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Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul mit einer Rotationsachse für einen Antriebsstrang, einen Antriebsstrang mit einem solchen Hybridmodul, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang.
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Hybridmodule sind als Komponenten in einem Antriebsstrang, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, bekannt. Diese umfassen eine elektrische Antriebsmaschine oder einen Drehmomentanschluss für eine elektrische Antriebsmaschine (beispielsweise mittels eines Riementriebs) und sind zum Anordnen axial zwischen einer Verbrennungskraftmaschine und einem Übersetzungsgetriebe eingerichtet. Die elektrische Antriebsmaschine ist je nach Anwendung dazu eingerichtet, im Motor-Generator-Betrieb Bremsenergie zu rekuperieren, eine Drehmomentabgabe der Verbrennungskraftmaschine zu unterstützen (Boosten), rein elektrisch zu fahren und/oder (beispielsweise einen separaten Anlasser ersetzend) die Verbrennerwelle der Verbrennungskraftmaschine aus dem Stand auf eine vorbestimmte Drehzahl (beispielsweise Leerlaufdrehzahl oder aktuelle Fahrt-bedingte Drehzahl) anzuschleppen. In einer Ausführungsform umfasst das Hybridmodul eine Trennkupplung, welche dazu eingerichtet ist, die elektrische Antriebsmaschine unabhängig von der Verbrennungskraftmaschine für rein elektrisches Fahren zu nutzen.
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Es ist gefordert, dass in einem Hybridbetrieb aus Verbrennungskraftmaschine und elektrischer Antriebsmaschine eine systembedingt stark schwankende Drehmomentabgabe der Verbrennerwelle der Verbrennungskraftmaschine möglichst früh (also nah bei der Verbrennungskraftmaschine) in dem Drehmomentfluss vergleichmäßigt ist, um beispielsweise die Trennkupplung und die elektrische Antriebsmaschine vor den eben genannten Drehungleichförmigkeiten zu schützen. Gleichzeitig ist jedoch auch gefordert, dass das Hybridmodul bauraumneutral und mit möglichst geringem konstruktiven Eingriff in den Antriebsstrang integrierbar ist.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
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Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul mit einer Rotationsachse für einen Antriebsstrang, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Motoranschlussseite;
- - eine Getriebeeingangsseite;
- - eine elektrische Antriebsmaschine, welche zur Drehmomentabgabe zwischen der Motoranschlussseite und der Getriebeeingangsseite angeordnet ist; und
- - eine Trennkupplung zum Trennen einer Drehmomentübertragung zwischen einer Antriebsmaschine und einem Getriebe.
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Das Hybridmodul ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein Torsionsschwingungsdämpfer mit zumindest einem Energiespeicherelement umfasst ist, welcher zur Dämpfung einer Drehmomentübertragung zwischen der Motoranschlussseite und der Getriebeeingangsseite angeordnet ist,
wobei die Trennkupplung und das zumindest eine Energiespeicherelement des Torsionsschwingungsdämpfers radial-innerhalb der Drehmomentaufnahme der elektrischen Antriebsmaschine angeordnet sind.
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Es wird im Folgenden auf die genannte Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.
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Hier ist ein Hybridmodul vorgeschlagen, mittels welchem ein Drehmoment um eine Rotationsachse innerhalb eines Antriebsstrangs übertragbar ist beziehungsweise von deren elektrische Antriebsmaschine ein Drehmoment um diese Rotationsachse abgebbar ist. Das Hybridmodul weist hierzu eine Motoranschlussseite auf, welche mit einer Antriebsmaschine, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine, bevorzugt einer Kolbenmaschine, (bevorzugt unmittelbar) drehmomentübertragend verbunden ist. Die im Drehmomentfluss gegenüberliegende Seite ist die Getriebeeingangsseite, welche mit einer Getriebeeingangswelle verbindbar ist, wobei das Getriebe beispielsweise einen hydrodynamischen Drehmomentwandler und/oder ein schaltbares Übersetzungsgetriebe umfasst.
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Weiterhin umfasst das Hybridmodul eine elektrische Antriebsmaschine, welche zumindest für ein Abgeben eines Drehmoments, bevorzugt auch für ein Aufnehmen eines Drehmoments (beispielsweise zur Rekuperation) bei einer koaxialen Ausführungsform baulich und bei einer parallelen Ausführungsform funktional (also im Drehmomentfluss) zwischen der Motoranschlussseite und der Getriebeeingangsseite angeordnet ist. Bei der koaxialen Ausführungsform ist die Drehmomentaufnahme von dem Rotor gebildet. In einer parallelen Ausführungsform ist die elektrische Antriebsmaschine achsparallel zu der Verbrennerwelle der Verbrennungskraftmaschine angeordnet und die Drehmomentaufnahme ist eine Aufnahmescheibe (beispielsweise eine Riemenscheibe). Ein Abgeben (beziehungsweise ein Aufnehmen) eines Drehmoments ist je nach gewünschter Konfiguration des Hybridmoduls sowohl an der Motoranschlussseite als auch an der Getriebeeingangsseite möglich. Die elektrische Antriebsmaschine ist bevorzugt auf eine Maximierung des Drehmoments optimiert und weist damit im Vergleich zu einer leistungsoptimierten elektrischen Antriebsmaschine eine axial kurze Bauform auf.
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Weiterhin umfasst das Hybridmodul eine Trennkupplung, welche dazu eingerichtet ist, die Drehmomentübertragung zwischen der ersten Antriebsmaschine, beispielsweise der Verbrennungskraftmaschine, und dem Getriebe zu trennen. Bevorzugt ist die Trennkupplung koaxial zu der Drehmomentaufnahme für die elektrische Antriebsmaschine (also radial-innerhalb des Rotors bei einer koaxialen Ausführungsform des Hybridmoduls und radial-innerhalb der Riemenscheibe bei einer parallelen Ausführungsform des Hybridmoduls) angeordnet. Beispielsweise ist die Trennkupplung als normal-offen ausgeführt und erst bei Betätigung geschlossen. In einer anderen Ausführungsform ist die Trennkupplung als normal-geschlossen ausgeführt. Die Trennkupplung ist beispielsweise mittels eines konzentrischen Nehmerzylinders [CSC; engl.: Concentric Slave Cylinder] betätigbar.
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Die Trennkupplung umfasst ein Kupplungspaket, welches zwischen die Eingangsseite und die Ausgangsseite im Drehmomentverlauf geschaltet ist, sodass eine Drehmomentübertragung zwischen der Eingangsseite und Ausgangsseitige vollständig oder bis auf ein vernachlässigbares beziehungsweise ausreichend geringes Schleppmoment reduziert ist. Das Kupplungspaket ist axial betätigbar, sodass also zumindest zwei Komponenten mittels eines axialen Hubs zwischen einer drehmomentübertragenden und einer trennenden Stellung bewegbar sind. In einer Ausführungsform ist das Kupplungspaket eine formschlüssige Kupplung, beispielsweise eine sogenannte Wedge-Clutch oder Klauenkupplung. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kupplungspaket eine reibschlüssige Kupplung mit zumindest einer Reibscheibe, einer Anpressplatte und einer Gegenplatte.
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Hier ist weiterhin vorgeschlagen, dass das Hybridmodul einen Torsionsschwingungsdämpfer umfasst, welcher beispielsweise als Zweimassenschwungrad, Mehrflanschdämpfer, Pendelwippendämpfer und/oder Fliehkraftpendel ausgeführt ist, und dazu eingerichtet ist, zum einen ein Schwanken des Drehmoments von der Motoranschlussseite zu vergleichmäßigen und zum anderen die Motoranschlussseite vor Drehmomentschwankungen der Getriebeeingangsseite, in einem Kraftfahrzeug beispielsweise ausgehend von einem Vortriebsrad im Schubbetrieb, zu schützen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Torsionsschwingungsdämpfer dauerhaft drehmomentübertragend mit der Motoranschlussseite verbunden, bevorzugt unmittelbar.
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Vorliegend ist die hier beschriebene Trennkupplung und das zumindest eine Energiespeicherelement des Torsionsschwingungsdämpfers radial-innerhalb der Drehmomentaufnahme der elektrischen Antriebsmaschine angeordnet. Damit ist der benötigte axiale Bauraum gering und die radiale Erstreckung des Hybridmoduls entspricht etwa einem konventionellen Torsionsschwingungsdämpfer, wie beispielsweise einem Zweimassenschwungrad, einem Mehrflanschdämpfer oder Ähnlichem. In einer Ausführungsform ist eine axial lang bauende Antriebsmaschine eingesetzt, welche axial überlappend mit der Trennkupplung und dem zumindest einen Energiespeicherelement des Torsionsschwingungsdämpfers angeordnet ist. Somit ist vorhandener Bauraum für eine effizientere und/oder leistungsstärkere elektrische Antriebsmaschine nutzbar, während zugleich die Komponenten Trennkupplung und Torsionsschwingungsdämpfer in dem gemeinsamen axialen Bauraum und zudem radial-innerhalb der Drehmomentaufnahme der elektrischen Antriebsmaschine angeordnet sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist einzig ein Anschlusselement eines Eingangs radial-überlappend mit der Drehmomentaufnahme der elektrischen Antriebsmaschine angeordnet. Besonders bevorzugt sind alle Komponenten des Torsionsschwingungsdämpfers radial-innerhalb des Stators der elektrischen Antriebsmaschine angeordnet.
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Das Energiespeicherelement ist bei einem Zweimassenschwungrad die zumindest eine Bogenfeder. Bei einer Ausführungsform von einem Mehrflanschdämpfer oder einem Pendelwippendämpfer ist es zumindest eine Schraubendruckfeder. Bei einem Fliehkraftpendel ist es die zumindest eine fliehkraftbedingt und trägheitsbedingt bewegbare Pendelmasse.
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Es sei darauf hingewiesen, dass eine Anordnung radial-innerhalb der Drehmomentaufnahme der elektrischen Antriebsmaschine nicht zwangsläufig gleichbedeutend ist mit einer axialen Überlappung. Beispielsweise ist ein Anschlusselement des Torsionsschwingungsdämpfers mit einer motorseitigen Komponente (beispielsweise einem Motorflansch) verbunden, welcher axial-überlappend mit diesem Anschlusselement des Torsionsschwingungsdämpfers angeordnet ist.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Hybridmoduls vorgeschlagen, dass die Trennkupplung im Drehmomentfluss zwischen der Motoranschlussseite und der Getriebeeingangsseite getriebeeingangsseitig des Torsionsschwingungsdämpfers angeordnet ist.
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Hier ist vorgeschlagen, dass die Trennkupplung im Einsatz im Drehmomentfluss von der Verbrennungskraftmaschine und hin zu dem Getriebe dem Torsionsschwingungsdämpfers nachgeschaltet beziehungsweise umgekehrt im Drehmomentfluss hin zu der Verbrennungskraftmaschine und von dem Getriebe dem Torsionsschwingungsdämpfers vorgeschaltet ist. Ein getriebeseitiger Drehmomentschlag ist somit bei geöffneter Trennkupplung, beispielsweise im rein elektrischen Betrieb beziehungsweise bei einer Rekuperation, bereits vor dem Torsionsschwingungsdämpfer ausgekoppelt. Dies hat den Vorteil, dass die mitgeschleppte Masse gering ist. Zum anderen ist auch die von dem Drehmomentschlag getroffene Masse gering und das Reaktionsmoment auf die elektrische Antriebsmaschine ist reduziert.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Hybridmoduls vorgeschlagen, dass der Torsionsschwingungsdämpfer ein Pendelwippendämpfer ist,
wobei bevorzugt der zentrale Eingang des Pendelwippendämpfers motorseitig und der radial-äußere Ausgang des Pendelwippendämpfers getriebeseitig angeordnet ist.
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Hier ist vorgeschlagen, dass der Torsionsschwingungsdämpfer ein Pendelwippendämpfer ist, welcher einen Eingang und einen Ausgang umfasst. Der Eingang ist beispielsweise zum Aufnehmen eines Drehmoments eingerichtet, wobei hier nicht ausgeschlossen ist, dass der Eingang auch zum Abgeben eines Drehmoments eingerichtet ist. Beispielsweise bildet der Eingang in einem Hauptzustand den Drehmomenteingang, beispielsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bei einem sogenannten Zugmoment, also einer Drehmomentabgabe von einer Antriebsmaschine, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine. Der Ausgang ist dann entsprechend zum Abgeben eines Drehmoments eingerichtet, wobei auch der Ausgang bevorzugt zum Aufnehmen eines Drehmoments eingerichtet ist. Der Ausgang bildet also beispielsweise in der Anwendung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs in einem Nebenzustand den Drehmomenteingang für ein sogenanntes Schubmoment, also wenn die Trägheitsenergie des fahrenden Kraftfahrzeugs beim Motorbremsen das Eingangsdrehmoment bildet. Der Eingang und/oder der Ausgang ist bevorzugt Scheiben-artig oder Scheibensegment-artig, besonders bevorzugt mittels Stanzen und/oder Blechumformung, gebildet. Der Eingang umfasst also zumindest eine Primärscheibe, bevorzugt zwei paarige Primärscheiben und/oder zwei paarige Wippenelemente. Der Ausgang umfasst zumindest eine Sekundärscheibe, bevorzugt zwei paarige Sekundärscheiben und/oder zwei paarige Wippenelemente.
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Zwischen dem Eingang und dem Ausgang sind eine Mehrzahl von Wippenelementen (auch als Wippen bezeichnet) und eine Mehrzahl von Energiespeicherelementen, beispielsweise Federelemente als Schraubendruckfedern, zwischengeschaltet. Die Wippenelemente sind mittels zumindest eines Wälzkörpers an dem Eingang und/oder an dem Ausgang relativ verlagerbar abgestützt. Die Wälzkörper sind mittels der Energiespeicherelemente zwischen der jeweiligen Übersetzungsbahn und komplementären Gegenbahn abrollbar eingespannt. Mittels dieses Pendelwippendämpfers ist der relative Verdrehwinkel zwischen dem Eingang und dem Ausgang in einen Federweg der Federelemente umgewandelt. Mittels der Übersetzungsbahnen und der komplementären Gegenbahnen, welche ein Rampengetriebe bilden, ist ein Übersetzungsverhältnis einstellbar und damit eine Steifigkeit des Pendelwippendämpfers einstellbar. Vorteilhaft ist hierbei auch, dass das Übersetzungsverhältnis nicht konstant sein muss, sondern die Steigung des Rampengetriebes über den Verdrehwinkel der Eingangsseite zur Ausgangsseite veränderlich einstellbar ist. Ein weiterer Vorteil eines solchen Pendelwippendämpfers im Vergleich zu anderen Ausführungsformen ist, dass der Pendelwippendämpfer (nahezu) keine Hysterese-Eigenschaften, zumal beim Nulldurchgang, aufweist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgeschlagen, dass der (motorseitige) Eingang des Pendelwippendämpfers zentral, also radial-innen, angeordnet ist. Beispielsweise ist dazu der Scheiben-artige Eingang axial zwischen dem Ausgang angeordnet, wobei das Drehmoment an dem Eingang von radial-innen oder radial-außen aufnehmbar ist. In einer Ausführungsform ist der Eingang unmittelbar mit beispielsweise dem Motorflansch drehmomentübertragend verbunden. In einer anderen Ausführungsform ist zwischen dem Eingang und dem Motorflansch eine Zwischenwelle angeordnet. Der (getriebeseitige) Ausgang des Pendelwippendämpfer ist bei diesem Beispiel radial-außen angeordnet, bevorzugt im Drehmomentfluss trennkupplungsseitig, besonders bevorzugt unmittelbar an ein Element der Trennkupplung, beispielsweise die Reibscheibe, angebunden.
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In einer Ausführungsform ist das zumindest eine Energiespeicherelement und/oder das Wippenelement des Pendelwippendämpfers in radialer Überlappung mit der Trennkupplung angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Pendelwippendämpfer insgesamt radial-überlappend mit der Reibscheibe und zudem axial-überlappend mit der Trennkupplung angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Eingang radial-außen angeordnet. Beispielsweise ist dann die zumindest eine Primärscheibe beispielsweise unmittelbar mit dem Motorflansch, beispielsweise mittels Verschraubung, drehmomentübertragend verbunden. Der Ausgang des Pendelwippendämpfers ist in dieser Ausführungsform dann radial-innen angeordnet, wobei mittels zumindest einer Sekundärscheibe das Drehmoment abgebbar (im Hauptzustand) ist.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Hybridmoduls vorgeschlagen, dass der Torsionsschwingungsdämpfer als Baueinheit mit der Reibscheibe ausgeführt ist.
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Hier ist eine Ausführungsform der Trennkupplung vorgeschlagen, welche ein Reibpaket mit zumindest den Komponenten Anpressplatte, Gegenplatte und Reibscheibe umfasst, welche schleifend (oder schlupfend) mit einem über einen axialen Anpressdruck steuerbaren Drehmoment miteinander verpressbar sind. In einer Ausführungsform sind eine Mehrzahl von Reibscheiben und zudem eine korrespondierende Anzahl von Zwischenplatten vorgesehen. In einer Ausführungsform ist das Reibpaket von einem Lamellenpaket gebildet, zumindest eine Lamelle ist in einem ersten Lamellenkorb als Reibscheibe (Reiblamelle) aufgehängt und zumindest eine antagonistische Lamelle ist in einem zweiten Lamellenkorb als (Reib-) Platte (oftmals als Stahllamelle bezeichnet) aufgehängt.
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Der Torsionsschwingungsdämpfer umfasst hierbei zwei paarig angeordnete Sekundärscheiben (Ausgang), wobei von jeweils einer Sekundärscheibe (axial-außenseitig) eine Reibscheibe gebildet ist. In einer Ausführungsform sind zumindest zwei Reibscheiben vorgesehen, wobei davon eine Reibscheibe einstückig mit den Sekundärscheiben und eine Reibscheibe separat gebildet ist. Die Sekundärscheiben sind bevorzugt dafür axial-außenseitig jeweils mit einem Reibbelag versehen.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Hybridmoduls vorgeschlagen, dass die Drehmomentaufnahme der elektrischen Antriebsmaschine getriebeeingangsseitig zu der Trennkupplung angeordnet ist.
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Bei dieser Ausführungsform ist vorgeschlagen, dass die Drehmomentaufnahme der elektrischen Antriebsmaschine im Drehmomentfluss zwischen der Trennkupplung und der Getriebeeingangsseite angeordnet ist. In einer koaxialen Ausführungsform ist ein Rotor (Drehmomentaufnahme) beziehungsweise dessen Rotorträger mit der Getriebeeingangsseite (beispielsweise einem Flansch oder einer Welle) verbunden, beispielsweise axial verpresst, vernietet, einstückig gebildet und/oder drehmomentfest verbunden (beispielsweise mittels einer Steckverzahnung).
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Hybridmoduls vorgeschlagen, dass der Torsionsschwingungsdämpfer und/oder die Trennkupplung trocken, sowie die elektrische Antriebsmaschine nass ausgeführt sind.
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Hier ist vorgeschlagen, dass der Torsionsschwingungsdämpfer und/oder die Trennkupplung trocken ausgeführt sind. Damit sind die Dämpfungseigenschaften des Torsionsschwingungsdämpfers und der Reibkoeffizient der Trennkupplung (bei ausreichender Kühlung) in einem sehr engen Toleranzfenster, sowie das Reibmoment nahezu kraft-proportional zwischen einem getrennten und einem verpressten Zustand. Die elektrische Antriebsmaschine ist hingegen für einen nassen Betrieb (beispielsweise mit einem Ölbad und/oder Öl-Spritzkühlung) eingerichtet. Damit ist die Abwärme effizient abführbar. Somit sind also ein trockener Raum und ein nasser Raum innerhalb des Hybridmoduls gebildet. Die beiden Räume sind mittels einer Trennwand separiert. Beispielsweise ist die Trennwand ein Teil des Gehäuses eines Getriebes. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Trennwand zugleich als Befestigung, also Gegenlager, für den Stator der elektrischen Antriebsmaschine eingerichtet. In einer Ausführungsform ist über die Trennwand die Getriebeeingangswelle und damit die Trennkupplung getriebeseitig gelagert. Bei einer Ausführungsform mit einer hydrostatischen Betätigung der Trennkupplung ist bevorzugt die Nehmerkammer ein Teil des nassen Raums, wobei bevorzugt die Nehmerkammer mit der Getriebeeingangswelle mitrotierend ausgeführt ist und die Nehmerkammer über die Getriebeeingangswelle mit dem Gebersystem kommunizierend verbunden ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Verbrennerwelle;
- - ein Hybridmodul nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, umfassend eine elektrische Antriebsmaschine mit einer Rotorwelle; und
- - ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der Verbrennerwelle und/oder der Rotorwelle und einem Verbraucher,
wobei ein Drehmoment zwischen der elektrischen Antriebsmaschine und der Verbrennungskraftmaschine mittels des Hybridmoduls trennbar und schwingungsmoduliert, sowie zwischen der elektrischen Antriebsmaschine und dem Verbraucher, bevorzugt dauerhaft, übertragbar ist.
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Der hier vorgeschlagene Antriebsstrang umfasst ein Hybridmodul in einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, und insoweit wird auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen. In einer Ausführungsform ist die Motoranschlussseite des Hybridmoduls mit der Maschinenwelle (bevorzugt der Verbrennerwelle der Verbrennungskraftmaschine) drehmomentfest verbunden und die Getriebeeingangsseite (zumindest mittelbar, beispielsweise über ein Getriebe) mit dem zumindest einen Verbraucher, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug die Vortriebsräder, drehmomentfest verbunden. Eine Drehmomentübertragung zwischen der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise deren Verbrennerwelle und dem zumindest einen Verbraucher ist mittels der Trennkupplung trennbar übertragbar, wobei weiterhin die Drehmomentübertragung mittels des Torsionsschwingungsdämpfers, (bevorzugt des Pendelwippendämpfers) schwingungsmoduliert ist. Eine Drehmomentübertragung zwischen der elektrischen Antriebsmaschine beziehungsweise deren Rotorwelle und dem zumindest einen Verbraucher ist auch bei getrennter Trennkupplung weiterhin, bevorzugt dauerhaft, übertragbar. Alternativ ist eine weitere (formschlüssige oder reibschlüssige) Kupplung vorgesehen. Eine Drehmomentübertragung zwischen dem Verbraucher und der Verbrennerwelle und/oder der Rotorwelle ist bevorzugt in beiden Richtungen möglich, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zum Beschleunigen des Kraftfahrzeugs (Zugbetrieb) und in Gegenrichtung (Schubbetrieb) beispielsweise zum Einsatz der Motorbremse zum Entschleunigen des Kraftfahrzeugs und/oder zum Rekuperieren von Bremsenergie. Das Getriebe umfasst bevorzugt einen Drehmomentwandler und/oder ein (bevorzugt schaltbares) Übersetzungsgetriebe. Der Antriebsstrang ist mittels des Hybridmoduls hybridisiert, wobei bevorzugt gemäß einer P1-Konfiguration oder P2-Konfiguration das Hybridmodul im Drehmomentfluss ausgehend von der Verbrennungskraftmaschine dem Übersetzungsgetriebe vorgeschaltet ist, sodass ein Drehmoment der elektrischen Antriebsmaschine über das Übersetzungsgetriebe geleitet wird. Ein solches (schaltbares) Übersetzungsgetriebe ist bevorzugt ein Umschlingungsgetriebe [CVT; engl.: Continuous Variable Transmission].
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Mit dem hier vorgeschlagenen Antriebsstrang, welcher das oben beschriebene Hybridmodul umfasst, ist eine Drehmomenterzeugung hybridisiert, wobei zugleich nur ein geringer axialer und radialer Bauraum benötigt wird. Zugleich ist mittels der Trennkupplung zwischen der elektrischen Antriebsmaschine und der Verbrennungskraftmaschine die Verbrennungskraftmaschine vom Verbraucher trennbar und mittels des integrierten Torsionsschwingungsdämpfers eine erwünschte (modulierte) Drehmomentsteifigkeit des Übertragungssystems zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Verbraucher (genauer dem Getriebe) einstellbar.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend einen Antriebsstrang nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung und zumindest ein Vortriebsrad,
wobei zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs das zumindest eine Vortriebsrad mittels des Antriebsstrangs antreibbar ist.
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Der Bauraum ist gerade bei Kraftfahrzeugen aufgrund der zunehmenden Anzahl von Komponenten besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, einen Antriebsstrang kleiner Baugröße zu verwenden. Mit dem gewünschten sogenannten Downsizing der Antriebsmaschine bei einer gleichzeitigen Verringerung der Betriebsdrehzahlen wird die Intensität der störenden Torsionsschwingungen erhöht. Eine ähnliche Problemstellung ergibt sich bei der sogenannten Hybridisierung, bei welcher eine elektrische Antriebsmaschine im Betrieb immer häufiger in Einsatz gebracht wird oder sogar die Hauptdrehmomentquelle bildet und eine möglichst kleine Verbrennungskraftmaschine einzusetzen ist, welche aber deutlich häufiger dem Antriebsstrang zugeschaltet und wieder weggeschaltet werden muss. Es ist daher eine Herausforderung, eine ausreichende Betätigungskraft bei gleichzeitig geringen Teilekosten und geringem verfügbarem Bauraum bereitzustellen.
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Verschärft wird diese Problematik bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Aggregate in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Kraftfahrzeug, welches das oben beschriebene Hybridmodul umfasst, ist eine Drehmomenterzeugung hybridisiert, wobei zugleich nur ein geringer axialer und radialer Bauraum benötigt wird. Zugleich ist mittels der Trennkupplung zwischen der elektrischen Antriebsmaschine und der Verbrennungskraftmaschine die Verbrennungskraftmaschine vom Verbraucher trennbar und mittels des integrierten Torsionsschwingungsdämpfers eine erwünschte (modulierte) Drehmomentsteifigkeit des Übertragungssystems zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Verbraucher (genauer dem Getriebe) einstellbar.
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Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Audi A1, Volkswagen Polo, Opel Corsa oder Renault Clio. Bekannte Hybridfahrzeuge sind BMW 330e oder der Toyota Yaris Hybrid. Als Mild-Hybride bekannt sind beispielsweise ein Audi A6 50 TFSI e oder ein BMW X2 xDrive25e.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
- 1: ein Hybridmodul mit einem in das Reibpaket integrierten Torsionsschwingungsdäm pfer;
- 2: ein Hybridmodul in einer zweiten Ausführungsform;
- 3: ein Hybridmodul in einer dritten Ausführungsform;
- 4: ein Hybridmodul in einer vierten Ausführungsform; und
- 5: ein Antriebsstrang mit einem Hybridmodul in einem Kraftfahrzeug in einer Draufsicht.
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In 1 ist ein Hybridmodul 1 (in einer ersten Ausführungsform) mit einem in das Reibpaket 23 integrierten Torsionsschwingungsdämpfer 10 in einer Schnittansicht gezeigt. Das Hybridmodul 1 umfasst einen Torsionsschwingungsdämpfer 10, eine Trennkupplung 7 sowie eine koaxial angeordnete elektrische Antriebsmaschine 6. In der gezeigten Ausführungsform ist der Torsionsschwingungsdämpfer 10 beispielsweise als Pendelwippendämpfer 13 ausgeführt. Der Torsionsschwingungsdämpfer 10, die Trennkupplung 7 und die elektrische Antriebsmaschine 6 sind zwischen einer Motoranschlussseite 4 und einer Getriebeeingangsseite 5 angeordnet, wobei in einem Hauptzustand die Motoranschlussseite 4 den Drehmomenteingang und die Getriebeeingangsseite 5 den Drehmomentausgang bilden. In einem Nebenzustand, beispielsweise beim Motorbremsen oder Rekuperieren bildet dann die Getriebeeingangsseite 5 den Drehmomenteingang und die Motoranschlussseite 4 den Drehmomentausgang.
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Der Eingang 14 des Torsionsschwingungsdämpfers 10 ist zentral motorseitig und radial-innen angeordnet, wobei in der gezeigten Ausführungsform der Eingang 14 zwei axial beabstandete Primärscheiben 25,26 umfasst. Die Primärscheiben 25,26 sind in der gezeigten Ausführungsform mit einer Zwischenwelle 27 drehmomentübertragend und die Zwischenwelle 27 ist wiederum mit der Verbrennerwelle 18 drehmomentübertragend verbunden. Rein optional ist in dieser Ausführungsform die Zwischenwelle 27 auf der Verbrennerwelle 18 axial beweglich gelagert, beispielsweise mittels einer Steckverzahnung 28. Die axiale Bewegbarkeit ist bei dieser Ausführungsform notwendig, um die Funktionsweise der im Folgenden beschriebenen Trennkupplung 7 sicherzustellen. Von der Verbrennerwelle 18 ist hier einzig eine (rein optionale) Schwungscheibe gezeigt.
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Der Ausgang 15 des Torsionsschwingungsdämpfers 10 umfasst weiterhin eine erste Sekundärscheibe 29 und eine zweite Sekundärscheibe 30, wobei der Ausgang 15 rein optional radial-außen bei dem Torsionsschwingungsdämpfer 10 angeordnet ist. Die Sekundärscheiben 29,30 sind axial voneinander beabstandet angeordnet und axial außenseitig zu den Primärscheiben 25,26 angeordnet. Darstellungsgemäß links der ersten (darstellungsgemäß linken) Primärscheibe 25 ist die erste (linke) Sekundärscheibe 29 angeordnet. Darstellungsgemäß rechts der zweiten (rechten) Primärscheibe 26 ist die zweite (rechte) Sekundärscheibe 30 angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind die Sekundärscheiben 29,30 mittels der Zwischenwelle 27 axial geführt und bevorzugt zentriert.
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Zwischen dem Eingang 14 und dem Ausgang 15 sind (rein optional eine Mehrzahl von) Zwischenelemente 31, (rein optional eine Mehrzahl von) Energiespeicherelemente 11, beispielsweise Schraubendruckfedern mit gerader Federachse, zwischengeschaltet. Bei einer Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfer 10 als Pendelwippendämpfer 13 sind die Zwischenelemente 31 als Wippenelemente ausgeführt und mittels zumindest eines Wälzkörpers (hier nicht dargestellt) und/oder (mittelbar oder unmittelbar) mittels des zumindest einen Energiespeicherelements 11 an den Primärscheiben 25,26 (Eingang 14) und an den Sekundärscheiben 29,30 (Ausgang 15) relativ verlagerbar abgestützt. Die Wälzkörper sind mittels des zumindest einen Energiespeicherelements 11 zwischen der jeweiligen Übersetzungsbahn und komplementären Gegenbahn abrollbar eingespannt. Mittels dieses Pendelwippendämpfers 13 ist der relative Verdrehwinkel zwischen dem Eingang 14 und dem Ausgang 15 in einen Federweg der Federelemente umgewandelt. Mittels der Übersetzungsbahnen und der komplementären Gegenbahnen, welche ein Rampengetriebe bilden, ist ein Übersetzungsverhältnis einstellbar und damit eine (bevorzugt von einem Verdrehwinkel und somit von einem anliegenden Drehmoment abhängige) Steifigkeit des Pendelwippendämpfers 13 eingestellt und somit eine Drehmomentübertragung moduliert.
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Getriebeseitig des Torsionsschwingungsdämpfers 10 ist eine Trennkupplung 7 angeordnet, wobei hier rein optional die erste Sekundärscheibe 29 und die zweite Sekundärscheibe 30 als eine (erste und einzige) Reibscheibe 16 des Reibpakets 23 der Trennkupplung 7 eingerichtet sind. Darstellungsgemäß axial links an der ersten (linken) Sekundärscheibe 29 ist ein erster (linker) Reibbelag 32 angeordnet. Darstellungsgemäß axial rechts an der zweiten (rechten) Sekundärscheibe 30 ist ein zweiter (rechter) Reibbelag 33 angeordnet. Die Reibbeläge 32,33 sind in der gezeigten Ausführungsform axial zwischen einer Gegenplatte 34 (darstellungsgemäß links) und einer Anpressplatte 35 (rechts) des Reibpakets 23 angeordnet. Die Trennkupplung 7 ist axial (darstellungsgemäß von rechts nach links) verpressbar, sodass die Reibscheibe 16 (hier rein optional der hierfür axial bewegbar aufgehängte gesamte Torsionsschwingungsdämpfer 10) und die Anpressplatte 35, mittels eines axialen Hubs zwischen einer geschlossenen (drehmomentübertragenden) und der (hier gezeigten) geöffneten (getrennten) Stellung bewegbar sind. In dem Torsionsschwingungsdämpfer 10 ist zwischen den Sekundärscheiben 29,30 ein Stufenbolzen 36 vorgesehen, welcher zur definierten Beabstandung der Sekundärscheiben 29,30 voneinander, sowie für diese Ausführungsform bevorzugt zum Aufnehmen der Axialkraft zum Verpressen des Reibpakets 23 eingerichtet ist. Die Gegenplatte 34 und die Anpressplatte 35 sind in einem gemeinsamen rein optional mitrotierendem Kupplungsgehäuse 24 aufgenommen, von welchem gleichzeitig eine axiale Kraftklammer um den Pendelwippendämpfer 13 gebildet ist. Für eine Drehmomentübertragung auf die Getriebeeingangswelle 37 (hier lediglich angedeutet beziehungsweise ausschnittsweise dargestellt) sind die Gegenplatte 34 und die Anpressplatte 35 hier über das Kupplungsgehäuse 24 drehmomentübertragend, beispielsweise mittels Steckverzahnung 38, mit der Getriebeeingangswelle 37 verbunden.
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Zum axialen Betätigen der Trennkupplung 7 umfasst die (rein optional hydraulische) Betätigungseinrichtung ein (rein optional mitrotierendes) Nehmersystem 39 mit einer Nehmerkammer 40 und einem Betätigungskolben 41. Dabei ist die Nehmerkammer 40 rein optional über eine hydraulische Zuführleitung aus dem Inneren der Getriebeeingangswelle 37 gespeist. Bei Erhöhung des Drucks mittels eines Gebersystems ist eine axiale Betätigungskraft 42 erzeugt. Der Betätigungskolben 41 (in diesem Zusammenhang auch als Drucktopf bezeichnet) ist so axial hin zu der Anpressplatte 35 (darstellungsgemäß nach links) gezwungen und das Reibpaket 23 der Trennkupplung 7 ist von der gezeigten geöffneten Stellung in die geschlossene, also drehmomentübertragende Stellung überführt. Bei Ausbleiben dieser Betätigungskraft 42 wird die Trennkupplung 7 beziehungsweise deren Reibpaket 23 (passiv) in die geöffnete Stellung überführt. Bei der gezeigten Ausführungsform wird dies mittels einer von einer Rückstellfeder 43 (hier von einem beziehungsweise einer Mehrzahl von Blattfederpaketen gebildet) erzeugten Rückstellkraft 44 bewerkstelligt. In der hier gezeigten Ausführungsform ist das Kupplungsgehäuse 24 zudem dazu eingerichtet eine axiale Betätigungskraft 42 gegenzulagern, also Axialkräfte aufzunehmen. Weiterhin ist hier (rein optional) eine Kompensationsfeder 45 vorgesehen, welche einer aus der Fliehkraftwirkung auf die (mitrotierende) hydraulische Flüssigkeit in der Nehmerkammer 40 resultierenden schließenden Axialkraft (möglichst proportional) antagonistisch entgegenwirkt. Die Fliehkraftwirkung ist somit (zumindest zu einem Teil) kompensiert.
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Die hier gezeigte Ausführungsform zeigt den Pendelwippendämpfer 13 und die Trennkupplung 7 vollständig radial-innerhalb der elektrische Antriebsmaschine 6 angeordnet, wobei die elektrische Antriebsmaschine 6 den Torsionsschwingungsdämpfer 10 und die Trennkupplung 7 axial nur teilweise überlappt. Rein optional ist eine Drehmomentaufnahme 12 von einem Rotor 46 der elektrischen Antriebsmaschine 6 gebildet, wobei die Drehmomentaufnahme 12 wiederum von einem Rotorträger 19 mit der Getriebeeingangswelle 37 drehmomentfest verbunden ist. Es sei darauf hingewiesen, dass in einer Ausführungsform die Drehmomentaufnahme 12 und der Rotorträger 19 einstückig gebildet sind, wobei von der Drehmomentaufnahme 12 eine (bevorzugt umlaufende) Aufnahmefläche mit einer axialen Erstreckung für einen Rotor 46 (wie hier gezeigt) oder für ein Zugmittel (beispielsweise als Riemenscheibe für einen Riemen) gebildet ist und der Rotorträger 19 eine radiale Erstreckung zum Anbinden an die (bevorzugt zentrale) Getriebeeingangswelle 37 aufweist. Der Rotor 46 mit seiner Rotorwelle 19 ist radial-innerhalb des Stators 47 angeordnet. Die Rotorwelle 19 ist wiederum rein optional mit der Getriebeeingangswelle 37 dauerhaft drehmomentübertragend verbunden. Somit ist auch bei geöffneter Trennkupplung 7 ein rein elektrischer Betrieb, beispielsweise von einem Kraftfahrzeug 22 mit dem gezeigten Hybridmodul 1, ermöglicht.
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Hier ist weiterhin vorgeschlagen, dass das Hybridmodul 1 in einen trockenen Raum 48 und einen nassen Raum 49 mittels einer Trennwand 50 unterteilt ist. In dem trockenen Raum 48 sind der Pendelwippendämpfer 13 und die Trennkupplung 7 angeordnet. In dem nassen Raum 49 ist die elektrische Antriebsmaschine 6 angeordnet, wobei rein optional der Stator 47 der elektrische Antriebsmaschine 6 radial-außen mit der Trennwand 50 verbunden ist. Im Übergang von dem nassen Raum 49 in den trockenen Raum 48 ist ein Radialwellendichtring 51 vorgesehen, mit seiner statischen Seite an der Trennwand 50 und mit seiner dynamischen Seite an der Getriebeeingangswelle 37 beziehungsweise hier mittelbar über den Betätigungskolben 41. In der gezeigten Ausführungsform ist die Trennwand 50 einstückig (beispielsweise als Gussteil) mit von einem Gehäuse 52 von einem Getriebe 9 (vergleiche 5) gebildet. Zudem ist hier sowohl der Rotor 46 (mittels der Drehmomentaufnahme 12 und dem Rotorträger 19) als auch das Kupplungsgehäuse 24 mittels eines getriebeseitigen Lagers 53 an der Trennwand 50 abgestützt.
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In 2 ist ein Hybridmodul 1 mit einem in das Reibpaket 23 integrierten Torsionsschwingungsdämpfer 10 in einer zweiten Ausführungsform in einer Schnittansicht gezeigt. Die Ausführungsform ist ähnlich zu derjenigen gemäß 1, sodass hier ohne Beschränkung der Allgemeinheit nur die Unterschiede aufgezeigt werden sollen. Es sei darauf hingewiesen, dass zumindest alle aufgezeigten Unterschiede voneinander unabhängig sind und die in 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen rein der Übersichtlichkeit halber lediglich eine geringe Anzahl von Permutationen zeigt.
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Hier umfasst der Torsionsschwingungsdämpfer 10 weiterhin eine zweite Reibscheibe 17, welche in der gezeigten Ausführungsform axial beabstandet mit der zweiten Sekundärscheibe 30 drehmomentfest verbunden ist, beispielsweise mittels Vernietung. Axial beidseitig der zweiten Reibscheibe 17 ist ein dritter Reibbelag und ein vierter Reibbelag (nicht einzeln bezeichnet) angeordnet. Axial zwischen dem zweiten Reibbelag 33 (der ersten Reibscheibe 16) und dem dritten Reibbelag (der zweiten Reibscheibe 17) ist eine Zwischenplatte 54 vorgesehen, welche (bevorzugt über ein weiteres hier nicht dargestelltes Blattfederpaket und bevorzugt über die Anpressplatte 35) mit dem Kupplungsgehäuse 24 drehmomentfest verbunden ist. Die Reibfläche der Trennkupplung 7 ist in der gezeigten Ausführungsform im Vergleich zu der Ausführungsform in 1 somit verdoppelt, sodass mit der Trennkupplung 7 ein (näherungsweise) doppeltes Drehmoment übertragbar ist. Aufgrund der zweiten Reibscheibe 17 ist der axiale Bauraum des Hybridmoduls 1 im Vergleich zu der Ausführungsform des Hybridmoduls 1 aus 1 vergrößert. Hier ist beispielsweise weiterer Bauraum für eine axial länger bauende elektrische Antriebsmaschine 6 geschaffen.
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In 3 ist ein Hybridmodul 1 mit einem in das Reibpaket 23 integrierten Torsionsschwingungsdämpfer 10 in einer dritten Ausführungsform in einer Schnittansicht gezeigt. Die Ausführungsform ist ähnlich zu derjenigen gemäß 1 und 2, sodass hier ohne Beschränkung der Allgemeinheit nur die Unterschiede aufgezeigt werden sollen. Es sei darauf hingewiesen, dass zumindest alle aufgezeigten Unterschiede voneinander unabhängig sind und die hier gezeigte Ausführungsform im Vergleich zu den vorhergehenden Figuren rein der Übersichtlichkeit halber lediglich eine geringe Anzahl von Permutationen zeigt.
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Hier ist nun eine andere Ausführungsform eines Torsionsschwingungsdämpfers 10 gezeigt. Als Eingang 14 ist eine einzige Primärscheibe 25 vorgesehen, wobei hier die Primärscheibe 25 unmittelbar und dauerhaft mit einer Schwungscheibe der Verbrennerwelle 18 drehmomentübertragend verbunden ist und das (Zug-) Drehmoment der Verbrennerwelle 18 von radial-außen aufgenommen ist. Als Ausgang 15 des Pendelwippendämpfers 13 ist weiterhin eine einzige Sekundärscheibe 29 vorgesehen, welche hier zentral angeordnet ist. Die verbrennerseitige (Zug-) Drehmomentabgabe der Sekundärscheibe 29 erfolgt radial-innen, indem die Sekundärscheibe 29 mit einer Zwischenwelle 27 drehmomentübertragend, beispielsweise mittels Verzahnung, verbunden ist. Die Zwischenwelle 27 ist hier (rein optional) mittels eines dämpferseitigen Lagers 55 auf der Getriebeeingangswelle 37 (mittelbar über das Kupplungsgehäuse 24) abgestützt.
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Bei dem Torsionsschwingungsdämpfer 10 sind zwischen der Primärscheibe 25 (Eingang 14) und der Sekundärscheibe 29 (Ausgang 15) ein paarig ausgebildetes Zwischenelement 31 (bei einer Ausführungsform als Pendelwippendämpfer 13 die Wippenelemente) mit einer ersten (darstellungsgemäß linken) Seitenscheibe 56 und einer zweiten (rechten) Seitenscheibe 57 angeordnet. Diese sind wie im Zusammenhang mit 1 erläutert zum Modulieren der Drehmomentsteifigkeit über zumindest einen Wälzkörper (nicht dargestellt) und zumindest ein Energiespeicherelement 11 an der Primärscheibe 25 und Sekundärscheibe 29 relativ verlagerbar abgestützt.
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Anders als in der Ausführungsform in 1 und 2 ist hier der Pendelwippendämpfer 13 seitlich außerhalb (darstellungsgemäß links) der Trennkupplung 7 angeordnet. Der Torsionsschwingungsdämpfer 10 ist hier mit seiner Primärscheibe 25 in radialer Überlappung mit dem Rotor 46 der elektrischen Antriebsmaschine 6 angeordnet. Die zweite (rechte) Seitenscheibe 57 ist axial-überlappend mit dem Stator 47 angeordnet. Das (paarige) Zwischenelement 31 (Seitenscheiben 56,57) des Torsionsschwingungsdämpfers 10 weist (zumindest in der gezeigten Ruhelage) einen Außendurchmesser wie das Kupplungsgehäuse 24 auf. Das Energiespeicherelement 11 ist auf einem Radius radial-innerhalb des Kupplungsgehäuses 24 angeordnet.
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Hier ist nun (rein optional eine einzige) separat gebildete Reibscheibe 16 für die Trennkupplung 7 vorgesehen, wobei die Reibscheibe 16 mittels eines sich nach radial-außen erstreckenden Anschlussflansches 58 auf der Zwischenwelle 27 drehmomentübertragend und axial beweglich angeordnet ist. Axial beidseitig der Reibscheibe 16 sind ein erster Reibbelag 32 und ein zweiter Reibbelag 33 angeordnet, welche bei geschlossener Trennkupplung 7 mit der Gegenplatte 34 beziehungsweise der Anpressplatte 35 in reibschlüssigem Kontakt stehen.
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In 4 ist ein Hybridmodul 1 mit einem in das Reibpaket 23 integrierten Torsionsschwingungsdämpfer 10 in einer vierten Ausführungsform in einer Schnittansicht gezeigt. Die Ausführungsform ist ähnlich zu derjenigen gemäß 3, sodass hier ohne Beschränkung der Allgemeinheit nur die Unterschiede aufgezeigt werden sollen. Es sei darauf hingewiesen, dass zumindest alle aufgezeigten Unterschiede voneinander unabhängig sind und die hier gezeigte Ausführungsform im Vergleich zu den vorhergehenden Figuren rein der Übersichtlichkeit halber lediglich eine geringe Anzahl von Permutationen zeigt.
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Hier ist nun der Anschlussflansch 58 einstückig von der Zwischenwelle 27 gebildet, an welchem in der gezeigten Ausführungsform eine erste Reibscheibe 16 und eine zweite Reibscheibe 17 drehmomentübertragend, rein optional mittels Vernietung, verbunden sind. Unabhängig davon ist axial beidseitig der zweiten Reibscheibe 17 ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß 2 ein dritter Reibbelag, ein vierter Reibbelag und axial dazwischen eine Zwischenplatte 54 miteinander verpressbar axial zwischen einer Gegenplatte 34 und einer Anpressplatte 35 angeordnet.
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In 5 ist rein schematisch ein Antriebsstrang 3 mit einem Hybridmodul 1 in einem Kraftfahrzeug 22 in einer Draufsicht gezeigt, wobei in einer Quer-Front-Anordnung eine erste Antriebsmaschine 8, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine 8, mit ihrer Verbrennerwelle 18 und einer korrespondierenden Motorachse 59 sowie eine elektrische Antriebsmaschine 6 mit ihrer Rotorwelle 19 koaxial zu der Rotationsachse 2, sowie quer zu der Längsachse 60 des Kraftfahrzeugs 22 und vor der Fahrerkabine 61 des Kraftfahrzeugs 22 angeordnet sind.
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Die elektrische Antriebsmaschine 6 ist hier koaxial zu dem Torsionsschwingungsdämpfer 10 und der Trennkupplung 7 angeordnet und bilden bevorzugt mit diesen eine Baueinheit als sogenanntes Hybridmodul 1 beispielsweise gemäß einer Ausführungsform gemäß 1 bis 4. Der Antriebsstrang 3 ist zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs 22 mittels Antreiben eines linken Vortriebsrads 20 und eines rechten Vortriebsrads 21 (hier optional der Vorderachse des Kraftfahrzeugs 22) mittels einer Drehmomentabgabe von zumindest einer der Antriebsmaschinen 8,6 eingerichtet. Mittels des Torsionsschwingungsdämpfers 10 ist die Drehmomentabgabe der Verbrennerwelle 18 der Verbrennungskraftmaschine 8 möglichst früh (also nah bei der Verbrennungskraftmaschine 8) in dem Drehmomentfluss vergleichmäßigt. Die Trennkupplung 7 ist dazu eingerichtet, die Drehmomentübertragung zwischen der Verbrennerwelle 18 und der Getriebeeingangswelle 37 zu trennen. Der Rotorträger 19 ist beispielsweise dauerhaft mit der Getriebeeingangswelle 37 eines Getriebes 9 verbunden. Das Getriebe 9 ist hier nicht detailliert dargestellt. Es umfasst beispielsweise ein stufenlos veränderbar übersetzendes Umschlingungsgetriebe.
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Das hier vorgeschlagene Hybridmodul ist besonders kompakt und zugleich sind empfindliche Komponenten eines Antriebsstrangs effizient vor Drehungleichförmigkeiten schützbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hybridmodul
- 2
- Rotationsachse
- 3
- Antriebsstrang
- 4
- Motoranschlussseite
- 5
- Getriebeeingangsseite
- 6
- elektrische Antriebsmaschine
- 7
- Trennkupplung
- 8
- Verbrennungskraftmaschine
- 9
- Getriebe
- 10
- Torsionsschwingungsdämpfer
- 11
- Energiespeicherelement
- 12
- Drehmomentaufnahme
- 13
- Pendelwippendämpfer
- 14
- Eingang
- 15
- Ausgang
- 16
- erste Reibscheibe
- 17
- zweite Reibscheibe
- 18
- Verbrennerwelle
- 19
- Rotorwelle oder Rotorträger
- 20
- linkes Vortriebsrad
- 21
- rechtes Vortriebsrad
- 22
- Kraftfahrzeug
- 23
- Reibpaket
- 24
- Kupplungsgehäuse
- 25
- erste Primärscheibe
- 26
- zweite Primärscheibe
- 27
- Zwischenwelle
- 28
- dämpferseitige Steckverzahnung
- 29
- erste Sekundärscheibe
- 30
- zweite Sekundärscheibe
- 31
- Zwischenelement
- 32
- erster Reibbelag
- 33
- zweiter Reibbelag
- 34
- Gegenplatte
- 35
- Anpressplatte
- 36
- Stufenbolzen
- 37
- Getriebeeingangswelle
- 38
- getriebeseitige Steckverzahnung
- 39
- Nehmersystem
- 40
- Nehmerkammer
- 41
- Betätigungskolben
- 42
- Betätigungskraft
- 43
- Rückstellfeder
- 44
- Rückstellkraft
- 45
- Kompensationsfeder
- 46
- Rotor
- 47
- Stator
- 48
- trockener Raum
- 49
- nasser Raum
- 50
- Trennwand
- 51
- Radialwellendichtring
- 52
- Gehäuse
- 53
- getriebeseitiges Lager
- 54
- Zwischenplatte
- 55
- dämpferseitiges Lager
- 56
- erste Seitenscheibe
- 57
- zweite Seitenscheibe
- 58
- Anschlussflansch
- 59
- Motorachse
- 60
- Längsachse
- 61
- Fahrerkabine
