EP4007706A1 - Hybridmodul mit abriebmanagement für eine trockene reibungskupplung - Google Patents

Hybridmodul mit abriebmanagement für eine trockene reibungskupplung

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Publication number
EP4007706A1
EP4007706A1 EP20746547.7A EP20746547A EP4007706A1 EP 4007706 A1 EP4007706 A1 EP 4007706A1 EP 20746547 A EP20746547 A EP 20746547A EP 4007706 A1 EP4007706 A1 EP 4007706A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hybrid module
friction clutch
abrasion
clutch
motor vehicle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20746547.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
René Daikeler
Christian Basler
Christoph Raber
Florian Vogel
Matthias DANNHÄUSER
Marc Finkenzeller
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 EP4007706A1 publication Critical patent/EP4007706A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
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    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/22—Friction clutches with axially-movable clutching members
    • F16D13/38—Friction clutches with axially-movable clutching members with flat clutching surfaces, e.g. discs
    • F16D13/52—Clutches with multiple lamellae ; Clutches in which three or more axially moveable members are fixed alternately to the shafts to be coupled and are pressed from one side towards an axially-located member
    • 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
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/58—Details
    • 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
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    • F16D2500/10—System to be controlled
    • F16D2500/106—Engine
    • F16D2500/1066—Hybrid
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    • 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 present invention relates to a dry multi-disc clutch, in particular for a hybrid drive train, as well as a hybrid drive train with a dry multi-disc clutch for coupling and uncoupling an internal combustion engine and / or with a dry integrated in the rotor of an electrical machine such as an electric motor or a generator Multi-disc clutch.
  • dry-running separating clutches are available here, which are particularly characterized by low drag torques and the associated low power losses in the system.
  • These dry-running disconnect clutches are usually dry multi-disk clutches, i.e. H.
  • multi-disc clutches in which the disks are freely movable in the axial direction. When opening and closing the clutch, they are shifted axially within a matching external or internal toothing.
  • a drive train of a hybrid vehicle comprises a combination of an internal combustion engine and an electric motor and enables - for example in urban areas - a purely electric mode of operation with sufficient range and availability, especially when driving overland.
  • the electric motor of hybrid vehicles mostly replaces the previously common starter for the internal combustion engine and the alternator in order to reduce the weight gain of the hybrid vehicle compared to vehicles with conventional drive trains.
  • a first clutch arrangement can be arranged between the internal combustion engine and the electric motor in order to separate the internal combustion engine from the Separate the electric motor and the rest of the drive train of the hybrid vehicle. In the case of a purely electric drive, the first clutch arrangement is then opened and the internal combustion engine switched off, so that the output torque of the hybrid vehicle is applied solely by the electric motor.
  • the object of the invention is thus to improve the distribution or derivation of output in friction clutches, and in particular in separating clutches in a dry design.
  • the invention thus relates to a hybrid module, in particular for a drive train of a motor vehicle, the hybrid module as a P2 hybrid module within the drive train between a one directed to an internal combustion engine Internal combustion engine side and a vehicle transmission side of the motor vehicle directed towards a vehicle transmission can be arranged, comprising: at least one electrical machine; at least one dry friction clutch with an axis of rotation, wherein the friction clutch is preferably in each case a dry multi-plate clutch; an input shaft which can be coupled to the internal combustion engine of the motor vehicle; an output shaft which can be coupled to the vehicle transmission of the motor vehicle; wherein the at least one electrical machine and the at least one friction clutch interact in such a way that the electrical machine can be coupled into the drive train of the motor vehicle and / or decoupled from the drive train of the motor vehicle by means of the friction coupling, the at least one friction coupling being designed to reduce wear of the at least dissipate and / or ensure a friction clutch.
  • the invention thus provides that when the friction clutch is in operation, abrasion produced by friction between friction means, in particular between disks, is removed from the friction clutch or ensured. Since it is a dry friction clutch, in particular centrifugal forces and / or weight forces or gravity can be used to carry away the abrasion.
  • the fact that the at least one friction clutch is designed to carry away abrasion from the at least one friction clutch means, in other words, that the friction clutch has an abrasion management device.
  • the friction clutch can preferably be a multi-plate clutch, in particular for a hybrid drive train.
  • a hybrid module can be divided into the following categories P0-P4 depending on the point of intervention, with PO: via a belt to the internal combustion engine, P1: direct behind the internal combustion engine, P2: behind the clutch arrangement, but in front of the vehicle transmission, P3: into the vehicle transmission and P4 on the vehicle wheel, possibly on another axle, or as a wheel hub motor.
  • a P2 flybridge module is arranged within the drive train of a motor vehicle between the internal combustion engine and the vehicle transmission. In purely electric driving, for example, the internal combustion engine is disengaged by a suitable clutch arrangement.
  • the flybridge module according to the invention is designed as a P2 hybrid module.
  • the drive train of a motor vehicle is understood to mean all components that generate the power for driving the motor vehicle in the motor vehicle and transmit it to the road via the vehicle wheels.
  • motor vehicles are land vehicles which are moved by machine power without being tied to railroad tracks.
  • a motor vehicle can, for example, be selected from the group of passenger cars (cars), trucks (trucks), small motorcycles, light motor vehicles, motorcycles, motor buses (KOM) or tractors.
  • a hybrid electric vehicle also known as a Hybrid Electric Vehicle (HEV) is an electric vehicle that is driven by at least one electric motor and another energy converter and draws energy from its electrical storage unit (battery) as well as an additional fuel.
  • HEV Hybrid Electric Vehicle
  • An internal combustion engine also often referred to as an internal combustion engine, converts chemical energy into mechanical work.
  • an ignitable mixture of fuel and air is burned in the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the characteristic of the internal combustion engine is the "internal combustion", i.e. the generation of the combustion heat in the internal combustion engine.
  • the thermal expansion of the resulting hot gas is used to move pistons (rotors in Wankel engines).
  • the vehicle transmission is the transmission in the drive train of a motor vehicle that converts the engine speed to the drive speed.
  • An electric machine is, for example, an electric motor that converts electrical power into mechanical power.
  • current-carrying conductor coils in electric motors generate magnetic fields whose mutual forces of attraction and repulsion are converted into motion.
  • the electrical machine can also be a generator and convert mechanical power into electrical power.
  • a hydraulic fluid in particular oil
  • a hydraulic fluid can be pumped into a pressure chamber, whereby the pressure in the pressure chamber increases.
  • the increasing pressure in the pressure chamber can overcome the spring force of the spring element acting on the pressure pot outside the pressure chamber and axially displace the pressure pot.
  • the pressure pot can press against a pressure plate and frictionally press a friction lining between the pressure plate, which is axially displaced by the pressure pot, and a counter-plate that is fixed in the axial direction, in order to close the friction clutch and produce a torque flow via the friction clutch.
  • the friction clutch can in particular be designed as a multi-disk clutch, in which outer disks connected to an outer disk carrier in a rotationally fixed but axially displaceable, in particular designed as friction linings or steel plates, and inner disks rotationally connected to an inner disk carrier but axially displaceable, in particular designed as steel plates or friction linings, are provided alternately one behind the other , which can be frictionally pressed between the counter plate and the pressure plate in order to bring about a torque flow between the outer disk carrier and the inner disk carrier.
  • the torque generated in an internal combustion engine and / or an electrical machine can be introduced via the outer disc carrier and passed out via the inner disc carrier, in particular to a transmission input shaft of a motor vehicle transmission, or vice versa.
  • a clutch arrangement has the basic function of producing a releasable, non-positive connection between a clutch input shaft and a clutch output shaft for the transmission of a torque.
  • a multi-disc clutch has the function of producing a releasable, non-positive connection between a clutch input shaft and a clutch output shaft for the transmission of torque.
  • the alternately arranged inner and outer disks of the lamellar set can be brought into force-locking contact by axially shifting and compressing their respective friction linings through a coupling process, so that the inner and outer lamellae rotate synchronously around the common axis of rotation of the corresponding lamellar set.
  • the at least one friction clutch has one or more abrasion reservoirs for receiving abrasion.
  • debris can be reliably collected in the one or more abrasion reservoirs. This can prevent the abrasion from getting into the area of the electrical machine and damaging it, for example.
  • the one or more abrasion reservoirs can be arranged axially between two or more outer disks, for example. Axial here means along or parallel to the axis of rotation. It has been found that this is an advantageous arrangement for receiving and securing debris.
  • the one or more abrasion reservoirs are preferably arranged radially inward on an outer disk carrier of the friction clutch. It has been found that this is an advantageous arrangement for receiving and securing debris.
  • the one or more abrasion reservoirs are also preferably arranged so as to extend axially to the vehicle transmission side on an outer disk carrier of the friction clutch. It has been found that this is an advantageous arrangement for receiving and securing debris.
  • the arrangements of the one or more abrasion reservoirs can be present in addition to one another or only individually.
  • the at least one friction clutch has one or more outer channels in order to remove and / or ensure abrasion of the at least one friction clutch. It has been found that abrasion that has previously collected at undesired locations can be carried away through one or more outer channels and then ensured without the functionality of the friction clutch or the flybridge module being negatively affected.
  • the one or more outer channels preferably penetrate an outer disk carrier of the friction clutch essentially radially.
  • essentially radial means that the axis of extension of the outer channels is directed radially to the axis of rotation in such a way that abrasion can be carried away or ensured in the operating state of the friction clutch. Abrasion is therefore not kept blocked by centrifugal forces in a channel parallel to the axis of rotation.
  • An abrasion control system for protecting the electrical machine from abrasion is also preferably arranged radially on the outside of the one or more outer channels, at least partially axially between the one or more outer channels and the electrical machine. This enables protection of the electrical machine and a safe or reliable removal of abrasion after it has penetrated the one or more outer channels.
  • the abrasion control system is fixed to the transmission housing on the hybrid module, preferably on a bearing plate of the hybrid module, the preferred bearing plate having one or more bushings which are arranged such that abrasion can be removed and / or removed in an operating state of the friction clutch. or can be ensured through the one or more outer channels and then through the one or more passages. This enables protection of the electrical machine and safe or reliable removal of abrasion after it has penetrated the one or more outer channels, for example.
  • the hybrid module has a non-rotatable bearing plate which has one or more wear reservoirs for receiving wear.
  • This embodiment can, but does not have to, be combined with an abrasion control system and / or with one or more of the aforementioned external channels.
  • Such an arrangement of abrasion reservoirs reduces the risk that abrasion will collect elsewhere, for example on the electrical machine, and cause damage.
  • the at least one friction clutch has an inner disc carrier with one or more inner channels, wherein preferably the one or more inner channels penetrate the inner disc carrier essentially radially. It has been found that abrasion that has previously collected at undesired points radially on the inside of the inner disk carrier can be carried away through one or more inner channels and then ensured without the functionality of the friction clutch or the hybrid module being adversely affected.
  • the hybrid module has an axially acting paddle wheel geometry radially on the inside of the inner disk carrier. This increases the efficiency of removing abrasion.
  • the hybrid module has a radially acting paddle wheel geometry on the inside of the inner disk carrier. This increases the efficiency of removing abrasion.
  • the hybrid module has a hybrid module housing and preferably at least one damper unit, at least the at least one electrical machine, the at least one friction clutch, preferably designed as a multi-plate clutch, and preferably the at least one damper unit being arranged in the hybrid module housing , wherein the at least one damper unit is preferably arranged within the drive train between an internal combustion engine connection and the friction clutch.
  • the internal combustion engine connection of the hybrid module has the function of introducing the torque from the internal combustion engine into the hybrid module following in the drive train.
  • the internal combustion engine connection of the hybrid module can be designed, for example, as a shaft, hollow shaft, flange or hub.
  • the drive body is non-rotatably connected at its end facing the engine side to a damper unit for damping rotational irregularities of the internal combustion engine, the damper unit being rotatably connectable to an input shaft of the internal combustion engine.
  • the damper unit can be attached to the input shaft of the internal combustion engine, which is designed as a crankshaft.
  • the damper unit can particularly preferably be a dual-mass flywheel.
  • the primary mass and the energy storage element in particular designed as an arc spring, are limited to the primary mass rotatably coupled secondary mass can form a mass-spring system that can dampen rotational irregularities in the speed and in the torque of the drive power generated by a motor vehicle engine in a certain frequency range.
  • the mass moment of inertia of the primary mass and / or the secondary mass and the spring characteristic of the energy storage element can be selected in such a way that vibrations in the frequency range of the dominant engine orders of the motor vehicle engine can be dampened.
  • the mass moment of inertia of the primary mass and / or the secondary mass can in particular be influenced by an attached additional mass.
  • the primary mass can have a disk to which a cover can be connected, as a result of which a substantially ring-shaped receiving space for the energy storage element can be delimited.
  • the primary mass can, for example, tangentially strike the energy storage element via impressions protruding into the receiving space.
  • An output flange of the secondary mass can protrude into the receiving space, which flange can tangentially strike the opposite end of the energy storage element. If the torsional vibration damper is part of a dual mass flywheel, the primary mass can have a flywheel that can be coupled to a drive shaft of a motor vehicle engine.
  • the primary mass can form a pulley on whose radially outer surface the traction device, in particular a V-belt, can act to transmit torque.
  • the torsional vibration damper is used as a disc damper, in particular a clutch disc of a friction clutch, the primary mass can be coupled to a disc area bearing friction linings, while the secondary mass can be coupled to a transmission input shaft of a motor vehicle transmission.
  • damper units have the task of dampening vibrations between the engine and the transmission. Internal combustion engines in particular do not output a constant torque.
  • the constantly changing angular speeds of the crankshaft generate vibrations that can be transmitted to the vehicle transmission via the clutch system and the transmission input shaft.
  • these vibrations can be undesirable Cause rattling noises.
  • Torsional vibration dampers are designed to reduce these vibrations between the engine and transmission.
  • centrifugal pendulum with at least one pendulum mass is preferably also provided for the clutch arrangement.
  • the at least one pendulum mass of the centrifugal pendulum strives to assume a position as far away as possible from the center of rotation.
  • the “zero position” is the position furthest radially from the center of rotation, which the pendulum mass can assume in the radially outer position.
  • the pendulum mass With a constant drive speed and constant drive torque, the pendulum mass will assume this radially outer position. In the event of speed fluctuations, the pendulum mass deflects due to its inertia along its pendulum path. The pendulum mass can thereby be shifted towards the center of rotation.
  • the centrifugal force acting on the pendulum mass is divided into a tangential component and a further component normal to the pendulum path.
  • the tangential force component provides the restoring force that wants to bring the pendulum mass back into its "zero position", while the normal force component acts on a force introduction element that initiates the speed fluctuations, in particular a flywheel connected to the drive shaft of the motor vehicle engine, and generates a counter-torque there that counteracts the speed fluctuation counteracts and dampens the speed fluctuations initiated.
  • the pendulum mass can therefore have swung out to the maximum and assume the position that is furthest in the radial direction.
  • the tracks provided in the carrier flange and / or in the pendulum mass have suitable curvatures for this purpose, in which a coupling element designed in particular as a roller can be guided.
  • At least two rollers are preferably provided, each of which is guided on a track of the carrier flange and a pendulum track of the pendulum mass.
  • more than one pendulum mass is provided.
  • several pendulum masses are distributed evenly in the circumferential direction on the carrier flange.
  • the inertial mass of the pendulum mass and / or the relative movement of the pendulum mass to the carrier flange is designed in particular to dampen a certain frequency range of rotational irregularities, in particular an engine order of the motor vehicle engine.
  • more than one pendulum mass and / or more than one carrier flange is provided.
  • two pendulum masses connected to one another via bolts or rivets designed in particular as spacer bolts are provided, between which the carrier flange is positioned in the axial direction of the torsional vibration damper.
  • two flange parts of the support flange, in particular connected to one another in a substantially Y-shape, can be provided, between which the pendulum mass is positioned.
  • the friction clutch is designed as a multi-disk clutch with outer disks and with inner disks, one or more outer disks being designed as steel disks and / or one or more inner disks as facing disks. Abrasion caused by this lamella arrangement can be reliably removed or secured.
  • the friction clutch is designed as a multi-disk clutch with outer disks and with inner disks, one or more inner disks being designed as steel disks and / or outer disks one or more as facing disks. Abrasion caused by this lamella arrangement can be reliably removed or secured.
  • the invention further relates to a friction clutch, in particular a multi-plate clutch, for a hybrid module, in particular for a drive train of a motor vehicle, the hybrid module being able to be arranged as a P2 hybrid module within the drive train between an internal combustion engine side facing an internal combustion engine and a vehicle transmission side of the motor vehicle facing a vehicle transmission , with the features of the hybrid module according to at least one of the preceding features, characterized by the features of the multi-plate clutch according to at least one of the preceding features.
  • a friction clutch in particular a multi-plate clutch
  • a basic embodiment of a dry friction clutch 16 is shown as an example.
  • the dry friction clutch 10 is designed as a dry multi-disk clutch and includes, among other things, a plurality of outer disks 16a, which are designed as steel disks, for example, and a corresponding plurality of inner disks 16b, which are designed, for example, as facing disks.
  • the multi-disc clutch has an axial axis, corresponding to an axis of rotation D of the friction clutch 16, and a radial axis that extends transversely to the axis of rotation D.
  • the outer disks 16a are suspended on the outside in the radial direction and are displaceable in the axial direction.
  • the inner plates 16b are in mounted in the radial direction inside and displaceable in the axial direction. By shifting the inner disks 16b and the outer disks 16a relative to one another in the axial direction, inner disks 16b and outer disks 16a that are adjacent in the axial direction can be brought into frictional engagement with one another, so that torque can be transmitted from the inner disks 16b to the outer disks 16a and vice versa.
  • the multi-disc clutch also has a driver ring as an inner disc carrier 34 on which the inner discs 16b are suspended in a torque-transmitting manner.
  • the outer lamellae 16a are suspended from a rotor pot as an outer lamella carrier 24.
  • torque can be transmitted between the driver ring via the inner discs 16b and the outer discs 16a to the rotor pot and vice versa, depending on whether the operation is pulling or pushing.
  • the arrangement of steel and lining plates can in principle take place in both directions, i.e. inside and outside.
  • a separate toothed ring can also be attached to both types of lamella. Only one embodiment with an internal friction plate with a toothed ring in combination with an external steel plate without an additional toothed ring is disclosed here as an example.
  • the moment introduced by the rotor via the outer disk carrier 24 is introduced into the steel disk via an annular carrier plate.
  • This carrier plate has a toothing on the outer diameter, which is in contact with the outer disk carrier 24.
  • the carrier plate contains spring elements that allow an axial path between the steel plate and the outer plate carrier. Since the stiffness of the spring elements should be kept as low as possible, no relative movement / sliding friction occurs in the toothing even with a small moment.
  • the lining plate transfers the torque from the steel plate to the inner plate carrier 34. This takes place between the friction lining and the inner plate carrier also via an annular carrier plate. Depending on the surface pressure, the Toothing can either be integrated directly in the carrier plate or, in the case of high coupling torques, in an additional toothed ring. This is then riveted to the carrier plate.
  • the inner carrier plate also contains spring elements which allow an axial path between the facing disc and the inner disc carrier 34. The functional principle is the same on the outside.
  • the friction clutch 16 is provided in particular for a flybridge module 10.
  • the basic idea of the hybrid module 10 is the abrasion management from the friction clutch 16.
  • a hybrid module 10 is provided, in particular for a drive train of a motor vehicle, the hybrid module 10 as a P2 hybrid module within the drive train between an internal combustion engine side B facing an internal combustion engine and an internal combustion engine side a vehicle transmission 12 directed vehicle transmission side F of the motor vehicle can be arranged, comprising: at least one electrical machine 14; at least one dry friction clutch 16 with an axis of rotation D, wherein the friction clutch 16 is preferably in each case a dry multi-plate clutch; an input shaft 18 which can be coupled to the internal combustion engine of the motor vehicle; an output shaft 20 which can be coupled to the vehicle transmission 12 of the motor vehicle; the at least one electric machine 14 and the at least one friction clutch 16 interacting in such a way that the electric machine 14 can be coupled into the drive train of the motor vehicle and / or decoupled from the drive train of the motor vehicle by means of the friction coupling
  • FIGS. 1 to 7 The removal or securing of existing abrasion in the dry friction clutch 16 can take place in different ways, as shown in FIGS.
  • the exemplary embodiments in FIGS. 1 to 7 are preferred exemplary embodiments that are independent of one another.
  • the friction clutch 16 are purely exemplary and not limiting in all of them Embodiments shown as a multi-plate clutch and the electric machine 14 as an electric motor.
  • any abrasion that occurs is held within the immediate clutch area, in the present example in the form of a multi-plate clutch, namely in abrasion reservoirs 22 as the reservoir area.
  • the abrasion Under centrifugal force, the abrasion is deposited in the best possible radial position within the clutch area encapsulated radially outward and remains there.
  • the lateral boundaries, or axial boundaries, of the coupling area protrude sufficiently far inward in the radial direction to prevent the abrasion from escaping laterally.
  • Sufficient free areas outside the immediate functional areas, for example the leaf spring working area are present within the clutch area in order to store the entire wear and tear that occurs over the service life without interference, namely in the reservoir area.
  • the at least one friction clutch 16 has one or more abrasion reservoirs 22 for receiving abrasion, between several outer disks 16a, the several abrasion reservoirs 22 being arranged radially inward on an outer disk carrier 24 of the friction clutch 16.
  • the radially outer delimitation of the immediate coupling area is not completely encapsulated, but is provided with outer channels 26 leading radially outward.
  • an abrasion control system 28 designed as a guide plate, to protect the electric motor from abrasion. This can be fixed to the gearbox or designed to rotate with the rotor of the electric motor. The abrasion leaves the immediate clutch area radially outward under centrifugal force and remains on the left, with reference to FIG. 2, that is, on the side facing away from the transmission, of the guide plate.
  • the friction clutch 16 has one or more outer channels 26 in order to carry away and / or ensure abrasion of the friction clutch 16.
  • the one or more outer channels 26 penetrate an outer disk carrier 24 of the friction clutch 16 essentially radially.
  • an abrasion control system 28 for protecting the electrical machine 14 from abrasion is preferably arranged radially on the outside of the one or more outer channels 26, at least partially axially between the one or more outer channels 26 and the electrical machine 14.
  • an abrasion control system 28 designed as a guide plate, is fixed to the transmission housing so that the abrasion under the influence of the centrifugal force acting on it in the direction of bushings 32 in one trained as a partition bearing debt 30 is directed.
  • the abrasion passes through the feedthroughs 32 into the radially outer area on the side of the partition wall facing away from the transmission and remains there. In particular, it is thus provided according to FIG.
  • the friction clutch 16 has one or more outer channels 26 in order to dissipate and / or ensure abrasion of the at least one friction clutch 16, wherein preferably the one or more outer channels 26 essentially constitute an outer disk carrier 24 of the friction clutch 16 penetrate radially, with an abrasion control system 28 for protecting the electrical machine 14 from abrasion being arranged at least partially axially between the one or more outer channels 26 and the electrical machine 14, preferably radially outside of the one or more outer channels 26. Furthermore, it is provided according to FIG.
  • the wear control system 28 is arranged fixed to the transmission housing on the hybrid module 10, preferably on a bearing plate 30 of the hybrid module 10, the bearing plate 30 having one or more bushings 32 which are arranged in such a way that abrasion in an operating state of the The friction clutch 16 can be removed and / or secured through the one or more outer channels 26 and then through the one or more passages 32.
  • the at least one friction clutch 16 has one or more abrasion reservoirs 22 for receiving abrasion, between several outer disks 16a, the several abrasion reservoirs 22 being arranged radially inward on an outer disk carrier 24 of the friction clutch 16.
  • the one or more abrasion reservoirs 22 are arranged, extending axially towards the vehicle transmission side F, on an outer disk carrier 24 of the friction clutch 16. It is shown that the outer disk carrier 24 can be designed differently for this purpose than in FIG. 1 in order to form a larger reservoir.
  • the partition is provided with trap-shaped, that is to say laterally and radially outwardly sufficiently closed, areas in which the abrasion can collect permanently.
  • the friction clutch 16 has one or more outer channels 26 in order to carry away and / or ensure abrasion of the at least one friction clutch 16.
  • the one or more outer channels 26 preferably penetrate an outer disk carrier 24 of the friction clutch 16 essentially radially.
  • an abrasion control system 28 for protecting the electrical machine 14 from abrasion is optionally arranged radially on the outside of the one or more outer channels 26, at least partially axially between the one or more outer channels 26 and the electrical machine 14.
  • the hybrid module 10 has a non-rotatable bearing plate 30, which has one or more wear reservoirs 22 for receiving wear.
  • the centrifugal force radially outward promotion of the abrasion is supported by internal, axially acting paddle wheel geometries 38, here in the inner disk carrier 34.
  • the inner disk carrier 34 is provided with inner channels 36 in the predominantly cylindrical area.
  • the friction clutch 16 has one or more outer channels 26 in order to carry away and / or ensure abrasion of the friction clutch 16, wherein preferably the one or more outer channels 26 penetrate an outer disk carrier 24 of the friction clutch 16 essentially radially.
  • the hybrid module 10 has a non-rotatable bearing plate 30, which has one or more wear reservoirs 22 for receiving wear.
  • the at least one friction clutch 16 has an inner disk carrier 34 with one or more inner channels 36, with the one or more inner channels 26 preferably penetrating the inner disk carrier 34 essentially radially. It is also optionally provided that the hybrid module 10 has an axially acting paddle wheel geometry 38 radially on the inside of the inner disk carrier 34.
  • the centrifugal force radially outward promotion of abrasion is supported by internal, radially acting paddle wheel geometries, in this case in the internal cylindrical area of the inner disk carrier.
  • the friction clutch 16 has one or more outer channels 26 in order to dissipate and / or ensure abrasion of the friction clutch 16, the one or more outer channels 26 preferably penetrating an outer disk carrier 24 of the friction clutch 16 essentially radially .
  • the hybrid module 10 has a non-rotatable bearing plate 30, which has one or more wear reservoirs 22 for receiving wear.
  • the at least one friction clutch 16 has an inner disk carrier 34 with one or more inner channels 36, with the one or more inner channels 26 preferably penetrating the inner disk carrier 34 essentially radially. It is likewise optionally provided that the hybrid module 10 has a radially acting impeller geometry 38 radially on the inside of the inner disk carrier 34.
  • a radially outer clutch bell 44 is also shown in FIG. 7.
  • This clutch bell 44 can be part of the end shield 30 or be arranged in some other way on the hybrid module 10.
  • the clutch bell 44 is not limited to the embodiment of FIG. 7, but forms a separate preferred feature.
  • the clutch bell 44 can also be used in other embodiments, for example according to FIGS. 1 to 6 can be used.
  • the clutch bell 44 preferably forms an abrasion reservoir 22.
  • the hybrid module 10 has a hybrid module housing and preferably at least one damper unit 40, with at least the at least one electrical machine 14, the at least one friction clutch 16, preferably as a multi-plate clutch, and preferably the at least one damper unit 40 in the hybrid module housing are arranged, wherein the at least one damper unit 40 is preferably arranged within the drive train between an internal combustion engine connection 42 and the friction clutch 16.
  • the invention is intended for use with dry friction clutches 16 or separating clutches, especially K0 modules in P2 arrangements.
  • the strategies shown can, however, be transferred directly to other applications, preferably with hybridized drive trains. Particular mention should be made of triple couplings and K1 modules for dedicated hybrid transmissions.
  • an internal combustion engine is connected via a crankshaft to the friction clutch 16 designed as a multi-plate clutch, which is designed as a K0 or disconnect clutch for separating and connecting the internal combustion engine from the hybrid drive train.
  • the multi-plate clutch is designed concentrically with an electrical machine 14. Torque can be transmitted to the wheels of the motor vehicle via an output shaft 20.
  • the output shaft 20 can be connected to the multi-disk clutch and the electrical machine 14.
  • the multi-disc clutch is integrated in particular in a rotor of the electrical machine 14.
  • the electric machine 14 is preferably an electric motor and / or an electric generator.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul (10), insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei das Hybridmodul (10) als P2-Hybridmodul innerhalb des Antriebsstrangs zwischen einer zu einer Brennkraftmaschine gerichteten Brennkraftmaschinenseite (B) und einer zu einem Fahrzeuggetriebe (12) gerichteten Fahrzeuggetriebeseite (F) des Kraftfahrzeugs anordenbar ist, aufweisend: mindestens eine elektrische Maschine (14); mindestens eine trockene Reibungskupplung (16) mit einer Drehachse (D), wobei die Reibungskupplung (16) bevorzugt jeweilig eine trockene Lamellenkupplung ist; eine Eingangswelle (18), die mit der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs koppelbar ist; eine Ausgangswelle (20), die mit dem Fahrzeuggetriebe (12) des Kraftfahrzeugs koppelbar ist; wobei die mindestens eine elektrische Maschine (14) und die mindestens eine Reibungskupplung (16) derart Zusammenwirken, dass die elektrische Maschine (14) mittels der Reibungskupplung (16) in den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs einkuppelbar und/oder von dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs abkuppelbar ist, wobei die mindestens eine Reibungskupplung (16) ausgebildet ist, um Abrieb der mindestens einen Reibungskupplung (16) abzuführen und/oder sicherzustellen. Dies verbessert die Verteilung beziehungsweise Ableitung von Abtrieb bei Reibungskupplungen (16), und insbesondere bei Trennkupplungen in trockener Bauform.

Description

Hybridmodul mit Abriebmanaqement für eine trockene Reibungskupplung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine trockene Lamellenkupplung, insbesondere für einen hybriden Antriebsstrang, sowie einen hybriden Antriebsstrang mit einer trockenen Lamellenkupplung zum An- und Abkoppeln einer Brennkraftmaschine und/oder mit einer in den Rotor einer elektrischen Maschine, wie eines Elektromotors oder eines Generators, integrierten trockenen Lamellenkupplung.
Für den wachsenden Markt von Hybridtriebsträngen, besonders in P2-Anordnung, besteht ein steigender Bedarf an Trennkupplungen. Hier bieten sich in vielen Fällen trockenlaufende Trennkupplungen an, die sich besonders durch kleine Schleppmomente und die damit verbundenen geringen Verlustleistungen im System auszeichnen. Bei diesen trockenlaufenden Trennkupplungen handelt es sich üblicherweise um trockene Lamellenkupplungen, d. h. in der Regel Mehrscheibenkupplungen, in denen die Lamellen in axialer Richtung frei beweglich gelagert sind. Beim Öffnen und Schließen der Kupplung werden sie innerhalb einer passenden Außen- oder Innenverzahnung axial verschoben.
Ein Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges umfasst eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, und ermöglicht - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfügbarkeit gerade bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch die Brennkraftmaschine und den Elektromotor anzutreiben. Der Elektromotor von Hybridfahrzeugen ersetzt dabei meist den früher üblichen Starter für die Brennkraftmaschine und die Lichtmaschine, um eine Gewichtszunahme des Hybridfahrzeuges gegenüber Fahrzeugen mit üblichen Antriebssträngen zu reduzieren.
Wie aus der EP 0773 127 A1 , DE 100 18926 A1 und US 2007/0175726 A1 bekannt ist, kann zwischen Brennkraftmaschine und Elektromotor eine erste Kupplungsanordnung angeordnet sein, um die Brennkraftmaschine von dem Elektromotor und dem restlichen Antriebsstrang des Hybridfahrzeuges abzutrennen. Bei rein elektrischer Fahrt wird dann die erste Kupplungsanordnung geöffnet und die Brennkraftmaschine abgeschaltet, so dass das Abtriebsmoment des Hybridfahrzeuges alleine von dem Elektromotor aufgebracht wird.
Es besteht ein anhaltendes Bedürfnis danach, Hybridmodule mit optimierten, kompakten Bauräumen zur Verfügung zu stellen. Für den wachsenden Markt von Hybridtriebsträngen, besonders in P2-Anordnung, besteht weiterhin ein steigender Bedarf an trockenlaufenden Trennkupplungen, die sich besonders durch kleine Schleppmomente und die damit verbundenen geringen Verlustleistungen im System auszeichnen.
Bei Kupplungsanordnungen, und insbesondere bei Trennkupplungen in trockener Bauform, besteht ein Bedürfnis, entstehenden Abrieb, bestehend beispielsweise aus Belagmaterial von Belaglamellen und gegebenenfalls darin enthaltene metallische Bestandteile, sowie aus Guss- und/oder Stahlpartikeln der beteiligten thermischen Massen daran zu hindern, in einen sensiblen Bereich, beispielsweise in den Bereich eines Elektromotors, oder in andere funktionale Bereiche eines beispielhaften Hybridantriebstranges zu gelangen.
Die Aufgabe der Erfindung ist somit, die Verteilung beziehungsweise Ableitung von Abtrieb bei Reibungskupplungen, und insbesondere bei Trennkupplungen in trockener Bauform, zu verbessern.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Hybridmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Lamellenkupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Die Erfindung betrifft somit ein Hybridmodul, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei das Hybridmodul als P2-Hybridmodul innerhalb des Antriebsstrangs zwischen einer zu einer Brennkraftmaschine gerichteten Brennkraftmaschinenseite und einer zu einem Fahrzeuggetriebe gerichteten Fahrzeuggetriebeseite des Kraftfahrzeugs anordenbar ist, aufweisend: mindestens eine elektrische Maschine; mindestens eine trockene Reibungskupplung mit einer Drehachse, wobei die Reibungskupplung bevorzugt jeweilig eine trockene Lamellenkupplung ist; eine Eingangswelle, die mit der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs koppelbar ist; eine Ausgangswelle, die mit dem Fahrzeuggetriebe des Kraftfahrzeugs koppelbar ist; wobei die mindestens eine elektrische Maschine und die mindestens eine Reibungskupplung derart Zusammenwirken, dass die elektrische Maschine mittels der Reibungskupplung in den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs einkuppelbar und/oder von dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs abkuppelbar ist, wobei die mindestens eine Reibungskupplung ausgebildet ist, um Abrieb der mindestens einen Reibungskupplung abzuführen und/oder sicherzustellen.
Die Erfindung sieht somit vor, dass beim Betrieb der Reibungskupplung durch Reibung zwischen Reibmitteln, insbesondere zwischen Lamellen, entstehender Abrieb aus der Reibungskupplung abgeführt beziehungsweise sichergestellt wird. Da es sich um eine trockene Reibungskupplung handelt, können hierzu insbesondere Fliehkräfte und/oder Gewichtskräfte beziehungsweise Schwerkraft zum Abführen des Abriebs genutzt werden.
Dass die mindestens eine Reibungskupplung ausgebildet ist, um Abrieb der mindestens einen Reibungskupplung abzuführen bedeutet in anderen Worten, dass die Reibungskupplung eine Abriebmanagementeinrichtung aufweist. Dabei kann die Reibungskupplung bevorzugt eine Lamellenkupplung sein, insbesondere für einen hybriden Antriebsstrang.
Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten
Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Ein Hybridmodul kann je nach Eingriffspunkt in die folgenden Kategorien P0-P4 eingeteilt werden, mit PO: über einen Riemen zur Brennkraftmaschine, P1: direkt hinter der Brennkraftmaschine, P2: hinter der Kupplungsanordnung, aber vor dem Fahrzeuggetriebe, P3: ins Fahrzeuggetriebe und P4 am Fahrzeugrad, ggf. auf einer anderen Achse, oder als Radnabenmotor. Ein P2-Flybridmodul ist innerhalb des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs zwischen der Brennkraftmaschine und dem Fahrzeuggetriebe angeordnet. Beim rein elektrischen Fahren, wird beispielsweise die Brennkraftmaschine durch eine entsprechende Kupplungsanordnung ausgekuppelt. Das erfindungsgemäße Flybridmodul ist als P2-Hybridmodul ausgestaltet.
Im Sinne dieser Anmeldung werden unter dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges alle Komponenten verstanden, die im Kraftfahrzeug die Leistung für den Antrieb des Kraftfahrzeugs generieren und über die Fahrzeugräder bis auf die Straße übertragen.
Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.
Ein Hybridelektrokraftfahrzeug, auch als Hybrid Electric Vehicle (HEV) bezeichnet, ist ein Elektrofahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor sowie einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und Energie sowohl aus seinem elektrischen Speicher (Akku) als auch einem zusätzlich mitgeführten Kraftstoff bezieht.
Eine Brennkraftmaschine, auch häufig als Verbrennungsmotor bezeichnet, wandelt chemische Energie in mechanische Arbeit um. Dazu wird im Brennraum der Brennkraftmaschine ein zündfähiges Gemisch aus Kraftstoff und Luft verbrannt. Kennzeichen der Brennkraftmaschinen ist die „innere Verbrennung“, also die Erzeugung der Verbrennungswärme in der Verbrennungskraftmaschine. Die Wärmeausdehnung des so entstehenden Heißgases wird genutzt, um Kolben (beim Wankelmotor Läufer) zu bewegen.
Das Fahrzeuggetriebe ist das Getriebe im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, das die Motordrehzahl auf die Antriebsdrehzahl übersetzt. Eine elektrische Maschine ist beispielsweise ein Elektromotor, der elektrische Leistung in mechanische Leistung umwandelt. In der Regel erzeugen stromdurchflossene Leiterspulen in Elektromotoren Magnetfelder, deren gegenseitige Anziehungs- und Abstoßungskräfte in Bewegung umgesetzt werden. Auch kann die elektrische Maschine ein Generator sein und mechanische Leistung in elektrische Leistung umwandeln.
Zur Betätigung der als Reibungskupplung ausgebildeten Kupplungsanordnung, insbesondere zum Schließen der Reibungskupplung, kann ein hydraulisches Fluid, insbesondere Öl, in eine Druckkammer gepumpt werden, wodurch sich der Druck in der Druckkammer erhöht. Der ansteigende Druck in der Druckkammer kann die Federkraft des außerhalb der Druckkammer an dem Drucktopf angreifenden Federelements überwinden und den Drucktopf axial verlagern. Der Drucktopf kann dadurch gegen eine Anpressplatte drücken und einen Reibbelag zwischen der von dem Drucktopf axial verlagerten Anpressplatte und einer in axialer Richtung feststehenden Gegenplatte reibschlüssig verpressen, um die Reibungskupplung zu schließen und einen Drehmomentfluss über die Reibungskupplung herzustellen. Die Reibungskupplung kann insbesondere als Lamellenkupplung ausgestaltet sein, bei der mit einem Außenlamellenträger drehfest verbundene aber axial verlagerbare, insbesondere als Reibbeläge oder Stahlplatten ausgestaltete, Außenlamellen und mit einem Innenlamellenträger drehfest verbundene aber axial verlagerbare, insbesondere als Stahlplatten oder Reibbeläge ausgestaltete, Innenlamellen alternierend hintereinander vorgesehen sind, die zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte reibschlüssig verpresst werden können, um einen Drehmomentfluss zwischen dem Außenlamellenträger und dem Innenlamellenträger herbeizuführen. Im Zugbetrieb kann das in einer Brennkraftmaschine und/oder einer elektrischen Maschine erzeugte Drehmoment über den Außenlamellenträger eingeleitet und über den Innenlamellenträger, insbesondere an eine Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, ausgeleitet werden oder umgekehrt. Wenn der Druck in der Druckkammer reduziert wird, kann die Federkraft des Federelements den Drucktopf zurück in seine, insbesondere der geöffneten Stellung der Reibungskupplung entsprechenden, axialen Ausgangsstellung zurück verlagert werden, wobei das in der Druckkammer zuvor hineingepumpte hydraulische Fluid zu einem Ausgang verdrängt werden kann. Die Kupplungsbetätigung kann grundsätzlich auch über Kolbenausrücksysteme erfolgen. Eine Kupplungsanordnung hat die grundsätzliche Funktion, eine lösbare, kraftschlüssige Verbindung zwischen einer Kupplungseingangswelle und einer Kupplungsausgangswelle zur Übertragung eines Drehmoments herzustellen.
Eine Lamellenkupplung hat die Funktion, eine lösbare, kraftschlüssige Verbindung zwischen einer Kupplungseingangswelle und einer Kupplungsausgangswelle zur Übertragung eines Drehmoments herzustellen.
Die abwechselnd zueinander angeordneten Innenlamellen und Außenlamellen des Lammellenpakets können hierzu über ein axiales Verschieben und Zusammenpressen über ihre jeweiligen Reibbeläge durch einen Einkupplungsvorgang in einen kraftschlüssigen Kontakt gebracht werden, so dass sich die Innenlamellen und Außenlamellen synchron um die gemeinsame Drehachse des entsprechenden Lamellenpakets drehen.
Werden die Innenlamellen und Außenlamellen hingegen durch einen Auskupplungsvorgang axial voneinander weggeschoben, so besteht kein kraftschlüssiger Kontakt mehr zwischen den Innenlamellen und den Außenlamellen so dass sich diese frei gegeneinander drehen können und folglich kein Drehmoment zwischen den Innenlamellen und den Außenlamellen übertragen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Reibungskupplung einen oder mehrere Abriebreservoirs zur Aufnahme von Abrieb aufweist. Somit kann Abrieb in zuverlässiger Weise in dem einen oder in den mehreren Abriebreservoirs gesammelt werden. So kann verhindert werden, dass der Abrieb beispielsweise in den Bereich der elektrischen Maschine gelangt und diese beschädigt.
Der eine oder die mehreren Abriebreservoirs können beispielsweise axial zwischen zwei oder mehreren Außenlamellen angeordnet sein. Axial bedeutet hierbei entlang beziehungsweise parallel zur Drehachse. Es hat sich herausgestellt, dass dies eine vorteilhafte Anordnung zum Aufnehmen und sicherstellen von Abrieb ist. Vorzugsweise sind der eine oder die mehreren Abriebreservoirs radial innen an einem Außenlamellenträger der Reibungskupplung angeordnet sind. Es hat sich herausgestellt, dass dies eine vorteilhafte Anordnung zum Aufnehmen und sicherstellen von Abrieb ist.
Auch vorzugsweise sind der eine oder die mehreren Abriebreservoirs axial erstreckend zur Fahrzeuggetriebeseite an einem Außenlamellenträger der Reibungskupplung angeordnet. Es hat sich herausgestellt, dass dies eine vorteilhafte Anordnung zum Aufnehmen und sicherstellen von Abrieb ist.
Die Anordnungen des einen oder der mehreren Abriebreservoirs können einander ergänzend oder auch nur vereinzelt vorhanden sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Reibungskupplung einen oder mehrere Außenkanäle aufweist, um Abrieb der mindestens einen Reibungskupplung abzuführen und/oder sicherzustellen. Es hat sich herausgestellt, dass Abrieb, der sich zuvor an ungewünschten Stellen gesammelt hat, durch einen oder mehrere Außenkanäle abgeführt und anschließend sichergestellt werden kann, ohne dass die Funktionalität der Reibungskupplung beziehungsweise des Flybridmoduls hiervon negativ betroffen ist.
Vorzugsweise durchdringen der eine oder die mehreren Außenkanäle einen Außenlamellenträger der Reibungskupplung im Wesentlichen radial. Im Wesentlichen radial bedeutet hierbei, dass die Flaupterstreckungsachse der Außenkanäle derart radial zur Drehachse gerichtet ist, dass Abrieb im Betriebszustand der Reibungskupplung abgeführt beziehungsweise sichergestellt werden kann. Abrieb wird somit beispielsweise nicht durch Fliehkräfte in einem Kanal parallel zur Drehachse blockiert gehalten.
Auch vorzugsweise ist radial außen zu dem einen oder den mehreren Außenkanälen zumindest teilweise axial zwischen dem einen oder den mehreren Außenkanälen und der elektrischen Maschine ein Abriebleitsystem zum Schutz der elektrischen Maschine vor Abrieb angeordnet. Dies ermöglicht einen Schutz der elektrischen Maschine und ein sicheres beziehungsweise zuverlässiges Abführen von Abrieb nachdem diese den einen oder die mehreren Außenkanäle durchdrungen haben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Abriebleitsystem getriebegehäusefest am Hybridmodul angeordnet ist, vorzugsweise an einem Lagerschild des Hybridmoduls, wobei der bevorzugte Lagerschild eine oder mehrere Durchführungen aufweist, die derart angeordnet sind, dass Abrieb in einem Betriebszustand der Reibungskupplung abführbar und/oder sicherstellbar ist durch den einen oder die mehreren Außenkanäle und anschließend durch die eine oder die mehreren Durchführungen. Dies ermöglicht einen Schutz der elektrischen Maschine und ein sicheres beziehungsweise zuverlässiges Abführen von Abrieb nachdem diese beispielsweise den einen oder die mehreren Außenkanäle durchdrungen haben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Hybridmodul einen drehfesten Lagerschild aufweist, der einen oder mehrere Abriebreservoirs zur Aufnahme von Abrieb aufweist. Diese Ausführungsform kann, muss jedoch nicht mit einem Abriebleitsystem und/oder mit einem oder mehreren vorgenannten Außenkanälen kombiniert werden. Eine solche Anordnung von Abriebreservoirs reduziert das Risiko, dass sich Abrieb an anderer Stelle, beispielsweise an der elektrischen Maschine, sammelt und Schaden anrichtet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Reibungskupplung einen Innenlamellenträger mit einem oder mehreren Innenkanälen aufweist, wobei vorzugsweise der eine oder die mehreren Innenkanäle den Innenlamellenträger im Wesentlichen radial durchdringen. Es hat sich herausgestellt, dass Abrieb, der sich zuvor an ungewünschten Stellen radial innen zum Innenlamellenträger gesammelt hat, durch einen oder mehrere Innenkanäle abgeführt und anschließend sichergestellt werden kann, ohne dass die Funktionalität der Reibungskupplung beziehungsweise des Hybridmoduls hiervon negativ betroffen ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Hybridmodul radial innen zum Innenlamellenträger eine axial wirkende Schaufelradgeometrie aufweist. Hierdurch erhöht sich die Effizienz eines Abführens von Abrieb.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Hybridmodul radial innen zum Innenlamellenträger eine radial wirkende Schaufelradgeometrie aufweist. Hierdurch erhöht sich die Effizienz eines Abführens von Abrieb.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Hybridmodul ein Hybridmodulgehäuse und vorzugsweise mindestens eine Dämpfereinheit aufweist, wobei in dem Hybridmodulgehäuse zumindest die mindestens eine elektrische Maschine, die mindestens eine, vorzugsweise als Lamellenkupplung ausgebildete, Reibungskupplung und vorzugsweise die mindestens eine Dämpfereinheit angeordnet sind, wobei bevorzugt die mindestens eine Dämpfereinheit innerhalb des Antriebsstrangs zwischen einer Brennkraftmaschinenanbindung und der Reibungskupplung angeordnet ist. Dies ermöglicht ein ruhig laufendes Hybridmodul, dessen Funktionalität durch Abrieb nicht reduziert ist.
Die Brennkraftmaschinenanbindung des Hybridmoduls hat die Funktion, das von der Brennkraftmaschine abgehende Drehmoment in das im Antriebsstrang nachfolgende Hybridmodul einzuleiten. Die Brennkraftmaschinenanbindung des Hybridmoduls kann beispielsweise als Welle, Hohlwelle, Flansch oder Nabe ausgebildet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Antriebskörper an seinem zur Motorseite weisenden Ende drehfest verbunden ist mit einer Dämpfereinheit zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten des Verbrennungskraftmotors, wobei die Dämpfereinheit drehfest verbindbar ist mit einer Eingangswelle des Verbrennungskraftmotors. Die Dämpfereinheit kann an der als Kurbellwelle ausgebildeten Eingangswelle des Verbrennungskraftmotors befestigt sein. Besonders bevorzugt kann die Dämpfereinheit ein Zweimassenschwungrad sein. Dies bedeutet technisch, dass die Primärmasse und die über das insbesondere als Bogenfeder ausgestaltete Energiespeicherelement an die Primärmasse begrenzt verdrehbar angekoppelte Sekundärmasse ein Masse-Feder-System ausbilden können, das in einem bestimmten Frequenzbereich Drehungleichförmigkeiten in der Drehzahl und in dem Drehmoment der von einem Kraftfahrzeugmotor erzeugten Antriebsleistung dämpfen kann. Hierbei kann das Massenträgheitsmoment der Primärmasse und/oder der Sekundärmasse sowie die Federkennlinie des Energiespeicherelements derart ausgewählt sein, dass Schwingungen im Frequenzbereich der dominierenden Motorordnungen des Kraftfahrzeugmotors gedämpft werden können. Das Massenträgheitsmoment der Primärmasse und/oder der Sekundärmasse kann insbesondere durch eine angebrachte Zusatzmasse beeinflusst werden. Die Primärmasse kann eine Scheibe aufweisen, mit welcher ein Deckel verbunden sein kann, wodurch ein im Wesentlichen ringförmiger Aufnahmeraum für das Energiespeicherelement begrenzt sein kann. Die Primärmasse kann beispielsweise über in den Aufnahmeraum hinein abstehende Einprägungen tangential an dem Energiespeicherelement anschlagen. In den Aufnahmeraum kann ein Ausgangsflansch der Sekundärmasse hineinragen, der an dem gegenüberliegenden Ende des Energiespeicherelements tangential anschlagen kann. Wenn der Drehschwingungsdämpfer Teil eines Zweimassenschwungrads ist, kann die Primärmasse eine mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors koppelbare Schwungscheibe aufweisen. Wenn der Drehschwingungsdämpfer als Riemenscheibenentkoppler Teil einer Riemenscheibenanordnung zum Antrieb von Nebenaggregaten eines Kraftfahrzeugs mit H ilfe eines Zugmittels ist, kann die Primärmasse eine Riemenscheibe ausbilden, an deren radial äußeren Mantelfläche das Zugmittel, insbesondere ein Keilriemen, zur Drehmomentübertragung angreifen kann. Wenn der Drehschwingungsdämpfer als Scheibendämpfer insbesondere einer Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung verwendet wird, kann die Primärmasse mit einem Reibbeläge tragenden Scheibenbereich gekoppelt sein, während die Sekundärmasse mit einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt sein kann. Anders formuliert haben Dämpfereinheiten somit die Aufgabe, Schwingungen zwischen Motor und Getriebe zu dämpfen. Insbesondere Brennkraftmaschinen geben kein konstantes Drehmoment ab. Die ständig wechselnden Winkelgeschwindigkeiten der Kurbelwelle erzeugen Schwingungen, die über das Kupplungssystem und die Getriebeeingangswelle zum Fahrzeuggetriebe übertragen werden können. Hier können diese Schwingungen unerwünschte Rasselgeräusche hervorrufen. Drehschwingungsdämpfer sollen diese Schwingungen zwischen Motor und Getriebe verringern.
Vorzugsweise ist für die Kupplungsanordnung auch die Verwendung eines Fliehkraftpendels mit mindestens einer Pendelmasse vorgesehen. Die mindestens eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels hat unter Fliehkrafteinfluss das Bestreben eine möglichst weit vom Drehzentrum entfernte Stellung anzunehmen. Die „Nulllage“ ist also die radial am weitesten vom Drehzentrum entfernte Stellung, welche die Pendelmasse in der radial äußeren Stellung einnehmen kann. Bei einer konstanten Antriebsdrehzahl und konstantem Antriebsmoment wird die Pendelmasse diese radial äußere Stellung einnehmen. Bei Drehzahlschwankungen lenkt die Pendelmasse aufgrund ihrer Massenträgheit entlang ihrer Pendelbahn aus. Die Pendelmasse kann dadurch in Richtung des Drehzentrums verschoben werden. Die auf die Pendelmasse wirkende Fliehkraft wird dadurch aufgeteilt in eine Komponente tangential und eine weitere Komponente normal zur Pendelbahn. Die tangentiale Kraftkomponente stellt die Rückstellkraft bereit, welche die Pendelmasse wieder in ihre „Nulllage“ bringen will, während die Normalkraftkomponente auf ein die Drehzahlschwankungen einleitendes Krafteinleitungselement, insbesondere eine mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors verbundene Schwungscheibe, einwirkt und dort ein Gegenmoment erzeugt, das der Drehzahlschwankung entgegenwirkt und die eingeleiteten Drehzahlschwankungen dämpft. Bei besonders starken Drehzahlschwankungen kann die Pendelmasse also maximal ausgeschwungen sein und die radial am weitesten innen liegende Stellung annehmen. Die in dem Trägerflansch und/oder in der Pendelmasse vorgesehenen Bahnen weisen hierzu geeignete Krümmungen auf, in denen ein insbesondere als Laufrolle ausgestaltetes, Koppelelement geführt sein kann. Vorzugsweise sind mindestens zwei Laufrollen vorgesehen, die jeweils an einer Laufbahn des Trägerflanschs und einer Pendelbahn der Pendelmasse geführt sind. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse vorgesehen. Vorzugsweise sind mehrere Pendelmassen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt an dem Trägerflansch geführt. Die träge Masse der Pendelmasse und/oder die Relativbewegung der Pendelmasse zum Trägerflansch ist insbesondere zur Dämpfung eines bestimmten Frequenzbereichs von Drehungleichförmigkeiten, insbesondere einer Motorordnung des Kraftfahrzeugmotors, ausgelegt. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse und/oder mehr als ein Trägerflansch vorgesehen. Beispielsweise sind zwei über insbesondere als Abstandsbolzen ausgestaltete Bolzen oder Niete miteinander verbundene Pendelmassen vorgesehen, zwischen denen in axialer Richtung des Drehschwingungsdämpfers der Trägerflansch positioniert ist. Alternativ können zwei, insbesondere im Wesentlichen Y-förmig miteinander verbundene, Flanschteile des Trägerflanschs vorgesehen sein, zwischen denen die Pendelmasse positioniert ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reibungskupplung als Lamellenkupplung mit Außenlamellen und mit Innenlamellen ausgebildet ist, wobei eine oder mehrere Außenlamellen als Stahllamellen und/odereine oder mehrere Innenlamellen als Belaglamellen ausgebildet sind. Abrieb, der durch diese Lamellenanordnung entsteht, kann zuverlässig abgeführt beziehungsweise sichergestellt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reibungskupplung als Lamellenkupplung mit Außenlamellen und mit Innenlamellen ausgebildet ist, wobei eine oder mehrere Innenlamellen als Stahllamellen und/oder Außenlamellen eine oder mehrere als Belaglamellen ausgebildet sind. Abrieb, der durch diese Lamellenanordnung entsteht, kann zuverlässig abgeführt beziehungsweise sichergestellt werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Reibungskupplung, insbesondere eine Lamellenkupplung, für ein Hybridmodul, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei das Hybridmodul als P2-Hybridmodul innerhalb des Antriebsstrangs zwischen einer zu einer Brennkraftmaschine gerichteten Brennkraftmaschinenseite und einer zu einem Fahrzeuggetriebe gerichteten Fahrzeuggetriebeseite des Kraftfahrzeugs anordenbar ist, mit den Merkmalen des Hybridmoduls nach mindestens einem der vorhergehenden Merkmale, gekennzeichnet durch die Merkmale der Lamellenkupplung nach mindestens einem der vorhergehenden Merkmale.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
Fig. 1: eine erste bevorzugte Ausführungsform eines Hybridmoduls nach Lehre der Erfindung;
Fig. 2: eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines Hybridmoduls nach Lehre der Erfindung;
Fig. 3: eine dritte bevorzugte Ausführungsform eines Hybridmoduls nach Lehre der Erfindung;
Fig. 4: eine vierte bevorzugte Ausführungsform eines Hybridmoduls nach Lehre der Erfindung;
Fig. 5: eine fünfte bevorzugte Ausführungsform eines Hybridmoduls nach Lehre der Erfindung;
Fig. 6: eine sechste bevorzugte Ausführungsform eines Hybridmoduls nach Lehre der Erfindung; und
Fig. 7: eine siebte bevorzugte Ausführungsform eines Hybridmoduls nach Lehre der Erfindung.
In Fig. 1 ist ein grundlegendes Ausführungsbeispiel einer trockenen Reibungskupplung 16 exemplarisch dargestellt. Die trockene Reibungskupplung 10 ist als trockene Lamellenkupplung ausgebildet und umfasst unter anderem eine Mehrzahl von Außenlamellen 16a, die beispielhaft als Stahllamellen ausgeführt sind und eine entsprechende Mehrzahl von Innenlamellen 16b, die beispielhaft als Belaglamellen ausgebildet sind. Die Lamellenkupplung weist eine axiale Achse, entsprechend einer Drehachse D der Reibungskupplung 16, und eine radiale Achse auf, die sich quer zur Drehachse D erstreckt. Die Außenlamellen 16a sind in radialer Richtung außen eingehängt und in axialer Richtung verschiebbar. Die Innenlamellen 16b sind in radialer Richtung innen eingehängt und in axialer Richtung verschiebbar. Durch die Verlagerung der Innenlamellen 16b und der Außenlamellen 16a relativ zueinander in axialer Richtung können in axialer Richtung benachbarte Innenlamellen 16b und Außenlamellen 16a in Reibschluss miteinander gebracht werden, sodass Drehmoment von den Innenlamellen 16b zu den Außenlamellen 16a und umgekehrt übertragen werden kann.
Die Lamellenkupplung weist ferner einen Mitnehmerkranz als Innenlamellenträger 34 auf, an dem die Innenlamellen 16b drehmomentübertragend eingehängt sind. Die Außenlamellen 16a sind an einem Rotor-Topf als Außenlamellenträger 24 eingehängt. Im Betrieb kann im eingerückten Zustand der Lamellenkupplung Drehmoment zwischen Mitnehmerkranz über die Innenlamellen 16b und die Außenlamellen 16a auf den Rotor-Topf übertragen werden und umgekehrt, je nachdem, ob ein Zug- oder Schubbetrieb vorliegt.
Die Anordnung von Stahl- und Belaglamellen kann prinzipiell in beide Richtungen erfolgen, also innen und außen. Ebenso kann prinzipiell an beiden Lamellentypen ein separater Verzahnungsring angebracht werden. Vorliegend wird exemplarisch nur eine Ausführungsform mit einer innenliegenden Reiblamelle mit Verzahnungsring in Kombination mit einer außenliegenden Stahllamelle ohne zusätzlichen Verzahnungsring offenbart.
Das vom Rotor über den Außenlamellenträger 24 eingeleitete Moment wird über ein ringförmiges Trägerblech in die Stahllamelle eingeleitet. Dieses Trägerblech besitzt am Außendurchmesser eine Verzahnung, die sich im Kontakt mit dem Außenlamellenträger 24 befindet. Weiterhin enthält das Trägerblech Federelemente, die einen Axialweg zwischen Stahllamelle und Außenlamellenträger ermöglichen. Da die Steifigkeit der Federelemente so gering wie möglich gehalten werden soll, tritt bereits bei einem kleinen anliegenden Moment keine Relativbewegung/ Verschiebereibung in der Verzahnung mehr auf.
Die Belaglamelle überträgt das Moment von der Stahllamelle auf den Innenlamellenträger 34. Dies erfolgt zwischen Reibbelag und Innenlamellenträger ebenfalls über ein ringförmiges Trägerblech. Je nach Flächenpressung kann die Verzahnung entweder direkt im Trägerblech, oder bei großen Kupplungsmomenten auch in einem zusätzlichen Verzahnungsring integriert werden. Dieser wird dann am Trägerblech vernietet. Das innere Trägerblech enthält ebenfalls Federelemente, die einen Axialweg zwischen Belaglamelle und Innenlamellenträger 34 ermöglichen. Das Funktionsprinzip ist zur Außenseite gleich.
Die Reibungskupplung 16 ist insbesondere für ein Flybridmodul 10 vorgesehen. Grundidee des Hybridmoduls 10 ist dabei das Abriebmanagement aus der Reibungskupplung 16. Somit ist grundsätzlich vorgesehen ein Hybridmodul 10, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei das Hybridmodul 10 als P2-Hybridmodul innerhalb des Antriebsstrangs zwischen einer zu einer Brennkraftmaschine gerichteten Brennkraftmaschinenseite B und einer zu einem Fahrzeuggetriebe 12 gerichteten Fahrzeuggetriebeseite F des Kraftfahrzeugs anordenbar ist, aufweisend: mindestens eine elektrische Maschine 14; mindestens eine trockene Reibungskupplung 16 mit einer Drehachse D, wobei die Reibungskupplung 16 bevorzugt jeweilig eine trockene Lamellenkupplung ist; eine Eingangswelle 18, die mit der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs koppelbar ist; eine Ausgangswelle 20, die mit dem Fahrzeuggetriebe 12 des Kraftfahrzeugs koppelbar ist; wobei die mindestens eine elektrische Maschine 14 und die mindestens eine Reibungskupplung 16 derart Zusammenwirken, dass die elektrische Maschine 14 mittels der Reibungskupplung 16 in den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs einkuppelbar und/oder von dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs abkuppelbar ist, wobei die mindestens eine Reibungskupplung 16 ausgebildet ist, um Abrieb der mindestens einen Reibungskupplung 16 abzuführen und/oder sicherzustellen.
Das Abführen beziehungsweise das Sicherstellen vorhandenen Abriebs in der trockenen Reibungskupplung 16 kann, wie in den Figuren 1 bis 7 gezeigt, unterschiedlich erfolgen. Dabei sind die Ausführungsbeispiele der Figuren 1 bis 7 jeweils voneinander unabhängige, bevorzugte Ausführungsbeispiele. Rein exemplarisch und nicht limitierend sind die Reibungskupplung 16 in allen Ausführungsformen als Lamellenkupplung und die elektrische Maschine 14 als Elektromotor dargestellt.
Im Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 dargestellt ist, wird entstehender Abrieb innerhalb des unmittelbaren Kupplungsbereichs, vorliegend beispielhaft in Form einer Lamellenkupplung, gehalten, nämlich in Abriebreservoirs 22 als Reservoirbereich. Unter Fliehkraft lagert sich der Abrieb an der radial bestmöglichen Position innerhalb des radial nach außen gekapselten Kupplungsbereiches an und verbleibt dort. Die seitlichen Begrenzungen, beziehungsweise axialen Begrenzungen, des Kupplungsbereiches ragen hinreichend weit, in radialer Richtung, nach innen, um ein seitliches Entweichen des Abriebs zu verhindern. Innerhalb des Kupplungsbereiches sind ausreichend freie Bereiche außerhalb der unmittelbaren Funktionsbereiche, zum Beispiel Arbeitsbereich Blattfedern, vorhanden, um den über die Lebensdauer entstehenden gesamten Abrieb störungsfrei endzulagern, nämlich im Reservoirbereich. Insbesondere ist nach Fig. 1 somit vorgesehen, dass die mindestens eine Reibungskupplung 16 einen oder mehrere Abriebreservoirs 22 zur Aufnahme von Abrieb aufweist, zwischen mehreren Außenlamellen 16a, wobei die mehreren Abriebreservoirs 22 radial innen an einem Außenlamellenträger 24 der Reibungskupplung 16 angeordnet sind.
Im Ausführungsbeispiel, das in Fig. 2 dargestellt ist, ist abweichend von beziehungsweise ergänzend zu Fig. 1 die radial außenliegende Begrenzung des unmittelbaren Kupplungsbereiches nicht komplett gekapselt, sondern mit radial nach außen führenden Außenkanälen 26 versehen. Des Weiteren befindet sich zwischen dem Bereich radial außerhalb der beschriebenen Außenkanäle 26 und dem der elektrischen Maschine 14, ausgebildet als Elektromotor, ein Abriebleitsystem 28, ausgebildet als Leitblech, zum Schutz des Elektromotors vor Abrieb. Dieses kann getriebefest stehend oder mit dem Rotor des Elektromotors rotierend ausgeführt sein. Der Abrieb verlässt unter Fliehkraft den unmittelbaren Kupplungsbereich radial nach außen und verbleibt links, mit Bezug auf Fig. 2, das heißt an der vom Getriebe abgewandten Seite, des Leitbleches. Die vom Getriebe abgewandte Seite ist die Brennkraftmaschinenseite B. Insbesondere ist nach Fig. 2 somit vorgesehen, dass die Reibungskupplung 16 einen oder mehrere Außenkanäle 26 aufweist, um Abrieb der Reibungskupplung 16 abzuführen und/oder sicherzustellen. Vorzugsweise durchdringen der eine oder die mehreren Außenkanäle 26 einen Außenlamellenträger 24 der Reibungskupplung 16 im Wesentlichen radial. Dabei ist vorzugsweise radial außen zu dem einen oder den mehreren Außenkanälen 26 zumindest teilweise axial zwischen dem einen oder den mehreren Außenkanälen 26 und der elektrischen Maschine 14 ein Abriebleitsystem 28 zum Schutz der elektrischen Maschine 14 vor Abrieb angeordnet.
Im Ausführungsbeispiel, das in Fig. 3 dargestellt ist, ist abweichend von beziehungsweise ergänzend zu Fig. 2 ein Abriebleitsystem 28, ausgebildet als Leitblech, getriebegehäusefest so ausgeführt, dass der Abrieb unter dem Einfluss der auf ihn wirkenden Fliehkraft in Richtung von Durchführungen 32 in einem als Trennwand ausgebildeten Lagerschuld 30 geleitet wird. Der Abrieb gelangt durch die Durchführungen 32 in den radial außen liegenden Bereich an der vom Getriebe abgewandten Seite der Trennwand und verbleibt dort. Insbesondere ist nach Fig. 2 somit vorgesehen, dass die Reibungskupplung 16 einen oder mehrere Außenkanäle 26 aufweist, um Abrieb der mindestens einen Reibungskupplung 16 abzuführen und/oder sicherzustellen, wobei vorzugsweise der eine oder die mehreren Außenkanäle 26 einen Außenlamellenträger 24 der Reibungskupplung 16 im Wesentlichen radial durchdringen, wobei vorzugsweise radial außen zu dem einen oder den mehreren Außenkanälen 26 zumindest teilweise axial zwischen dem einen oder den mehreren Außenkanälen 26 und der elektrischen Maschine 14 ein Abriebleitsystem 28 zum Schutz der elektrischen Maschine 14 vor Abrieb angeordnet ist. Weiterhin ist nach Fig. 3 vorgesehen, dass das Abriebleitsystem 28 getriebegehäusefest am Hybridmodul 10 angeordnet ist, vorzugsweise an einem Lagerschild 30 des Hybridmoduls 10, wobei der Lagerschild 30 eine oder mehrere Durchführungen 32 aufweist, die derart angeordnet sind, dass Abrieb in einem Betriebszustand der Reibungskupplung 16 abführbar und/oder sicherstellbar ist durch den einen oder die mehreren Außenkanäle 26 und anschließend durch die eine oder die mehreren Durchführungen 32.
Im Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 dargestellt ist, sind abweichend von beziehungsweise ergänzend zu Fig. 1 Bereiche innerhalb des seitlich und radial nach außen gekapselten Kupplungsbereiches derart als Reservoir ausgeführt, dass sich der Abrieb dort sammelt. Vorzugsweise wird dieser Sammelvorgang durch die sich gleichzeitig dort unter Fliehkraft ansammelnde Leckage aus dem, insbesondere hydraulischen, Betätigungssystem unterstützt. Insbesondere ist nach Fig. 1 somit vorgesehen, dass die mindestens eine Reibungskupplung 16 einen oder mehrere Abriebreservoirs 22 zur Aufnahme von Abrieb aufweist, zwischen mehreren Außenlamellen 16a, wobei die mehreren Abriebreservoirs 22 radial innen an einem Außenlamellenträger 24 der Reibungskupplung 16 angeordnet sind. Dabei sind der eine oder die mehreren Abriebreservoirs 22 axial erstreckend zur Fahrzeuggetriebeseite F an einem Außenlamellenträger 24 der Reibungskupplung 16 angeordnet sind. Es zeigt sich, dass der Außenlamellenträger 24 hierzu insbesondere anders ausgebildet sein kann als bei Fig. 1, um ein größeres Reservoir zu bilden.
Im Ausführungsbeispiel, das in Fig. 5 dargestellt ist, ist abweichend von beziehungsweise ergänzend zu Fig. 2 die Trennwand mit fallenförmigen, das heißt seitlich und radial nach außen hinreichend geschlossenen, Bereichen versehen, in denen sich der Abrieb dauerhaft sammeln kann. Insbesondere ist nach Fig. 1 somit vorgesehen, dass die Reibungskupplung 16 einen oder mehrere Außenkanäle 26 aufweist, um Abrieb der mindestens einen Reibungskupplung 16 abzuführen und/oder sicherzustellen. Vorzugsweise durchdringen der eine oder die mehreren Außenkanäle 26 einen Außenlamellenträger 24 der Reibungskupplung 16 im Wesentlichen radial. Optional ist radial außen zu dem einen oder den mehreren Außenkanälen 26 zumindest teilweise axial zwischen dem einen oder den mehreren Außenkanälen 26 und der elektrischen Maschine 14 ein Abriebleitsystem 28 zum Schutz der elektrischen Maschine 14 vor Abrieb angeordnet. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Hybridmodul 10 einen drehfesten Lagerschild 30 aufweist, der einen oder mehrere Abriebreservoirs 22 zur Aufnahme von Abrieb aufweist.
Im Ausführungsbeispiel, das in Fig. 6 dargestellt ist, wird abweichend von beziehungsweise ergänzend zu Fig. 3 die unter Fliehkraft radial nach außen wirkende Förderung des Abriebs durch innenliegende, axial wirkende Schaufelradgeometrien 38, hier im Innenlamellenträger 34, unterstützt. Dazu ist in bevorzugter Anordnung der Innenlamellenträger 34 im vorwiegend zylindrischen Bereich mit Innenkanälen 36 versehen. Insbesondere ist nach Fig. 6 somit vorgesehen, dass die Reibungskupplung 16 einen oder mehrere Außenkanäle 26 aufweist, um Abrieb der Reibungskupplung 16 abzuführen und/oder sicherzustellen, wobei vorzugsweise der eine oder die mehreren Außenkanäle 26 einen Außenlamellenträger 24 der Reibungskupplung 16 im Wesentlichen radial durchdringen. Dabei ist vorgesehen, dass das Hybridmodul 10 einen drehfesten Lagerschild 30 aufweist, der einen oder mehrere Abriebreservoirs 22 zur Aufnahme von Abrieb aufweist.
Optional ist vorgesehen, dass die mindestens eine Reibungskupplung 16 einen Innenlamellenträger 34 mit einem oder mehreren Innenkanälen 36 aufweist, wobei vorzugsweise der eine oder die mehreren Innenkanäle 26 den Innenlamellenträger 34 im Wesentlichen radial durchdringen. Ebenfalls optional ist vorgesehen, dass das Hybridmodul 10 radial innen zum Innenlamellenträger 34 eine axial wirkende Schaufelradgeometrie 38 aufweist.
Im Ausführungsbeispiel, das in Fig. 7 dargestellt ist, wird abweichend von beziehungsweise ergänzend zu Fig. 6 die unter Fliehkraft radial nach außen wirkende Förderung des Abriebs durch innenliegende, radial wirkende Schaufelradgeometrien, vorliegend im innenliegenden zylindrischen Bereich des Innenlamellenträgers, unterstützt. Insbesondere ist nach Fig. 6 somit vorgesehen, dass die Reibungskupplung 16 einen oder mehrere Außenkanäle 26 aufweist, um Abrieb der Reibungskupplung 16 abzuführen und/oder sicherzustellen, wobei vorzugsweise der eine oder die mehreren Außenkanäle 26 einen Außenlamellenträger 24 der Reibungskupplung 16 im Wesentlichen radial durchdringen. Dabei ist vorgesehen, dass das Hybridmodul 10 einen drehfesten Lagerschild 30 aufweist, der einen oder mehrere Abriebreservoirs 22 zur Aufnahme von Abrieb aufweist.
Optional ist vorgesehen, dass die mindestens eine Reibungskupplung 16 einen Innenlamellenträger 34 mit einem oder mehreren Innenkanälen 36 aufweist, wobei vorzugsweise der eine oder die mehreren Innenkanäle 26 den Innenlamellenträger 34 im Wesentlichen radial durchdringen. Ebenfalls optional ist vorgesehen, dass das Hybridmodul 10 radial innen zum Innenlamellenträger 34 eine radial wirkende Schaufelradgeometrie 38 aufweist.
In Figur 7 dargestellt ist weiterhin eine radial äußere Kupplungsglocke 44. Diese Kupplungsglocke 44 kann Bestandteil des Lagerschilds 30 sein oder anderweitig am Hybridmodul 10 angeordnet sein. Die Kupplungsglocke 44 ist nicht auf die Ausführungsform der Fig. 7 beschränkt, sondern bildet ein separates bevorzugtes Merkmal. Somit kann die Kupplungsglocke 44 auch bei anderen Ausführungsformen, beispielsweise nach den Fig. 1 bis 6 angewandt werden. Dabei bildet die Kupplungsglocke 44 bevorzugt ein Abriebreservoir 22.
Grundsätzlich ist bei allen Ausführungsbeispielen möglich, dass das Hybridmodul 10 ein Hybridmodulgehäuse und vorzugsweise mindestens eine Dämpfereinheit 40 aufweist, wobei in dem Hybridmodulgehäuse zumindest die mindestens eine elektrische Maschine 14, die mindestens eine Reibungskupplung 16, vorzugsweise als Lamellenkupplung, und vorzugsweise die mindestens eine Dämpfereinheit 40 angeordnet sind, wobei bevorzugt die mindestens eine Dämpfereinheit 40 innerhalb des Antriebsstrangs zwischen einer Brennkraftmaschinenanbindung 42 und der Reibungskupplung 16 angeordnet ist.
Die Erfindung ist für den Einsatz bei trockenen Reibungskupplungen 16 beziehungsweise Trennkupplungen, speziell K0-Module in P2-Anordnungen gedacht. Die gezeigten Strategien lassen sich aber unmittelbar auf andere Anwendungen, vorzugsweise bei hybridisierten Triebsträngen, übertragen. Besonders zu nennen sind dabei Dreifachkupplungen und K1-Module für Dedicated Hybrid Transmissions.
In einem hybriden Antriebsstrang insbesondere eines Kraftfahrzeuges ist eine Brennkraftmaschine über eine Kurbelwelle mit der als Lamellenkupplung ausgebildeten Reibungskupplung 16 verbunden, die als K0- oder Trennkupplung zum Trennen und Verbinden der Brennkraftmaschine vom hybriden Antriebsstrang ausgebildet ist. Die Lamellenkupplung ist konzentrisch mit einer elektrischen Maschine 14 ausgebildet. Über eine Ausgangswelle 20 kann Drehmoment auf Räder des Kraftfahrzeuges übertragen werden. Die Ausgangswelle 20 ist dabei mit der Lamellenkupplung und der elektrischen Maschine 14 verbindbar. Die Lamellenkupplung ist insbesondere in einen Rotor der elektrischen Maschine 14 integriert. Die elektrische Maschine 14 ist dabei bevorzugt ein Elektromotor und/oder ein elektrischer Generator. Bezuqszeichenliste
10 Hybridmodul
12 Fahrzeuggetriebe
14 Elektrische Maschine
16 Reibungskupplung
16a Außenlamellen
16b Innenlamellen
18 Eingangswelle 0 Ausgangswelle 2 Abriebreservoir 4 Außenlamellenträger
26 Außenkanal
28 Abriebleitsystem
30 Lagerschild
32 Durchführung
34 Innenlamellenträger
36 Innenkanal
38 Schaufelradgeometrie
40 Dämpfereinheit
42 Brennkraftmaschinenanbindung
44 Kupplungsglocke
B Brennkraftmaschinenseite
F Fahrzeuggetriebeseite
D Drehachse

Claims

Patentansprüche
1. Hybridmodul (10), insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei das Hybridmodul (10) als P2-Hybridmodul innerhalb des Antriebsstrangs zwischen einer zu einer Brennkraftmaschine gerichteten Brennkraftmaschinenseite (B) und einer zu einem Fahrzeuggetriebe (12) gerichteten Fahrzeuggetriebeseite (F) des Kraftfahrzeugs anordenbar ist, aufweisend: mindestens eine elektrische Maschine (14); mindestens eine eine Drehachse (D) aufweisende, trockene Reibungskupplung (16), die vorzugsweise eine trockene Lamellenkupplung ist; eine Eingangswelle (18), die mit der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs koppelbar ist; eine Ausgangswelle (20), die mit dem Fahrzeuggetriebe (12) des Kraftfahrzeugs koppelbar ist; wobei die mindestens eine elektrische Maschine (14) und die mindestens eine Reibungskupplung (16) derart Zusammenwirken, dass die elektrische Maschine (14) mittels der Reibungskupplung (16) in den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs einkuppelbar und/oder von dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs abkuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Reibungskupplung (16) ausgebildet ist, um Abrieb der mindestens einen Reibungskupplung (16) abzuführen und/oder sicherzustellen.
2. Hybridmodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Reibungskupplung (16) einen oder mehrere Abriebreservoirs (22) zur Aufnahme von Abrieb aufweist, beispielsweise zwischen zwei oder mehreren Außenlamellen (16a), wobei der eine oder die mehreren Abriebreservoirs (22) vorzugsweise radial innen an einem Außenlamellenträger (24) der Reibungskupplung (16) angeordnet sind, und wobei der eine oder die mehreren Abriebreservoirs (22) vorzugsweise axial erstreckend zur Fahrzeuggetriebeseite (F) an einem Außenlamellenträger (24) der Reibungskupplung (16) angeordnet sind.
3. Hybridmodul (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Reibungskupplung (16) einen oder mehrere Außenkanäle (26) aufweist, um Abrieb der mindestens einen Reibungskupplung (16) abzuführen und/oder sicherzustellen, wobei vorzugsweise der eine oder die mehreren Außenkanäle (26) einen Außenlamellenträger (24) der Reibungskupplung (16) im Wesentlichen radial durchdringen, wobei vorzugsweise radial außen zu dem einen oder den mehreren Außenkanälen (26) zumindest teilweise axial zwischen dem einen oder den mehreren Außenkanälen (26) und der elektrischen Maschine (14) ein Abriebleitsystem (28) zum Schutz der elektrischen Maschine (14) vor Abrieb angeordnet ist.
4. Hybridmodul (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Abriebleitsystem (28) getriebegehäusefest am Hybridmodul (10) angeordnet ist, vorzugsweise an einem Lagerschild (30) des Hybridmoduls (10), wobei der bevorzugte Lagerschild (30) eine oder mehrere Durchführungen (32) aufweist, die derart angeordnet sind, dass Abrieb in einem Betriebszustand der Reibungskupplung (16) abführbar und/oder sicherstellbar ist durch den einen oder die mehreren Außenkanäle (26) und anschließend durch die eine oder die mehreren Durchführungen (32).
5. Hybridmodul (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridmodul (10) einen drehfesten Lagerschild (30) aufweist, der einen oder mehrere Abriebreservoirs (22) zur Aufnahme von Abrieb aufweist.
6. Hybridmodul (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Reibungskupplung (16) einen Innenlamellenträger (34) mit einem oder mehreren Innenkanälen (36) aufweist, wobei vorzugsweise der eine oder - 24 - die mehreren Innenkanäle (26) den Innenlamellenträger (34) im Wesentlichen radial durchdringen.
7. Hybridmodul (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridmodul (10) radial innen zum Innenlamellenträger (34) eine axial wirkende Schaufelradgeometrie (38) aufweist.
8. Hybridmodul (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridmodul (10) radial innen zum Innenlamellenträger (34) eine radial wirkende Schaufelradgeometrie (38) aufweist.
9. Hybridmodul (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridmodul (10) ein Hybridmodulgehäuse und vorzugsweise mindestens eine Dämpfereinheit (40) aufweist, wobei in dem Hybridmodulgehäuse zumindest die mindestens eine elektrische Maschine (14), die mindestens eine Reibungskupplung (16) und vorzugsweise die mindestens eine Dämpfereinheit (40) angeordnet sind, wobei bevorzugt die mindestens eine Dämpfereinheit (40) innerhalb des Antriebsstrangs zwischen einer Brennkraftmaschinenanbindung (42) und der Reibungskupplung (16) angeordnet ist.
10. Lamellenkupplung (16) für ein Hybridmodul (10), insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei das Hybridmodul (10) als P2-Hybridmodul (12) innerhalb des Antriebsstrangs zwischen einer zu einer Brennkraftmaschine gerichteten Brennkraftmaschinenseite (B) und einer zu einem Fahrzeuggetriebe (12) gerichteten Fahrzeuggetriebeseite (F) des Kraftfahrzeugs anordenbar ist, mit den Merkmalen des Hybridmoduls (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Merkmale der Lamellenkupplung (16) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.
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