DE102022102435A1

DE102022102435A1 - Hybridantriebsstrang und Drehmomentübertragungseinrichtung für diesen

Info

Publication number: DE102022102435A1
Application number: DE102022102435.0A
Authority: DE
Inventors: Christian DINGER; Stephan Maienschein
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-02-02
Filing date: 2022-02-02
Publication date: 2023-08-03

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hybridantriebsstrang (100) mit einer Brennkraftmaschine (101) mit einer Kurbelwelle (104) und einer Elektromaschine (102) mit einem Rotor (105) und einer zwischen der Kurbelwelle (104) und dem Rotor (105) angeordneten Drehmomentübertragungseinrichtung (107) und eine Drehmomentübertragungseinrichtung (107) für einen Hybridantriebsstrang (100). Um die Drehschwingungsisolation des Hybridantriebsstrangs (100) beziehungsweise der Drehmomentübertragungseinrichtung (107) zu verbessern, weist diese ein geschlossenes, mit einer Ölzufuhr ausgestattetes Gehäuse (108) auf, in dem eine Drehschwingungsisolationseinrichtung (109) untergebracht ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hybridantriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und einer Elektromaschine mit einem Rotor und einer zwischen der Kurbelwelle und dem Rotor angeordneten Drehmomentübertragungseinrichtung und eine Drehmomentübertragungseinrichtung für einen Hybridantriebsstrang.
Aus den Druckschriften WO2021/058047 A1 , WO2019/024956 A1 , WO2018/228634 A1 und DE 10 2019 129 653 A1 sind beispielsweise Drehmomentübertragungseinrichtungen beziehungsweise Hybridantriebsstränge mit diesen bekannt, wobei zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und dem Rotor der Elektromaschine jeweils ein trocken beziehungsweise befettet betriebener Drehschwingungsdämpfer angeordnet ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Hybridantriebsstrangs beziehungsweise einer Drehmomentübertragungseinrichtung für diesen. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, einen Hybridantriebsstrang und eine zugehörige Drehmomentübertragungseinrichtung mit verbesserter Drehschwingungsisolation zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und dem Rotor der Elektromaschine vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 10 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
Der vorgeschlagene Hybridantriebsstrang dient dem hybridischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs und enthält eine Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und eine Elektromaschine mit einem Rotor. Zwischen der Elektromaschine und den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs kann ein Getriebe, beispielsweise ein Umschlingungsmittelgetriebe mit variabel einstellbarer Übersetzung, ein Stufenautomat oder dergleichen angeordnet sein. Zwischen der Kurbelwelle und dem Rotor kann eine als schaltbare Trennkupplung ausgebildete Reibungskupplung angeordnet sein, um die Brennkraftmaschine beispielsweise bei rein elektrischem Fahren und/oder zum Zwecke der Rekuperation sowie zum Start der Brennkraftmaschine mittels der Elektromaschine an- und abkoppeln zu können. Zusätzlich kann eine zweite Elektromaschine direkt mit der Kurbelwelle gekoppelt, beispielsweise in der Riemenscheibenebene angeordnet sein, so dass bei geöffneter Trennkupplung die Brennkraftmaschine mittels dieser zweiten Elektromaschine zur Ladung des Akkumulators eingesetzt und gegebenenfalls elektrisch mittels der ersten Elektromaschine gefahren beziehungsweise rekuperiert werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann im Bereich des Getriebes eine dritte, mittels einer zusätzlichen oder alternativ zu der zwischen der Brennkraftmaschine und der ersten Elektromaschine vorgesehenen Trennkupplung angeordnete Elektromaschine angeordnet sein, so dass Brennkraftmaschine und erste Elektromaschine zur Ladung des Akkumulators eingesetzt werden können und mittels der dritten Elektromaschine elektrisch gefahren beziehungsweise rekuperiert werden kann. Es versteht sich, dass hybridisch mit der Brennkraftmaschine und der ersten und gegebenenfalls weiteren Elektromaschine gefahren werden kann.
Zur Drehschwingungsisolation der Drehschwingungen der Brennkraftmaschine und zur Beruhigung des Hybridantriebsstrangs ist zwischen der Brennkraftmaschine beziehungsweise deren Kurbelwelle und der ersten beziehungsweise eigentlichen Elektromaschine beziehungsweise deren Rotor eine Drehmomentübertragungseinrichtung angeordnet. Die Drehmomentübertragungseinrichtung enthält hierbei eine Drehschwingungsisolationseinrichtung, die beispielsweise einen Drehschwingungsdämpfer, einen Drehschwingungstilger, gegebenenfalls einen drehzahladaptiven Drehschwingungstilger und/oder dergleichen enthalten kann.
Um das Drehschwingungsisolationsverhalten der Drehmomentübertragungseinrichtung zu verbessern, weist diese ein geschlossenes Gehäuse auf, welches mittels einer Ölzufuhr ausgestattet ist, so dass das Gehäuse geflutet werden kann und eine nass betriebene Drehschwingungsisolationseinrichtung enthält. Im Gegensatz zu einer in einer Ringkammer gegebenenfalls befettet aufgenommenen Federeinrichtung ist die Drehschwingungsisolationseinrichtung vollständig in dem abgedichteten Gehäuse aufgenommen und läuft im Ölbad, so dass weniger Reibung und Verschleiß an deren Bauteilen auftritt und insgesamt weniger störende Geräusche entstehen.
Das Gehäuse ist bevorzugt auf einer Welle, beispielsweise einer Getriebeeingangswelle, auf der auch der Rotor der Elektromaschine drehfest aufgenommen ist, auf einer Rotorwelle oder einem anderen Wellenabschnitt verdrehbar und mittels entsprechender Wellendichtringe dicht aufgenommen. Die Ölzufuhr erfolgt bevorzugt über Drehdurchführungen der Welle.
In bevorzugter Weise enthält die Drehschwingungsisolationseinrichtung einen Drehschwingungsdämpfer, beispielsweise mit einer Federeinrichtung mit über den Umfang verteilt angeordneten, in Umfangsrichtung zwischen einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil wirksam angeordneten Schraubendruckfedern, beispielsweise auf ihren Einsatzdurchmesser vorgebogenen Bogenfedern. Die Schraubendruckfedern können auf einem oder mehreren Durchmessern angeordnet sein und/oder Federpakete mit ineinander geschachtelten Schraubendruckfedern bilden. Der Drehschwingungsdämpfer kann eine mehrstufige Kennlinie ausbilden, bei der einzelne Schraubendruckfedern und/oder Federpakete von die Kennlinie bildenden Dämpferstufen parallel oder seriell geschaltet sind. Der Federeinrichtung kann eine Reibeinrichtung über zumindest einen Teil des Verdrehwinkels zwischen Ein- und Ausgangsteil parallelgeschaltet sein. Alternativ oder zusätzlich zu dem Drehschwingungsdämpfer kann in dem Gehäuse ein Fliehkraftpendel als drehzahladaptiver Drehschwingungstilger vorgesehen sein. Im Falle einer Kombination des Fliehkraftpendels mit einem Drehschwingungsdämpfer können die über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen des Fliehkraftpendels radial innerhalb oder radial außerhalb der Federeinrichtung des Drehschwingungsdämpfers angeordnet sein. Das Fliehkraftpendel kann dabei eingangsseitig oder ausgangsseitig an dem Drehschwingungsdämpfer angeordnet sein.
In vorteilhafter Weise ist die zwischen der Brennkraftmaschine und der Elektromaschine wirksame, als schaltbare Trennkupplung ausgebildete Reibungskupplung innerhalb des Gehäuses der Drehmomentübertragungseinrichtung vorgesehen und auf diese Weise nass betrieben. Die Trennkupplung kann in Ausnahmefällen der Drehschwingungsisolationseinrichtung vorgeschaltet sein, ist in bevorzugter Weise jedoch der Drehschwingungsisolationseinrichtung nachgeschaltet. In Ausnahmefällen kann die Trennkupplung trocken betrieben sein und außerhalb des Gehäuses der Drehmomentübertragungseinrichtung untergebracht sein. Die in dem Gehäuse untergebrachte Trennkupplung kann als Lamellenkupplung, deren aus eingangsseitig und ausgangsseitig wechselweise geschichteten Lamellen gebildetes Lamellenpaket mittels eines öldruckbeaufschlagten Druckkolbens gegen einen festen Anschlag vorgespannt wird, ausgebildet sein. Alternativ kann die Trennkupplung ein axial in die Öffnungsstellung der Trennkupplung vorgespanntes, ausgangsseitig drehfest verbundenes Kolbenblech mit einem ringförmigen Reibbelag aufweisen, wobei der Reibbelag mittels eines gesteuert zugeführten Öldrucks unter Verlagerung des Kolbenblechs gegen eine axial fest angeordnete, eingangsseitige Gegenreibfläche, beispielsweise eine Wandung des Gehäuses gedrückt wird. Die Steuerung, das heißt Betätigung der Trennkupplung erfolgt beispielsweise mittels einer einkanaligen Zuführung von Öl über die Welle, wobei die Trennkupplung abhängig vom Druck der Ölzufuhr geschlossen wird. Alternativ kann eine Zuführung von Öl dreikanalig über einen Eingangs- und Ausgangskanal zur Befüllung und Abfluss des Öls und einem dritten Kanal zur Betätigung der Trennkupplung vorgesehen sein.
Alternativ oder zusätzlich zu der Trennkupplung kann in dem Gehäuse eine als Rutschkupplung ausgebildete Reibungskupplung vorgesehen sein, die das über die Drehschwingungsisolationseinrichtung übertragbare Drehmoment auf ein vorgegebenes Drehmomentmaximum begrenzt und beispielsweise bei Vorliegen von Drehmomentspitzen wie beispielsweise Impacts durchrutscht. Die Rutschkupplung kann der Drehschwingungsisolationseinrichtung vor- oder nachgeschaltet sein und kann beispielsweise durch Trennen und Vorspannen von Bauteilen des Ausgangsteils der Drehschwingungsisolationseinrichtung direkt an deren Ausgangsteil vorgesehen sein. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Brennkraftmaschine und die Elektromaschine koaxial zueinander angeordnet. Hierbei können das Motorgehäuse der Brennkraftmaschine und der Stator der Elektromaschine miteinander verbunden sein. Beispielsweise kann der Stator mit einem Getriebegehäuse verbunden sein und Motorgehäuse und Getriebegehäuse können unter Bildung einer Kupplungsglocke zur Aufnahme des Gehäuses der Drehmomentübertragungseinrichtung miteinander verbunden sein.
Alternativ, insbesondere zur Einsparung axialer Baulänge können die Kurbelwelle und der Rotor achsparallel zueinander angeordnet sein. Beispielsweise kann die Elektromaschine achsparallel beabstandet zu der Kurbelwelle und einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes angeordnet sein. Eine wirkschlüssige Verbindung zwischen der Kurbelwelle und der die Drehmomentübertragungseinrichtung aufnehmenden Welle erfolgt beispielsweise mittels eines Umschlingungsmitteltriebs, beispielsweise einem Riemen- oder Kettentrieb, einer Zahnradverbindung oder dergleichen.
Die Ölzufuhr wird bevorzugt von einer hydraulischen, beispielsweise elektrischen oder von einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes angetriebenen Pumpe bereitgestellt. In einer vorteilhaften Ausführungsform insbesondere bei einem nicht hydraulisch gesteuerten Getriebe kann die Pumpe zur Bereitstellung der Ölzufuhr axial zwischen der Drehmomentübertragungseinrichtung und der Elektromaschine angeordnet sein.
Die Anbindung der Drehmomentübertragungseinrichtung an die Kurbelwelle erfolgt in bevorzugter Weise mittels eines axial flexiblen Antriebsblechs, so dass Winkelversätze zwischen der Kurbelwelle und der die Drehmomentübertragungseinrichtung aufnehmenden Welle in dem Antriebsblech ausgeglichen werden und ein Winkelversatz an der Drehmomentübertragungseinrichtung entfällt. In an sich üblicher Weise wird vor der Verbindung von Brennkraftmaschine und Elektromaschine beziehungsweise des Getriebes mit dieser das Antriebsblech radial innen an der Kurbelwelle befestigt wie beispielsweise verschraubt und bei der Verbindung von Brennkraftmaschine und Elektromaschine das Antriebsblech entsprechend einer Anbindung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers verschraubt. Hierbei kann das Gehäuse radial außen und über den Umfang verteilt Gewindezapfen für Muttern oder Innengewinde für Schrauben enthalten, mittels derer das Antriebsblech an das Gehäuse angeschraubt wird. Das Gehäuse kann einen axial erweiterten Stützzapfen aufweisen, welches in eine zentrale Öffnung der Kurbelwelle eingeführt wird.
Die vorgeschlagene Drehmomentübertragungseinrichtung dient der Drehschwingungsisolation des vorgeschlagenen Hybridantriebsstrangs. In dem Gehäuse der Drehmomentübertragungseinrichtung ist eine Drehschwingungsisolationseinrichtung mit einem Drehschwingungsdämpfer gegebenenfalls mit einem Fliehkraftpendel, gegebenenfalls eine als Trennkupplung und/oder Rutschkupplung ausgebildete Reibungskupplung wie beschrieben enthalten.
Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Diese zeigen:

1 einen schematisch dargestellten Hybridantriebsstrang mit einer koaxial zu einer Brennkraftmaschine angeordneten Elektromaschine,
2 den oberen Teil eines ausschnittsweise gezeigten Hybridantriebsstrangs der 1 in schematischer Schnittdarstellung,
3 einen gegenüber dem Hybridantriebsstrang der 2 abgeänderten Hybridantriebsstrang in schematischer Schnittdarstellung,
4 einen gegenüber den Hybridantriebssträngen der 2 und 3 abgeänderten Hybridantriebsstrang in schematischer Schnittdarstellung,
5 einen schematisch dargestellten Hybridantriebsstrang mit einer achsparallel zu einer Brennkraftmaschine angeordneten Elektromaschine,
6 den oberen Teil eines ausschnittsweise gezeigten Hybridantriebsstrangs der 5 in schematischer Schnittdarstellung,
7 den oberen Teil einer gegenüber den Drehmomentübertragungseinrichtungen der 1 bis 6 abgeänderten Drehmomentübertragungseinrichtung in schematischer Schnittdarstellung,
8 den oberen Teil einer gegenüber den Drehmomentübertragungseinrichtungen der 1 bis 7 abgeänderten Drehmomentübertragungseinrichtung in schematischer Schnittdarstellung,
9 den oberen Teil einer gegenüber den Drehmomentübertragungseinrichtungen der 1 bis 8 abgeänderten Drehmomentübertragungseinrichtung in schematischer Schnittdarstellung und
10 den oberen Teil einer gegenüber den Drehmomentübertragungseinrichtungen der 1 bis 9 abgeänderten Drehmomentübertragungseinrichtung in schematischer Schnittdarstellung.

Die 1 zeigt den Hybridantriebsstrang 100 in schematischer Darstellung. Die Brennkraftmaschine 101, die Elektromaschine 102 und das Getriebe 103 sind koaxial zueinander angeordnet. Zwischen der Kurbelwelle 104 und dem Rotor 105, der auf der Getriebeeingangswelle 106 des Getriebes 103 angeordnet ist, ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 107 wirksam angeordnet. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 107 enthält das nach außen dicht abgeschlossene und auf der Getriebeeingangswelle 106 verdrehbar aufgenommene Gehäuse 108. Das Gehäuse 108 ist über entsprechende Bohrungen und Drehdurchführungen in der Getriebeeingangswelle 106 mit Öl befüllt beziehungsweise befüllbar.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 107 enthält die zwischen der mit dem Gehäuse 108 drehfest verbundenen Kurbelwelle 104 und der Getriebeeingangswelle 106 wirksam angeordnete Drehschwingungsisolationseinrichtung 109, die hier als Drehschwingungsdämpfer 110 mit der Federeinrichtung 111 ausgebildet ist. Dem Drehschwingungsdämpfer 110 ist die Reibungskupplung 112 nachgeschaltet, die als mittels des in dem Gehäuse 108 angelegten Öldrucks schaltbare Trennkupplung 113 oder als Rutschkupplung 114 ausgebildet sein kann. Zwischen dem Rotor 105 und dem Getriebe 103 kann eine weitere Trennkupplung 115 vorgesehen sein, insbesondere wenn in das Getriebe 103 eine weitere Elektromaschine integriert ist.
Der Hybridantriebsstrang 100 überträgt in nicht dargestellter Weise das anstehende Drehmoment über eine Getriebeausgangswelle und ein Differential auf die Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs.
Die 2 zeigt den oberen Teil einer praktischen Ausbildung des um die Drehachse d angeordneten Hybridantriebsstrangs 100 der 1 in schematischer Schnittdarstellung. Der Hybridantriebsstrang 200 zeigt ausschnittsweise die Drehmomentübertragungseinrichtung 207 mit der Trennkupplung 213 und der den Drehschwingungsdämpfer 210 enthaltenden Drehschwingungsisolationseinrichtung 209 und die beispielsweise hier innerhalb des Getriebegehäuses 217 angeordnete Elektromaschine 202 mit dem an dem Getriebegehäuse 217 befestigten und zentrierten Stator 216 und dem mit der Getriebeeingangswelle 206 fest verbundenen Rotor 205.
Das Gehäuse 208 der Drehmomentübertragungseinrichtung 207 ist mehrteilig aus miteinander verschweißten Blechteilen gebildet und gegenüber der Getriebeeingangswelle 206 und dem Getriebegehäuse 217 mittels der Dichtungen 218, 219 abgedichtet und mittels der Lager 220, 221 verdrehbar gelagert. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 207 ist eingangsseitig mittels des axial flexibel ausgebildeten Antriebsblechs 222 wie Flexplate mit der Kurbelwelle 204 drehfest verbunden. Hierzu ist das Antriebsblech 222 radial innen mittels der Schrauben 223 an der Kurbelwelle 204 vormontiert und wird bei der Verbindung der Motor- und Getriebeseite radial außen mittels der Schrauben 224 und der an dem Gehäuse 208 angebrachten Innengewindeblöcke 225 verschraubt. Eine einen Wellenversatz zwischen Kurbelwelle 204 und Getriebeeingangswelle 206 zulassende Pilotlagerung ist zwischen dem an dem Gehäuse 208 an der Drehachse vorgesehen Lagerzapfen 226 und der zentralen Öffnung 227 der Kurbelwelle 204 vorgesehen.
Innerhalb des Gehäuses 208 ist der Drehschwingungsdämpfer 210 mit der Federeinrichtung 211 angeordnet. Die über den Umfang verteilt angeordneten Schraubendruckfedern 228 der Federeinrichtung 211 sind als Bogenfedern ausgebildet und werden von dem als Eingangsteil 229 ausgebildeten Bogenblech 230 radial abgestützt und eingangsseitig in Umfangsrichtung beaufschlagt. Ausgangsseitig werden die Schraubendruckfedern 228 von dem Mitnehmerring 231 in Umfangsrichtung beaufschlagt.
Die Trennkupplung 213 ist als nass betriebene Lamellenkupplung ausgebildet und ist radial innerhalb der Federeinrichtung 211 angeordnet. Der Mitnehmerring 231 ist mit dem eingangsseitigen Außenlamellenträger 232 der Trennkupplung 213 verbunden. Der Innenlamellenträger 233 ist mittels der verschweißten Ausgangsnabe 234 drehfest mit der Getriebeeingangswelle 206 verbunden und bildet das Ausgangsteil 235 der Drehschwingungsisolationseinrichtung 209 und damit des Drehschwingungsdämpfers 210 und der Trennkupplung 213.
Die wechselweise geschichteten und jeweils drehfest in den Außenlamellenträger 232 und in den Innenlamellenträger 233 eingehängten Lamellen 236, 237 werden von dem Druckkolben 238 gegen den Axialanschlag 239 vorgespannt, um die Trennkupplung 213 zu schließen. Der Druckkolben 238 ist im druckfreien Zustand von der Tellerfeder 240 in die geöffnete Stellung der Trennkupplung 213 vorgespannt.
Zur Befüllung, Entleerung und Betätigung der Trennkupplung 213 ist die Ölversorgung des Gehäuses 208 im 3-Kanalmodus vorgesehen. Hierzu sind in der Getriebeeingangswelle 206 die drei Druckkanäle 241, 242, 243 mit entsprechenden Drehdurchführungen 244, 245, 246 zum Gehäuse 208 vorgesehen. Über die Druckkanäle 241, 242 erfolgt die Zufuhr und Abfuhr von Öl von einer im Getriebe vorhandenen Pumpe in einen drucklosen Sumpf. Der Druckkanal 243 mündet in der von dem Druckkolben 238 und dem Außenlamellenträger 232 begrenzten Druckkammer 247. Wird die Druckkammer 247 mit einem höheren Druck als im übrigen Gehäuse 208 unter Überwindung der Wirkung der Tellerfeder 240 beaufschlagt, wird die Trennkupplung 213 geschlossen und bei Absenken des Drucks geöffnet.
Die 3 zeigt den oberen Teil des dem Hybridantriebsstrang 200 der 2 ähnlichen, um die Drehachse d angeordneten Hybridantriebsstrangs 300 in schematischer Schnittdarstellung. Im Unterschied zu dem Hybridantriebsstrang 200 ist in dem Hybridantriebsstrang 300 der Rotor 305 der Elektromaschine 302 auf dem Rotorträger 348 aufgenommen, welcher radial innerhalb des Rotors 305 den Ringraum 349 ausbildet. In dem Ringraum 349 ist zusätzlich zu der in dem Gehäuse 308 der Drehmomentübertragungseinrichtung 307 angeordneten Trennkupplung 313 die Trennkupplung 315 angeordnet. Diese Trennkupplung 315 ist wirksam zwischen dem Rotor 305 und der Getriebeeingangswelle 306 angeordnet und trennt und verbindet die Elektromaschine 302 mit dem nachfolgenden Hybridantriebsstrangteil, beispielsweise einem Getriebe mit gegebenenfalls einer weiteren Elektromaschine und den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs.
Der Trennkupplung 315 ist zudem der radial innerhalb des Rotors 305 angeordnete Drehschwingungsdämpfer 350 nachgeschaltet, der bei geschlossener Trennkupplung 315 zwischen dem Rotor 305 und der Getriebeeingangswelle 306 wirksam angeordnet ist.
Die 4 zeigt den oberen Teil des um die Drehachse d angeordneten, den Hybridantriebssträngen 200, 300 der 2 und 3 ähnlichen Hybridantriebsstrangs 400 in schematischer Schnittdarstellung. Im Gegensatz zu den Hybridantriebssträngen 200, 300 ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 407 nicht auf der Getriebeeingangswelle 406, sondern verdrehbar auf dem gegenüber dem Getriebegehäuse 417 zentrierten und koaxial zu der Getriebeeingangswelle 406 und der Kurbelwelle 404 angeordneten Wellenabschnitt 451 aufgenommen. Die Versorgung des Innenraums des Gehäuses 408 der Drehmomentübertragungseinrichtung 407 erfolgt insbesondere bei nicht hydraulisch betätigtem Getriebe mittels der Pumpe 452, die zwischen dem Gehäuse 408 und der Elektromaschine 402 radial innerhalb des Rotors 405 angeordnet ist.
Der Wellenabschnitt 451 stellt die drehfeste Verbindung zwischen der Ausgangsnabe 434 der Drehmomentübertragungseinrichtung 407 und dem Rotor 405 her, zentriert den Rotor 405 mittels der Lager 420, 421 gegenüber der Drehmomentübertragungseinrichtung 407 und dem Getriebegehäuse 417 und enthält die Druckkanäle 441, 442, 443 zwischen der Pumpe 452 und dem Gehäuse 408 zu deren Befüllung und Entleerung sowie der Druckbeaufschlagung der Druckkammer 447 zur Betätigung der Trennkupplung 413.
Die zwischen dem Rotor 405 und der Getriebeeingangswelle 406 wirksame Trennkupplung 415 ist axial benachbart zur Pumpe 452 und radial innerhalb des Rotors 405 in dem von dem den Rotor 405 aufnehmenden Rotorträger 448 gebildeten Ringraum 449 angeordnet.
Die 5 zeigt den gegenüber dem Hybridantriebsstrang 100 der 1 abgeänderten Hybridantriebsstrang 500 in schematischer Darstellung. Im Unterschied zu dem Hybridantriebsstrang 100 sind die Brennkraftmaschine 501 und die Elektromaschine 502 achsparallel zueinander angeordnet. Dies bedeutet, dass die Kurbelwelle 504 der Brennkraftmaschine 501, die Drehachse des die Drehmomentübertragungseinrichtung 507 aufnehmenden Wellenabschnitts 551 einerseits und der Rotor 505 der Elektromaschine 502 andererseits radial beabstandet und parallel zueinander angeordnet sind, um beispielsweise axialen Bauraum des Hybridantriebsstrangs 500 zu sparen. Hierbei überschneidet die Elektromaschine 502 radial außen die zwischen der Elektromaschine 502 und dem Getriebe 503 angeordnete Trennkupplung 515 axial und das Getriebe 503 zumindest teilweise axial. In einem weiteren Ausführungsbeispiel des Hybridantriebsstrangs 500 kann der Rotor der Elektromaschine 502 um 180° gedreht sein, so dass die Elektromaschine 502 die Drehmomentübertragungseinrichtung 507 radial außen axial überschneidet.
Zur Kraft- beziehungsweise Drehmomentübertragung zwischen dem Wellenabschnitt 551 und dem Rotor 505 ist der Umschlingungsmitteltrieb 553 mit dem Umschlingungsmittel 554, beispielsweise einem Riemen oder einer Kette vorgesehen. Alternativ kann eine Zahnradverzahnung vorgesehen sein.
Die 6 zeigt den oberen Teil des um die Drehachse d angeordneten Hybridantriebsstrangs 600 als konstruktiv ähnlich ausgeführtes Ausführungsbeispiel des Hybridantriebsstrangs 500 der 5 in schematischer Schnittdarstellung. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 607 ist dabei entsprechend den Drehmomentübertragungseinrichtungen 207, 307, 407 der 2 bis 4 ausgebildet. Die in dem Getriebegehäuse 617 aufgenommene Elektromaschine 602 ist mittels des Umschlingungsmitteltriebs 653 wirkungsmäßig mit der die Ausgangsnabe 634 drehfest aufnehmenden Getriebeeingangswelle 606 verbunden. Hierbei weist zur Einstellung einer entsprechenden Übersetzung zwischen dem Rotor 605 der Elektromaschine 602 und der Getriebeeingangswelle 606 das mit der Getriebeeingangswelle 606 drehfest verbundene, beispielsweise verzahnte Scheibenrad 655 einen größeren Durchmesser als das mit dem Rotor 605 verbundene Scheibenrad 656 auf. Das die Scheibenräder 655, 656 umschlingende Umschlingungsmittel 654 kann als Riemen, Zahnriemen, Metallgliederband, Kette - in diesem Fall sind die Scheibenräder 655, 656 als Ritzel ausgebildet - oder dergleichen ausgebildet sein.
Die 7 bis 10 zeigen jeweils den oberen Teil der um die Drehachse d verdrehbar angeordneten Drehmomentübertragungseinrichtungen 707, 807, 907, 1007 in schematischer Schnittdarstellung. Diese können bei geforderten Einkanal-Ausführungen der Hybridantriebsstränge 200, 300, 400, 600 die Drehmomentübertragungseinrichtungen 207, 307, 407, 607 ersetzen.
Die Drehmomentübertragungseinrichtungen 707, 807, 907, 1007 enthalten Gehäuse 708, 808, 908, 1008 mit einem einzigen, ungeteilten Innenraum und nur eine mit einem Druckkanal versorgte Drehdurchführung. Die Trennkupplungen 713, 813, 913, 1013 weisen einen einzigen ringförmigen Reibbelag 757, 857, 957, 1057, der auf den Druckkolben 758, 858, 958, 1058 aufgebracht ist und einen Reibeingriff mit den Gegenreibflächen 759, 859, 959, 1059 des Gehäuses 708, 808, 908, 1008 der Drehmomentübertragungseinrichtungen 707, 807, 907, 1007 bildet, auf. Die Druckkolben 758, 858, 958, 1058 sind drucklos in dem offenen Zustand der Trennkupplungen 713, 813, 913, 1013 gehalten. Zum Schließen der Trennkupplung 713, 813, 913, 1013 werden die Reibbeläge 757, 857, 957, 1057 mittels eines in den Gehäusen 708, 808, 908, 1008 angelegten Drucks nach Ölzufuhr in Reibeingriff gebracht, indem der Druckkolben 758, 858, 958, 1058 druckbelastet und axial verlagert wird.
Ausgangsseitig ist den Trennkupplungen 713, 813, 913, 1013 jeweils die Drehschwingungsisolationseinrichtung 709, 809, 909, 1009 bestehend aus einem Drehschwingungsdämpfer 710, 810, 910, 1010 und einem Fliehkraftpendel 760, 860, 960, 1060 nachgeschaltet. Hierzu ist der Druckkolben 758, 858, 958, 1058 mit dem Eingangsteil 762, 862, 962, 1062 drehfest verbunden. Das Ausgangsteil 763, 863, 963, 1063 ist mittels der Ausgangsnabe 734, 834, 934, 1034 mit einer nicht dargestellten Getriebeeingangswelle oder einem Wellenabschnitt drehfest verbunden. Das Fliehkraftpendel 760, 860, 960, 1060 ist jeweils wirksam an dem Ausgangsteil 763, 863, 963, 1063 aufgenommen. Zwischen dem Eingangsteil 762, 862, 962, 1062 und dem Ausgangsteil 763, 863, 963, 1063 ist die aus den über den Umfang verteilt und ausgerichteten Schraubendruckfedern 728, 828, 928, 1028 gebildete Federeinrichtung 711, 811, 911, 1011 in Umfangsrichtung wirksam angeordnet.
Die Drehmomentübertragungseinrichtungen 707, 807, 907, 1007 weisen folgende unterschiedliche Merkmale auf:

Bei der in 7 dargestellten Drehmomentübertragungseinrichtung 707 sind die Pendelmassen 764 des Fliehkraftpendels 760 beidseitig des scheibenförmigen Ausgangsteils 763 und radial auf gleicher Höhe wie der Reibbelag 757 der Trennkupplung 713 angeordnet. Das Eingangsteil 762 enthält die beiden miteinander axial beabstandet verbundenen Scheibenteile 765, 766, die zwischen sich das Ausgangsteil 763 aufnehmen und die Schraubendruckfedern 728 nach radial außen abstützen. Die Schraubendruckfedern 728 sind in Federfenstern der Scheibenteile 765, 766 und des Ausgangsteils 763 radial innerhalb der Pendelmassen 764 aufgenommen und von radialen Fensterwandungen der Federfenster in Umfangsrichtung beaufschlagt. Das Scheibenteil 765 ist radial zwischen den Pendelmassen 764 und den Schraubendruckfedern 728 mit dem auf der Ausgangsnabe 734 axial verlagerbar, abgedichtet und zentriert aufgenommenen Druckkolben 758 verbunden, wie beispielsweise an ausgedrückten Nietwarzen vernietet.

In der 8 sind die beispielsweise als Bogenfedern ausgebildeten Schraubendruckfedern 828 radial auf gleicher Höhe wie der Reibbelag 857 angeordnet. Das Eingangsteil 862 ist als Bogenblech 830 ausgebildet und beaufschlagt die Schraubendruckfedern 828 in Umfangsrichtung und stützt dies nach radial außen ab. Das Bogenblech 830 beziehungsweise mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Bogenbleche 830 sind auf der radialen Höhe der radial innerhalb der Federeinrichtung 811 angeordneten Pendelmassen 864 des Fliehkraftpendels 860 mit dem Druckkolben 858 vernietet. Die Pendelmassen 864 sind beidseitig des scheibenförmigen Ausgangsteils 863 angeordnet.
Im Unterschied zu der Drehmomentübertragungseinrichtung 807 sind in dem Drehschwingungsdämpfer 910 der Drehmomentübertragungseinrichtung 907 der 9 zwei axial beabstandete Scheibenteile 965, 966 vorgesehen, die das Eingangsteil 962 bilden und die Schraubendruckfedern 928 eingangsseitig beaufschlagen und nach radial außen abstützen. Die Scheibenteile 965, 966 sind radial außerhalb der Schraubendruckfedern 928 mittels der Abstandsbolzen 967 miteinander verbunden.
Die Pendelmassen 964 sind radial innerhalb der Schraubendruckfedern 928 beidseitig an dem scheibenförmigen Ausgangsteil 963 angeordnet. Die Vernietung 969 des Scheibenteils 965 mit dem Druckkolben 958 erfolgt auf der radialen Höhe der Pendelmassen 964 in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Pendelmassen 964. Das Ausgangsteil 963 weist hierzu Durchgriffsöffnungen 968 auf.
In der in 10 dargestellten Drehmomentübertragungseinrichtung 1007 ist gegenüber der Drehmomentübertragungseinrichtung 907 der 9 die Vernietung 1069 zwischen dem hierzu gegenüber dem Scheibenteil 1066 radial nach innen erweiterten Scheibenteil 1065 des Eingangsteils 1062 und dem Druckkolben 1058 radial innerhalb der Pendelmassen 1064 vorgesehen. Die Durchgriffsöffnungen 1068 hierzu sind entsprechend radial innerhalb der Pendelmassen 1064 in dem Ausgangsteil 1063 ausgespart.
Bezugszeichenliste

100: Hybridantriebsstrang
101: Brennkraftmaschine
102: Elektromaschine
103: Getriebe
104: Kurbelwelle
105: Rotor
106: Getriebeeingangswelle
107: Drehmomentübertragungseinrichtung
108: Gehäuse
109: Drehschwingungsisolationseinrichtung
110: Drehschwingungsdämpfer
111: Federeinrichtung
112: Reibungskupplung
113: Trennkupplung
114: Rutschkupplung
115: Trennkupplung
200: Hybridantriebsstrang
202: Elektromaschine
204: Kurbelwelle
205: Rotor
206: Getriebeeingangswelle
207: Drehmomentübertragungseinrichtung
208: Gehäuse
209: Drehschwingungsisolationseinrichtung
210: Drehschwingungsdämpfer
211: Federeinrichtung
213: Trennkupplung
216: Stator
217: Getriebegehäuse
218: Dichtung
219: Dichtung
220: Lager
221: Lager
222: Antriebsblech
223: Schraube
224: Schraube
225: Innengewindeblock
226: Lagerzapfen
227: Öffnung
228: Schraubendruckfeder
229: Eingangsteil
230: Bogenblech
231: Mitnehmerring
232: Außenlamellenträger
233: Innenlamellenträger
234: Ausgangsnabe
235: Ausgangsteil
236: Lamelle
237: Lamelle
238: Druckkolben
239: Axialanschlag
240: Tellerfeder
241: Druckkanal
242: Druckkanal
243: Druckkanal
244: Drehdurchführung
245: Drehdurchführung
246: Drehdurchführung
247: Druckkammer
300: Hybridantriebsstrang
302: Elektromaschine
304: Kurbelwelle
305: Rotor
306: Getriebeeingangswelle
307: Drehmomentübertragungseinrichtung
308: Gehäuse
313: Trennkupplung
315: Trennkupplung
348: Rotorträger
349: Ringraum
350: Drehschwingungsdämpfer
400: Hybridantriebsstrang
402: Elektromaschine
404: Kurbelwelle
405: Rotor
406: Getriebeeingangswelle
407: Drehmomentübertragungseinrichtung
408: Gehäuse
413: Trennkupplung
415: Trennkupplung
417: Getriebegehäuse
420: Lager
421: Lager
434: Ausgangsnabe
441: Druckkanal
442: Druckkanal
443: Druckkanal
447: Druckkammer
448: Rotorträger
449: Ringraum
451: Wellenabschnitt
452: Pumpe
500: Hybridantriebsstrang
501: Brennkraftmaschine
502: Elektromaschine
503: Getriebe
504: Kurbelwelle
505: Rotor
507: Drehmomentübertragungseinrichtung
515: Trennkupplung
551: Wellenabschnitt
553: Umschlingungsmitteltrieb
554: Umschlingungsmittel
600: Hybridantriebsstrang
602: Elektromaschine
605: Rotor
606: Getriebeeingangswelle
607: Drehmomentübertragungseinrichtung
617: Getriebegehäuse
634: Ausgangsnabe
653: Umschlingungsmitteltrieb
654: Umschlingungsmittel
655: Scheibenrad
656: Scheibenrad
707: Drehmomentübertragungseinrichtung
708: Gehäuse
709: Drehschwingungsisolationseinrichtung
710: Drehschwingungsdämpfer
711: Federeinrichtung
713: Trennkupplung
728: Schraubendruckfeder
734: Ausgangsnabe
757: Reibbelag
758: Druckkolben
759: Gegenreibfläche
760: Fliehkraftpendel
762: Eingangsteil
763: Ausgangsteil
764: Pendelmasse
765: Scheibenteil
766: Scheibenteil
807: Drehmomentübertragungseinrichtung
808: Gehäuse
809: Drehschwingungsisolationseinrichtung
810: Drehschwingungsdämpfer
811: Federeinrichtung
813: Trennkupplung
828: Schraubendruckfeder
830: Bogenblech
834: Ausgangsnabe
857: Reibbelag
858: Druckkolben
859: Gegenreibfläche
860: Fliehkraftpendel
862: Eingangsteil
863: Ausgangsteil
864: Pendelmasse
907: Drehmomentübertragungseinrichtung
908: Gehäuse
909: Drehschwingungsisolationseinrichtung
910: Drehschwingungsdämpfer
911: Federeinrichtung
913: Trennkupplung
928: Schraubendruckfeder
934: Ausgangsnabe
957: Reibbelag
958: Druckkolben
959: Gegenreibfläche
960: Fliehkraftpendel
962: Eingangsteil
963: Ausgangsteil
964: Pendelmasse
965: Scheibenteil
966: Scheibenteil
967: Abstandsbolzen
968: Durchgriffsöffnung
969: Vernietung
1007: Drehmomentübertragungseinrichtung
1008: Gehäuse
1009: Drehschwingungsisolationseinrichtung
1010: Drehschwingungsdämpfer
1011: Federeinrichtung
1013: Trennkupplung
1028: Schraubendruckfeder
1034: Ausgangsnabe
1057: Reibbelag
1058: Druckkolben
1059: Gegenreibfläche
1060: Fliehkraftpendel
1062: Eingangsteil
1063: Ausgangsteil
1064: Pendelmasse
1065: Scheibenteil
1066: Scheibenteil
1068: Durchgriffsöffnung
1069: Vernietung
d: Drehachse

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

WO 2021058047 A1 [0002]
WO 2019024956 A1 [0002]
WO 2018228634 A1 [0002]
DE 102019129653 A1 [0002]

Claims

Hybridantriebsstrang (100, 200, 300, 400, 500, 600) mit einer Brennkraftmaschine (101, 501) mit einer Kurbelwelle (104, 204, 304, 404) und einer Elektromaschine (102, 202, 302, 402, 502, 602) mit einem Rotor (105, 205, 305, 405, 505, 605) und einer zwischen der Kurbelwelle (104, 204, 304, 404) und dem Rotor (105, 205, 305, 405, 505, 605) angeordneten Drehmomentübertragungseinrichtung (107, 207, 307, 407, 507, 607, 707, 807, 907, 1007), dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung (107, 207, 307, 407, 507, 607, 707, 807, 907, 1007) ein geschlossenes, mit einer Ölzufuhr ausgestattetes Gehäuse (108, 208, 308, 408, 708, 808, 908, 1008) aufweist, in dem eine Drehschwingungsisolationseinrichtung (109, 209, 709, 809, 909, 1009) untergebracht ist.
Hybridantriebsstrang (100, 200, 300, 400, 500, 600) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschwingungsisolationseinrichtung (109, 209, 709, 809, 909, 1009) einen Drehschwingungsdämpfer (110, 210, 710, 810, 910, 1010) enthält.
Hybridantriebsstrang (100, 200, 300, 400, 500, 600) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass radial außerhalb oder radial innerhalb einer Federeinrichtung (111, 211, 711, 811, 911, 1011) des Drehschwingungsdämpfers (110, 210, 710, 810, 910, 1010) ein Fliehkraftpendel (760, 860, 960, 1060) angeordnet ist.
Hybridantriebsstrang (100, 200, 300, 400, 500, 600) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (108, 208, 308, 408, 708, 808, 908, 1008) der Drehmomentübertragungseinrichtung (107, 207, 307, 407, 507, 607, 707, 807, 907, 1007) eine zwischen Brennkraftmaschine (101, 501) und Elektromaschine (102, 202, 302, 402, 502, 602) wirksame Reibungskupplung (112) der Drehschwingungsisolationseinrichtung (109, 209, 709, 809, 909, 1009) vor- oder nachgeschaltet angeordnet ist.
Hybridantriebsstrang (100, 200, 300, 400, 500, 600) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskupplung (112) als schaltbare Trennkupplung (113, 213, 313, 413) oder als Rutschkupplung (114) ausgebildet ist.
Hybridantriebsstrang (100, 200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Kurbelwelle (104, 204, 304, 404) und Rotor (105, 205, 305, 405) koaxial zueinander angeordnet sind.
Hybridantriebsstrang (500, 600) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Kurbelwelle (504) und Rotor (505, 605) achsparallel zueinander angeordnet sind.
Hybridantriebsstrang (400) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpe (452) zur Bereitstellung der Ölzufuhr axial zwischen der Drehmomentübertragungseinrichtung (407) und der Elektromaschine (402) angeordnet ist.
Hybridantriebsstrang (100, 200, 300, 400, 500, 600) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (108, 208, 308, 408, 708, 808, 908, 1008) dicht auf einer die Ölzufuhr bereitstellenden Welle verdrehbar aufgenommen und mittels eines axial flexiblen Antriebsblechs (222) mit der Kurbelwelle (104, 204, 304, 404, 504) verbunden ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (107, 207, 307, 407, 507, 607, 707, 807, 907, 1007) zur Anordnung in einem Hybridantriebsstrang (100, 200, 300, 400, 500, 600) der Ansprüche 1 bis 9.