EP3681747A1 - Kupplungseinrichtung, hybridmodul und antriebsstrang - Google Patents

Kupplungseinrichtung, hybridmodul und antriebsstrang

Info

Publication number
EP3681747A1
EP3681747A1 EP18769029.2A EP18769029A EP3681747A1 EP 3681747 A1 EP3681747 A1 EP 3681747A1 EP 18769029 A EP18769029 A EP 18769029A EP 3681747 A1 EP3681747 A1 EP 3681747A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
clutch
coupling
transmission
shaft
coupling device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18769029.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dirk Reimnitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP3681747A1 publication Critical patent/EP3681747A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/40—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the assembly or relative disposition of components
    • B60K6/405—Housings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/06—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch
    • F16D25/062—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces
    • F16D25/063—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially
    • F16D25/0635—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/08—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member
    • F16D25/082—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member the line of action of the fluid-actuated members co-inciding with the axis of rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/10—Clutch systems with a plurality of fluid-actuated clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4833—Step up or reduction gearing driving generator, e.g. to operate generator in most efficient speed range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a coupling device and a hybrid module for a
  • Motor vehicle such as a car, a truck or another commercial vehicle
  • a hybrid module usually comprises a connection device for the mechanical coupling of an internal combustion engine, a separating clutch, with the
  • Torque from the internal combustion engine is transferable to the hybrid module and with which the hybrid module is separable from the internal combustion engine, an electric machine for generating a driving torque with a rotor, and a main torque transmission element, such.
  • Coupling device often a dual clutch device, with the torque from the electric machine and / or from the separating clutch to a
  • a dual clutch device comprises a first part clutch and a second part clutch. Each arranged clutch is associated with an actuating system.
  • the electric machine enables electric driving, power increase for engine operation and recuperation.
  • Actuation system ensure the coupling or uncoupling of the
  • a hybrid module is integrated into a drive train such that the hybrid module is located in the torque transmission direction between the internal combustion engine and the transmission, the internal combustion engine, the hybrid module, the dual clutch with its actuation systems and the transmission must be arranged behind or next to one another in the vehicle.
  • Powertrain are integrated, can achieve different vehicle characteristics.
  • hybrid vehicles with dual clutch are particularly the P2 arrangements (the electric machine feeds its torque between a Disconnect clutch and the dual clutch in the drive train), and P2.5 arrangements (the electric machine feeds its torque behind the
  • Double clutch in the transmission a) usual. If the torque of the electric machine is introduced before the double clutch, it can be used equally in all gears. In P2.5 applications, the arrangement of the electrical machines and the torque input from the electrical machine to the transmission is usually technically easier to implement.
  • the electric machines of P2 hybrid systems are usually arranged either concentrically or axially parallel to the transmission input shaft.
  • axially short-sized electric motors are used with large diameter.
  • This engine design is somewhat more expensive, but can be adapted to the usual installation space.
  • the axis-parallel arrangement allows a more cost-effective design of the electrical machine and can be
  • (Main) torque transmitting element which is e.g. a clutch, a
  • Double clutch or even a torque converter can be initiate in the remaining powertrain.
  • These solutions require in wet clutches a certain design effort and assembly costs, which, however, usually lower than in dry clutches.
  • the present invention has the object to provide a hybrid module available, which combines cost-effective production with a durable construction and a small installation space.
  • This object is achieved by a coupling device for a motor vehicle for coupling an internal combustion engine and a transmission according to claim 1, and by a hybrid module for a motor vehicle for coupling a Internal combustion engine and a transmission according to claim 7 and a
  • radial, axial and circumferential direction in the context of the present invention always refer to the axis of rotation of the coupling device or of the hybrid module.
  • the invention relates to a coupling device for a motor vehicle for coupling an internal combustion engine and a transmission, which comprises a separating clutch, with the torque from the internal combustion engine to the
  • Coupling device is transferable and with which the coupling device is separable from the internal combustion engine, and a coupling element for
  • the coupling device has a main torque transmission element, in particular a
  • Dual clutch device on, with the torque from the coupling element of the electric machine and / or from the separating clutch to a drive train is transferable.
  • the output side of the main torque transmission element is coupled to a shaft, in particular a hollow shaft, wherein the shaft forms the coupling element for mechanical coupling of an electrical machine.
  • the output side of the main torque transmission element is the element or the region of the Main torque transmission element from which in the
  • Main torque transmission element registered torque in turn to a driven side arranged element or module, such as the
  • provided wave is transferable.
  • the coupling element shaft can be configured to directly from the electric machine or the
  • Main torque transmission element provided torque supplied to the transmission. Torque can be transmitted in both directions via the coupling element and the shaft. Torque can be transmitted from the electric machine to the main torque transmitting element and from
  • Gears of the transmission forming gears preferably takes place once out of the transmission housing, namely by means of the invention arranged shaft, and then back into the transmission housing, namely by means of connected transmission input shafts.
  • the output side of the separating clutch is non-rotatable with the
  • the main torque transmission element is a
  • Double clutch device formed. This dual-clutch device is connected to the clutch, so that provided by an internal combustion engine torque from the clutch via the input side of the clutch from the latter via its output side to the
  • Double clutch device can be transmitted.
  • the main torque transmission element is a
  • Double clutch device with a first part clutch and a second
  • the coupling device according to the invention can be configured such that the coupling device has a housing, and between the housing and the shaft has a seal, in particular a second seal, with which the interior of the housing relative to an aggregate to be connected to the output side of the coupling device, such as eg opposite one
  • Transmission is sealable, wherein the coupling element is located outside the sealed with the seal interior of the housing. Accordingly, an electrical machine connected to the coupling element as well as any intermediate transmission gear is arranged in the lubricated gear chamber, and this gear chamber is sealed off from the space in the housing in which the clutches are arranged, so that the clutches
  • Dry clutches are executable.
  • Drive train are preferably two seals arranged to the
  • Main torque transmission element is a dual clutch device with a first part clutch and a second part clutch, wherein the
  • Coupling device further comprises a carrier assembly which forms the counter plates for the separating clutch as well as for the partial clutches, wherein the
  • Carrier assembly rotatably connected to the shaft.
  • the coupling device per clutch can have a rotary feedthrough for supplying fluid to a respective actuating unit through the shaft in the rotating state.
  • Another aspect of the present invention is a hybrid module for a
  • Transmission comprising a coupling device according to the invention and an electric machine whose rotor is mechanically coupled to the coupling element of the coupling device, so that the torque applied by the rotor of the electric machine to the coupling element is transferable.
  • the hybrid module between a rotor of the electric machine and the coupling element a transmission gear, in particular a gear transmission such as a spur gear or a traction mechanism such as a chain or belt drive, for the translation of the electric
  • Machine provides torque provided to the shaft.
  • the coupling element is arranged on the second axial end region of the shaft designed as a hollow shaft, so that the transmission gear is arranged at this axial position.
  • the electric machine is located outside the housing of the hybrid module.
  • Transmission gear acts through an opening of the housing on the
  • Coupling element The components of the electric motor transmitting the torque to the coupling element are thus essentially located between the coupling device according to the invention or the remaining hybrid module and a transmission to be connected of a drive train of a motor vehicle within the transmission housing, wherein the electrical machine is arranged next to the transmission or the hybrid module.
  • the invention is not limited to this embodiment, but the electric machine can also within the transmission housing or within the hybrid module housing
  • a rotor of the electric machine is rotatably connected to the carrier assembly, which simultaneously forms a rotor carrier.
  • the axis of rotation of the electric machine is coaxial with the common axis of rotation of the invention
  • Another aspect of the invention is a drive train for a motor vehicle with an internal combustion engine and a hybrid module according to the invention and with a transmission, wherein the hybrid module with the internal combustion engine and the transmission is mechanically connected or connected via clutches of the hybrid module.
  • the drive train according to the invention is designed such that it has at least one transmission input shaft with which the hybrid module
  • the shaft designed as a hollow shaft is sealed by means of a first seal against the transmission input shaft, and is sealed by a second seal relative to the housing.
  • two transmission input shafts are present, wherein the transmission input shafts are arranged coaxially and the sealing of the hollow shaft and optionally also a rotational bearing on the radially outer transmission input shaft.
  • the fluidically coupled to the hollow shaft rotary feedthrough is functionally in a gear passage space or in a volume which is also exposed to a lubricant, possibly from the transmission.
  • a first rotary bearing serves to rotationally support the hollow shaft.
  • the clutches are based at least partially on this from the first rotary warehouse.
  • the first rotary bearing and possibly also the second rotary bearing can be arranged in the space sealed by the seals, which is open towards the transmission, so that the respective rotary bearing can be wetted by the transmission oil.
  • sealed grease-lubricated bearings must be supported, which have a lower efficiency than oil-lubricated bearings.
  • Clutch device or the hybrid module according to the invention to build axially very short and thus to use the hybrid module and radially offset electrical machine arranged in confined space conditions in a motor vehicle, without having to move axially adjacent aggregates, namely the internal combustion engine and the transmission.
  • the drive train has at least one transmission input shaft with which the hybrid module is mechanically coupled to the transmission or coupled, wherein the shaft as a hollow shaft by means of a first seal against the
  • Transmission input shaft is sealed, and is sealed by a second seal against the housing.
  • the shaft may be coupled to the transmission so that torque can be supplied to the transmission by the shaft.
  • Coupling element configured shaft can be provided to forward directly provided by the electric machine or the main torque transmission element torque provided to the transmission.
  • FIG. 1 shows a partial region of a sectional view of a hybrid module according to the invention of a first embodiment
  • FIG. 2 shows a partial region of a sectional view of a hybrid module according to the invention of a second embodiment
  • FIG 3 shows a partial region of a sectional view of a hybrid module according to the invention of a third embodiment
  • FIG. 4 shows a partial region of a sectional view of a hybrid module according to the invention of a fourth embodiment.
  • Coupling device all have a common basic structure.
  • Torque is transmitted to the input side 14 of the separating clutch 10.
  • the disconnect clutch 10 is rotatably coupled to its output side 10 with a support assembly 70, so transmitted from the clutch 10 torque in the
  • Carrier assembly 70 can be introduced. From the carrier assembly 70, the torque introduced via the mechanically non-rotatably connected part couplings 20,30 serving as the main torque transmission element 16
  • Dual clutch device transmitted to transmission input shafts 120, 121.
  • This wave 40 comprises a coupling element 43 to which an electric machine 90 is connected for the formation of the hybrid module.
  • this connection is realized by means of a transmission gear 100 between the electric machine 90 and the coupling element 43.
  • a torque applied by the electric machine 90 can be conducted via the coupling element 43 of the shaft 40 of the carrier assembly 70 and from this via the corresponding partial clutches 20, 30
  • FIG. 1 shows a coupling device according to the invention and adapted to the use of an electrical machine 90 and a transmission.
  • the clutch device comprises a dual clutch device with a first partial clutch 20 and a second partial clutch 30.
  • the dual clutch device comprises as a rotatable unit a hollow shaft 40 which is rotatably mounted on a portion of the housing 2.
  • the hollow shaft 40 is also connected to the output side of the separating clutch 10 by a support assembly 70 is fixedly connected to the hollow shaft 40 via a welded joint 77 and the support assembly 70, the back plate 74 for the
  • Disconnect 10 executes.
  • the portion of the housing 2, which carries the hollow shaft 40, is designed as a tubular body 64 and comprises a channel 3 for the first sub-clutch 20, a channel 4 for the separating clutch 10 and a channel 5 for the second sub-clutch 30th
  • Disconnect 10 the flow channel 46 for the second sub-coupling 30 and the flow channel 47 for the first sub-clutch 20 and form a corresponding rotary feedthrough 60 for the clutch 10, a rotary feedthrough 61 for the first sub-clutch 20 and a rotary feedthrough 62 for the second sub-clutch 30 from.
  • rotary unions 60, 61, 62 can each be a fluid to a
  • Partial coupling 51 and the actuating unit of the second sub-clutch 52 are directed, which are positioned on the radial outer side 44 of the hollow shaft 40.
  • actuating units 50, 51, 52 are piston-cylinder arrangements, wherein the radial inner sides 56 and the end faces 57 of a cylinder 53 are formed at least in sections from the radial outer side 44 of the hollow shaft 40.
  • the cylinders 53 also form compensation cylinders 55.
  • the axial force which the pistons 54 exert on the clutches is not dependent on the clutch speed.
  • Couplings is arranged, and therefore the axial coupling space not
  • Double clutch device are each designed as single disc clutches and are mounted compactly directly to a common carrier assembly 70, which also equal to the counter plates 74, 75, 76 forms for all three clutches.
  • the separating clutch 10 is located next to a preferably as
  • Two-mass flywheel designed torsional vibration damper 200 and includes a connected to the torsional vibration damper clutch disc 1 1, which can be pressed by a pressure plate 12 of the separating clutch against the backing plate 70 formed by the backing plate 74.
  • the counter-plate 74 of the separating clutch 10 is formed by a substantially U-shaped profile 71 of the support assembly 70, the first leg 72nd the function of the counter-plate 74 of the separating clutch 10 and the counter-plate 76 of the second part clutch takes over.
  • the clutch plates of the partial clutches 21, 31 of the dual clutch device are located within the carrier assembly 70 and may be pressed against the counter plates 75, 76 formed by the carrier assembly 70, respectively, by their associated pressure plates 22, 32.
  • the pressure plate of the first part of the clutch 22 is pulled by a tie rod 23 and pressed the pressure plate of the second part of clutch 32 from a pressure pot 33.
  • the actuating forces are applied to all three clutches of mittwindend arranged on the hollow shaft piston 54.
  • the pistons 54 are through rotary unions 60, 61 62 at the radial
  • the carrier assembly 70 of the clutches as well as at least portions of the cylinders 53, e.g. the cylinder housing or the cylinder wall of the piston-cylinder units of the clutch actuation systems are supported on the hollow shaft 40.
  • This in turn is mounted on a tubular body 64 of the rotary unions, which is connected to the transmission housing 2 or is formed by the transmission housing 2.
  • a second seal 131 for example in the form of a
  • Shaft seal is sealed and sealed on the side facing the engine opposite the first transmission input shaft 120 with a first seal 130, the hollow shaft 40 forms a boundary between the with
  • the second transmission input shaft 121st Radially within the first transmission input shaft 120, which is designed as a hollow shaft, is the second transmission input shaft 121st The first
  • Transmission input shaft 120 is rotatably connected to the first part of clutch 20, and the second transmission input shaft is rotatably connected to the second sub-clutch 30.
  • the bearings of the first transmission input shaft 120 are within the area wetted by the transmission oil. This facilitates bearing design and reduces bearing friction or bearing losses.
  • the shaft 40 and the transmission input shaft 120 are supported on different bearings.
  • the seals 63 of the rotary unions 60, 61, 62, with the aid of which the actuating fluid of the clutches is transmitted from the stationary part of the rotary unions to the rotating part, are located within the functionally belonging to the transmission area. If a slight mixing of the actuating fluid (e.g., hydraulic oil) and the transmission oil is allowed, or the transmission oil is equal to
  • Actuating fluid is used for the clutches, a small leakage of the rotary unions 60, 61, 62 is acceptable. This allows the use of few and also low-friction seals 63 in the rotary feedthrough, which leads to a reduction in the friction losses of the hybrid module and increase the efficiency of the vehicle equipped with the hybrid module. Also friction reducing act on the radially outer side 44 of the hollow shaft 40 arranged co-rotating piston 54, because by the co-rotating
  • Actuating piston are no actuation bearing between the actuating piston and the associated couplings needed.
  • each actuator cylinder 53 is a compensation cylinder 55th
  • Compensation cylinder 55 in the same way, so that the rotational speed effect of the two cylinders cancel each other.
  • Fluid supply lines which ensure that the compensation cylinders 55 are always filled with fluid, are not shown in FIGS. 1 and 2.
  • the fluid supply to the compensation cylinders 55 should be at a constant low pressure. All three compensation cylinders 55 can be supplied with fluid by a common fluid supply, for example a rotary feedthrough. However, the fluid supply of the compensation cylinder 55 should be separated from the fluid supply of the actuating cylinder 53.
  • the present invention is not based on the arrangement of
  • Compensating cylinder 55 limited, but it can, insofar as no
  • the illustrated transmission gear 100 may be a gear transmission with the illustrated gear 101, which acts on the coupling element 43 through the opening 102 of the housing 2.
  • a traction mechanism can be used, or.
  • the rotor of the electric machine 90 can be connected in a rotationally fixed manner to a pinion which meshes directly with the coupling element 43.
  • the electric machine 90 may be arranged at an angle to the axis of rotation 1 of the hybrid module, wherein a suitable transmission, such as a bevel gear, this
  • FIG. 2 illustrates that the Tripplekupplungsiere invention with rotary feedthrough can also be used for various arrangements of the electric machine 90.
  • FIG. 2 shows a hybrid module with an electric machine 90 arranged concentrically around the couplings
  • Rotary bearings 80, 81 since the rotary bearings 80, 81, the first rotary bearing 80 is disposed at a first axial end portion 41 of the hollow shaft 40 and the second rotary bearing 81 is disposed on the opposite, second axial end portion 42 of the hollow shaft, through the rotor of the electric Machine 90, the mechanically to the rotor arm 1 10 forming carrier assembly 70th
  • FIGS. 1 and 2 all show
  • Multi-plate clutches and / or clutches may be constructed with force amplifying elements (e.g., levers). Also, the clutches can be realized both as actively open and as actively closed clutches. The different
  • Coupling concepts can be combined in any combination to a double or triple clutch. Furthermore, the function of the separating clutch 10 or the
  • the carrier assembly 70 has an intermediate shaft 78 which is rotationally fixed to the carrier assembly 70
  • Output side 15 of the separating clutch 10 is connected.
  • the intermediate shaft 78 merges into an area that the counter-plate 75 of the first part of the clutch 20 and the counter-plate 76 of the second part of the clutch 30 as
  • FIG. 3 shows a coupling device according to the invention for a P2 hybrid module. This coupling device further comprises as part of the housing 2 a
  • Actuator 51 of the first sub-clutch 20 and the actuator unit 52 of the second sub-clutch 30 are housed.
  • Dual clutch device is based on the intermediate shaft 78 of the
  • Carrier assembly 70 from.
  • the clutch disc 1 1 of the separating clutch 10 By the carrier assembly 70 shown in Figure 3, the clutch disc 1 1 of the separating clutch 10, the intermediate shaft 78, and the counter plates 75, 76 of the first sub-clutch 20 and the second sub-clutch 30 and the shaft 40 rotatably connected to each other. Also rotatably, but with the Gearbox 100 coupled, the electric machine 90 is mechanically connected to these components.
  • the transmission gear 100 is realized by a gear 101, which with a pinion 93 on the rotor 91 of the electric machine 90 and the
  • Coupling element 43 of the shaft 40 meshes.
  • the electric machine 90 can be operated in a different speed range than a connected internal combustion engine. It makes sense to connect the electric machine 90 so that it turns slightly faster than the one
  • the electric machine 90 can be made geometrically smaller for the required power.
  • Gear 101 executed transmission gear 100 limited, but it can be arranged almost any other type of torque transmitting elements between the shaft 40 and the electric machine 90.
  • gear 101 executed a plurality of toothed wheels, belting means, traction mechanism gears or shafts for transmitting torque.
  • the gear 101 executed transmission gear 100 limited, but it can be arranged almost any other type of torque transmitting elements between the shaft 40 and the electric machine 90.
  • the gear 101 executed transmission gear 100 limited, but it can be arranged almost any other type of torque transmitting elements between the shaft 40 and the electric machine 90.
  • the gear 101 executed transmission gear 100 limited, but it can be arranged almost any other type of torque transmitting elements between the shaft 40 and the electric machine 90.
  • the electric machine 90 also does not necessarily have to be arranged parallel to the common axis of rotation 1.
  • the transmission 100 can be used to an angled or skewed arrangement of
  • Rotary axis of the electric machine 90 with respect to the shaft 40 compensate and still ensure torque transmission.
  • the support assembly 70 is supported on the housing 2 or on the support wall 7 of the housing 2 via two first rotary bearings 80 on the input side of the main torque transmission element 17.
  • the shaft 40 connected in a rotationally fixed manner to the carrier assembly 70 is supported via a second one
  • Rotation bearing 81 also on the housing.
  • the interior of the housing 2 facing a second seal 131.
  • Figure 4 shows an embodiment of the coupling device according to the invention with an alternative storage variant of the first transmission input shaft 120. Instead of supporting all three shafts 40, 120, 121 to each other by at least one radially or radially and axially acting bearing is disposed between the shafts 40, 120, 121 Finally, until the outer shaft 40 is supported by the second rotary bearing 81 on the housing 2, as shown in FIG. 3, the shaft 40 and the first transmission input shaft 120 are respectively supported directly on the housing 2. This is made possible by a fortified on the housing 2 extension 8 to the
  • Gear side end of the shaft 40 engages around and / or the output side is axially behind the shaft 40 and thereby forms a bearing point 9 for a third rotary bearing and the first transmission input shaft 120.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Arrangement Of Transmissions (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung, ein Hybridmodul sowie einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug. Die Kupplungseinrichtung umfasst eine Trennkupplung (10), mit der Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine auf die Kupplungseinrichtung übertragbar ist und mit der die Kupplungseinrichtung von der Verbrennungskraftmaschine trennbar ist; ein Kopplungselement (43) zur mechanischen Ankopplung einer elektrischen Maschine (90) zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments, und ein Hauptdrehmomentübertragungselement, insbesondere eine Doppelkupplungseinrichtung, mit dem Drehmoment von dem Kopplungselement der elektrischen Maschine und/ oder von der Trennkupplung (10) auf einen Antriebsstrang übertragbar ist, wobei die Ausgangsseite des Hauptdrehmomentübertragungselements mit einer Welle (40), insbesondere einer Hohlwelle gekoppelt ist, und die Welle (40) das Kopplungselement (43) zur mechanischen Ankopplung einer elektrischen Maschine (90) ausbildet. Mit der hier vorgeschlagenen Kupplungseinrichtung wird eine Einrichtung zur Verfügung gestellt, die die Vorteile einer im Wesentlichen extern angeordneten elektrischen Maschine mit geringen Reibungsverlusten sowie geringem axialen Bauraum kombiniert.

Description

Kupplungseinrichtung, Hybridmodul und Antriebsstrang
Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung sowie ein Hybridmodul für ein
Kraftfahrzeug, wie einen Pkw, einen Lkw oder ein anderes Nutzfahrzeug, zum
Ankoppeln an eine Verbrennungskraftmaschine und an ein Getriebe, sowie einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Hybridmodul.
Ein Hybridmodul umfasst üblicherweise eine Anschlusseinrichtung zur mechanischen Ankopplung einer Verbrennungskraftmaschine, eine Trennkupplung, mit der
Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine auf das Hybridmodul übertragbar ist und mit der das Hybridmodul von der Verbrennungskraftmaschine trennbar ist, eine elektrische Maschine zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments mit einem Rotor, sowie ein Hauptdrehmomentübertragungselement, wie z.B. eine weitere
Kupplungsvorrichtung, oftmals eine Doppelkupplungsvorrichtung, mit der Drehmoment von der elektrischen Maschine und/ oder von der Trennkupplung auf einen
Antriebsstrang übertragbar ist. Eine Doppelkupplungsvorrichtung umfasst eine erste Teilkupplung und eine zweite Teilkupplung. Jeder angeordneten Kupplung ist jeweils ein Betätigungssystem zugeordnet.
Die elektrische Maschine ermöglicht das elektrische Fahren, Leistungszuwachs zum Verbrennungsmotorbetrieb und Rekuperieren. Die Trennkupplung und deren
Betätigungssystem sorgen für das Ankuppeln oder Abkuppeln des
Verbrennungsmotors.
Wenn ein Hybridmodul derart in einen Antriebsstrang integriert wird, dass sich das Hybridmodul in Drehmomentübertragungsrichtung zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe befindet, müssen im Fahrzeug der Verbrennungsmotor, das Hybridmodul, die Doppelkupplung mit ihren Betätigungssystemen und das Getriebe hinter- oder nebeneinander angeordnet werden.
Je nachdem, wie der Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine in den
Antriebsstrang integriert sind, lassen sich unterschiedliche Fahrzeugeigenschaften erzielen. Für Hybridfahrzeuge mit Doppelkupplung sind besonders die P2- Anordnungen (die elektrische Maschine speist ihr Drehmoment zwischen einer Trennkupplung und der Doppelkupplung in den Antriebsstrang ein), und P2,5- Anordnungen (die elektrische Maschine speist ihr Drehmoment hinter der
Doppelkupplung in das Getriebe ein) üblich. Wird das Drehmoment der elektrischen Maschine vor der Doppelkupplung eingeleitet, kann es in allen Gängen gleichermaßen genutzt werden. Bei P2,5-Anwedungen ist die Anordnung der elektrische Maschinen und die Drehmomenteinleitung von der elektrischen Maschine am Getriebe meist technisch leichter umsetzbar.
Die elektrischen Maschinen von P2-Hybridsystemen werden für gewöhnlich entweder konzentrisch oder achsparallel zur Getriebeeingangswelle angeordnet. Für die konzentrische Anordnung werden axial kurzbauende Elektromotoren mit großem Durchmesser verwendet. Diese Motorbauweise ist etwas aufwendiger, kann aber an die üblichen Bauräume angepasst werden. Die achsparallele Anordnung ermöglicht eine kostengünstigere Bauweise der elektrischen Maschine und lässt sich
überwiegend relativ einfach und mit geringem Aufwand in die vorhandenen Fährzeuge integrieren. Schwierig ist bei der achsparallelen Anordnung der elektrischen Maschine aber die Drehmomentübertragung zwischen den konzentrischen Kupplungen und dem achsparallelen Elektromotor.
Zu diesem Zweck sind bereits Zahnradgetriebe vorgeschlagen worden, die das Drehmoment der elektrischen Maschine zwischen der Trennkupplung und dem
(Haupt)-Drehmomentübertragungselement, welches z.B. eine Kupplung, eine
Doppelkupplung oder auch ein Drehmomentwandler sein kann, in den restlichen Antriebsstrang einleiten. Diese Lösungen erfordern bei nassen Kupplungen einen gewissen konstruktiven Aufwand sowie Montageaufwand, der allerdings üblicherweise noch geringer ausfällt als bei trockenen Kupplungen.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hybridmodul zur Verfügung zu stellen, welches eine kostengünstige Fertigung mit einer langlebigen Konstruktion und einem geringen Bauraum vereint. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kupplungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine und eines Getriebes nach Anspruch 1 , sowie durch ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine und eines Getriebes nach Anspruch 7 und einen
Antriebsstrang nach Anspruch 9.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung sind in den Unteransprüchen 2-6 angegeben. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hybridmoduls ist im Unteranspruch 8 angegeben. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges ist im
Unteranspruch 10 angegeben.
Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
Die Begriffe radial, axial und Umfangsrichtung beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Rotationsachse der Kupplungseinrichtung bzw. des Hybridmoduls.
Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine sowie eines Getriebes, welche eine Trennkupplung umfasst, mit der Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine auf die
Kupplungseinrichtung übertragbar ist und mit der die Kupplungseinrichtung von der Verbrennungskraftmaschine trennbar ist, sowie ein Kopplungselement zur
mechanischen Ankopplung einer elektrischen Maschine zur Erzeugung eines
Antriebsdrehmoments umfasst. Des Weiteren weist die Kupplungseinrichtung ein Hauptdrehmomentübertragungselement, insbesondere eine
Doppelkupplungseinrichtung, auf, mit dem Drehmoment von dem Kopplungselement der elektrischen Maschine und/ oder von der Trennkupplung auf einen Antriebsstrang übertragbar ist. Die Ausgangsseite des Hauptdrehmomentübertragungselements ist mit einer Welle, insbesondere einer Hohlwelle, gekoppelt, wobei die Welle das Kopplungselement zur mechanischen Ankopplung einer elektrischen Maschine ausbildet.
Die Ausgangsseite des Hauptdrehmomentübertragungselements, insbesondere der Doppelkupplungseinrichtung, ist das Element bzw. der Bereich des Hauptdrehmomentübertragungselements, von dem in das
Hauptdrehmomentübertragungselement eingetragenes Drehmoment wiederum an ein abtriebsseitig angeordnetes Element oder Modul, wie zum Beispiel die
erfindungsgemäß vorgesehene Welle, übertragbar ist.
Das bedeutet, dass neben den üblichen Getriebeeingangswellen auch die
erfindungsgemäße, mit dem Kopplungselement versehene Welle dazu ausgestaltet sein kann, direkt von der elektrischen Maschine bzw. dem
Hauptdrehmomentübertragungselement bereit gestelltes Drehmoment dem Getriebe zuzuleiten. Über das Kopplungselement und die Welle kann in beide Richtungen Drehmoment übertragen werden. Drehmoment kann von der elektrischen Maschine auf das Hauptdrehmomentübertragungselement übertragen werden und vom
Hauptdrehmomentübertragungselement auf die elektrischen Maschine.
Der Drehmomentenfluss von der elektrischen Maschine zu den die
Gangübersetzungen des Getriebes bildenden Zahnrädern erfolgt vorzugsweise erst einmal aus dem Getriebegehäuse heraus, nämlich mittels der erfindungsgemäß angeordneten Welle, und dann wieder in das Getriebegehäuse hinein, nämlich mittels angeschlossener Getriebeeingangswellen.
Vorzugsweise ist die Ausgangsseite der Trennkupplung drehfest mit der
Eingangsseite des Hauptdrehmomentübertragungselements verbunden.
Insbesondere ist das Hauptdrehmomentübertragungselement als eine
Doppelkupplungsvorrichtung ausgebildet. Diese Doppelkupplungsvorrichtung ist an die Trennkupplung angeschlossen, so dass von der Trennkupplung das von einer Verbrennungskraftmaschine bereitgestellte Drehmoment über die Eingangsseite der Trennkupplung von dieser über ihre Ausgangsseite an die
Doppelkupplungsvorrichtung übertragen werden kann.
Vorzugsweise ist das Hauptdrehmomentübertragungselement eine
Doppelkupplungseinrichtung mit einer ersten Teilkupplung und einer zweiten
Teilkupplung. Alternativ kann als Hauptdrehmomentübertragungselement aber auch eine Einfachkupplung, ein Drehmomentwandler und/oder ein CVT-Getriebe eingesetzt werden. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung derart ausgestaltet sein, dass die Kupplungseinrichtung ein Gehäuse aufweist, sowie zwischen dem Gehäuse und der Welle eine Dichtung, insbesondere eine zweite Dichtung, aufweist, mit der der Innenraum des Gehäuses gegenüber einem an die Abtriebsseite der Kupplungseinrichtung anzuschließendem Aggregat, wie z.B. gegenüber einem
Getriebe, abdichtbar ist, wobei sich das Kopplungselement außerhalb des mit der Dichtung abgedichteten Innenraums des Gehäuses befindet. Entsprechend ist eine an das Kopplungselement angeschlossene elektrische Maschine sowie ein etwaiges zwischengeschaltetes Übersetzungsgetriebe im geschmierten Getrieberaum angeordnet, und dieser Getrieberaum ist gegenüber dem Raum im Gehäuse, in dem die Kupplungen angeordnet sind, abgedichtet, so dass die Kupplungen als
Trockenkupplungen ausführbar sind.
Bei der Integration der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtungen in einen
Antriebsstrang sind vorzugsweise zwei Dichtungen angeordnet, um das
Koppelungselement von Innenraum des Gehäuses abzudichten. Es befindet sich dabei eine Dichtung zwischen dem Gehäuse und der Welle, und eine weitere
Dichtung zwischen der Welle und dem Gehäuse oder einer Getriebeeingangswelle. Bei der Anordnung von zwei Getriebeeingangswellen ist eine weitere Dichtung zwischen den beiden Getriebeeingangswellen notwendig. Verglichen mit einem Antriebsstrang mit der gleichen Anzahl von Getriebeeingangswellen, aber ohne die Anordnung einer erfindungsgemäßen Welle, ist nur eine zusätzliche Dichtung erforderlich, um die Welle abzudichten.
Weiterhin ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das
Hauptdrehmomentübertragungselement eine Doppelkupplungseinrichtung mit einer ersten Teilkupplung und einer zweiten Teilkupplung ist, wobei die
Kupplungseinrichtung weiterhin eine Trägerbaugruppe aufweist, die die Gegenplatten für die Trennkupplung sowie auch für die Teilkupplungen ausbildet, wobei die
Trägerbaugruppe drehfest mit der Welle verbunden ist.
In dieser Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung bietet es sich an, dass an der radialen Außenseite der Welle zumindest teilweise Zylinder von Betätigungseinheiten von Kupplungen der Kupplungseinrichtung ausgebildet sind, und dass die Welle je Betätigungseinheit einen Strömungskanal zur Zuführung eines Betätigungsfluides zu der jeweiligen Betätigungseinheit ausbildet.
Weiterhin kann die Kupplungseinrichtung je Kupplung eine Drehdurchführung zur Zuführung von Fluid zu einer jeweiligen Betätigungseinheit durch die Welle im rotierenden Zustand aufweisen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Hybridmodul für ein
Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine sowie eines
Getriebes, umfassend eine erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung sowie eine elektrische Maschine, deren Rotor mechanisch mit dem Kopplungselement der Kupplungseinrichtung gekoppelt ist, sodass vom Rotor der elektrischen Maschine aufgebrachtes Drehmoment auf das Kopplungselement übertragbar ist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Hybridmodul zwischen einem Rotor der elektrischen Maschine und dem Kopplungselement ein Übersetzungsgetriebe, insbesondere ein Zahnradgetriebe wie ein Stirnradgetriebe oder ein Zugmittelgetriebe wie eine Ketten- oder Riementrieb, zur Übersetzung des von der elektrischen
Maschine zur Verfügung gestellten Drehmomentes auf die Welle umfasst.
Vorzugsweise ist dabei das Kopplungselement am zweiten axialen Endbereich der als Hohlwelle ausgeführten Welle angeordnet, sodass auch das Übersetzungsgetriebe an dieser axialen Position angeordnet ist. Gegebenenfalls befindet sich dabei die elektrische Maschine außerhalb des Gehäuses des Hybridmoduls. Das
Übersetzungsgetriebe wirkt dabei durch eine Öffnung des Gehäuses auf das
Kopplungselement ein. Die das Drehmoment der elektrischen Maschine auf das Koppelelement übertragenden Bauteile befinden sich somit im Wesentlichen zwischen erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung bzw. dem restlichen Hybridmodul und einem anzuschließenden Getriebe eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges innerhalb des Getriebegehäuses, wobei die elektrische Maschine neben dem Getriebe oder dem Hybridmodul angeordnet ist. Dabei ist die Erfindung jedoch nicht auf diese Ausführungsform eingeschränkt, sondern die elektrische Maschine kann auch innerhalb des Getriebegehäuses oder innerhalb des Hybridmodulgehäuses
angeordnet sein. In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Rotor der elektrischen Maschine drehfest mit der Trägerbaugruppe verbunden ist, die gleichzeitig einen Rotorträger ausbildet. In diesem Fall ist die Rotationsachse der elektrischen Maschine koaxial zur gemeinsamen Rotationsachse der erfindungsgemäßen
Kupplungseinrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Hybridmoduls angeordnet.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem erfindungsgemäßen Hybridmodul sowie mit einem Getriebe, wobei das Hybridmodul mit der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe mechanisch über Kupplungen des Hybridmoduls verbindbar oder verbunden ist.
Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Antriebsstrang derart ausgestaltet, dass er wenigstens eine Getriebeeingangswelle aufweist, mit der das Hybridmodul
mechanisch mit dem Getriebe gekoppelt bzw. koppelbar ist, wobei die als Hohlwelle ausgeführte Welle mittels einer ersten Dichtung gegenüber der Getriebeeingangswelle abgedichtet ist, und mittels einer zweiten Dichtung gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist.
Bei Vorhandensein einer Doppelkupplungsvorrichtung sind demzufolge auch zwei Getriebeeingangswellen vorhanden, wobei die Getriebeeingangswellen koaxial angeordnet sind und die Abdichtung der Hohlwelle sowie gegebenenfalls auch einer Rotationslagerung an der radial äußeren Getriebeeingangswelle erfolgt.
Indem die Dichtungen an der Hohlwelle an der Getriebeeingangswelle und an dem Gehäuse axial versetzt angeordnet sind, befindet sich die strömungstechnisch mit der Hohlwelle gekoppelte Drehdurchführung funktional in einem Getriebenassraum bzw. in einem Volumen, welches ebenfalls einem Schmiermittel, gegebenenfalls aus dem Getriebe, ausgesetzt ist. Dies hat den Vorteil, dass bei einer nicht auszuschließenden Leckage bzw. geringfügigen Undichtigkeit der Drehdurchführung Hydraulikflüssigkeit nicht in den Kupplungsbauraum gelangt.
Vorzugsweise dient ein erstes Rotationslager zur Rotationslagerung der Hohlwelle. In entsprechender Weise stützen sich die Kupplungen zumindest teilweise auf diesem ersten Rotationslager ab. Das erste Rotationslager und gegebenenfalls auch das zweite Rotationslager kann dabei in dem von den Dichtungen abgedichteten Raum angeordnet sein, der zum Getriebe hin offen ist, sodass das jeweilige Rotationslager vom Getriebeöl benetzt werden kann. Dies hat insbesondere beim Einsatz von trockenen Kupplungen den Vorteil, dass die Kupplungen nicht von einzeln
abgedichteten fettgeschmierten Lager abgestützt werden müssen, die einen geringeren Wirkungsgrad als ölgeschmierte Lager aufweisen.
Zudem sind aufgrund der vorteilhaften axialen Verteilung der einzelnen Aggregate für die Betätigung und Abstützung von drei Kupplungen insgesamt nur zwei Lager notwendig. Durch die Anwendung der Drehdurchführungen sind keine
Kupplungsbetätigungslager erforderlich, die die maximal übertragbaren Kräfte einschränken. Dies ermöglicht hohe Anpresskräfte, so dass die bei Hybridfahrzeugen üblichen Drehmomente mit jeweils nur einer Kupplungsscheibe pro Kupplung übertragen werden können. Das erlaubt es, die erfindungsgemäße
Kupplungseinrichtung bzw. das erfindungsgemäße Hybridmodul axial sehr kurz zu bauen und somit das Hybridmodul und die radial versetzt angeordnete elektrische Maschine in beengte Bauraum-Verhältnisse in einem Kraftfahrzeug einzusetzen, ohne angrenzende Aggregate, nämlich die Verbrennungskraftmaschine und das Getriebe, axial verschieben zu müssen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Antriebsstrangs ist vorgesehen, dass der Antriebsstrang wenigstens eine Getriebeeingangswelle aufweist, mit der das Hybridmodul mechanisch mit dem Getriebe gekoppelt bzw. koppelbar ist, wobei die Welle als Hohlwelle mittels einer ersten Dichtung gegenüber der
Getriebeeingangswelle abgedichtet ist, und mittels einer zweiten Dichtung gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist.
Zusätzlich oder alternativ kann die Welle mit dem Getriebe gekoppelt sein, so dass von der Welle ein Drehmoment dem Getriebe zuleitbar ist. Das bedeutet, dass neben den üblichen Getriebeeingangswellen auch die erfindungsgemäße, mit dem
Kopplungselement ausgestaltete Welle dazu vorgesehen sein kann, direkt von der elektrischen Maschine bzw. dem Hauptdrehmomentübertragungselement bereit gestelltes Drehmoment dem Getriebe zuzuleiten. Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
Fig. 1 : einen Teilbereich einer Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2: einen Teilbereich einer Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 3: einen Teilbereich einer Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls einer dritten Ausführungsform, und
Fig. 4: einen Teilbereich einer Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls einer vierten Ausführungsform.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Welle ist in den hier gezeigten
Ausführungsbeispielen eine Hohlwelle 40.
Die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen
Kupplungseinrichtung weisen alle einen gemeinsamen Grundaufbau auf.
Sie sind alle an ihrer jeweiligen Eingangsseite mit einem mit einem Verbrennungsmotor verbindbaren Drehschwingungsdämpfer 200 mechanisch gekoppelt, von dem
Drehmoment auf die Eingangsseite 14 der Trennkupplung 10 übertragen wird. Die Trennkupplung 10 ist an ihrer Ausgangsseite 10 drehfest mit einer Trägerbaugruppe 70 gekoppelt, sodass von der Trennkupplung 10 übertragenes Drehmoment in die
Trägerbaugruppe 70 einleitbar ist. Von der Trägerbaugruppe 70 wird das eingebrachte Drehmoment über die damit mechanisch drehfest verbundenen Teilkupplungen 20,30 der als Hauptdrehmomentübertragungselement 16 dienenden
Doppelkupplungsvorrichtung auf Getriebeeingangswellen 120, 121 übertragen.
Mit der Trägerbaugruppe 70 ist eine weitere Welle 40, insbesondere eine Hohlwelle, drehfest verbunden, die aus dem Gehäuse 2 der Kupplungseinrichtung bzw. des Hybridmoduls an der Abtriebsseite 6 Kupplungseinrichtung herausragt. Diese Welle 40 umfasst ein Kopplungselement 43, an welchem zur Ausbildung des Hybridmoduls eine elektrische Maschine 90 angeschlossen ist. In den dargestellten
Ausführungsformen ist dieser Anschluss mittels eines Übersetzungsgetriebes 100 zwischen der elektrischen Maschine 90 und dem Kopplungselement 43 realisiert. Derart lässt sich ein von der elektrischen Maschine 90 aufgebrachtes Drehmoment über das Kopplungselement 43 der Welle 40 der Trägerbaugruppe 70 zu leiten und von dieser über die entsprechenden Teilkupplungen 20,30 den
Getriebeeingangswellen 120, 121 zuführen. Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße und auf die Anwendung einer elektrischen Maschine 90 sowie eines Getriebes abgestimmte Kupplungseinrichtung.
Als Hauptdrehmomentübertragungselement umfasst die Kupplungseinrichtung eine Doppelkupplungsvorrichtung mit einer ersten Teilkupplung 20 und einer zweiten Teilkupplung 30.
Die Doppelkupplungsvorrichtung umfasst als eine rotierbare Einheit eine Hohlwelle 40, die auf einem Abschnitt des Gehäuses 2 rotierbar gelagert ist.
Die Hohlwelle 40 ist zudem mit der Abtriebsseite der Trennkupplung 10 verbunden, indem eine Trägerbaugruppe 70 mit der Hohlwelle 40 über eine Schweißverbindung 77 fest verbunden ist und die Trägerbaugruppe 70 die Gegenplatte 74 für die
Trennkupplung 10 ausführt.
Der Abschnitt des Gehäuses 2, der die Hohlwelle 40 trägt, ist als rohrförmiger Körper 64 ausgestaltet und umfasst einen Kanal 3 für die erste Teilkupplung 20, einen Kanal 4 für die Trennkupplung 10 und einen Kanal 5 für die zweite Teilkupplung 30.
Diese Kanäle 3,4, 5 kommunizieren mit dem Strömungskanal 45 für die
Trennkupplung 10, dem Strömungskanal 46 für die zweite Teilkupplung 30 und dem Strömungskanal 47 für die erste Teilkupplung 20 und bilden eine entsprechende Drehdurchführung 60 für die Trennkupplung 10, eine Drehdurchführung 61 für die erste Teilkupplung 20 und eine Drehdurchführung 62 für die zweite Teilkupplung 30 aus. Durch diese Drehdurchführungen 60, 61 ,62 kann jeweils ein Fluid zu einer
Betätigungseinheit der Trennkupplung 50, der Betätigungseinheit der ersten
Teilkupplung 51 und der Betätigungseinheit der zweiten Teilkupplung 52 geleitet werden, die an der radialen Außenseite 44 der Hohlwelle 40 positioniert sind.
Diese Betätigungseinheiten 50, 51 ,52 sind Kolben-Zylinder-Anordnungen, wobei die radialen Innenseiten 56 sowie die Stirnseiten 57 eines Zylinders 53 zumindest abschnittsweise von der radialen Außenseite 44 der Hohlwelle 40 gebildet sind.
Des Weiteren bilden die Zylinder 53 auch Kompensationszylinder 55 aus. Indem die drehzahlbedingten Fliehkräfte den gleichen Druckanstieg in den Zylindern 53 und in den auf der anderen Seite der Kolben angeordneten Kompensationszylindern 55 verursachen, ist die axiale Kraft, die die Kolben 54 auf die Kupplungen ausüben, nicht abhängig von der Kupplungsdrehzahl.
Aufgrund dessen, dass die elektrische Maschine 90 nicht konzentrisch zu den
Kupplungen angeordnet ist, und daher der axiale Kupplungsbauraum nicht
eingeschränkt wird, kann die gesamte Kupplungseinrichtung und demzufolge auch das diese Kupplungseinrichtung umfassende Hybridmodul axial sehr kurz ausgeführt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung wird dies dadurch unterstützt, dass die Trennkupplung 10 und die beiden Teilkupplungen 20, 30 der
Doppelkupplungseinrichtung jeweils als Einscheibenkupplungen ausgeführt sind und kompakt direkt an einer gemeinsamen Trägerbaugruppe 70 befestigt sind, die auch gleich die Gegenplatten 74, 75, 76 für alle drei Kupplungen ausbildet.
Die Trennkupplung 10 befindet sich direkt neben einem vorzugsweise als
Zweimassenschwungrad ausgestalteten Drehschwingungsdämpfer 200 und umfasst eine mit dem Drehschwingungsdämpfer verbundene Kupplungsscheibe 1 1 , die von einer Anpressplatte 12 der Trennkupplung gegen die von der Trägerbaugruppe 70 gebildete Gegenplatte 74 gepresst werden kann.
Die Betätigung dieser Anpressplatte 12 erfolgt über einen Zuganker 13, der mit einem auf der Hohlwelle 40 mitdrehend angeordneten Kolben 54 verbunden ist.
Die Gegenplatte 74 der Trennkupplung 10 wird dabei durch ein im Wesentlichen U- förmiges Profil 71 der Trägerbaugruppe 70 ausgebildet, dessen erster Schenkel 72 die Funktion der Gegenplatte 74 der Trennkupplung 10 sowie der Gegenplatte 76 der zweiten Teilkupplung übernimmt.
Die Kupplungsscheiben der Teilkupplungen 21 ,31 der Doppelkupplungsvorrichtung befinden sich innerhalb der Trägerbaugruppe 70 und können jeweils durch die ihnen zugeordneten Anpressplatten 22, 32 gegen die Gegenplatten 75, 76 gepresst werden, die von der Trägerbaugruppe 70 ausgebildet sind.
Die Anpressplatte der ersten Teilkupplung 22 wird dazu von einem Zuganker 23 gezogen und die Anpressplatte der zweiten Teilkupplung 32 von einem Drucktopf 33 gedrückt. Die Betätigungskräfte werden für alle drei Kupplungen von mittdrehend auf der Hohlwelle angeordneten Kolben 54 aufgebracht.
Die Kolben 54 werden durch Drehdurchführungen 60, 61 62 an der radialen
Innenseite der Hohlwelle 48 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt.
Die Trägerbaugruppe 70 der Kupplungen sowie zumindest Abschnitte der Zylinder 53, wie z.B. das Zylindergehäuse bzw. die Zylinderwand der Kolben-Zylinder-Einheiten der Kupplungsbetätigungssysteme stützen sich auf der Hohlwelle 40 ab. Diese wiederum ist auf einem rohrförmigen Körper 64 der Drehdurchführungen gelagert, der mit dem Getriebegehäuse 2 verbunden ist oder aber durch das Getriebegehäuse 2 ausgebildet ist. Indem die Hohlwelle 40 auf ihrer getriebezugewandten Seite gegenüber dem
Gehäuse 2 durch eine zweite Dichtung 131 , beispielsweise in Form eines
Wellendichtrings, abgedichtet ist und auf der dem Verbrennungsmotor zugewandten Seite gegenüber der ersten Getriebeeingangswelle 120 mit einer ersten Dichtung 130 abgedichtet ist, bildet die Hohlwelle 40 eine Begrenzung zwischen den mit
unterschiedlichen Medien / Fluiden gefüllten Kupplungs- und Getriebegehäusen 2. Dies wäre auch der Fall, wenn eine Abdichtung der Hohlwelle gegenüber dem rohrförmigen Köper 64 der Drehdurchführungen 60, 61 62 ausgeführt wäre.
Radial innerhalb der ersten Getriebeeingangswelle 120, die als Hohlwelle ausgeführt ist, befindet sich die zweite Getriebeeingangswelle 121 . Die erste
Getriebeeingangswelle 120 ist mit der ersten Teilkupplung 20 drehfestverbunden, und die zweite Getriebeeingangswelle ist mit der zweiten Teilkupplung 30 drehfest verbunden. Die Lager der ersten Getriebeeingangswelle 120 liegen innerhalb des vom Getriebeöl benetzten Bereichs. Dies erleichtert die Lagerauslegung und senkt die Lagerreibung bzw. die Lagerverluste. Die Welle 40 und die Getriebeeingangswelle 120 sind auf unterschiedlichen Lagern abgestützt.
Auch die Dichtungen 63 der Drehdurchführungen 60, 61 , 62, mit deren Hilfe das Betätigungsfluid der Kupplungen vom stehenden Teil der Drehdurchführungen auf den drehenden Teil übertragen wird, befinden sich innerhalb des funktionell zum Getriebe gehörenden Bereichs. Wenn eine geringe Vermischung des Betätigungsfluids (z.B. Hydrauliköl) und des Getriebeöls zulässig ist, oder das Getriebeöl gleich als
Betätigungsfluid für die Kupplungen genutzt wird, ist eine geringe Leckage der Drehdurchführungen 60, 61 , 62 akzeptabel. Dies ermöglicht den Einsatz von wenigen und zudem auch reibungsarmen Dichtungen 63 in der Drehdurchführung, was zu einer Reduzierung der Reibungsverluste des Hybridmoduls und Steigerung der Effizienz des mit dem Hybridmodul ausgestatteten Fahrzeugs führt. Ebenfalls reibungsreduzierend wirken die auf der radialen Außenseite 44 der Hohlwelle 40 angeordneten mitdrehenden Kolben 54, denn durch die mitdrehenden
Betätigungskolben werden keine Betätigungslager zwischen den Betätigungskolben und den ihnen zugeordneten Kupplungen benötigt.
Damit die Kraftwirkung der Kupplungen nicht durch die Kupplungsdrehzahl beeinflusst wird, ist jedem Betätigungszylinder 53 ein Kompensationszylinder 55
gegenübergestellt. Bei steigender Drehzahl steigt der Hydraulikdruck durch die auf das Fluid wirkende Fliehkraft im Betätigungszylinder 53 und im
Kompensationszylinder 55 in gleicher Weise an, so dass sich der Drehzahleffekt der beiden Zylinder gegenseitig aufhebt. Fluidzuführungen, mit denen sichergestellt wird, dass die Kompensationszylinder 55 immer mit Fluid gefüllt sind, sind in den Figuren 1 und 2 nicht abgebildet. Die Fluidzuführung zu den Kompensationszylindern 55 sollte mit konstant niedrigem Druck erfolgen. Alle drei Kompensationszylinder 55 können durch eine gemeinsame Fluidzuführung, beispielsweise einer Drehdurchführung, mit Fluid versorgt werden. Die Fluidzuführung der Kompensationszylinder 55 sollte aber von der Fluidzuführung der Betätigungszylinder 53 getrennt sein. Dabei ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Anordnung der
Kompensationszylinder 55 eingeschränkt, sondern sie kann, insofern keine
gravierenden Fliehkräfte auftreten und eine ausreichend genaue Kupplungssteuerung vorgenommen werden kann, auch ohne derartige Kompensation ausgeführt werden.
Das dargestellte Übersetzungsgetriebe 100 kann ein Zahnradgetriebe mit dem dargestellten Zahnrad 101 sein, welches durch die Öffnung 102 des Gehäuses 2 auf das Kopplungselement 43 wirkt. Alternativ kann auch ein Zugmittelgetriebe eingesetzt werden, oder. Wellen zur Drehmoment-Übertragung als Bestandteil eines Getriebes. Des Weiteren kann der Rotor der elektrischen Maschine 90 drehfest mit einem Ritzel verbunden sein, welches direkt mit dem Kopplungselement 43 kämmt.
Zudem kann abweichend von der dargestellten Ausführungsform auch die elektrische Maschine 90 winklig zur Rotationsachse 1 des Hybridmoduls angeordnet sein, wobei ein geeignetes Getriebe, wie zum Beispiel ein Kegelradgetriebe, diese
Winkelabweichung ausgleichen kann.
Figur 2 verdeutlicht, dass das erfindungsgemäße Trippelkupplungskonzept mit Drehdurchführung auch für verschiedene Anordnungen der elektrischen Maschine 90 genutzt werden kann. Figur 2 zeigt hierbei ein Hybridmodul mit einer konzentrisch um die Kupplungen angeordneten elektrischen Maschine 90. Auch hier kommen die
Vorteile des erfindungsgemäßen Konzepts zum Tragen, insbesondere die kompakte Bauweise, die geringe Reibung und die geringen Lagerverluste. Ganz besonders vorteilhaft wirkt sich die breite stabile Lagerbasis mit den ölgeschmierten
Rotationslagern 80, 81 aus, da die Rotationslager 80, 81 , deren erstes Rotationslager 80 an einem ersten axialen Endbereich 41 der Hohlwelle 40 angeordnet ist und deren zweites Rotationslager 81 am gegenüberliegenden, zweiten axialen Endbereich 42 der Hohlwelle angeordnet ist, durch den Rotor der elektrischen Maschine 90, der mechanisch an die einen Rotorträger 1 10 ausbildende Trägerbaugruppe 70
angeschlossen ist, noch stärker belastet werden.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen alle
Einscheibenkupplungen, die als direktbetätigte Kupplungen ausgeführt sind. Dies ermöglicht einen axial sehr kompakten Bauraum. Abweichend von den dargestellten Ausführungsbeispielen können die Kupplungen jedoch auch als
Mehrscheibenkupplungen und/oder Kupplungen mit Kraftverstärkungselementen (z.B. Hebeln) ausgeführt sein. Auch können die Kupplungen sowohl als aktiv geöffnete als auch als aktiv geschlossene Kupplungen realisiert werden. Die verschiedenen
Kupplungskonzepte sind beliebig zu einer Doppel- oder Trippelkupplung kombinierbar. Weiterhin kann auch die Funktion der Trennkupplung 10 oder des
Hauptdrehmomentübertragungselements durch einen Drehmomentwandler
übernommen werden.
In den in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen umfasst im
Unterschied zu den in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen die Trägerbaugruppe 70 eine Zwischenwelle 78, die rotatorisch fest mit der
Ausgangsseite 15 der Trennkupplung 10 verbunden ist. Die Zwischenwelle 78 geht über in einen Bereich, der die Gegenplatte 75 der ersten Teilkupplung 20 sowie die Gegenplatte 76 der zweiten Teilkupplung 30 der als
Hauptdrehmomentübertragungelement 16 dienenden Doppelkupplungsvorrichtung ausbildet. Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung für ein P2-Hybridmodul. Diese Kupplungseinrichtung umfasst weiterhin als Teil des Gehäuses 2 eine
Stützwand 7, in der die Betätigungseinheit 50 der Trennkupplung 10, die
Betätigungseinheit 51 der ersten Teilkupplung 20 und die Betätigungseinheit 52 der zweiten Teilkupplung 30 untergebracht sind.
Die als Hauptdrehmomentübertragungselement 16 vorgesehene
Doppelkupplungsvorrichtung stützt sich auf der Zwischenwelle 78 der
Trägerbaugruppe 70 ab. Durch die in der Figur 3 gezeigte Trägerbaugruppe 70 sind die Kupplungsscheibe 1 1 der Trennkupplung 10, die Zwischenwelle 78, und die Gegenplatten 75, 76 der ersten Teilkupplung 20 sowie der zweiten Teilkupplung 30 und die Welle 40 drehfest miteinander verbunden. Ebenfalls drehfest, aber mit dem Übersetzungsgetriebe 100 angekoppelt, ist die elektrische Maschine 90 an diese Bauteile mechanisch angeschlossen.
Das Übersetzungsgetriebe 100 ist durch ein Zahnrad 101 realisiert, welches mit einem Ritzel 93 an dem Rotor 91 der elektrischen Maschine 90 und dem
Kopplungselement 43 der Welle 40 kämmt. Durch das Übersetzungsgetriebe 100 kann die elektrische Maschine 90 in einem anderen Drehzahlband betrieben werden als ein angeschlossener Verbrennungsmotor. Sinnvollerweise wird die elektrische Maschine 90 so angebunden, dass sie etwas schneller dreht als der
Verbrennungsmotor. Dadurch kann die elektrische Maschine 90 für die benötigte Leistung geometrisch kleiner ausgeführt werden.
Dabei ist die Erfindung nicht auf die dargestellte Ausführungsform mit dem mit
Zahnrad 101 ausgeführten Übersetzungsgetriebe 100 eingeschränkt, sondern es können nahezu beliebige andere Arten drehmomentübertragender Elemente zwischen der Welle 40 und der elektrischen Maschine 90 angeordnet werden. So können beispielsweise auch mehrere Zahnräder, Umschlingungsmittel, Zugmittelgetriebe oder Wellen zur Drehmomentübertragung eingesetzt werden. Alternativ kann die
Anbindung der elektrischen Maschine 90 auch ohne zwischengeschaltetes Zahnrad 101 und somit unmittelbar erfolgen, indem das Ritzel 93 am Rotor 91 der elektrischen Maschine 90 direkt in die Verzahnung des Kopplungselements 43 der Welle 40 eingreift.
Weiterhin muss die elektrische Maschine 90 auch nicht unbedingt parallel zur gemeinsamen Rotationsachse 1 angeordnet werden. Das Übersetzungsgetriebe 100 kann genutzt werden, um eine angewinkelte oder windschiefe Anordnung der
Drehachse der elektrischen Maschine 90 in Bezug zur Welle 40 auszugleichen und dabei trotzdem eine Drehmomentübertragung sicherzustellen.
In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform stützt sich an der Eingangsseite des Hauptdrehmomentübertragungselements 17 die Trägerbaugruppe 70 über zwei erste Rotationslager 80 am Gehäuse 2 bzw. an der Stützwand 7 des Gehäuses 2 ab. An der Ausgangsseite des Hauptdrehmomentübertragungselements 18 stützt sich die mit der Trägerbaugruppe 70 drehfest verbundene Welle 40 über ein zweites
Rotationslager 81 ebenfalls am Gehäuse ab. Neben dem zweiten Rotationslager 81 befindet sich dem Inneren des Gehäuses 2 zugewandt eine zweite Dichtung131 . Somit ist gewährleistet, dass sich das zweite Rotationslager 81 im Wesentlichen in dem von Schmiermittel benetzten Innenraum eines angeschlossenen (hier nicht dargestellten) Getriebes befindet. Figur 4 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung mit einer alternativen Lagerungsvariante der ersten Getriebeeingangswelle 120. Statt alle drei Wellen 40, 120, 121 aufeinander abzustützen, indem jeweils zwischen den Wellen 40, 120, 121 mindestens ein radial oder radial und axial wirkendes Lager angeordnet wird, bis schließlich die äußere Welle 40 durch das zweite Rotationslager 81 am Gehäuse 2 abgestützt wird so wie es in Figur 3 gezeigt ist, werden die Welle 40 und die erste Getriebeeingangswelle 120 jeweils direkt am Gehäuse 2 abgestützt. Dies wird ermöglicht, indem ein am Gehäuse 2 befestigter Fortsatz 8 um das
getriebeseitige Ende der Welle 40 herumgreift und/oder sich abtriebsseitig axial hinter der Welle 40 befindet und dabei eine Lagerstelle 9 für ein drittes Rotationslager und die ersten Getriebeeingangswelle 120 bildet.
Mit der hier vorgeschlagenen Kupplungseinrichtung bzw. dem hier vorgeschlagenen Hybridmodul werden Einrichtungen zur Verfügung gestellt, die die Vorteile einer im Wesentlichen extern angeordneten elektrischen Maschine mit geringen
Reibungsverlusten sowie geringem axialen Bauraum kombinieren.
Bezugszeichenliste
1 Gemeinsame Rotationsachse
2 Gehäuse
3 Kanal für erste Teilkupplung
4 Kanal für Trennkupplung
5 Kanal für zweite Teilkupplung
6 Abtriebsseite der Kupplungseinrichtung
7 Stützwand
8 Fortsatz
9 Lagerstelle
10 Trennkupplung
1 1 Kupplungsscheibe der Trennkupplung
12 Anpressplatte der Trennkupplung
13 Zuganker der Trennkupplung
14 Eingangsseite der Trennkupplung
15 Ausgangsseite des Trennkupplung
16 Hauptdrehmomentübertragungselement
17 Eingangsseite des Hauptdrehmomentübertragungselements
18 Ausgangsseite des Hauptdrehmomentübertragungselements
20 Erste Teilkupplung
21 Kupplungsscheibe der ersten Teilkupplung
22 Anpressplatte der ersten Teilkupplung
23 Zuganker der ersten Teilkupplung
30 Zweite Teilkupplung
31 Kupplungsscheibe der zweiten Teilkupplung
32 Anpressplatte der zweiten Teilkupplung
33 Drucktopf der zweiten Teilkupplung
40 Welle, Hohlwelle
41 Erster axialer Endbereich
42 Zweiter axialer Endbereich
43 Kopplungselement radiale Außenseite
Strömungskanal für Trennkupplung
Strömungskanal für erste Teilkupplung Strömungskanal für zweite Teilkupplung radiale Innenseite
Betätigungseinheit der Trennkupplung Betätigungseinheit der ersten Teilkupplung Betätigungseinheit der zweiten Teilkupplung Zylinder
Kolben
Kompensationszylinder
radiale Innenseite
Stirnseite
Drehdurchführung der Trennkupplung
Drehdurchführung der ersten Teilkupplung
Drehdurchführung der zweiten Teilkupplung
Dichtung an der Drehdurchführung
Rohrförmiger Körper
Trägerbaugruppe
U-Profil
Erster Schenkel
Zweiter Schenkel
Gegenplatte für die Trennkupplung
Gegenplatte für die erste Teilkupplung
Gegenplatte für die zweite Teilkupplung
Schweißverbindung
Zwischenwelle
Erstes Rotationslager
Zweites Rotationslager
drittes Rotationslager
elektrische Maschine
Rotor 92 Stator
93 Ritzel
100 Übersetzungsgetriebe
101 Zahnrad
102 Öffnung
1 10 Rotorträger
120 Erste Getriebeeingangswelle
121 Zweite Getriebeeingangswelle
130 Erste Dichtung
131 Zweite Dichtung
200 Drehschwingungsdämpfer

Claims

Patentansprüche Kupplungseinnchtung für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer
Verbrennungskraftmaschine sowie eines Getriebes, umfassend: eine Trennkupplung (10), mit der Drehmoment von der
Verbrennungskraftmaschine auf die Kupplungseinrichtung übertragbar ist und mit der die Kupplungseinrichtung von der Verbrennungskraftmaschine trennbar ist, ein Kopplungselement (43) zur mechanischen Ankopplung einer elektrischen Maschine (90) zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments, ein Hauptdrehmomentübertragungselement, insbesondere eine
Doppelkupplungseinrichtung, mit dem Drehmoment von der elektrischen
Maschine und/ oder von der Trennkupplung (10) auf einen Antriebsstrang übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung eine Welle (40), insbesondere eine Hohlwelle, umfasst, und die Welle (40) das Kopplungselement (43) zur mechanischen Ankopplung einer elektrischen Maschine (90) ausbildet.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsseite der Trennkupplung (10) drehfest mit der Eingangsseite des Hauptdrehmomentübertragungselements verbunden ist.
Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung ein Gehäuse (2) aufweist, sowie zwischen dem Gehäuse (2) und der Welle (40) wenigstens eine Dichtung, insbesondere eine zweite Dichtung (131 ), aufweist, mit der der Innenraum des Gehäuses (2) gegenüber einem an die Abtriebsseite der Kupplungseinrichtung anzuschließendem Aggregat, wie z.B. gegenüber einem Getriebe, abdichtbar ist, wobei sich das Kopplungselement (43) außerhalb des mit der Dichtung abgedichteten Innenraums des Gehäuses (2) befindet. Kupplungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptdrehmomentübertragungselement eine
Doppelkupplungseinrichtung mit einer ersten Teilkupplung (20) und einer zweiten Teilkupplung (30) ist, wobei die Kupplungseinrichtung weiterhin eine Trägerbaugruppe (70) aufweist, die die Gegenplatten (74, 75, 76) für die
Trennkupplung (10) sowie auch für die Teilkupplungen (20, 30) ausbildet, wobei die Trägerbaugruppe (70) drehfest mit der Welle (40) verbunden ist.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der radialen Außenseite (44) der Welle (40) zumindest teilweise Zylinder (53) von Betätigungseinheiten (50, 51 , 52) von Kupplungen (10, 20, 30) der
Kupplungseinrichtung ausgebildet sind, und dass die Welle (40) je
Betätigungseinheit (50, 51 , 52) einen Strömungskanal (45, 46, 47 ) zur
Zuführung eines Betätigungsfluides zu der jeweiligen Betätigungseinheit (50, 51 , 52) ausbildet.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung je Kupplung (10, 20, 30) eine Drehdurchführung (60, 61 , 62) zur Zuführung von Fluid zu einer jeweiligen Betätigungseinheit (50, 51 , 52) durch die Welle (40) im rotierenden Zustand aufweist.
Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer
Verbrennungskraftmaschine sowie eines Getriebes, umfassend eine
Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 sowie eine elektrische Maschine (90), deren Rotor mechanisch mit dem Kopplungselement (43) der Kupplungseinrichtung gekoppelt ist, sodass vom Rotor der elektrischen
Maschine (90) aufgebrachtes Drehmoment auf das Kopplungselement (43) übertragbar ist.
Hybridmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridmodul zwischen einem Rotor der elektrischen Maschine (90) und dem
Kopplungselement (43) ein Übersetzungsgetriebe (100), insbesondere ein Zahnradgetriebe oder ein Zugmittelgetriebe, zur Übersetzung des von der elektrischen Maschine (90) zur Verfügung gestellten Drehmomentes auf die Welle (40) umfasst.
9. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Hybridmodul gemäß einem der Ansprüche 7 und 8 sowie mit einem Getriebe, wobei das Hybridmodul mit der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe mechanisch über Kupplungen (10, 20, 30) des Hybridmoduls verbindbar oder verbunden ist.
10. Antriebsstrang nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der
Antriebsstrang wenigstens eine Getriebeeingangswelle (120) aufweist, mit der das Hybridmodul mechanisch mit dem Getriebe gekoppelt bzw. koppelbar ist, wobei die Welle (40) als Hohlwelle mittels einer ersten Dichtung (130) gegenüber der Getriebeeingangswelle (120) abgedichtet ist, und mittels einer zweiten Dichtung (131 ) gegenüber dem Gehäuse (2) abgedichtet ist.
EP18769029.2A 2017-09-14 2018-08-21 Kupplungseinrichtung, hybridmodul und antriebsstrang Withdrawn EP3681747A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017121350.3A DE102017121350A1 (de) 2017-09-14 2017-09-14 Kupplungseinrichtung, Hybridmodul und Antriebsstrang
PCT/DE2018/100726 WO2019052596A1 (de) 2017-09-14 2018-08-21 Kupplungseinrichtung, hybridmodul und antriebsstrang

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3681747A1 true EP3681747A1 (de) 2020-07-22

Family

ID=63557191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18769029.2A Withdrawn EP3681747A1 (de) 2017-09-14 2018-08-21 Kupplungseinrichtung, hybridmodul und antriebsstrang

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3681747A1 (de)
KR (1) KR102663460B1 (de)
CN (1) CN111163962B (de)
DE (1) DE102017121350A1 (de)
WO (1) WO2019052596A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019134622A1 (de) * 2019-10-30 2021-05-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kupplungseinrichtung
DE102020211913A1 (de) * 2020-09-23 2022-03-24 Magna Pt B.V. & Co. Kg Hybridantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
CN114103622B (zh) * 2021-12-15 2023-12-12 中国重汽集团济南动力有限公司 一种轻型商用车用p2混合动力变速箱

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012024699A1 (de) * 2012-01-13 2013-07-18 Borgwarner Inc. Kupplungsanordnung mit einer Doppelkupplungseinrichtung
DE102016212901A1 (de) * 2015-08-20 2017-02-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kupplungseinrichtung für Hybridantrieb

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2814121B1 (fr) * 2000-09-19 2003-02-14 Peugeot Citroen Automobiles Sa Groupe motopropulseur pour un vehicule automobile a propulsion hybride
FR2871110B1 (fr) * 2004-06-03 2006-09-22 Peugeot Citroen Automobiles Sa Element de transmission pour une chaine de traction de type hybride parallele
KR100992770B1 (ko) * 2004-12-18 2010-11-05 현대자동차주식회사 하이브리드 전기 자동차용 이중 클러치 변속기의 구조
DE102009059944A1 (de) * 2009-01-19 2010-07-22 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges
WO2011072653A1 (de) * 2009-12-17 2011-06-23 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Drehmomentübertragungseinrichtung
DE102011100256A1 (de) * 2011-04-27 2012-10-31 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Hybrid-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
DE102011117781B4 (de) * 2011-10-28 2024-04-11 Magna Pt B.V. & Co. Kg Kupplungsanordnung und Hybrid-Doppelkupplungsgetriebe
DE102012022290A1 (de) * 2012-11-14 2014-05-15 Borgwarner Inc. Drehmomentübertragungsvorrichtung mit einer Kupplungseinrichtung und einer elektrischen Maschine sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Drehmomentübertragungsvorrichtung
CN108349368B (zh) * 2015-11-25 2021-10-26 舍弗勒技术股份两合公司 带分离离合器和主离合器以及布置在它们之间的操纵系统的混合动力模块
DE102016218264A1 (de) * 2016-09-22 2018-03-22 Zf Friedrichshafen Ag Dreifachkupplungsanordnung, Antriebsstrang sowie Kraftfahrzeug

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012024699A1 (de) * 2012-01-13 2013-07-18 Borgwarner Inc. Kupplungsanordnung mit einer Doppelkupplungseinrichtung
DE102016212901A1 (de) * 2015-08-20 2017-02-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kupplungseinrichtung für Hybridantrieb

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2019052596A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017121350A1 (de) 2019-03-14
WO2019052596A1 (de) 2019-03-21
KR102663460B1 (ko) 2024-05-09
CN111163962A (zh) 2020-05-15
KR20200047568A (ko) 2020-05-07
CN111163962B (zh) 2024-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2449286B1 (de) Zwei-gang-getriebe
DE102009038344B4 (de) Antriebsstrangmodul für ein Kraftfahrzeug
DE102012009484B3 (de) Doppelkupplungsgetriebe
DE102012100865B4 (de) Antriebsanordnung mit elektrischer Maschine und Kraftfahrzeug mit einer solchen Antriebsanordnung
EP3079238B1 (de) Elektrische maschinenanordnung und kraftfahrzeuggetriebe
DE102017121348B4 (de) Kupplungseinrichtung, Hybridmodul und Antriebsstrang
DE102012006730A1 (de) Kupplungseinrichtung
EP3429878A1 (de) Elektroantrieb
EP1199468A2 (de) Fahrzeug
EP3135522A1 (de) Hybridmodul und verfahren zum übertragen eines drehmomentes in einem triebstrang eines kraftfahrzeuges
DE102010050217A1 (de) Elektrische Achse für ein Kraftfahrzeug
EP2085632A1 (de) Doppelkupplungsanordnung
DE102011078110A1 (de) Antriebselement eines Getriebes
WO2018157879A1 (de) Mehrfachkupplungseinrichtung und hybridmodul für ein kraftfahrzeug
DE202010001318U1 (de) Elektrische Achsantriebsbaugruppe
EP3797044A1 (de) Mehrfachkupplungseinrichtung und hybridmodul für ein kraftfahrzeug
EP3501870B1 (de) Verfahren zum betreiben einer antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug sowie entsprechende antriebseinrichtung
DE102012019971B4 (de) Hybrid-Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug
EP2904285A1 (de) Antriebsstrang
WO2012149924A1 (de) Hybridmodul für einen triebstrang eines fahrzeuges
EP3681747A1 (de) Kupplungseinrichtung, hybridmodul und antriebsstrang
DE102019122813B4 (de) Axialkraftaktor
EP2516193A1 (de) Getriebeanordnung und kraftfahrzeug
DE102009006422B4 (de) Doppelkupplungsanordnung für Kraftfahrzeuge und Betätigungsverfahren hierfür
WO2020249155A1 (de) Hybridkupplungsmodul sowie antriebsstrang für ein fahrzeug mit dem hybridkupplungsmodul

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20200414

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20211122

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20220316

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230524