WO2020216397A1 - Hybrid module and drive assembly for a motor vehicle - Google Patents

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WO2020216397A1
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hybrid module
output shaft
output
coupling
toothing
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Florian Nachtmann
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16D13/38—Friction clutches with axially-movable clutching members with flat clutching surfaces, e.g. discs
    • F16D13/385—Friction clutches with axially-movable clutching members with flat clutching surfaces, e.g. discs double clutches, i.e. comprising two friction disc mounted on one driven shaft
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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 hybrid module for a motor vehicle for coupling an internal combustion engine and a transmission and a drive arrangement for a motor vehicle, comprising a hybrid module according to the invention.
  • a clutch device with which torque can be transmitted from the internal combustion engine to the hybrid module and with which the hybrid module can be separated from the internal combustion engine, an output for coupling to a transmission unit and an electric machine for generating drive torque with a rotor.
  • the electric machine enables electric driving, increased performance for internal combustion engine operation and recuperation.
  • Such a radial offset can occur in the drive train.
  • flexplates or flexplate assemblies For radial offset compensation, e.g. so-called flexplates or flexplate assemblies known. These comprise at least one hub element and an elastic element, the hub element being firmly connectable to the transmission input shaft and the elastic element to an output element of the
  • the hub element can be designed with a toothing, such as a spline internal toothing, for the purpose of connecting to the transmission input shaft.
  • the transmission input shaft has correspondingly complementary teeth to the internal splines of the hub element
  • the output element of the Hybrid module can in particular be a rotor carrier of an electrical machine of the hybrid module or be connected to it in a rotationally test manner.
  • the elastic element enables a slightly wound arrangement or a lateral offset of the shafts to one another.
  • the transmission input shaft has a high
  • Compensation device with three meander discs which are arranged axially one behind the other, a first meander disc being connected to an output shaft of the hybrid module and a second meander disc to the first meander disc
  • a third meander disk is connected to the second meander disk and a transmission input.
  • the connections between the individual meander discs are designed accordingly in such a way that a
  • the present invention is based on the object of providing a hybrid module and a drive arrangement equipped with it, which in a structurally simple manner ensure low axial space requirements with reliable compensation of a radial offset.
  • the terms axial and radial always relate to the axis of rotation of the hybrid module.
  • the invention relates to a hybrid module for a motor vehicle for coupling an internal combustion engine and a transmission, comprising a rotor carrier and an output shaft essentially non-rotatably coupled to the rotor carrier, the hybrid module for realizing the non-rotatable coupling between
  • Rotor arm and output shaft includes a curved tooth coupling.
  • the curved tooth coupling is a non-switchable coupling with which small axial or angular misalignments of torque-transmitting machine elements are im
  • a first section of the curved tooth coupling is essentially non-rotatably coupled to the rotor arm or its toothing, and a second section of the curved tooth coupling is connected to the output shaft or its toothing
  • the hybrid module advantageously comprises an electrical machine with a rotor, which is connected to the rotor arm in a rotationally fixed manner, and also a
  • the rotor arm as well as the output shaft each form an internal toothing
  • the curved tooth coupling has a connecting element connecting the internal toothing of the rotor arm with the internal toothing of the output shaft, which connects to the internal toothing of the rotor arm and the internal toothing of the Output shaft comprises at least one external toothing.
  • the connecting elements are designed to be spherical in order to offset the rotor arm and the output shaft parallel to the axis of rotation of the one on the output shaft
  • the output shaft and the curved tooth coupling remain in engagement even in the event of tilting and / or at least a slight axial and / or radial offset.
  • the connecting element can be designed as a sleeve.
  • the connecting element is essentially in the form of a
  • Internal toothing of the rotor arm and at least one external toothing is realized in the internal toothing of the output shaft.
  • the output shaft has a
  • the hybrid module On the output-side connection area for mechanical coupling with an output, in particular a transmission, the hybrid module further comprising a roller bearing, in particular a ball bearing, for radial support of the output shaft, and the roller bearing in the axial direction on the output side
  • Connection area is arranged opposite side of the curved tooth coupling.
  • the roller bearing is preferably a single row ball bearing in order to be light
  • a lateral offset of a shaft connected to the output-side connection area and a resulting angular deviation of the axis of rotation of the output shaft from an ideal alignment running coaxially to the connected shaft have only a relatively slight effect in an offset or a tilted position, which or the curved tooth coupling as well as the output-side connection area. which is to be compensated by the curved tooth coupling.
  • the connection between the output shaft or the output-side connection area of the output shaft and a shaft connected to it or this can be realized indirectly.
  • the hybrid module also has an input shaft and a support sleeve, which is supported on the input shaft at least in the radial direction and is used to support the roller bearing at least radially.
  • the support of the support sleeve on the input shaft can be implemented via a further rotary bearing, in particular a two-row, further roller bearing.
  • the support sleeve can also be supported in the radial direction on the rotor arm by a direct mechanical contact.
  • the input shaft is preferably rotationally fixed to the input side of a
  • Coupling device designed as a double coupling device with the
  • the output side of the coupling device is rotatably coupled to the rotor arm.
  • the connecting element has at least one sealing element axially on both sides for essentially
  • Lubrication of the toothing is particularly advantageous when the curved tooth coupling is tilted, since in this case there is a load change acting axially on the teeth of the respective toothing in the form of Sliding movements of the tooth flanks of the intermeshing teeth of the toothing comes.
  • the resulting friction can be reduced by the lubricant and accordingly a high number of sliding movements can be realized over the life of the curved tooth coupling.
  • the output-side connection area of the output shaft forms one side of a Hirth toothing for mechanical coupling with an output element having the other side of the Hirth toothing.
  • the Hirth toothing is an axially effective toothing designed with axially protruding teeth, the teeth of the two sides of the Hirth toothing interlocking in the axial direction and being able to transmit a torque in this way.
  • the output element can have a profile toothing with the
  • Transmission input shaft can be connected. Accordingly, it can be provided that the output-side connection area of the output shaft is indirectly via the
  • Output element is connected to the transmission input shaft.
  • the profile toothing of the output element can be designed in such a way that tilting can be implemented in the connection between the output element and the transmission input shaft, thus also between the output shaft and the transmission input shaft.
  • the output-side connection area of the output shaft can form such a profile toothing for the purpose of realizable tilting between the output shaft and the transmission input shaft.
  • the hybrid module has a
  • Housing wall which extends with a wall section from the axial side of the output-side connection area into an interspace between the rotor carrier and the output shaft, this wall section serving to radially support the rotor carrier via a support bearing.
  • the housing wall forming this wall section is only on the connection area on the output side
  • the side facing the output shaft is arranged, and no housing or no housing wall is formed on the axially opposite side, so that the hybrid module is essentially not closed by the housing on the side facing the input side or the position of an internal combustion engine.
  • the hybrid module further comprises a
  • the curved tooth coupling being arranged radially and axially at least in sections within the space surrounding the coupling device.
  • the coupling device is advantageously arranged at least in some areas within a space radially surrounding by the rotor arm.
  • the hybrid module according to the invention has the advantage that the compensation of a radial offset between the output shaft of the hybrid module and the input shaft of a transmission unit can be implemented in a structurally simple manner with little axial space requirement.
  • a radial offset of the shafts to be coupled with each other can be compensated for, the curved tooth coupling realizing the tilting being arranged radially and axially at least partially within the space surrounding the coupling device and thus not taking up any axial space.
  • the radial offset can also be independent of the radial rigidity of a connected
  • a drive arrangement for a motor vehicle which has a hybrid module according to the invention, a drive unit, in particular an internal combustion engine, and a transmission, the hybrid module being connected to the drive unit on an input side and to the transmission on an output side.
  • the output side of the hybrid module corresponds to the output side
  • connection area of the output shaft Alternatively, the output page of the Hybrid module also correspond to an output element firmly connected to the output shaft.
  • FIG. 1 a hybrid module according to the invention in a sectional side view
  • FIG. 2 an enlarged detail of the hybrid module according to the invention in the area of the curved tooth coupling.
  • a hybrid module 1 according to the invention is in a section
  • the hybrid module 1 comprises an input shaft 70, a clutch device 50, a curved tooth clutch 30, an electrical machine 40, an output shaft 10, and a housing 60.
  • the input shaft 70 is used to couple the hybrid module 1 to a
  • the coupling between the internal combustion engine and the input shaft 70 is here arranged via an axial side of the input shaft 70 facing the internal combustion engine and connected to the input shaft 70
  • Vibration damper 72 realized.
  • the output shaft 10 is supported by a single-row ball bearing
  • roller bearing 80 radially on the inside from a support sleeve 71, the support sleeve 71 being supported on the input shaft 70 via a rotation bearing 81, configured as a two-row ball bearing, radially inside the input shaft 70.
  • the output shaft 10 is thus indirectly via the support sleeve 83 in the radial direction radially inside on the
  • Input shaft 70 supported.
  • the input shaft 70 is rotating with an input side 51 of the
  • Coupling device 50 connected.
  • the clutch device 50 is arranged here radially outside the input shaft 70 and designed as a two-disc clutch, the input side 51 of the clutch device 50 being correspondingly implemented by two clutch discs 53 connected to the input shaft 70 in a rotationally test.
  • An output side 52 of the coupling device 50 is connected to a rotor carrier 42 for the rotational mounting of the rotor 41 of the electric machine 40 in a rotationally test.
  • the rotor 41 of the electrical machine 40 is arranged on the rotor carrier 42, a stator 45 of the electrical machine 40 being firmly connected to the housing 60.
  • the rotor arm 42 is on a support bearing 82
  • Wall section 62 of a housing wall 61 of the housing 60 is supported.
  • the rotor arm 42 is supported on the support bearing 82 with a rotor arm section 43 which is formed radially on the inside and extends in the axial direction.
  • the support sleeve 71 is implemented on the support bearing 82 in the radial direction
  • the housing wall 61 extends in the radial direction on the side of the hybrid module 1 facing the gear unit and the wall section 62 extends from the radially inner end of the housing wall 61 in the axial direction in areas between the rotor carrier 42 and the output shaft 10 for the purpose of supporting the rotor carrier 42.
  • the hybrid module 1 also includes a clutch actuation device 54, which, designed as an annular piston-cylinder unit, on the housing wall 61 or the
  • Wall section 62 is arranged.
  • the clutch actuation device 54 is correspondingly in the axial direction on that of the clutch device 50
  • Section of the rotor arm 42 arranged.
  • the clutch device 50 engages the clutch actuating device 54 in the axial direction Direction through the rotor arm 42 or the radially extending section of the
  • connection extension 14 extending radially outward, wherein the
  • Connection extension 14 is connected to the axially extending rotor support section 43 via a curved tooth coupling 30. Accordingly, the rotor arm 42 is coupled to the output shaft 10 via the curved tooth coupling 30. In addition, at its output-side connection area 11, the output shaft 10 is connected to an output element 20 via a Hirth toothing 22 for the purpose of coupling it to a
  • the output shaft 10 correspondingly forms a side 23 of the Hirth toothing 22, the
  • Output element 20 forms another side 24 of the Hirth toothing 22.
  • the output shaft 20 has a profile toothing 21 for the purpose of realizing a non-rotatable connection with the input shaft of a gear unit.
  • a torque made available by the internal combustion engine is accordingly transmitted via the vibration damper 72 to the input shaft 70 and thus to the input side 51 of the
  • Coupling device 50 transferred.
  • the clutch device 50 When the clutch device 50 is closed, the torque of the internal combustion engine is passed on to the rotor arm 42, the torque then being transmitted via the curved tooth clutch 30 to the output shaft 10 and thus via its output-side connection area 11 and the output element 20 to the input of the transmission.
  • FIG. 2 shows an enlarged section of the hybrid module 1 according to the invention in the area of the curved tooth coupling 30, as shown in FIG.
  • the curved tooth coupling 30 comprises a connecting element 33, the connecting element 33 having an external toothing 34 on its radial outer side 35.
  • the connecting element 33 is designed as a sleeve, which means that the connecting element 33 essentially has the shape of a hollow cylinder.
  • Internal toothing 44 of axial rotor support section 43 of rotor arm 42 also engages external toothing 34 of connecting element 33 in a second axial section 32 of curved tooth coupling 30 connected via the external toothing 34 of the connecting element 33.
  • the curved tooth coupling 30 has two sealing elements 36, with one sealing element 36 being arranged on the first and second axial section 31, 32 of the curved tooth coupling 30 on the radial outer side 35 of the connecting element 33 and the curved tooth coupling 30 for the purpose of filling the
  • Curved tooth coupling 30 is axially sealed liquid-tight on both sides with a lubricant relative to the rotor carrier 42 and the output shaft 10.
  • a respective internal toothing 13, 44 of the output shaft 10 or of the rotor arm 42 as well as the external toothing 34 of the connecting element 33 are designed to be spherical in order to keep the shafts coupled to one another in engagement in the event of tilting and / or slight axial and / or radial offset, so that one
  • Axis of rotation of a (not shown here) transmission input shaft can be realized. Due to the use of the only single-row bearing 80, a slight tilting of the output shaft 10 about the center of the bearing 80 is possible.
  • the hybrid module according to the invention and the drive arrangement can be used in a structurally simple manner with low axial space requirements

Abstract

The invention relates to: a hybrid module for a motor vehicle for coupling an internal combustion engine and a transmission; and a drive assembly for a motor vehicle comprising a hybrid module according to the invention. A hybrid module (1) for a motor vehicle for coupling an internal combustion engine and a transmission comprises a rotor carrier (42) and an output shaft (10) coupled to the rotor carrier (42) in a substantially rotationally fixed manner, wherein the hybrid module (1) comprises a curved-tooth coupling (30) for creating the rotationally fixed coupling between the rotor carrier (42) and output shaft (10). With the hybrid module according to the invention and the drive assembly, a balancing of a radial misalignment can be reliably guaranteed in a constructionally simple manner with low axial installation space requirements.

Description

Hvbridmodul und Antriebsanordnunq für ein Kraftfahrzeug Hybrid module and drive arrangement for a motor vehicle
Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine sowie eines Getriebes und eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein erfindungsgemäßes Hybridmodul. The invention relates to a hybrid module for a motor vehicle for coupling an internal combustion engine and a transmission and a drive arrangement for a motor vehicle, comprising a hybrid module according to the invention.
Hybridmodule gemäß dem Stand der Technik umfassen üblicherweise eine Hybrid modules according to the prior art typically include a
Anschlusseinrichtung zur mechanischen Ankopplung einer Connection device for mechanical coupling of a
Verbrennungskraftmaschine, eine Kupplungseinrichtung, mit der Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine auf das Hybridmodul übertragbar ist und mit der das Hybridmodul von der Verbrennungskraftmaschine trennbar ist, einen Ausgang zum Ankoppeln an eine Getriebeeinheit sowie eine elektrische Maschine zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments mit einem Rotor. Internal combustion engine, a clutch device with which torque can be transmitted from the internal combustion engine to the hybrid module and with which the hybrid module can be separated from the internal combustion engine, an output for coupling to a transmission unit and an electric machine for generating drive torque with a rotor.
Die elektrische Maschine ermöglicht das elektrische Fahren, Leistungszuwachs zum Verbrennungskraftmaschinenbetrieb und Rekuperieren. The electric machine enables electric driving, increased performance for internal combustion engine operation and recuperation.
Bei derartigen Hybridmodulen kann es jedoch zu einem radialen Versatz zwischen einer Abtriebswelle des Hybridmoduls bzw. einer Rotationsachse des Hybridmoduls und einer anzukoppelnden Eingangswelle einer Getriebeeinheit bzw. einer With such hybrid modules, however, there can be a radial offset between an output shaft of the hybrid module or a rotation axis of the hybrid module and an input shaft of a transmission unit or a gear unit to be coupled
Rotationsachse der Getriebeeinheit kommen. Insbesondere bei sogenannten Add-On- Hybridmodulen, also Hybridmodulen zum Zweck der Nachrüstung eines Rotation axis of the gear unit come. In particular with so-called add-on hybrid modules, that is to say hybrid modules for the purpose of retrofitting a
Antriebsstrangs kann ein derartiger Radialversatz auftreten. Such a radial offset can occur in the drive train.
Zum Radialversatzausgleich sind z.B. sogenannte Flexplates oder Flexplate- Baugruppen bekannt. Diese umfassen zumindest ein Nabenelement sowie ein elastisches Element, wobei das Nabenelement mit der Getriebeeingangswelle fest verbindbar ist und das elastische Element mit einem Ausgangselement des For radial offset compensation, e.g. so-called flexplates or flexplate assemblies known. These comprise at least one hub element and an elastic element, the hub element being firmly connectable to the transmission input shaft and the elastic element to an output element of the
Hybridmoduls verbunden ist. Das Nabenelement kann dabei zwecks Verbindung mit der Getriebeeingangswelle mit einer Verzahnung, wie zum Beispiel einer Keilwellen- Innenverzahnung, ausgestaltet sein. Die Getriebeeingangswelle weist entsprechend eine zur Keilwellen-Innenverzahnung des Nabenelements komplementär Hybrid module is connected. The hub element can be designed with a toothing, such as a spline internal toothing, for the purpose of connecting to the transmission input shaft. The transmission input shaft has correspondingly complementary teeth to the internal splines of the hub element
ausgestaltete Keilwellen-Außenverzahnung auf. Das Ausgangselement des Hybridmoduls kann insbesondere ein Rotorträger einer elektrischen Maschine des Hybridmoduls sein oder mit diesem drehtest verbunden sein. Das elastische Element ermöglicht dabei eine leicht gewickelte Anordnung bzw. einen Lateralversatz der Wellen zueinander. designed splines external toothing. The output element of the Hybrid module can in particular be a rotor carrier of an electrical machine of the hybrid module or be connected to it in a rotationally test manner. The elastic element enables a slightly wound arrangement or a lateral offset of the shafts to one another.
Bei einigen Getrieben weist die Getriebeeingangswelle jedoch eine hohe In some transmissions, however, the transmission input shaft has a high
Radialsteifigkeit auf, so dass der Einsatz einer Flexplate bzw. einer Flexplate- Baugruppe zu unzulässig hohen Belastungen in Lagern der Wellen führt. Radial rigidity, so that the use of a flexplate or a flexplate assembly leads to impermissibly high loads in the bearings of the shafts.
Weiterhin bekannt zur Lösung des Problems des Radialversatzes ist eine Also known to solve the problem of radial offset is a
Ausgleichsvorrichtung mit drei Mäanderscheiben, die axial hintereinander angeordnet sind, wobei eine erste Mäanderscheibe mit einer Abtriebswelle des Hybridmoduls verbunden ist, eine zweite Mäanderscheibe mit der ersten Mäanderscheibe Compensation device with three meander discs which are arranged axially one behind the other, a first meander disc being connected to an output shaft of the hybrid module and a second meander disc to the first meander disc
verbunden ist und eine dritte Mäanderscheibe mit der zweiten Mäanderscheibe und einem Getriebeeingang verbunden ist. Die Verbindungen zwischen den einzelnen Mäanderscheiben sind dabei entsprechend derart ausgestaltet, dass ein is connected and a third meander disk is connected to the second meander disk and a transmission input. The connections between the individual meander discs are designed accordingly in such a way that a
Radialversatzausgleich realisierbar ist. Radial offset compensation can be realized.
Alle bekannten Lösungen zum Ausgleich eines Radialversatzes zwischen einer Abtriebswelle des Hybridmoduls und einer Eingangswelle einer Getriebeeinheit müssen axial zwischen Hybridmodul und Getriebeeinheit angeordnet werden und benötigen dort entsprechenden axialen Bauraum. All known solutions for compensating for a radial offset between an output shaft of the hybrid module and an input shaft of a transmission unit have to be arranged axially between the hybrid module and the transmission unit and there require corresponding axial installation space.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hybridmodul sowie eine damit ausgestattete Antriebsanordnung zur Verfügung zu stellen, die in konstruktiv einfacher Weise geringe axiale Bauraumanforderungen bei zuverlässigem Ausgleich eines Radialversatzes gewährleisten. Proceeding from this, the present invention is based on the object of providing a hybrid module and a drive arrangement equipped with it, which in a structurally simple manner ensure low axial space requirements with reliable compensation of a radial offset.
Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Hybridmodul nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Hybridmoduls sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben. Ergänzend wird eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, welche das erfindungsgemäße Hybridmodul aufweist, gemäß Anspruch 10 zur Verfügung gestellt. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen. The object is achieved by the hybrid module according to the invention according to claim 1. Advantageous configurations of the hybrid module are specified in subclaims 2 to 9. In addition, a drive arrangement for a motor vehicle, which has the hybrid module according to the invention, is provided according to claim 10. The features of the claims can be combined in any technically meaningful manner, in which case the explanations from the following description and features from the figures, which include supplementary embodiments of the invention, can also be used.
Die Begriffe axial und radial beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Rotationsachse des Hybridmoduls. In the context of the present invention, the terms axial and radial always relate to the axis of rotation of the hybrid module.
Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine sowie eines Getriebes, umfassend einen Rotorträger sowie eine mit dem Rotorträger im Wesentlichen drehfest gekoppelte Abtriebswelle, wobei das Hybridmodul zur Realisierung der drehfesten Kopplung zwischen The invention relates to a hybrid module for a motor vehicle for coupling an internal combustion engine and a transmission, comprising a rotor carrier and an output shaft essentially non-rotatably coupled to the rotor carrier, the hybrid module for realizing the non-rotatable coupling between
Rotorträger und Abtriebswelle eine Bogenzahnkupplung umfasst. Rotor arm and output shaft includes a curved tooth coupling.
Das heißt, dass die Abtriebswelle und der Rotorträger über die Bogenzahnkupplung miteinander gekoppelt sind. This means that the output shaft and the rotor arm are coupled to one another via the curved tooth coupling.
Die Bogenzahnkupplung ist eine nicht schaltbare Kupplung, mit der kleine Achs- oder Winkelversätze damit Drehmoment-übertragender Maschinenelemente, im The curved tooth coupling is a non-switchable coupling with which small axial or angular misalignments of torque-transmitting machine elements are im
vorliegenden Falle des Rotorträgers und der Abtriebswelle, ausgleichbar sind. present case of the rotor arm and the output shaft, can be compensated.
Ein erster Abschnitt der Bogenzahnkupplung ist mit dem Rotorträger bzw. dessen Verzahnung im Wesentlichen drehfest gekoppelt, und ein zweiter Abschnitt der Bogenzahnkupplung ist mit der Abtriebswelle bzw. deren Verzahnung im A first section of the curved tooth coupling is essentially non-rotatably coupled to the rotor arm or its toothing, and a second section of the curved tooth coupling is connected to the output shaft or its toothing
Wesentlichen drehfest gekoppelt. Essentially non-rotatably coupled.
Des Weiteren umfasst das Hybridmodul vorteilhafterweise eine elektrische Maschine mit einem Rotor, der drehfest mit dem Rotorträger verbunden ist, sowie eine Furthermore, the hybrid module advantageously comprises an electrical machine with a rotor, which is connected to the rotor arm in a rotationally fixed manner, and also a
Kupplungseinrichtung. Coupling device.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung bilden der Rotorträger sowie auch die Abtriebswelle jeweils eine Innenverzahnung aus, und die Bogenzahnkupplung weist ein die Innenverzahnung des Rotorträgers mit der Innenverzahnung der Abtriebswelle verbindendes Verbindungselement auf, welches zum Eingriff in die Innenverzahnung vom Rotorträger und in die Innenverzahnung von der Abtriebswelle zumindest eine Außenverzahnung umfasst. Eine jeweilige Innenverzahnung und/oder die Außenverzahnung des According to a further aspect of the invention, the rotor arm as well as the output shaft each form an internal toothing, and the curved tooth coupling has a connecting element connecting the internal toothing of the rotor arm with the internal toothing of the output shaft, which connects to the internal toothing of the rotor arm and the internal toothing of the Output shaft comprises at least one external toothing. A respective internal toothing and / or the external toothing of the
Verbindungselements sind dabei ballig ausgeführt, um einen Versatz von Rotorträger und Abtriebswelle parallel zur Rotationsachse einer an die Abtriebswelle The connecting elements are designed to be spherical in order to offset the rotor arm and the output shaft parallel to the axis of rotation of the one on the output shaft
anzuschließenden Welle, insbesondere einer Getriebeeingangswelle, zu ermöglichen. Die ballige Ausgestaltung der Verzahnungen gewährleistet dabei, dass die to be connected shaft, in particular a transmission input shaft. The convex design of the teeth ensures that the
Verzahnungsprofile des Rotorträgers und der Bogenzahnkupplung bzw. der Tooth profiles of the rotor arm and the curved tooth coupling or the
Abtriebswelle und der Bogenzahnkupplung auch bei Verkippung und/oder zumindest geringem axialen und/oder radialen Versatz im Eingriff bleiben. The output shaft and the curved tooth coupling remain in engagement even in the event of tilting and / or at least a slight axial and / or radial offset.
Dabei kann das Verbindungselement als Hülse ausgeführt sein. The connecting element can be designed as a sleeve.
Das bedeutet, dass das Verbindungselement im Wesentlichen die Form eines This means that the connecting element is essentially in the form of a
Hohlzylinders aufweist, an dessen radialer Außenseite zum Eingriff in die Has hollow cylinder, on the radial outside for engagement in the
Innenverzahnung des Rotorträgers sowie in die Innenverzahnung der Abtriebswelle zumindest eine Außenverzahnung realisiert ist. Internal toothing of the rotor arm and at least one external toothing is realized in the internal toothing of the output shaft.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abtriebswelle einen According to a further embodiment, the output shaft has a
ausgangsseitigen Anschlussbereich zur mechanischen Kopplung mit einem Abtrieb, insbesondere einem Getriebe, auf, wobei das Hybridmodul zur radialen Abstützung der Abtriebswelle des Weiteren ein Wälzlager, insbesondere ein Kugellager, umfasst, und das Wälzlager in axialer Richtung auf der dem ausgangsseitigen On the output-side connection area for mechanical coupling with an output, in particular a transmission, the hybrid module further comprising a roller bearing, in particular a ball bearing, for radial support of the output shaft, and the roller bearing in the axial direction on the output side
Anschlussbereich gegenüberliegenden Seite der Bogenzahnkupplung angeordnet ist. Das Wälzlager ist vorzugsweise ein einreihiges Kugellager, um eine leichte Connection area is arranged opposite side of the curved tooth coupling. The roller bearing is preferably a single row ball bearing in order to be light
Verkippung der Abtriebswelle, hervorgerufen durch einen Lateralversatz einer weiteren Welle, wie zum Beispiel einer Getriebewelle, die mit der Abtriebswelle an deren ausgangsseitigen Anschlussbereich gekoppelt ist, zu ermöglichen. To enable tilting of the output shaft, caused by a lateral offset of a further shaft, such as a transmission shaft, which is coupled to the output shaft at its output-side connection area.
Aufgrund dieser Reihenfolge in den axialen Positionen des Wälzlagers, der Due to this sequence in the axial positions of the rolling bearing, the
Bogenzahnkupplung sowie dem ausgangsseitigen Anschlussbereich wirkt sich ein Lateralversatz einer an den ausgangsseitigen Anschlussbereich angeschlossenen Welle und eine daraus resultierende Winkelabweichung der Rotationsachse der Abtriebswelle von einer idealen, koaxial zur angeschlossenen Welle verlaufenden Ausrichtung, nur relativ geringfügig in einem Versatz bzw. einer Kippstellung, der bzw. die von der Bogenzahnkupplung auszugleichen ist, aus. Die Verbindung zwischen der Abtriebswelle bzw. dem ausgangsseitigen Anschlussbereich der Abtriebswelle und einer an diese bzw. diesem angeschlossenen Welle kann dabei mittelbar realisiert sein. A lateral offset of a shaft connected to the output-side connection area and a resulting angular deviation of the axis of rotation of the output shaft from an ideal alignment running coaxially to the connected shaft have only a relatively slight effect in an offset or a tilted position, which or the curved tooth coupling as well as the output-side connection area. which is to be compensated by the curved tooth coupling. The connection between the output shaft or the output-side connection area of the output shaft and a shaft connected to it or this can be realized indirectly.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Hybridmodul des Weiteren eine Eingangswelle sowie eine Stützhülse auf, die sich zumindest in radialer Richtung an der Eingangswelle abstützt und der zumindest radialen Abstützung des Wälzlagers dient. According to a further advantageous embodiment, the hybrid module also has an input shaft and a support sleeve, which is supported on the input shaft at least in the radial direction and is used to support the roller bearing at least radially.
Die Abstützung der Stützhülse an der Eingangswelle kann dabei über ein weiteres Rotationslager, insbesondere ein zweireihiges, weiteres Wälzlager, realisiert sein. The support of the support sleeve on the input shaft can be implemented via a further rotary bearing, in particular a two-row, further roller bearing.
Des Weiteren kann die Stützhülse sich auch in radialer Richtung am Rotorträger durch eine unmittelbare mechanische Anlage abstützen. Furthermore, the support sleeve can also be supported in the radial direction on the rotor arm by a direct mechanical contact.
Die Eingangswelle ist vorzugsweise drehfest mit der Eingangsseite einer The input shaft is preferably rotationally fixed to the input side of a
Kupplungseinrichtung, in Ausführung als Doppelkupplungsvorrichtung mit der Coupling device, designed as a double coupling device with the
Eingangsseite der beiden Teilkupplungen der Doppelkupplungsvorrichtung, Input side of the two partial clutches of the double clutch device,
verbunden, und dient der Kopplung mit einer Verbrennungskraftmaschine, connected, and is used for coupling with an internal combustion engine,
gegebenenfalls über einen Schwingungsdämpfer. possibly via a vibration damper.
Die Ausgangsseite der Kupplungseinrichtung ist drehfest mit dem Rotorträger gekoppelt. The output side of the coupling device is rotatably coupled to the rotor arm.
Gemäß einem weiteren Aspekt des Hybridmoduls weist das Verbindungselement axial beidseitig wenigstens ein Dichtungselement auf, zur im Wesentlichen According to a further aspect of the hybrid module, the connecting element has at least one sealing element axially on both sides for essentially
flüssigkeitsdichten Abdichtung gegenüber dem Rotorträger und der Abtriebswelle, wobei auch das Wälzlager zur radialen Abstützung der Abtriebswelle im Wesentlichen flüssigkeitsdicht ausgeführt ist, um dadurch einen Raum zur Aufnahme von liquid-tight seal with respect to the rotor arm and the output shaft, the roller bearing for the radial support of the output shaft also being made essentially liquid-tight, thereby creating a space for accommodating
Schmiermittel zu begrenzen. Limit lubricant.
Dies ermöglicht es, das Schmiermittel an den Verzahnungen zu halten. Entsprechend kann eine zumindest teilweise Befüllung des Raums zur Aufnahme von Schmiermittel bereits bei der Montage des Hybridmoduls realisiert werden. This makes it possible to hold the lubricant on the teeth. Correspondingly, at least partial filling of the space for receiving lubricant can already be implemented during the assembly of the hybrid module.
Eine Schmierung der Verzahnungen ist insbesondere bei einer Verkippung in der Bogenzahnkupplung vorteilhaft, da es in diesem Fall bei jeder Umdrehung zu einem axial auf die Zähne einer jeweiligen Verzahnung wirkenden Lastwechsel in Form von Gleitbewegungen der Zahnflanken der ineinandergreifenden Zähne der Verzahnung kommt. Durch das Schmiermittel kann die dabei entstehende Reibung gemindert werden und entsprechend eine hohe Anzahl Gleitbewegungen über die Lebensdauer der Bogenzahnkupplung realisiert werden. Lubrication of the toothing is particularly advantageous when the curved tooth coupling is tilted, since in this case there is a load change acting axially on the teeth of the respective toothing in the form of Sliding movements of the tooth flanks of the intermeshing teeth of the toothing comes. The resulting friction can be reduced by the lubricant and accordingly a high number of sliding movements can be realized over the life of the curved tooth coupling.
In einer ergänzenden Ausführungsform bildet der ausgangsseitige Anschlussbereich der Abtriebswelle eine Seite einer Hirth-Verzahnung aus zur mechanischen Kopplung mit einem die andere Seite der Hirth-Verzahnung aufweisenden Ausgangselement.In a supplementary embodiment, the output-side connection area of the output shaft forms one side of a Hirth toothing for mechanical coupling with an output element having the other side of the Hirth toothing.
Die Hirth-Verzahnung ist eine axial wirksame, mit axial vorstehenden Zähnen ausgestaltete Verzahnung, wobei die Zähne der beiden Seiten der Hirth-Verzahnung in axialer Richtung ineinandergreifen und derart ein Drehmoment übertragen können. Insbesondere kann das Ausgangselement über eine Profilverzahnung mit der The Hirth toothing is an axially effective toothing designed with axially protruding teeth, the teeth of the two sides of the Hirth toothing interlocking in the axial direction and being able to transmit a torque in this way. In particular, the output element can have a profile toothing with the
Getriebeeingangswelle verbindbar sein. Entsprechend kann vorgesehen sein, dass der ausgangsseitige Anschlussbereich der Abtriebswelle mittelbar über das Transmission input shaft can be connected. Accordingly, it can be provided that the output-side connection area of the output shaft is indirectly via the
Ausgangselement mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist. Output element is connected to the transmission input shaft.
Die Profilverzahnung des Ausgangselements kann dabei derart ausgestaltet sein, dass in der Verbindung zwischen Ausgangselement und Getriebeeingangswelle, damit also auch zwischen Abtriebswelle und Getriebeeingangswelle, eine Verkippung realisierbar ist. The profile toothing of the output element can be designed in such a way that tilting can be implemented in the connection between the output element and the transmission input shaft, thus also between the output shaft and the transmission input shaft.
Auch bei einer Ausgestaltung der Getriebeeingangswelle ohne Hirth-Verzahnung, also entsprechend bei Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hybridmoduls ohne das Ausgangselement, kann der ausgangsseitige Anschlussbereich der Abtriebswelle eine derartige Profilverzahnung zwecks realisierbarer Verkippung zwischen Abtriebswelle und Getriebeeingangswelle ausbilden. Even with an embodiment of the transmission input shaft without Hirth teeth, i.e. correspondingly with the embodiment of the hybrid module according to the invention without the output element, the output-side connection area of the output shaft can form such a profile toothing for the purpose of realizable tilting between the output shaft and the transmission input shaft.
In einer konstruktiv vorteilhaften Ausführungsform weist das Hybridmodul eine In a structurally advantageous embodiment, the hybrid module has a
Gehäusewand auf, die sich mit einem Wandabschnitt von der axialen Seite des ausgangsseitigen Anschlussbereichs in einen Zwischenraum zwischen Rotorträger und Abtriebswelle erstreckt, wobei dieser Wandabschnitt der radialen Abstützung des Rotorträgers über ein Stützlager dient. Housing wall, which extends with a wall section from the axial side of the output-side connection area into an interspace between the rotor carrier and the output shaft, this wall section serving to radially support the rotor carrier via a support bearing.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die diesen Wandabschnitt ausbildende Gehäusewand lediglich auf der dem ausgangsseitigen Anschlussbereich der Abtriebswelle zugewandten Seite angeordnet ist, und kein Gehäuse bzw. keine Gehäusewand auf der axial gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist, so dass das Hybridmodul an der der Eingangsseite bzw. der Position eines Verbrennungsmotors zugewandten Seite im Wesentlichen nicht durch Gehäuse verschlossen ist. In a preferred embodiment it is provided that the housing wall forming this wall section is only on the connection area on the output side The side facing the output shaft is arranged, and no housing or no housing wall is formed on the axially opposite side, so that the hybrid module is essentially not closed by the housing on the side facing the input side or the position of an internal combustion engine.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Hybridmodul des Weiteren eine According to one embodiment, the hybrid module further comprises a
Kupplungseinrichtung, wobei die Bogenzahnkupplung radial und axial zumindest abschnittsweise innerhalb des von der Kupplungseinrichtung umgebenden Raums angeordnet ist. Coupling device, the curved tooth coupling being arranged radially and axially at least in sections within the space surrounding the coupling device.
Die Kupplungseinrichtung ist vorteilhafterweise zumindest bereichsweise innerhalb eines vom Rotorträger radial umgebenden Raumes angeordnet. The coupling device is advantageously arranged at least in some areas within a space radially surrounding by the rotor arm.
Das erfindungsgemäße Hybridmodul weist den Vorteil auf, dass der Ausgleich eines Radialversatzes zwischen Abtriebswelle des Hybridmoduls und Eingangswelle einer Getriebeeinheit in konstruktiv einfacher Weise bei geringem axialem Bauraumbedarf realisierbar ist. The hybrid module according to the invention has the advantage that the compensation of a radial offset between the output shaft of the hybrid module and the input shaft of a transmission unit can be implemented in a structurally simple manner with little axial space requirement.
Durch die Verkippung der Abtriebswelle zur Rotationsachse des Rotors der By tilting the output shaft to the axis of rotation of the rotor
elektrischen Maschine sowie zur Rotationsachse der Getriebeeingangswelle kann ein Radialversatz der miteinander zu koppeln den Wellen ausgeglichen werden, wobei die die Verkippung realisierende Bogenzahnkupplung radial und axial zumindest bereichsweise innerhalb des von der Kupplungseinrichtung umgebenden Raums angeordnet ist und somit keinen axialen Bauraum beansprucht. Der Radialversatz kann dabei zudem unabhängig der Radialsteifigkeit einer angeschlossenen electrical machine and to the axis of rotation of the transmission input shaft, a radial offset of the shafts to be coupled with each other can be compensated for, the curved tooth coupling realizing the tilting being arranged radially and axially at least partially within the space surrounding the coupling device and thus not taking up any axial space. The radial offset can also be independent of the radial rigidity of a connected
Getriebeeingangswelle ausgeglichen werden. Transmission input shaft are balanced.
Des Weiteren wird erfindungsgemäß eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, die ein erfindungsgemäßes Hybridmodul, ein Antriebsaggregat, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, sowie ein Getriebe aufweist, wobei das Hybridmodul an einer Eingangsseite mit dem Antriebsaggregat und an einer Ausgangsseite mit dem Getriebe verbunden ist. Furthermore, according to the invention, a drive arrangement for a motor vehicle is provided which has a hybrid module according to the invention, a drive unit, in particular an internal combustion engine, and a transmission, the hybrid module being connected to the drive unit on an input side and to the transmission on an output side.
Die Ausgangsseite des Hybridmoduls entspricht dabei dem ausgangsseitigen The output side of the hybrid module corresponds to the output side
Anschlussbereich der Abtriebswelle. Alternativ kann die Ausgangsseite des Hybridmoduls auch einem mit der Abtriebswelle fest verbundenen Ausgangselement entsprechen. Connection area of the output shaft. Alternatively, the output page of the Hybrid module also correspond to an output element firmly connected to the output shaft.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt ist. Es ist dargestellt in The invention described above is explained in detail below against the relevant technical background with reference to the associated drawings, which show preferred embodiments. The invention is in no way limited by the purely schematic drawings, it being noted that the exemplary embodiments shown in the drawings are not limited to the dimensions shown. It is shown in
Fig. 1 : ein erfindungsgemäßes Hybridmodul in einer geschnittenen Seitenansicht und Fig. 2: ein vergrößerter Ausschnitt des erfindungsgemäßen Hybridmoduls im Bereich der Bogenzahnkupplung. 1: a hybrid module according to the invention in a sectional side view and FIG. 2: an enlarged detail of the hybrid module according to the invention in the area of the curved tooth coupling.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Hybridmodul 1 in einer geschnittenen In Fig. 1, a hybrid module 1 according to the invention is in a section
Seitenansicht dargestellt. Side view shown.
Das Hybridmodul 1 umfasst eine Eingangswelle 70, eine Kupplungseinrichtung 50, eine Bogenzahnkupplung 30, eine elektrische Maschine 40, eine Abtriebswelle 10, sowie ein Gehäuse 60. The hybrid module 1 comprises an input shaft 70, a clutch device 50, a curved tooth clutch 30, an electrical machine 40, an output shaft 10, and a housing 60.
Bei Integration des Hybridmoduls 1 in einen Antriebsstrang eines Hybridkraftfahrzeugs dient die Eingangswelle 70 der Kopplung des Hybridmoduls 1 mit einer When the hybrid module 1 is integrated into a drive train of a hybrid motor vehicle, the input shaft 70 is used to couple the hybrid module 1 to a
Verbrennungskraftmaschine des Antriebsstrangs und die Abtriebswelle 10 der Kopplung des Hybridmoduls 1 mit einer Getriebeeinheit des Antriebsstrangs. Internal combustion engine of the drive train and the output shaft 10 of the coupling of the hybrid module 1 to a gear unit of the drive train.
Die Kopplung zwischen Verbrennungskraftmaschine und Eingangswelle 70 ist hier über einen auf der Verbrennungskraftmaschine zugewandten axialen Seite der Eingangswelle 70 angeordneten und mit der Eingangswelle 70 verbundenen The coupling between the internal combustion engine and the input shaft 70 is here arranged via an axial side of the input shaft 70 facing the internal combustion engine and connected to the input shaft 70
Schwingungsdämpfer 72 realisiert. Vibration damper 72 realized.
Dabei stützt sich die Abtriebswelle 10 über ein als einreihiges Kugellager The output shaft 10 is supported by a single-row ball bearing
ausgestaltetes Wälzlager 80 radial innen an einer Stützhülse 71 ab, wobei sich die Stützhülse 71 über ein Rotationslager 81 , ausgestaltet als zweireihiges Kugellager, radial innerhalb der Eingangswelle 70 an dieser abstützt. Die Abtriebswelle 10 ist somit mittelbar über die Stützhülse 83 in radialer Richtung radial innen an der designed roller bearing 80 radially on the inside from a support sleeve 71, the support sleeve 71 being supported on the input shaft 70 via a rotation bearing 81, configured as a two-row ball bearing, radially inside the input shaft 70. The output shaft 10 is thus indirectly via the support sleeve 83 in the radial direction radially inside on the
Eingangswelle 70 gelagert. Input shaft 70 supported.
Weiterhin ist die Eingangswelle 70 drehtest mit einer Eingangsseite 51 der Furthermore, the input shaft 70 is rotating with an input side 51 of the
Kupplungseinrichtung 50 verbunden. Die Kupplungseinrichtung 50 ist hier radial außerhalb der Eingangswelle 70 angeordnet und als Zwei-Scheiben-Kupplung ausgestaltet, wobei die Eingangsseite 51 der Kupplungseinrichtung 50 entsprechend durch zwei mit der Eingangswelle 70 drehtest verbundene Kupplungsscheiben 53 realisiert ist. Eine Ausgangsseite 52 der Kupplungseinrichtung 50 ist mit einem Rotorträger 42 zur rotatorischen Lagerung des Rotors 41 der elektrischen Maschine 40 drehtest verbunden. Coupling device 50 connected. The clutch device 50 is arranged here radially outside the input shaft 70 and designed as a two-disc clutch, the input side 51 of the clutch device 50 being correspondingly implemented by two clutch discs 53 connected to the input shaft 70 in a rotationally test. An output side 52 of the coupling device 50 is connected to a rotor carrier 42 for the rotational mounting of the rotor 41 of the electric machine 40 in a rotationally test.
Der Rotor 41 der elektrischen Maschine 40 ist auf dem Rotorträger 42 angeordnet, wobei ein Stator 45 der elektrischen Maschine 40 fest mit dem Gehäuse 60 verbunden ist. Der Rotorträger 42 ist dabei zwecks Rotation des Rotors 41 um eine Rotationsachse 2 des Hybridmoduls 1 über ein Stützlager 82 auf einem The rotor 41 of the electrical machine 40 is arranged on the rotor carrier 42, a stator 45 of the electrical machine 40 being firmly connected to the housing 60. For the purpose of rotating the rotor 41 about an axis of rotation 2 of the hybrid module 1, the rotor arm 42 is on a support bearing 82
Wandabschnitt 62 einer Gehäusewand 61 des Gehäuses 60 abgestützt. Dabei ist der Rotorträger 42 mit einem von ihm radial innen ausgebildeten und sich in axialer Richtung erstreckenden Rotorträgerabschnitt 43 am Stützlager 82 abgestützt. Die Stützhülse 71 realisiert auf der in radialer Richtung dem Stützlager 82 Wall section 62 of a housing wall 61 of the housing 60 is supported. Here, the rotor arm 42 is supported on the support bearing 82 with a rotor arm section 43 which is formed radially on the inside and extends in the axial direction. The support sleeve 71 is implemented on the support bearing 82 in the radial direction
gegenüberliegenden Seite des axialen Rotorträgerabschnitts 43 eine unmittelbare mechanische Anlage 83 am axialen Rotorträgerabschnitts 43. opposite side of the axial rotor support section 43 a direct mechanical contact 83 on the axial rotor support section 43.
Die Gehäusewand 61 erstreckt sich in radialer Richtung auf der der Getriebeeinheit zugewandten Seite des Hybridmoduls 1 und der Wandabschnitt 62 erstreckt sich vom radial inneren Ende der Gehäusewand 61 in axialer Richtung bereichsweise zwischen Rotorträger 42 und Abtriebswelle 10 zwecks Abstützung des Rotorträgers 42. The housing wall 61 extends in the radial direction on the side of the hybrid module 1 facing the gear unit and the wall section 62 extends from the radially inner end of the housing wall 61 in the axial direction in areas between the rotor carrier 42 and the output shaft 10 for the purpose of supporting the rotor carrier 42.
Zur Öffnung bzw. Schließung der Kupplungseinrichtung 50 umfasst das Hybridmodul 1 zudem eine Kupplungsbetätigungseinrichtung 54, welche, ausgestaltet als ringförmige Kolben-Zylinder-Einheit, an der Gehäusewand 61 bzw. dem To open or close the clutch device 50, the hybrid module 1 also includes a clutch actuation device 54, which, designed as an annular piston-cylinder unit, on the housing wall 61 or the
Wandabschnitt 62 angeordnet ist. Die Kupplungsbetätigungseinrichtung 54 ist entsprechend in axialer Richtung auf der der Kupplungseinrichtung 50 Wall section 62 is arranged. The clutch actuation device 54 is correspondingly in the axial direction on that of the clutch device 50
gegenüberliegenden Seite des Rotorträgers 42 bzw. des radial verlaufenden opposite side of the rotor arm 42 or the radially extending
Abschnitts des Rotorträgers 42 angeordnet. Zwecks Betätigung der Section of the rotor arm 42 arranged. In order to operate the
Kupplungseinrichtung 50 greift die Kupplungsbetätigungseinrichtung 54 in axialer Richtung durch den Rotorträger 42 bzw. den radial verlaufenden Abschnitt des The clutch device 50 engages the clutch actuating device 54 in the axial direction Direction through the rotor arm 42 or the radially extending section of the
Rotorträgers 42 hindurch. Rotor arm 42 through it.
An einem motorseitigen Bereich 12 der Abtriebswelle 10 umfasst diese einen sich nach radial außen erstreckenden Verbindungsfortsatz 14, wobei der On an engine-side region 12 of the output shaft 10, this comprises a connection extension 14 extending radially outward, wherein the
Verbindungsfortsatz 14 mit dem sich axial erstreckenden Rotorträgerabschnitt 43 über eine Bogenzahnkupplung 30 verbunden ist. Entsprechend ist also der Rotorträger 42 über die Bogenzahnkupplung 30 mit der Abtriebswelle 10 gekoppelt. Zudem ist die Abtriebswelle 10 an ihrem ausgangsseitigen Anschlussbereich 11 über eine Hirth- Verzahnung 22 mit einem Ausgangselement 20 zwecks Ankopplung an ein Connection extension 14 is connected to the axially extending rotor support section 43 via a curved tooth coupling 30. Accordingly, the rotor arm 42 is coupled to the output shaft 10 via the curved tooth coupling 30. In addition, at its output-side connection area 11, the output shaft 10 is connected to an output element 20 via a Hirth toothing 22 for the purpose of coupling it to a
Eingangselement einer Getriebeeinheit verbunden. Die Ausgangswelle 10 bildet dabei entsprechend eine Seite 23 der Hirth-Verzahnung 22 aus, wobei das Connected input element of a transmission unit. The output shaft 10 correspondingly forms a side 23 of the Hirth toothing 22, the
Ausgangselement 20 eine andere Seite 24 der Hirth-Verzahnung 22 ausbildet. Zum Ankoppeln an das Eingangselement der Getriebeeinheit weist die Ausgangswelle 20 eine Profilverzahnung 21 auf zwecks Realisierung einer drehfesten Verbindung mit der Eingangswelle einer Getriebeeinheit. Ein von der Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung gestelltes Drehmoment wird demnach über den Schwingungsdämpfer 72 auf die Eingangswelle 70 und damit an die Eingangsseite 51 der Output element 20 forms another side 24 of the Hirth toothing 22. For coupling to the input element of the gear unit, the output shaft 20 has a profile toothing 21 for the purpose of realizing a non-rotatable connection with the input shaft of a gear unit. A torque made available by the internal combustion engine is accordingly transmitted via the vibration damper 72 to the input shaft 70 and thus to the input side 51 of the
Kupplungseinrichtung 50 übertragen. Bei geschlossener Kupplungseinrichtung 50 wird das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine weiter an den Rotorträger 42 geleitet, wobei das Drehmoment anschließend über die Bogenzahnkupplung 30 an die Abtriebswelle 10 und damit über deren ausgangsseitigen Anschlussbereich 11 und das Ausgangselement 20 an den Eingang des Getriebes übertragen wird. Coupling device 50 transferred. When the clutch device 50 is closed, the torque of the internal combustion engine is passed on to the rotor arm 42, the torque then being transmitted via the curved tooth clutch 30 to the output shaft 10 and thus via its output-side connection area 11 and the output element 20 to the input of the transmission.
In umgekehrter Richtung kann bei Betrieb der elektrischen Maschine 40 eine angeschlossene Verbrennungskraftmaschine gestartet werden. In the opposite direction, when the electrical machine 40 is in operation, a connected internal combustion engine can be started.
Bei geöffneter Kupplungseinrichtung 50 kann ein von der elektrischen Maschine 40 zur Verfügung gestelltes Drehmoment über den Rotorträger 42 zur Ausgangsseite geleitet werden. When the clutch device 50 is disengaged, a torque made available by the electric machine 40 can be conducted to the output side via the rotor arm 42.
Ein radialer Versatz zwischen der Rotationsachse 2 des Hybridmoduls 1 und einer Rotationsachse 3 einer Getriebeeingangswelle als Eingangselement der A radial offset between the axis of rotation 2 of the hybrid module 1 and an axis of rotation 3 of a transmission input shaft as an input element of the
Getriebeeinheit kann dabei mittels der Bogenzahnkupplung 30 ausgeglichen werden. Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des erfindungsgemäßen Hybridmoduls 1 im Bereich der Bogenzahnkupplung 30, wie in Figur 1 dargestellt. The gear unit can be balanced by means of the curved tooth coupling 30. FIG. 2 shows an enlarged section of the hybrid module 1 according to the invention in the area of the curved tooth coupling 30, as shown in FIG.
Aus Figur 2 ist somit ergänzend zu Figur 1 erkennbar, dass die Bogenzahnkupplung 30 ein Verbindungselement 33 umfasst, wobei das Verbindungselement 33 an seiner radialen Außenseite 35 eine Außenverzahnung 34 aufweist. Das Verbindungselement 33 ist als eine Hülse ausgeführt, was bedeutet, dass das Verbindungselement 33 im Wesentlichen die Form eines Hohlzylinders aufweist. In addition to FIG. 1, it can thus be seen from FIG. 2 that the curved tooth coupling 30 comprises a connecting element 33, the connecting element 33 having an external toothing 34 on its radial outer side 35. The connecting element 33 is designed as a sleeve, which means that the connecting element 33 essentially has the shape of a hollow cylinder.
In die Außenverzahnung 34 des Verbindungselement 33 greift in einem ersten axialen Abschnitt 31 der Bogenzahnkupplung 30 eine Innenverzahnung 13 des In the external toothing 34 of the connecting element 33, an internal toothing 13 of the engages in a first axial section 31 of the curved tooth coupling 30
Verbindungsfortsatzes 14 der Abtriebswelle 10. In die Außenverzahnung 34 des Verbindungselement 33 greift weiterhin in einem zweiten axialen Abschnitt 32 der Bogenzahnkupplung 30 eine Innenverzahnung 44 des axialen Rotorträgerabschnitts 43 des Rotorträgers 42. Somit ist die Innenverzahnung 13 der Abtriebswelle 10 mit der Innenverzahnung 44 des Rotorträgers 42 über die Außenverzahnung 34 des Verbindungselements 33 verbunden. Connection extension 14 of output shaft 10. Internal toothing 44 of axial rotor support section 43 of rotor arm 42 also engages external toothing 34 of connecting element 33 in a second axial section 32 of curved tooth coupling 30 connected via the external toothing 34 of the connecting element 33.
Zudem weist die Bogenzahnkupplung 30 zwei Dichtungselemente 36 auf, wobei jeweils ein Dichtungselement 36 am ersten bzw. zweiten axialen Abschnitt 31 , 32 der Bogenzahnkupplung 30 auf der radialen Außenseite 35 des Verbindungselements 33 angeordnet ist und die Bogenzahnkupplung 30 damit zwecks Befüllung der In addition, the curved tooth coupling 30 has two sealing elements 36, with one sealing element 36 being arranged on the first and second axial section 31, 32 of the curved tooth coupling 30 on the radial outer side 35 of the connecting element 33 and the curved tooth coupling 30 for the purpose of filling the
Bogenzahnkupplung 30 mit einem Schmiermittel axial beidseitig flüssigkeitsdicht gegenüber dem Rotorträger 42 bzw. der Abtriebswelle 10 abgedichtet ist. Curved tooth coupling 30 is axially sealed liquid-tight on both sides with a lubricant relative to the rotor carrier 42 and the output shaft 10.
Eine jeweilige Innenverzahnung 13, 44 der Abtriebswelle 10 bzw. des Rotorträgers 42 sowie die Außenverzahnung 34 des Verbindungselements 33 sind dabei ballig ausgeführt, um bei Verkippung und/oder geringem axialen und/oder radialen Versatz die miteinander gekoppelten Wellen im Eingriff zu bleiben, so dass ein A respective internal toothing 13, 44 of the output shaft 10 or of the rotor arm 42 as well as the external toothing 34 of the connecting element 33 are designed to be spherical in order to keep the shafts coupled to one another in engagement in the event of tilting and / or slight axial and / or radial offset, so that one
Radialausgleich zwischen Rotationsachse 2 des Hybridmoduls 1 und einer Radial compensation between the axis of rotation 2 of the hybrid module 1 and one
Rotationsachse einer (hier nicht dargestellten) Getriebeeingangswelle realisierbar ist. Aufgrund der Verwendung des lediglich einreihigen Lagers 80 ist eine leichte Kippung der Abtriebswelle 10 um das Zentrum des Lagers 80 möglich. Axis of rotation of a (not shown here) transmission input shaft can be realized. Due to the use of the only single-row bearing 80, a slight tilting of the output shaft 10 about the center of the bearing 80 is possible.
Mit der erfindungsgemäßen Hybridmoduls sowie die Antriebsanordnung lässt sich in konstruktiv einfacher Weise bei geringen axialen Bauraumanforderungen ein The hybrid module according to the invention and the drive arrangement can be used in a structurally simple manner with low axial space requirements
Ausgleich eines Radialversatzes zuverlässig gewährleisten. Bezuqszeichenliste Reliably ensure compensation for radial misalignment. Reference list
1 Hybridmodul 1 hybrid module
2 Rotationsachse des Hybridmoduls 2 axis of rotation of the hybrid module
3 Rotationsachse einer Getriebeeingangswelle 3 Axis of rotation of a transmission input shaft
10 Abtriebswelle 10 output shaft
11 ausgangsseitigen Anschlussbereich 11 connection area on the output side
12 motorseitiger Bereich der Abtriebswelle 12 Motor-side area of the output shaft
13 Innenverzahnung der Abtriebswelle 13 Internal toothing of the output shaft
14 Verbindungsfortsatz der Abtriebswelle 14 Connection extension of the output shaft
20 Ausgangselement 20 output element
21 Profilverzahnung 21 Profile toothing
22 Hirth-Verzahnung 22 Hirth coupling
23 eine Seite der Hirth-Verzahnung 23 one side of the Hirth coupling
24 andere Seite der Hirth-Verzahnung 24 other side of the Hirth coupling
30 Bogenzahnkupplung 30 curved tooth coupling
31 erster axialer Abschnitt der Bogenzahnkupplung 31 first axial section of the curved tooth coupling
32 zweiter axialer Abschnitt der Bogenzahnkupplung32 second axial section of the curved tooth coupling
33 Verbindungselement 33 connecting element
34 Außenverzahnung 34 External teeth
35 radiale Außenseite des Verbindungselements 35 radial outside of the connecting element
36 Dichtungselement 36 sealing element
40 elektrische Maschine 40 electric machine
41 Rotor 41 rotor
42 Rotorträger 42 rotor arms
43 axialer Rotorträgerabschnitt 43 axial rotor-arm section
44 Innenverzahnung des Rotorträgers 44 Internal toothing of the rotor arm
45 Stator Kupplungseinrichtung 45 stator Coupling device
Eingangsseite der Kupplungseinrichtung Input side of the coupling device
Ausgangsseite der KupplungseinrichtungOutput side of the coupling device
Kupplungsscheibe Clutch disc
Kupplungsbetätigungseinrichtung Clutch actuation device
Gehäuse casing
Gehäusewand Housing wall
Wandabschnitt Wall section
Eingangswelle Input shaft
Stützhülse Support sleeve
Schwingungsdämpfer Vibration damper
Wälzlager roller bearing
Rotationslager Rotary bearings
Stützlager Support bearing
mechanische Anlage mechanical plant

Claims

Patentansprüche Claims
1. Hybridmodul (1 ) für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer 1. Hybrid module (1) for a motor vehicle for coupling a
Verbrennungskraftmaschine sowie eines Getriebes, umfassend einen Rotorträger (42) sowie eine mit dem Rotorträger (42) im Wesentlichen drehfest gekoppelte Internal combustion engine and a transmission, comprising a rotor carrier (42) and one that is essentially non-rotatably coupled to the rotor carrier (42)
Abtriebswelle (10), wobei das Hybridmodul (1 ) zur Realisierung der drehfesten Output shaft (10), the hybrid module (1) for realizing the non-rotatable
Kopplung zwischen Rotorträger (42) und Abtriebswelle (10) eine Bogenzahnkupplung (30) umfasst. The coupling between rotor arm (42) and output shaft (10) comprises a curved tooth coupling (30).
2. Hybridmodul (1 ) nach Anspruch 1 , 2. Hybrid module (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (42) sowie auch die Abtriebswelle (10) jeweils eine Innenverzahnung (13, 44) ausbilden, und die Bogenzahnkupplung (30) ein die Innenverzahnung (44) des Rotorträgers (42) mit der Innenverzahnung (44) der Abtriebswelle (10) verbindendes Verbindungselement (33) aufweist, welches zum Eingriff in die Innenverzahnung (44) vom Rotorträger (42) und in die Innenverzahnung (13) von der Abtriebswelle (10) zumindest eine Außenverzahnung (34) umfasst. characterized in that the rotor arm (42) and also the output shaft (10) each form an internal toothing (13, 44), and the curved tooth coupling (30) forms the internal toothing (44) of the rotor arm (42) with the internal toothing (44) of the Has connecting element (33) which connects the output shaft (10) and which comprises at least one external toothing (34) for engagement in the internal toothing (44) of the rotor arm (42) and in the internal toothing (13) of the output shaft (10).
3. Hybridmodul (1 ) nach Anspruch 2, 3. Hybrid module (1) according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (33) als Hülse ausgeführt ist. characterized in that the connecting element (33) is designed as a sleeve.
4. Hybridmodul (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. Hybrid module (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (10) einen ausgangsseitigen characterized in that the output shaft (10) has an output-side
Anschlussbereich (11 ) zur mechanischen Kopplung mit einem Abtrieb, insbesondere einem Getriebe, aufweist, wobei das Hybridmodul (1 ) zur radialen Abstützung der Abtriebswelle (10) des Weiteren ein Wälzlager (80), insbesondere ein Kugellager, umfasst, und das Wälzlager (80) in axialer Richtung auf der dem ausgangsseitigen Anschlussbereich (11 ) gegenüberliegenden Seite der Bogenzahnkupplung (30) angeordnet ist. Connection area (11) for mechanical coupling to an output, in particular a transmission, the hybrid module (1) further comprising a roller bearing (80), in particular a ball bearing, for the radial support of the output shaft (10), and the roller bearing (80) ) is arranged in the axial direction on the side of the curved tooth coupling (30) opposite the output-side connection area (11).
5. Hybridmodul (1 ) nach Anspruch 4, 5. Hybrid module (1) according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridmodul (1 ) des Weiteren eine Eingangswelle (70) sowie eine Stützhülse (71 ) aufweist, die sich zumindest in radialer Richtung an der Eingangswelle (70) abstützt und der zumindest radialen Abstützung des characterized in that the hybrid module (1) furthermore has an input shaft (70) and a support sleeve (71) which are attached at least in the radial direction the input shaft (70) and the at least radial support of the
Wälzlagers (80) dient. Rolling bearing (80) is used.
6. Hybridmodul (1 ) nach einem der Ansprüche 4 und 5, 6. Hybrid module (1) according to one of claims 4 and 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (33) axial beidseitig wenigstens ein Dichtungselement (36) aufweist, zur im Wesentlichen characterized in that the connecting element (33) has at least one sealing element (36) axially on both sides, for essentially
flüssigkeitsdichten Abdichtung gegenüber dem Rotorträger (42) und der Abtriebswelle (10), wobei auch das Wälzlager (80) zur radialen Abstützung der Abtriebswelle (10) im Wesentlichen flüssigkeitsdicht ausgeführt ist, um dadurch einen Raum zur Aufnahme von Schmiermittel zu begrenzen. liquid-tight seal against the rotor arm (42) and the output shaft (10), the roller bearing (80) for the radial support of the output shaft (10) also being made essentially liquid-tight in order to limit a space for receiving lubricant.
7. Hybridmodul (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, 7. Hybrid module (1) according to one of claims 4 to 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der ausgangsseitige Anschlussbereich (11 ) der Abtriebswelle (10) eine Seite (23) einer Hirth-Verzahnung (22) ausbildet zur mechanischen Kopplung mit einem die andere Seite (24) der Hirth-Verzahnung (2) aufweisenden Ausgangselement (20). characterized in that the output-side connection area (11) of the output shaft (10) forms one side (23) of a Hirth toothing (22) for mechanical coupling with an output element (20) having the other side (24) of the Hirth toothing (2) ).
8. Hybridmodul (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, 8. Hybrid module (1) according to one of claims 4 to 7,
dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridmodul (1 ) eine Gehäusewand (61 ) aufweist, die sich mit einem Wandabschnitt (62) von der axialen Seite des ausgangsseitigen Anschlussbereichs (11 ) in einen Zwischenraum zwischen Rotorträger (42) und characterized in that the hybrid module (1) has a housing wall (61) which, with a wall section (62), extends from the axial side of the output-side connection area (11) into an intermediate space between the rotor arm (42) and
Abtriebswelle (10) erstreckt, und dieser Wandabschnitt (62) der radialen Abstützung des Rotorträgers (42) über ein Stützlager (82) dient. Output shaft (10) extends, and this wall section (62) serves to radially support the rotor arm (42) via a support bearing (82).
9. Hybridmodul (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. Hybrid module (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridmodul (1 ) des Weiteren eine characterized in that the hybrid module (1) also has a
Kupplungseinrichtung (50) umfasst, wobei die Bogenzahnkupplung (30) radial und axial zumindest abschnittsweise innerhalb des von der Kupplungseinrichtung (50) umgebenden Raums angeordnet ist. Coupling device (50), the curved tooth coupling (30) being arranged radially and axially at least in sections within the space surrounding by the coupling device (50).
10. Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Hybridmodul (1 ) gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie ein Antriebsaggregat, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, sowie ein Getriebe, wobei das Hybridmodul (1 ) an einer Eingangsseite mit dem Antriebsaggregat und an einer Ausgangsseite mit dem Getriebe verbunden ist. 10. Drive arrangement for a motor vehicle, comprising a hybrid module (1) according to at least one of claims 1 to 9 and a drive unit, in particular an internal combustion engine and a transmission, the hybrid module (1) being connected to the drive unit on an input side and to the transmission on an output side.
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