KR102570876B1 - 자동차용 클러치 장치, 하이브리드 모듈 및 구동 트레인 - Google Patents

자동차용 클러치 장치, 하이브리드 모듈 및 구동 트레인 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 내연기관 및 변속기를 결합하기 위한 자동차용 클러치 장치 및 하이브리드 모듈, 그리고 내연기관 및 본 발명에 따른 하이브리드 모듈을 갖는 자동차용 구동 트레인에 관한 것이다. 클러치 장치는, 하나 이상의 플레이트 캐리어(90) 및 플레이트 팩(71, 81)을 포함하며, 이 플레이트 팩(71, 81)에 의해 하나 이상의 플레이트가 플레이트 캐리어(90)의 구동 장치(100), 특히 치합부와 일체로 회전하도록 연결되며, 이 경우 클러치 장치(70, 80)는 또한 압력 요소(75, 85), 특히 압력 용기 및 판 스프링(76, 86)을 포함하며, 상기 판 스프링(76, 86)은 자신의 반경방향 외측 에지(200)에 의해 플레이트 캐리어(90) 상에 축방향으로 지지되고, 자신의 반경방향 내측 에지(201)에 의해 압력 요소(75, 85) 상에 축방향으로 지지된다. 본원에서 제안된 클러치 장치 및 이 클러치 장치가 설치된 하이브리드 모듈에 의해, 저렴하게 제조될 수 있고 작은 공차로 간단하게 수동으로도 그리고 자동화 방식으로도 조립될 수 있는 유닛이 제공된다.

Description

자동차용 클러치 장치, 하이브리드 모듈 및 구동 트레인
본 발명은, 내연기관 및 변속기를 결합하기 위한 자동차용 클러치 장치 및 하이브리드 모듈, 그리고 내연기관 및 본 발명에 따른 하이브리드 모듈을 구비한 자동차용 구동 트레인에 관한 것이다.
연소 엔진을 차량의 구동 트레인에 결합함으로써 연소 엔진 모드와 전기 모터 모드를 조합할 수 있는, 현재 이용 가능한 하이브리드 모듈은 대부분 전기 모터, 분리 클러치, 이 분리 클러치의 작동 시스템, 베어링 및 하우징 구성 요소들을 구비하며, 이들 하우징 구성 요소는 3개의 주요 구성 요소를 하나의 기능 유닛으로 연결한다. 전기 모터는 전기 주행, 연소 엔진 모드를 위한 출력 증가 및 회생 제동을 가능하게 한다. 분리 클러치 및 이 분리 클러치의 작동 시스템은 연소 엔진의 결합 또는 분리를 보장한다. 하이브리드 모듈이 연소 엔진과 변속기 사이의 토크 전달 방향에 있도록, 하이브리드 모듈이 듀얼 클러치와 조합되면, 차량 내에서는 연소 엔진, 하이브리드 모듈, 자체 작동 시스템을 구비한 듀얼 클러치 및 변속기가 서로 앞·뒤로 또는 옆으로 나란히 배열되어야 한다.
이러한 유형으로 포지셔닝된 하이브리드 모듈을 P2-하이브리드 모듈이라고도 한다. 그러나 이러한 배치는, 조립에도 영향을 미치거나 어렵게 하는 상당한 설치 공간 문제점을 매우 빈번하게 야기한다.
DE 10 2009 059 944 A1호에는, 전기 기계의 회전자 내부에 분리 클러치를 구비한 하이브리드 모듈이 공지되어 있다. 듀얼 클러치 장치의 부분 클러치들은, 전기 기계의 회전자 옆에 그리고 이로써 분리 클러치 옆에도 축방향으로 오프셋되어 배치된다. 이 경우, 부분 클러치들은 반경방향으로 상호 중첩된다. 개별 클러치를 위한 작동 시스템은 이들 클러치 옆에 축방향으로 오프셋되어 배치된다.
DE 10 2007 008 946 A1호는, 하이브리드 구동 장치를 구비한 차량용 다판 클러치를 교시한다. 이 하이브리드 모듈에서는, 전기 기계의 회전자에 의해 둘러싸인 공간 내에 2개의 마찰 클러치가 배치된다. 하이브리드 모듈 내에서 이용 가능한 설치 공간은 주로, 사용된 전기 기계 및 그의 적층 코어에 의해 정해진다.
이에 근거하여 본 발명의 과제는, 적은 설치 공간을 간단한 조립 가능성 또는 작은 공차의 유지 가능성과 비용 효율적으로 조합하는, 자동차용 클러치 장치, 하이브리드 모듈 및 구동 트레인을 제공하는 것이다.
상기 과제는, 청구항 1에 따른 본원 클러치 장치, 청구항 4에 따른 본원 하이브리드 모듈, 그리고 청구항 10에 따른 본원 구동 트레인에 의해 해결된다. 클러치 장치의 바람직한 실시예들은 종속 청구항 2 및 3에 명시되어 있다. 하이브리드 모듈의 바람직한 실시예들은 종속 청구항 5 내지 9에 명시되어 있다.
청구범위의 특징들은 기술적으로 타당한 임의의 유형 및 방식으로 조합될 수 있으며, 이 경우 이들 특징에는 하기 명세서로부터의 설명 및 본 발명의 보완적인 실시예들을 포함하는 도면들의 특징들도 포함될 수 있다. 축방향 및 반경방향과 같은 방향 지시어는 전술한 장치들의 공통 회전축과 관련이 있다. 따라서, 축방향은 플레이트의 마찰 표면과 직교하도록 배향된다.
본 발명은, 하나 이상의 플레이트 캐리어 및 플레이트 팩을 포함하는 마찰 결합식 토크 전달을 위한 클러치 장치에 관한 것으로, 상기 플레이트 팩에 의해 하나 이상의 플레이트가 플레이트 캐리어의 구동 장치, 특히 치합부(intetlock)와 일체로 회전하도록 연결된다. 또한, 클러치 장치는, 특히 압력 용기로서 형성된 압력 요소와; 자신의 반경방향 외측 에지에 의해 플레이트 캐리어 상에 축방향으로 지지되고, 자신의 반경방향 내측 에지에 의해 압력 요소 상에 축방향으로 지지되는 판 스프링;을 포함한다. 따라서, 클러치 장치가 작동되지 않을 때, 감소된 부품 수 및 적은 체적 요구로써 플레이트 팩의 플레이트들의 안전한 개방 또는 안전한 이격을 보장하는 클러치 장치가 제공된다.
또 다른 바람직한 일 실시예에서는, 판 스프링이 클러치 장치의 회전축을 중심으로 하는 자신의 각도 위치에 고정되어 있는 구성이 제안된다. 따라서 회전축이란, 클러치 장치의 회전 가능한 유닛이 회전할 수 있는 중심이 되는 축을 의미한다. 이로써, 플레이트 캐리어 상의 치합부에 의해 실현되고 주연부에서 단속된 지지부로부터 개별 판 스프링이 밑으로 빠질 수 없는 점이 보장된다.
조립을 용이하게 하기 위해서는, 개별 판 스프링의 외경이, 압력 용기로서 구현된 압력 요소 내의 축방향 개구의 최소 반경방향 연장부보다 작아야 하거나, 압력 요소와 협력하여 축방향으로 작용하는 작동 요소 내의 축방향 개구보다 작아야 한다. 이와 같은 바람직한 실시예는 특히, 압력 용기가 이미 포지셔닝된 경우 또는 작동 요소가 축방향으로 작용하는 경우, 압력 용기 또는 작동 요소의 축방향 개구를 관통하여 판 스프링의 조립이 수행될 수 있게 해야 하는 간단한 조립을 실행하는 데 이용된다.
본 발명의 또 다른 일 양태는, 본 발명에 따른 하나 이상의 클러치 장치 및 회전자 캐리어와 일체로 회전하도록 연결된 회전자를 갖는 전기 기계를 포함하는, 내연기관 및 변속기를 결합하기 위한 자동차용 하이브리드 모듈이며, 이 경우 회전자 캐리어가 클러치 장치의 플레이트 캐리어와 일체로 회전하도록 결합됨으로써, 전기 기계의 회전자에 의해 유발된 토크가 플레이트 캐리어로 전달될 수 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 모듈의 바람직한 일 실시예에서는, 하이브리드 모듈이 2개의 클러치 장치를 구비하는 구성이 제안되며, 이 경우 클러치 장치들은 각각 축방향으로 서로 나란히 배열된 하나 이상의 플레이트 팩을 구비하고, 상기 서로 나란히 배열된 2개의 클러치 장치에는 각각 작동 시스템이 할당되며, 상기 개별 작동 시스템 상에 개별 압력 요소가 축방향으로 지지된다. 상응하는 방식으로, 개별 작동 시스템에 의해 작동력이 축방향으로 압력 요소에 가해질 수 있으며, 압력 요소는 상기 작동력을 직접 개별 클러치 장치의 플레이트 팩으로 전달하거나, 축방향으로 작용하는 작동 요소를 통해 간접적으로 개별 클러치 장치의 플레이트 팩으로 전달한다.
이 경우, 본 발명은, 클러치 장치 당 단 하나의 판 스프링이 배치되는 방식으로 제한되지 않고, 오히려 클러치 장치 당 하나의 판 스프링 팩이 제공될 수도 있으며, 즉, 병렬로 배열되어 콤팩트한 유닛으로서 존재하는 복수의 판 스프링이 제공될 수도 있다.
판 스프링의 배열은, 추가 부품들을 위한 많은 설치 공간을 필요로 하지 않으면서, 클러치 장치의 일 플레이트 팩의 플레이트들의 복귀 운동을 실현하는 것을 간단한 방식으로 가능하게 한다.
클러치 장치는 습식 클러치로서 형성될 수 있다.
축방향으로 서로 나란히 배열된 클러치 장치를 작동시키기 위해, 2개의 클러치 장치 중 일측의 압력판에 기계적으로 연결되어 축방향으로 작용하는 작동 요소가, 상기 플레이트 팩을 관통하는 축방향 운동 전달을 실현하기 위해, 축방향으로 인접한 클러치 장치의 플레이트 팩을 관통하여 안내될 수 있다. 상기 플레이트 팩을 포함하는 클러치 장치에는, 플레이트 캐리어에 의해 반경방향 및 축방향으로 둘러싸인 공간의 내부 또는 외부에도 있을 수 있는 작동 시스템이 할당된다. 상응하게, 플레이트 팩을 축방향으로 관통하는 작동 요소와 기계적으로 결합되어 있는 작동 시스템도, 플레이트 캐리어에 의해 반경방향 및 축방향으로 둘러싸인 공간의 내부에 또는 외부에도 있을 수 있다. 언급된 작동 시스템들은 듀얼 클러치 장치의 2개의 부분 클러치 장치에 할당될 수 있다.
이 경우, 바람직하게 치합부로서 제공된 구동 장치들은, 공통 회전축에 대해 동일한 반경방향 거리를 두고 축방향으로 서로 나란히 배열된 2개의 클러치 장치로 토크를 전달하기 위해 배열되며, 이 경우 축방향으로 인접한 클러치 장치들 중 하나에서 플레이트 캐리어의 구동 장치와 상호 작용하지 않는 플레이트는 상기 인접한 클러치 장치의 플레이트보다 더 작은 반경방향 연장부를 갖는데, 그 이유는 상기 플레이트의 반경방향 단부면과 구동 장치 사이에서 축방향으로 작용하는 작동 요소가 플레이트 팩을 관통하여 안내되기 때문이다.
개별 판 스프링은, 클러치 장치의 플레이트 팩의 축방향 압착 시, 축방향으로 상기 클러치 장치 옆에 배치된 클러치 장치의 작동 가능성이 제한되지 않고 유지되도록 배치 및 형성되어야 한다. 특히, 축방향으로 서로 나란히 배열된 클러치 장치들에 각각 판 스프링을 설치하는 경우에, 판 스프링들이 압축된 상태에서뿐만 아니라 압축되지 않은 상태에서도 상호 방해하거나 간섭하지 않을 수 있다.
마찬가지로, 조립을 용이하게 하기 위해 또는 자동화된 조립을 가능하게 하기 위해, 2개의 판 스프링이 상이한 크기의 외경을 가져야 하며, 이들 외경의 범위 내에서 판 스프링들이 플레이트 캐리어에 축방향으로 고정된다. 다시 말해, 2개의 클러치 장치가 바람직하게 서로 나란히 배열된 경우, 이들 클러치 장치에 할당된 판 스프링들이 계단 형태로 오프셋되어 플레이트 캐리어에 인접한다.
또 다른 바람직한 일 실시예에서는, 하이브리드 모듈이 실질적으로 회전 대칭인 플레이트 캐리어를 갖는 플러그-인 모듈을 더 구비하는 구성이 제안되며, 이 경우 플레이트 캐리어는 실질적으로 회전 대칭으로 배열된 2개의 중공 실린더로 구성된 중공 환형 실린더의 형상을 가지고, 구동 장치들은 플레이트 캐리어에 의해 반경방향으로 한정된 공간 내에서 반경방향으로 이격되어 서로를 향하는 중공 환형 실린더의 내측들 중 하나 이상의 내측에 배열된다. 2개의 클러치 장치의 플레이트 팩은 서로 반경방향으로 오프셋되어 배열되고, 플레이트 팩의 하나 이상의 플레이트와 연결하기 위한 구동 장치는 플레이트 캐리어에 의해 반경방향으로 한정된 공간 내에서 반경방향으로 이격되어 서로를 향하는 중공 환형 실린더의 2개의 중공 실린더의 2개의 측에 배열된다.
다시 말해, 구동 장치들은 플레이트 캐리어에 의해 반경방향으로 한정된 중공 환형 실린더 챔버 내에서 반경방향으로 서로 마주 놓여 있는 내측들에 배열되고, 이들 내측에 플레이트 팩이 일체로 회전하도록 연결됨으로써, 플레이트 팩들은 마주 놓여 있는 내측들끼리 연결된다.
회전자 캐리어가 바람직하게는 자신의 형상과 관련하여 플레이트 캐리어의 외형에 적어도 국부적으로 상보적으로 형성됨으로써, 회전자 캐리어가 중공 실린더 형상의 리세스를 형성하며, 상기 리세스 내로 본 발명에 따른 플러그-인 모듈이 삽입될 수 있고, 바람직하게는 회전자 캐리어와 형상 결합 방식으로, 예컨대 회전자 캐리어의 내부 치합부와 일체로 회전하도록 고정되어 상호 작용하는 외부 치합부를 이용하여, 연결될 수 있다. 다시 말해, 회전자 캐리어는 플레이트 캐리어를 적어도 국부적으로 반경방향으로 둘러싼다. 별도로 제조 가능한 플러그-인 모듈에 의해, 하이브리드 모듈의 모듈식 조립이 이루어질 수 있다.
반경방향으로 오프셋되어 배열된 2개의 클러치 장치 중 하나는 분리 클러치일 수 있다.
분리 클러치를 위한 작동 시스템은, 언급한 2개 작동 시스템에 마주 놓여 있는 플레이트 캐리어의 측에 축방향으로 배치될 수 있으며, 이 경우 여기에서는 상기 작동 시스템에 할당된 작동 요소가 플레이트 캐리어의 중공 환형 실린더의 단부측 연결 요소를 축방향으로 관통한다.
이 경우, 분리 클러치 장치는 특히 하이브리드 모듈의 입력측과 연결된다. 상응하게, 분리 클러치 외에 듀얼 클러치 장치의 2개의 부분 클러치 장치가 제공되며, 이들의 플레이트 팩이 하이브리드 모듈의 출력측과 연결된다. 이들은 축방향으로 서로 나란히 배열된 클러치 장치이다.
이 경우, 구동 장치에 플레이트 팩의 플레이트를 일체로 회전하도록 고정하는 적용이 축방향 변위를 허용할 수 있다. 이를 위해, 구동 장치는 바람직하게 인장 치합부로서 형성된다. 이 경우, 중공 환형 실린더는, 그 내부 중공 실린더가 외부 중공 실린더의 내측에 반경방향으로 마주 놓여 있는 외측을 형성하는 몸체이다.
또한, 하이브리드 모듈은, 반경방향으로 오프셋된 2개의 클러치 장치 중 하나 외에 축방향으로 또 다른 클러치 장치를 구비할 수 있으며, 상기 추가 클러치 장치에 의해서도 마찬가지로 하나 이상의 플레이트가 중공 실린더의 내측에서 구동 장치에 배치되며, 상기 내측에는 축방향으로 인접한 클러치 장치의 플레이트 팩의 하나 이상의 팩도 배치된다. 축방향으로 인접한 2개의 클러치 장치 각각에 압력 요소, 특히 압력 용기 및 판 스프링이 할당되며, 이 경우 판 스프링이 자신의 반경방향 외측 에지에 의해 플레이트 캐리어 상에 지지되고, 자신의 반경방향 내측 에지에 의해 압력 요소 상에 지지됨으로써, 2개의 판 스프링이 축방향으로 서로 나란히 배열된다.
특히, 듀얼 클러치 장치의 제1 부분 클러치 장치 및 제2 부분 클러치 장치의 플레이트 팩들은 외부 중공 실린더의 내측에 배열되고, 일 분리 클러치의 플레이트 팩은 내부 중공 실린더의 외측에 배열된다. 언급한 중공 실린더의 상기 측들에서는, 플레이트 팩의 플레이트들이 그곳에 실현된 구동 장치들에 연결된다.
바람직하게, 구동 장치들은, 각각의 주연부에 분포 배치되어 축방향으로 연장되는 복수의 톱니를 구비한 치합부로서 구현된다. 이 경우, 개별 클러치 장치를 작동시키기 위해 클러치 장치에 축방향으로 제공되는 작동력을 수용하기 위해 이용되는 하나 이상의 지지 요소가 상기 치합부 내에 통합될 수 있다. 그럼으로써, 예컨대 이와 같은 지지 요소는, 플레이트 팩의 카운터 플레이트가 축방향으로 지지되어 있거나 지지될 수 있는 치합부 내의 홈일 수 있다.
따라서, 서브 조립체 또는 서브 어셈블리로서 하이브리드 모듈 외부에서 검사할 수 있는 플러그-인 모듈이 제공되며, 이 모듈이 3개의 클러치 장치를 수용하는 경우에는 트리플 클러치라고도 불린다. 이 플러그-인 모듈의 장점은, 특히 플러그-인 모듈의 제조를 위해 필수적인 거의 모든 조립 단계 및 측정 과정이, 플러그-인 모듈이 제공된 하이브리드 모듈의 전기 기계의 회전자 외부에서 이루어질 수 있음으로써, 클러치 장치들 상호간의 모든 기하학적 비율뿐만 아니라 플레이트 캐리어와 관련된 모든 기하학적 비율이 각각의 원하는 실제 치수에 맞추어 신뢰성 있게 조정될 수 있는 점에 근거해서, 장착된 상태에서의 높은 치수 지속성 또는 작은 조립 공차에 있다.
또한, 상기와 같은 상황에 의해서는 클러치 장치에서의 조정 과정이 더욱 간단하게 또는 더욱 정확하게 수행될 수 있다.
더 나아가, 플러그-인 모듈은, 이 플러그 모듈을 상이한 하이브리드 모듈 또는 회전자 캐리어를 위해 제조하는 것을 가능하게 하며, 이 경우 장소 및 시간과 무관하게 회전자 캐리어 내에 통합될 수 있는 소위 "애드 인(add in)"으로서의 유닛을 제공하기 위해, 플러그-인 모듈의 윤곽을 회전자 캐리어에 맞도록 제조하기만 하면 된다.
3개의 플레이트 팩의 배열에도 불구하고 본 발명에 따른 플러그-인 모듈은 조립 시 특히 조립 벨트에서, 그리고 생성될 하이브리드 모듈을 회전자 캐리어 내로 삽입할 때, 다루기가 간단하다는 장점을 제공하고, 조립 및 결합은 간소화된 방식으로 그리고 장애를 발생시키지 않으면서 수동으로 이루어질 수 있거나 또한 자동화된 방식으로도 이루어질 수 있다. 이와 같은 방식으로, 하이브리드 모듈 내에서는, 클러치 장치의 마찰 팩의 플레이트들의 간단하고도 비용 효율적이며 공간 절약적인 복귀가 실현된다.
조립 과정을 간소화하는 기계 유닛을 형성하기 위해, 플레이트 캐리어의 중공 환형 실린더가 이 중공 환형 실린더의 2개의 중공 실린더를 반경방향으로 서로 연결하는 하나 이상의 단부측 연결 요소를 구비하는 구성이 제안된다.
회전 구동된 부품으로부터 플레이트 캐리어로 또는 그 반대 방향으로 토크를 전달하기 위하여, 플레이트 캐리어가 자신의 반경방향 외측에 하나 이상의 토크 전달 요소를 구비하는 구성이 제안된다. 이와 같은 방식으로, 토크는 플레이트 캐리어로부터 이 플레이트 토크를 반경방향으로 둘러싸는 하이브리드 모듈의 회전자 캐리어로 그리고 그 반대 방향으로 전달될 수 있다.
토크 전달 요소도 마찬가지로, 플레이트 캐리어 또는 전체 플러그-인 모듈이 회전자 캐리어 내로 축방향으로 삽입되는 것을 가능하게 하는 치합부일 수 있다.
플레이트 캐리어는 달일 부재형으로 또는 다중 부재형으로, 특히 2개의 부재로 구현될 수 있으며, 이 경우 플레이트 캐리어는 내측 부재 및 외측 부재를 구비하고, 내측 부재와 외측 부재의 기계적 연결은 내부 중공 실린더 및 외부 중공 실린더의 반경방향 위치들 사이의 일 반경방향 위치에서 구현된다. 따라서, 특히 단부측 연결 요소는 2개로 분할될 수 있으며, 이 경우 단부측 연결 요소의 외측 부재는 플레이트 캐리어의 외측 부재에 배치되거나 플레이트 캐리어의 외측 부재에 의해 구현되고, 단부측 연결 요소의 내측 부재는 플레이트 캐리어의 내측 부재에 배열되거나 플레이트 캐리어의 내측 부재에 의해 구현되며, 단부측 연결 요소의 내측 부재와 단부측 연결 요소의 외측 부재 간에 기계적 연결이 구현된다. 이와 같은 기계적 연결은, 연결 영역의 둘레에 실현된 복수의 나사 연결 또는 리벳 연결에 의해 구현될 수 있거나, 클린칭 연결 또는 용접 연결에 의해 구현될 수 있다. 플레이트 캐리어가 복수의 부재로 구현될 수 있는 특성은, 더 간단하고 더 비용 효율적인 제조 방법으로 플레이트 캐리어를 제조할 수 있게 한다. 또한, 플레이트 캐리어가 복수의 부재로 구현될 수 있는 특성은, 플레이트 캐리어를 하이브리드 모듈의 회전자 캐리어 내에 또 다른 조립 순서로 조립할 수 있는 가능성을 열어주는데, 그 이유는 처음에는 내측 부재와 외측 부재 중 하나가 회전자 캐리어 내에 또는 회전자 캐리어 상에 배치될 수 있고, 경우에 따라 클러치 장치가 하이브리드 모듈의 전기 기계의 회전자에 의해 둘러싸인 공간으로 삽입될 수 있으며, 그런 다음에 비로소, 필요에 따라 사전에 또 다른 클러치 장치의 일 플레이트 팩이 장착된 각각의 다른 부재가 삽입될 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명은, 내연기관 및 본 발명에 따른 하이브리드 모듈 그리고 변속기를 갖는 자동차용 구동 트레인에 관련되며, 상기 하이브리드 모듈은 하이브리드 모듈 내에 있는 플러그-인 모듈의 클러치 장치를 통해 내연기관 및 변속기와 기계적으로 연결될 수 있거나 연결되어 있다.
보완적으로 본 발명에 따라, 다음과 같은 단계들을 이용하여 본 발명에 따른 구동 트레인을 조립하기 위한 방법이 제공된다: 본 발명에 따른 하이브리드 모듈의 플러그-인 모듈을 제공하는 단계; 본 발명에 따른 하이브리드 모듈의 플러그-인 모듈의 회전자 캐리어를 제공하는 단계; 내연기관의 출력 샤프트를 제공하는 단계; 회전자 캐리어에 의해 반경방향으로 둘러싸인 공간으로 플러그-인 모듈의 플레이트 캐리어를 삽입하는 단계; 출력 샤프트와 플러그-인 모듈의 클러치 장치들 중 하나 사이에 일체 회전식 기계 연결을 실현하는 단계; 플레이트 캐리어와 회전자 캐리어 사이에 일체 회전식 기계 연결을 실현하는 단계; 하나 이상의 판 스프링을 자체의 반경방향 외측 에지에 의해 플레이트 캐리어 상에 배열하는 단계, 및 압력 요소가 판 스프링 상에 축방향으로 지지되도록 하나 이상의 압력 요소를 배열하는 단계. 이 경우, 각각의 일체 회전식 연결을 실현하는 단계들이 반드시 언급된 순서대로 실시될 필요는 없다. 출력 샤프트와 플러그-인 모듈의 클러치 장치들 중 하나 사이에서 일체 회전식 기계 연결을 실현하기 전에, 플러그-인 모듈이 제공될 하이브리드 모듈의 하우징부가 출력 샤프트 상에 회전 운동 가능하게 장착될 수 있다. 클러치 장치들 중 하나, 특히 하나의 분리 클러치를 작동시키기 위한 액추에이터 또는 작동 시스템은 하우징부의 벽 내에 또는 벽 상에 배치될 수 있다. 전기 기계의 회전자가 회전자 캐리어에 대하여 일체로 회전하도록 고정 배치된 회전자 캐리어가 하우징부의 일 섹션에 배치될 수 있음으로써, 회전자 캐리어는 하우징부에 대해 상대 회전이 가능하다. 조립 과정 중에, 플러그-인 모듈이 그 내부에 수용된 분리 클러치 및 예컨대 시동 클러치와 같은 또 다른 클러치 장치와 함께 회전자 캐리어 내로 축방향으로 삽입된다. 플러그-인 모듈 또는 클러치 장치들 중 하나와 결합되고, 예컨대 분리 클러치의 입력측과 결합된 중간 샤프트는, 내연기관의 출력 샤프트와 일체로 회전하도록 결합된다.
따라서, 하이브리드 모듈은, 축방향으로 서로 나란히 배열된 복수의 클러치 장치가 존재하는 경우, 상응하는 수의 판 스프링이 플레이트 캐리어의 제2 중공 실린더 내부에 위치되도록 조립된다. 그에 따라, 관련 판 스프링 상에 축방향으로 지지되는 압력 요소가 클러치 장치마다 배치된다. 조립 방법은 클러치 장치를 위한 작동 시스템의 배치에 의해 보완되며, 이 경우 상기 작동 시스템들은 재차 자신들에 할당된 압력 요소들 상에 축방향으로 지지되거나, 개별 작동 시스템의 작동 시 압력 요소가 상기 작동 시스템상에 축방향으로 지지되도록, 압력 요소들 상에 축방향으로 배열된다.
전술한 발명은, 관련 기술을 배경으로, 바람직한 실시예들을 도시한 해당 도면들을 참조해서 하기에 상세하게 설명된다. 본 발명은, 오직 개략적인 도면들에 의해 제한되지 않으며, 이 경우 각각의 도면에 도시된 실시예들이 도시된 치수에 한정되지 않는 점은 자명하다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 모듈의 부분 단면도이다.
도 2는 제1 실시예의 플레이트 캐리어의 부분 단면도이다.
도 3은 제2 실시예의 플레이트 캐리어의 부분 단면도이다.
도 4는 제3 실시예의 플레이트 캐리어의 부분 단면도이다.
도 5는 판 스프링이 제1 대안예의 플레이트 캐리어 상에 축방향으로 지지되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 판 스프링이 제2 대안예의 플레이트 캐리어 상에 축방향으로 지지되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 판 스프링이 제3 대안예의 플레이트 캐리어 상에 축방향으로 지지되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 하이브리드 모듈의 부분 섹션의 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 단면도의 일 부분 영역의 확대도이다.
도 10은 명시된 공구를 갖는, 도 8에 도시된 단면도의 부분 영역의 또 다른 확대도이다.
도 1에 도시된 하이브리드 모듈(10)과 결합된 하이브리드 모듈(10)의 중간 샤프트(32)는, 예컨대 듀얼 매스 플라이휠과 같은 (여기에 도시되지 않은) 댐퍼를 통해 도시되지 않은 내연기관의 출력 샤프트와 결합 또는 연결되어 있다.
하이브리드 모듈(10)의 입력측(11)을 나타내는 중간 샤프트(32)의 출력측은, 분리 클러치(50)의 외부 플레이트 캐리어(54)와 일체로 회전하도록 결합되어 있다. 이 경우, 분리 클러치(50)의 플레이트 팩(51)의 플레이트들은, 플레이트 캐리어(90)에 의해 형성된 환형 실린더 챔버(91) 내에 배치되며, 요컨대 여기에서는 플레이트 캐리어(90)의 제1 중공 실린더(93)의 외측(94)에 배치된다. 플레이트 캐리어(90)는, 제1 중공 실린더(93)를 제2 중공 실린더(95)와 반경방향으로 결합시키는 단부측 연결 요소(110)를 구비한다. 플레이트 캐리어의 내측(96)에는, 함께 하나의 듀얼 클러치 장치(60)를 형성하는 제1 부분 클러치 장치(70) 및 제2 부분 클러치 장치(80)의 플레이트 팩들(71, 81)이 배열된다. 제1 부분 클러치 장치(70)의 내부 플레이트 캐리어(74)는, 제1 부분 클러치 장치(70)의 플레이트 팩(71)으로부터 여기에 도시되지 않은 제1 변속기 입력 샤프트로 토크를 전달하도록 설계된다.
제2 부분 클러치 장치(80)의 내부 플레이트 캐리어(84)는, 제2 부분 클러치 장치(80)의 플레이트 팩(81)으로부터 여기에 도시되지 않은 제2 변속기 입력 샤프트로 토크를 전달하도록 설계된다. 2개의 내부 플레이트 캐리어(74, 84)는 하이브리드 모듈(10)의 출력측(12)을 형성한다. 제1 중공 실린더(93)의 외측(94) 및 제2 중공 실린더(95)의 내측(96)에도, 바람직하게는 치합부 형상의 구동 장치들(100)이 배열되며, 이들 구동 장치는 분리 클러치(50), 제1 부분 클러치 장치(70) 및 제2 부분 클러치 장치(80)의 플레이트 팩들(51, 71, 81)과 상호 작용한다.
플레이트 캐리어(90)의 제1 중공 실린더(93)와 제2 중공 실린더(95)는 서로 동축으로 배치된다.
플레이트 캐리어(90)는, 제1 중공 실린더의 외측(94) 및 제2 중공 실린더(95)의 내측(96)에도, 여기에서 노치 또는 홈의 형상으로 구현된 지지 요소(101)를 각각 갖는다. 이 지지 요소(101)는, 개별 플레이트 팩(51, 71)이 개별 작동 시스템(52, 72)에 의해 축방향으로 하중을 받아 카운터 플레이트(53, 73) 상에 지지될 때, 제2 중공 실린더(95)의 내측(96)에 제1 부분 클러치 장치(70)의 카운터 플레이트(73)를 수용하고 축방향으로 지지하기 위해, 그리고 제1 중공 실린더(93)의 외측(94)에 분리 클러치(50)의 카운터 플레이트(53)를 수용하고 축방향으로 지지하기 위해 이용된다.
제2 부분 클러치 장치(80)를 작동시키기 위해 축방향으로 작용하는 작동 요소(83)는, 제1 부분 클러치 장치(70)의 플레이트 팩(71)을 통과해서 축방향으로 연장됨을 알 수 있다.
하이브리드 모듈(10)이 하이브리드 차량의 구동 트레인에 설치된 상태에서 내연기관 쪽을 향하고 있는 하이브리드 모듈(10)의 축방향 측에는, 분리 클러치(50)를 작동시키기 위한 액추에이터 또는 작동 시스템(52)이 제공된다. 제1 부분 클러치 장치 및 제2 부분 클러치 장치(80)를 작동시키기 위한 액추에이터 또는 작동 시스템(72, 82)은, 하이브리드 모듈(10)이 하이브리드 차량의 구동 트레인에 설치된 상태에서 하이브리드 모듈(10)의, 변속기 쪽을 향하는 측에 제공된다. 이는, 분리 클러치(50)를 작동시키기 위한 액추에이터 또는 작동 시스템(52)이, 제1 부분 클러치 장치(70) 및/또는 제2 부분 클러치 장치(80)를 작동시키기 위한 작동 시스템(72, 82) 또는 액추에이터의 작동 방향과 관련하여 반대 방향으로 지향된 작동 장치를 구비함을 의미한다.
제1 부분 클러치 장치(70) 및 제2 부분 클러치 장치(80)의 플레이트 팩(71, 81)의 플레이트들을 지지하기 위한 플레이트 캐리어(90)는, 전기 기계(20)의 회전자(22)를 일체로 회전하도록 고정 배치하기 위한 하이브리드 모듈(10)의 회전자 캐리어(30)에 대해 분리된 부품으로서 제공된다.
회전자 캐리어(30) 및 플레이트 캐리어(90)는, 회전자 캐리어(30)의 회전이 플레이트 캐리어(90)의 회전을 야기하도록, 토크 전달 요소(120)를 통해 일체 회전식으로 서로 연결되거나 결합된다. 토크 전달 요소(120)는 예컨대 밀링(milling), 스크루잉(screwing), 보링(boring), 피닝(pinning) 등에 의해 구현될 수 있다.
플레이트 캐리어(90)는, 회전자 캐리어(30) 상에서 회전자 캐리어(30)에 의해서 형성된 공간 내에 일체로 회전하도록 배치된다.
회전자 캐리어(30)는, 전기 기계(20)의 고정자(21)의 반경방향 내측에 배치된 회전자(22)를 수용하거나 배치하기 위해 이용된다.
회전자(22) 그리고 회전자 캐리어(30) 및 플러그-인 모듈(40)은 모두 하나의 공통 회전축(1) 상에 실질적으로 동축으로 배치된다.
이 경우, 회전자 캐리어는 롤링 베어링(140)을 통해 하우징부(31) 상에 지지되고, 하우징부는 다시 중간 샤프트(32) 상에 반경방향으로 지지된다.
회전자 캐리어(30)와 플레이트 캐리어(90)를 상호 분리된 부품으로 형성함으로써, 분리 클러치(50) 및 여기서는 부분 클러치 장치(70, 80)로 구현된 시동 클러치 장치들을 구비하는 슬라이드-인 모듈(40)이 제공될 수 있으며, 이 슬라이드-인 모듈은 간단한 방식으로 하이브리드 모듈(10)의 회전자 캐리어(30) 내로 축방향으로 슬라이딩될 수 있고, 이로써 하이브리드 모듈(10)의 모듈식 조립이 허용된다.
구동 트레인에 하이브리드 모듈(10)을 조립하거나, 구동 트레인 내로 하이브리드 모듈(10)을 내장할 때, 하우징부(31)는, 출력 샤프트가 하우징부(31)에 대해 상대 회전이 가능하도록 내연기관의 출력 샤프트 상에 지지된다. 분리 클러치(50)를 작동시키기 위한 액추에이터 또는 작동 시스템(52)은 하우징부(31)의 벽에 배치된다. 전기 기계(20)의 회전자(22)가 회전자 캐리어(30)에 대해 일체로 회전하도록 배치된 회전자 캐리어(30)는, 이 회전자 캐리어(30)가 하우징부(32)에 대해 상대 회전이 가능하도록 하우징부(31)의 일 섹션 상에 지지된다. 분리 클러치(50) 및 부분 클러치 장치(70, 80)를 갖는 플러그-인 모듈(40)은, 분리 클러치(50)의 입력측과 결합 또는 연결된 플러그-인 모듈(40)의 중간 샤프트(32)가 내연기관의 출력 샤프트와 일체 회전식으로 결합되거나 연결되도록, 회전자 캐리어(30) 내로 삽입된다. 플레이트 캐리어(90)는 회전자 캐리어(30)와 토크 전달 방식으로 연결된다.
도 1에서 더 알 수 있는 바와 같이, 하이브리드 모듈(10)은 하우징부(31)와, 상기 하우징부(31)에 대해 국부적으로 동축으로 연장되는 회전자 캐리어(30) 사이에 반경방향으로, 스페이서로도 지칭되는 간격 유지 요소(150)를 포함한다. 이 간격 유지 요소(150)는 자신의 반경방향 내측(151)에 의해 하우징부(31)의 반경방향 외측에 접하고, 그곳에 반경방향으로 지지된다. 이 경우, 간격 유지 요소(150)는, 마찬가지로 회전자 캐리어(30)와 하우징부(31) 사이에 배치되고, 간격 유지 요소(150)에 대향하여 놓인 측에서 하우징부(1)의 견부에 축방향으로 지지되는 롤링 베어링(140)의 축방향 운동을 차단한다. 롤링 베어링(140)에 축방향으로 대향하여 놓인 측에서 간격 유지 요소(150)에는, 여기에서 특수 너트의 형상으로 형성된 고정 요소(170)가 접한다. 상기 특수 너트의 내부 나사(171)는 하우징부(31)의 외부 나사(172) 상에 있다. 고정 요소(170) 및 특수 너트는 둘레에 분포된 결합 홀(173)을 구비하며, 고정 요소를 회전시켜서 축방향으로 변위시킬 수 있도록, 그리고 이로써 고정 요소(170)와 롤링 베어링(140)의 간격을 조정할 수 있도록, 특수 공구의 성형 요소들이 상기 결합 홀 내로 삽입될 수 있다. 이에 상응하게, 간격 유지 요소(150) 내에서 축방향 압축 응력이 발생할 수 있음으로써, 간격 유지 요소(150)는 마치 스프링과 같이 롤링 베어링(140)을 향해서 그리고 고정 요소(170)를 향해 축방향으로 가압된다. 이와 같은 동작은 롤링 베어링(140)의 축방향 위치를 고정시킨다.
간격 유지 요소(150)와 회전자 캐리어(30) 사이에는, 여기에 도시된 실시예에서 니들 베어링인 또 다른 회전 베어링(160)이 배치된다. 따라서, 상기 회전 베어링(160)은, 요컨대 회전 베어링(160) 내로 그리고 회전 베어링으로부터 하우징부(31) 상에 반경방향으로 지지되는 간격 유지 요소(150)로 반경방향 힘을 도입함으로써, 하우징부(31) 상에서 회전자 캐리어(30)를 반경방향으로 계속 지지하기 위해 이용된다. 그러나 이것이, 여기에 도시된 실시예에서, 간격 유지 요소(150)의 유일한 기능은 아니며, 간격 유지 요소는, 클러치 장치(50, 70, 80)가 내장되어 있고 플러그-인 모듈(40)에 의해 반경방향으로 둘러싸인 공간 내로의 윤활제 체적 흐름의 공급 또는 조정을 위해서도 이용된다. 이러한 목적으로, 간격 유지 요소는 윤활제의 유동 경로(181)의 부분인 관통 개구(180)를 포함한다. 이 관통 개구(180)는, 간격 유지 요소(150)의 반경방향 외측에 배치된 하우징부(31) 내의 통로(190) 및 간격 유지 요소(150)의 반경방향 내측에 배치된 회전자 캐리어(30) 내의 통로(191)와 반경방향으로 동일 평면에 놓이며, 이 경우 상기 두 통로(190, 191) 모두 마찬가지로 유동 경로(181)의 일부분을 형성한다. 관통 개구(180)의 치수 설계 및 간격 유지 요소(150)의 위치 결정에 의해, 유동 경로(181)의 내부 폭 및 공급될 윤활제의 체적 유량이 조정될 수 있다.
축방향으로 인접하여 배치된 클러치 장치(70, 80) 각각에는 압력 요소(85, 86)가 할당된다. 제1 클러치 장치(70)의 압력 요소(75)는 제1 부분 클러치 장치(70)의 플레이트 팩(71) 상에 축방향으로 바로 또는 직접 지지된다. 제2 부분 클러치 장치(80)의 압력 요소(85)는 제2 부분 클러치 장치(80)의 플레이트 팩(81) 상에 간접적으로, 다시 말해 여기에서 축방향으로 작용하고 제1 부분 클러치 장치(70)의 플레이트 팩의 플레이트들을 통과하여 안내되는 작동 요소(83)를 통해 지지된다.
2개의 부분 클러치 장치(70, 80) 각각에는 또한 판 스프링(76, 86)이 할당된다. 이들 판 스프링(76, 86)은, 이들의 개별적인 반경방향 외측 에지(200)에 의해 플레이트 캐리어(90)의 제2 중공 실린더(95)의 내측(96)에 지지된다. 이를 위해, 플레이트 캐리어(90)는 이들 지점에 계단 형상의 요소(97)를 구비한다.
개별 판 스프링(76, 86)의 반경방향 내측 에지(201)는 개별 압력 요소(75, 85)를 향해 축방향으로 작용한다. 개별 압력 요소(75, 85)는, 2개 부분 클러치 장치(70, 80)의 개별 작동 시스템(72, 82)과 축방향으로 기계적으로 연결된다.
상기와 같은 작동 시스템(20, 82)이 작동할 때, 축방향으로 힘이 개별 압력 요소(75, 85)로 전달되며, 상기 압력 요소는 직접적으로 또는 간접적으로 축방향 힘을 개별 플레이트 팩(71, 81)으로 전달한다. 이와 같은 방식으로, 플레이트 팩(71, 81)의 플레이트들은 서로에 대해 가압되고, 토크는 개별 부분 클러치 장치(70, 80)에 의해 전달될 수 있다. 부분 클러치 장치(70, 80)가 다시 개방되어야 하는 경우, 개별 작동 시스템(72, 82)의 작동이 종료된다. 개별 판 스프링(76, 86)이 이제부터 개별 압력 요소(75, 85)의 축방향 복원 운동을 야기함으로써, 플레이트 팩(71, 81)의 플레이트들이 상호 분리될 수 있다.
도 2는, 플레이트 캐리어(90)를 단일 부분 부품으로서 보여준다. 특히, 제1 중공 실린더(93)의 외측(94)에 그리고 제2 중공 실린더(95)의 내측(96)에도 배치된 구동 장치(100)를 볼 수 있다. 2개의 중공 실린더(93, 95)는 단부측에서 연결 요소(110)를 통해 기계적으로 연결된다.
그러나 플레이트 캐리어(90)는, 도 3 및 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 2개 부재로 구성된 부품으로서도 형성될 수 있다. 2개 부재로 된 부품의 경우, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 내측 부재(130)와 외측 부재(131) 사이의 기계적 연결부(132)로서 2개의 개별 부재의 접합선이 분리 클러치(50)에 인접하여 제공된다. 이와 같은 접합선 또는 기계적 연결부(132)는 예컨대 용접 연결부일 수 있다.
도 4는 플레이트 캐리어(90)의 구조적인 구성의 또 다른 일 대안예를 보여주며, 여기서는 플레이트 캐리어(90)의 내측 부재(130)와 외측 부재(131)가 서로 축방향으로 중첩되고, 기계적 연결부(132)로서의 복수의 스크루 연결부에 의해, 또는 하나 또는 복수의 용접 연결부에 의해 상호 고정된다.
도 5, 도 6 및 도 7에는, 판 스프링(76, 86)이 플레이트 캐리어(90) 상에 지지되는 상이한 구성들이 도시되어 있다.
이들 3개의 도면으로부터, 축방향 개구(87)가 축방향으로 작용하는 제2 부분 클러치 장치(80)의 작동 요소(83) 내에서 2개의 판 스프링(76, 86)의 외경보다 더 큰 반경방향 연장부 또는 더 큰 직경을 갖는 점을 알 수 있다. 이는, 축방향으로 작용하는 작동 요소(83)가 이미 장착된 경우, 차후에 플레이트 캐리어(90) 내부로 판 스프링(76, 86)을 삽입할 수 있는 가능성을 제공한다.
도 5는, 제1 부분 클러치 장치의 판 스프링(76)뿐만 아니라 제2 부분 클러치 장치(80)의 판 스프링(86)도 각각 플레이트 캐리어(90)의 계단 형상의 요소(97)에 그리고 제2 중공 실린더(95)의 내측(96)에 밀착되고, 그곳에 축방향으로 지지되는 것을 보여준다.
도 6은, 판 스프링(86)은 계속해서 계단 형상의 요소(97)에만 축방향으로 지지되지만, 판 스프링(76)은 지지 링(98)에 지지되고 이 지지 링이 다시 계단 형상의 요소(97)에 지지되는 한 대안적인 실시예를 보여준다.
도 7에 따른 실시예는, 지지 링(98) 대신에 고정 링(99)이 배치되고, 상기 고정 링 상에서 판 스프링(76)의 반경방향 외측 에지(200)가 축방향으로 지지된다는 점에서 도 6에 도시되어 있는 실시예와 상이하다.
도 8 및 도 9에는, 본 발명에 따른 하이브리드 모듈의 단면도가 각각 도시되어 있으며, 이 경우 도 9는 관련 영역을 훨씬 더 확대하여 도시한 것이다.
여기에서는, 플레이트 캐리어(90)의 축방향 단부 영역(300)에서, 플레이트 캐리어가 자신의 제2 중공 실린더(95)로부터 반경방향 외부로 돌출하는 성형 요소(301), 소위 핑거를 구비하고 있음을 알 수 있다. 상기 반경방향 외부로 돌출하는 성형 요소(301)는 회전자 캐리어(30)를 반경방향으로 관통하는데, 다시 말하면, 이를 위해 회전자 캐리어(30) 내에 배치되고, 특히 슬롯의 형상을 갖는 리세스들(303)을 관통한다. 이들 리세스(303)는, 여기에 도시된 실시예에서 회전자 캐리어(30)의 단부측들(304)에 형성된다. 이와 같은 방식으로, 토크는, 회전자 캐리어(30)와 플레이트 캐리어(90) 또는 이와 함께 형성된 플러그-인 모듈(40) 사이에서 간단하고 공간 절약적인 방식으로 전달될 수 있다. 회전자 캐리어(30)에 대해 플레이트 캐리어(90)의 축방향 위치를 고정할 목적으로, 회전자 캐리어(30)의 반경방향 내측에 고정 요소(305)가 배치되며, 이 고정 요소는 회전자 캐리어(30) 내에 반경방향으로 삽입되어 있고 플레이트 캐리어(90) 상에 축방향으로 지지됨으로써, 플레이트 캐리어(90)의 축방향 변위 및 그에 따른 플러그-인 모듈(40)의 축방향 변위를 차단한다.
여기에 도시된 실시예에서는, 상기 고정 요소가 아직까지는 축방향 변위를 차단하는 유일한 요소가 아니며, 오히려 플레이트 캐리어(90)의 제1 중공 실린더(93)에도 상기 중공 실린더의 반경방향 내측과 회전자 캐리어(30) 사이에 플레이트 캐리어(90)의 병진 자유도를 차단하기 위한 또 다른 요소가 배치되며, 요컨대 여기에서는 회전자 캐리어(30)의 홈(309) 내에 배치된 스프링 링(306)이 배치되어 있다.
회전자 캐리어(30)와 플레이트 캐리어(90) 사이에서 형상 결합 방식으로 토크를 전달하기 위한 또 다른 구성 요소로서, 플레이트 캐리어(90)의 단부측 연결 요소(110) 내에 그리고 회전자 캐리어(30) 내에 삽입되는 정렬 핀(307)이 제공된다.
도시된 분리 클러치(50)의 구조적으로 간단한 작동을 실현할 목적으로, 상기 유형의 하나 이상의 관통 개구(308), 바람직하게는 복수의 관통 개구(308)가 회전자 캐리어(30) 내에 그리고 단부측 연결 요소(110) 내에도 제공되며, 분리 클러치(50)의 플레이트에 작동력을 가하기 위해 클러치 작동 요소(310)가 상기 관통 개구들을 관통하여 안내된다.
도 10은, 본 발명에 따른 하이브리드 모듈의 또 다른 부분 확대 단면을 보여주는데, 다시 말해 여기에서는 특히, 마찬가지로 플레이트 캐리어(90) 내부에 배치된 분리 클러치(50)를 보여준다. 플레이트 캐리어(90)가 자신의 반경방향 내부 제한부로써 회전자 캐리어(30)에 접한다는 것을 알 수 있다. 회전자 캐리어(30)에 대해 플레이트 캐리어(90) 또는 이 플레이트 캐리어가 장착된 플러그-인 모듈(40)의 축방향 위치를 고정하기 위해, 여기에서는 도시된 스프링 링(306) 형상의 잠금 요소가 회전자 캐리어(30)와 플레이트 캐리어(90) 사이에 배치되어 있다.
스프링 링(306)이 회전자 캐리어(30)보다 더 큰 직경을 갖는, 도시된 스프링 링(306)의 위치에서, 스프링 링(306)은 무응력 상태로 존재하고, 파선으로 도시된 윤곽 내부까지 연장된다. 그 결과, 스프링 링(306)을 회전자 캐리어(30)에 조립한 후에 그리고 플레이트 캐리어(90) 또는 플레이트 캐리어가 장착된 플러그-인 모듈(40)을 회전자 캐리어(30) 내부로 축방향으로 삽입하기 전에는, 스프링 링(306)이 삽입 과정을 막는 축방향 차단부이다.
삽입을 가능하게 하기 위하여, 제1 부분 클러치 장치(70) 및 제2 부분 클러치 장치(80)의 2개의 내부 플레이트 캐리어(74, 84) 내에 축방향으로 연장되는 관통 개구(400)가 형성된다. 또한, 이와 같은 관통 개구(400)는 분리 클러치(50)의 외부 플레이트 캐리어(54) 내에도 형성된다. 관통 개구(400)는, 도 10에 도시되어 있는 바와 같이 서로 축방향으로 동일 평면에 놓일 수 있도록 배열된다. 이는, 관통 개구(400) 내로의 공구(401)의 축방향 삽입을 가능하게 한다. 회전자 캐리어(30) 내로 플레이트 캐리어(90)가 장해 없이 삽입될 수 있도록 하기 위하여, 공구를 사용해서, 반경방향으로 돌출하는 스프링 링(306)이 회전자 캐리어(30) 내로 변위될 수 있다. 바람직하게, 내부 플레이트 캐리어 또는 외부 플레이트 캐리어에는 균일하게 분포된 복수의 관통 개구(400)가 존재하며, 이들 관통 개구는 복수의 공구(401)가 동시에 축방향으로 맞물릴 수 있게 한다. 플레이트 캐리어(90)를 회전자 캐리어(30) 내로 삽입할 때, 플레이트 캐리어(90) 상에서 적어도 국부적으로 비스듬한 프로파일(403)을 갖는 섹션이 추가로 도움이 된다. 이 섹션(403)은 플레이트 캐리어(90)의 내부의 제1 중공 실린더(93)와, 실질적으로 이에 대해 수직으로 연장되는 단부측 연결 요소(110) 사이에 위치된다. 회전자 캐리어 내로 플레이트 캐리어(90)가 삽입될 때, 플레이트 캐리어(90) 상의 상기와 같은 비스듬한 영역 또는 그곳에 제공된 굴곡부가 반경방향으로 돌출하는 스프링 링(306)에 쐐기 효과(wedge effect)를 야기함으로써, 스프링 링은 회전자 캐리어(30) 내로의 플레이트 캐리어(90)의 삽입 동작 시 축방향 내부로 밀리게 된다.
본원에서 제안된 클러치 장치 및 이와 같은 클러치 장치가 장착된 하이브리드 모듈에 의해, 비용 효율적으로 제조될 수 있으면서 작은 공차로 간단하게 수동으로도 그리고 자동화 방식으로도 조립될 수 있는 유닛이 제공될 수 있다.
1: 회전축
10: 하이브리드 모듈
11: 하이브리드 모듈의 입력측
12: 하이브리드 모듈의 출력측
20: 전기 기계
21: 고정자
22: 회전자
30: 회전자 캐리어
31: 하우징부
32: 중간 샤프트
40: 플러그-인 모듈
50: 분리 클러치
51: 분리 클러치의 플레이트 팩
52: 분리 클러치의 작동 시스템
53: 분리 클러치의 카운터 플레이트
54: 분리 클러치의 외부 플레이트 캐리어
60: 듀얼 클러치 장치
70: 제1 부분 클러치 장치
71: 제1 부분 클러치 장치의 플레이트 팩
72: 제1 부분 클러치 장치의 작동 시스템
73: 제1 부분 클러치 장치의 카운터 플레이트
74: 제1 부분 클러치 장치의 내부 플레이트 캐리어
75: 제1 부분 클러치 장치의 압력 요소
76: 제1 부분 클러치 장치의 판 스프링
80: 제2 부분 클러치 장치
81: 제2 부분 클러치 장치의 플레이트 팩
82: 제2 부분 클러치 장치의 작동 시스템
83: 축방향으로 작용하는 작동 요소
84: 제2 부분 클러치 장치의 내부 플레이트 캐리어
85: 제2 부분 클러치 장치의 압력 요소
86: 제2 부분 클러치 장치의 판 스프링
87: 축방향 개구
90: 플레이트 캐리어
91: 환형 실린더 챔버
93: 제1 중공 실린더
94: 제1 중공 실린더의 외측
95: 제2 중공 실린더
96: 제2 중공 실린더의 내측
97: 계단 형상의 요소
98: 지지 링
99: 고정 링
100: 구동 장치
101: 지지 요소
110: 단부측 연결 요소
120: 토크 전달 요소
130: 내측 부재
131: 외측 부재
132: 기계적 연결부
140: 롤링 베어링
150: 간격 유지 요소
151: 반경방향 내측
160: 회전 캐리어
170: 고정 요소
171: 내부 나사
172: 외부 나사
173: 결합 홀
180: 관통 개구
181: 유동 경로
190: 하우징부 내의 통로
191: 회전자 캐리어 내의 통로
200: 반경방향 외측 에지
201: 반경방향 내측 에지
300: 축방향 단부 영역
301: 반경방향 외부로 돌출하는 성형 요소
302: 단부 영역
303: 리세스
304: 단부측
305: 고정 요소
306: 스프링 링
307: 정렬 핀
308: 관통 개구
309: 홈
310: 클러치 작동 요소
400: 관통 개구
401: 공구
402: 리세스
403: 적어도 국부적으로 비스듬한 프로파일을 갖는 섹션

Claims (10)

  1. 내연기관 및 변속기를 결합하기 위한 자동차용 하이브리드 모듈(10)로서,
    하이브리드 모듈(10)은 적어도 2개의 클러치 장치(70, 80) 및 회전자 캐리어(30)와 일체로 회전하도록 연결된 회전자(22)를 갖는 전기 기계(20)를 포함하고,
    회전자 캐리어(30)는 클러치 장치(70, 80)의 플레이트 캐리어(90)와 일체로 회전하도록 결합됨으로써, 전기 기계(20)의 회전자(22)에 의해 유발된 토크가 플레이트 캐리어(90)로 전달될 수 있고,
    클러치 장치(70, 80)는 각각 축방향으로 서로 나란히 배열된 하나 이상의 플레이트 팩(71, 81)을 구비하고, 플레이트 캐리어(90)는 마찰 결합식 토크 전달을 위해 사용되는 클러치 장치(70, 80)의 플레이트 팩(71, 81)의 플레이트를 지지하고,
    하나 이상의 플레이트가 플레이트 캐리어(90)의 구동 장치(100)와 일체로 회전하도록 연결되며, 상기 클러치 장치(70, 80)는 또한 압력 요소(75, 85) 및 판 스프링(76, 86)을 구비하며, 상기 판 스프링(76, 86)이 자신의 반경방향 외측 에지(200)에 의해 플레이트 캐리어(90) 상에 축방향으로 지지되고, 자신의 반경방향 내측 에지(201)에 의해 압력 요소(75, 85) 상에 축방향으로 지지되는, 하이브리드 모듈(10).
  2. 제1항에 있어서, 판 스프링(76, 86)이 클러치 장치(70, 80)의 회전축(1)을 중심으로 하는 자신의 각도 위치에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 모듈(10).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 판 스프링(76, 86)의 외경이, 압력 용기로서 구현된 압력 요소(85) 내의 축방향 개구(87)의 최소 반경방향 연장부보다 작은 것을 특징으로 하는, 하이브리드 모듈(10).
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 서로 나란히 배열된 2개의 클러치 장치(70, 80)에는 각각 작동 시스템(72, 82)이 할당되며, 상기 개별 작동 시스템(72, 82) 상에 개별 압력 요소(75, 85)가 축방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 모듈(10).
  6. 제5항에 있어서, 개별 판 스프링(76, 86)은, 클러치 장치(70, 80)의 플레이트 팩(71, 81)의 축방향 압착 시, 축방향으로 서로 나란히 배열된 클러치 장치들에 각각 판 스프링을 설치하는 경우에 판 스프링들이 압축된 상태에서뿐만 아니라 압축되지 않은 상태에서도 상호 방해하거나 간섭하지 않는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 모듈(10).
  7. 제5항에 있어서, 2개의 판 스프링(76, 86)이 상이한 크기의 외경을 가지며, 상기 외경의 범위 내에서 상기 판 스프링들이 플레이트 캐리어(90) 상에 축방향으로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 모듈(10).
  8. 제5항에 있어서, 하이브리드 모듈이 회전 대칭인 플레이트 캐리어(90)를 갖는 플러그-인 모듈(40)을 더 구비하며, 플레이트 캐리어(90)는 회전 대칭으로 배열된 2개의 중공 실린더인 제1 중공 실린더(93) 및 제2 중공 실린더(95)로 구성된 중공 환형 실린더의 형상을 가지며, 구동 장치(100)는 플레이트 캐리어(90)에 의해 반경방향으로 한정된 공간 내에서 반경방향으로 이격되어 서로를 향하는 중공 환형 실린더의 내측들 중 하나 이상의 내측에 배열되며, 분리 클러치 장치(50) 및 클러치 장치(80)의 플레이트 팩들(51, 81)은 서로 반경방향으로 오프셋되어 배열되고, 플레이트 팩(51, 81)의 하나 이상의 플레이트와 연결하기 위한 구동 장치(100)는 플레이트 캐리어(90)에 의해 반경방향으로 한정된 공간 내에서 반경방향으로 이격되어 서로를 향하는, 중공 환형 실린더의 2개 중공 실린더인 제1 중공 실린더(93) 및 제2 중공 실린더(95)의 2개의 측(94, 96)에 배열되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 모듈(10).
  9. 제8항에 있어서, 반경방향으로 오프셋된 분리 클러치 장치(50) 및 클러치 장치(80) 중 하나 외에 축방향으로 또 다른 클러치 장치(70)가 배치되며, 상기 추가 클러치 장치(70)에 의해서도 마찬가지로 하나 이상의 플레이트가 제2 중공 실린더(95)의 내측(96)에서 구동 장치(100)에 배치되며, 상기 내측에는 축방향으로 인접한 클러치 장치(80)의 플레이트 팩(81)의 하나 이상의 팩도 배치되며, 이 경우 축방향으로 인접한 2개의 클러치 장치(70, 80) 각각에 압력 요소(75, 85) 및 판 스프링(76, 86)이 할당되며, 상기 판 스프링은 자신의 반경방향 외측 에지(200)에 의해 플레이트 캐리어(90) 상에 지지되고, 자신의 반경방향 내측 에지(201)에 의해 압력 요소(75, 85) 상에 지지됨으로써, 상기 2개의 판 스프링(76, 86)이 축방향으로 서로 나란히 배열되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 모듈(10).
  10. 내연기관 및 제1항에 따른 하이브리드 모듈(10) 그리고 변속기를 갖는, 자동차용 구동 트레인으로서,
    하이브리드 모듈(10)이 상기 하이브리드 모듈(10) 내에 있는 플러그-인 모듈(40)의 클러치 장치를 통해 내연기관 및 변속기와 기계적으로 연결될 수 있거나 연결되어 있는, 자동차용 구동 트레인.
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