DE102021100611A1 - Antriebseinheit - Google Patents

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Markus Heitbaum
Viktor Lichtenwald
Frank Frietsch
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (1) für einen Antriebsstrang (2) eines Kraftfahrzeuges, mit einer verbrennungsmotorseitig anbindbaren Eingangswelle (3), einer getriebeseitig anbindbaren Ausgangswelle (4), einer zwischen der Eingangswelle (3) und der Ausgangswelle (4) wirkend eingesetzten Trennkupplung (5), wobei ein erster Kupplungsbestandteil (6) der Trennkupplung (5) mit der Eingangswelle (3) drehfest verbunden ist und ein zweiter Kupplungsbestandteil (7) der Trennkupplung (5) mit der Ausgangswelle (4) drehfest verbunden ist, mit einem Elektromotor (8), dessen Rotor (9) auf einem dem zweiten Kupplungsbestandteil (7) zugehörigen Rotorträger (10) sitzt, sowie mit einer die Trennkupplung (5) steuernden hydraulischen Betätigungseinrichtung (11), die ein Gehäuse (28) und einen axial versatzbaren und an oder in dem Gehäuse (28) gelagerten Hydraulikkolben (29) aufweist, wobei die Trennkupplung (5) als Konuskupplung (16) ausgebildet ist, deren erster Kupplungsbestandteil (6) und/oder deren zweiter Kupplungsbestandteil (7) jeweils einen konusförmigen Reibbelag (15) umfassen/umfasst, wobei die hydraulische Betätigungseinrichtung (11) zum Schließen oder Öffnen der Trennkupplung (5) eine Axialkraft auf einen axial verschiebbaren an der Eingangswelle (3) drehfest gelagerten Konuskupplungsdruckring (12) mit einem konusförmigen Druckringabschnitt (14) in derart ausübt, dass ein Reib- und/oder Formschluss zwischen dem ersten Kupplungsbestandteil (6) und dem zweiten Kupplungsbestandteil (7) herstellbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einer verbrennungsmotorseitig anbindbaren Eingangswelle, einer getriebeseitig anbindbaren Ausgangswelle, einer zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle wirkend eingesetzten Trennkupplung, wobei ein erster Kupplungsbestandteil der Trennkupplung mit der Eingangswelle drehfest verbunden ist und ein zweiter Kupplungsbestandteil der Trennkupplung mit der Ausgangswelle drehfest verbunden ist, mit einem Elektromotor, dessen Rotor auf einem dem zweiten Kupplungsbestandteil zugehörigen Rotorträger sitzt, sowie mit einer die Trennkupplung steuernden hydraulischen Betätigungseinrichtung, die ein Gehäuse und einen axial versatzbaren und an oder in dem Gehäuse gelagerten Hydraulikkolben aufweist, wobei die Trennkupplung als Konuskupplung ausgebildet ist, deren erster Kupplungsbestandteil und deren zweiter Kupplungsbestandteil jeweils einen konusförmigen Reibbelag umfassen.
  • 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.
  • Gattungsgemäße Antriebseinheiten sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Diesbezüglich offenbart bspw. die DE 10 2017 212 898 A1 einen Hybrid-Antriebsstrang, bei dem eine Trennkupplung zumindest ein erstes Kupplungsteil, ein zweites Kupplungsteil und eine axial verschiebbare Schiebemuffe zum Öffnen und Schließen der Trennkupplung aufweist. Weiterer Stand der Technik ist mit der DE 10 2018 212 575 A1 und der AT 507 523 A2 bekannt.
  • Wie ferner 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.
  • Die zur Hybridisierung konventioneller Antriebsstränge benötigten Trennkupplungen müssen verglichen mit konventionellen Anfahr- bzw. Gangwechselkupplungen besonderen Anforderungen hinsichtlich Baugröße und Energieeffizienz genügen.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebseinheit bereitzustellen, die eine möglichst kompakte Bauform und hohe Leistungsdichte bei möglichst geringer Bauteilkomplexität und Fertigungskosten ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine/ein Antriebseinheit für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einer verbrennungsmotorseitig anbindbaren Eingangswelle, einer getriebeseitig anbindbaren Ausgangswelle, einer zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle wirkend eingesetzten Trennkupplung, wobei ein erster Kupplungsbestandteil der Trennkupplung mit der Eingangswelle drehfest verbunden ist und ein zweiter Kupplungsbestandteil der Trennkupplung mit der Ausgangswelle drehfest verbunden ist, mit einem Elektromotor, dessen Rotor auf einem dem zweiten Kupplungsbestandteil zugehörigen Rotorträger sitzt, sowie mit einer die Trennkupplung steuernden hydraulischen Betätigungseinrichtung, die ein Gehäuse und einen axial versatzbaren und an oder in dem Gehäuse gelagerten Hydraulikkolben aufweist, wobei die Trennkupplung als Konuskupplung ausgebildet ist, deren erster Kupplungsbestandteil und/oder deren zweiter Kupplungsbestandteil jeweils einen konusförmigen Reibbelag umfassen/umfasst, wobei die hydraulische Betätigungseinrichtung zum Schließen oder Öffnen der Trennkupplung eine Axialkraft auf einen axial verschiebbaren an der Eingangswelle drehfest gelagerten Konuskupplungsdruckring mit einem konusförmigen Druckringabschnitt in derart ausübt, dass ein Reib- und/oder Formschluss zwischen dem ersten Kupplungsbestandteil und dem zweiten Kupplungsbestandteil herstellbar ist.
  • Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Antriebseinheit ist es, dass auf eine die Synchronisierung der Konuskupplung über Zahnräder entfällt. Hierdurch kann die erfindungsgemäße Antriebseinheit kostengünstig und konstruktiv einfach ausgestalten werden.
  • Zunächst werden die einzelnen Bauteile der Antriebseinheit näher erläutert.
  • Eine Trennkupplung hat die grundsätzliche Funktion, eine lösbare, kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung zwischen einer Kupplungseingangswelle und einer Kupplungsausgangswelle zur Übertragung eines Drehmoments herzustellen.
  • Die Trennkupplung ist erfindungsgemäß als Konuskupplung ausgebildet. Die Konuskupplung ist eine kraftschlüssige Kupplung mit konusförmiger Klemmnabe, durch die der Kraftschluss zwischen den beiden Kupplungsbestandteilen der Trennkupplung hergestellt wird.
  • Die hydraulische Betätigungseinrichtung kann insbesondere als ein Zentralausrücker ausgestattet sein, welcher häufig auch als Concentric Slave Cylinder (CSC) bezeichnet wird. Dieser kann insbesondere aus einem ringförmigen hydraulischen Zentralausrückerkolben bestehen, der koaxial zur Getriebeeingangswelle und in einem Zentralausrückergehäuse angeordnet ist.
  • Das Zentralausrückergehäuse hat die Funktion Bauteile des Zentralausrückers wie insbesondere den beweglichen Zentralausrückerkolben aufzunehmen und vor äußeren mechanischen oder chemischen Einflüssen zu schützen. Ferner besitzt das Zentralausrückergehäuse die Funktion, eine einfache Montage und Fixierung des Zentralausrückers innerhalb des Antriebsstrangs zu erlauben. Bevorzugt kann das Zentralausrückergehäuse aus einem Kunststoff, einem metallischen Werkstoff und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Das Zentralausrückergehäuse kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein.
  • Der Zentralausrückerkolben hat die Funktion eine hydraulische Druckbeaufschlagung in eine lineare Verschiebung des Zentralausrückerkolbens umzuwandeln, wobei diese bewirkt, dass das Kupplungssystem von einem eingekuppelten Betriebszustand in einen ausgekuppelten Betriebszustand überführbar ist. Der Zentralausrücker kann über einen ringförmigen Zentralausrückerkolben oder mehrere Zentralausrückerkolben (Mehrkolbenausrücker) verfügen.
  • Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen. Ein Hybridelektrokraftfahrzeug, auch als Hybrid Electric Vehicle (HEV) bezeichnet, ist ein Elektrofahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor sowie einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und Energie sowohl aus seinem elektrischen Speicher (Akku) als auch einem zusätzlich mitgeführten Kraftstoff bezieht.
  • Die Antriebseinheit kann insbesondere als ein Hybridmodul ausgebildet sein. In einem Hybridmodul können Bau- und Funktionselemente eines hybridisierten Antriebsstrangs räumlich und/oder baulich zusammengefasst und vorkonfiguriert sein, so dass ein Hybridmodul in einer besonders einfachen Weise in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrierbar ist. Insbesondere können ein Elektromotor und ein Kupplungssystem, insbesondere mit einer Trennkupplung zum Einkuppeln des Elektromotors in und/oder Auskuppeln des Elektromotors aus dem Antriebsstrang, in einem Hybridmodul vorhanden sein.
  • Ein Hybridmodul kann je nach Eingriffspunkt des Elektromotors in den Antriebsstrang in die folgenden Kategorien P0-P4 eingeteilt werden:
    • P0: der Elektromotor ist vor der Brennkraftmaschine angeordnet und beispielsweise über einen Riemen mit der Brennkraftmaschine gekoppelt. Bei dieser Anordnung des Elektromotors wird dieser auch gelegentlich als Riemenstartergenerator (RSG) bezeichnet,
    • P1: der Elektromotor ist direkt hinter der Brennkraftmaschine angeordnet. Die Anordnung des Elektromotors kann beispielsweise kurbelwellenfest vor der Anfahrkupplung erfolgen,
    • P2: der Elektromotor ist zwischen einer häufig als K0 bezeichneten Trennkupplung und der Anfahrkupplung aber vor dem Fahrzeuggetriebe im Antriebsstrang angeordnet,
    • P3: der Elektromotor ist im Fahrzeuggetriebe und/oder der Getriebeausgangswelle angeordnet,
    • P4: der Elektromotor ist an einer bestehenden oder separaten Fahrzeugachse angeordnet und
    • P5: der Elektromotor ist am oder im Fahrzeugrad angeordnet, beispielsweise als Radnabenmotor.
    • Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Antriebseinheit als P2-Hybridmodul konfiguriert ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die hydraulische Betätigungseinrichtung unmittelbar mit dem Konuskupplungsdruckring gekoppelt ist. In diesem Zusammenhang ist es des Weiteren von Vorteil, dass der Konuskupplungsdruckring radial oberhalb eines ersten konusförmigen Reibrings und eines zweiten konusförmigen Reibrings angeordnet ist, wobei der erste Reibring formschlüssig mit einem Rotorgehäuse koppelbar ist und der zweite Reibring formschlüssig mit dem Konuskupplungsdruckring gekoppelt ist.
  • Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die hydraulische Betätigungsvorrichtung mit einem axial versetzbaren Einrückerdruckring gekoppelt ist, welcher einen konusförmigen Druckringabschnitt aufweist, welcher radial oberhalb des Konuskupplungsdruckrings angeordnet ist, wobei die hydraulische Betätigungsvorrichtung den Einrückerdruckring so axial versetzt, dass ein Reibschluss zwischen dem Einrückerdruckring, dem Konuskupplungsdruckring und einem radial unterhalb des Konuskupplungsdruckrings angeordneten konusförmigen Rotorgehäuseabschnitt ausgebildet ist.
  • Die axiale Ausrückkraft, die von der hydraulischen Betätigungseinrichtung auf die Konuskupplung ausgeübt wird, erfolgt auch hier direkt über den Einrückerdruckring. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass keine Entkopplung, beispielsweise durch ein Wälzlager, zwischen Konuskupplung und hydraulischer Betätigungseinrichtung erfolgen muss, wie beispielsweise bei einer synchronisierten Konuskupplung.
  • Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Einrückerdruckring drehfest mit dem Rotorgehäuse gekoppelt ist.
  • Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass der Einrückerdruckring eine Mehrzahl von axial verlaufenden, sich in radialer Richtung aus dem Einrückerdruckring herauserstreckende erste Gruppe von Profilierungen zur Aufnahme von Wälzkörpern aufweist, und ein drehfest mit dem Rotorgehäuse verbundener Haltering eine Mehrzahl von axial verlaufenden, sich in radialer Richtung aus dem Haltering herauserstreckende zweite Gruppe von Profilierungen umfasst, so dass die Wälzkörper in axialer Richtung wälzend und in Umfangsrichtung drehfest zwischen der ersten Gruppe von Profilierungen und der ersten Gruppe von Profilierungen aufgenommen sind, wodurch sich eine reibungsarme axiale Aktuierung der Konuskupplung erzielen lässt, bei gleichzeitig guter Drehmomentübertragungskapazität.
  • In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Einrückerdruckring eine Mehrzahl von axial verlaufenden Führungsabschnitten aufweist, welche in korrespondierende an dem Haltering ausgebildeten Öffnungen eingreifen, so dass der Einrückerdruckring über seinen axialen Betätigungsweg hinweg drehfest mit dem Haltering verbunden ist. Hierdurch kann eine konstruktiv sehr einfache und effektive axiale Aktuierungsmöglichkeit der Konuskupplung bereitgestellt werden.
  • Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass die konusförmigen Reibflächen der Konuskupplung einen Konuswinkel von mehr als acht Winkelgrad aufweisen. Der Vorteil, der sich hierdurch realisieren lässt, ist, dass die Konuskupplung in diesem Bereich selbstlösend ist, so dass auf die Verwendung einer Rückstellfeder verzichtet oder zumindest konstruktiv kompakter bauend ausgeführt werden kann.
  • Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass der Haltering drehfest mit dem Gehäuse der hydraulischen Betätigungseinrichtung verbunden ist.
  • Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass der Hydraulikkolben mittels einer Federeinrichtung entgegen seiner Ausrückrichtung federkraftbeaufschlagt ist, so dass sich die Konuskupplung bei hydraulischem Druckabfall federkraftunterstützt lösen lässt. Hierdurch kann beispielsweise eine Normally-Open Kupplungskonfiguration realisiert werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
  • Es zeigen:
    • 1 eine erste Ausführungsform einer Antriebseinheit in einer schematischen Axialschnittansicht,
    • 2 eine zweite Ausführungsform einer Antriebseinheit in einer schematischen Axialschnittansicht,
    • 3 eine Detaildarstellung des Einrückerdruckrings und Halterings in einer schematischen Querschnittsansicht
    • 4 eine dritte Ausführungsform einer Antriebseinheit in einer schematischen Axialschnittansicht,
    • 5 ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebseinheit.
  • Die 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Antriebseinheit 1 für einen Antriebsstrang 2 eines Kraftfahrzeuges, wie es exemplarisch in der 5 wiedergegeben ist. In der gezeigten Ausführungsform ist die Antriebseinheit 1 als ein P2-Hybridmodul ausgebildet.
  • Die Antriebseinheit 1 besitzt eine mit einer verbrennungsmotorseitig anbindbare Eingangswelle 3, eine getriebeseitig anbindbare Ausgangswelle 4, einer zwischen der Eingangswelle 3 und der Ausgangswelle 4 wirkend eingesetzten Trennkupplung 5.
  • Ein erster Kupplungsbestandteil 6 der Trennkupplung 5 ist mit der Eingangswelle 3 drehfest verbunden und ein zweiter Kupplungsbestandteil 7 der Trennkupplung 5 mit der Ausgangswelle 4. Der erste Kupplungsbestandteil 6 besteht in der gezeigten Konfiguration aus dem Konuskupplungsdruckring 12 und der zweite Kupplungsbestandteil 7 aus dem Rotorgehäuse 19, dass drehmomentübertragend mit der Ausgangswelle 4 verbunden ist. Die Antriebseinheit 1 weist ferner einen Elektromotor 8 auf, dessen Rotor 9 auf einem dem zweiten Kupplungsbestandteil 7 zugehörigen Rotorträger 10 sitzt.
  • Die Trennkupplung 5 wird durch die hydraulische Betätigungseinrichtung 11, die ein Gehäuse 28 und einen axial versatzbaren und an oder in dem Gehäuse 28 gelagerten Hydraulikkolben 29 aufweist, aktuiert, also in ihren eingekuppelten oder ausgekuppelten Betriebszustand überführt. Die hydraulische Betätigungseinrichtung 11 ist als ein Zentralausrücker ausgeführt.
  • Die Trennkupplung 5 ist als Konuskupplung 16 ausgebildet, deren erster Kupplungsbestandteil 6 und deren zweiter Kupplungsbestandteil 7 jeweils einen konusförmigen Reibbelag 15 umfassen. In der in 1 gezeigten Ausführungsform der Antriebseinheit 1 ist der Konuskupplungsdruckring 12 radial oberhalb eines ersten konusförmigen Reibrings 17 und eines zweiten konusförmigen Reibrings 18 angeordnet, wobei der erste Reibring 17 formschlüssig mit einem Rotorgehäuse 19 koppelbar ist und der zweite Reibring 18 formschlüssig mit dem Konuskupplungsdruckring 12 gekoppelt ist.
  • Die hydraulische Betätigungseinrichtung 11 zum Schließen oder Öffnen der Trennkupplung 5 übt eine Axialkraft auf einen axial verschiebbaren an der Eingangswelle 3 drehfest gelagerten Konuskupplungsdruckring 12 mit einem konusförmigen Druckringabschnitt 14 in derart aus, dass ein Reib- und/oder Formschluss zwischen dem ersten Kupplungsbestandteil 6 und dem zweiten Kupplungsbestandteil 7 herstellbar ist.
  • Die hydraulische Betätigungseinrichtung 11 ist unmittelbar mit dem Konuskupplungsdruckring 12 gekoppelt und über das Wälzlager 31 relativ zueinander drehbar gelagert, indem der Innenring des Wälzlagers 31 drehfest mit dem Konuskupplungsdruckring 12 und der Außenring des Wälzlagers 31 drehfest mit dem Hydraulikkolben 29 verbunden ist. Bei Betätigung des Hydraulikkolbens 29 in axialer Richtung werden somit der Konuskupplungsdruckring 12 mit dem Wälzlager 31 in Richtung der Reibringe 17,18 axial versetzt.
  • Der erste konusförmige Reibring 17 ist durch nicht dargestellte Klauen radial formschlüssig mit dem Rotorgehäuse 19 verbunden. Analog hierzu ist auch der zweite konusförmige Reibring 18 über Klauen radial formschlüssig mit dem Konuskupplungsring 12 verbunden.
  • Der erste Reibring 17 wird bei Aktuierung des Hydraulikkolbens folglich zwischen dem zweiten Reibring 18 und dem Konuskupplungsdruckring 12 reibschlüssig verklemmt, sodass ein Drehmoment von dem ersten Kupplungsbestand 6 zum zweiten Kupplungsbestandteil 7 übertragen werden kann. Der Konuskupplungsdruckring 12 ist entgegen der Federkraft des Federelements 31 vorgespannt. Das Federelement 31 stützt sich einerseits an dem Axialnadellager 31 ab, andererseits an dem Rotorgehäuse 19. Sinkt der hydraulische Druck in der hydraulischen Betätigungseinrichtung 11, so wird der Konuskupplungsring 12 federkraftbewirkt in Richtung der Ausgangswelle 4 gedrückt. Die Reibbeläge 15 der Konuskupplung 16 lösen sich dabei erfahrungsgemäß selbstständig, ähnlich wie bei einer hydraulisch betätigten Scheibenbremse.
  • Eine zweite Ausführungsform der Antriebseinheit 1 ist in der 2 gezeigt. Man erkennt, dass die hydraulische Betätigungsvorrichtung 11 mit einem axial versetzbaren Einrückerdruckring 20 gekoppelt ist, welcher einen konusförmigen Druckringabschnitt 21 aufweist, welcher radial oberhalb des Konuskupplungsdruckrings 12 angeordnet ist, wobei die hydraulische Betätigungsvorrichtung 11 den Einrückerdruckring 20 so axial versetzt, dass ein Reibschluss zwischen dem Einrückerdruckring 20, dem Konuskupplungsdruckring 12 und einem radial unterhalb des Konuskupplungsdruckrings 12 angeordneten konusförmigen Rotorgehäuseabschnitt 21 ausgebildet ist. Der Einrückerdruckring 20 ist drehfest mit dem Rotorgehäuse 19 gekoppelt.
  • In der 3 ist eine Detailansicht der axial verschiebbaren Lagerung des Einrückerdruckrings 20 gezeigt. Man erkennt, dass der Einrückerdruckring 20 eine Mehrzahl von axial verlaufenden, sich in radialer Richtung aus dem Einrückerdruckring 20 herauserstreckende erste Gruppe von Profilierungen 22 zur Aufnahme von Wälzkörpern 23 aufweist, und ein drehfest mit dem Rotorgehäuse 19 verbundener Haltering 24 eine Mehrzahl von axial verlaufenden, sich in radialer Richtung aus dem Haltering 24 herauserstreckende zweite Gruppe von Profilierungen 25 umfasst, so dass die Wälzkörper 23 in axialer Richtung wälzend und in Umfangsrichtung drehfest zwischen der ersten Gruppe von Profilierungen 24 und der ersten Gruppe von Profilierungen 25 aufgenommen sind. Hierdurch kann eine Verdrehsicherung bzw. Momentenübertragung bei gleichzeitiger linearer Führung durch die als Kugeln ausgebildeten Wälzkörper 23 in einem Käfig 32 über die durch die Profilierungen 24,25 definierten Längsnuten im Haltering 24 und im Einrückerdruckring 20 realisiert werden. Für diese Variante werden verglichen mit der Ausführungsform der 1 weitaus weniger Einzelteile benötigt, was eine deutliche Kosteneinsparung bedeutet.
  • In einer dritten Ausführungsform der Antriebseinheit 1, die in der 4 gezeigt ist, ist die axiale Lagerung des Einrückerdruckrings 20 ohne Wälzkörper 23 realisiert, wobei der Einrückerdruckring 20 eine Mehrzahl von axial verlaufenden Führungsabschnitten 26 aufweist, welche in korrespondierende an dem Haltering 24 ausgebildeten Öffnungen 27 eingreifen, so dass der Einrückerdruckring 20 über seinen axialen Betätigungsweg hinweg drehfest mit dem Haltering 24 verbunden ist. Hierdurch können nochmals eine Bauteilreduktion und eine damit einhergehende Kostenersparnis realisiert werden.
  • Der Haltering 24 ist drehfest mit dem Gehäuse 28 der hydraulischen Betätigungseinrichtung 11 verbunden. Der Hydraulikkolben 29 mittels einer Federeinrichtung 30 entgegen seiner Ausrückrichtung federkraftbeaufschlagt ist.
  • Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Antriebseinheit
    2
    Antriebsstrang
    3
    Eingangswelle
    4
    Ausgangswelle
    5
    Trennkupplung
    6
    Kupplungsbestandteil
    7
    Kupplungsbestandteil
    8
    Elektromotor
    9
    Rotor
    10
    Rotorträger
    11
    Betätigungseinrichtung
    12
    Konuskupplungsdruckring
    14
    Druckringabschnitt
    15
    Reibbelag
    16
    Konuskupplung
    17
    Reibring
    18
    Reibring
    19
    Rotorgehäuse
    20
    Einrückerdruckring
    21
    Druckringabschnitt
    22
    Profilierungen
    23
    Wälzkörpern
    24
    Haltering
    25
    Profilierungen
    26
    Führungsabschnitten
    27
    Öffnungen
    28
    Gehäuse
    29
    Hydraulikkolben
    30
    Federeinrichtung
    31
    Federeinrichtung
    32
    Käfig
  • 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 102017212898 A1 [0003]
    • DE 102018212575 A1 [0003]
    • AT 507523 A2 [0003]
    • EP 0773127 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Antriebseinheit (1) für einen Antriebsstrang (2) eines Kraftfahrzeuges, mit einer verbrennungsmotorseitig anbindbaren Eingangswelle (3), einer getriebeseitig anbindbaren Ausgangswelle (4), einer zwischen der Eingangswelle (3) und der Ausgangswelle (4) wirkend eingesetzten Trennkupplung (5), wobei ein erster Kupplungsbestandteil (6) der Trennkupplung (5) mit der Eingangswelle (3) drehfest verbunden ist und ein zweiter Kupplungsbestandteil (7) der Trennkupplung (5) mit der Ausgangswelle (4) drehfest verbunden ist, mit einem Elektromotor (8), dessen Rotor (9) auf einem dem zweiten Kupplungsbestandteil (7) zugehörigen Rotorträger (10) sitzt, sowie mit einer die Trennkupplung (5) steuernden hydraulischen Betätigungseinrichtung (11), die ein Gehäuse (28) und einen axial versatzbaren und an oder in dem Gehäuse (28) gelagerten Hydraulikkolben (29) aufweist, wobei die Trennkupplung (5) als Konuskupplung (16) ausgebildet ist, deren erster Kupplungsbestandteil (6) und/oder deren zweiter Kupplungsbestandteil (7) jeweils einen konusförmigen Reibbelag (15) umfassen/umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Betätigungseinrichtung (11) zum Schließen oder Öffnen der Trennkupplung (5) eine Axialkraft auf einen axial verschiebbaren an der Eingangswelle (3) drehfest gelagerten Konuskupplungsdruckring (12) mit einem konusförmigen Druckringabschnitt (14) in derart ausübt, dass ein Reib- und/oder Formschluss zwischen dem ersten Kupplungsbestandteil (6) und dem zweiten Kupplungsbestandteil (7) herstellbar ist.
  2. Antriebseinheit (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Betätigungseinrichtung (11) unmittelbar mit dem Konuskupplungsdruckring (12) gekoppelt ist.
  3. Antriebseinheit (1), nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Konuskupplungsdruckring (12) radial oberhalb eines ersten konusförmigen Reibrings (17) und eines zweiten konusförmigen Reibrings (18) angeordnet ist, wobei der erste Reibring (17) formschlüssig mit einem Rotorgehäuse (19) koppelbar ist und der zweite Reibring (18) formschlüssig mit dem Konuskupplungsdruckring (12) gekoppelt ist.
  4. Antriebseinheit (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Betätigungsvorrichtung (11) mit einem axial versetzbaren Einrückerdruckring (20) gekoppelt ist, welcher einen konusförmigen Druckringabschnitt (21) aufweist, welcher radial oberhalb des Konuskupplungsdruckrings (12) angeordnet ist, wobei die hydraulische Betätigungsvorrichtung (11) den Einrückerdruckring (20) so axial versetzt, dass ein Reibschluss zwischen dem Einrückerdruckring (20), dem Konuskupplungsdruckring (12) und einem radial unterhalb des Konuskupplungsdruckrings (12) angeordneten konusförmigen Rotorgehäuseabschnitt (21) ausgebildet ist.
  5. Antriebseinheit (1), nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einrückerdruckring (20) drehfest mit dem Rotorgehäuse (19) gekoppelt ist.
  6. Antriebseinheit (1), nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einrückerdruckring (20) eine Mehrzahl von axial verlaufenden, sich in radialer Richtung aus dem Einrückerdruckring (20) herauserstreckende erste Gruppe von Profilierungen (22) zur Aufnahme von Wälzkörpern (23) aufweist, und ein drehfest mit dem Rotorgehäuse (19) verbundener Haltering (24) eine Mehrzahl von axial verlaufenden, sich in radialer Richtung aus dem Haltering (24) herauserstreckende zweite Gruppe von Profilierungen (25) umfasst, so dass die Wälzkörper (23) in axialer Richtung wälzend und in Umfangsrichtung drehfest zwischen der ersten Gruppe von Profilierungen (24) und der ersten Gruppe von Profilierungen (25) aufgenommen sind.
  7. Antriebseinheit (1), nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einrückerdruckring (20) eine Mehrzahl von axial verlaufenden Führungsabschnitten (26) aufweist, welche in korrespondierende an dem Haltering (24) ausgebildeten Öffnungen (27) eingreifen, so dass der Einrückerdruckring (20) über seinen axialen Betätigungsweg hinweg drehfest mit dem Haltering (24) verbunden ist.
  8. Antriebseinheit (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die konusförmigen Reibflächen der Konuskupplung (16) einen Konuswinkel (28) von mehr als acht Winkelgrad aufweisen.
  9. Antriebseinheit (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (24) drehfest mit dem Gehäuse (28) der hydraulischen Betätigungseinrichtung (11) verbunden ist.
  10. Antriebseinheit (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikkolben (29) mittels einer Federeinrichtung (30) entgegen seiner Ausrückrichtung federkraftbeaufschlagt ist.
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