DE112015004610T5

DE112015004610T5 - Hybridantriebsmodul mit einem Rotor, der durch Verkerben an einer Nabe befestigt ist

Info

Publication number: DE112015004610T5
Application number: DE112015004610.0T
Authority: DE
Inventors: Patrick Lindemann; Markus Steinberger; Matthew Payne
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-10-09
Filing date: 2015-10-01
Publication date: 2017-06-29
Also published as: US20160105060A1; CN106797154B; CN106797154A; US9917482B2; WO2016057307A1

Abstract

Ein Hybridantriebsmodul enthält: einen Drehmomentwandler mit einem Deckel, einem Laufrad und einer Turbine; einen Rotor für einen Elektromotor; eine drehfest mit dem Rotor und dem Deckel verbundene Nabe, die eine Umfangsfläche und eine Vielzahl von Vorsprüngen enthält, die sich von der Umfangsfläche aus radial nach außen erstrecken; und eine zwischen der Vielzahl von Vorsprüngen und dem Rotor angeordnete Endscheibe, die in die Endscheibe und den Rotor eingreift. Die Vielzahl von Vorsprüngen ist aus einem gleichen Material wie die Nabe gebildet und schränkt die Endscheibe und den Rotor in einer axialen Richtung in Bezug auf die Nabe ein.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Rechte nach 35 U.S.C. §119(e) der Provisorischen US-Patentanmeldung 62/061 798, eingereicht am 9. Oktober 2014, die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein Hybridantriebsmodul, das einen Rotor für einen Elektromotor enthält, der durch Verkerben einer Aluminiumgussnabe an dieser befestigt ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist bekannt, zum Antreiben eines Fahrzeugs eine Kombination aus einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor zu verwenden. Bei Elektromotoren weist der Innendurchmesser des Rotors eine „Spielpassung“ (auch als „Gleitpassung“ bekannt) um einen Außendurchmesser einer Nabe herum auf, sodass ein Mittel zum axialen Haltern des Rotors auf der Nabe erforderlich ist. Üblicherweise ist eine Seite der Nabe als Flansch geformt, die eine axiale Halterung für diese Seite der Nabe bereitstellt. Auf der anderen Seite der Nabe ist jedoch ein Mittel erforderlich, das bei der Montage des Rotors und der Nabe nicht im Weg ist und den Rotor nach dem Montieren des Rotors und der Nabe haltert.
Bekanntlich wird der Rotor durch ein als Flansch geformtes Ende der Nabe und eine nach der Montage des Rotors auf die Nabe aufgeschraubte Mutter an der Nabe befestigt. Durch das Aufschrauben und die Verwendung einer Mutter nehmen die Kosten, die Komplexität und die Anzahl der Bauteile der hergestellten Baugruppe zu. Bekannt ist auch, den Rotor durch ein als Flansch geformtes Ende der Nabe an dieser zu befestigen und nach dem Montieren des Rotors auf der Nabe einen Abschnitt der Nabe umzubiegen, um eine oder mehrere Zungen zum axialen Haltern des Rotors zu bilden. Bei Rotoren mit größerer Masse sorgen die Zungen nicht für eine ausreichende Halterung. Bekannt ist auch, einen Drehmelderrotor (resolver rotor) unter Verwendung der obigen Verfahren an der Nabe zu befestigen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß hierin veranschaulichten Aspekten wird ein Hybridantriebsmodul bereitgestellt, das enthält: einen Drehmomentwandler mit einem Deckel, einem Laufrad und einer Turbine; einen Rotor für einen Elektromotor; eine drehfest mit dem Rotor und dem Deckel verbundene Nabe, die eine Umfangsfläche und eine Vielzahl von Vorsprüngen enthält, die sich von der Umfangsfläche aus radial nach außen erstrecken; und eine Endscheibe, die zwischen der Vielzahl von Vorsprüngen und dem Rotor angeordnet und mit der Endscheibe und dem Rotor verbunden ist. Die Vielzahl von Vorsprüngen ist aus einem gleichen Werkstoff wie die Nabe gebildet und schränkt die Endscheibe und den Rotor in Bezug auf die Nabe in einer axialen Richtung ein.
Gemäß hierin veranschaulichten Aspekten wird ein Hybridantriebsmoduls bereitgestellt, das enthält: einen Drehmomentwandler mit einem Deckel, einem Laufrad und einer Turbine; einen Rotor für einen Elektromotor; eine Endscheibe; eine zwischen der Endscheibe und dem Rotor angeordnete Feder, die den Rotor in eine erste axiale Richtung drückt; und eine drehfest mit dem Rotor und dem Deckel verbundene Nabe, die eine Umfangsfläche und eine Vielzahl von Vorsprüngen enthält. Die Vielzahl von Vorsprüngen erstreckt sich von der Umfangsfläche aus radial nach außen, ist aus demselben Werkstoff wie die Nabe gebildet, ist mit der Endscheibe verbunden und schränkt den Rotor in Bezug auf die Nabe in einer zweiten axialen Richtung ein, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist.
Gemäß hierin veranschaulichten Aspekten wird ein Verfahren zum Befestigen von Komponenten an einer Nabe eines Hybridantriebsmoduls bereitgestellt, das einen Drehmomentwandler und eine Ausrückkupplung enthält, wobei das Verfahren beinhaltet: drehfestes Verbinden eines Rotors für einen Elektromotor mit einer Umfangsfläche einer Nabe; Anbringen einer Endscheibe an der ersten Umfangsfläche; Verformen des Werkstoffs, aus dem die Nabe gebildet ist, unter Verwendung eines Prägestempels, um eine Vielzahl von Vorsprüngen zu bilden, die sich von der Umfangsfläche aus radial nach außen erstrecken; Inkontaktbringen der Endscheibe mit der Vielzahl von Vorsprüngen; und Einschränken einer Verschiebung der Endscheibe und des Rotors in Bezug auf die Nabe mittels der Vielzahl von Vorsprüngen, drehfestes Verbinden der Nabe und eines Deckels für dem Drehmomentwandler; drehfestes Verbinden der Nabe und eines Deckels für den Drehmomentwandler in einer axialen Richtung.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Verschiedene Ausführungsformen werden lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen offenbart, in denen bestimmte Bezugszeichen entsprechende Bauteile kennzeichnen, wobei:
1 eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems ist, das die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe veranschaulicht;
2 eine Querschnittsansicht eines Hybridantriebsmoduls ist, die einen Rotor eines Elektromotors zeigt, der durch eine Endscheibe und Verkerben befestigt ist;
3 eine Querschnittsansicht eines Hybridantriebsmoduls ist, die einen Rotor eines Elektromotors zeigt, der durch eine Endscheibe, eine Feder und Verkerben befestigt ist;
die 4A und 4B ein Verfahren zum Befestigen von Komponenten an einer Nabe eines Hybridantriebsmoduls veranschaulichen, das einen Drehmomentwandler und eine Ausrückkupplung enthält; und
die 5A und 5B ein Verfahren zum Befestigen von Komponenten an einer Nabe eines Hybridantriebsmoduls veranschaulichen, das einen Drehmomentwandler und eine Ausrückkupplung enthält.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Von vornherein sollte einsichtig sein, dass gleiche Zeichnungsnummern in verschiedenen Zeichnungsansichten identische oder funktionell ähnliche Strukturelemente der Offenbarung bezeichnen. Es sollte klar sein, dass die beanspruchte Offenbarung nicht auf die offenbarten Aspekte beschränkt ist.
Außerdem ist klar, dass diese Offenbarung nicht auf die einzelnen beschriebenen Verfahrensweisen, Materialien und Modifikationen beschränkt ist und insofern natürlich variieren kann. Es ist auch klar, dass die hierin verwendeten Begriffe nur zum Beschreiben einzelner Aspekte dienen und nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung einschränken sollen.
Sofern nicht anderweitig definiert, weisen alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung auf, wie sie dem Fachmann geläufig ist, an den sich diese Offenbarung richtet. Es sollte klar sein, dass zum Umsetzen oder Testen der Offenbarung beliebige Verfahren, Einheiten oder Materialien verwendet werden können, die den hierin beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind.
Unter einer ersten und zweiten „drehfest miteinander verbundenen“ Komponente ist zu verstehen, dass die erste Komponente so mit der zweiten Komponente verbunden ist, dass sich die zweite Komponente immer gemeinsam mit der ersten Komponente dreht, wenn sich diese dreht, und dass sich die erste Komponente immer gemeinsam mit der zweiten Komponente dreht, wenn sich diese dreht. Eine axiale Verschiebung zwischen der ersten und der zweiten Komponente ist möglich.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystems 10, das die beim Beschreiben der vorliegenden Offenbarung verwendeten räumlichen Begriffe veranschaulicht. Die vorliegende Offenbarung wird zumindest teilweise in Verbindung mit einem Zylinderkoordinatensystem beschrieben. Das System 10 enthält eine Längsachse 11, die als Bezug für die folgenden räumlichen und Richtungsbegriffe dient. Eine axiale Richtung AD ist parallel zur Achse 11. Eine radiale Richtung RD ist senkrecht zur Achse 11. Eine Umfangsrichtung CD ist durch einen Endpunkt eines (zur Achse 11 senkrechten Radius R definiert, der um die Achse 11 rotiert.
Zur Verdeutlichung der räumlichen Begriffe dienen Objekte 12, 13 und 14. Eine axiale Fläche wie beispielsweise die Fläche 15 des Objekts 12 ist durch eine zu der Achse 11 koplanare Ebene gebildet. Die Achse 11 verläuft durch die ebene Fläche 15; jedoch ist jede zu der Achse 11 koplanare ebene Fläche eine axiale Fläche. Eine radiale Fläche wie beispielsweise die Fläche 16 des Objekts 13 ist durch eine zur Achse 11 senkrechte Ebene gebildet, die koplanar mit einem Radius wie beispielsweise dem Radius 17 ist. Der Radius 17 verläuft durch die ebene Fläche 16; jedoch ist jede zum Radius 17 koplanare ebene Fläche eine radiale Fläche. Eine Fläche 18 des Objekts 14 bildet eine Umfangs- oder Zylinderfläche. Zum Beispiel verläuft der Umfang 19 durch die Fläche 18. Ein weiteres Beispiel besagt, dass eine axiale Bewegung parallel zur Achse 11, eine radiale Bewegung senkrecht zur Achse 11 und eine Umfangsbewegung parallel zum Umfang 19 erfolgen. Eine Rotationsbewegung erfolgt in Bezug auf die Achse 11.
Die Begriffe „axial“, „radial“ und „Umfangs-“ beziehen sich auf Ausrichtungen parallel zur Achse 11, zum Radius 17 beziehungsweise zum Umfang 19. Zum Beispiel erstreckt sich eine axial angeordnete Fläche oder Kante in der Richtung AD, eine radial angeordnete Fläche oder Kante erstreckt sich in der Richtung R, und eine in Umfangsrichtung angeordnete Fläche oder Kante erstreckt sich in der Richtung CD. Die Begriffe „axial“, „radial“ und „Umfangs-“ beziehen sich auch auf eine Ausrichtung parallel zu entsprechenden Ebenen.
2 ist eine Querschnittsansicht des Hybridantriebsmoduls 100, die einen Rotor eines Elektromotors zeigt, der durch eine Endscheibe und Einkerben befestigt ist. Das Hybridantriebsmodul 100 (im Folgenden als Modul 100 bezeichnet) enthält: eine Drehachse AR; einen Drehmomentwandler 110; eine Nabe 105; eine Endscheibe 125; und einen Elektromotor 120, der einen Rotor 122 enthält. Der Drehmomentwandler 110 enthält einen Deckel 112, ein Laufrad 113, eine Turbine 114 und einen Stator 116. Die Nabe 105 ist drehfest mit dem Deckel 112 verbunden, zum Beispiel durch mindestens einen Niet 109. Die Nabe 105 enthält eine Umfangsfläche 107 und Vorsprünge 106. Der Rotor 122 greift in die Fläche 107 und ist drehfest mit der Nabe 105 verbunden, zum Beispiel durch ein Zahnprofil 143. Die Scheibe 125 ist mit dem Rotor 122 verbunden. Vorsprünge 106 erstrecken sich von der Umfangsfläche 107 aus radial nach außen in der Richtung RD, sind aus demselben Material wie die Nabe 105 gebildet, liegen an der Scheibe 125 an und haltern die Scheibe 125 und den Rotor 122 in der Richtung AD1.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform schränken die Vorsprünge 106 die Scheibe 125 und den Rotor 122 in Bezug auf eine Bewegung in einer axialen Richtung AD2 ein, die der Richtung AD1 entgegengesetzt ist. Das heißt, die Vorsprünge 106 fixieren eine axiale Stellung des Rotors 122 auf der Nabe 105. Zum Beispiel stehen die Vorsprünge 106 in Kontakt mit der Scheibe 125, die den Rotor 122 gegen die Schulter 137 der Nabe 105 drückt. Somit ist der Rotor 122 nicht in der Lage, sich in einer der beiden Richtungen AD1 oder AD2 zu verschieben.
3 ist eine Querschnittsansicht eines Hybridantriebsmoduls, die einen Rotor eines Elektromotors zeigt, der durch eine Endscheibe, eine Feder und durch Verkerben befestigt ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält das Modul 100 eine Endscheibe 125 und eine Feder 124, zum Beispiel eine Membranfeder 124. Die Endscheibe 125 ist zwischen den Vorsprüngen 106 und dem Rotor 122 angeordnet und greift in die Vorsprünge 106 ein. Die Feder 124 ist zwischen der Endscheibe 125 und dem Rotor 122 angeordnet und greift in die Endscheibe 125 und den Rotor 122 ein. Die Feder 124 drückt gegen die Endscheibe 125, um den Rotor 122 in der Richtung AD2 gegen die Schulter 137 zu drücken und somit eine dynamische Kraft zum axialen Fixieren des Rotors 122 gegen die Schulter 137 bereitzustellen und eine vorgegebene axiale Stellung des Rotors in Bezug auf die Nabe zu gewährleisten. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform stehen die Vorsprünge 106 in Kontakt mit der Scheibe 125. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform steht die Feder 124 in Kontakt mit der Endscheibe 125.
Sofern nichts Anderes angegeben ist, ist die folgende Beschreibung auf die beiden 2 und 3 anwendbar. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält der Rotor 122 mindestens einen Magneten 140, ist eine Endscheibe 125 aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt, um elektrische und magnetische Kurzschlüsse zu vermeiden, und haltert oder schränkt die Endscheibe 125 den Magneten 140 in der Richtung AD1 ein. Das heißt, die Endscheibe 125 sperrt eine Bewegung des Magneten 140 in der Richtung AD1.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Nabe 105 eine Umfangsfläche 138 und Vorsprünge 139, und das Modul 100 enthält einen Drehmelderrotor 128, der in die Fläche 138 eingreift. Vorsprünge 139, die aus demselben Material wie die Nabe 105 gebildet sind, erstrecken sich von der Umfangsfläche 138 aus in der Richtung RD radial nach außen und fixieren den Rotor 128 auf der Nabe 105. Der am Gehäuse 115 befestigte Drehmelder 127 detektiert die Winkelstellung des Drehmelderrotors 128 auf der Nabe 105, um die Drehung und Ausgangsleistung des Elektromotors 120 zu steuern.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält das Modul 100 ein Antriebsteil 130 oder ist so angeordnet, dass es in diesen eingreift, und eine Ausrückkupplung 132. Das Antriebsteil 130 dient zum Aufnehmen eines Drehmoments, zum Beispiel von einem (nicht gezeigten) Verbrennungsmotor. Die Kupplung 132 enthält mindestens eine drehfest mit der Nabe 105 verbundene Kupplungsscheibe 133, einen drehfest mit dem Antriebsteil 130 verbundenen inneren Trägerring 134, eine drehfest mit dem inneren Trägerring 134 verbundene Kupplungsscheibe 135 und eine axial verschiebbare Kolbenplatte 136 zum Öffnen und Schließen der Kupplung 132. Die Kupplung 132 ermöglicht eine selektive Verbindung des Eingangsteils 130 mit dem Deckel 112. Somit kann das Modul 100 in mindestens drei Modi funktionieren. In einem ersten Modus ist die Kupplung 132 offen, und der Elektromotor 120 stellt über den Rotor 122 die einzige Quelle eines Drehmoments für den Drehmomentwandler 110 dar. In einem zweiten Modus ist die Kupplung 132 geschlossen, der Elektromotor 120 treibt den Drehmomentwandler 110 nicht an, und als einzige Quelle eines Drehmoments für den Drehmomentwandler 110 kommt das Antriebsteil 130 über die Ausrückkupplung infrage. Im dritten Modus ist die Kupplung 132 geschlossen, und der Motor 120 dient dazu, ein Drehmoment für das Antriebsteil 130 bereitzustellen, um einen an dem Antriebsteil 130 angebrachten (nicht gezeigten) Verbrennungsmotor anzulassen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält der Drehmomentwandler 110 einen Torsionsschwingungsdämpfer 111 mit einem Antriebsteil 118, das drehfest mit der Turbine 114 verbunden ist, einem Abtriebsteil 119, das mit der Antriebswelle eines (nicht gezeigten) Getriebes verbunden ist, und mindestens einer Feder 121, die in das Antriebsteil 118 und das Abtriebsteil 119 eingreift.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Nabe 105 aus Aluminiumguss hergestellt. Die Vorsprünge 106 und 139 sind nicht zusammen mit der Nabe gegossen und nicht durch irgendeinen Biegevorgang gebildet. Stattdessen sind die Vorsprünge 106 und 139 in der im Folgenden beschriebenen Weise durch Verkerben der Gussnabe gebildet. Unter „Verkerben“ ist zu verstehen, dass entsprechende Abschnitte der Gussnabe mit einem oder mehreren Prägestempeln deformiert werden. Die deformierten Abschnitte bilden die Vorsprünge 106 und 139 und fixieren ohne Befestigungselemente oder andere zusätzliche Bauteile den Rotor und den Drehmelderrotor auf der Nabe. Genauer gesagt, das durch das Verkerben deformierte und verschobene Material bildet die Vorsprünge 106 und 139 und eine entsprechende kraftschlüssige Verbindung zwischen den Vorsprüngen 106 und der Scheibe 125 sowie zwischen den Vorsprüngen 139 und dem Rotor 127.
Der Unterschied zwischen in einem Gießprozess gebildeten und den verkerbten Vorsprüngen zeigt sich an den physikalischen Eigenschaften des Materials, zum Beispiel des Aluminiums, aus dem die (nicht verkerbte oder durch Verkerben deformierte) Gussnabe gebildet ist, und des Materials, aus dem die deformierten Vorsprünge gebildet sind. Zum Beispiel weist das Material, aus dem die Gussnabe gebildet und das nicht verkerbt oder durch das Verkerben deformiert ist (das zum Beispiel kein Material der angrenzenden Vorsprünge 106 oder 139 enthält), eine Anzahl „x“ von Gitterfehlstellen auf, darunter Punktdefekte oder -fehlstellen, Linienfehler oder Flächendefekte/Korngrenzen pro Volumeneinheit. Das Material, aus dem die Vorsprünge 106 gebildet sind, weist eine Anzahl von „y“ größer als „x“ Gitterfehlstellen auf, darunter Punktdefekte oder -fehlstellen, Liniendefekte oder Flächendefekte/Korngrenzen pro Volumeneinheit. Das Material, aus dem die Vorsprünge 139 gebildet sind, weist eine Anzahl von „z“ größer als „x“ von Gitterdefekten, darunter Punktdefekte oder -fehlstellen, Liniendefekte oder Flächendefekte/Korngrenzen pro Volumeneinheit. Die Zunahme der Gitterdefekte rührt von der Deformation durch den Verkerbungsprozess des Materials her, aus dem die ursprüngliche Gussnabe gebildet ist.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Nabe 105 aus Aluminium gefertigt, wodurch auf vorteilhafte Weise das Gewicht und die Massenträgheit der Nabe verringert werden, und der Deckel 112 ist aus Stahl gefertigt, wodurch die Fertigungskosten für den Deckel 112 verringert und die Haltbarkeit des Deckels 112 erhöht werden.
Die 4A und 4B veranschaulichen ein Verfahren zum Befestigen von Komponenten auf einer Nabe eines Hybridantriebsmoduls, das einen Drehmomentwandler 110 und eine Ausrückkupplung 132 enthält. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 2, 4A und 4B zu sehen. Das Verfahren ist der Anschaulichkeit halber zwar als eine Folge von Schritten dargestellt, jedoch sollte aus der Folge keine bestimmte Reihenfolge abgeleitet werden, sofern dies nicht ausdrücklich angegeben ist. In einem ersten Schritt wird der Rotor 122 des Elektromotors 120 drehfest mit einer Umfangsfläche 107 der Nabe 105 verbunden, zum Beispiel, indem der Rotor 122 in ein Zahnprofil 143 eingreift. In einem zweiten Schritt wird eine Endscheibe 124 auf die Fläche 107 aufgesetzt. In einem dritten Schritt wird unter Verwendung eines Prägestempels P1 das Material, aus dem die Nabe 105 gebildet ist, deformiert, um Vorsprünge 106 zu bilden, die sich von der Fläche 136 aus radial nach außen erstrecken. Zu beachten ist, dass gemäß einer beispielhaften Ausführungsform das Ende 141 der Nabe 105 vor den Einsatz des Prägestempels P1 eben ist. In einem vierten Schritt wird durch die Vorsprünge 106 eine Verschiebung der Endscheibe 125 und des Rotors 122 in einer axialen Richtung AD1 in Bezug auf die Nabe 105 eingeschränkt. In einem fünften Schritt wird die Nabe 105 drehfest mit dem Deckel 112 des Drehmomentwandlers 110 verbunden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird die Scheibe 125 durch die Vorsprünge 106 gegen den Rotor 122 gedrückt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird in einem siebenten Schritt die Endscheibe 125 in Kontakt mit den Vorsprüngen 106 gebracht. In einem achten Schritt wird das Antriebsteil 130 zum Aufnehmen eines Drehmoments mit dem inneren Trägerring 134 verbunden. In einem neunten Schritt wird die mindestens eine Kupplungsscheibe 133 drehfest mit der Nabe 105 verbunden. In einem zehnten Schritt wird die mindestens eine Kupplungsscheibe 135 drehfest mit dem inneren Trägerring 134 verbunden. In einem elften Schritt wird die Kolbenplatte 136 axial verschiebbar eingebaut, um die Ausrückkupplung 132 zu öffnen und zu schließen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform: greift in einem zwölften Schritt der Drehmelderrotor 128 in die Umfangsfläche 138 der Nabe 105 ein; wird in einem dreizehnten Schritt das Material, aus dem die Nabe 105 gebildet ist, unter Verwendung eines Prägestempels P1 oder P2 deformiert, um die Vorsprünge 139 zu bilden, die sich von der Umfangsfläche 138 aus radial nach außen erstrecken; und wird in einem vierzehnten Schritt der Drehmelderrotor durch die Vorsprünge 139 fest mit der Nabe verbunden. Zu beachten ist, dass gemäß einer beispielhaften Ausführungsform das Ende 142 der Nabe 105 vor dem Einsatz des Prägestempels P1 oder P2 eben ist.
Die 5A und 5B veranschaulichen ein Verfahren zum Befestigen von Komponenten auf einer Nabe eines Hybridantriebsmoduls, das einen Drehmomentwandler 110 und eine Ausrückkupplung 132 enthält. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 3, 5A und 5B zu sehen. Zwar wird das Verfahren der Anschaulichkeit halber als eine Folge von Schritten dargestellt, jedoch sollte aus der Folge keine bestimmte Reihenfolge abgeleitet werden, sofern nicht ausdrücklich anderes angegeben ist. In einem ersten Schritt wird der Rotor 122 eines Elektromotors 120 drehfest mit einer Umfangsfläche 107 der Nabe 105 verbunden, zum Beispiel indem der Rotor 122 in ein Zahnprofil 143 eingreift. In einem zweiten Schritt wird eine Endscheibe 124 auf die Fläche 107 aufgesteckt. In einem dritten Schritt wird eine Feder 124 zwischen die Endscheibe 125 und den Rotor eingesetzt. In einem vierten Schritt wird die Feder unter Verwendung eines Stempels P3 zwischen der Endscheibe 125 und dem Rotor 122 zusammengedrückt. In einem fünften Schritt wird der Rotor unter Verwendung der Feder in eine axiale Richtung AD2 gedrückt. In einem sechsten Schritt wird Material, aus dem die Nabe 105 gebildet ist, unter Verwendung eines Stempels P4 deformiert, um Vorsprünge 106 zu bilden, die sich von der Fläche 136 aus radial nach außen erstrecken. Zu beachten ist, dass gemäß einer beispielhaften Ausführungsform das Ende 141 der Nabe 105 vor dem Einsatz des Stempels P4 eben ist. In einem siebenten Schritt wird unter Verwendung der Vorsprüngen 106 eine Verschiebung der Endscheibe 125 und des Rotors 122 in der axialen Richtung AD1 in Bezug auf die Nabe 105 eingeschränkt. In einem achten Schritt wird die Nabe 105 drehfest mit dem Deckel 112 des Drehmomentwandlers 110 verbunden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird in einem neunten Schritt die Scheibe 125 unter Verwendung der Vorsprünge 106 gegen die Feder 124 gedrückt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird in einem zehnten Schritt die Endscheibe 125 in Kontakt mit den Vorsprüngen 106 gebracht. In einem elften Schritt wird das Antriebsteil 130 zum Aufnehmen eines Drehmoments drehfest mit dem inneren Trägerring 134 verbunden. In einem zwölften Schritt wird mindestens eine Kupplungsscheibe 133 drehfest mit der Nabe 105 verbunden. In einem dreizehnten Schritt wird die mindestens eine Kupplungsscheibe 135 drehfest mit dem inneren Trägerring 134 verbunden. In einem vierzehnten Schritt wird ein Kolbenblech eingebaut, das axial verschiebbar ist, um die Ausrückkupplung 132 zu öffnen und zu schließen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform: greift in einem fünfzehnten Schritt der Drehmelderrotor 128 in die Umfangsfläche 138 der Nabe 105 ein; wird in einem sechzehnten Schritt das Material, aus dem die Nabe 105 besteht, unter Verwendung eines Prägestempels P4 oder P5 deformiert, um Vorsprünge 139 zu bilden, die sich von der Umfangsfläche 138 aus radial nach außen erstrecken; und wird in einem siebzehnten Schritt der Drehmelderrotor mittels der Vorsprünge 139 fest mit der Nabe verbunden. Zu beachten ist, dass das Ende 142 der Nabe 105 vor dem Einsatz des Stempels P4 oder P5 eben ist.
Es sollte einsichtig sein, dass verschiedene der oben offenbarten und andere Merkmale und Funktionen oder deren Alternativen auf wünschenswerte Weise zu vielen anderen verschiedenen Systemen oder Anwendungen kombiniert werden können. Ein Fachmann kann später verschiedene gegenwärtig unvorhersehbare oder unerwartete Alternativen, Modifikationen, Varianten oder Verbesserungen daran vornehmen, die auch durch die folgenden Ansprüche erfasst sein sollen.

Claims

Hybridantriebsmodul, das umfasst: einen Drehmomentwandler, der enthält: einen Deckel; ein Laufrad; und eine Turbine; einen Rotor für einen Elektromotor; eine Nabe, die drehfest mit dem Rotor und dem Deckel verbunden ist und enthält: eine erste Umfangsfläche; und eine erste Vielzahl von Vorsprüngen: die sich von der ersten Umfangsfläche aus radial nach außen erstrecken; und aus einem gleichen Material wie die Nabe gebildet sind; und eine Endscheibe: die zwischen der ersten Vielzahl von Vorsprüngen und dem Rotor angeordnet ist, wobei die erste Vielzahl von Vorsprüngen die Endscheibe und den Rotor in einer ersten axialen Richtung in Bezug auf die Nabe einschränkt.
Hybridantriebsmodul nach Anspruch 1, wobei die erste Anzahl von Vorsprüngen eine axiale Stellung des Rotors auf der Nabe fixiert.
Hybridantriebsmodul nach Anspruch 1, wobei: das Material, aus dem die Nabe gebildet ist, mit Ausnahme der ersten Vielzahl von Vorsprüngen und des an die erste Vielzahl von Vorsprüngen angrenzenden Materials eine erste Anzahl von Gitterdefekten aufweist, darunter Punktdefekte oder -fehlstellen, Liniendefekte oder Flächendefekte/Korngrenzen pro Volumeneinheit; und das Material, aus dem die erste Vielzahl von Vorsprüngen gebildet ist, eine zweite Anzahl von Gitterdefekten aufweist, darunter Punktdefekte oder -fehlstellen, Liniendefekte oder Flächendefekte/Korngrenzen pro Volumeneinheit, die größer als die erste Anzahl von Gitterdefekten pro Volumeneinheit ist.
Hybridantriebsmodul nach Anspruch 1, wobei die erste Vielzahl von Vorsprüngen in Kontakt mit der Endscheibe steht und die Endscheibe in einer zweiten axialen Richtung, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist, gegen den Rotor drückt.
Hybridantriebsmodul nach Anspruch 4, wobei: der Rotor mindestens einen Magneten enthält; die Endscheibe aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist; und die Endscheibe eine Bewegung des mindestens einen Magneten in der ersten axialen Richtung sperrt.
Hybridantriebsmodul nach au 1, das ferner umfasst: eine zwischen der Endscheibe und dem Rotor angeordnete Feder; und die den Rotor in eine zweite axiale Richtung drückt, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist.
Hybridantriebsmodul nach Anspruch 1, wobei die Nabe enthält: eine zweite Umfangsfläche; und eine zweite Vielzahl von Vorsprüngen: die sich von der zweiten Umfangsfläche aus radial nach außen erstrecken; und aus demselben Material wie die Nabe gebildet sind, wobei das Hybridantriebsmodul ferner umfasst: einen Drehmelderrotor, der in die zweite Umfangsfläche eingreift, wobei der Drehmelderrotor durch die zweite Vielzahl von Vorsprüngen auf der Nabe befestigt ist.
Hybridantriebsmodul nach Anspruch 1, das ferner umfasst: einen Antriebsteil zum Aufnehmen eines Drehmoments; und eine Ausrückkupplung, die enthält: mindestens eine drehfest mit der Nabe verbundene Kupplungsscheibe; einen drehfest mit dem Antriebsteil verbundenen inneren Trägerring; mindestens eine drehfest mit dem inneren Trägerring verbundene zweite Kupplungsscheibe; und ein axial verschiebbares Kolbenblech, um die Ausrückkupplung zu öffnen und zu schließen.
Hybridantriebsmodul, das umfasst: einen Drehmomentwandler, der enthält: einen Deckel; ein Laufrad; und eine Turbine; einen Rotor für einen Elektromotor; eine Endscheibe; eine zwischen der Endscheibe und dem Rotor angeordnete Feder, die den Rotor in eine erste axiale Richtung drückt; und eine drehfest mit dem Rotor und dem Deckel verbundene Nabe, die enthält: eine erste Umfangsfläche; und eine erste Vielzahl von Vorsprüngen: die sich von der ersten Umfangsfläche aus radial nach außen erstrecken; aus demselben Material wie die Nabe gebildet sind; und den Rotor in einer zweiten axialen Richtung, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist, in Bezug auf die Nabe einschränken.
Hybridantriebsmodul nach Anspruch 9, wobei: die erste Vielzahl von Vorsprüngen in Kontakt mit der Endscheibe steht; und die Feder gegen die Endscheibe drückt, um den Rotor in der ersten axialen Richtung zu drücken.
Hybridantriebsmodul nach Anspruch 9, wobei: das Material, aus dem die Nabe gebildet ist, mit Ausnahme der ersten Vielzahl von Vorsprüngen und des an die erste Vielzahl von Vorsprüngen angrenzenden Materials, eine erste Anzahl von Gitterdefekten pro Volumeneinheit aufweist, darunter Punktdefekte oder -fehlstellen, Liniendefekte oder Flächendefekte/Korngrenzen; und das Material, aus dem die erste Vielzahl von Vorsprüngen gebildet ist, eine zweite Anzahl von Gitterdefekten pro Volumeneinheit aufweist, darunter Punktdefekte oder -fehlstellen, Liniendefekte oder Flächendefekte/Korngrenzen, die größer als die erste Anzahl von Gitterdefekten pro Volumeneinheit ist.
Hybridantriebsmodul nach Anspruch 9, wobei: der Rotor mindestens einen Magneten enthält; die Endscheibe aus einem nichtmagnetischen Material gebildet ist; und die Endscheibe den mindestens einen Magneten in der zweiten axialen Richtung einschränkt.
Hybridantriebsmodul nach Anspruch 9, das ferner umfasst: einen Antriebsteil zum Aufnehmen eines Drehmoments; und eine Ausrückkupplung, die enthält: mindestens eine drehfest mit der Nabe verbundene erste Kupplungsscheibe; einen drehfest mit dem Antriebsteil verbundenen inneren Trägerring; mindestens eine drehfest mit dem inneren Trägerring verbundene zweite Kupplungsscheibe; und ein axial verschiebbares Kolbenblech zum Öffnen und Schließen der Ausrückkupplung.
Hybridantriebsmodul nach Anspruch 13, wobei: in einem ersten Modus: die Ausrückkupplung offen ist, um eine unabhängige Drehung der Nabe und des inneren Trägerrings zu ermöglichen; und der Rotor die einzige Quelle eines Drehmoments für den Drehmomentwandler darstellt; in einem zweiten Modus: die Ausrückkupplung geschlossen ist, um die Nabe und den inneren Trägerring drehfest miteinander zu verbinden; und der Antriebsteil die einzige Quelle eines Drehmoments für den Drehmomentwandler darstellt; und in einem dritten Modus: die Ausrückkupplung geschlossen ist, um die Nabe und den inneren Trägerring drehfest miteinander zu verbinden; und der Rotor ein Drehmoment über die Ausrückkupplung an den Antriebsteil bereitstellt.
Verfahren zum Befestigen von Komponenten auf einer Nabe eines Hybridantriebsmoduls, das einen Drehmomentwandler und eine Ausrückkupplung enthält, wobei das Verfahren umfasst: drehfestes Verbinden eines Rotors für einen Elektromotor mit einer ersten Umfangsfläche einer Nabe; Anbringen einer Endscheibe auf der ersten Umfangsfläche; Deformieren des Materials, aus dem die Nabe gebildet ist, unter Verwendung eines ersten Prägestempels, um eine erste Vielzahl von Vorsprüngen zu bilden, die sich von der ersten Umfangsfläche aus radial nach außen erstrecken; und Einschränken einer Verschiebung der Endscheibe und des Rotors mittels der ersten Vielzahl von Vorsprüngen in einer ersten axialen Richtung in Bezug auf die Nabe.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner umfasst: Eingreifen eines Drehmelderrotors in eine zweite Umfangsfläche der Nabe; Deformieren des Materials, aus dem die Nabe gebildet ist, unter Verwendung des ersten Prägestempels oder des zweiten Prägestempels, um eine zweite Vielzahl von Vorsprüngen zu bilden, die sich von der zweiten Umfangsfläche aus radial nach außen erstrecken; und festes Verbinden des Drehmelderrotors mit der Nabe mittels der zweiten Vielzahl von Vorsprüngen.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner umfasst: Deformieren des Materials, aus dem die Nabe gebildet ist, derart, dass: das Material, aus dem die Nabe gebildet ist, mit Ausnahme der ersten Vielzahl von Vorsprüngen und des an die erste Vielzahl von Vorsprüngen angrenzenden Materials, eine erste Anzahl von Gitterdefekten pro Volumeneinheit aufweist, darunter Punktdefekte oder -fehlstellen, Liniendefekte oder Flächendefekte/Korngrenzen; und das Material, aus dem die Vielzahl von Vorsprüngen gebildet ist, eine zweite Anzahl von Gitterdefekten pro Volumeneinheit aufweist, darunter Punktdefekte oder -fehlstellen, Liniendefekte oder Oberflächendefekte/Korngrenzen, die größer als die erste Anzahl von Gitterdefekten pro Volumeneinheit ist.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner umfasst: drehfestes Verbinden der Nabe und eines Deckels für den Drehmomentwandler miteinander.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner umfasst: Inkontaktbringen der Endscheibe mit der ersten Vielzahl von Vorsprüngen; und Drücken der Endscheibe mittels der ersten Vielzahl von Vorsprüngen gegen den Rotor.
Verfahren nach Anspruch 15, das ferner umfasst: vor dem Deformieren des Materials, aus dem die Nabe gebildet ist, unter Verwendung des ersten Prägestempels, um die erste Vielzahl von Vorsprüngen zu bilden: Einsetzen einer Feder zwischen die Endscheibe und den Rotor; Zusammendrücken der Feder zwischen der Endscheibe und dem Rotor; und Drücken des Rotors mittels der Feder in eine zweite axiale Richtung, die der ersten axialen Richtung entgegengesetzt ist.