EP1488121A1 - Vorrichtung zur kopplung einer gehauseanordnung einer kopplungseinrichtung mit einer rotoranordnung einer elektromaschine - Google Patents

Vorrichtung zur kopplung einer gehauseanordnung einer kopplungseinrichtung mit einer rotoranordnung einer elektromaschine

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EP1488121A1
EP1488121A1 EP03720310A EP03720310A EP1488121A1 EP 1488121 A1 EP1488121 A1 EP 1488121A1 EP 03720310 A EP03720310 A EP 03720310A EP 03720310 A EP03720310 A EP 03720310A EP 1488121 A1 EP1488121 A1 EP 1488121A1
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EP
European Patent Office
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arrangement
rotor
coupling
housing
rotor arrangement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03720310A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Horst Breier
Christoph Sasse
Jörg SUDAU
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Sachs AG
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Filing date
Publication date
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Application filed by ZF Sachs AG filed Critical ZF Sachs AG
Publication of EP1488121A1 publication Critical patent/EP1488121A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16D3/18—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts the coupling parts (1) having slidably-interengaging teeth
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02N11/04—Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a device for coupling a housing arrangement of a coupling device, in particular a hydrodynamic coupling device, to a rotor arrangement of an electrical machine, the rotor arrangement of the electrical machine being coupled or coupled to a drive shaft rotatable about an axis of rotation, the electrical machine also being connected to the rotor arrangement in has stator arrangement which can be brought into electromagnetic interaction and the drive shaft can be driven to rotate by the electric machine and / or electrical energy can be obtained when the drive shaft rotates.
  • a drive system is known from DE 100 00 253 A1, in which a housing arrangement of a hydrodynamic coupling device with the
  • Rotor arrangement of an electric machine acting as a starter generator is coupled in a rotationally fixed and axially fixed manner.
  • a toothing element is fixed to the housing of the hydrodynamic coupling device, which engages in a toothing formed on a rotor carrier of the rotor arrangement when the rotary coupling is produced, as a result of which the rotary coupling is realized.
  • An axial coupling element in the form of a screw sleeve is also held on the toothing element fixed to the housing arrangement and is screwed onto an outer circumferential region of the rotor arrangement after the housing arrangement has been brought axially towards the rotor arrangement, thereby ensuring that the two intermeshing toothings are held in axial engagement and thus the housing arrangement and the rotor arrangement are coupled not only in a rotationally fixed manner but also in an axially fixed manner.
  • this object is achieved by a device for coupling a housing arrangement of a coupling device, in particular a hydrodynamic coupling device, to a rotor arrangement of an electrical machine, the rotor arrangement of the electrical machine being coupled or coupled in a rotationally fixed manner to a drive shaft rotatable about an axis of rotation, wherein the electric machine furthermore has a stator arrangement which can be brought into electromagnetic interaction with the rotor arrangement and the drive shaft can be driven to rotate by the electric machine and / or electrical energy can be obtained when the drive shaft rotates, the device on the rotor arrangement and on the housing arrangement being in rotary driving engagement with one another feasible toothing configurations, further comprising an axial securing arrangement for holding the rotor arrangement with respect to the housing arrangement in the axial direction.
  • a coupling device in particular a hydrodynamic coupling device
  • the axial securing arrangement comprises at least one latching element on one assembly of the rotor arrangement and housing arrangement and associated with it, a latching receptacle on the other assembly of the rotor arrangement and housing arrangement.
  • the axial securing is achieved by means of a latching action, which has the consequence that the components to be provided for obtaining this axial securing can be constructed much more simply compared to components which can be brought into threaded engagement with one another.
  • This arrangement is particularly advantageous because when using sheet metal parts, the toothing configurations are generally produced during the forming process and at the same time the at least one snap-in receptacle can also be formed without any fundamental structural features
  • At least one latching element is fixed to a component providing the toothing configuration of the rotor arrangement and / or that at least one latching element is fixed to one of the toothing configurations of the housing arrangement providing component is defined.
  • at least one latching element is integrally formed with a component providing the toothing configuration of the rotor arrangement and / or if at least one latching element is integrally formed with a component providing the toothing configuration of the housing arrangement.
  • Relief of the axial securing arrangement that is effective due to the locking action can be achieved by providing an axial movement stop on a component that provides a toothing configuration. Furthermore, for carrying out maintenance operations or repair work, it is advantageous if a releasing section is provided on at least one latching element for preferably manually releasing the latching engagement thereof.
  • the object mentioned at the outset is achieved by a device for coupling a housing arrangement of a coupling device, in particular a hydrodynamic coupling device, to a rotor arrangement of an electrical machine, the rotor arrangement of the electrical machine being coupled or connected to a drive shaft rotatable about an axis of rotation , being the electric machine furthermore has a stator arrangement which can be brought into electromagnetic interaction with the rotor arrangement and the drive shaft can be driven to rotate by the electric machine and / or electrical energy can be obtained when the drive shaft rotates, the device on the rotor arrangement and on the housing arrangement interlocking or engageable toothing configurations includes.
  • a friction device which counteracts a relative rotation of the rotor arrangement with respect to the housing arrangement is further provided.
  • the aim is to design the toothing configurations that can be brought into engagement or can be brought together in such a way that they interact essentially without any play in rotation.
  • the friction device to be provided according to the invention means that, despite the existing play of movement, a substantially free relative rotation of the housing arrangement with respect to the rotor arrangement, which leads very easily to stop noises, cannot occur.
  • the friction device forms an axial movement limitation of the housing arrangement with respect to the rotor arrangement in at least one axial direction. Furthermore, the occurrence of even minor relative rotations in the area of the movement play of the toothing configurations that are in engagement with one another can be effectively suppressed by the fact that the friction device on the rotor arrangement and the housing arrangement comprises frictional areas that can be brought together or brought into magnetic force interaction.
  • the friction device can also be provided if, as described above, an axial securing arrangement is provided which, for example, provides an axial cohesion between the housing arrangement and the rotor arrangement by means of a latching action. In this It can also be ensured, for example, that the axial securing arrangement provides a preload for the friction device.
  • the present invention relates to a device for coupling a housing arrangement of a coupling device, in particular a hydrodynamic coupling device, to a rotor arrangement of an electrical machine, the rotor arrangement of the electrical machine being coupled or coupled in a rotationally fixed manner to a drive shaft rotatable about an axis of rotation, the electrical machine also having a the rotor assembly into electromagnetic
  • Interactable stator arrangement and the drive shaft can be driven to rotate by the electric machine and / or electrical energy can be obtained when the drive shaft rotates, wherein the device on the rotor arrangement and on the housing arrangement comprises toothing configurations that can be brought into engagement or brought into rotation with one another.
  • This device is further characterized by coupling regions which are provided on the rotor arrangement and the housing arrangement and interact with or can be brought into magnetic force interaction.
  • the toothing configuration of the rotor arrangement is formed on a rotor carrier and / or that the toothing configuration of the housing arrangement is formed on a housing component of the housing arrangement. Furthermore, it is possible for the toothing configuration of the rotor arrangement to be formed on a toothing component which is fixedly connected to a rotor carrier and / or for the toothing configuration of the housing arrangement to be formed on a toothing component which is fixedly connected to a housing component.
  • the object mentioned at the outset is achieved by a device for coupling a housing arrangement of a coupling device, in particular hydrodynamic Coupling device, with a rotor arrangement of an electrical machine, the rotor arrangement of the electrical machine being coupled or coupled in a rotationally fixed manner to a drive shaft, the electrical machine furthermore having a stator arrangement which can be brought into electromagnetic interaction with the rotor arrangement and the drive shaft being drivable for rotation by the electrical machine and / or in Rotation of the drive shaft electrical energy is recoverable.
  • the device comprises a flexible, plate-like coupling element which is to be connected to the rotor arrangement in a first coupling region and is to be connected to the housing arrangement in a second coupling region.
  • Such flexible, plate-like coupling elements have proven to be particularly cost-effective, but nevertheless also have proven to be very reliable components for torque transmission between a rotor arrangement and a housing arrangement.
  • the coupling element is to be connected by screwing in at least one of the coupling areas. It is also possible for the coupling element to be connected by riveting in at least one coupling area.
  • the above-mentioned object is achieved by a device for coupling a housing arrangement of a coupling device, in particular a hydrodynamic coupling device, to a rotor arrangement of an electrical machine, the rotor arrangement of the electrical machine being coupled or coupled to a drive shaft in a rotationally fixed manner, the electrical machine furthermore has a stator arrangement which can be brought into electromagnetic interaction with the rotor arrangement and the drive shaft can be driven to rotate by the electric machine and / or electrical energy can be obtained when the drive shaft rotates.
  • a coupling device in particular a hydrodynamic coupling device
  • This device is characterized by a torsional vibration damper arrangement with a primary side connected to the rotor arrangement for common rotation and a secondary side connected to the housing arrangement for common rotation, which is coupled to the primary side via a damper element arrangement for torque transmission.
  • torsional vibration damper arrangement By incorporating a torsional vibration damper arrangement into the torque transmission path and as a device which provides the rotational connection of the housing arrangement to the rotor arrangement or the drive shaft, torsional vibrations can be damped in an efficient manner.
  • the primary side has a damper element support element which surrounds the damper elements of the damper element arrangement in some regions and in which a damper element counter-support element of the secondary side engages for interaction with the damper elements of the damper element arrangement.
  • a particularly simple construction can be achieved in that a rotor carrier of the rotor arrangement forms the damper element support element at least in part.
  • damper element support element and the damper element counter-support element have cooperating stop areas for limiting the angle of rotation.
  • the housing arrangement will generally also be constructed at least in areas with sheet metal parts, it is proposed to increase the stability in the area of the connection of the secondary side of the torsional vibration damper arrangement to the housing arrangement that a damper element Counter support element of the secondary side is fixed to the housing arrangement in the region of the formations thereof.
  • the primary side comprises a driving element connected to the rotor arrangement for common rotation, to which at least one damper element support area of the primary side is connected for common rotation.
  • a driving element connected to the rotor arrangement for common rotation, to which at least one damper element support area of the primary side is connected for common rotation.
  • Damper element support areas of two parallel acting damper element sets of the damper element arrangement are connected.
  • FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view of a drive system comprising an electric machine and a hydrodynamic torque converter;
  • FIG. 2 shows a view corresponding to FIG. 1 of an alternative embodiment
  • FIG. 3 shows a further view corresponding to FIG. 1 of an alternative embodiment
  • FIG. 4 shows a detailed view of a locking element used in the embodiment according to FIG. 3 in viewing direction IV in FIG. 3;
  • FIG. 5 shows another view of an alternative corresponding to FIG. 1
  • FIG. 6 shows another view of an alternative corresponding to FIG. 1
  • FIG. 7 shows a further view corresponding to FIG. 1 of an alternative embodiment
  • FIG. 8 shows a further view of an alternative corresponding to FIG. 1
  • FIG. 9 shows another view of an alternative corresponding to FIG. 1
  • FIG. 10 shows a further view of an alternative corresponding to FIG. 1
  • FIG. 11 shows a further view of an alternative corresponding to FIG. 1
  • FIG. 1 shows a drive system 10 which comprises two essential system areas. This is on the one hand an electric machine 12 and on the other hand is a hydrodynamic coupling device 14, here in the form of a hydrodynamic torque converter.
  • the electric machine 12 has a stator arrangement 16 with a stator winding arrangement 18 arranged around a rotation axis A on a stator carrier 20.
  • the stator carrier 20 is fixed, for example, to an engine block and has a fluid flow channel arrangement 22 for supplying cooling fluid into the area of the stator winding arrangement 18.
  • a rotor arrangement 24 of the electric machine 12 comprises a rotor carrier 26 designed in the manner of a housing, for example provided as a sheet metal part. This is shown in FIG its radially inner region by means of bolts 28 or the like in a rotationally fixed manner to a drive shaft 30, for example a crankshaft of an internal combustion engine, tethered.
  • the rotor carrier 26 surrounds the stator arrangement 16 in a radially outer region and carries a rotor interaction region 34 in an externally approximately cylindrical section 32.
  • This region comprises, for example, a plurality of sheet metal disks 35 which abut one another and form a yoke for permanent magnets 36 carried on their inner circumferential side.
  • a small air gap is formed between the permanent magnets 36 and the stator winding area 18.
  • the electric machine 12 which is designed as an external rotor machine in the example shown, can drive the drive shaft 30 to rotate in order to start the drive unit.
  • the drive unit When the drive unit is running, appropriate sound can be used to obtain electrical energy by means of the electrical machine 12, which is also designed as a synchronous machine.
  • the hydrodynamic coupling device 14 constructed as a hydrodynamic torque converter comprises a housing arrangement, generally designated 38.
  • This in turn comprises a housing cover 40, which is positioned on the side of the hydrodynamic coupling device 14 facing the electric machine 12.
  • the housing cover 40 carries a bearing pin 42 which, inter alia, is positioned so as to center the hydrodynamic coupling device 14 with respect to the drive shaft 30 in a corresponding bearing recess 44 in the radially inner area of the rotor carrier 26 connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 30.
  • the housing arrangement 38 further comprises an impeller shell 46 which is fixedly connected to an impeller hub 48 in its radially inner region. This impeller hub 48 is in a bell-like manner which closes the entire drive system 10 towards the outside
  • the pump wheel shell 46 carries pump wheel blades 52 on its inside.
  • a turbine wheel 54 is also provided, which has a plurality of turbine wheel blades 58 carried on a turbine wheel shell 56.
  • the turbine wheel shell 56 is connected non-rotatably radially on the inside to a turbine wheel hub 60, which in turn can be rotatably coupled to an output shaft of the hydrodynamic coupling device 14, for example a transmission input shaft.
  • a stator wheel 64 which is supported on a support element (not shown) rotatable in one direction about the axis of rotation and held against rotation in the other direction .
  • a lock-up clutch arrangement is provided, via which a direct torque transmission connection, which can be implemented using Coulomb friction, between the housing arrangement 38 and the turbine wheel 54 can be achieved.
  • FIG. 1 also shows an arrangement, generally designated 70, through which the housing arrangement 38 of the hydrodynamic coupling device 14 is coupled to the electrical machine 12, namely the rotor arrangement 24 thereof.
  • This coupling arrangement 70 comprises a coupling element 72 which is attached to the housing cover 40, for example by riveting, and which can have an annular disk-like shape. In its radially outer region, in a section 74 that extends essentially axially, the coupling element 72 has a toothed configuration 76 that is essentially directed radially outward, that is to say designed in a spur gear manner.
  • a further toothing configuration 80 is formed, which is oriented essentially radially inward.
  • the two toothing configurations 76, 80 are in rotary driving engagement with one another, so that in this way a rotationally fixed coupling is provided between the housing arrangement 38 of the hydrodynamic coupling device 14 and the rotor support 26 of the rotor arrangement 24. Since the coupling element 72 and the rotor support 26 are generally provided as sheet metal parts, the two toothing configurations 76, 80 can be molded in during the forming process, which at the same time also increases the stability of these components.
  • an axial securing element 82 for example likewise of a ring-shaped design, is firmly connected to the coupling element 72 again, for example, by riveting.
  • This axial securing element 82 preferably comprises a plurality of latching projections 84 distributed in the circumferential direction, which engage in associated latching recesses 86 on the rotor carrier 26.
  • These latching recesses 26 are preferably formed in the region of the toothing of the toothing configuration 80, in particular in the region of teeth projecting radially inwards.
  • the axial securing element 82 which is preferably also made of sheet metal material and thus has a certain elasticity in the area of its locking projections 84, will engage with the locking projections 84 in the associated locking recesses 86 when the housing arrangement 38 is axially brought up to the rotor carrier 26 when the rotary coupling has been produced, so that a fixed axial cohesion between the rotor carrier 26 and the housing arrangement 38 is provided.
  • a certain axial cogging torque has to be overcome, whereupon the two toothing configurations 76, 80 can then be disengaged by relative axial movement.
  • FIG. 2 shows a modification of the embodiment shown in FIG. 1.
  • the coupling element 72 which is fixed to the housing arrangement 38, with its tooth configuration 76 can be seen Section 74 extending approximately in the axial direction.
  • the axial securing element 82 is now arranged on the side of the coupling element 72 facing away from the rotor carrier 26, so that it essentially lies between the coupling element 72 and the housing cover 40 of the housing arrangement 38. This also means that the latching recesses 86 in the toothing configuration 80 are now provided at the other axial end region thereof.
  • This different positioning of the axial securing element 82 has two essential consequences. On the one hand, it is possible for the coupling element 72 to come into axial contact with the rotor support 26 with an axial end section 88 of the essentially axially extending section 74 and thus to provide an axial movement limitation or an axial stop when the hydrodynamic coupling device 14 is brought closer. Furthermore, this different positioning of the axial securing element gives access to release sections 90 provided on the coupling projections 84 from the outside radially through an intermediate space between the housing cover 40 and the rotor support 26, for example using an appropriate tool. To release the locking engagement, it is therefore possible to press on these release sections 90, so that the hydrodynamic coupling device can then be moved axially away from the electric machine 12 without great effort.
  • the latching projections 84 of the axial securing element 82 can engage with a greater latching force in the associated latching recesses 86 without thereby causing significant problems when the system is being disassembled.
  • the axial cohesion can thus be further improved.
  • the configuration is preferably such that when the locking projections 84 engage in the locking recesses 86, a force effect is generated to preload the coupling element 72 in the axial direction on the rotor carrier 26, so that the axial stop 88 is held in firm contact with the rotor carrier 26.
  • the desired axial thrust support can thus be realized without the risk of impact noises.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which the axial securing element 82 is fixed, for example by riveting to the rotor carrier 26, in a region radially outside the toothing configuration 76 of the coupling element 72.
  • the successive circumferential locking projections 84 of the generally ring-shaped axial securing element 82 extend radially inwards into the locking recesses 86, which are also preferably formed here in the region of the teeth 92 of the toothing configuration 76.
  • the axial securing element 82 also has radial centering projections 94, which can alternate with the latching projections 84 in the circumferential direction, for example.
  • These radial centering projections 94 are formed in such a way that they engage in a space 96 between two teeth 92 of the toothing configuration 76 under radial preload, made possible due to the elasticity of the axial securing element 82 made of sheet metal material, and exert a radial pressure on the coupling element 72. Due to the distribution of a plurality of such radial centering projections 94 in the circumferential direction, a uniform loading of the coupling element 72 can be achieved, so that it is centered in a defined manner in the radial direction with respect to the rotor carrier 26. In particular, it can be achieved in this way that the two are in engagement with one another
  • Gear configurations 76, 80 do not have to be exactly radially coordinated with one another and nevertheless the occurrence of noises induced by relative radial movement is avoided.
  • a driving element 72 ' is connected to the rotor carrier 26, for example by riveting.
  • the driving element 72 ' now carries the toothing 80 of the rotor arrangement 24.
  • the toothing configuration 76 of the housing arrangement 38 is now formed on the housing cover 40 of the housing arrangement 38 in a radially outer, approximately axially extending region 98 thereof.
  • these two toothing configurations 76, 80 are brought into rotary driving engagement by axial insertion into one another.
  • the latching projections 84 and also the release sections 90 are now formed, while on the outer circumferential area of the housing cover 40 of the housing arrangement 38 the latching recesses 86 now also, for example, in the form of a circumferential, bead-like groove are trained.
  • a structural simplification can be achieved in that the coupling element 72 'also forms the axial securing element at the same time.
  • the coupling element 72 ′ forms a friction section 100, on which, for example, a friction lining can be provided and which bears against the outside of the housing cover 40 under tension when the locking projections 84 engage in the locking recesses 86.
  • Gearing configurations 76, 80 possibly slight rotary motion play can only lead to a damped relative rotary motion between the rotor arrangement 24 and the housing arrangement 38.
  • the occurrence of impact noises and the loads that are present on the components that come into contact with one another can thus be significantly dampened.
  • the two coupling elements 72, 72 "previously recognizable in different embodiments are on the housing arrangement 38 on the one hand and on the rotor carrier 26 of the
  • Rotoranordnugn 24 on the other hand available. It can be seen here that moldings 102 can be provided on the rotor carrier 26, in which the coupling element 72 ′′ can then be connected to the rotor carrier 26 to increase the stability of the overall system, for example by riveting.
  • a friction element 104 which is again ring-shaped, is fixed to the housing arrangement 38 and can, for example, carry a friction lining 106 in its radially outer region.
  • this is in frictional contact with the rotor carrier 26 and thus leads to the damping effect already described above in the event of a relative rotational movement of the housing arrangement 38 with respect to the rotor arrangement 24, which may occur due to a rotational movement play in the region of the toothing configurations 76, 80.
  • FIG. 11 shows a modified embodiment in which the housing arrangement 38 and the rotor arrangement 24 are basically coupled by the toothing configurations 76, 80 for common rotation.
  • a coupling element 101 for example an annular disk-like element, is fixed to the housing cover 40 of the housing arrangement 38 by welding or riveting or the like. This lies with its radially outer area on a corresponding surface of the rotor carrier 26.
  • the coupling member 101 is premagnetized or made of magnetizable material. Due to the magnetization of the coupling member 101 caused by the magnetic field of the electric machine 12 in the second case or due to the magnetization of this component existing from the outset, a coupling thereof induced by magnetic force interaction to the rotor carrier 26 is obtained.
  • these two components are coupled to one another by magnetic force, on the other hand by the frictional force generated by the mutual contact, so that movement vibrations or relative movements of the rotor carrier 26 with respect to the housing arrangement 38 are largely prevented to the extent of the small gaps present in the area of the toothing configurations 80, 76 can and the occurrence of rattling noises and excessive loads can be prevented.
  • the rotor arrangement 24 of the electric machine 12 and the hydrodynamic torque converter 14 are also firmly held together in the axial direction. so that a simplified assembly of this overall system can also be carried out.
  • a frictional force can also be achieved by using a very viscous medium, it being necessary to ensure that this medium should have approximately the same viscosity properties over its lifetime and over a large temperature range.
  • a displacement element engaging in a space containing the medium can provide corresponding damping during the relative movement, in which case the space containing the viscous medium on the one hand and the displacement element on the other hand are to be coupled to the rotor arrangement 24 or the housing arrangement 38.
  • FIG. 7 shows a further alternative embodiment of a drive system.
  • Components which correspond to components described above with regard to structure or function are identified by the same reference number with the addition of an appendix "a". It should be pointed out here that both in the area of the electric machine and in the area of the hydrodynamic coupling device, the constructive measures already described in detail above can be provided, so that with regard to this embodiment and with reference to further embodiments described below, the detailed constructional measures can be provided constructive structure of these two system areas is not discussed further.
  • the coupling device 70a comprises a flexible coupling element 108a, for example formed from sheet metal material by stamping, preferably in the form of a ring. This is fixed in a radially outer region 110a, for example, by using screw bolts 112a fixed to the rotor carrier 26a and nut elements 114a screwed onto them on the rotor carrier 26a.
  • the coupling element 108a is riveted to the housing cover 40a Housing arrangement 38a fixed, the rivet sections 118a used for this purpose can be formed, for example, by shaping the housing cover 40a.
  • the coupling element 108a can be designed, for example, in such a way that in its radially inner region it has a ring-like circumferential body section, from which various coupling arms reach radially outward and are then fixed to the rotor carrier 26a.
  • a high torque transmission stability is achieved through the use of such a plate-like, flexible coupling element 108a, with a wobble decoupling being introduced at the same time due to the flexibility.
  • the arrangement 70b by means of which the housing arrangement 38b of the hydrodynamic coupling device 14b is connected to the rotor arrangement 24b of the electric machine 12b, comprises a torsional vibration damper arrangement, generally designated 120b.
  • This basically includes a primary side 122b provided on rotor carrier 24b or also fixed here, and a secondary side 124b provided or also fixed on housing arrangement 38b.
  • the primary side 122b is coupled to the secondary side 124b for torque transmission by means of a damper element arrangement 126b which, in the example shown, has a plurality of and successively positioned in the circumferential direction includes, for example, damper elements 128b in the form of helical compression springs.
  • a support element 130b of the primary side 122b is the damper elements 128b of FIG.
  • Damper element arrangement 126b essentially on three sides, namely, radially outside, radially inside and axially on the side facing the rotor carrier 26b, surrounding or enclosing component.
  • support projections 132b, 134b are formed on the support element 130b, which are provided in the form of indentations of the support element 130b, which is generally formed from sheet metal material. It can be seen that in order to obtain a very space-saving configuration, the support element 130b with the rotor support 26b is positioned in the transition area between the essentially axially extending section 78b already mentioned above and a section 136b adjoining it radially on the inside and is also fixed there, for example, by welding.
  • the support element 130b is open on the axial side facing the hydrodynamic coupling device 14b.
  • a counter-support element 138b essentially forming the secondary side of the torsional vibration damper arrangement 120b, which is fixed, for example, by riveting to formations 140b formed in the area of the housing cover 40b to increase stability, engages with counter-support projections 142b in the axially open area of the support element 130b, so that the damper elements extend in the circumferential direction 128b can also be supported on the counter support projections 142b.
  • the housing arrangement 38b and the rotor arrangement 24b can be rotated with respect to one another in the circumferential direction, as a result of which torsional vibrations occurring in the drive system can be damped.
  • the support element 130b on the one hand and the counter-support element 138b on the other hand are connected to one another Stop sections 144b, 146b which can be brought into a peripheral system and which provide a rotation angle limitation.
  • the rotor support 26b also forms at least part of the support element 130b.
  • the support projections 132b, 134b can be provided in the transition region between the substantially axially extending section 78b and the approximately radially extending section 136b.
  • the radially inner support projections 134b can also be provided at least in part by a separate component 148b, which is firmly connected to the rotor carrier 26b by the screw bolts 28b.
  • Corresponding formations can also be provided here on the rotor carrier 26b instead of a separate component.
  • the rotation angle limit stops 146b of the rotor arrangement 24b in this embodiment, as well as of course also in the embodiment described in detail above with reference to FIG. 8, can be provided directly by corresponding sections on the rotor support 26b, with which the corresponding stop sections 144b of the counter support element 138b can interact ,
  • the primary side 122b of the torsional vibration damper arrangement 120b comprises a driving element 150b which is embodied in a pot-like manner and is fixedly coupled to the rotor carrier 26b of the rotor arrangement 24b by the screw bolts 28b. In its radially outer, approximately axially extending and approximately cylindrical section 152b, this has a toothing configuration.
  • the damper element unit 126b comprises two sets 154b, 156b of damper elements 128b lying side by side in the direction of the axis of rotation A.
  • Each of these sets 154b, 156b is assigned a central disk element 158b, 160b on the secondary side 124b, which is fixed by riveting to a carrier 162b which is fixedly connected to the housing cover 40b, for example by welding.
  • This carrier 162b can be supported with the interposition of an axial / radial bearing element 164b on the radially inner region of the rotor carrier 26b for centering the hydrodynamic coupling device 14b with respect to the electric machine 12b.
  • the cover disk elements 166b, 168b and 170b, 172b like the central disk elements 158b, 160b, form respective spring windows, against which the damper elements 128b of the two sets 154b, 156b can be supported in the circumferential direction, in order to thus make a relative rotary movement possible with the compression of the damper elements 128b between the cover plate elements 166b, 168b, 170b, 172b with respect to the
  • the torsional vibration damper arrangement 120b thus comprises two sets 154b, 156b of damper elements 128b which act in parallel with one another, as a result of which this arrangement is particularly suitable for drive systems via which very high torques are to be transmitted, for example in commercial vehicles.
  • Various measures are provided by the present invention, by means of which a very stable and safely acting coupling of the housing arrangement of a hydrodynamic coupling device to a rotor arrangement of an electric machine can be achieved, whereby, as can be seen above all in the example of FIG. 10, the coupling with the rotor arrangement essentially means that a common rotary connection is present here, which can optionally also take place indirectly, that is to say via mediating components, such as, for example, screw bolts or the like.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Kopplung einer Gehäuseanordnung (38) einer Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischen Kopplungseinrichtung (14), mit einer Rotoranordnung (24) einer Elektromaschine (12), wobei die Rotoranordnung (24) der Elektromaschine (12) an eine um eine Drehachse (A) drehbare Antriebswelle (30) drehfest angekoppelt oder anzukoppeln ist, wobei die Elektromaschine (12) ferner eine mit der Rotoranordnung (24) in elektromagnetische Wechselwirkung bringbare Statoranordnung (16) aufweist und durch die Elektromaschine (12) die Antriebswelle (30) zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle (30) elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Vorrichtung an der Rotoranordnung (24) und an der Gehäuseanordnung (38) miteinander in Drehmitnahmeeingriff stehende oder bringbare erzahnungskonfigurationen (80, 76) umfasst, ferner umfassend eine Axialsicherungsanordnung (84, 86) zur Halterung der Rotoranordnung (24) bezüglich der Gehäuseanordnung (38) in axialer Richtung, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Axialsicherungsanordnung (84, 86) wenigstens ein Rastorgan (84) an einer Baugruppe von Rotoranordnung (24) und Gehäuseanordnung (38) sowie diesem zugeordnet eine Rastaufnahme (86) an der anderen Baugruppe von Rotoranordnung (24) und Gehäuseanordnung (38) umfasst.

Description

Vorrichtung zur Kopplung einer Gehäuseanordnung einer Kopplungseinrichtung mit einer Rotoranordnung einer Elektromaschine
(Beschreibung)
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kopplung einer Gehäuseanordnung einer Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischen Kopplungseinrichtung, mit einer Rotoranordnung einer Elektromaschine, wobei die Rotoranordnung der Elektromaschine an eine um eine Drehachse drehbare Antriebswelle drehfest angekoppelt oder anzukoppeln ist, wobei die Elektromaschine ferner eine mit der Rotoranordnung in elektromagnetische Wechselwirkung bringbare Statoranordnung aufweist und durch die Elektromaschine die Antriebswelle zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist.
Stand der Technik
Aus der DE 100 00 253 A1 ist ein Antriebssystem bekannt, bei welchem eine Gehäuseanordnung einer hydrodynamischen Kopplungseinrichtung mit der
Rotoranordnung einer als Starter-Generator wirksamen Elektromaschine drehfest und axialfest gekoppelt ist. Zu diesem Zwecke ist am Gehäuse der hydrodynamischen Kopplungseinrichtung ein Verzahnungselement festgelegt, das bei hergestellter Drehkopplung in eine an einem Rotorträger der Rotoranordnung ausgebildete Verzahnung eingreift, wodurch die Drehkopplung realisiert ist. An dem an der Gehäuseanordnung festgelegten Verzahnungselement ist ferner ein Axialkopplungselement in Form einer Schraubhülse gehalten, das nach axialem Heranführen der Gehäuseanordnung an die Rotoranordnung auf einen Außenumfangsbereich der Rotoranordnung aufgeschraubt wird, wodurch sichergestellt wird, dass die beiden ineinander eingreifenden Verzahnungen in axialem Eingriff gehalten werden und somit die Gehäuseanordnung und die Rotoranordnung nicht nur drehfest, sondern auch axialfest gekoppelt sind. Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Kopplung einer Gehäuseanordnung einer Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischen Kopplungseinrichtung, mit einer Rotoranordnung einer Elektromaschine vorzusehen, welche bei einfachem Aufbau zuverlässig wirken kann.
Darstellung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Kopplung einer Gehäuseanordnung einer Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischen Kopplungseinrichtung, mit einer Rotoranordnung einer Elektromaschine, wobei die Rotoranordnung der Elektromaschine an eine um eine Drehachse drehbare Antriebswelle drehfest angekoppelt oder anzukoppeln ist, wobei die Elektromaschine ferner eine mit der Rotoranordnung in elektromagnetische Wechselwirkung bringbare Statoranordnung aufweist und durch die Elektromaschine die Antriebswelle zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Vorrichtung an der Rotoranordnung und an der Gehäuseanordnung miteinander in Drehmitnahmeeingriff stehende oder bringbare Verzahnungskonfigurationen umfasst, ferner umfassend eine Axialsicherungsanordnung zur Halterung der Rotoranordnung bezüglich der Gehäuseanordnung in axialer Richtung.
Erfindungsgemäß ist dabei weiter vorgesehen, dass die Axialsicherungsanordnung wenigstens ein Rastorgan an einer Baugruppe von Rotoranordnung und Gehäuseanordnung sowie diesem zugeordnet eine Rastaufnahme an der anderen Baugruppe von Rotoranordnung und Gehäuseanordnung umfasst.
Bei dieser Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird also die Axialsicherung durch Rastwirkung erlangt, was zur Folge hat, dass die zur Erlangung dieser Axialsicherung bereitzustellenden Komponenten im Vergleich zu miteinander in Gewindeeingriff bringbaren Komponenten deutlich einfacher aufgebaut werden können. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass im Bereich der Verzahnungskonfiguration der Rotoranordnung oder/und im Bereich der Verzahnungskonfiguration der Gehäuseanordnung wenigstens eine Rastaufnahme ausgebildet ist. Diese Anordnung ist besonders daher vorteilhaft, da bei Einsatz von Blechumformteilen die Verzahnungskonfigurationen im Allgemeinen beim Umformungsvorgang hergestellt werden und dabei gleichzeitig auch die wenigstens eine Rastaufnahme mitgebildet werden kann, ohne grundsätzliche strukturelle
Schwächungen an dem diese wenigstens eine Rastaufnahme aufweisenden Bauteil miteinzuführen.
Um verschiedene Bauteile bzw. Wirkbereiche aus hinsichtlich der an diese gestellten Anforderungen jeweils optimalen Materialien herstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Rastorgan an einem die Verzahnungskonfiguration der Rotoranordnung bereitstellenden Bauteil festgelegt ist oder/und dass wenigstens ein Rastorgan an einem die Verzahnungskonfiguration der Gehäuseanordnung bereitstellenden Bauteil festgelegt ist. Alternativ ist es insbesondere auch mit Hinblick auf einen möglichst einfachen Aufbau vorteilhaft, wenn wenigstens ein Rastorgan mit einem die Verzahnungskonfiguration der Rotoranordnung bereitstellenden Bauteil integral ausgebildet ist oder/und wenn wenigstens ein Rastorgan mit einem die Verzahnungskonfiguration der Gehäuseanordnung bereitstellenden Bauteil integral ausgebildet ist. Eine Entlastung der durch Rastwirkung wirksamen Axialsicherungsanordnung kann dadurch erlangt werden, dass an einem eine Verzahnungskonfiguration bereitstellenden Bauteil ein Axialbewegungsanschlag vorgesehen ist. Ferner ist es zum Durchführen von Wartungsvorgängen oder Reparaturarbeiten vorteilhaft, wenn an wenigstens einem Rastorgan ein Löseabschnitt zum vorzugsweise manuellen Lösen des Rasteingriffs desselben vorgesehen ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Kopplung einer Gehäuseanordnung einer Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischen Kopplungseinrichtung, mit einer Rotoranordnung einer Elektromaschine, wobei die Rotoranordnung der Elektromaschine an eine um eine Drehachse drehbare Antriebswelle drehfest angekoppelt oder anzukoppeln ist, wobei die Elektromaschine ferner eine mit der Rotoranordnung in elektromagnetische Wechselwirkung bringbare Statoranordnung aufweist und durch die Elektromaschine die Antriebswelle zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Vorrichtung an der Rotoranordnung und an der Gehäuseanordnung miteinander in Drehmitnahmeeingriff stehende oder bringbare Verzahnungskonfigurationen umfasst.
Dabei ist erfindungsgemäß weiter eine einer Relativdrehung der Rotoranordnung bezüglich der Gehäuseanordnung entgegenwirkende Reibeinrichtung vorgesehen.
Grundsätzlich besteht das Ziel, die miteinander in Eingriff stehenden bzw. bringbaren Verzahnungskonfigurationen so auszubilden, dass sie im Wesentlichen ohne Drehbewegungsspiel zusammenwirken. Vor allem bei Einsatz von Blechumformteilen besteht jedoch häufig die Gefahr, dass noch geringe Zwischenräume und somit geringes Bewegungsspiel vorhanden sind. Die erfindungsgemäß vorzusehende Reibeinrichtung führt dazu, dass trotz vorhandenem Bewegungsspiel eine im Wesentlichen freie und somit sehr leicht zu Anschlaggeräuschen führende Relativdrehung der Gehäuseanordnung bezüglich der Rotoranordnung nicht auftreten kann.
Dabei ist es ferner vorteilhaft, wenn durch die Reibeinrichtung in wenigstens einer axialen Richtung eine Axialbewegungsbegrenzung der Gehäuseanordnung bezüglich der Rotoranordnung gebildet ist. Weiter kann das Auftreten auch nur geringfügiger Relativdrehungen im Bereich des Bewegungsspiels der miteinander in Eingriff stehenden Verzahnungskonfigurationen effektiv dadurch unterdrückt werden, dass die Reibeinrichtung an der Rotoranordnung und der Gehäuseanordnung in Magnetkraftwechselwirkung miteinander stehende oder bringbare Reibbereiche umfasst.
Es ist selbstverständlich, dass das Bereitstellen der Reibeinrichtung auch dann möglich ist, wenn, wie vorangehend beschrieben, eine Axialsicherungsanordnung vorgesehen ist, die beispielsweise durch Rastwirkung einen axialen Zusammenhalt zwischen der Gehäuseanordnung und der Rotoranordnung bereitstellt. In diesem Falle kann beispielsweise auch dafür gesorgt werden, dass durch die Axialsicherungsanordnung eine Vorspannung für die Reibeinrichtung bereitgestellt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung Vorrichtung zur Kopplung einer Gehäuseanordnung einer Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischen Kopplungseinrichtung, mit einer Rotoranordnung einer Elektromaschine, wobei die Rotoranordnung der Elektromaschine an eine um eine Drehachse drehbare Antriebswelle drehfest angekoppelt oder anzukoppeln ist, wobei die Elektromaschine ferner eine mit der Rotoranordnung in elektromagnetische
Wechselwirkung bringbare Statoranordnung aufweist und durch die Elektromaschine die Antriebswelle zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Vorrichtung an der Rotoranordnung und an der Gehäuseanordnung miteinander in Drehmitnahmeeingriff stehende oder bringbare Verzahnungskonfigurationen umfasst.
Diese Vorrichtung ist weiter gekennzeichnet durch an der Rotoranordnung und der Gehäuseanordnung vorgesehene miteinander in Magnetkraftwechselwirkung stehende oder bringbare Kopplungsbereiche.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann weiter vorgesehen sein, dass die Verzahnungskonfiguration der Rotoranordnung an einem Rotorträger ausgebildet ist oder/und dass die Verzahnungskonfiguration der Gehäuseanordnung an einem Gehäusebauteil der Gehäuseanordnung ausgebildet ist. Weiter ist es möglich, dass die Verzahnungskonfiguration der Rotoranordnung an einem mit einem Rotorträger fest verbundenen Verzahnungsbauteil ausgebildet ist oder/und dass die Verzahnungskonfiguration der Gehäuseanordnung an einem mit einem Gehäusebauteil fest verbundenen Verzahnungsbauteil ausgebildet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Kopplung einer Gehäuseanordnung einer Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischen Kopplungseinrichtung, mit einer Rotoranordnung einer Elektromaschine, wobei die Rotoranordnung der Elektromaschine an eine Antriebswelle drehfest angekoppelt oder anzukoppeln ist, wobei die Elektromaschine ferner eine mit der Rotoranordnung in elektromagnetische Wechselwirkung bringbare Statoranordnung aufweist und durch die Elektromaschine die Antriebswelle zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist.
Erfindungsgemäß ist dabei weiter vorgesehen, dass die Vorrichtung ein flexibles, plattenartiges Kopplungselement umfasst, das in einem ersten Kopplungsbereich an die Rotoranordnung anzubinden ist und in einem zweiten Kopplungsbereich an die Gehäuseanordnung anzubinden ist.
Derartige flexible, plattenartige Kopplungselemente haben sich als besonders kostengünstig, gleichwohl aber auch als sehr sicher wirkende Bauteile zur Drehmomentübertragung zwischen einer Rotoranordnung und einer Gehäuseanordnung erwiesen.
Beispielsweise kann dabei vorgesehen sein, dass in wenigstens einem der Kopplungsbereiche das Kopplungselement durch Verschraubung anzubinden ist. Weiter ist es möglich, dass in wenigstens einem Kopplungsbereich das Kopplungselement durch Vernietung anzubinden ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Kopplung einer Gehäuseanordnung einer Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischen Kopplungseinrichtung, mit einer Rotoranordnung einer Elektromaschine, wobei die Rotoranordnung der Elektromaschine an eine Antriebswelle drehfest angekoppelt oder anzukoppeln ist, wobei die Elektromaschine ferner eine mit der Rotoranordnung in elektromagnetische Wechselwirkung bringbare Statoranordnung aufweist und durch die Elektromaschine die Antriebswelle zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist. Diese erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Tor- sionsschwingungsdämpferanordnung mit einer mit der Rotoranordnung zur gemeinsamen Drehung verbundenen Primärseite und einer mit der Gehäuseanordnung zur gemeinsamen Drehung verbundenen Sekundärseite, welche über eine Dämpferelementenanordnung zur Drehmomentübertragung mit der Primärseite gekoppelt ist.
Durch das Eingliedern einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung in den Drehmomentübertragungsweg und als Vorrichtung, welche die Drehanbindung der Gehäuseanordnung an die Rotoranordnung bzw. die Antriebswelle bereitstellt, können in effizienter Weise Drehschwingungen gedämpft werden.
Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Primärseite ein die Dämpferelemente der Dämpferelementenanordnung bereichsweise umgebendes Dämpferelementenabstützelement aufweist, in welches ein Dämpferelementen- Gegenabstützelement der Sekundärseite zur Wechselwirkung mit den Dämpferelementen der Dämpferelementenanordnung eingreift.
Ein besonders einfacher Aufbau kann dadurch erlangt werden, dass ein Rotorträger der Rotoranordnung das Dämpferelementenabstützelement wenigstens zum Teil bildet.
Um eine Überlastung der verschiedenen Dämpferelemente bei zu groß werdenden zu übertragenden Drehmomentspitzen vermeiden zu können, wird vorgeschlagen, dass das Dämpferelementenabstützelement und das Dämpferelementen- Gegenabstützelement zur Drehwinkelbegrenzung zusammenwirkende Anschlagbereiche aufweisen.
Da auch die Gehäuseanordnung im Allgemeinen zumindest in Bereichen mit Blechumformteilen aufgebaut sein wird, wird zur Erhöhung der Stabilität im Bereich der Anbindung der Sekundärseite der Torsionsschwingungsdämpferanordnung an die Gehäuseanordnung vorgeschlagen, dass ein Dämpferelementen- Gegenabstützelement der Sekundärseite im Bereich von Ausformungen der Gehäuseanordnung an dieser festgelegt ist.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltungsform kann vorgesehen sein, dass die Primärseite ein mit der Rotoranordnung zur gemeinsamen Drehung verbundenes Mitnahmeelement umfasst, mit welchem wenigstens ein Dämpferelementenabstützbereich der Primärseite zur gemeinsamen Drehung verbunden ist. Insbesondere bei Antriebssystemen, in welchen sehr große Drehmomente zu übertragen sind, beispielsweise bei Nutzkraftfahrzeugen, ist es vorteilhaft, wenn mit dem Mitnahmeelement wenigstens zwei
Dämpferelementenabstützbereiche zweier parallel wirkender Dämpfer- elementensätze der Dämpferelementenanordnung verbunden sind.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeich- nungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Teil-Längsschnittansicht eines eine Elektromaschine und einen hydrodynamischen Drehmomentwandler umfassenden Antriebssystems;
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform;
Fig. 3 eine weitere der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform;
Fig. 4 eine Detailansicht eines bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 3 eingesetzten Rastelementes in Blickrichtung IV in Fig. 3;
Fig. 5 eine weitere der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternativen
Ausgestaltu ngsf orm ; Fig. 6 eine weitere der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternativen
Ausgestaltungsform;
Fig. 7 eine weitere der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform;
Fig. 8 eine weitere der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternativen
Ausgestaltungsform;
Fig. 9 eine weitere der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternativen
Ausgestaltungsform;
Fig. 10 eine weitere der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternativen
Ausgestaltungsform;
Fig. 11 eine weitere der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternativen
Ausgestaltungsform.
In Fig. 1 ist ein Antriebssystem 10 gezeigt, welches zwei wesentliche Systembereiche umfasst. Dies ist zum einen eine Elektromaschine 12, und ist zum anderen eine hydrodynamische Kopplungseinrichtung 14, hier in Form eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers.
Die Elektromaschine 12 weist eine Statoranordnung 16 mit einer eine Drehachse A umgebend angeordneten Statorwicklungsanordnung 18 auf einem Statorträger 20 auf. Im dargestellten Beispiel ist der Statorträger 20 beispielsweise an einem Motorblock festgelegt und weist eine Fluidströmungskanalanordnung 22 auf zum Zuführen von Kühlfluid in den Bereich der Statorwicklungsanordnung 18. Eine Rotoranordnung 24 der Elektromaschine 12 umfasst einen gehäuseartig ausgebildeten, beispielsweise als Blechumformteil bereitgestellten Rotorträger 26. Dieser ist in seinem radial inneren Bereich durch Schraubbolzen 28 o. dgl. drehfest an eine Antriebswelle 30, beispielsweise Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, angebunden. In einem radial äußeren Bereich umgibt der Rotorträger 26 die Statoranordnung 16 und trägt in einem außen liegenden näherungsweise zylindrischen Abschnitt 32 einen Rotorwechselwirkungsbereich 34. Dieser umfasst beispielsweise eine Mehrzahl von aneinander anliegenden Blechscheiben 35, die ein Joch für an deren Innenumfangsseite getragene Permanentmagneten 36 bilden. Zwischen den Permanentmagneten 36 und dem Statorwicklungsbereich 18 ist ein geringer Luftspalt gebildet.
Durch die im dargestellten Beispiel als Außenläufermaschine ausgebildete Elektromaschine 12 kann die Antriebswelle 30 zum Starten des Antriebsaggregats zur Drehung angetrieben werden. Bei laufendem Antriebsaggregat kann durch entsprechende Beschallung elektrische Energie durch die auch als Synchronmaschine ausgebildete Elektromaschine 12 gewonnen werden. Ferner ist es selbstverständlich möglich, durch entsprechende Ansteuerung der Elektromaschine 12 im Antriebssystem auftretende Drehmomentschwankungen durch Aufbau entsprechender Gegenschwingungen zu dämpfen.
Die als hydrodynamischer Drehmomentwandler aufgebaute hydrodynamische Kopplungseinrichtung 14 umfasst eine allgemein mit 38 bezeichnete Gehäuseanordnung. Diese wiederum umfasst einen Gehäusedeckel 40, welcher an der der Elektromaschine 12 zugewandten Seite der hydrodynamischen Kopplungseinrichtung 14 positioniert ist. Im radial inneren Bereich trägt der Gehäusedeckel 40 einen Lagerzapfen 42, welcher unter anderem auch zur Zentrierung der hydrodynamischen Kopplungseinrichtung 14 bezüglich der Antriebswelle 30 in eine entsprechende Lagerausnehmung 44 im radial inneren Bereich des mit der Antriebswelle 30 drehfest verbundenen Rotorträgers 26 eingreifend positioniert ist. Die Gehäuseanordnung 38 umfasst ferner eine Pumpenradschale 46, die in ihrem radial inneren Bereich mit einer Pumpenradnabe 48 fest verbunden ist. Diese Pumpenradnabe 48 ist in einer das gesamte Antriebssystem 10 nach außen hin abschließenden glockenartigen
Gehäuseanordnung 50 gelagert, welche Gehäuseanordnung 50 zumindest teilweise durch ein Getriebegehäuse bereitgestellt sein kann. Die Pumpenradschale 46 trägt an ihrer Innenseite Pumpenradschaufeln 52. Im Inneren der Gehäuseanordnung 38 ist ferner ein Turbinenrad 54 vorgesehen, das eine Mehrzahl von an einer Turbinenradschale 56 getragenen Turbinenradschaufeln 58 aufweist. Die Turbinenradschale 56 ist radial innen mit einer Turbinenradnabe 60 drehfest verbunden, welche wiederum mit einer Abtriebswelle der hydrodynamischen Kopplungseinrichtung 14, beispielsweise einer Getriebeeingangswelle, drehfest gekoppelt werden kann. Zwischen dem Turbinenrad 56 und dem im Wesentlichen die Pumpenradschale 46, die Pumpenradschaufeln 52 und die Pumpenradnabe 48 umfassenden Pumpenrad 62 liegt ein Leitrad 64, das auf einem nicht dargestellten Stützelement in einer Richtung um die Drehachse drehbar, gegen Drehung in der anderen Richtung gehalten getragen ist. Ferner ist eine allgemein mit 66 bezeichnete Überbrückungskupplungsanordnung vorgesehen, über welche eine direkte, unter Einsatz von Coulomb'scher Reibung realisierbare Drehmomentübertragungsverbindung zwischen der Gehäuseanordnung 38 und dem Turbinenrad 54 erlangt werden kann.
Es sei darauf hingewiesen, dass sowohl im Bereich der hydrodynamischen Kopplungseinrichtung 14 als auch im Bereich der Elektromaschine 12 verschiedenste Variationen vorgenommen werden können, ohne von den im
Folgenden hier beschriebenen Prinzipien der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Man erkennt in Fig. 1 ferner eine allgemein mit 70 bezeichnete Anordnung, durch welche die Gehäuseanordnung 38 der hydrodynamischen Kopplungseinrichtung 14 an die Elektromaschine 12, nämlich die Rotoranordnung 24 derselben, angekoppelt ist. Diese Kopplungsanordnung 70 umfasst ein beispielsweise durch Vernietung an dem Gehäusedeckel 40 angebrachtes Kopplungselement 72, das eine ringscheibenartige Form aufweisen kann. In seinem radial äußeren Bereich weist in einem im Wesentlichen axial sich erstreckenden Abschnitt 74 das Kopplungselement 72 eine im Wesentlichen nach radial außen gerichtete, also stirnradartig ausgebildete Verzahnungskonfiguration 76 auf. An einem sich ebenfalls näherungsweise axial erstreckenden und im Bereich radial innerhalb der Statorwicklungsanordnung 18 liegenden Abschnitt 78 des Rotorträgers 26 ist eine weitere Verzahnungskonfiguration 80 ausgebildet, die im Wesentlichen nach radial innen orientiert ist. Die beiden Verzahnungskonfigurationen 76, 80 stehen miteinander in Drehmitnahmeeingriff, so dass auf diese Art und Weise eine drehfeste Kopplung zwischen der Gehäuseanordnung 38 der hydrodynamischen Kopplungseinrichtung 14 und dem Rotorträger 26 der Rotoranordnung 24 vorgesehen ist. Da im Allgemeinen das Kopplungselement 72 und der Rotorträger 26 als Blechumformteile bereitgestellt sind, können die beiden Verzahnungskonfigurationen 76, 80 beim Umformungsvorgang miteingeformt werden, wodurch gleichzeitig auch die Stabilität dieser Bauteile erhöht wird.
Um auch für einen axialen Zusammenhalt zu sorgen, ist ein beispielsweise ebenfalls ringartig ausgebildetes Axialsicherungselement 82 mit dem Kopplungselement 72 beispielsweise wiederum durch Vernietung fest verbunden. Dieses Axialsicherungselement 82 umfasst in Umfangsrichtung verteilt vorzugsweise mehrere Rastvorsprünge 84, die in zugeordnete Rastausnehmungen 86 am Rotorträger 26 eingreifen. Diese Rastausnehmungen 26 sind vorzugsweise im Bereich der Verzahnung der Verzahnungskonfiguration 80, insbesondere im Bereich von nach radial innen vorstehenden Zähnen ausgebildet. Das Axialsicherungselement 82, das vorzugsweise ebenfalls aus Blechmaterial aufgebaut ist und somit im Bereich seiner Rastvorsprünge 84 eine gewisse Elastizität aufweist, wird beim axialen Heranführen der Gehäuseanordnung 38 an den Rotorträger 26 bei hergestellter Drehkopplung mit seinen Rastvorsprüngen 84 in die zugeordneten Rastausnehmungen 86 einrasten, so dass ein fester axialer Zusammenhalt zwischen dem Rotorträger 26 und der Gehäuseanordnung 38 bereitgestellt ist. Zum Lösen muss lediglich ein bestimmtes axiales Rastmoment überwunden werden, woraufhin dann die beiden Verzahnungskonfigurationen 76, 80 durch Axialrelativbewegung außer Eingriff gebracht werden können.
In Fig. 2 ist eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltungsform gezeigt. Man erkennt auch hier wieder das an der Gehäuseanordnung 38 festgelegte Kopplungselement 72 mit seiner Verzahnungskonfiguration 76 an dem sich näherungsweise in Achsrichtung erstreckenden Abschnitt 74. In Abwandlung zur vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsform ist nunmehr das Axialsicherungselement 82 an der vom Rotorträger 26 abgewandten Seite des Kopplungselements 72 angeordnet, so dass es im Wesentlichen zwischen dem Kopplungselement 72 und dem Gehäusedeckel 40 der Gehäuseanordnung 38 liegt. Dies bedeutet auch, dass die Rastausnehmungen 86 in der Verzahnungskonfiguration 80 nunmehr am anderen axialen Endbereich derselben vorgesehen sind.
Diese andere Positionierung des Axialsicherungselements 82 hat zwei wesentliche Folgen. Zum einen wird es ermöglicht, dass das Kopplungselement 72 mit einem axialen Endabschnitt 88 des im Wesentlichen axial sich erstreckenden Abschnitts 74 in axiale Anlage am Rotorträger 26 kommt und somit eine Axialbewegungsbegrenzung bzw. einen Axialanschlag beim Heranführen der hydrodynamischen Kopplungseinrichtung 14 bereitstellt. Weiter wird durch diese andersartige Positionierung des Axialsicherungselements von radial außen über einen Zwischenraum zwischen dem Gehäusedeckel 40 und dem Rotorträger 26 beispielsweise unter Einsatz eines entsprechenden Werkzeug Zugriff auf an den Kopplungsvorsprüngen 84 vorgesehenen Löseabschnitte 90 erhalten. Zum Lösen des Rasteingriffs kann also auf diese Löseabschnitte 90 gedrückt werden, so dass darauf folgend dann die hydrodynamische Kopplungseinrichtung ohne größere Kraftaufwände axial von der Elektromaschine 12 weg bewegt werden kann. Der Vorteil davon ist, dass die Rastvorsprünge 84 des Axialsicherungselements 82 mit größerer Rastkraft in die zugeordneten Rastausnehmungen 86 eingreifen kann, ohne dadurch beim Auseinanderbau des Systems zu wesentlichen Problemen zu führen. Der axiale Zusammenhalt kann somit noch weiter verbessert werden. Hier ist vorzugsweise die Konfiguration derart, dass bei in die Rastausnehmungen 86 eingreifenden Rastvorsprüngen 84 eine das Kopplungselement 72 in axialer Richtung auf den Rotorträger 26 zu vorspannende Kraftwirkung erzeugt wird, so dass der Axialanschlag 88 in festem Kontakt mit dem Rotorträger 26 gehalten wird. Die gewünschte Axialschubabstützung kann somit ohne der Gefahr des Auftretens von Stoßgeräuschen realisiert werden. In Fig. 3 ist eine Ausgestaltungsform gezeigt, bei welcher das Axialsicherungselement 82 beispielsweise durch Vernietung am Rotorträger 26 in einem Bereich radial außerhalb der Verzahnungskonfiguration 76 des Kopplungselements 72 festgelegt ist. Die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Rastvorsprünge 84 des im Allgemeinen ringartig aufgebauten Axialsicherungselements 82 erstrecken sich nach radial innen in die Rastausnehmungen 86, die auch hier vorzugsweise im Bereich der Zähne 92 der Verzahnungskonfiguration 76 ausgebildet sind. Wie man in Fig.4 erkennt, weist das Axialsicherungselement 82 auch Radialzentriervorsprünge 94 auf, die sich beispielsweise in Umfangsrichtung mit den Rastvorsprüngen 84 abwechseln können. Diese Radialzentriervorsprünge 94 sind so gebildet, dass sie unter radialer Vorspannung, ermöglicht aufgrund der Elastizität des aus Blechmaterial hergestellten Axialsicherungselements 82, in jeweils einen Zwischenraum 96 zwischen zwei Zähnen 92 der Verzahnungskonfiguration 76 eingreifen und einen radialen Druck auf das Kopplungselement 72 ausüben. Aufgrund der Verteilung mehrerer derartiger Radialzentriervorsprünge 94 in Umfangsrichtung kann eine gleichmäßige Belastung des Kopplungselements 72 erlangt werden, so dass dieses definiert in radialer Richtung bezüglich des Rotorträgers 26 zentriert ist. Insbesondere kann auf diese Art und Weise erreicht werden, dass die beiden miteinander in Eingriff stehenden
Verzahnungskonfigurationen 76, 80 nicht exakt radial aufeinander abgestimmt sein müssen und dennoch das Auftreten von durch Relativradialbewegung induzierten Geräuschen vermieden wird.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausgestaltungsform ist ein Mitnahmeelement 72' mit dem Rotorträger 26 beispielsweise durch Vernietung verbunden. Das Mitnahmeelement 72' trägt nunmehr die Verzahnung 80 der Rotoranordnung 24. Am Gehäusedeckel 40 der Gehäuseanordnung 38 ist nunmehr in einem radial äußeren, sich näherungsweise axial erstreckenden Bereich 98 desselben die Verzahnungskonfiguration 76 der Gehäuseanordnung 38 ausgebildet. Auch hier werden diese beiden Verzahnungskonfigurationen 76, 80 durch axiales Ineinandereinführen in Drehmitnahmeeingriff gebracht. An einem axialen Endbereich desjenigen Abschnittes des Kopplungselements 72', welcher auch die Verzahnungskonfiguration 80 aufweist, sind nunmehr die Rastvorsprünge 84 und auch die Löseabschnitte 90 ausgebildet, während am Außenumfangsbereich des Gehäusedeckels 40 der Gehäuseanordnung 38 nunmehr die Rastausnehmungen 86 beispielsweise auch in Form einer in Umfangsrichtung umlaufenden, sickenartigen Nut ausgebildet sind. Hier kann also eine bauliche Vereinfachung dadurch erlangt werden, dass das Kopplungselement 72' gleichzeitig auch das Axialsicherungselement bildet. In einem radial inneren Bereich bildet das Kopplungselement 72' einen Reibabschnitt 100, an welchem beispielsweise ein Reibbelag vorgesehen sein kann und welcher bei in die Rastausnehmungen 86 eingreifenden Rastvorsprüngen 84 unter Vorspannung an der Außenseite des Gehäusedeckels 40 anliegt.
Die vermittels des Reibabschnitts 100 eingeführte Reibwirkung führt dazu, dass auch im Bereich der miteinander in Drehmitnahmeeingriff stehenden
Verzahnungskonfigurationen 76, 80 möglicherweise geringfügig vorhandenes Drehbewegungsspiel nur zu einer gedämpften Relativdrehbewegung zwischen der Rotoranordnung 24 und der Gehäuseanordnung 38 führen kann. Das Auftreten von Anschlaggeräuschen und die dabei auch vorhandenen Belastungen der gegeneinander in Anlage tretenden Bauteile können somit deutlich gedämpft werden.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausgestaltungsform sind die beiden vorangehend in verschiedenen Ausgestaltungsformen erkennbaren Kopplungselemente 72, 72" an der Gehäuseanordnung 38 einerseits und an dem Rotorträger 26 der
Rotoranordnugn 24 andererseits vorhanden. Man erkennt hier, dass am Rotorträger 26 Ausformungen 102 bereitgestellt sein können, in welchen das Kopplungselement 72" dann zur Erhöhung der Stabilität des Gesamtsystems mit dem Rotorträger 26 beispielsweise durch Vernietung verbunden sein können.
Die vorangehend beschriebene Axialsicherungsanordnung mit Rastwirkung ist bei der in Fig. 6 dargestellten Ausgestaltungsform nicht vorhanden. Vielmehr ist hier zusammen mit dem Kopplungselement 72 ein beispielsweise wieder ringartig ausgebildetes Reibelement 104 an der Gehäuseanordnung 38 festgelegt, das in seinem radial äußeren Bereich beispielsweise einen Reibbelag 106 tragen kann. Dieser ist bei zusammengesetztem Antriebssystem 10 in reibmäßigem Kontakt mit dem Rotorträger 26 und führt somit zu der vorangehend bereits beschriebenen Dämpfungswirkung bei einer möglicherweise aufgrund eines Drehbewegungsspiels im Bereich der Verzahnungskonfigurationen 76, 80 auftretenden Relativdrehbewegung der Gehäuseanordnung 38 bezüglich der Rotoranordnung 24.
In Fig. 11 ist eine abgewandelte Ausgestaltungsform gezeigt, bei welcher weiterhin die Gehäuseanordnung 38 und die Rotoranordnung 24 durch die Verzahnungskonfigurationen 76, 80 grundsätzlich zur gemeinsamen Drehung gekoppelt ist. Ferner ist am Gehäusedeckel 40 der Gehäuseanordnung 38 ein beispielsweise ringscheibenartiges Kopplungsorgan 101 durch Verschweißung oder Vernietung oder dergleichen festgelegt. Dieses liegt mit seinem radial äußeren Bereich an einer entsprechenden Oberfläche des Rotorträgers 26 an. Das Kopplungsorgan 101 ist vormagnetisiert oder aus magnetisierbarem Material aufgebaut. Durch die im zweitgenannten Fall durch das Magnetfeld der Elektromaschine 12 hervorgerufene Magnetisierung des Kopplungsorgans 101 oder durch die von vornherein bestehende Magnetisierung dieses Bauteils wird eine durch Magnetkraftwechselwirkung induzierte Ankopplung desselben an den Rotorträger 26 erlangt. D.h., diese beiden Bauteile werden einerseits durch Magnetkraft, andererseits durch die durch die gegenseititge Anlage erzeugte Reibkraft miteinander gekoppelt, so dass Bewegungsschwingungen oder Relativbewegungen des Rotorträgers 26 bezüglich der Gehäuseanordnung 38 im Ausmaß der im Bereich der Verzahnungskonfigurationen 80, 76 vorhandenen kleinen Zwischenräume weitestgehend unterbunden werden können und das Auftreten von Klappergeräuschen sowie übermäßiger Belastungen verhindert werden kann.
Durch die vorangehend angesprochene Magnetkraftwechselwirkung wird weiterhin auch in axialer Richtung ein fester Zusammenhalt der Rotoranordnung 24 der Elektromaschine 12 und des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 14 erzeugt, so dass auch eine vereinfachte Montage dieses Gesamtsystems vorgenommen werden kann.
Hinsichtlich der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen mit Reibkraftwechselwirkung sei noch ausgeführt, dass eine derartige Reibkraft auch durch Einsatz eines sehr viskosen Mediums erzielbar ist, wobei sichergestellt sein muss, dass dieses Medium über seine Lebensdauer hinweg und über einen großen Temperaturbereich hinweg näherungsweise gleiche Viskositätseigenschaften aufweisen sollte. Hier kann beispielsweise ein in einen das Medium enthaltenden Raum eingreifdendes Verdrängungsorgan für entsprechende Dämpfung bei der Relativbewegung sorgen, wobei dann der das viskose Medium enthaltende Raum einerseits und das Verdrängungsorgan andererseits mit der Rotoranordnung 24 bzw. der Gehäuseanordnung 38 zu koppeln ist.
In Fig. 7 ist eine weitere alternative Ausgestaltungsform eines Antriebssystems dargestellt. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten hinsichtlich Aufbau bzw. Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "a" bezeichnet. Es sei hier darauf hingewiesen, dass sowohl im Bereich der Elektromaschine als auch im Bereich der hydrodynamischen Kopplungseinrichtung hier die vorangehend bereits detailliert beschriebenen konstruktiven Maßnahmen bereitgestellt sein können, so dass mit Bezug auf diese Ausgestaltungsform und mit Bezug auf nachfolgend noch beschriebene weitere Ausgestaltungsformen auf den detaillierten konstruktiven Aufbau dieser beiden Systembereiche nicht weiter eingegangen wird.
Bei der in Fig. 7 erkennbaren Ausgestaltungsform umfasst die Kopplungseinrichtung 70a ein flexibles, beispielsweise aus Blechmaterial durch Stanzen gebildetes, vorzugsweise ringartig ausgebildetes Kopplungselement 108a. Dieses ist in einem radial äußeren Bereich 110a beispielsweise durch Einsatz von am Rotorträger 26a festgelegten Schraubbolzen 112a und auf diese aufgeschraubte Mutternelemente 114a am Rotorträger 26a festgelegt. Im radial inneren Bereich 116a ist das Kopplungselement 108a durch Vernietung am Gehäusedeckel 40a der Gehäuseanordnung 38a festgelegt, wobei die hierfür eingesetzten Nietabschnitte 118a beispielsweise durch Ausformung des Gehäusedeckels 40a gebildet sein können.
Das Kopplungselement 108a kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass es in seinem radial inneren Bereich einen ringartig umlaufenden Körperabschnitt aufweist, von welchem nach radial außen verschiedene Kopplungsarme greifen, die dann am Rotorträger 26a festgelegt sind. Durch den Einsatz eines derartigen plattenartigen, flexiblen Kopplungselements 108a wird eine hohe Drehmomentübertragungsstabilität erlangt, wobei gleichzeitig aufgrund der Flexibilität vor allem auch eine Taumelentkopplung eingeführt wird.
Die Fig. 8 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform des Antriebssystems. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten hinsichtlich Aufbau bzw. Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "b" bezeichnet. Auch hier trifft wieder zu, dass der interne konstruktive Aufbau der Elektromaschine einerseits und der hydrodynamischen Kopplungseinrichtung andererseits so sein können, wie vorangehend beschrieben. Es wird daher auch hier nicht weiter auf deren konstruktive Details eingegangen.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausgestaltungsform umfasst die Anordnung 70b, durch welche die Gehäuseanordnung 38b der hydrodynamischen Kopplungseinrichtung 14b mit der Rotoranordnung 24b der Elektromaschine 12b verbunden ist, eine allgemein mit 120b bezeichnete Torsionsschwingungsdämpferanordnung. Diese umfasst grundsätzlich eine am Rotorträger 24b vorgesehene bzw. hier auch festgelegte Primärseite 122b sowie eine an der Gehäuseanordnung 38b vorgesehene bzw. auch festgelegte Sekundärseite 124b. Die Primärseite 122b ist mit der Sekundärseite 124b zur Drehmomentübertragung durch eine Dämpferelementenanordnung 126b gekoppelt, die im dargestellten Beispiel eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgend positionierten und beispielsweise als Schraubendruckfedern ausgebildeten Dämpferelementen 128b umfasst.
Ein Abstützelement 130b der Primärseite 122b ist als um die Drehachse A im Wesentlichen vollständig umlaufendes, die Dämpferelemente 128b der
Dämpferelementenanordnung 126b im Wesentlichen an drei Seiten, nämlich radial außen, radial innen und axial an der dem Rotorträger 26b zugewandten Seite, umgebendes bzw. einschließendes Bauteil ausgebildet. Zur Umfangsabstützung der Dämpferelemente 128b sind an dem Abstützelement 130b jeweils Abstützvorsprünge 132b, 134b ausgebildet, welche in Form von Eindrückungen des im Allgemeinen aus Blechmaterial gebildeten Abstützelements 130b bereitgestellt sind. Man erkennt, dass zum Erhalt einer sehr platzsparenden Konfiguration das Abstützelement 130b mit dem Rotorträger 26b im Übergangsbereich zwischen dem vorangehend bereits angesprochenen sich im Wesentlichen axial erstreckenden Abschnitt 78b und einen radial innen daran anschließenden Abschnitt 136b positioniert ist und dort beispielsweise auch durch Verschweißung festgelegt ist.
An der der hydrodynamischen Kopplungseinrichtung 14b zugewandten axialen Seite ist das Abstützelement 130b offen. Ein im Wesentlichen die Sekundärseite der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 120b bildendes Gegenabstützelement 138b, welches beispielsweise durch Vernietung an im Bereich des Gehäusedeckels 40b zur Stabilitätserhöhung gebildeten Ausformungen 140b festgelegt ist, greift mit Gegenabstützvorsprüngen 142b in den axial offenen Bereich des Abstützelements 130b ein, so dass in Umfangsrichtung die Dämpferelemente 128b sich auch an den Gegenabstützvorsprüngen 142b abstützen können. Somit können unter Kompression der Dämpferelemente 128b die Gehäuseanordnung 38b und die Rotoranordnung 24b in Umfangsrichtung bezüglich einander verdreht werden, wodurch im Antriebssystem auftretende Drehschwingungen gedämpft werden können. Um hier nur einen begrenzten Drehwinkel zuzulassen und somit die Dämpferelemente 128b vor Überlastung zu schützen, sind an dem Abstützelement 130b einerseits und dem Gegenabstützelement 138b andererseits miteinander in Umfangsanlage bringbare Anschlagabschnitte 144b, 146b vorgesehen, die eine Drehwinkelbegrenzung bereitstellen.
Bei der in Fig. 9 dargestellten Ausgestaltungsform bildet der Rotorträger 26b gleichzeitig auch zumindest einen Teil des Abstützelements 130b. Zu diesem Zwecke können im Übergangsbereich zwischen dem im Wesentlichen axial sich erstreckenden Abschnitt 78b und dem sich näherungsweise radial erstreckenden Abschnitt 136b die Abstützvorsprünge 132b, 134b bereitgestellt sein. Insbesondere die radial auch weiter innen liegenden Abstützvorsprünge 134b können aber zumindest zum Teil auch durch ein separates Bauteil 148b bereitgestellt sein, das durch die Schraubbolzen 28b mit dem Rotorträger 26b fest verbunden ist. Auch können anstelle eines separaten Bauteils hier entsprechende Ausformungen am Rotorträger 26b bereitgestellt sein. Die Drehwinkelbegrenzungsanschläge 146b der Rotoranordnung 24b können bei dieser Ausgestaltungsform, ebenso wie selbstverständlich auch bei der vorangehend mit Bezug auf die Fig. 8 detailliert beschriebenen Ausgestaltungsform, direkt durch entsprechende Abschnitte am Rotorträger 26b bereitgestellt sein, mit welchen die entsprechenden Anschlagabschnitte 144b des Gegenabstützelements 138b zusammenwirken können.
Bei der in Fig. 9 dargestellten Ausgestaltungsform ist es selbstverständlich auch möglich, das vorangehend beschriebene zusätzliche Bauteil 148b integral auszubilden mit dem mit Bezug auf die Fig. 8 beschriebenen Abstützelement 130b und dieses Bauteil dann in entsprechende Aussparungen des Rotorträgers 26b einzusetzen.
Bei der in Fig. 10 dargestellten Ausgestaltungsform umfasst die Primärseite 122b der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 120b ein topfartig ausgebildetes und mit dem Rotorträger 26b der Rotoranordnung 24b durch die Schraubbolzen 28b fest gekoppeltes Mitnahmeelement 150b. Dieses weist in seinem radial äußeren, sich näherungsweise axial erstreckenden und näherungsweise zylindrisch ausgebildeten Abschnitt 152b eine Verzahnungskonfiguration auf. Die Dämpferelementeneinheit 126b umfasst zwei in Richtung der Drehachse A nebeneinander liegende Sätze 154b, 156b von Dämpferelementen 128b. Jedem dieser Sätze 154b, 156b ist ein Zentralscheibenelement 158b, 160b der Sekundärseite 124b zugeordnet, das an einem mit dem Gehäusedeckel 40b beispielsweise durch Verschweißung fest verbundenen Träger 162b durch Vernietung festgelegt ist. Dieser Träger 162b kann unter Zwischenlagerung eines Axial/Radial-Lagerungselements 164b an dem radial inneren Bereich des Rotorträgers 26b zur Zentrierung der hydrodynamischen Kopplungseinrichtung 14b bezüglich der Elektromaschine 12b abgestützt sein. Beidseits der in axialem Abstand zueinander liegenden Zentralscheibenelemente 158b, 160b liegt bei jedem der Sätze 154b, 156b jeweils ein Deckscheibenelement 166b, 168b bzw. 170b, 172b. Diese sind in ihrem radial äußeren Bereich beispielsweise durch Verschweißung, Vernietung o. dgl. fest verbunden und weisen dort eine Verzahnungskonfiguration auf, welche mit der bereits angesprochenen Verzahnungskonfiguration am Mitnahmeelement 150b in Drehmitnahmeeingriff steht. Die Deckscheibenelemente 166b, 168b bzw. 170b, 172b bilden ebenso wie die Zentralscheibenelemente 158b, 160b jeweilige Federfenster, an welchen die Dämpferelemente 128b der beiden Sätze 154b, 156b sich in Umfangsrichtung abstützen können, um somit unter der Möglichkeit der Kompression der Dämpferelemente 128b eine Relativdrehbewegung zwischen den Deckscheibenelementen 166b, 168b, 170b, 172b bezüglich der
Zentralscheibenelemente 158b, 160b zuzulassen. Im radial äußeren Bereich können die Zentralscheibenelemente 158b, 160b mit den Deckscheibenelementen 166b, 168b, 170b, 172b dann gleichzeitig auch zur Drehwinkelbegrenzung zusammenwirken.
Bei diesem Ausgestaltungsbeispiel umfasst die Torsionsschwingungsdämp- feranordnung 120b also zwei zueinander parallel wirkende Sätze 154b, 156b von Dämpferelementen 128b, wodurch diese Anordnung besonders geeignet ist für Antriebssysteme, über welche sehr große Drehmomente zu übertragen sind, also beispielsweise bei Nutzkraftfahrzeugen. Durch die vorliegende Erfindung sind verschiedene Maßnahmen vorgesehen, durch welche in einfacher Art und Weise eine sehr stabile und sicher wirkende Kopplung der Gehäuseanordnung einer hydrodynamischen Kopplungseinrichtung mit einer Rotoranordnung einer Elektromaschine erlangt werden kann, wobei, wie vor allem im Beispiel der Fig. 10 erkennbar, die Kopplung mit der Rotoranordnung im Wesentlichen bedeutet, dass hier eine gemeinsame Drehverbindung vorhanden ist, die ggf. auch indirekt, also über vermittelnde Bauteile, wie z.B. Schraubbolzen o. dgl., erfolgen kann.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Kopplung einer Gehäuseanordnung (38) einer Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischen Kopplungseinrichtung (14), mit einer Rotoranordnung (24) einer Elektromaschine (12), wobei die Rotoranordnung (24) der Elektromaschine (12) an eine um eine Drehachse (A) drehbare Antriebswelle (30) drehfest angekoppelt oder anzukoppeln ist, wobei die Elektromaschine (12) ferner eine mit der Rotoranordnung (24) in elektromagnetische Wechselwirkung bringbare Statoranordnung (16) aufweist und durch die Elektromaschine (12) die Antriebswelle (30) zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle (30) elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Vorrichtung an der Rotoranordnung (24) und an der Gehäuseanordnung (38) miteinander in Drehmitnahmeeingriff stehende oder bringbare Verzahnungskonfigurationen (80, 76) umfasst, ferner umfassend eine Axialsicherungsanordnung (84, 86) zur Halterung der Rotoranordnung (24) bezüglich der Gehäuseanordnung (38) in axialer Richtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialsicherungsanordnung (84, 86) wenigstens ein Rastorgan (84) an einer Baugruppe von Rotoranordnung (24) und Gehäuseanordnung (38) sowie diesem zugeordnet eine Rastaufnahme (86) an der anderen Baugruppe von Rotoranordnung (24) und Gehäuseanordnung (38) umfasst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verzahnungskonfiguration (80) der Rotoranordnung (24) oder/und im Bereich der Verzahnungskonfiguration (76) der Gehäuseanordnung (38) wenigstens eine Rastaufnahme (86) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Rastorgan (84) an einem die Verzahnungskonfiguration der Rotoranordnung (24) bereitstellenden Bauteil (72") festgelegt ist oder/und dass wenigstens ein Rastorgan (84) an einem die
Verzahnungskonfiguration (76) der Gehäuseanordnung (38) bereitstellenden Bauteil (72) festgelegt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Rastorgan (84) mit einem die Verzahnungskonfiguration (80) der Rotoranordnung (24) bereitstellenden Bauteil (72') integral ausgebildet ist oder/und dass wenigstens ein Rastorgan (84) mit einem die Verzahnungskonfiguration (76) der Gehäuseanordnung (38) bereitstellenden Bauteil (72) integral ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an einem eine Verzahnungskonfiguration (76) bereitstellenden Bauteil (72) ein Axialbewegungsanschlag (88) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem Rastorgan (84) ein
Löseabschnitt (90) zum vorzugsweise manuellen Lösen des Rasteingriffs desselben vorgesehen ist.
7. Vorrichtung zur Kopplung einer Gehäuseanordnung (38) einer Kopp- lungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischen Kopplungseinrichtung (14), mit einer Rotoranordnung (24) einer Elektromaschine (12), wobei die Rotoranordnung (24) der Elektromaschine (12) an eine um eine Drehachse (A) drehbare Antriebswelle (30) drehfest angekoppelt oder anzukoppeln ist, wobei die Elektromaschine (12) ferner eine mit der Rotoranordnung (24) in elektromagnetische Wechselwirkung bringbare Statoranordnung (16) aufweist und durch die
Elektromaschine (12) die Antriebswelle (30) zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle (30) elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Vorrichtung an der Rotoranordnung (24) und an der Gehäuseanordnung (38) miteinander in Drehmitnahmeeingriff stehende oder bringbare Verzahnungskonfigurationen (80, 76) umfasst, gekennzeichnet durch eine einer Relatiwerdrehung der Rotoranordnung (24) bezüglich der Gehäuseanordnung (38) entgegenwirkende Reibeinrichtung (100; 104, 106; 101 , 26).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Reibeinrichtung (100; 104, 106; 101 , 26) in wenigstens einer axialen Richtung eine Axialbewegungsbegrenzung der Gehäuseanordnung (38) bezüglich der Rotoranordnung (24) gebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibeinrichtung (101 , 26) an der Rotoranordnung (24) und der Gehäuseanordnung (38) in Magnetkraftwechselwirkung miteinander stehende oder bringbare Reibbereiche (101 , 26) umfasst.
10. Vorrichtung zur Kopplung einer Gehäuseanordnung (38) einer Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischen Kopplungseinrichtung (14), mit einer Rotoranordnung (24) einer Elektromaschine (12), wobei die Rotoranordnung (24) der Elektromaschine (12) an eine um eine Drehachse (A) drehbare Antriebswelle (30) drehfest angekoppelt oder anzukoppeln ist, wobei die Elektromaschine (12) ferner eine mit der Rotoranordnung (24) in elektromagnetische Wechselwirkung bringbare Statoranordnung (16) aufweist und durch die Elektromaschine (12) die Antriebswelle (30) zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle (30) elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die Vorrichtung an der Rotoranordnung (24) und an der Gehäuseanordnung (38) miteinander in Drehmitnahmeeingriff stehende oder bringbare Verzahnungskonfigurationen (80, 76) umfasst, gekennzeichnet durch an der Rotoranordnung (24) und der Gehäuseanordnung (38) vorgesehene miteinander in Magnetkraftwechselwirkung stehende oder bringbare Kopplungsbereiche (101 , 26).
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch wenigstens eines der Merkmale der Ansprüche 1 bis 6.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungskonfiguration (80) der Rotoranordnung (24) an einem Rotorträger (26) ausgebildet ist oder/und dass die Verzahnungskonfiguration (76) der Gehäuseanordnung (38) an einem Gehäusebauteil (40) der Gehäuseanordnung (38) ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungskonfiguration (80) der Rotoranordnung (24) an einem mit einem Rotorträger (26) fest verbundenen Verzahnungsbauteil (72') ausgebildet ist oder/und dass die
Verzahnungskonfiguration (76) der Gehäuseanordnung (38) an einem mit einem Gehäusebauteil (40) fest verbundenen Verzahnungsbauteil (72) ausgebildet ist.
14. Vorrichtung zur Kopplung einer Gehäuseanordnung (38a) einer Kopp- lungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischen Kopplungseinrichtung (14a), mit einer Rotoranordnung (24a) einer Elektromaschine (12a), wobei die Rotoranordnung (24a) der Elektromaschine (12a) an eine Antriebswelle drehfest angekoppelt oder anzukoppeln ist, wobei die Elektromaschine (12a) ferner eine mit der Rotoranordnung (24a) in elektromagnetische Wechselwirkung bringbare Statoranordnung (16a) aufweist und durch die Elektromaschine (12a) die Antriebswelle zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein flexibles, plattenartiges
Kopplungselement (108a) umfasst, das in einem ersten Kopplungsbereich (110a) an die Rotoranordnung (24a) anzubinden ist und in einem zweiten Kopplungsbereich (116a) an die Gehäuseanordnung (38a) anzubinden ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem der Kopplungsbereiche (110a) das Kopplungselement (108a) durch Verschraubung anzubinden ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Kopplungsbereich (116a) das
Kopplungselement (108a) durch Vernietung anzubinden ist.
17. Vorrichtung zur Kopplung einer Gehäuseanordnung (38b) einer Kopplungseinrichtung, insbesondere hydrodynamischen Kopplungseinrichtung (14b), mit einer Rotoranordnung (24b) einer Elektromaschine (12b), wobei die Rotoranordnung (24b) der Elektromaschine (12b) an eine Antriebswelle drehfest angekoppelt oder anzukoppeln ist, wobei die Elektromaschine (12b) ferner eine mit der Rotoranord- nung (24b) in elektromagnetische Wechselwirkung bringbare Statoranordnung (16b) aufweist und durch die Elektromaschine (12b) die Antriebswelle zur Drehung antreibbar ist oder/und bei Drehung der Antriebswelle elektrische Energie gewinnbar ist, gekennzeichnet durch eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung (120b) mit einer mit der Rotoranordnung (24b) zur gemeinsamen Drehung verbundenen Primärseite (122b) und einer mit der Gehäuseanordnung (38b) zur gemeinsamen Drehung verbundenen Sekundärseite (124b), welche über eine Dämpferelementenanordnung (126b) zur Drehmomentübertragung mit der Primärseite (122b) gekoppelt ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärseite (122b) ein die Dämpferelemente (128b) der Dämpferelementenanordnung (126b) bereichsweise umgebendes Dämpferelementenabstützelement (130b) aufweist, in welches ein Dämpferelementen-Gegenabstützelement (138b) der Sekundärseite (124b) zur Wechselwirkung mit den Dämpferelementen (128b) der Dämpferelementenanordnung (126b) eingreift.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotorträger (26b) der Rotoranordnung (24b) das Dämpferelementenabstützelement (130b) wenigstens zum Teil bildet.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferelementenabstützelement (130b) und das Dämpferelementen-Gegenabstützelement (138b) zur Drehwinkelbegrenzung zusammenwirkende Anschlagbereiche (144b, 146b) aufweisen.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dämpferelementen-Gegenabstützelement (138b) der Sekundärseite (124b) im Bereich von Ausformungen (140b) der Gehäuseanordnung (38b) an dieser festgelegt ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärseite (122b) ein mit der Rotoranordnung (24b) zur gemeinsamen Drehung verbundenes Mitnahmeelement (150b) umfasst, mit welchem wenigstens ein Dämpferelementenabstützbereich (166b, 168b, 170b, 172b) der Primärseite (122b) zur gemeinsamen Drehung verbunden ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Mitnahmeelement (150b) wenigstens zwei Dämpferelementenabstützbereiche (166b, 168b, 170b, 172b) zweier parallel wirkender Dämpferelementensätze (154b, 156b) der Dämpferelementenanordnung (126b) verbunden sind.
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