WO2010081453A2 - Hybridmodul für einen antriebsstrang eines fahrzeuges - Google Patents

Hybridmodul für einen antriebsstrang eines fahrzeuges Download PDF

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Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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Definitions

  • a drive train of a hybrid vehicle comprises a combination of an internal combustion engine and an electric machine, and allows - for example, in conurbations - a purely electrical mode of operation while maintaining sufficient range and availability especially for cross-country trips.
  • the electric machine of hybrid vehicles usually replaces the formerly common starter for the internal combustion engine and the alternator in order to reduce weight gain of the hybrid vehicle compared to vehicles with conventional drive trains.
  • a first separating clutch may be arranged to separate the internal combustion engine from the electric machine and the remaining drive train of the hybrid vehicle. In a purely electric drive, the first separating clutch is then opened and the internal combustion engine is switched off, so that the output torque of the hybrid vehicle is applied solely by the electric machine.
  • a second separating clutch can be arranged between the electric motor and the transmission, so that the electric machine can also be disconnected from the remaining drive train of the hybrid vehicle. If the first separating clutch is closed and the second separating clutch is open, the internal combustion engine can be started via the electric machine, so that it is possible to dispense with a separate starter for the internal combustion engine.
  • the corresponding hybrid module builds comparatively large in contrast to conventional powertrains with a clutch and starter motor or with a dual clutch and starter motor. It is therefore an object of the present invention to provide a hybrid module for a powertrain of a vehicle with reduced space requirements.
  • FIG. 1 shows a schematic structure of a hybrid module (with electric motor and separating clutch) in conjunction with a double wet clutch, which are arranged between the internal combustion engine and a dual-clutch transmission of a drive train of a vehicle,
  • Fig. 2 is a half section of a first embodiment of an inventive
  • Hybrid module in conjunction with double wet clutch with rotating wet space for arrangement in a drive train of a hybrid vehicle
  • FIG. 3 shows a half section of the double wet clutch with rotating wet space according to the embodiment of FIG. 2,
  • FIG. 4 shows a half section of the separating clutch according to the embodiment of FIG. 2,
  • Fig. 5 shows another embodiment of a hybrid module with electric motor
  • Fig. 6 shows another embodiment of a complete module in the sense of Fig. 5 with
  • Hybrid module electric motor and separating clutch
  • double wet clutch with non-co-rotating wet space, which are divided for mounting on two modules
  • Fig. 7 shows a further embodiment of a complete module in the sense of Fig. 5 with
  • Hybrid module electric motor and separating clutch
  • double wet clutch with non-co-rotating wet space, which are divided for mounting on two modules and
  • FIG. 8 is a detailed view of the separating clutch in the embodiment of FIG. 7th
  • the arrangement shown in FIG. 1 includes a double wet clutch 1, for example with co-rotating or non-co-rotating wet space, and a separating clutch 2 between the internal combustion engine 3 and dual clutch 1. Between the separating clutch 2 and the dual clutch 1, an electric machine 4 is arranged. The separating clutch 2 and the electric machine 4 together form a hybrid module 5. As an alternative to a wet double clutch, a dry double clutch could also be provided.
  • Each of the partial clutches of the double wet clutch 1 is connected to a partial transmission 6, 7, wherein the partial transmissions 6, 7 (with the gear ratios i1 and i2) have a common output, which generates a torque generated by the internal combustion engine and / or the electric machine via the differential 8 transmits to the driven wheels 9.
  • the partial transmissions 6, 7 (with the gear ratios i1 and i2) have a common output, which generates a torque generated by the internal combustion engine and / or the electric machine via the differential 8 transmits to the driven wheels 9.
  • two wheels are shown, this being understood only symbolically and of course, a different number of driven wheels can be provided.
  • the internal combustion engine 3 can be started via the electric motor 4 when the clutch 2 is closed.
  • the separating clutch 2 When operating with internal combustion engine 3, the separating clutch 2 is closed.
  • the electric motor 4 can then be used for example for boosting and recuperation of braking energy. - A -
  • a first embodiment of a hybrid module with a clutch 2 and an existing stator 10 and rotor 11 electric machine 4 in conjunction with a hybrid module downstream dual wet clutch 1 with a radially outer part clutch K1 and a radially inner part clutch K2 is shown, wherein the separating clutch 2 and the double clutch 1 are arranged in a common closed wet space.
  • the common wet space of dual clutch 1 and clutch 2 includes a rotor arm 12 of the electric motor 4, which is connected to an outer disc carrier 13 of the clutch 2 and a clutch housing 14 of the double clutch 1 oil-tight and torque-tight.
  • the wet space of the double clutch 1 is extended beyond the rotor carrier 12 of the electric machine 4 and over the outer disk carrier 13 of the separating clutch 2.
  • the oil-tight and torque-tight executed connection between the clutch housing 14 and rotor support 12 and between the rotor support 12 and outer disk carrier 13 of the separating clutch 2 may be formed as a welded or a screw connection with additional statically acting sealing element (sealing ring).
  • the rotor 13 is pressed onto the rotor carrier 12.
  • a sealing of the common wet space of the double clutch and separating clutch with respect to the surrounding dry space takes over a radial shaft seal 15 which is arranged between a connected to an input side inner disk carrier 17 of the clutch 2 clutch hub 16 of the clutch 2 and the output side outer disk carrier 13 of the clutch 2.
  • the clutch hub 16 is designed as a closed pot formed, which closes the wet room to the engine out.
  • the clutch hub 16 is connected via a flexplate or a driveplate 18, which is connected by means of a screw connection or a cardanic suspension 19 to another flexplate or driveplate 20, which in turn is connected to a crankshaft 21 of the internal combustion engine 3.
  • a pre-centering of the clutch hub 16 during assembly and thus of the hybrid module 5 and the dual clutch 1 during assembly can be done via a pilot pin 22 which is inserted into a recess of the crankshaft 21 (comparable to a transducer assembly), thereby facilitating a motor-side mounting of the hybrid module and the dual clutch is, especially in the case that the hybrid module and the dual clutch are first connected to the transmission, before connecting to the engine.
  • the output side outer disk carrier 13 of the separating clutch 2, the rotor carrier 12 and the dual clutch 1 are rotatably supported by a motor-side bearing 23 on a cover 24, wherein the cover 24 to a transmission housing 25, for example via a retaining ring 26 and possibly another sealing element, supported and is attached.
  • the outer disk carrier 13 of the separating clutch 2 and thus rotor arm 12 and rotor 11 of the electric machine 4 are mounted on the motor side bearing 23 deckelfest in the bell housing rotor side. Transmission side, the unit via the clutch housing 14 is also mounted in the clutch bell via the bearing 26.
  • the transmission-side bearing 23 is designed as a pure radial bearing (movable bearing) and the transmission-side bearing 26 as a radial and thrust bearing (fixed bearing).
  • the gear-side bearing 26 and the motor-side bearing 23 are arranged in each case in the opposite end regions of the hybrid module and the double clutch, so that just for the rotor carrier wide bearing and thus a precise run of the rotor results in the stator. The small tolerances to be maintained in the gap between the rotor and the stator can therefore be reliably maintained.
  • the above-described storage also allows support of the radial and axial forces occurring and defines the axial position of the unit separating clutch and double clutch within the clutch bell through the cover-fixed connection.
  • Details of the dual clutch 1 are given in FIG. 3, wherein the exemplary embodiment of the dual clutch according to FIG. 3 is to be understood only as an example for different types of dual clutches with a co-rotating wet chamber.
  • Figure 3 shows the dual clutch assembly 1 in the assembled state as a partial section above the axis of rotation 102.
  • the clutch unit 1 is disposed between the drive unit 3 and the gear 6,7.
  • the housing 108 is rotatably supported by means of the roller bearing 123 on the gear housing 122, wherein between the annular axial projection 124 of the housing part 107 and the roller bearing 123 of the ring gear 125 for the transmission oil pump, which can also circulate the pressure means of the clutch unit 1, arranged by means of a sleeve-shaped approach and driven by the lug 124.
  • the from the ring gear 125 and the roller bearing 123, which also forms a storage for the housing 108 on the housing wall of the gear housing 122 via the ring gear 125, formed pump drive is preferably preassembled on the gear housing 122, wherein in the connection of the clutch unit 1 and the transmission Scoop tube 114 is centered in the feeder and the guide pins 183 pass through this and axially displaceable in the gear housing 122 and the scoop 114 rotatably stored recorded.
  • On the axial shoulder 124 is a centered sealing disc 126, for example made of sheet metal or plastic with a seal 127 as Radial alwellendendring to approach 124 for sealing the housing 108 relative to the gear housing 122 is provided.
  • the input part of the torsional vibration damper 112 is formed by the housing, which are formed in the circumferential direction of the energy storage 111, in the embodiment shown preferably two circumferentially arranged bow spring groups with two radially nested Bogenfe- 130, 131, by means of in the end faces of the bow springs 130, 131 radially engaging drivers 117, 118 acted upon in the circumferential direction.
  • the entrainment members 117 are formed from recesses of the housing part 106 which are arranged over the circumference, the entrainment members 18 are formed by flared regions of the annular flange part 116.
  • the annular flange part 116 is placed against the radial shoulder 132 of the housing part 106 and axially fixed, as for example welded, and serves the purpose of captive sealing. Ren recording the bow springs 130, 131 prior to assembly and the axial guidance of the bow genfedern 130, 131 during operation.
  • a wear protection shell 133 is provided, which are arranged in two parts in the circumferential direction between the drivers 117 are floating against the housing 108 may be stored.
  • the torsional vibration damper 112 is effective in the torque flow in front of the wet clutches 128, 129, so that the output part of the torsional vibration damper 112 at the same time the common input part 113 of the wet clutches 128, 129.
  • the input part 113 has a flange 113a with the output side driver 119 of the torsional vibration damper 112, which are formed as radially expanded arms of the flange 113A and in the non-braced state of the bow springs 130, 131 on the same circumference of the drivers 117, 118, the end faces of the bow springs Apply 130, 131 and thus at a Relatiwerwindung of the housing 108 relative to the input portion 113 of the wet clutches 128, 129 cause a tension of the bow springs 130, 131, so that the Relatiwerdusoder causing torque peaks are damped by the effective energy storage 111 bow springs the energy of this Momentary peaks temporarily buffering.
  • the torque of the drive unit is entered into the input part 113.
  • the input part 113 distributes the torque to the input-side disk carriers 134, 135 of the wet clutches 128, 129 which are centered and supported by means of a common carrier disk 136 which is fixedly connected to the clutch hub 137 as if welded.
  • the necessary for the bearings 160, 161 axial bias is set by means of the axially effective energy storage 145, for example, a corrugated spring, which is supported by means of the lock washer 145 B on the transmission input shaft 149.
  • the clutch hub 137 is supported by means of the sealing plate 162 which is arranged on the shoulder 163 by means of the locking ring 164 axially fixed thereto, on the scoop 114, which in turn can be formed by means of the thrust washer 165, which can be designed as rolling bearings , axially supported on the housing part 107.
  • the axially effective thrust washer 157 is arranged, which allows an axially limited displacement of the clutch hub 137 against its action in the direction of the housing part 107, so that the clutch hub 137 axially displaceable in both directions displaced relative to the housing 108 displaced and therefore floating.
  • the thrust washer 157 is formed from a toothed disk 166 toothed with the sealing plate 162 and a shimmed disk 167 firmly held thereon, which comes into contact with a thrust washer 168 which is toothed with the scoop pipe 114.
  • the two wet clutches 128, 129 are acted upon by means of a pressure medium axially displaceable piston 169, 170 which press the blades 138 and 139 axially with the friction plates 140 and 141 against an end plate 171, 172 and thereby form a frictional engagement.
  • the pressure medium is in each case via rotary feedthroughs 173, 174 in supply lines 175, 176 and metered into the pressure chambers 177, 178, whereby the pistons 169, 170 are displaced against the action of the axially effective energy storage 179, 180 and the wet clutches 128, 129 thereby be closed depending on the applied pressure of the pressure medium.
  • the wet clutches are automatically reopened by relaxing the energy storage 179, 180.
  • the supply lines 181, 182 serve the Cooling of the wet clutches 128, 129 in particular the friction linings of the friction plates 140, 141, which are exposed to particular heat stress, in particular under slipping conditions of the wet clutches 128, 129.
  • the pressure medium metered in this way cools the friction plates 140, 141 and flows radially outward, from where it is skimmed off by the scoop tube 114 fixedly connected to the gear housing 122 by means of the guide pins 183 and fed via the discharge line 184 to the transmission sump.
  • a friction device 185 may be provided between the torsional vibration damper 112 and the input part 113 of the wet clutches 128, 129.
  • a friction device 185 may serve as centering of the two wet clutches 128, 129 in the housing 108 prior to final assembly, as long as it is not yet centered on the transmission input shaft 149.
  • the input-side and output-side plates 29, 30 form a disk set whose friction surfaces can be brought into frictional contact via the piston 31.
  • the piston is biased by the plate spring 32 such that the disc pack is open when no actuation force is exerted.
  • the actuating force is produced via the cylinder / piston unit 33 with the topfförr ⁇ igen sheets 35 and 36 which are supported on an elongated hub portion 34 of the Eingansnabe 13, between the cup-shaped plates 35 and 36 and the piston 31 pressure chambers are formed, which can be acted upon by bores in the extended hub portion 34 with pressure medium.
  • the system for the vibration isolation present consists of a bow spring damper 202 and a centrifugal pendulum 203, which are integrated into the clutch 201 and arranged in the common wet space.
  • the inventorsreiblamellen are arranged alternately with Trustreiblamellen, which are rotatably mounted axially movable in the output side outer disk carrier 213.
  • the outer disk carrier 213 is fixedly connected to the rotor carrier 212 of the electric motor 4, the rotor 211 being mounted on the rotor carrier 212.
  • the output-side outer disk carrier 213 of the hybrid disconnect clutch is supported via the motor-side bearing 223 on the cover 232, wherein the lid 232 is internally formed such that the stator 210 of the electric motor 4 can be arranged via a gap adjacent to the rotor 211 of the electric motor 4, the stator 210th is accordingly mounted on the lid 232.
  • Radially outside of the clutch cover 232 is centered in the clutch bell 225 and fixed axially via a locking ring or screws.
  • the retaining ring or screws produce the necessary contact pressure for a static seal in the form of, for example, an O-ring.
  • Conceivable here are also on the clutch cover vulcanized sealing elements, which also must be biased or have a sealing lip, which are biased when mounted with a radially extending sealing surface.
  • the output-side outer disk carrier 213 of the hybrid disconnect clutch is non-rotatably connected to an input side 214 of the bow spring damper 202.
  • the input side 214 of the bow spring damper 202 is cup-shaped, wherein a radially inner portion of the input side 214 is formed as part of the piston-cylinder unit for actuating the hybrid disconnect clutch.
  • the output disk carrier 208 of the radially outer clutch K1 and the output disk carrier 209 of the radially inwardly disposed clutch K2 are each connected to one of the transmission input shafts of the dual-clutch transmission 6, 7.
  • the flange 206 is also connected to a clutch hub 230, which supplies the piston-cylinder units of the present directly operated wet clutch with pressure medium.
  • the clutch hub 230 and the fixed thereto fixed input side of the dual clutch and the secondary side of the DMF and the centrifugal pendulum are supported on the transmission housing in the axial direction via Shimm discs 240, 241, wherein one of the discs in the transmission housing and a further of the discs on the pump gear are pre-assembled , And wherein at least one disc between these two preassembled discs is interposed to adjust an axial position of the double clutch.
  • the biasing force of the wave spring 241 is in this case forwarded via the pump gear 242 and a shoulder of the clutch hub.
  • the pump gear 242 is connected via a locking ring 243 in connection with the shoulder of the clutch axially fixed thereto.
  • the cover 232 located between the rotor 211, 212 of the electric machine 4 and the output side of the hybrid disconnect coupling separates wet and pressure space from each other.
  • a pre-assembled complete module can be formed as a mounting assembly, which may also include a bow spring damper and a centrifugal pendulum.
  • a further embodiment of the hybrid structure with separating clutch and electric motor including a Doppelnasskupplung is shown, wherein damper and centrifugal pendulum are integrated in the wet double clutch with non-mitrot Schlidem wet room, wherein according to the embodiment of FIG. 6, the total module on two modules for assembly are divided.
  • This division is made such that the input side 214 of the double wet clutch is divided according to Fig. 5 in a cup-shaped portion 301, which is supported on a slide bearing 302 radially inside ultimately on one of the transmission input shaft, and is biased on this support and a plate spring 303 in the direction of the transmission.
  • a separate hub which is rotatably mounted on the solid shaft formed as input shaft of the partial transmission.
  • cup-shaped plates 313 and 314 are arranged, which form the cylinder in which the actuating element 315 is movably received. The preloading of the actuating element 315 via the plate spring 316.
  • the cup-shaped plate 314 of the actuator is suspended in the output plate carrier 305 comparable to the friction plates.
  • the exemplary embodiments described above are to be understood as exemplary only and the respective selected embodiments of the hybrid disconnect clutch, the electric motor and the dual clutch can also be exchanged between the exemplary embodiments.

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Abstract

Die vorliegend Erfindung betrifft ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einer ersten Trennkupplung (2), einem Elektromotor (4) und einer zweiten Trennkupplung (1), wobei die ersten Trennkupplung (2) im Momentenfluß zwischen einem Verbrennungsmotor (3) im Antriebstrang und dem Elektromotor (4) und die zweite Trennkupplung (1) im Momentenfluß zwischen Elektromotor (4) und einem Getriebe (6, 7) im Antriebstrang angeordnet sind, wobei die erste Trennkupplung (2) und die zweite Trennkupplung (1) in einem gemeinsamen Nassraum angeordnet sind.

Description

Hvbridmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges, wobei das Hybridmodul zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordnet ist.
Ein Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges umfasst eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einer elektrischen Maschine, 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 die elektrische Maschine anzutreiben. Die elektrische Maschine 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.
Zudem kann zwischen Brennkraftmaschine und Elektromotor eine erste Trennkupplung angeordnet sein, um die Brennkraftmaschine von der elektrischen Maschine und dem restlichen Antriebsstrang des Hybridfahrzeuges abzutrennen. Bei rein elektrischer Fahrt werden dann die erste Trennkupplung geöffnet und die Brennkraftmaschine abgeschaltet, so dass das Abtriebsmoment des Hybridfahrzeuges alleine von der elektrischen Maschine aufgebracht wird.
Weiterhin kann zwischen Elektromotor und Getriebe eine zweite Trennkupplung angeordnet sein, so dass auch die elektrische Maschine vom übrigen Antriebsstrang des Hybridfahrzeuges abgetrennt werden kann. Sind die erste Trennkupplung geschlossen und die zweite Trennkupplung geöffnet, so kann die Brennkraftmaschine über die elektrische Maschine gestartet werden, so dass auf einen separaten Starter für die Brennkraftmaschine verzichtet werden kann.
Gerade bei Verwendung der ersten und zweiten Trennkupplungen in Verbindung mit einem notwendigerweise groß dimensionierten Elektromotor baut das entsprechende Hybridmodul im Gegensatz zu herkömmlichen Antriebssträngen mit einer Trennkupplung und Startermotor oder mit einer Doppelkupplung und Startermotor vergleichsweise groß. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit reduzierten Bauraumanforderungen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Hybridmoduls sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines Hybridmoduls (mit Elektromotor und Trennkupplung) in Verbindung mit einer Doppelnasskupplung, welche zwischen dem Verbrennungsmotor und einem Doppelkupplungsgetriebe eines Antriebsstranges eines Fahrzeuges angeordnet sind,
Fig. 2 einen Halbschnitt eines erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Hybridmoduls in Verbindung mit Doppelnasskupplung mit rotierendem Nassraum zur Anordnung in einem Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges,
Fig. 3 einen Halbschnitt der Doppelnasskupplung mit rotierendem Nassraum gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2,
Fig. 4 einen Halbschnitt der Trennkupplung gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2,
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hybridmoduls mit Elektromotor und
Trennkupplung in Verbindung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Doppelnasskupplung mit nicht-mitrotierendem Nassraum zur Verwendung in einem Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges, wobei das Hybridmodul (Elektromotor und Trennkupplung) mit der Doppelnasskupplung eine gemeinsame Montagebaugruppe, bildet Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Komplettmoduls im Sinne von Fig. 5 mit
Hybridmodul (Elektromotor und Trennkupplung) und Doppelnasskupplung mit nicht- mitrotierendem Nassraum, die für die Montage auf zwei Module aufgeteilt sind,
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Komplettmoduls im Sinne von Fig. 5 mit
Hybridmodul (Elektromotor und Trennkupplung) und Doppelnasskupplung mit nicht- mitrotierendem Nassraum, die für die Montage auf zwei Module aufgeteilt sind und
Fig. 8 eine Detaildarstellung der Trennkupplung beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7.
Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung beinhaltet eine Doppelnasskupplung 1 , beispielsweise mit mitrotierendem oder nicht-mitrotierendem Nassraum, sowie eine Trennkupplung 2 zwischen Verbrennungsmotor 3 und Doppelkupplung 1. Zwischen der Trennkupplung 2 und der Doppelkupplung 1 ist eine elektrische Maschine 4 angeordnet. Die Trennkupplung 2 und die elektrische Maschine 4 bilden gemeinsam ein Hybridmodul 5. Alternativ zu einer nassen Doppelkupplung könnte auch eine trockene Doppelkupplung vorgesehen sein.
Jede der Teilkupplungen der Doppelnasskupplung 1 ist mit einem Teilgetriebe 6, 7 verbunden, wobei die Teilgetriebe 6, 7 (mit den Übersetzungsverhältnissen i1 bzw. i2) einen gemeinsamen Ausgang aufweisen, welcher ein vom Verbrennungsmotor und/ oder der Elektromaschine erzeugtes Drehmoment über das Differential 8 auf die angetriebenen Räder 9 überträgt. Vorliegend sind exemplarisch zwei Räder dargestellt, wobei dies nur symbolisch zu verstehen ist und selbstverständlich auch eine andere Anzahl an angetriebenen Rädern vorgesehen sein kann.
Sind beide Teilkupplungen der Doppelkupplung 1 geöffnet, so kann bei geschlossener Trennkupplung 2 der Verbrennungsmotor 3 über den Elektromotor 4 gestartet werden.
In rein elektromotorischen Betrieb ist die Trennkupplung 2 geöffnet und der Verbrennungsmotor 3 vom Kraftfluss auf diese Weise abgetrennt.
Beim Betrieb mit Verbrennungsmotor 3 ist die Trennkupplung 2 geschlossen. Der Elektromotor 4 kann dann beispielsweise zum Boosten und zum Rekuperieren von Bremsenergie verwendet werden. - A -
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau eines Hybridantriebsstranges läuft der Elektromotor 4 im Fahrbetrieb mit um, unabhängig davon, ob er in den Leistungsfluss mit eingebunden ist oder nicht.
In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Hybridmoduls mit einer Trennkupplung 2 und einer aus Stator 10 und Rotor 11 bestehenden elektrischen Maschine 4 in Verbindung mit einer dem Hybridmodul nachgeschalteten Doppelnasskupplung 1 mit einer radial äußeren Teilkupplung K1 und einer radial inneren Teilkupplung K2 gezeigt, wobei die Trennkupplung 2 und die Doppelkupplung 1 in einem gemeinsamen geschlossenen Nassraum angeordnet sind.
Der gemeinsame Nassraum von Doppelkupplung 1 und Trennkupplung 2 umfasst einen Rotorträger 12 des Elektromotors 4, der mit einem Außenlamellenträger 13 der Trennkupplung 2 und mit einem Kupplungsgehäuse 14 der Doppelkupplung 1 öldicht und drehmomentfest verbunden ist. Mit anderen Worten ist der Nassraum der Doppelkupplung 1 über den Rotorträger 12 der elektrischen Maschine 4 und über den Außenlamellenträger 13 der Trennkupplung 2 erweitert. Die öldicht und drehmomentenfest ausgeführte Verbindung zwischen Kupplungsgehäuse 14 und Rotorträger 12 bzw. zwischen Rotorträger 12 und Außenlamellenträger 13 der Trennkupplung 2 kann als eine Schweiß- oder eine Schraubverbindung mit zusätzlichen statisch wirkendem Dichtelement (Dichtring) ausgebildet sein.
Der Rotorträger 12 des Elektromotors 4 ist als ringförmiger Topf ausgebildet, der zusammen mit Außenlamellenträger 13 und Gehäuse 14 den Nassraum zum Verbrennungsmotor 3 abschließt.
Der Rotor 13 wird auf den Rotorträger 12 aufgepresst.
Der Stator 10 des Elektromotors 4 ist in die Kupplungsglocke eingebaut, d h. mit dem Getriebegehäuse 25 verbunden.
Eine Abdichtung des gemeinsamen Nassraumes von Doppelkupplung und Trennkupplung gegenüber dem umgebenen Trockenraum übernimmt ein Radialwellendichtring 15, der zwischen einer mit einem eingangsseitigen Innenlamellenträger 17 der Trennkupplung 2 verbundenen Kupplungsnabe 16 der Trennkupplung 2 und dem ausgangsseitigen Außenlamellenträger 13 der Trennkupplung 2 angeordnet ist. Hierbei ist die Kupplungsnabe 16 als ge- schlossener Topf ausgebildet, welcher den Nassraum zum Verbrennungsmotor hin abschließt.
Die Kupplungsnabe 16 ist über eine Flexplate bzw. einer Driveplate 18, welche mittels einer Schraubverbindung oder einer Kardanikaufhängung 19 mit einer weiteren Flexplate oder Driveplate 20 verbunden, welche wiederum mit einer Kurbelwelle 21 des Verbrennungsmotors 3 verbunden ist.
Eine Vorzentrierung der Kupplungsnabe 16 bei Montage und damit des Hybridmoduls 5 und der Doppelkupplung 1 bei Montage kann über einen Pilotzapfen 22 erfolgen, der in eine Ausnehmung der Kurbelwelle 21 eingesteckt ist (vergleichbar einem Wandleraufbau), wodurch eine motorseitige Montage des Hybridmoduls und der Doppelkupplung erleichtert wird, gerade in dem Falle, dass das Hybridmodul und die Doppelkupplung zunächst mit dem Getriebe verbunden werden, bevor eine Verbindung mit dem Motor erfolgt.
Der ausgangsseitige Außenlamellenträger 13 der Trennkupplung 2, der Rotorträger 12 und die Doppelkupplung 1 sind über ein motorseitiges Lager 23 an einem Deckel 24 drehbar abgestützt, wobei der Deckel 24 an einem Getriebegehäuse 25, beispielsweise über einen Sicherungsring 26 und ggf. ein weiteres Dichtelement, abgestützt und befestigt ist.
Der Außenlamellenträger 13 der Trennkupplung 2 und damit auch Rotorträger 12 und Rotor 11 der elektrischen Maschine 4 sind über das motorseitige Lager 23 deckelfest in der Getriebeglocke rotorseitig gelagert. Getriebeseitig ist die Einheit über das Kupplungsgehäuse 14 ebenfalls in der Kupplungsglocke über das Lager 26 gelagert. Vorliegend ist das getriebeseiti- ge Lager 23 als reines Radiallager (Loslager) und das getriebeseitige Lager 26 als Radial- und Axiallager (Festlager) ausgebildet. Das getriebeseitige Lager 26 und das motorseitige Lager 23 sind jeweils in den gegenüberliegenden Endbereichen des Hybridmoduls und der Doppelkupplung angeordnet, so dass sich gerade für den Rotorträger eine breite Lagerung und damit einen präzisen Lauf des Rotors im Stator ergibt. Die einzuhaltenden kleinen Toleranzen im Spalt zwischen Rotor und Stator können dementsprechend sicher eingehalten werden.
Die vorstehend beschriebene Lagerung ermöglicht außerdem eine Abstützung der auftretenden Radial- und Axialkräfte und legt durch die deckelfeste Anbindung die axiale Position der Einheit Trennkupplung und Doppelkupplung innerhalb der Kupplungsglocke fest. Details zur Doppelkupplung 1 sind in Fig. 3 angegeben, wobei das Ausführungsbeispiel der Doppelkupplung nach Fig. 3 nur exemplarisch zu verstehen ist für unterschiedliche Arten an Doppelkupplungen mit mitrotierendem Nassraum.
Figur 3 zeigt das Doppelkupplungsaggregat 1 in zusammengebautem Zustand als Teilschnitt oberhalb der Drehachse 102. Das Kupplungsaggregat 1 ist zwischen der Antriebseinheit 3 und dem Getriebe 6,7 angeordnet.
Das Gehäuse 108 ist mittels des Wälzlagers 123 verdrehbar am Getriebegehäuse 122 abgestützt, wobei zwischen dem ringförmigen axialen Ansatz 124 des Gehäuseteils 107 und dem Wälzlager 123 der Zahnkranz 125 für die Getriebeölpumpe, die auch das Druckmittel des Kupplungsaggregats 1 umwälzen kann, mittels eines hülsenförmigen Ansatzes angeordnet und von dem Ansatz 124 angetrieben wird. Der aus dem Zahnkranz 125 und dem Wälzlager 123, das über den Zahnkranz 125 auch eine Lagerung für das Gehäuse 108 an der Gehäusewandung des Getriebegehäuses 122 bildet, gebildete Pumpenantrieb ist vorzugsweise an dem Getriebegehäuse 122 vormontiert, wobei bei der Verbindung von Kupplungsaggregat 1 und Getriebe das Schöpfrohr 114 in der Zuführeinrichtung zentriert wird und die Führungsstifte 183 diese durchgreifen und im Getriebegehäuse 122 axial verlagerbar und das Schöpfrohr 114 drehfest lagernd aufgenommen werden. Auf dem axialen Ansatz 124 ist eine zentrierte Dichtscheibe 126, beispielsweise aus Blech oder Kunststoff mit einer Dichtung 127 wie Radi- alwellendichtring zum Ansatz 124 zur Abdichtung des Gehäuses 108 gegenüber dem Getriebegehäuse 122 vorgesehen.
Innerhalb des zumindest teilweise mit Druckmittel befüllten Gehäuses 108 sind der Drehschwingungsdämpfer 112 und die beiden radial übereinander angeordneten Nasskupplungen 128,129 aufgenommen. Das Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers 112 wird dabei von dem Gehäuse gebildet, das die in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeicher 111 , die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus vorzugsweise zwei über den Umfang angeordneten Bogenfedergruppen mit jeweils zwei radial ineinander geschachtelten Bogenfe- dern 130, 131 gebildet sind, mittels den in die Stirnseiten der Bogenfedern 130, 131 radial eingreifenden Mitnehmern 117, 118 in Umfangsrichtung beaufschlagt. Die Mitnehmer 117 sind dabei aus über den Umfang angeordneten Einformungen des Gehäuseteils 106, die Mitnehmer 18 durch ausgestellte Bereiche des Ringflanschteils 116 gebildet. Das Ringflanschteil 116 wird nach Einlegen der Bogenfedern 130, 131 an den radialen Absatz 132 des Gehäuseteils 106 angelegt und axial fixiert wie beispielsweise verschweißt und dient der verliersiche- ren Aufnahme der Bogenfedern 130, 131 vor der Montage und der axialen Führung der Bo- genfedern 130, 131 während des Betriebs. Zwischen den Bogenfedern 130 und dem radial äußeren Bereich des Gehäuseteils 106 ist eine Verschleißschutzschale 133 vorgesehen, die zweiteilig in Umfangsrichtung zwischen den Mitnehmern 117 angeordnet sind schwimmend gegenüber dem Gehäuse 108 gelagert sein können.
Der Drehschwingungsdämpfer 112 ist im Drehmomentfluss vor den Nasskupplungen 128, 129 wirksam, so dass das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers 112 gleichzeitig das gemeinsame Eingangsteil 113 der Nasskupplungen 128, 129 ist. Hierzu verfügt das Eingangsteil 113 über ein Flanschteil 113a mit den ausgangsseitigen Mitnehmer 119 des Drehschwingungsdämpfers 112, die als radial erweiterte Arme des Flanschteils 113A ausgebildet sind und im nicht verspannten Zustand der Bogenfedern 130, 131 am selben Umfang der Mitnehmer 117, 118 die Stirnflächen der Bogenfedern 130, 131 beaufschlagen und damit bei einer Relatiwerdrehung des Gehäuses 108 gegenüber dem Eingangsteil 113 der Nasskupplungen 128, 129 eine Verspannung der Bogenfedern 130, 131 bewirken, so dass die derartige Relatiwerdrehungen bewirkenden Drehmomentspitzen bedämpft werden, indem die als Energiespeicher 111 wirksamen Bogenfedern die Energie dieser Drehmomentspitzen kurzzeitig Zwischenspeichern.
Über den Drehschwingungsdämpfer 112 wird das Drehmoment der Antriebseinheit in das Eingangsteil 113 eingetragen. Das Eingangsteil 113 verteilt das Drehmoment auf die eingangs- seitigen Lamellenträger 134, 135 der Nasskupplungen 128, 129, die mittels einer gemeinsamen Trägerscheibe 136, die mit der Kupplungsnabe 137 fest verbunden wie verschweißt ist, zentriert und gelagert sind. Radial außen und vorzugsweise axial beabstandet und auf radial derselben Höhe ist an der Trägerscheibe 136 der Drehschwingungstilger 150, beispielsweise - wie gezeigt - ein Fliehkraftpendel 151 mit zu der Trägerscheibe 136 in Umfangsrichtung und radiale Richtung begrenzt verlagerbaren Fliehgewichten 152 angeordnet. In den eingangssei- tigen Lamellenträger 134, 135 sind jeweils Lamellen 138, 139 eingehängt, die sich axial mit ausgangsseitigen Reiblamellen 140, 141 abwechseln und bei axialer Beaufschlagung einen Reibeingriff bilden. Die ausgangsseitigen Reiblamellen 140, 141 sind in Lamellenträgern 142, 143 eingehängt, die jeweils mit einer Nabe 144, 145 mit einer Verzahnung 146, 147 mit der Getriebeeingangswelle 148 beziehungsweise mit der um diese angeordnete, als Hohlwelle ausgebildete Getriebeeingangswelle 149 verbunden wie verschweißt sind und daher auf den beiden Getriebeeingangswellen 148, 149 gelagert und zentriert sind. Nach dem Einbau ist die Kupplungsnabe 137 mittels der Wälzlager 153, 154 auf der Getriebeeingangswelle 149 axial schwimmend gelagert. Die Getriebeeingangswelle 149 ist mittels des Wälzlagers 155 axial und radial fest im Getriebegehäuse 122 gelagert.
Die schwimmende Lagerung der Kupplungsnabe 137 ist begrenzt durch die beiden Anlaufscheiben 156, 157. Die Anlaufscheibe 156 ist einteilig aus Kunststoff gebildet und enthält das in die Stirnseite der Kupplungsnabe 137 eingebrachte Trägerteil 158 und die Schmierölnuten 159. Die Nabe 145 ist gegenüber der Nabe 144 mittels des Wälzlagers 160 axial und verdrehbar angelegt. Die Nabe 144 stützt sich mittels des Wälzlagers 161 axial fest an dem Gehäuseteil 106 verdrehbar ab, so dass die Kupplungsnabe 137 über die Shimmscheibe 167 axial abgestützt ist, indem beispielsweise durch diese ein definiertes Spiel eingestellt wird. Die für die Lager 160, 161 nötige axiale Vorspannung wird mittels des axial wirksamen Energiespeichers 145, beispielsweise einer Wellfeder eingestellt, der sich mittels der Sicherungsscheibe 145B an der Getriebeeingangswelle 149 abstützt. In die entgegen gesetzte Richtung stützt sich die Kupplungsnabe 137 mittels des Dichtblechs 162, das an dem Absatz 163 mittels des Sicherungsrings 164 axial fest an dieser angeordnet ist, an dem Schöpfrohr 114 ab, das wiederum mittels der Anlaufscheibe 165, die als Wälzlager ausgebildet sein kann, an dem Gehäuseteil 107 axial abstützt. Zwischen dem Dichtblech 162 und dem Schöpfrohr 114 ist die axial wirksame Anlaufscheibe 157 angeordnet, der eine axial begrenzte Verlagerung der Kupplungsnabe 137 entgegen dessen Wirkung in Richtung des Gehäuseteils 107 erlaubt, so dass die Kupplungsnabe 137 in beide Richtungen axial begrenzt verlagerbar gegenüber dem Gehäuse 108 verlagerbar und daher schwimmend gelagert ist. Die Anlaufscheibe 157 ist aus einer mit dem Dichtblech 162 verzahnten Trägerscheibe 166 und einer darauf fest aufgenommenen Shimmscheibe 167 gebildet, die in Kontakt mit einer mit dem Schöpfrohr 114 verzahnten Anlaufscheibe 168 tritt.
Die beiden Nasskupplungen 128, 129 werden durch mittels eines Druckmittels axial verlagerbare Kolben 169, 170 beaufschlagt, die die Lamellen 138 beziehungsweise 139 axial mit den Reiblamellen 140 beziehungsweise 141 gegen eine Endlamelle 171 , 172 verpressen und dadurch einen Reibeingriff bilden. Hierzu wird das Druckmittel jeweils über Drehdurchführungen 173, 174 in Versorgungsleitungen 175, 176 geleitet und in die Druckkammern 177, 178 dosiert, wodurch die Kolben 169, 170 entgegen der Wirkung der axial wirksamen Energiespeicher 179, 180 verlagert werden und die Nasskupplungen 128, 129 dadurch je nach angelegtem Druck des Druckmittels geschlossen werden. Wird der Druck in den Druckkammern 177, 178 abgebaut, werden die Nasskupplungen selbständig durch Entspannung der Energiespeicher 179, 180 wieder geöffnet. Die Versorgungsleitungen 181, 182 dienen der Kühlung der Nasskupplungen 128, 129 insbesondere den Reibbelägen der Reiblamellen 140, 141 , die insbesondere unter schlupfenden Bedingungen der Nasskupplungen 128, 129 besonderem Wärmestress ausgesetzt sind. Das auf diese Weise dosierte Druckmittel kühlt die Reiblamellen 140, 141 ab und strömt nach radial außen, von wo es durch das mittels der Führungsstifte 183 fest mit dem Getriebegehäuse 122 verbundenen Schöpfrohr 114 abgeschöpft und über die Ableitung 184 dem Getriebesumpf zugeführt wird.
Zwischen dem Drehschwingungsdämpfer 112 und dem Eingangsteil 113 der Nasskupplungen 128, 129 kann eine Reibeinrichtung 185 vorgesehen sein. Hierzu kann mittels über den Umfang verteilter, axial erhabener Stifte 186 des Lamellenträgers 134 ein Reibring 187 beaufschlagt werden, der mittels des an dem Gehäuseteil 106 befestigten Halterings 188 zentriert und mittels des axial wirksamen Energiespeichers 189, der beispielsweise wie gezeigt eine Tellerfeder sein kann, gegenüber diesem verspannt ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Reibeinrichtung 185 als Zentrierung der beiden Nasskupplungen 128, 129 im Gehäuse 108 vor der Endmontage dienen, solange diese noch nicht auf der Getriebeeingangswelle 149 zentriert ist.
In Fig. 4 ist eine mögliche Ausgestaltung der Trennkupplung nach Fig. 2 abgebildet. Das von der Kurbelwelle 21 kommende Drehmoment wird über die Driveplate bzw. die Flexplate 18 an die Kupplungsnabe 16 übertragen, wobei die Kupplungsnabe 16 über eine Lager 27 auf einer als Vollwelle ausgebildeten Getriebeeingangswelle 148 radial abgestützt ist. Die Kupplungsnabe 13 weist einen radial erstreckten Bereich 13a auf, an dem ein eingangsseitiger Innenla- mellenträger 28 befestigt ist. An diesem eingangsseitigen Lamellenträger 28 sind Eingangslamellen drehfest jedoch axial bewegbar eingehängt. Alternierend zu diesen Eingangslamellen 29 sind Ausgangslamellen 30 vorgesehen, welche im ausgangsseitigen Außenlamellen- träger 31 drehfest jedoch axial bewegbar eingehängt sind. Der ausgangsseitige Außenlamel- lenträger 13 ist wie bereits erläutert, mit dem Rotorträger 12 fest verbunden, wobei am Rotorträger 12 der Rotor 11 aufgezogen ist und wobei über einen Spalt benachbart zum Rotor 11 der Stator 10 angeordnet ist, welcher am Getriebegehäuse 25 befestigt. Der ausgangsseitige Außenlamellenträger 13 ist über das Lager 23 am Deckel 24 in radialer Richtung gelagert.
Die eingangsseitigen und ausgangsseitigen Lamellen 29, 30 bilden ein Lamellenpaket, dessen Reibflächen über den Kolben 31 in Reibkontakt bringbar sind. Der Kolben ist über die Tellerfeder 32 derart vorbelastet, dass das Lamellenpaket geöffnet ist, wenn keine Betätigungskraft ausgeübt wird. Die Betätigungskraft entsteht über die Zylinder/Kolben-Einheit 33 mit den topfförrπigen Blechen 35 und 36, welche sich an einem verlängerten Nabenbereich 34 der Eingansnabe 13 abstützen, wobei zwischen den topfförmigen Blechen 35 und 36 und dem Kolben 31 Druckkammern gebildet sind, welche über Bohrungen im verlängerten Nabenbereich 34 mit Druckmedium beaufschlagbar sind.
Wie dargelegt zeigt das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 eine Hybridtrennkupplung und eine Doppelkupplung mit einem gemeinsamen rotierenden Nassraum, wobei die Drehmomentübertragung zwischen Hybridtrennkupplung, E-Motor und Doppelkupplung über den ausgangsseitigen Außenlamellenträger der Hybridtrennkupplung, den Rotorträger des Elektromotors und das Gehäuse der Doppelkupplung erfolgt.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hybridaufbaues mit Hybridtrennkupplung 2, Elektromotor 4 und einer nachgeschalteten Doppelnasskupplung 201, vorliegend jedoch mit nicht-rotierendem Nassraum. Vergleichbar dem vorherigen Ausführungsbeispiel besteht das System für die Schwingungsisolation vorliegend aus einem Bogenfederdämpfer 202 und einem Fliehkraftpendel 203, die in die Kupplung 201 integriert und im gemeinsamen Nassraum angeordnet sind.
Vorliegend wird Drehmoment von der Kurbelwelle 222 über die Driveplate/ Flexplate 220 an die Driveplate/ Flexplate 218 übertragen, wobei die Driveplate/ Flexplate 218 mit der ein- gangsseitigen Kupplungsnabe 216 fest verbunden ist. Die eingangsseitige Kupplungsnabe 216 ist mit einem eingangsseitigen Innenlamellenträger 217 der Hybridtrennkupplung 2 verbunden, an dem eingangsseitige Reiblamellen drehfest jedoch axial bewegbar eingehängt sind.
Die Eingangsreiblamellen sind alternierend mit Ausgangsreiblamellen angeordnet, welche im ausgangsseitigen Außenlamellenträger 213 drehfest jedoch axial bewegbar eingehängt sind. Der Außenlamellenträger 213 ist fest mit dem Rotorträger 212 des Elektromotors 4 verbunden, wobei der Rotor 211 auf dem Rotorträger 212 aufgezogen ist. Der ausgangsseitige Außenlamellenträger 213 der Hybridtrennkupplung ist über das motorseitige Lager 223 am Deckel 232 abgestützt, wobei der Deckel 232 innen derart ausgeformt ist, dass der Stator 210 des Elektromotors 4 über einen Spalt benachbart zum Rotor 211 des Elektromotors 4 angeordnet werden kann, der Stator 210 ist dementsprechend auf dem Deckel 232 aufgezogen. Radial außen wird der Kupplungsdeckel 232 in der Kupplungsglocke 225 zentriert und über einen Sicherungsring oder über Schrauben axial fixiert. Der Sicherungsring oder die Schrauben erzeugen den notwendigen Anpressdruck für eine statische Dichtung in Form beispielsweise eine O-Ringes. Denkbar sind hier auch am Kupplungsdeckel aufvulkanisierte Dichtelemente, die ebenfalls vorgespannt werden müssen oder über eine Dichtlippe verfügen, die beim Montieren mit einer radial verlaufenden Dichtfläche vorgespannt sind.
Radial innen ist am Kupplungsdeckel 232 einen Radialwellendichtring 233, der entweder anvulkanisiert ist oder wie ein klassischer Radialwellendichtring in den Kupplungsdeckel 323 eingepresst ist. Der Radialwellendichtring 233 fungiert als dynamisches Dichtelement und stellt eine Übergangsstelle vom stehenden Kupplungsdeckel 232 zur mit Motordrehzahl rotierenden Eingangsseite der Hybridtrennkupplung dar.
Der ausgangsseitige Außenlamellenträger 213 der Hybridtrennkupplung ist drehfest verbunden mit einer Eingangsseite 214 des Bogenfederdämpfers 202.
Die Eingangsseite 214 des Bogenfederdämpfers 202 ist topfförmig ausgebildet, wobei ein radial innerer Bereich der Eingangsseite 214 als Teil der Kolben-Zylinder-Einheit zur Betätigung der Hybridtrennkupplung ausgebildet ist.
Die Ausgangsseite 204 des Bogenfederdämpfers 202 ist mit einem Eingangslamellenträger 205 der radial außen angeordneten Teilkupplung K1 , sowie mit einem Flansch 206 verbunden, wobei der Flansch 206 mit dem Eingangslamellenträger 207 der radial innen angeordneten Kupplung K2 verbunden ist, und wobei der Flansch 206 zugleich Eingangsflansch des Fliehkraftpendels 203 ist.
Der Ausgangslamellenträger 208 der radial äußeren Kupplung K1 und der Ausgangslamellenträger 209 der radial innen angeordneten Kupplung K2 sind mit jeweils einer der Getriebeeingangswellen des Doppelkupplungsgetriebes 6, 7 verbunden.
Der Flansch 206 ist zudem mit einer Kupplungsnabe 230 verbunden, welche die Kolben- Zylinder-Einheiten der vorliegend direkt betätigten Nasskupplung mit Druckmedium versorgt.
Zwischen dem abtriebsseitigen Lamellenträger 208 der radial äußeren Kupplung K1 und der äußeren Getriebeeingangswelle ist eine Wellfeder 247 angeordnet, die eine axiale Vorlast er- zeugt. Am abtriebsseitigen Lamellenträger 209 der radial inneren Kupplung K2 ist die Kupplungsnabe 230 der Doppelkupplung - vorliegend über einen Dichtstopfen 244 mit Anlauffunktion - axial abgestützt. Die Kupplungsnabe 230 und die mit dieser fest verbundene Eingangsseite der Doppelkupplung sowie die Sekundärseite des ZMS und das Fliehkraftpendel sind am Getriebegehäuse in axialer Richtung über Shimm-Scheiben 240, 241 abgestützt, wobei eine der Scheiben im Getriebegehäuse und eine weitere der Scheiben am Pumpenzahnrad vormontierbar sind, und wobei zumindest eine Scheibe zwischen diesen beiden vormontierbaren Scheiben zwischenlegbar ist um eine axiale Position der Doppelkupplung einzustellen. Die Vorspannkraft der Wellfeder 241 wird vorliegend über das Pumpenzahnrad 242 und eine Schulter der Kupplungsnabe weitergeleitet. Das Pumpenzahnrad 242 ist dabei über einen Sicherungsring 243 in Verbindung mit der Schulter der Kupplungsnabe axial fest mit dieser verbunden.
Der abtriebsseitige Lamellenträger 209 der radial inneren Kupplung K2 stützt sich weiterhin über ein Axiallager am abtriebsseitigen Lamellenträger 208 der radial äußeren Kupplung K1 ab, der sich wiederum über ein Axiallager an einer Kupplungsnabe 245 der Hybridtrennkupplung abstützt. Die Kupplungsnabe 245 der Hybridtrennkupplung ist über eine Anlaufscheibe 246 am eingangsseitigen Innenlamellenträger 216 der Hybridtrennkupplung abgestützt.
In radialer Richtung ist die Kupplungsnabe 230 der Doppelkupplung 201 über zwei Radiallager auf der äußeren Getriebeeingangswelle abgestützt.
Der sich zwischen Rotor 211 , 212 der elektrischen Maschine 4 und der Ausgangsseite der Hybridtrennkupplung befindliche Deckel 232 trennt Nass- und Druckraum voneinander ab.
Wie dargelegt, ist die Ausgangsseite der Hybrid-Trennkupplung mit der Eingangsseite der Doppelnasskupplung 201 drehfest und axial fest verbunden. Aufgrund dieses Aufbaues kann ein vormontierbares Komplettmodul als Montagebaugruppe gebildet werden, das außerdem noch einen Bogenfederdämpfer und ein Fliehkraftpendel umfassen kann.
In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Hybridaufbaus mit Trennkupplung und Elektromotor inklusive einer Doppelnasskupplung gezeigt, wobei Dämpfer und Fliehkraftpendel in der Nassdoppelkupplung mit nicht-mitrotierendem Nassraum integriert sind, wobei gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 das Gesamtmodul auf zwei Module für die Montage aufgeteilt sind. Diese Aufteilung erfolgt derart, dass die Eingangsseite 214 der Doppel- nasskupplung nach Fig. 5 aufgeteilt wird in einen topfförmigen Bereich 301 , welcher über ein Gleitlager 302 radial innen letztlich an einer der Getriebeeingangswelle abgestützt ist, und der über diese Abstützung und eine Tellerfeder 303 in Richtung Getriebe vorbelastet ist. Zur Drehmomentenübertragung zwischen Hybridtrennkupplung 2 und Doppelkupplung 1 ist die axiale Steckverzahnung 304 vorgesehen, wobei eine Hälfte der axialen Steckverzahnung 304 mit der Eingangsseite 301 der Doppelnasskupplung verbunden ist und wobei eine korrespondierende Seite der Steckverzahnung 304 mit dem Ausgangslamellenträger der Hybrid- Trennkupplung verbunden ist.
Die übrigen Merkmale des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6 entsprechend dem im Zusammenhang mit Fig. 5 beschriebenen.
In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Hybridaufbaus mit Trennkupplung und Elektromotor inklusive einer Doppelnasskupplung gezeigt, wobei Dämpfer und Fliehkraftpendel wieder in die Nasskupplung integriert sind in Verbindung mit dem zweiteiligen Aufbau des Gesamtmoduls wie in Fig. 6 bereits gezeigt, wobei die Doppelnasskupplung nach Fig. 7 über eine Hebelübersetzung betätigbar ist und wobei zwischen den Betätigungselementen und den zugehörigen Kolbenzylindereinheiten Betätigungslager angeordnet sind.
Die in Zusammenhang mit den Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiele der Hybrid- Trennkupplung sind in Fig. 8 nochmals näher gezeigt in einer Ausführungsvariante mit mehrteiligem Ausgangslamellenträger 305 und mehrteiligem Eingangslamellenträger 306 und der Abstützung des Ausgangslamellenträgers 305 über den Deckel 307 sowie die drehfeste Verbindung zwischen Ausgangslamellenträger 305 und Rotorträger 308. Hierbei ist zwischen Deckel 307 und Außenlamellenträger 305 das Lager 309 angeordnet. Weiterhin ist zwischen Deckel 307 und Rotorträger 308 der Radialwellendichtring 310 angeordnet. Zudem ist zwischen Rotorträger 308 und Kupplungsnabe 311 der Hybrid-Trennkupplung der Radialwellendichtring 312 angeordnet. Zur Abstützung der Betätigungseinrichtung der Hybrid- Trennkupplung ist eine separate Nabe vorgesehen, welche drehbar auf der als Vollwelle ausgebildeten Eingangswelle eines der Teilgetriebe angeordnet ist. An dieser Nabe sind topfför- mige Bleche 313 und 314 angeordnet, welche den Zylinder bilden, in dem das Betätigungselement 315 bewegbar aufgenommen ist. Die Vorbelastung des Betätigungselementes 315 erfolgt über die Tellerfeder 316. Das topfförmige Blech 314 der Betätigungseinrichtung ist in den Ausgangslamellenträger 305 vergleichbar den Reiblamellen eingehängt. Den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen des Hybridantriebsstranges ist gemeinsam, dass die Hybrid-Trennkupplung und die Doppelnasskupplung in einem gemeinsamen Nassraum angeordnet sind, wobei dieser Nassraum wahlweise geschlossen (d. h. mitrotierend) bzw. nicht-mitrotierend ausgebildet sein kann.
Dabei sind die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich exemplarisch zu verstehen und die jeweils gewählten Ausbildungen der Hybrid-Trennkupplung, des Elektromotors und der Doppelkupplung können zwischen den Ausführungsbeispielen auch ausgetauscht werden.
Bezuqszeichenliste
Doppelnasskupplung
Trennkupplung
Verbrennungsmotor elektrische Maschine
Hybridmodul
Teilgetriebe
Teilgetriebe
Differenzial angetriebenes Rad
Stator
Rotor
Rotorträger
Außenlamellenträger erstreckter Bereich
Kupplungsgehäuse
Radialwellendichtring
Kupplungsnabe
Driveplate
Schraubverbindung
Driveplate
Kurbelwelle
Pilotzapfen
Lager
Deckel
Getriebegehäuse getriebeseitiges Lager
Lager
Eingangslamellenträger
Eingangslamelle
Ausgangslamelle
Ausgangslamellenträger
Tellerfeder Zylinderkolbeneinheit
Nabenbereich topfförmiges Blech topfförmiges Blech
Drehachse
Gehäuseteil
Gehäuseteil
Gehäuse
Energiespeicher
Drehschwingungsdämpfer
Eingangsteil
Flanschteil
Schöpfrohr
Ringflanschteil
Mitnehmer
Mitnehmer
Mitnehmer
Getriebegehäuse
Wälzlager
Ansatz
Zahnkranz
Nasskupplung
Nasskupplung
Bogenfeder
Bogenfeder
Verschleißschutzschale
Lamellenträger
Lamellenträger
Lagerscheibe
Kupplungsnabe
Lamelle
Lamelle
Reiblamellen
Reiblamellen Lamellenträger 143 Lamellenträger
144 Nabe
145 Nabe
145A Energiespeicher
145B Sicherungsscheibe
146 Verzahnung
147 Verzahnung
148 Getriebeeingangswelle
149 Getriebeeingangswelle
150 Drehschwingungstilger
151 Fliehkraftpendel
152 Fliehgewicht
153 Wälzlager
154 Wälzlager
155 Wälzlager
156 Anlaufscheibe
157 Anlaufscheibe
158 Trägerteil
160 Wälzlager
161 Wälzlager 167 Shimmscheibe
169 Kolben
170 Kolben
175 Versorgungsleitung
176 Versorgungsleitung
177 Druckkammer
178 Druckkammer
179 Energiespeicher
180 Energiespeicher
181 Versorgungsleitung
182 Versorgungsleitung
183 Führungsstift
184 Ableitung
185 Reibeinrichtung
186 Stifte
189 Energiespeicher 201 Kupplung
202 Bodenfederdämpfung
203 Fliehkraftpendel
204 Ausgangsseite
205 Eingangslamellenträger
206 Flansch
207 Eingangslamellenträger
208 Ausgangslamellenträger
209 Ausgangslamellenträger
210 Stator
211 Rotor
212 Rotorträger
213 Ausgangslamellenträger 216 Kupplungsnabe
218 Driveplate/Flexplate
220 Driveplate/Flexplate
222 Kurbelwelle
223 Lager
232 Deckel
233 Radialwellendichtring
301 topfförmigen Bereich
302 Gleitlager
303 Tellerfeder
304 Steckverzahnung
K1 Teilkupplung
K2 Teilkupplung

Claims

Patentansprüche
1. Hybridmodul für einen Antriebstrang eines Fahrzeuges, mit einer ersten Trennkupplung, einem Elektromotor und einer zweiten Trennkupplung, wobei die ersten Trennkupplung im Momentenfluß zwischen einem Verbrennungsmotor im Antriebstrang und dem Elektromotor und die zweite Trennkupplung im Momentenfluß zwischen Elektromotor und einem Getriebe im Antriebstrang angeordnet sind, wobei die erste Trennkupplung und die zweite Trennkupplung in einem gemeinsamen Nassraum angeordnet sind.
2. Hybridmodul nach Anspruch 1 , wobei die zweite Trennkupplung eine Doppelkupplung mit zwei Teilkupplungen ist, im Momentenfluß zwischen Elektromotor und Getriebe im Antriebstrang angeordnet ist, wobei die erste Trennkupplung und die Doppelkupplung im gemeinsamen Nassraum angeordnet sind.
3. Hybridmodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei der gemeinsame Nassraum der Kupplungen von einem Deckel abgeschlossen wird, der zwischen einem Rotor des Elektromotors und einem Ausgangslamellenträger der ersten Trennkupplung angeordnet ist und der an einem Getriebegehäuse abgestützt ist.
4. Hybridmodul nach Anspruch 3, wobei ein Rotor des Elektromotors mit der Ausgangsseite der ersten Trennkupplung und die Ausgangsseite der ersten Trennkupplung mit einer Eingangsseite der zweiten Trennkupplung verbunden sind.
5. Hybridmodul nach Anspruch 3 oder 4, wobei ein Stator des Elektromotors am Deckel befestigt ist.
6. Hybridmodul nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei eine Montagebaugruppe aus erster Trennkupplung, Elektromotor und zweiter Trennkupplung gebildet ist, die mit dem Getriebe verbindbar ist, bevor das Getriebe im Antriebstrang mit dem Verbrennungsmotor verbunden wird.
7. Hybridmodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Ausgangsseite der ersten Trennkupplung mit einem Rotor des Elektromotors und der Rotor des Elektromotors mit einer Eingangsseite der zweiten Trennkupplung verbunden sind.
8. Hybridmodul nach Anspruch 7, wobei eine Wandung des gemeinsamen Nassraumes ein Kupplungsgehäuse der zweiten Trennkupplung, insbesondere der Doppelkupplung, einen Rotorträger des Elektromotors und einen Ausgangslamellenträger der ersten Trennkupplung umfasst.
9. Hybridmodul nach Anspruch 8, wobei der Rotorträger des Elektromotors mit dem Kupplungsgehäuse der zweiten Trennkupplung und der Rotorträger mit dem Ausgangslamellenträger der ersten Trennkupplung, insbesondere der Doppelkupplung, fest verbunden, insbesondere verschweißt, verschraubt oder verstemmt, ist.
10. Hybridmodul nach Anspruch 9, wobei zwischen dem Rotorträger des Elektromotors und dem Kupplungsgehäuse der zweiten Trennkupplung und/ oder zwischen dem Rotorträger und dem Ausgangslamellenträger der ersten Trennkupplung ein statisches Dichtelement angeordnet ist.
11. Hybridmodul nach einem der Ansprüche 8 bis 10, mit einem Radialwellendichtring, der zwischen einer Kupplungsnabe der ersten Trennkupplung und einem Ausgangslamellenträger der ersten Trennkupplung angeordnet ist und den gemeinsamen Nassraum abdichtet.
12. Hybridmodul nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , wobei der Ausgangslamellenträger der ersten Trennkupplung und der Rotorträger des Elektromotors über ein gemeinsames motorseitiges Lager an einem Deckel abgestützt sind, der an einem Getriebegehäuse abgestützt ist, und wobei das Kupplungsgehäuse über ein getriebeseitiges Lager am Getriebegehäuse abgestützt ist.
13. Hybridmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem im gemeinsamen Nassraum angeordneten Bogenfederdämpfer und/oder einem im gemeinsamen Nassraum angeordneten Fliehkraftpendel zur Schwingungsisolation im Antriebstrang zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe.
14. Hybridmodul nach einem der Ansprüche 2 bis 13, mit einem Betätigungssystem für die Doppelkupplung mit einer Kolben/ Zylinder-Einheit und einem Kraftübertragungselement für jede der Teilkupplungen der Doppelkupplung mit Kraftübertragung mit oder ohne Hebelwirkung zwischen den Kolben/ Zylinder-Einheiten und den Reiblamellen der Teilkupplungen.
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