WO2019197252A1 - Montageverfahren für ein hybridmodul des antriebsstrangs eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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WO2019197252A1
WO2019197252A1 PCT/EP2019/058449 EP2019058449W WO2019197252A1 WO 2019197252 A1 WO2019197252 A1 WO 2019197252A1 EP 2019058449 W EP2019058449 W EP 2019058449W WO 2019197252 A1 WO2019197252 A1 WO 2019197252A1
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housing
bearing
input shaft
bearing plate
assembly
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PCT/EP2019/058449
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Angelika Ebert
Wolfgang Grosspietsch
Monika Rössner
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for mounting a hybrid drive module for a motor vehicle, wherein the hybrid module between an internal combustion engine and a transmission is arranged and having an electrical machine.
  • the object of the invention is therefore to provide a mounting method which allows easy assembly and prevents damage to the components.
  • a mounting method for a hybrid module which has a housing, a coupling whose input side is provided with an input shaft input shaft, is provided.
  • an electric machine comprising a rotor and a stator, a torque converter and an output shaft, comprising the steps a. Inserting the torque converter, the rotor and the clutch into the housing,
  • hybrid module two different drive sources are used for an application, which can be operated alternatively or cumulatively.
  • a common combination is an internal combustion engine and an electric machine.
  • the hybrid module in this case leads the one or more power flows to the following consumer, such as a drive train of a vehicle on.
  • the hybrid module has an input shaft, which is connected to the internal combustion engine. Through the input shaft, a rotary motion can be passed to a clutch.
  • the task of the clutch is to decouple the combustion engine from the drive train when the combustion engine is switched off in order to avoid losses.
  • the coupling like an electrical machine, is arranged in a housing, wherein the stator of the electrical machine is connected to a part of the housing.
  • the rotor of the electric machine is arranged as a further drive source in the power flow after the clutch and connected to the input side of a torque converter.
  • the connection to the torque converter via the converter housing and the rotor can be provided either directly this or a central hub connected to this, including embodiments are included, in which the rotor is connected via its own rotor carrier with the central hub or the converter housing.
  • the output side of the torque converter is formed by a turbine shaft, which is rotatably connected to the output shaft.
  • the hybrid module with the other drive train such as a transmission, in particular an automatic transmission connected.
  • the components of the hybrid module from the input side or the engine side facing are used in the provided housing.
  • the end shield is put on, and connected to the housing.
  • the front bearing which is arranged between the input shaft and the bearing plate, mounted, wherein the assembly comprises at least the securing of the front bearing in at least one direction in which a first securing element is introduced.
  • Embodiments of a method are characterized in that, in step c, the front bearing is inserted axially between input shaft and bearing plate, and then by inserting at least one first securing element in the input shaft and a second securing element in the bearing plate, the front bearing in axial Direction is secured.
  • Such embodiments have the particular advantage that there is a relatively large clearance between the bearing plate and the input shaft passing through the bearing plate due to the not yet mounted front bearing in the radial direction. Therefore, the mounting of the bearing plate can be done easily with little effort.
  • the front bearing acts as a centering between the bearing plate and the input shaft and can therefore also be mounted with relatively little effort and the associated low risk of damage.
  • swarf pulling can be effectively prevented because the assembly forces that occur are distributed over both the inner and outer circumferential surfaces. After inserting the front bearing, it is axially positioned by a first securing element on the input shaft and by a second securing element in the bearing plate.
  • Alternative embodiments of a method are characterized in that before the step b, the front bearing is pre-assembled in the bearing plate that the front bearing is inserted axially together with the bearing plate, and that subsequently in step c by inserting at least a first securing element in the input shaft, the front bearing is secured in the axial direction.
  • the assembly forces are kept low, with an advantage in the elimination of the additional step of inserting the front bearing, whereby the entire assembly time can be shortened.
  • Another advantage is that, for the support of any axial forces occurring, instead of a second Sichanssele- element, directly the bearing plate or provided on the bearing plate paragraph or shoulder is used.
  • the axial fixing of the front bearing on the bearing plate already takes place during pre-assembly and the axial fixation with respect to the input shaft takes place in step c accordingly by inserting a first securing element.
  • Embodiments of a method are characterized in that the torque converter, the rotor and the coupling are preassembled before the step a to form an assembly and in step a are used as an assembly in the housing.
  • the summary of all or at least part of the later movably housed components in a housing assembly has the advantage that in a series production several steps can run parallel, which can shorten the production time. Furthermore, the components are more accessible during pre-assembly into an assembly, allowing for easier assembly. Subsequently, the assembly is inserted into the housing.
  • Preferred embodiments of a method are characterized in that the output shaft is preassembled as part of the assembly.
  • the output shaft may extend into the housing upon which the assembly is mounted.
  • the output shaft of the hybrid module is embodied independently as a separate component, as a result of which the hybrid module can be carried out autonomously independently of the gear. In this separate embodiment of the output shaft, this is preferably pre-assembled with in the assembly.
  • Alternative embodiments of a method are characterized in that the output shaft is introduced into the housing, and that successively first the torque converter, then the rotor and then the clutch in step a are inserted individually into the housing and connected to each other.
  • the individual components can also be mounted one after the other individually in the housing.
  • the output shaft is first inserted and then the torque converter used, the rotor optionally used with rotor carrier and connected to the torque converter, and finally the clutch and the input shaft mounted.
  • Method according to embodiments are characterized in that before step a, a rear bearing for the torque converter is inserted into the housing.
  • the movably received in the housing components are preferably supported yet another time on the housing next to the front bearing in the bearing plate.
  • This support is provided by a rear bearing, which is provided on the side facing away from the engine and is preferably used as the first in the housing.
  • Embodiments of a method are characterized in that the stator is inserted and fastened after step a in the housing.
  • the stator is inserted and fastened after step a in the housing.
  • the fixed to be attached to the housing stator is used only after mounting the moving parts in the housing and connected to the housing ,
  • Alternative embodiments of a method are characterized in that the stator is fastened to the bearing plate and is subsequently inserted into the housing together with the end shield in step b.
  • the bearing plate as part of the finished housing can carry the stator.
  • the stator is firmly connected to the bearing plate and used together with this in the housing.
  • Such designs offer the advantage that the stator is easier to access when mounting on the end shield, and that outer surfaces of the stator and / or the stator accommodating areas of the bearing plate can serve as a guide surface for inserting the end shield in step b, whereby this step b is simplified.
  • Fig. 1 shows a schematic section of a hybrid module.
  • Fig. 2 shows a schematic section of a hybrid module.
  • FIG. 1 shows a hybrid module manufactured by a mounting method according to the present application in an embodiment in a schematic sectional view in which one half has been omitted due to symmetry.
  • the hybrid module comprises a housing (16) within which an electric machine (2) with a relative to the housing (1 6) rotatably fixed stator (2.1) and a rotatable rotor (2.2) is arranged.
  • the rotor (2.2) of the electric machine (2) is firmly connected to the converter housing (5.1) and to a rotor carrier, which is likewise connected to the converter housing (5.1).
  • a clutch (1 1) is provided with which the internal combustion engine can be separated from the other drive train.
  • the clutch (11) is arranged between the input shaft (3) and the central hub (4), or more precisely the input side of the clutch is connected to the input shaft (3) and the output side to the central hub (4).
  • the hybrid module has a torque converter (5).
  • An impeller (5.3) of the torque converter (5) is fixedly connected to a converter housing (5.1) of the torque converter (5).
  • a stator (5.4) of the torque converter (5) is rotatably supported via a freewheel in a rotational direction.
  • a turbine wheel (5.5) of the torque converter (5) is connected to a turbine shaft (5.2) of the torque converter
  • the hybrid module further comprises an additional, optional torsional vibration damper (14), which is arranged inside and on the traveling housing (5.1).
  • the turbine shaft (5.2) is connected to an output shaft (6) of an automatic transmission, not shown.
  • Within the converter housing (5.1) further comprises a lock-up clutch (15) is arranged. By closing the lock-up clutch (15), the converter housing (5.1) with the turbine shaft (5.2) is directly connectable.
  • the central hub (4) is designed as a hollow shaft, which is coaxial with the output shaft
  • a bearing (10) is provided, which can receive bearing forces at least in the radial direction.
  • a plurality of bearings (8.1, 8.2) are provided between the central hub (4) and the input shaft (3), a middle bearing (8.2) adjacent to the clutch (1 1) is provided and preferably in addition to radial and axial forces can absorb.
  • a rear bearing (9) is provided between the converter housing (5.1) and the housing (16) in order to support the torque converter (5) on as broad a base as possible
  • the rear bearing (9) of the converter housing (5.1) between the converter housing (5.1) and the output shaft (6) could be arranged, in which case also the further not shown storage of the Ab ⁇ Drive shaft (6) in the further course, for example, in a common training as a transmission input shaft, in particular with regard to a possibly over-determined storage must be considered.
  • a front bearing (7) which in this example is designed as a deep groove ball bearing and can thus accommodate radial as well as axial bearing forces other types of bearings possible.
  • the bearing plate (1) separates a wet space of the hybrid module from a drying room.
  • vibration damper (12) On the input shaft (3) is provided on vibration damper (12), which is connected to an internal combustion engine, not shown.
  • the vibration damper (12) any torsional vibrations are reduced in order to supply the hybrid module as uniform as possible torque or rotational movement.
  • the vibration damper can compensate for positional and alignment tolerances between the combustion engine and the hybrid module.
  • the rear bearing (9) When mounting the described embodiment in Fig. 1, the rear bearing (9) is first inserted into the housing (16) and secured with a fourth securing element (17.4) in the axial direction. Subsequently, the torque converter (5), preferably as an assembly together with the central hub (4) and the rotor (2.2), pushed onto the output shaft (6).
  • the output shaft (6) can either be already inserted into the rear bearing (9) of the housing (16) or be pre-assembled as a single component with the assembly and then the assembly into the housing (1 6) are used, the output shaft (6) is received in the rear bearing (9).
  • At least the clutch (1 1) and the central hub (4) and input shaft (3) is also pre-assembled into an assembly.
  • the middle one Bearing (8.2) in this case on the central hub (4) axially supported on the side facing the engine via a compensating element (18), wherein the compensating elements (18) is an individually adjustable width to compensate for manufacturing tolerances or axially resilient.
  • the middle bearing (8.2) is secured by a third securing element (17.3) on the side of the coupling (11).
  • stator (2.1) of the electric machine (2) shown in FIG. 1 is inserted into the housing (16) and fixedly connected thereto.
  • the front bearing (7) is preassembled in Fig. 1 in the bearing plate (1) by being inserted into the bearing plate (1) and is axially secured on the side facing away from the engine with a second securing element (17.2).
  • the bearing plate (1) is placed with the preassembled front bearing (7), wherein the input shaft (3) is received and centered by the front bearing (7). Subsequently, the bearing plate (1) is firmly connected to the housing (16) and finally secured the front bearing (7) with a first securing element (17.1) in the axial direction. Finally, we used a seal (13) between the bearing plate (1) and input shaft (3).
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a hybrid module analogous to FIG. 1 produced with a present application in accordance with an assembly method.
  • the basic structure is also the same here, which is why reference is made to the above description.
  • the front bearing (7) between La- shield (1) and input shaft (3) is also designed as a ball bearing.
  • the structure in the region of the front bearing (7) and the middle bearing (8.2) is executed differently in this embodiment than in Fig. 1.
  • the rear bearing (9), the torque converter (5) and the electric machine (3) and the clutch (1 1) are constructed according to FIG. 1 and are accordingly Analogously used as individual components or as one or more modules in the housing (16).
  • the middle bearing (8.2) On the mounted central hub (4) the middle bearing (8.2) is pushed and secured axially with a third securing element (17.3). Subsequently, the input shaft (3) on the central hub (4) or more precisely on the bearings (8.1, 8.2) pushed. In the example shown, the outer ring of the middle bearing (8.2) is formed longer in some areas, so that these longer sections can pass through corresponding recesses on the input shaft (3). By attaching a fifth securing element (1 7.5) to the longer sections, which have been pushed through the input shaft (3), an axial securing of the middle bearing (8.2) is achieved.
  • the stator (2.1) is fastened in this embodiment on the bearing plate (1). Subsequently, the bearing plate (1) is inserted together with the stator (2.1) in the housing (16) and firmly connected to this.
  • the input shaft (3) can be easily guided through the central opening of the bearing plate (1), since the front bearing (7) has not yet been used and thus a large free space in the radial direction is available.
  • the front bearing (7) is inserted. Since the front bearing (7) is pushed simultaneously on both peripheral surfaces in the corresponding receiving areas of the bearing plate (1) and the input shaft (3), it acts as a centering wedge and directs the input shaft (3) and thus all movable components of the hybrid module to the bearing plate (1) and thus to the housing (16).
  • the input shaft (3) and / or the bearing plate (1) in which the diameter of the input shaft (3) increases continuously or the inside width of the bearing plate (1) continuously reduced to the extent of the bearing seat, this can Effect can be supported.
  • the hybrid module can be easily mounted and with the insertion of the front bearing (7) as one of the last assembly steps, an alignment of the components is made simultaneously.
  • the front bearing (7) is inserted, it is secured on the input shaft (3) via a first securing element (17.1) and in the axial direction via a second securing element (17.29 on the bearing plate (1).
  • securing elements (17.1; ; 17.3; 17.4; 17.5) are preferably circlips, snap rings, wave rings and the like are used, with other types, such as crown nuts and the like or cotter pins are possible.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Montageverfahren für ein Hybridmodul, welches ein Gehäuse (1), eine Kupplung (11), deren Eingangsseite mit einer Eingangswelle (3) verbunden ist, eine elektrische Maschine (2), welche einen Rotor (2.2) und einen Stator (2.1) umfasst, einen Drehmomentwandler (5) und eine Abtriebswelle (6) aufweist, umfassend die Schritte: a) Einsetzen des Drehmomentwandlers (5), des Rotors (2.2) und der Kupplung (11) in das Gehäuse (16); b) Einsetzen des Lagerschilds (1); c) Montieren eines vorderen Lagers (7) zwischen Lagerschild (1) und Eingangswelle (3).

Description

MONTAGEVERFAHREN FÜR EIN HYBRIDMODUL DES ANTRIEBSSTRANGS EINES
KRAFTFAHRZEUGS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Montage eines Hybridantriebsmoduls für ein Kraftfahrzeug, wobei das Hybridmodul zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordnet ist und eine elektrische Maschine aufweist.
Im Stand der Technik werden Hybridmodule zusammen mit ihrer Lagerung montiert. Nachteilig am Stand der Technik ist, insbesondere im Bereich der elektrischen Ma- schine und des benachbarten Lagerschilds, dass während des Fügens aufgrund von Fertigungstoleranzen sowie magnetischen Kräften hinsichtlich der Koaxialität Abweichungen auftreten. Durch diese Abweichungen werden hohe Montagekräfte benötigt, welche zu Beschädigungen an den Lagern und/oder an den Bauteilen führen können. Vor allem kann es auch zu sogenanntem Späneziehen kommen, bei dem durch die Montagekräfte Späne aus der Oberfläche mindestens eines Bauteils gerissen werden. Diese Späne im Innern des Hybridmoduls können dann zu Beschädigungen von Bauteilen, wie Lagern, Kupplungen und dergleichen, oder elektrischen Kurzschlüssen führen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Montageverfahren bereitzustellen, welches eine einfache Montage ermöglicht sowie Beschädigungen an den Bauteilen verhin- dert.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie aus den Figuren.
Erfindungsgemäß ist ein Montageverfahren für ein Hybridmodul, welches ein Gehäuse, eine Kupplung, deren Eingangsseite mit einer EingangswelleEingangswelle ver- bunden ist, eine elektrische Maschine, welche einen Rotor und einen Stator umfasst, einen Drehmomentwandler und eine Abtriebswelle aufweist, umfassend die Schritte a. Einsetzen des Drehmomentwandlers, des Rotors und der Kupplung in das Gehäuse,
b. Einsetzen des Lagerschilds,
c. Montieren eines vorderen Lagers zwischen Lagerschild und Eingangswelle.
Bei einem Hybridmodul werden zwei unterschiedliche Antriebsquellen für eine An- wendung verwendet, wobei diese alternativ oder kumulativ betrieben werden können. Eine verbreitete Kombination ist ein Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine. Das Hybridmodul führt hierbei den oder die Kraftflüsse an den folgenden Verbraucher, wie beispielsweise einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, weiter.
Um eine Krafteinleitung vom Verbrennungsmotor zu ermöglichen, weist das Hyb- ridmodul eine Eingangswelle auf, welche mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist. Durch die Eingangswelle kann eine Drehbewegung an eine Kupplung weitergegeben werden. Die Kupplung hat die Aufgabe, den Verbrennungsmotor vom Antriebsstrang abzukoppeln, wenn der Verbrennungsmotor abgeschalten ist, um Verluste zu ver- meiden.
Die Kupplung ist ebenso wie eine elektrische Maschine in einem Gehäuse angeordnet, wobei der Stator der elektrischen Maschine mit einem Teil des Gehäuses ver- bunden ist. Der Rotor der elektrischen Maschine ist als weitere Antriebsquelle im Kraftfluss nach der Kupplung angeordnet und mit der Eingangsseite eines Drehmo- mentwandlers verbunden. Die Verbindung mit dem Drehmomentwandler erfolgt über das Wandlergehäuse und der Rotor kann entweder direkt diesem oder einer mit diesem verbundenen Zentralnabe vorgesehen werden, wobei auch Ausführungsformen eingeschlossen sind, bei denen der Rotor über einen eigenen Rotorträger mit der Zentralnabe oder dem Wandlergehäuse verbunden ist.
Die Ausgangsseite des Drehmomentwandlers wird von einer Turbinenwelle gebildet, welche mit der Abtriebswelle drehfest verbunden ist. Über die Abtriebswelle ist das Hybridmodul mit dem weiteren Antriebsstrang, wie einem Getriebe, insbesondere einem Automatikgetriebe, verbunden. Für die Montage werden die Bauteile des Hybridmoduls von der Eingangsseite be- ziehungsweise dem Verbrennungsmotor zugewandten Seite aus in das bereitgestellte Gehäuse eingesetzt. Anschließend wird das Lagerschild aufgesetzt, und mit dem Gehäuse verbunden. Erst in einem weiteren Schritt wird das vordere Lager, welches zwischen der Eingangswelle und dem Lagerschild angeordnet ist, montiert, wobei die Montage zumindest die Sicherung des vorderen Lagers in zumindest einer Richtung umfasst, bei der ein erstes Sicherungselement eingebracht wird. Durch diese Rei- henfolge bei der Montage bleibt gewährleistet, dass die Montagekräfte weitestgehend geringgehalten werden, da durch Fertigungstoleranzen auftretende Koaxialfeh- ler erst im Zusammenhang mit der Montage des vorderen Lagers auftreten.
Ausführungsformen eines Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt c das vordere Lager zwischen Eingangswelle und Lagerschild axial eingeschoben wird, und dass anschließend durch Einsetzen zumindest eines ersten Sicherungs- elements in die Eingangswelle und eines zweiten Sicherungselements in das Lager- schild das vordere Lager in axialer Richtung gesichert wird.
Derartige Ausführungsformen weisen besonders den Vorteil auf, dass zwischen dem Lagerschild und der durch das Lagerschild durchtretenden Eingangswelle aufgrund des noch nicht montierten vorderen Lagers in radialer Richtung ein relativ großer Freiraum vorliegt. Daher kann die Montage des Lagerschilds problemlos mit geringem Kraftaufwand erfolgen. Bei der anschließenden Montage des vorderen Lagers, wirkt das vordere Lager wie ein Zentrierkeil zwischen dem Lagerschild und der Eingangswelle und kann daher ebenfalls mit relativ geringem Kraftaufwand und der damit verbundenen geringen Gefahr einer Beschädigung montiert werden. Insbesonde- re kann ein Späneziehen effektiv verhindert werden, da die auftretenden Montagekräfte sich sowohl über die innere als auch über die äußere Umfangsfläche verteilen. Nach dem Einsetzen des vorderen Lagers wird es durch ein erstes Sicherungselement auf der Eingangswelle sowie durch ein zweites Sicherungselement im Lager- schild axial positioniert.
Alternative Ausführungsformen eines Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, dass das vor dem Schritt b das vordere Lager im Lagerschild vormontiert wird, dass das vordere Lager zusammen mit dem Lagerschild axial eingeschoben wird, und dass anschließend im Schritt c durch Einsetzen zumindest eines ersten Sicherungselements in die Eingangswelle das vordere Lager in axialer Richtung gesichert wird. Auch hier werden die Montagekräfte geringgehalten, wobei ein Vorteil im Wegfall des zusätzlichen Schritts des Einsetzens des vorderen Lagers liegt, wodurch die gesamte Montagezeit verkürzt werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass für die Abstützung eventuell auftretender axialer Kräfte, anstelle eines zweiten Sicherungsele- ments, direkt das Lagerschild beziehungsweise ein am Lagerschild vorgesehener Absatz oder Schulter verwendet wird. Die axiale Fixierung des vorderen Lagers am Lagerschild erfolgt bereits bei der Vormontage und die axiale Fixierung bezüglich der Eingangswelle erfolgt in Schritt c entsprechend durch Einsetzten eines ersten Sicherungselements.
Ausführungsformen eines Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, dass der Dreh- momentwandler, der Rotor und die Kupplung vor dem Schritt a zu einer Baugruppe vormontiert werden und im Schritt a als Baugruppe in das Gehäuse eingesetzt wer- den. Die Zusammenfassung aller oder zumindest eines Teils der später im Gehäuse beweglich aufgenommenen Bauteile zu einer Baugruppe, bietet den Vorteil, dass bei einer Serienfertigung mehrere Arbeitsschritte parallel ablaufen können, was die Fertigungszeit verkürzen kann. Des Weiteren sind die Bauteile bei der Vormontage zu einer Baugruppe besser zugänglich, was einen einfacheren Zusammenbau ermöglicht. Anschließend wird die Baugruppe in das Gehäuse eingesetzt.
Bevorzugte Ausführungsformen eines Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle als Teil der Baugruppe vormontiert wird. Die Abtriebswelle kann beispielsweise als Teil eines folgenden Getriebes sich in das Gehäuse erstrecken, worauf die Baugruppe montiert wird. Vorteilhaft ist die Abtriebswelle des Hybridmoduls jedoch als separates Bauteil eigenständig ausgeführt, wodurch das Hyb- ridmodul eigenständig getriebeunabhängig ausgeführt werden kann. Bei dieser separaten Ausbildung der Abtriebswelle wird diese bevorzugt mit in der Baugruppe vor- montiert. Alternative Ausführungsformen eines Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle in das Gehäuse eingebracht wird, und dass nacheinander erst der Drehmomentwandler, dann der Rotor und anschließend die Kupplung im Schritt a einzeln in das Gehäuse eingesetzt und miteinander verbunden werden. Anstelle von vormontierten Baugruppen können die einzelnen Bauteile auch nacheinander einzeln im Gehäuse montiert werden. Beispielsweise wird zunächst die Abtriebswelle eingesetzt und anschließend der Drehmomentwandler eingesetzt, der Rotor gegebenenfalls mit Rotorträger eingesetzt sowie mit dem Drehmomentwandler verbunden, und schließlich die Kupplung sowie die Eingangswelle montiert.
Verfahren gemäß Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt a ein hinteres Lager für den Drehmomentwandler in das Gehäuse eingesetzt wird. Die beweglich im Gehäuse aufgenommenen Bauteile sind neben dem vorderen Lager im Lagerschild vorzugsweise noch ein weiteres Mal am Gehäuse abgestützt. Diese Abstützung erfolgt durch ein hinteres Lager, welches auf der dem Verbrennungsmotor abgewandten Seite vorgesehen wird und vorzugsweise als erstes in das Gehäuse eingesetzt wird.
Ausführungsformen eines Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, dass der Stator nach Schritt a in das Gehäuse eingesetzt und befestigt wird. Um ausreichend Platz für das Einsetzen der Bauteile und/oder Baugruppen zu haben und eine Zugänglich- keit für die Montage nicht weiter zu erschweren, wird der fest mit dem Gehäuse anzubringende Stator erst nach der Montage der im Gehäuse beweglichen Bauteile eingesetzt und mit dem Gehäuse verbunden.
Alternative Ausführungsformen eines Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, dass der Stator am Lagerschild befestigt wird und anschließend in Schritt b zusammen mit dem Lagerschild in das Gehäuse eingesetzt wird. Anstatt den Stator ins Gehäuse einzusetzen und mit diesem zu verbinden, kann auch das Lagerschild als Teil des fertigen Gehäuses den Stator tragen. Hierfür wird der Stator fest mit dem Lagerschild verbunden und gemeinsam mit diesem ins Gehäuse eingesetzt. Derartige Ausführungen bieten den Vorteil, dass der Stator bei der Montage am Lagerschild leichter zugänglich ist, und dass Außenflächen des Stators und/oder den Stator aufnehmen- de Bereiche des Lagerschilds als Führungsfläche für das Einsetzen des Lagerschilds in Schritt b dienen können, wodurch dieser Schritt b vereinfacht wird.
Die Ausführungsformen sind nicht auf die obigen Beispiele beschränkt und können durch weitere entsprechende Ausbildungen erreicht werden. Die Merkmale der Aus- führungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Gleiche oder ähnliche Elemente werden mit einheitlichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt eines Hybridmoduls.
Fig. 2 zeigt einen schematischen Schnitt eines Hybridmoduls.
Fig. 1 zeigt ein Hybridmodul, hergestellt durch ein Montageverfahren gemäß der vorliegenden Anmeldung in einem Ausführungsbeispiel in einer schematischen Schnitt- darstellung, bei der eine Hälfe aufgrund von Symmetrie weggelassen wurde. Das Hybridmodul umfasst ein Gehäuse (16), innerhalb dem eine elektrische Maschine (2) mit einem gegenüber dem Gehäuse (1 6) drehfesten Stator (2.1 ) und einem drehba- ren Rotor (2.2) angeordnet ist. Der Rotor (2.2) der elektrischen Maschine (2) ist mit dem Wandlergehäuse (5.1 ) sowie mit einem Rotorträger, welcher ebenfalls am Wandlergehäuse (5.1 ) angebunden ist, fest verbunden. Innerhalb des Gehäuses (16) ist auch eine Kupplung (1 1 ) vorgesehen, mit welcher der Verbrennungsmotor vom weiteren Antriebsstrang getrennt werden kann. Die Kupplung (1 1 ) ist hierzu zwischen der Eingangswelle (3) und der Zentralnabe (4) an- geordnet oder genauer die Eingangsseite der Kupplung ist entsprechend mit der Eingangswelle (3) und die Ausgangsseite mit der Zentralnabe (4) verbunden.
Das Hybridmodul weist einen Drehmomentwandler (5) auf. Ein Pumpenrad (5.3) des Drehmomentwandlers (5) ist mit einem Wandlergehäuse (5.1 ) des Drehmomentwandlers (5) fest verbunden. Ein Leitrad (5.4) des Drehmomentwandlers (5) ist über einen Freilauf in einer Drehrichtung drehfest abgestützt. Ein Turbinenrad (5.5) des Drehmomentwandlers (5) ist mit einer Turbinenwelle (5.2) des Drehmomentwandlers
(5) verbunden. Das Hybridmodul weist ferner einen zusätzlichen, optionalen Drehschwingungstilger (14) auf, welcher innerhalb und am Wandergehäuses (5.1 ) angeordnet ist. Die Turbinenwelle (5.2) ist mit einer Abtriebswelle (6) eines nicht näher dargestellten Automatikgetriebes verbunden. Innerhalb des Wandlergehäuses (5.1 ) ist ferner eine Überbrückungskupplung (15) angeordnet. Durch Schließen der Überbrückungskupplung (15) ist das Wandlergehäuse (5.1 ) mit der Turbinenwelle (5.2) direkt verbindbar.
Die Zentralnabe (4) ist als Hohlwelle ausgebildet, welche koaxial zur Abtriebswelle
(6) und diese umhüllend angeordnet ist. Zwischen der Abtriebswelle (6) und der Zentralnabe (4) ist ein Lager (10) vorgesehen, welches zumindest in radialer Rich- tung Lagerkräfte aufnehmen kann. Zur weiteren Lagerung der Zentralnabe (4) beziehungsweise der Eingangswelle (3) sind zwischen der Zentralnabe (4) und der Ein- gangswelle (3) mehrere Lager (8.1 ; 8.2) vorgesehen, wobei ein mittleres Lager (8.2) benachbart zur Kupplung (1 1 ) vorgesehen ist und bevorzugt neben radialen auch axiale Kräfte aufnehmen kann. Am der Eingangswelle (3) abgewandten axialen Ende des Drehmomentwandler (5) ist ein hinteres Lager (9) zwischen Wandlergehäuse (5.1 ) und Gehäuse (16) vorgesehen, um den Drehmomentwandler (5) auf einer mög- lichst breiten Basis zu lagern und damit die auftretenden Lagerkräfte gering zu hal- ten. Alternativ oder kumulativ könnte das hintere Lager (9) des Wandlergehäuses (5.1 ) zwischen Wandlergehäuse (5.1 ) und der Abtriebswelle (6) angeordnet sein, wobei hier auch gegebenenfalls die weitere nicht dargestellte Lagerung der Ab- triebswelle (6) im weiteren Verlauf, beispielsweise bei einer gemeinsamen Ausbildung als Getriebeeingangswelle, insbesondere hinsichtlich einer eventuell überbe- stimmten Lagerung betrachtet werden muss. Zwischen der Eingangswelle (3) und einem mit dem Gehäuse (16) verbundenen Lagerschild (1 ) ist ein vorderes Lager (7) vorgesehen, welches in diesem Beispiel als Rillenkugellager ausgeführt ist und somit radiale als auch axiale Lagerkräfte aufnehmen kann, auch hier sind verschiedene andere Bauarten von Wälzlagern möglich.
Das Lagerschild (1 ) trennt einen Nassraum des Hybridmoduls von einem Trockenraum. Die Abdichtung des Nassraums zum Trockenraum erfolgt über eine Dichtung (13), welche, vorzugsweise unmittelbar, neben dem vorderen Lager (7) angeordnet ist.
Auf der Eingangswelle (3) ist an Schwingungsdämpfer (12) vorgesehen, welcher mit einem nicht dargestellten Verbrennungsmotor verbunden ist. Durch den Schwingungsdämpfer (12) werden eventuelle Torsionsschwingungen reduziert, um dem Hybridmodul ein möglichst gleichförmiges Drehmoment beziehungsweise Drehbe- wegung zuzuführen. Gleichzeitig können durch den Schwingungsdämpfer Lage- und Ausrichtungstoleranzen zwischen Verbrennungsmotor und Hybridmodul ausgegli- chen werden.
Bei der Montage des beschriebenen Ausführungsbeispiels in Fig. 1 wird zunächst das hintere Lager (9) in das Gehäuse (16) eingesetzt und mit einem vierten Siche- rungselement (17.4) in axialer Richtung gesichert. Anschließend wird der Drehmomentwandler (5), vorzugsweise als Baugruppe zusammen mit der Zentralnabe (4) und dem Rotor (2.2), auf die Abtriebswelle (6) aufgeschoben. Die Abtriebswelle (6) kann hierbei entweder bereits in das hintere Lager (9) des Gehäuses (16) eingesetzt worden sein oder zunächst als einzelnes Bauteil mit der Baugruppe vormontiert werden und daraufhin die Baugruppe ins Gehäuse (1 6) eingesetzt werden, wobei die Abtriebswelle (6) in das hintere Lager (9) aufgenommen wird.
In diesem Ausführungsbeispiel wird ebenfalls zumindest die Kupplung (1 1 ) sowie die Zentralnabe (4) und Eingangswelle (3) zu einer Baugruppe vormontiert. Das mittlere Lager (8.2) hierbei auf der Zentralnabe (4) auf der dem Verbrennungsmotor zugewandten Seite über ein Ausgleichselement (18) axial abgestützt, wobei das Aus- gleichselemente (18) eine individuell einstellbare Breite zum Ausgleich von Ferti- gungstoleranzen oder axial federnd ausgebildet ist. An der Eingangswelle (3) ist das mittlere Lager (8.2) über ein drittes Sicherungselement (17.3) auf der Seite der Kupp- lung (11 ) gesichert.
Nachdem die im Gehäuse (16) beweglich Bauteile montiert wurden, wird im Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Stator (2.1 ) der elektrischen Maschine (2) in das Gehäuse (16) eingesetzt und mit diesem fest verbunden.
Das vordere Lager (7) wird in Fig. 1 im Lagerschild (1 ) vormontiert, indem es in das Lagerschild (1 ) eingesetzt wird und auf der dem Verbrennungsmotor abgewandten Seite mit einem zweiten Sicherungselement (17.2) axial gesichert wird.
Nachdem die vormontierte Baugruppe oder Bauteile im Gehäuse (16) eingesetzt wurden, wird das Lagerschild (1 ) mit dem vormontierten vorderen Lager (7) aufge- setzt, wobei die Eingangswelle (3) durch das vordere Lager (7) aufgenommen und zentriert wird. Anschließend wird das Lagerschild (1 ) fest mit dem Gehäuse (16) verbunden und schließlich das vordere Lager (7) mit einem ersten Sicherungselement (17.1 ) in axialer Richtung gesichert. Abschließend wir noch eine Dichtung (13) zwischen Lagerschild (1 ) und Eingangswelle (3) eingesetzt.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hybridmoduls analog zu Fig. 1 hergestellt mit einem Montageverfahren gemäße vorliegender Anmeldung. Der grundlegende Aufbau ist auch hier gleich, weshalb auf die obige Beschreibung ver- wiesen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das vordere Lager (7) zwischen La- gerschild (1 ) und Eingangswelle (3) ebenfalls als Kugellager ausgeführt. Jedoch ist der Aufbau im Bereich des vorderen Lagers (7) sowie des mittleren Lagers (8.2) ist in diesem Ausführungsbeispiel anders als in Fig. 1 ausgeführt.
Das hintere Lager (9), der Drehmomentwandler (5) sowie die elektrische Maschine (3) und die Kupplung (1 1 ) sind entsprechend Fig. 1 aufgebaut und werden entspre- chend analog als einzelne Bauteile oder als eine oder mehrere Baugruppen in das Gehäuse (16) eingesetzt.
Auf die montierte Zentralnabe (4) wird das mittlere Lager (8.2) aufgeschoben und axial mit einem dritten Sicherungselement (17.3) gesichert. Anschließend wird die Eingangswelle (3) auf die Zentralnabe (4) beziehungsweise genauer auf die Lager (8.1 ; 8.2) aufgeschoben. Im dargestellten Beispiel ist der äußere Ring des mittleren Lagers (8.2) bereichsweise länger ausgebildet, damit diese längeren Abschnitte durch entsprechende Aussparungen an der Eingangswelle (3) durchtreten können. Indem an den längeren Abschnitten, die durch die Eingangswelle (3) geschoben wurden, ein fünftes Sicherungselement (1 7.5) angebracht wird, wird eine axiale Si- cherung des mittleren Lagers (8.2) erreicht.
Der Stator (2.1 ) wird in diesem Ausführungsbeispiel am Lagerschild (1 ) befestigt. An- schließend wird das Lagerschild (1 ) zusammen mit dem Stator (2.1 ) in das Gehäuse (16) eingesetzt und mit diesem fest verbunden. Die Eingangswelle (3) kann problemlos durch die zentrale Öffnung des Lagerschilds (1 ) geführt werden, da das vordere Lager (7) noch nicht eingesetzt wurde und somit ein großer Freiraum in radialer Rich- tung zur Verfügung steht.
Nachdem das Lagerschild (1 ) montiert wurde, wird das vordere Lager (7) eingesetzt. Da das vordere Lager (7) gleichzeitig auf beiden Umfangsflächen in die entsprechenden Aufnahmebereiche des Lagerschilds (1 ) und der Eingangswelle (3) aufgeschoben wird, wirkt es wie ein Zentrierkeil und richtet die Eingangswelle (3) und somit alle beweglichen Bauteile des Hybridmoduls zum Lagerschild (1 ) und somit zum Gehäuse (16) aus. Durch entsprechend Ausbildung der Eingangswelle (3) und/oder des Lagerschilds (1 ), bei der der Durchmesser der Eingangswelle (3) kontinuierlich ansteigt beziehungsweise sich die lichte Weite des Lagerschilds (1 ) kontinuierlich bis auf das Maß für den Lagersitz verringert, kann dieser Effekt unterstützt werden.
Durch ein derartiges Montageverfahren kann das Hybridmodul einfach montiert wer- den und mit dem Einsetzen des vorderen Lagers (7) als einer der letzten Montage- schritte wird gleichzeitig eine Ausrichtung der Bauteile zueinander vorgenommen. Sobald das vordere Lager (7) eingesetzt ist, wird es über ein erstes Sicherungsele- ment (17.1 ) an der Eingangswelle (3) und über ein zweites Sicherungselement (17.29 am Lagerschild (1 ) in axialer Richtung gesichert. Als Sicherungselemente (17.1 ; 17.2; 17.3; 17.4; 17.5) kommen bevorzugt Sicherungsringe, Sprengringe, Wellenringe und dergleichen zum Einsatz, wobei auch andere Bauformen, wie Kronen- muttern und dergleichen oder Splinte möglich sind.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungen eingeschränkt. Es können wie oben ausgeführt, auch nur einzelne vorteilhafte Merkmale vorgesehen werden sowie die verschiedenen Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden.
Bezuaszeichen
Lagerschild
elektrische Maschine
Stator
Rotor
Eingangswelle
Zentralnabe
Drehmomentwandler
Wandlergehäuse
Turbinenwelle
Pumpenrad
Leitrad
Turbinenrad
Abtriebswelle
vorderes Lager (Eingangswelle/Gehäuse) Lager (Zentralnabe/Eingangswelle) mittleres Lager (Zentralnabe/Eingangswelle) hinteres Lager (Wandlergehäuse)
Lager (Abtriebswelle/Zentralnabe)
Kupplung
Schwingungsdämpfer
Dichtung
Drehschwingungstilger
Überbrückungskupplung
Gehäuse
erstes Sicherungselement
zweites Sicherungselement
drittes Sicherungselement
viertes Sicherungselement
fünftes Sicherungselement
Ausgleichselement

Claims

Patentansprüche
1. Montageverfahren für ein Hybridmodul, welches ein Gehäuse (1 ), eine Kupp- lung (11 ), deren Eingangsseite mit einer Eingangswelle (3) verbunden ist, eine elektrische Maschine (2), welche einen Rotor (2.2) und einen Stator (2.1 ) umfasst, einen Drehmomentwandler (5) und eine Abtriebswelle (6) aufweist, um- fassend die Schritte
a. Einsetzen des Drehmomentwandlers (5), des Rotors (2.2) und der Kupplung (11 ) in das Gehäuse (16),
b. Einsetzen des Lagerschilds (1 ),
c. Montieren eines vorderen Lagers (7) zwischen Lagerschild (1 ) und Eingangswelle (3).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei Schritt c das vordere Lager (7) zwischen Eingangswelle (3) und Lagerschild (1 ) axial einge- schoben wird, und dass anschließend durch Einsetzen zumindest eines ersten Sicherungselements (17.1 ) in die Eingangswelle (3) und eines zweiten Siche- rungselements (17.2) in das Lagerschild (1 ) das vordere Lager (7) in axialer Richtung gesichert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das vor dem
Schritt b das vordere Lager (7) im Lagerschild (1 ) vormontiert wird, dass das vordere Lager (7) zusammen mit dem Lagerschild (1 ) axial eingeschoben wird, und dass anschließend im Schritt c durch Einsetzen zumindest eines ersten Sicherungselemente (17.1 ) in die Eingangswelle (3) das vordere Lager (7) in axialer Richtung gesichert wird.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentwandler (5), der Rotor (2.2) und die Kupplung (1 1 ) vor dem Schritt a zu einer Baugruppe vormontiert werden und im Schritt a als Baugruppe in das Gehäuse (16) eingesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle
(6) als Teil der Baugruppe vormontiert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (6) in das Gehäuse (16) eingebracht wird, und dass nachei- nander erst der Drehmomentwandler (5), dann der Rotor (2.2) und anschlie- ßend die Kupplung (1 1 ) im Schritt a einzeln in das Gehäuse (16) eingesetzt und miteinander verbunden werden.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt a ein hinteres Lager (9) für den Drehmomentwandler (5) in das Gehäuse (16) eingesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2.1 ) nach Schritt a in das Gehäuse (16) eingesetzt und befestigt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2.1 ) am Lagerschild (1 ) befestigt wird und anschließend in Schritt b zusammen mit dem Lagerschild (1 ) in das Gehäuse (16) eingesetzt wird.
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