssig klemmbare Kupplungsscheibe (17) aufweist, wobei der Kupplungsdeckel (26) mehrere, in Umfangsrichtung (U) des Hybridmoduls (1) verteilt angeordnete Durchbrechungen (28) aufweist, durch die sich Zungen (39) einer Fliehkraftkompensationseinrichtung (36) in radialer Richtung (R) hindurch erstrecken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridmodul zum An- und Abkoppeln eines Verbrennungsmotors an einen und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Das Hybridmodul weist einen Elektromotor und eine Trennkupplung auf, die in radialer Richtung des Hybridmoduls innerhalb des Elektromotors angeordnet ist, und die eine Gegendruckplatte, eine in axialer Richtung des Hybridmoduls begrenzt verlagerbare Anpressplatte und eine zwischen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte reibschlüssig klemmbare Kupplungsscheibe aufweist.
Ein Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs umfasst üblicherweise eine Kombination aus einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor, und ermöglicht - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfügbarkeit bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch den Verbrennungsmotor und den Elektromotor anzutreiben. Im Hybridfahrzeug ersetzt der Elektromotor meist zum einen den früher üblichen Anlasser für den Verbrennungsmotor und zum anderen die früher übliche Lichtmaschine, um eine Gewichtszunahme des Hybridfahrzeugs gegenüber ausschließlich verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen zu reduzieren.
Wie aus der EP 0 773 127 A1 bekannt ist, kann zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor eine Trennkupplung angeordnet sein, um den Verbrennungsmotor vom Elektromotor und vom restlichen Antriebsstrang des Hybridfahrzeugs abzutrennen. Bei rein elektrischer Betriebsweise wird dann die Trennkupplung, die auch als KO-Kupplung bezeichnet wird, geöffnet und der Verbrennungsmotor abgeschaltet, so dass das Antriebsmoment des Hybridfahrzeugs ausschließlich vom Elektromotor aufgebracht wird.
Derartige Trennkupplungen werden üblicherweise mittels eines hydraulischen Betätigungssystems betätigt. Ein hydraulisches Betätigungssystem verfügt in der Regel über einen Geberzylinder, der den am Geberzylinder erzeugten Druck über eine hydraulische Druckleitung an einen Nehmerzylinder überträgt. Der Nehmerzylinder überträgt mittels eines in axialer Richtung verlagerbaren Kolbens, und unter Zwischenschaltung eines Kupplungsausrücklagers, den hydraulischen Druck auf ein Hebelsystem, mittels dessen ein Reibschluss an der Trennkupplung ausgebildet oder gelöst wird. Vollhydraulische Betätigungssysteme, wie sie in der Regel bei Hybridmodulen zum Einsatz kommen, können beispielsweise mit einem Zentralausrücker ausgestattet sein, der häufig auch als Concentric Slave Cylinder (CSC) bezeichnet wird. Diese auf einem Zentralausrücker basierenden Betätigungssysteme benötigen innerhalb eines Hybridmoduls einen vergleichsweise großen Bauraum.
Ein Hybridmodul kann abhängig von der Anordnung bzw. vom Eingriffspunkt des Elektromotors in den Antriebsstrang in die folgenden Kategorien P0 bis P5 eingeteilt werden:

P0: Der Elektromotor ist im Drehmomentpfad vor dem Verbrennungsmotor angeordnet und beispielsweise über einen Riemen mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt. Bei dieser Anordnung des Elektromotors wird dieser auch gelegentlich als Riemenstartergenerator (RSG) bezeichnet.

P1: Der Elektromotor ist im Drehmomentpfad direkt hinter dem Verbrennungsmotor angeordnet. Die Anordnung des Elektromotors kann beispielsweise kurbelwellenfest im Drehmomentpfad vor der Anfahr- bzw. Gangwechselkupplung erfolgen.
P2: Der Elektromotor ist im Drehmomentpfad zwischen einer häufig als KO-Kupplung bezeichneten Trennkupplung und der Anfahr- bzw. Gangwechselkupplung, aber im Drehmomentpfad vor dem Fahrzeuggetriebe, angeordnet.
P3: Der Elektromotor ist im Fahrzeuggetriebe und/oder auf der Getriebeausgangswelle angeordnet.
P4: Der Elektromotor ist an einer bestehenden oder separaten Fahrzeugachse angeordnet.
P5: Der Elektromotor ist am oder im angetriebenen Fahrzeugrad angeordnet, beispielsweise als Radnabenmotor.

Die zur Hybridisierung konventioneller Antriebsstränge benötigten Trennkupplungen müssen verglichen mit konventionellen Anfahr- bzw. Gangwechselkupplungen besonderen Anforderungen hinsichtlich Baugröße und Energieeffizienz genügen. Insbesondere Trennkupplungen für P2-Hybridmodule müssen im offenen bzw. ausgerückten Zustand besonders schleppmomentarm sein. Wenn das Kraftfahrzeug vom Elektromotor angetrieben wird und der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist, treten in der ausgerückten Trennkupplung häufig für längere Zeit hohe Differenzdrehzahlen zwischen der Antriebsseite und der Abtriebsseite der Trennkupplung auf. Selbst kleine, in der Trennkupplung auftretende Schleppmomente können dabei wegen der großen Differenzdrehzahlen schnell zu unzulässig großen Energieeinträgen führen. Sind die Energieeinträge in der ausgerückten Trennkupplung zu hoch, kann dies zu erhöhtem Verschleiß der Reibbeläge der Kupplungsscheibe und somit zum frühzeitigen Ausfall der Trennkupplung führen. Hohe Energieeinträge in die ausgerückte Trennkupplung können auch die Reichweite, die das Kraftfahrzeug mit einer Batterieladung ohne Unterstützung des Verbrennungsmotors zurücklegen kann, negativ beeinflussen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hybridmodul anzugeben, das eine möglichst kompakte Bauform ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Hybridmodul mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Bevorzugte Ausgestaltungen des Hybridmoduls sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Hybridmodul zum An- und Abkoppeln eines Verbrennungsmotors an einen und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, mit einem Elektromotor und einer Trennkupplung, die in radialer Richtung des Hybridmoduls innerhalb des Elektromotors angeordnet ist, und die eine Gegendruckplatte, eine in axialer Richtung des Hybridmoduls begrenzt verlagerbare Anpressplatte und eine zwischen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte reibschlüssig klemmbare Kupplungsscheibe aufweist, wobei der Elektromotor einen Rotor aufweist, der durch einen Rotorsteg bezüglich eines Stators des Elektromotors verdrehbar abgestützt ist, wobei die Gegendruckplatte den Rotorsteg bildet. Da die Gegendruckplatte den Rotorsteg bildet, d.h. Gegendruckplatte und Rotorsteg ein Bauteil sind, wobei dieses Bauteil die Funktionen der Gegendruckplatte, nämlich die Bereitstellung einer in axialer Richtung nicht verlagerbaren, d.h. axialfesten Reibfläche zur reibschlüssigen Anlage der Kupplungsscheibe, und des Rotorstegs, nämlich die mittelbare oder unmittelbare Abstützung des Rotors in radialer und axialer Richtung, ineinander vereint, wird zumindest ein separates Bauteil eingespart, wodurch insbesondere Bauraum in axialer Richtung eingespart werden kann.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Kupplungsscheibe drehfest und in axialer Richtung fest mit einer mit dem Verbrennungsmotor drehverbindbaren Eingangswelle verbunden. Somit ist die im Vergleich zur Gegendruckplatte und zur Anpressplatte vergleichsweise geringe Masse der Kupplungsscheibe dem Verbrennungsmotor zugeordnet, was beim An- und Abkoppeln des Verbrennungsmotors, insbesondere im Hinblick auf eine niedrigere Massenträgheit, Vorteile hat. Hierdurch ist es möglich, dass verbrennungsmotorseitige Torsionsschwingungsdämpfer kleiner dimensioniert werden können oder gänzlich entfallen können, wodurch weiterer Bauraum eingespart werden kann.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Eingangswelle einen Flansch aufweist, an dem zumindest ein Reibbelag der Kupplungsscheibe, der mit dem als Gegendruckplatte ausgebildeten Rotorsteg und/oder der in axialer Richtung begrenzt verlagerbaren Anpressplatte reibschlüssig klemmbar ist, über zumindest ein Federblech drehfest und in axialer Richtung elastisch angebunden ist. Durch diese Art der Anbindung kann auf eine Verschiebbarkeit der Kupplungsscheibe in axialer Richtung verzichtet werden, ohne das Schleppmoment der Trennkupplung des Hybridmoduls durch geringfügige Anlage des Reibbelags der Kupplungsscheibe an der Gegendruckplatte oder der Anpressplatte in ausgerücktem Zustand der Trennkupplung zu vergrößern. Auch auf diese Art und Weise kann Bauraum in axialer Richtung des Hybridmoduls eingespart werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der als Gegendruckplatte ausgebildete Rotorsteg durch ein Rotorlager in axialer Richtung ortsfest und verdrehbar an einem den Stator tragenden Gehäuse des Elektromotors gelagert. Durch die Integration von Trennkupplung und Elektromotor in diesem Bereich wird der benötigte Bauraum zusätzlich verringert.
Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang von Vorteil, wenn das Gehäuse des Elektromotors einen Gehäusekragen aufweist, auf dessen Außenseite das Rotorlager angeordnet ist, und durch dessen Inneres sich die mit dem Verbrennungsmotor drehverbindbare Eingangswelle erstreckt, die über ein eingangsseitiges Lager an der Innenseite des Gehäusekragens verdrehbar gelagert ist. Diese Art und Weise der Integration von Bauteilen auf der Eingangsseite des Hybridmoduls verringert den benötigten Bauraum des Hybridmoduls zusätzlich.
In dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel dreht das Rotorlager zwischen Rotor und Gehäusekragen dauerhaft, während das eingangsseitige Lager zwischen Gehäusekragen und Rotorwelle nur im geschlossenen Zustand der Trennkupplung mitdreht. Gehäuse und Rotor können in einer anderen Anordnung ihre Plätze tauschen, so dass radial von außen nach innen die Anordnung Rotorwelle → eingangsseitiges Lager → Rotor → Rotorlager → Gehäusekragen entsteht. In diesem Fall würde das Rotorlager wieder dauerhaft mitdrehen, das eingangsseitige Lager würde aber nur im geöffneten Zustand der Trennkupplung drehen. Je nach Zeitanteilen der Trennkupplung (offen gegen geschlossen) kann mit der Anordnung eine Optimierung der Schleppmomente erreicht werden. Das eingangsseitige Lager sollte dabei so angeordnet werden, dass es möglichst wenig Betriebszeit dreht.
Es ist von Vorteil, wenn der als Gegendruckplatte ausgebildete Rotorsteg in radialer Richtung außerhalb der Kupplungsscheibe mit einem Rotorträger verbunden ist, oder in einen Rotorträger übergeht, auf dessen Außenseite der Rotor drehfest mit dem Rotorträger ausgebildet ist.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Rotorträger drehfest mit einem Kupplungsdeckel verbunden ist, an den die Anpressplatte über Blattfedern drehfest und in axialer Richtung begrenzt verlagerbar angebunden ist. Beide vorangegangenen Maßnahmen verringern den Bauraum des Hybridmoduls zusätzlich.
Vorzugsweise ist der Rotorträger drehfest mit einem ausgangsseitigen Torsionsschwingungsdämpfer, vorzugsweise mit einem Fliehkraftpendel, verbunden, und ein Ausgangsflansch des ausgangsseitigen Torsionsschwingungsdämpfers ist vorzugsweise mit einer Steckverzahnung einer Ausgangswelle, beispielsweise einer Getriebeeingangswelle, drehfest in Eingriff bringbar. Insbesondere im Hinblick auf eine kompakte Bauform und eine große Dämpferkapazität ist es von Vorteil, wenn als ausgangsseitiger Torsionsschwingungsdämpfer ein Pendelwippendämpfer zum Einsatz kommt, da dieser auch bei einem vergleichsweise geringen Außendurchmesser noch eine große Dämpferkapazität aufweist.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist über eine Innenfläche der Ausgangswelle eine, vorzugsweise drehfest mit dem Kupplungsdeckel verbundene, hydraulische Betätigungseinrichtung zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung öldicht, aber verdrehbar, angebunden. Das Vorsehen einer Verdrehbarkeit ist durch die Anbindung des ausgangsseitigen Torsionsschwingungsdämpfers erforderlich. Alternativ ist es jedoch auch möglich, wenn kein ausgangsseitiger Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen ist, auf die Verdrehbarkeit zu verzichten, und somit die Lagerung und Absicherung gegen Ölleckagen zu vereinfachen.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die drehfeste und axialfeste Verbindung des Kupplungsdeckels und/oder des ausgangsseitigen Torsionsschwingungsdämpfers in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung innerhalb des Stators des, vorzugsweise als Innenläufer ausgebildeten, Elektromotors angeordnet. Auch hierdurch wird der Bauraum, den das Hybridmodul benötigt, weiter verringert, insbesondere wenn die besagte Verbindung sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung innerhalb des Stators angeordnet ist. Der in radialer Richtung außen angeordnete Stator des Elektromotors definiert somit den größten Außendurchmesser, den das Hybridmodul als Bauraum benötigt.
Gemäß einem zweiten Aspekt, der vorzugsweise auch unabhängig vom ersten Aspekt und/oder den vorangegangenen, bevorzugten Ausführungsbeispielen betrachtet werden kann, wird ein Hybridmodul zum An- und Abkoppeln eines Verbrennungsmotors an einen und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, mit einem Elektromotor und einer Trennkupplung, die in radialer Richtung des Hybridmoduls innerhalb des Elektromotors angeordnet ist, und die eine Gegendruckplatte, einen mit der Gegendruckplatte drehfest verbundenen Kupplungsdeckel, eine in axialer Richtung des Hybridmoduls begrenzt verlagerbare Anpressplatte und eine zwischen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte reibschlüssig klemmbare Kupplungsscheibe aufweist, wobei das Hybridmodul ferner eine hydraulische Betätigungseinrichtung zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung aufweist, die drehfest und axialfest am Kupplungsdeckel befestigt ist. Durch die Integration der Betätigungseinrichtung in das Hybridmodul wird der Bauraum des Hybridmoduls weiter verringert, da auf zusätzliche externe Schnittstellen verzichtet werden kann.
Vorzugsweise ist die von der Betätigungseinrichtung zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung aufzubringende Betätigungskraft frei von relativ verdrehbaren Bauteilen vollständig innerhalb des Hybridmoduls abgestützt. Somit kann auf externe Bauteile zum Abstützen der Betätigungskraft verzichtet werden, wodurch der benötigte Bauraum weiter verringert wird.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Fluss der Betätigungskraft durch das Hybridmodul unter Beteiligung zumindest der nachfolgenden Abfolge von Bauteilen des Hybridmoduls geschlossen ist: Gehäuse der Betätigungseinrichtung, Betätigungskolben, Anpressplatte, reibschlüssig geklemmte Kupplungsscheibe, Gegendruckplatte, Rotorträger des Elektromotors, Kupplungsdeckel, Gehäuse der Betätigungseinrichtung.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Trennkupplung direkt betätigt, so dass der Weg, den die Betätigungseinrichtung zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung zurücklegt, dem Weg entspricht, den die Anpressplatte zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung zurücklegt. Das Übersetzungsverhältnis der Trennkupplung ist somit eins zu eins. Dadurch ist es möglich, eine Betätigungseinrichtung mit einem sehr kurzen Betätigungshub einzusetzen, wodurch der Weg, der für den Betätigungshub erforderlich ist und im Bauraum des Hybridmoduls vorzuhalten ist, sehr gering ist. Damit wird der Bauraum des Hybridmoduls weiter verringert.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist im Fluss der Betätigungskraft zwischen einem bzw. dem Betätigungskolben der Betätigungseinrichtung und der Anpressplatte ein Drucktopf angeordnet. Durch den Drucktopf kann die Betätigungskraft auf einfache Art und Weise auf die Anpressplatte übertragen werden.
Vorzugsweise weist der Kupplungsdeckel einen Innenrand auf, an dem ein Außenrand des Gehäuses der Betätigungseinrichtung in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung anliegt. Auf diese Art und Weise kann die Betätigungseinrichtung am Kupplungsdeckel ohne Zwischenschaltung weiterer Bauteile in Position gehalten werden, wodurch sich der Bauraum, den das Hybridmodul benötigt, verringert.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das Gehäuse der Betätigungseinrichtung über einen gehäuseseitigen Sicherungsring am Kupplungsdeckel befestigt ist. Da der Sicherungsring lösbar ist, wird auf diese Art und Weise ein zerstörungsfreier Austausch der Betätigungseinrichtung im Schadensfall ermöglicht, ohne hierfür zusätzlichen Bauraum vorhalten zu müssen.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Kupplungsdeckel in radialer Richtung außerhalb des Innenrands einen getopften Bereich auf, in den sich ein Teil eines bzw. des Betätigungskolbens der Betätigungseinrichtung, und vorzugsweise ein Teil eines bzw. des Drucktopfs, in axialer Richtung hinein erstreckt. Durch diese Art der Anordnung der Bauteile des Hybridmoduls kann der in axialer Richtung benötigte Bauraum für das Hybridmodul weiter verringert werden.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse der Betätigungseinrichtung in radialer Richtung innerhalb des Außenrands einen Gehäusekragen auf, über den die Betätigungseinrichtung verdrehbar an einer Ausgangswelle, beispielweise einer Getriebeeingangswelle, vorzugsweise öldicht, angebunden ist. Auch hierdurch kann der vom Hybridmodul benötigte Bauraum weiter verringert werden.
Gemäß einem dritten Aspekt, der vorzugsweise unabhängig vom ersten und/oder zweiten Aspekt und/oder den vorangegangenen, bevorzugten Ausführungsbeispielen betrachtet werden kann, wird ein Hybridmodul zum An- und Abkoppeln eines Verbrennungsmotors an einen und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, mit einem Elektromotor und einer Trennkupplung, die in radialer Richtung des Hybridmoduls innerhalb des Elektromotors angeordnet ist, und die eine Gegendruckplatte, einen mit der Gegendruckplatte drehfest verbundenen Kupplungsdeckel, eine in axialer Richtung des Hybridmoduls begrenzt verlagerbarer Anpressplatte und eine zwischen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte reibschlüssig klemmbare Kupplungsscheibe aufweist, wobei das Hybridmodul ferner eine hydraulische Betätigungseinrichtung zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung aufweist, die in radialer Richtung über einen Innendurchmesser des Kupplungsdeckels zentriert ist. Dadurch, dass die hydraulische Betätigungseinrichtung zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung über einen Innendurchmesser des Kupplungsdeckels zentriert ist, kann auf weitere Bauteile zur Zentrierung der Betätigungseinrichtung verzichtet werden, wodurch sich der benötigte Bauraum des Hybridmoduls verringert.
Vorzugsweise ist die Betätigungseinrichtung konzentrisch mit dem Kupplungsdeckel und/oder mit einer mit der Trennkupplung verbundenen Ausgangswelle, beispielsweise einer Getriebeeingangswelle. Dieser konzentrische Aufbau führt insbesondere in radialer Richtung zu einem verringerten Bauraumbedarf des Hybridmoduls.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Betätigungseinrichtung öldicht an die Ausgangswelle angebunden und durch die Ausgangswelle mit Hydrauliköl versorgbar. Separate Hydraulikleitungen sind daher nicht erforderlich, wodurch sich der Bauraumbedarf des Hybridmoduls verringert.
Vorzugsweise weist das Gehäuse der Betätigungseinrichtung in radialer Richtung innerhalb des Außenrands einen Gehäusekragen auf, über den die Betätigungseinrichtung verdrehbar und öldicht an der Ausgangswelle angebunden ist, wodurch sich der vom Hybridmodul benötigte Bauraum verringert.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Betätigungseinrichtung drehfest und axialfest am Kupplungsdeckel befestigt.
Gemäß einem vierten Aspekt, der vorzugsweise unabhängig vom ersten und/oder zweiten und/oder dritten Aspekt und/oder den vorangegangenen, bevorzugten Ausführungsbeispielen betrachtet werden kann, wird ein Hybridmodul zum An- und Abkoppeln eines Verbrennungsmotors an einen und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, mit einem Elektromotor und einer Trennkupplung, die in radialer Richtung des Hybridmoduls innerhalb des Elektromotors angeordnet ist, und die eine Gegendruckplatte, einen mit der Gegendruckplatte drehfest verbundenen Kupplungsdeckel, eine in axialer Richtung des Hybridmoduls begrenzt verlagerbarer Anpressplatte und eine zwischen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte reibschlüssig klemmbare Kupplungsscheibe aufweist, wobei der Kupplungsdeckel mehrere, in Umfangsrichtung des Hybridmoduls verteilt angeordnete Durchbrechungen aufweist, durch die sich Zungen einer Fliehkraftkompensationseinrichtung in radialer Richtung hindurch erstrecken. Da der Kupplungsdeckel mehrere in Umfangsrichtung des Hybridmoduls verteilt angeordnete Durchbrechungen aufweist, durch die sich Zungen einer Fliehkraftkompensationseinrichtung in radialer Richtung hindurch erstrecken, kann das Hybridmodul besonders kompakt gestaltet werden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Hybridmodul ferner eine hydraulische Betätigungseinrichtung zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung auf, und ist die Fliehkraftkompensationseinrichtung ausgebildet, einem fliehkraftbedingten Druckanstieg des Hydrauliköls in der Betätigungseinrichtung entgegenzuwirken.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Durchbrechungen im getopften Bereich des Kupplungsdeckels ausgebildet. Hierdurch ist ein besonders kompakter Aufbau des Hybridmoduls möglich.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Zungen, vorzugsweise radial innere Enden der Zungen, der Fliehkraftkompensationseinrichtung sich mit dem Betätigungskolben und/oder mit einem zwischen dem Betätigungskolben und der Anpressplatte angeordneten Drucktopf in Anlage befinden. Hierdurch kann die Fliehkraftkompensationseinrichtung auf einfache Art und Weise zentriert werden, so dass keine weiteren Bauteile zur Zentrierung der Fliehkraftkompensationseinrichtung notwendig sind. Durch den Verzicht auf weitere Bauteile kann der vom Hybridmodul benötigte Bauraum verringert werden.
Vorzugsweise ist die Fliehkraftkompensationseinrichtung als Tellerfeder ausgebildet, die in ihrem radialen Außenumfang Abstützlaschen und abgewinkelte Fliehkraftflügel, in ihrem radialen Innenumfang die Zungen und in radialer Richtung zwischen den Abstützlaschen, den abgewinkelten Fliehkraftflügeln und den Zungen einen Kraftring aufweist. Durch diesen einteiligen Aufbau der Fliehkraftkompensationseinrichtung kann die Anzahl der Bauteile und der Bauraumbedarf verringert werden.
Weiterhin vorzugsweise sind die Abstützlaschen, die abgewinkelten Fliehkraftflügel und der Kraftring in radialer Richtung außerhalb des getopften Bereichs des Kupplungsdeckels angeordnet, wodurch ein besonders kompakter Aufbau des Hybridmoduls ermöglicht wird.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Abstützlaschen auf einer der Kupplungsscheibe abgewandten Oberfläche des Kupplungsdeckels anliegen, vorzugsweise in einem Bereich, der in radialer Richtung zwischen dem getopften Bereich und einer drehfesten und axialfesten Verbindung des Kupplungsdeckels mit einem Rotorträger des Elektromotors liegt. Auch dieser Aufbau ermöglicht es, den vom Hybridmodul eingenommenen Bauraum zu verringern.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:

1 eine Schnittansicht durch ein Ausführungsbeispiel eines Hybridmoduls,
2 eine Detailansicht aus 1, die einen Teil einer Trennkupplung und einer Betätigungseinrichtung des Hybridmoduls zeigt,
3 eine Detailansicht aus 1, die eine eingangsseitige Lagerung, insbesondere einer Kupplungsscheibe des Hybridmoduls, zeigt,
4 eine perspektivische Ansicht der Kupplungsscheibe des Hybridmoduls aus 1,
5 eine Detailansicht der Betätigungseinrichtung des Hybridmoduls aus 1, und
6 eine Detailansicht einer Fliehkraftkompensationseinrichtung des Hybridmoduls aus 1.

In den 1 bis 6 ist ein Ausführungsbeispiel eines Hybridmoduls 1, genauer gesagt eines P2-Hybridmoduls, dargestellt. Merkmale und Merkmalskombinationen, die in der Beschreibung der 1 bis 6 nicht als erfindungswesentlich dargestellt sind, sind als optional zu verstehen.
Das Hybridmodul 1, das in 1 in einer Gesamtansicht dargestellt ist, weist eine Eingangsseite 2 und eine Ausgangsseite 3 auf. Über die Eingangsseite 2 ist das Hybridmodul 1 mittelbar oder unmittelbar mit einem Verbrennungsmotor 4 verbindbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verbrennungsmotor 4 mit einem eingangsseitigen Torsionsschwingungsdämpfer 5, beispielsweise einem Zweimassenschwungrad mit Bogenfedern oder geraden Druckfedern, insbesondere in Verbindung mit einem Fliehkraftpendel, verbunden. Über seine Ausgangsseite ist der eingangsseitige Torsionsschwingungsdämpfer 5 mit der Eingangsseite 2 des Hybridmoduls 1 drehfest verbunden, vorzugsweise mittels einer Steckverzahnung 9.
Auf seiner Ausgangsseite 3 ist das Hybridmodul 1 mit einer Ausgangswelle 33 drehfest verbunden, vorzugsweise mittels einer Steckverzahnung 35. Bei der Ausgangswelle 33 kann es sich beispielsweise um eine Getriebeeingangswelle handeln.
Das Hybridmodul weist einen Elektromotor 6 und eine Trennkupplung 7 auf. Bei dem Elektromotor 6 handelt es sich um eine elektrische Maschine, die sowohl als Antrieb motorisch als auch als Stromerzeuger generatorisch betrieben werden kann. Bei der Trennkupplung 7 handelt es sich um eine sogenannte KO-Kupplung, die zum An- und Abkoppeln des Verbrennungsmotors 4 an einen und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, in dem das Hybridmodul 1 angeordnet ist, ausgebildet ist. Die Trennkupplung 7 ist in radialer Richtung R des Hybridmoduls 1 innerhalb des Elektromotors 6 angeordnet. Die Trennkupplung 7 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als trockene Einscheibenkupplung ausgebildet.
Auf der Eingangsseite 2 des Hybridmoduls 1 ist das Drehmoment des Verbrennungsmotors 4 entweder unmittelbar oder mittelbar über den eingangsseitigen Torsionsschwingungsdämpfer 5 auf eine Eingangswelle 8 des Hybridmoduls 1 übertragbar. Die Eingangswelle 8 kann auch als Zwischenwelle oder Hybridwelle bezeichnet werden. Die Eingangswelle 8 erstreckt sich entlang einer Drehachse D des Hybridmoduls 1.
Bei einer unmittelbaren Anbindung des Verbrennungsmotors 4 an das Hybridmodul 1 kann es sich bei der Eingangswelle 8 auch um die Kurbelwelle selbst bzw. eine Verlängerung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 4 handeln. Durch ein eingangsseitiges Lager 11, das als Axiallager und/oder als Radiallager ausgebildet ist, ist die Eingangswelle 8 verdrehbar bezüglich des Elektromotors 6 gelagert. Hierzu ist das eingangsseitige Lager 11 zwischen der in radialer Richtung R innenliegenden Eingangswelle 8 und einem in radialer Richtung R außenliegenden Gehäuse 14 des Elektromotors 6 angeordnet.
An ihrem dem Verbrennungsmotor 4 abgewandten Ende weist die Eingangswelle 8 einen Flansch 10 auf. In axialer Richtung A ist der Flansch 10 der Eingangswelle 8 im Inneren der Trennkupplung 7 ausgebildet. Gleichermaßen ist der Flansch 10 der Eingangswelle 8 in radialer Richtung R innerhalb der Trennkupplung 7 ausgebildet.
Der Flansch 10 der Eingangswelle 8 trägt eine Kupplungsscheibe 17, die reibschlüssig zwischen einer in axialer Richtung A des Hybridmoduls 1 festen Gegendruckplatte 24 der Trennkupplung 7 und einer in axialer Richtung A begrenzt verlagerbaren Anpressplatte 25 der Trennkupplung 7 klemmbar ist. Insbesondere ist die Eingangswelle 8 in axialer Richtung A fest bezüglich des Gehäuses 14 des Elektromotors 6 gelagert.
Das Gehäuse 14 des Elektromotors 6 weist im Bereich des eingangsseitigen Lagers 11 einen Gehäusekragen 15 auf, der sich in axialer Richtung A in Richtung des Flansches 10 der Eingangswelle 8 erstreckt, d.h. vom Verbrennungsmotor 4 weg erstreckt. Der Außendurchmesser des innenliegenden Gehäusekragens 15 des Elektromotors 6 entspricht im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Flansches 10 der Eingangswelle 8.
Auf der dem Verbrennungsmotor 4 zugewandten Seite erstreckt sich das Gehäuse 14 des Elektromotors 6 in radialer Richtung R nach außen. Dieser Bereich begrenzt gleichermaßen den Bauraum des Hybridmoduls 1 und grenzt das Hybridmodul 1 zum Verbrennungsmotor 4 bzw. zum eingangsseitigen Torsionsschwingungsdämpfer 5 hin ab. In seinem Außendurchmesser trägt das Gehäuse 14 einen Stator 12 des Elektromotors 6, vorzugsweise durch einen weiteren, d.h. außenliegenden Gehäusekragen, der sich in axialer Richtung A gleichermaßen vom Verbrennungsmotor 4 weg erstreckt, und in dessen Innendurchmesser der Stator 12 des Elektromotors 6 angeordnet ist.
Dieser weitere, außenliegende Gehäusekragen definiert den Außendurchmesser des Hybridmoduls 1 und begrenzt das Hybridmodul in radialer Richtung R nach außen, beispielsweise bezüglich einer Kupplungsglocke.
In radialer Richtung R zwischen einer Außenfläche des innenliegenden Gehäusekragen 15 des Elektromotors 6 und einer Innenfläche der Gegendruckplatte 24 der Trennkupplung 7 ist ein Rotorlager 21 angeordnet. Das Rotorlager 21 dient gleichermaßen als Radiallager wie auch als Axiallager und sorgt dafür, dass die Gegendruckplatte 24 zwar in Umfangsrichtung U des Hybridmoduls 1 verdrehbar bezüglich des Gehäuses 14 des Elektromotors 6 gelagert ist, in axialer Richtung A des Hybridmoduls 1 bezüglich des Gehäuses 14 des Elektromotors 6 jedoch fest ist. Hierzu sind beispielsweise auf der dem Verbrennungsmotor 4 zugewandten Seite auf der Außenfläche des innenliegenden Gehäusekragens 15 und im Innenumfang der Gegendruckplatte 24 ringförmige Vorsprünge ausgebildet, um das Rotorlager 21 an Ort und Stelle zu halten. Auf der dem Verbrennungsmotor 4 abgewandten Seite weisen die Außenfläche des innenliegenden Gehäusekragens 15 und der Innendurchmesser der Gegendruckplatte 24 beispielsweise ringförmige Nuten auf, in denen ein innerer Sicherungsring 22 im Gehäusekragen 15 und ein äußerer Sicherungsring 23 in der Gegendruckplatte 24 eingelassen sind.
Die Gegendruckplatte 24 erstreckt sich in radialer Richtung R nach außen und weist auf ihrer dem Verbrennungsmotor 4 abgewandten Seite eine Reibfläche zur Anlage an der Kupplungsscheibe 17, genauer gesagt an einem oder mehreren dem Verbrennungsmotor 4 zugewandten Reibbeläge 18 der Kupplungsscheibe 17, auf.
In ihrem radialen Außenumfang ist ein Rotorträger 16, der auch als Rotortopf bezeichnet werden kann, drehfest mit der Gegendruckplatte 24 verbunden, beispielsweise auf diese aufgepresst. Im Außenumfang des Rotorträgers 16 ist ein Rotor 13 des Elektromotors 6 drehfest angeordnet und mit dem Rotorträger 16 verbunden. Der Rotor 13 ist in radialer Richtung R innerhalb des Stators 12 angeordnet, so dass der Elektromotor 6 als sogenannter Innenläufer ausgebildet ist. Zur Drehung des Rotors 13 steht der Stator 12 in elektromagnetischer Wechselwirkung mit dem Rotor 13.
Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist es auch möglich, dass die Gegendruckplatte 24 einteilig mit dem Rotorträger 16 ausgebildet ist bzw. in den Rotorträger 16 übergeht. Gleichermaßen ist es möglich, dass der Rotor 13 direkt auf der Gegendruckplatte 24 angeordnet ist. In jedem Fall bildet die Gegendruckplatte 24 einen Rotorsteg, der den Rotor 13 in radialer Richtung R abstützt und über das Rotorlager 21 verdrehbar auf dem Gehäusekragen 15 des Elektromotors 6 lagert.
Somit ist der als Gegendruckplatte 24 ausgebildete Rotorsteg durch das Rotorlager 21 in axialer Richtung A ortsfest und verdrehbar an dem den Stator 12 tragenden Gehäuse 14 des Elektromotors 6 gelagert. Auf der Außenseite des Gehäusekragens 15 des Gehäuses 14 des Elektromotors 6 ist das Rotorlager 21 angeordnet, und durch das Innere des Gehäusekragens 15 erstreckt sich die mit dem Verbrennungsmotor 4 drehverbindbare Eingangswelle 8, die über das eingangsseitige Lager 11 an der Innenseite des Gehäusekragens 15 verdrehbar gelagert ist. Diese Lagerung ist im Detail in 3 dargestellt.
Gleichermaßen ist in 3 die Kupplungsscheibe 17 der Trennkupplung 7 des Hybridmoduls 1 dargestellt. Die Kupplungsscheibe 17 ist drehfest ohne eine Steckverzahnung an der Eingangswelle 8, genauer gesagt am Flansch 10 der Eingangswelle 8, angebunden.
Hierzu weist die Kupplungsscheibe 17 einen ringförmigen Reibbelagträger 19 auf, der in radialer Richtung R innerhalb über ein oder mehrere Federbleche 20 drehfest mit dem Flansch 10 der Eingangswelle 8 verbunden ist. Insbesondere ist das ringförmige Federblech 20 bzw. sind die ringsegmentförmigen Federbleche 20 in ihrem Innenumfang mit dem Flansch 10 der Eingangswelle 8 vernietet und in ihrem Außenumfang mit dem Reibbelagträger 19 vernietet.
Das bzw. die Federbleche 20 ermöglichen einen Zwangsabhub von der Gegendruckplatte 24 und von der Anpresspatte 25 im ausgerückten Zustand der Trennkupplung 7, wodurch im ausgerückten Zustand der Trennkupplung 7 ein Reib- bzw. Schleppmoment verhindert werden kann, ohne dass hierzu die Eingangswelle 8 mit einer Steckverzahnung ausgestattet ist, auf der die Kupplungsscheibe 17 in axialer Richtung A verlagerbar angeordnet wäre. Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist es auch denkbar, dass das Federblech 20 und der Reibbelagträger 19 einteilig ausgebildet sind.
Der Reibbelagträger 19 ist auf seiner dem Verbrennungsmotor 4 zugewandten Seite und auf seiner dem Verbrennungsmotor 4 abgewandten Seite mit Reibbelägen 18 versehen. Diese Reibbeläge 18 können mit dem Reibbelagträger 19 beispielsweise vernietet sein, können jedoch auch auf diesen geklebt sein. Auch andere Arten der drehfesten Verbindung sind denkbar. Zu erwähnen ist, dass der Reibbelagträger 19 vorzugsweise eine in axialer Richtung A zwischen den Reibbelägen 18 wirksame Reibbelagfederung aufweist oder sich mit einer solchen in Anlage befindet. Es ist jedoch auch denkbar, dass keine Reibbelagfederung zwischen den Reibbelägen angeordnet ist. Die gesamte Kupplungsscheibe 17 ist in 4 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt, zusammen mit der Anbindung der Kupplungsscheibe 17 an die Eingangswelle 8.
Somit ist die Kupplungsscheibe drehfest und in axialer Richtung A fest mit der mit dem Verbrennungsmotor 4 drehverbindbaren Eingangswelle 8 verbunden. Der zumindest eine Reibbelag 18 der Kupplungsscheibe 17, der mit dem als Gegendruckplatte 24 ausgebildeten Rotorsteg und/oder der in axialer Richtung A begrenzt verlagerbaren Anpressplatte 25 reibschlüssig klemmbar ist, ist über das zumindest eine Federblech 20 drehfest und in axialer Richtung A elastisch am Flansch 10 der Eingangswelle 8 angebunden.
Der Rotorträger 16 erstreckt sich in axialer Richtung A des Hybridmoduls 1 und ist mit einem Kupplungsdeckel 26 drehfest verbunden. Ausgehend von dieser drehfesten und axialfesten Verbindung 32 des Kupplungsdeckels 26 mit dem Rotorträger 16 erstreckt sich der Kupplungsdeckel 26 in radialer Richtung R des Hybridmoduls 1 nach innen. Die Anpressplatte 25 ist über in Umfangsrichtung U des Hybridmoduls 1 verteilt angeordnete Blattfedern 30 drehfest und in axialer Richtung A begrenzt verlagerbar an den Kupplungsdeckel 26 angebunden. Die Anpressplatte 25 weist auf ihrer dem Verbrennungsmotor 4 zugewandten Oberfläche eine Reibfläche auf, die mit der Kupplungsscheibe 17, genauer gesagt dem dem Verbrennungsmotor 4 abgewandten Reibbelag 18 der Kupplungsscheibe 17, reibschlüssig in Anlage bringbar ist.
Ferner ist der Rotorträger 16 durch die drehfeste und axialfeste Verbindung 32 mit einem ausgangsseitigen Torsionsschwingungsdämpfer 31 verbunden. Bei dem ausgangsseitigen Torsionsschwingungsdämpfer 31 kann es sich beispielsweise um einen Pendelwippendämpfer handeln. Gegebenenfalls ist der ausgangseitige Torsionsschwingungsdämpfer 31 zusätzlich mit einem Fliehkraftpendel, d.h. mit einem Torsionsschwingungstilger ausgestattet.
Die Verbindung 32 sorgt somit für eine drehfeste und axialfeste Verbindung des Rotorträgers 16, des Kupplungsdeckels 26 und eines Eingangsflansches des ausgangsseitigen Torsionsschwingungsdämpfers 31 miteinander. Insbesondere ist die drehfeste und axialfeste Verbindung 32 in radialer Richtung R und in axialer Richtung A innerhalb des Stators 12 angeordnet. Ferner ist die drehfeste und axialfeste Verbindung 32 in axialer Richtung A neben dem Rotor 13 auf der dem Verbrennungsmotor 4 abgewandten Seite des Rotors 13 angeordnet, vorzugsweise auf dem gleichen Durchmesser wie der Rotor 13.
Ein Ausgangsflansch des ausgangsseitigen Torsionsschwingungsdämpfers 31 ist über die Steckverzahnung 35 mit der Ausgangswelle 33, beispielsweise der Getriebeeingangswelle, drehfest in Eingriff bringbar. Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist es beispielsweise auch denkbar, dass die Ausgangswelle 33 ohne Zwischenschaltung eines ausgangsseitigen Torsionsschwingungsdämpfers 31 an den Rotorträger 16 bzw. an den Kupplungsdeckel 26 angebunden ist.
In radialer Richtung R innerhalb der Blattfedern 30 weist der Kupplungsdeckel 26 einen getopften Bereich 27 auf. In radialer Richtung R innerhalb des getopften Bereichs 27 des Kupplungsdeckels 26 ist der Kupplungsdeckel 26 durch einen Innenrand 29 begrenzt.
Das Hybridmodul 1 weist ferner eine hydraulische Betätigungseinrichtung 43 zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung 7 auf, die drehfest und axialfest am Kupplungsdeckel 26 befestigt ist.
Die von der Betätigungseinrichtung 43 zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung 7 aufzubringende Betätigungskraft ist frei von relativ verdrehbaren Bauteilen vollständig innerhalb des Hybridmoduls 1 abgestützt. Dies ist in 2 durch den geschlossenen Kraftfluss K dargestellt. Der Fluss der Betätigungskraft durch das Hybridmodul 1 ist dabei unter Beteiligung zumindest der nachfolgenden Abfolge von Bauteilen des Hybridmoduls 1 geschlossen: Gehäuse 45 der Betätigungseinrichtung 43, Betätigungskolben 44, reibschlüssig geklemmte Kupplungsscheibe 17, Gegendruckplatte 24, Rotorträger 16 des Elektromotors 6, Kupplungsdeckel 26, Gehäuse 45 der Betätigungseinrichtung 43. Zusätzlich kann im Fluss der Betätigungskraft zwischen dem Betätigungskolben 44 der Betätigungseinrichtung 43 und der Anpressplatte 25 ein Drucktopf 42 angeordnet sein.
Über eine Innenfläche 34 der Ausgangswelle 33 ist die vorzugsweise drehfest mit dem Kupplungsdeckel 26 verbundene, hydraulische Betätigungseinrichtung 43 zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung 7 öldicht, aber verdrehbar angebunden. Diese drehfeste Anbindung an den Kupplungsdeckel 26 kann kraftschlüssig erfolgen, kann jedoch auch formschlüssig, beispielsweise mittels eines Passstiftes oder einer Steckverzahnung erfolgen. Die relative Verdrehbarkeit der Betätigungseinrichtung 43, genauer gesagt des Gehäuses 45 der Betätigungseinrichtung 43 zur Ausgangswelle 33 ist erforderlich, da die Ausgangswelle 33 durch Zwischenschaltung des ausgangsseitigen Torsionsschwingungsdämpfers 31 in Umfangsrichtung U des Hybridmoduls 1 begrenzt zum Kupplungsdeckel 26 verdrehbar ist.
Wenn die Ausgangswelle 33 mittelbar oder unmittelbar drehfest am Rotorträger 16 bzw. am Kupplungsdeckel 26 angebunden ist, kann auf die Verdrehbarkeit der Betätigungseinrichtung 43 bezüglich der Ausgangswelle 33 verzichtet werden, wodurch sich die Ölversorgung 53 der Betätigungseinrichtung 43 durch die Ausgangswelle 33 hindurch einfacher gestaltet.
Der Innenrand 29 des Kupplungsdeckels 26 liegt an einem Außenrand 47 des Gehäuses 45 der Betätigungseinrichtung 43 in radialer Richtung R an, wie dies in der Detaildarstellung in 5 gezeigt ist. Ferner liegt der Innenrand 29 des Kupplungsdeckels 26 auch in axialer Richtung A am Außenrand 47 des Gehäuses 45 der Betätigungseinrichtung 43 an, genauer gesagt mit einer innenrandnahen Oberfläche des Kupplungsdeckels 26, die dem Verbrennungsmotor 4 zugewandt ist. Auf der dem Verbrennungsmotor 4 abgewandten Seite des Kupplungsdeckels 26 ist das Gehäuse 45 der Betätigungseinrichtung 43 über einen gehäuseseitigen Sicherungsring 48 am Kupplungsdeckel 46 befestigt.
Der gehäuseseitige Sicherungsring 48 ist in eine im Außenrand 47 des Gehäuses 45 eingebrachte Umfangsnut eingelassen. Der Außenrand 47 des Gehäuses 45 der Betätigungseinrichtung 43 stellt somit einen Zentrierrand dar, über den die Betätigungseinrichtung 43 am Kupplungsdeckel 26 zentriert ist und deckelfest mit dem Kupplungsdeckel 26 verbunden ist. Somit ist die Betätigungseinrichtung 43 drehfest und axialfest am Kupplungsdeckel 23 befestigt.
Der getopfte Bereich 27 des Kupplungsdeckels 26 ist in radialer Richtung R außerhalb des Innenrands 29 des Kupplungsdeckels 26 angeordnet. In den getopften Bereich 27 erstreckt sich in axialer Richtung A des Hybridmoduls 1 ein Teil des in axialer Richtung A verlagerbaren Betätigungskolbens 44 der Betätigungseinrichtung 43 hinein.
Durch eine Kolbendichtung 46 ist das axialfeste Gehäuse 45 der Betätigungseinrichtung 43 öldicht abgedichtet. Im getopften Bereich 27 des Kupplungsdeckels 26 drückt der Betätigungskolben 44 auf den Drucktopf 42, der seinerseits auf die Anpressplatte 25 drückt, um die Trennkupplung 7 einzurücken. Dieser Druck erfolgt entgegen der Vorspannung der Blattfedern 30 in axialer Richtung A des Hybridmoduls 1. Zum Ausrücken der Trennkupplung 7 ziehen die Blattfedern 30 die Anpressplatte 25 von der Kupplungsscheibe 17 bzw. von der Gegendruckplatte 24 weg. Über den Drucktopf 42 wird diese Bewegung auf den Betätigungskolben 44 übertragen, so dass Hydrauliköl aus dem durch die Kolbendichtung 46 abgedichteten Arbeitsraum der Betätigungseinrichtung 43 in die ölversorgende Ausgangswelle 33 zurückgepresst wird.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Trennkupplung 7 direkt betätigt ist, so dass der Weg, den die Betätigungseinrichtung 43, genauer gesagt der Betätigungskolben 44 der Betätigungseinrichtung 43, zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung 7 zurücklegt, dem Weg entspricht, den die Anpressplatte 25 zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung 7 zurücklegt. Gleiches gilt für den Weg, den der Drucktopf 42 zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung 7 zurücklegt.
Wie bereits zuvor erwähnt, ist die hydraulische Betätigungseinrichtung 43 zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung 7 in radialer Richtung R über den Innendurchmesser des Kupplungsdeckels 26 zentriert. Insbesondere ist die Betätigungseinrichtung 43 konzentrisch mit dem Kupplungsdeckel 26 und/oder mit der mit der Trennkupplung 7 verbundenen Ausgangswelle 33, beispielsweise der Getriebeeingangswelle, die ihrerseits zusammen mit der Eingangswelle 8 des Hybridmoduls 1 die Drehachse D des Hybridmoduls 1 definiert.
Das Gehäuse 45 der Betätigungseinrichtung 43 weist in radialer Richtung R innerhalb des Außenrands 47 einen Gehäusekragen 49 auf, über den die Betätigungseinrichtung 43 verdrehbar und öldicht an der Ausgangswelle 33 angebunden ist. Zwischen der Innenfläche 34 der Ausgangswelle 33 und einer Mantelfläche 50 des Gehäusekragens 49 der Betätigungseinrichtung 43 sind zum einen ein Flanschlager 51, das vorzugsweise als Radiallager ausgebildet ist, und zum anderen eine Flanschdichtung 52 angeordnet. Das Flanschlager 51 ist auf der dem Verbrennungsmotor 4 zugewandten Seite des Hybridmoduls 1 angeordnet, während die Flanschdichtung 52 auf der dem Getriebe zugewandten Seite des Hybridmoduls 1, d.h. auf der dem Verbrennungsmotor 4 abgewandten Seite des Hybridmoduls 1 angeordnet ist. Somit ist die Betätigungseinrichtung 43 zum einen verdrehbar und zum anderen öldicht an die Ausgangswelle 33 angebunden und durch die in der Ausgangswelle 33 vorgesehene Ölversorgung 53 mit Hydrauliköl versorgbar, um den Betätigungskolben 44 zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung 7 in axialer Richtung A zu verlagern.
Wie dies in der Detailansicht von 6 dargestellt ist, weist der Kupplungsdeckel 26 mehrere, in Umfangsrichtung U des Hybridmoduls 1 verteilt angeordnete Durchbrechungen 28 auf, durch die sich Zungen 39 einer Fliehkraftkompensationseinrichtung 36 in radialer Richtung R hindurch erstrecken. Insbesondere sind die Durchbrechungen 28 im getopften Bereich 27 des Kupplungsdeckels 26 ausgebildet.
Die Fliehkraftkompensationseinrichtung 36 ist ausgebildet, einem fliehkraftbedingten Druckanstieg des Hydrauliköls in der Betätigungseinrichtung 43 entgegenzuwirken. In einer bevorzugten Ausgestaltung, die in 6 dargestellt ist, weist die Fliehkraftkompensationseinrichtung 36 eine Tellerfeder 37 als Vorlastfeder auf. In ihrem radialen Außenumfang weist die Tellerfeder 37 Abstützlaschen 40 und abgewinkelte Fliehkraftflügel 41 auf, die beide in Umfangsrichtung U verteilt angeordnet sind. In ihrem radialen Innenumfang weist die Tellerfeder 37 die besagten Zungen 39 auf, die gleichermaßen in Umfangsrichtung U verteilt angeordnet sind.
In radialer Richtung R zwischen den Abstützlaschen 40, den abgewinkelten Fliehkraftflügeln 41 und den Zungen 39 weist die Tellerfeder 37 einen Kraftring 38 auf, der die Zungen 39, die Abstützlaschen 40 und die abgewinkelten Fliehkraftflügel 41 in Umfangsrichtung U miteinander verbindet. Die Zungen 39, vorzugsweise radial innere Enden der Zungen 39, der Fliehkraftkompensationseinrichtung 36 befinden sich mit dem Betätigungskolben 44, und vorzugsweise gleichermaßen mit dem Drucktopf 42, in Anlage.
Die Abstützlaschen 40, die abgewinkelten Fliehkraftflügel 41 und der Kraftring 38 sind in radialer Richtung R außerhalb des Drucktopfs 42 und außerhalb des getopften Bereichs 27 des Kupplungsdeckels 26 angeordnet. Die Abstützlaschen 40 liegen auf einer der Kupplungsscheibe 17 bzw. dem Verbrennungsmotor 4 abgewandten Oberfläche des Kupplungsdeckels 26, d.h. auf einer dem Getriebe zugewandten Oberfläche des Kupplungsdeckels 26 an, vorzugsweise in einem Bereich, der in radialer Richtung R zwischen dem getopften Bereich 27 und der drehfesten und axialfesten Verbindung 32 des Kupplungsdeckels 26 mit dem Rotorträger 16 des Elektromotors 6 liegt.
Diese Anordnung führt dazu, dass die Fliehkraft, die insbesondere bei hohen Drehzahlen auf die abgewinkelten Fliehkraftflügel 41 wirkt, dafür sorgt, dass sich der Kraftring 38 der Fliehkraftkompensationseinrichtung 36 stärker aufstellt und somit die durch die Blattfedern 30 über die Anpressplatte 25 und den Drucktopf 42 auf den Betätigungskolben 44 der Betätigungseinrichtung 43 ausgeübte Rückstellkraft erhöht. Diese erhöhte Rückstellkraft wirkt dem Hydrauliköl entgegen, das seinerseits bei hohen Drehzahlen durch die Fliehkraft verstärkt nach außen in den Betätigungskolben 44 getrieben wird und dadurch versucht, den Betätigungskolben 44 ungewollt in Einrückrichtung der Trennkupplung 7 zu verlagern.
Die vorangegangenen Ausführungsbeispiele betreffen ein Hybridmodul 1 zum An- und Abkoppeln eines Verbrennungsmotors 4 an einen und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Elektromotor 6 und einer Trennkupplung 7, die in radialer Richtung R des Hybridmoduls 1 innerhalb des Elektromotors 6 angeordnet ist, und die eine Gegendruckplatte 24, eine in axialer Richtung A des Hybridmoduls 1 begrenzt verlagerbare Anpressplatte 25 und eine zwischen der Gegendruckplatte 24 und der Anpressplatte 25 reibschlüssig klemmbare Kupplungsscheibe 17 aufweist, wobei der Elektromotor 6 einen Rotor 13 aufweist, der durch einen Rotorsteg bezüglich eines Stators 12 des Elektromotors 6 verdrehbar abgestützt ist, wobei die Gegendruckplatte 24 den Rotorsteg bildet.
Darüber hinaus betreffen die vorangegangenen Ausführungsbeispiele ein Hybridmodul 1 zum An- und Abkoppeln eines Verbrennungsmotors 4 an einen und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektromotor 6 und einer Trennkupplung 7, die in radialer Richtung R des Hybridmoduls 1 innerhalb des Elektromotors 6 angeordnet ist, und die eine Gegendruckplatte 24, einen mit der Gegendruckplatte 24 drehfest verbundenen Kupplungsdeckel 26, eine in axialer Richtung A des Hybridmoduls 1 begrenzt verlagerbare Anpressplatte 25 und eine zwischen der Gegendruckplatte 24 und der Anpressplatte 25 reibschlüssig klemmbare Kupplungsscheibe 17 aufweist, wobei das Hybridmodul 1 ferner eine hydraulische Betätigungseinrichtung 43 zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung 7 aufweist, die drehfest und axialfest am Kupplungsdeckel 26 befestigt ist.
Darüber hinaus betreffen die vorangegangenen Ausführungsbeispiele ein Hybridmodul 1 zum An- und Abkoppeln eines Verbrennungsmotors 4 an einen und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektromotor 6 und einer Trennkupplung 7, die in radialer Richtung R des Hybridmoduls 1 innerhalb des Elektromotors 6 angeordnet ist, und die eine Gegendruckplatte 24, einen mit der Gegendruckplatte 24 drehfest verbundenen Kupplungsdeckel 26, eine in axialer Richtung A des Hybridmoduls 1 begrenzt verlagerbare Anpressplatte 25 und eine zwischen der Gegendruckplatte 24 und der Anpressplatte 25 reibschlüssig klemmbare Kupplungsscheibe 17 aufweist, wobei das Hybridmodul 1 ferner eine hydraulische Betätigungseinrichtung 43 zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung 7 aufweist, die in radialer Richtung R über einen Innendurchmesser des Kupplungsdeckels 26 zentriert ist.
Darüber hinaus betreffen die vorangegangenen Ausführungsbeispiele ein Hybridmodul 1 zum An- und Abkoppeln eines Verbrennungsmotors 4 an einen und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektromotor 6 und einer Trennkupplung 7, die in radialer Richtung R des Hybridmoduls 1 innerhalb des Elektromotors 6 angeordnet ist, und die eine Gegendruckplatte 24, einen mit der Gegendruckplatte 24 drehfest verbundenen Kupplungsdeckel 26, eine in axialer Richtung A des Hybridmoduls 1 begrenzt verlagerbare Anpressplatte 25 und eine zwischen der Gegendruckplatte 24 und der Anpressplatte 25 reibschlüssig klemmbare Kupplungsscheibe 17 aufweist, wobei der Kupplungsdeckel 26 mehrere, in Umfangsrichtung U des Hybridmoduls 1 verteilt angeordnete Durchbrechungen 28 aufweist, durch die sich Zungen 39 einer Fliehkraftkompensationseinrichtung 36 in radialer Richtung R hindurch erstrecken.
Bezugszeichenliste

1: Hybridmodul
2: Eingangsseite
3: Ausgangsseite
4: Verbrennungsmotor
5: Eingangsseitiger Torsionsschwingungsdämpfer
6: Elektromotor
7: Trennkupplung
8: Eingangswelle
9: Steckverzahnung der Eingangswelle
10: Flansch der Eingangswelle
11: Eingangsseitiges Lager
12: Stator
13: Rotor
14: Gehäuse des Elektromotors
15: Gehäusekragen des Elektromotors
16: Rotorträger
17: Kupplungsscheibe
18: Reibbelag
19: Reibbelagträger
20: Federblech
21: Rotorlager
22: Innerer Sicherungsring
23: Äußerer Sicherungsring
24: Gegendruckplatte
25: Anpressplatte
26: Kupplungsdeckel
27: Getopfter Bereich des Kupplungsdeckels
28: Durchbrechung im Kupplungsdeckel
29: Innenrand
30: Blattfedern
31: Ausgangsseitiger Torsionsschwingungsdämpfer
32: Drehfeste / Axialfeste Verbindung
33: Ausgangswelle
34: Innenfläche der Ausgangswelle
35: Steckverzahnung der Ausgangswelle
36: Fliehkraftkompensationseinrichtung
37: Tellerfeder
38: Kraftring
39: Zunge
40: Abstützlasche
41: Fliehkraftflügel
42: Drucktopf
43: Betätigungseinrichtung
44: Betätigungskolben
45: Gehäuse der Betätigungseinrichtung
46: Kolbendichtung
47: Außenrand
48: Gehäuseseitiger Sicherungsring
49: Gehäusekragen der Betätigungseinrichtung
50: Mantelfläche des Gehäusekragens
51: Flanschlager
52: Flanschdichtung
53: Ölversorgung
D: Drehachse
K: Kraftfluss
A: Axiale Richtung
R: Radiale Richtung
U: Umfangsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0773127 A1 [0003]

Claims

Hybridmodul (1) zum An- und Abkoppeln eines Verbrennungsmotors (4) an einen und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektromotor (6) und einer Trennkupplung (7), die in radialer Richtung (R) des Hybridmoduls (1) innerhalb des Elektromotors (6) angeordnet ist, und die eine Gegendruckplatte (24), einen mit der Gegendruckplatte (24) drehfest verbundenen Kupplungsdeckel (26), eine in axialer Richtung (A) des Hybridmoduls (1) begrenzt verlagerbare Anpressplatte (25) und eine zwischen der Gegendruckplatte (24) und der Anpressplatte (25) reibschlüssig klemmbare Kupplungsscheibe (17) aufweist, wobei der Kupplungsdeckel (26) mehrere, in Umfangsrichtung (U) des Hybridmoduls (1) verteilt angeordnete Durchbrechungen (28) aufweist, durch die sich Zungen (39) einer Fliehkraftkompensationseinrichtung (36) in radialer Richtung (R) hindurch erstrecken.
Hybridmodul (1) nach Anspruch 1, wobei das Hybridmodul (1) ferner eine hydraulische Betätigungseinrichtung (43) zum Ein- und/oder Ausrücken der Trennkupplung (7) aufweist, und die Fliehkraftkompensationseinrichtung (36) ausgebildet ist, einem fliehkraftbedingten Druckanstieg des Hydrauliköls in der Betätigungseinrichtung (43) entgegenzuwirken.
Hybridmodul (1) nach Anspruch 2, wobei die Betätigungseinrichtung (43) öldicht an eine Ausgangswelle (33), beispielsweise an eine Getriebeeingangswelle, angebunden ist und durch die Ausgangswelle (33) mit Hydrauliköl versorgbar ist.
Hybridmodul (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Kupplungsdeckel (26) einen getopften Bereich (27) aufweist, in den sich ein Teil eines Betätigungskolbens (44) der Betätigungseinrichtung (43) in axialer Richtung (A) hineinerstreckt.
Hybridmodul (1) nach Anspruch 4, wobei die Durchbrechungen (28) im getopften Bereich (27) des Kupplungsdeckels (26) ausgebildet sind.
Hybridmodul (1) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Zungen (39), vorzugsweise radial innere Enden der Zungen (39), der Fliehkraftkompensationseinrichtung (36) sich mit dem Betätigungskolben (44) und/oder mit einem zwischen dem Betätigungskolben (44) und der Anpressplatte (25) angeordnetem Drucktopf (42) in Anlage befinden.
Hybridmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Fliehkraftkompensationseinrichtung (36) als Tellerfeder (37) ausgebildet ist, die in ihrem radialen Außenumfang Abstützlaschen (40) und abgewinkelte Fliehkraftflügel (41), in ihrem radialen Innenumfang die Zungen (39) und in radialer Richtung (R) zwischen den Abstützlaschen (40), den abgewinkelten Fliehkraftflügeln (41) und den Zungen (39) einen Kraftring (38) aufweist.
Hybridmodul (1) nach Anspruch 7, wobei die Abstützlaschen (40), die abgewinkelten Fliehkraftflügel (41) und der Kraftring (38) in radialer Richtung (R) außerhalb des getopften Bereichs (27) des Kupplungsdeckels (26) angeordnet sind.
Hybridmodul (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Abstützlaschen (40) auf einer der Kupplungsscheibe (17) abgewandten Oberfläche des Kupplungsdeckels (26) anliegen, vorzugsweise in einem Bereich, der in radialer Richtung (R) zwischen dem getopften Bereich (27) und einer drehfesten und axialfesten Verbindung (32) des Kupplungsdeckels (26) mit einem Rotorträger (16) des Elektromotors (6) liegt.
Hybridmodul (1) nach Anspruch 9, wobei die drehfeste und axialfeste Verbindung (32) des Kupplungsdeckels (26) mit einem Rotorträger (16) und/oder eines ausgangsseitigen Torsionsschwingungsdämpfers (31) in radialer Richtung (R) und/oder in axialer Richtung (A) innerhalb eines Stators (12) des , vorzugsweise als Innenläufer ausgebildeten, Elektromotors (6) angeordnet ist.