DE102014209833A1

DE102014209833A1 - Lageanordnung für eine Zwischenwelle in einer Trennkupplung für ein Hybridmodul mit getrennter axialer und radialer Lagerung

Info

Publication number: DE102014209833A1
Application number: DE102014209833.5A
Authority: DE
Inventors: Willi Ruder; Denys Oparin
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2014-05-23
Publication date: 2015-11-26
Also published as: US10059186B2; WO2015176724A1; US20170050507A1; DE112015002446A5; CN106458004A; CN106458004B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trennkupplung (1) für ein Hybridmodul (2) eines Kraftfahrzeuges, mit einer von einer Kurbelwelle (3) antreibbaren Zwischenwelle (4), einer drehfest mit der Zwischenwelle (4) verbundenen Kupplungsscheibe (5), einer mit einer Getriebeeingangswelle (6) verbindbaren Gegendruckplatte (7), welche Gegendruckplatte (7) in zumindest einer eingekuppelten Stellung der Trennkupplung (1) drehfest mit der Kupplungsscheibe (5) verbunden ist, einem die Zwischenwelle (4) zumindest radial lagernden ersten Wälzlager (8) sowie einem Trägerelement (9), das zur radialen Abstützung eines Rotors (10) eines Elektromotors (11) vorbereitet ist, wobei das erste Wälzlager (8) radial geschachtelt zwischen einem Stützabschnitt (12) des Trägerelementes (9) und einer Außenumfangsseite (13) der Zwischenwelle (4) angeordnet ist, sowie ein Hybridmodul (2) mit einer solchen Trennkupplung (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Trennkupplung für ein Hybridmodul eines Kraftfahrzeuges, wie einem PKW, LKW, Bus oder landwirtschaftlichen Nutzfahrzeug, mit einer von einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeuges antreibbaren Zwischenwelle, einer drehfest mit der Zwischenwelle verbundenen Kupplungsscheibe, einer mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes (etwa eines stufenlosen CVT-Getriebes) des Kraftfahrzeuges verbindbaren Gegendruckplatte, welche Gegendruckplatte zumindest in einer eingekuppelten Stellung der Trennkupplung drehfest mit der Kupplungsscheibe verbunden ist, einem die Zwischenwelle zumindest radial lagernden ersten Wälzlager sowie einem Trägerelement, das zur radialen Abstützung eines Rotors eines Elektromotors (und vorzugsweise zusätzlich zur Aufnahme einer Kupplungsbetätigungseinrichtung) vorbereitet ist. Auch betrifft die Erfindung ein Hybridmodul mit einer solchen Trennkupplung.
Trennkupplungen, die in Hybridmodulen verbaut sind, sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Diese Hybridmodule weisen vorzugsweise rotorintegrierte Trennkupplungen auf und sind vor allem für Fahrzeuge mit Motordrehmomenten von max. 300 Nm ausgelegt. Bei diesen Anwendungen ist kein Freilauf in der Trennkupplung erforderlich.
Beispielhafte Ausführungen gemäß des Standes der Technik sind bspw. in der DE 10 2012 221 618 A1 offenbart. Hier weist ein Hybridmodul ein Befestigungsmittel zur vorzugsweisen lösbaren Befestigung des Hybridmoduls mit einer Drehmomentübertragungseinrichtung, wie einem Drehmomentwandler oder einer Kupplung, insbesondere Doppelkupplung auf, wobei das Hybridmodul eine mit einer Brennkraftmaschine verbindbare und um eine Drehachse drehbare Antriebswelle und einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor und einem mit dem Rotor verbindbaren Abtriebsbauteil umfasst. Die Drehmomentübertragungseinrichtung weist ein Übertragungsbauteil zur Verbindung mit dem Hybridmodul auf, wobei das Befestigungsmittel eine axiale Sicherung des Abtriebsbauteils gegenüber dem Übertragungsbauteil bewirkt und die Verbindung zwischen Befestigungsmittel und Übertragungsbauteil herstellbar ist.
Weiterhin ist der Anmelderin interner Stand der Technik bekannt, der beim Deutschen Patent- und Markenamt bereits als deutsche Patentanmeldung eingereicht worden ist (Anmeldetag 15.07.2013), jedoch noch nicht veröffentlicht ist. Diese deutsche Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2013 213 824 offenbart eine Lageranordnung für eine Zwischenwelle in einer Trennkupplung eines Hybridmoduls. Die Trennkupplung weist eine Zwischenwelle auf, um Drehmoment von einer verbrennungskraftmotorisch angetriebenen Kurbelwelle zu einem Getriebeeingang zu verbringen, wobei ein Zentralflansch rotorfest vorhanden ist und eine Kupplungsscheibe mit einem Drehmomentübertragungselement wie einem Zahnblech verbunden ist und wobei wenigstens ein getriebeseitiges Pilotlager vorhanden ist, um die Zwischenwelle zumindest radial zu lagern. Das getriebeseitige Pilotlager ist weiterhin zwischen dem Drehmomentübertragungselement und dem Zentralflansch eingepasst.
Aus diesen Ausführungen des Standes der Technik ist es zudem bekannt, die Zwischenwelle über zwei Lager zu lagern. Ein Lager ist zumeist ein einwertiges Radiallager und etwa in der Kurbelwelle oder im Dämpfer angeordnet. Ein zweiwertiges Lager ist getriebeseitig in der rotorintegrierten Trennkupplung angeordnet. Dabei ist dieses zweite, zweiwertige Lager bisher stets rechts von einem Zahnblech (auf der im Betriebszustand der Kurbelwelle abgewandten Seite) angeordnet. Dies ermöglicht eine einfache Montage der Bauteile der Trennkupplung, wobei eine zusätzliche Buchse zu verwenden ist. Die Zwischenwelle wird dann mit dem zweiten Lager dieser Buchse und dem Zahnblech vormontiert und in die Kupplungseinheit der Trennkupplung eingeschoben. Durch das Befestigen einer Flex-Plate im Anschluss daran wird die komplette Baugruppe axial fixiert.
Diese Anordnungen haben jedoch den Nachteil, dass sie einen relativ großen axialen Bauraum in Anspruch nehmen. Der axiale Bauraum ist jedoch insbesondere aufgrund von Kundenanforderungen, bei Motoren, die ein Drehmoment kleiner als 300 Nm aufweisen, sehr beschränkt ausgelegt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und den axialen Bauraum einer Trennkupplung sowie eines Hybridmoduls mit einer Trennkupplung weiter zu reduzieren.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das erste Wälzlager radial geschachtelt zwischen einem Stützabschnitt des Trägerelementes und einer Außenumfangsseite der Zwischenwelle angeordnet ist. Weiterhin ist das erste Wälzlager vorzugsweise radial innerhalb des Trägerelementes, insbesondere radial innerhalb des Hybridmoduls angeordnet.
Dadurch kann insbesondere die Trennkupplung in axialer Richtung wesentlich kompakter gebaut werden. Das erste Wälzlager kann in einen axialen Bereich der Zwischenwelle verlagert werden, der wesentlich unkritischer bzgl. des axialen Bauraums ist und ohnehin aufgrund der bestimmten Länge der Zwischenwelle vorhanden ist.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es von Vorteil, wenn das erste Wälzlager als Radiallager ausgestaltet ist. Durch die Ausgestaltung als Radiallager, wobei es vorzugsweise als Nadellager / Nadelhülse ausgestaltet ist, kann auch der radiale Bauraum weiter optimiert werden. Damit wird der Bauraum weiter verringert. Alternativ zu der Ausgestaltung als Nadellager ist es auch möglich, das Radiallager als Rollenlager auszugestalten. In diesem Zusammenhang ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Zwischenwelle mittels eines in radialer Richtung nach innen oder nach außen vorspannbaren Sicherungsrings axial gesichert ist. Dadurch können die bisherigen aus dem Stand der Technik bekannten (ersten) Wälzlager in ihrer Funktion in zwei separate Bauteile aufgeteilt werden, nämlich in das Radiallager, das die radiale Lagerung der Zwischenwelle übernimmt und besonders platzsparend ausgestaltet ist, und in den Sicherungsring, der ebenfalls an sich sehr platzsparend ausgestaltet ist und die Zwischenwelle in axialer Richtung sichert. Dadurch wird der Bauraum weiter reduziert.
Von Vorteil ist es auch, wenn neben dem ersten Wälzlager ein zweites Wälzlager vorhanden ist, das einwertig, vorzugsweise als ein Radiallager, ausgestaltet ist. Weiter bevorzugt ist dieses zweite Wälzlager an einem verbrennungskraftmaschinennahen / der Verbrennungskraftmaschine im Betriebszustand zugewandten Endabschnitt der Zwischenwelle angebracht. Dieses zweite Wälzlager lagert weiter bevorzugt die Zwischenwelle direkt gegenüber der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine.
Zweckmäßig ist es zudem, wenn die Zwischenwelle kurbelwellenseitig mit einer mit der Kurbelwelle verbindbaren Drehschwingungsausgleichseinrichtung, etwa einem Einmassenschwungrad oder einem Zweimassenschwungrad oder einem Bogenfederdämpfer über eine Schiebeverzahnung drehfest verbunden ist. In diesem Zusammenhang ist es besonders zweckmäßig, wenn der Sicherungsring dann in einer ersten Nut in der Drehschwingungsausgleichseinrichtung und in einer zweiten Nut in der Zwischenwelle eingeschoben ist. Die entlang des Umfangs vorzugsweise durchgängig umlaufenden (ersten und zweiten) Nuten werden dann bei der Montage in axialer Richtung auf gleiche Höhe angeordnet, so dass der Sicherungsring gleichzeitig in beide Nuten eingeschoben ist und die Zwischenwelle relativ zu der Drehschwingungsausgleichseinrichtung, die im Betriebszustand drehfest mit der Kurbelwelle verbunden ist, gesichert.
Weiterhin bevorzugt ist der Sicherungsring geschlitzt ausgeführt. Der Sicherungsring ist dabei vorzugsweise derart ausgeführt, dass er eine radiale Vorspannung nach außen aufweist, ist also größer als der Nutgrund der zweiten Nut der Zwischenwelle. Bei der Montage in die Nabe / die Drehschwingungsausgleichseinrichtung wird der Sicherungsring radial nach innen, in den Nutgrund der zweiten Nut der Zwischenwelle gedrückt und die Zwischenwelle zusammen mit dem Sicherungsring in die Nabe des Dämpfers / in die Drehschwingungsausgleichseinrichtung in axialer Richtung eingeschoben. Die vorhandene erste Nut in der Drehschwingungsausgleichseinrichtung ist dabei derart platziert, dass sobald der Sicherungsring auf der Zwischenwelle die axiale Position der ersten Nut erreicht, durch seine radiale Vorspannung in die erste Nut gedrückt wird. Die Welle ist dann axial zu der Drehschwingungsausgleichseinrichtung fixiert. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, den Sicherungsring radial nach innen vorzuspannen, d.h. dass der Sicherungsring eine radiale Vorspannung nach innen aufweist. Dann wäre der Sicherungsring zunächst in der Drehführungsausgleichseinrichtung vorzumontieren, rastet danach erst bei der Montage der Zwischenwelle in die zweite Nut ein.
Ist der Sicherungsring in einem axialen Bereich innerhalb der Schiebeverzahnung angeordnet, wird der Bauraum an der Zwischenwelle weiter optimiert genutzt.
Von Vorteil ist es zudem, wenn das erste Wälzlager in einer axialen Hälfte der Zwischenwelle angeordnet ist, die dem Getriebe (im Betriebszustand) zugewandt ist und / oder der Sicherungsring in einer zweiten axialen Hälfte der Zwischenwelle angeordnet ist, die dem Getriebe (im Betriebszustand) abgewandt (d.h. der Kurbelwelle zugewandt) ist. Dadurch kommt es zu einer optimierten Abstützung der Zwischenwelle.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das erste Wälzlager zur Umgebung hin mittels Dichtelementen abgedichtet ist. Das erste Wälzlager ist dabei vorzugsweise als ein beidseitig (d.h. zu beiden axialen Seiten) abgedichtetes, gefettetes Wälzlager ausgebildet. Dadurch kann das Fett / Lagerfett nicht aus dem Wälzlager entweichen und die Befettung des Lagers ist über die Lebensdauer hin gewährleistet. Des Weiteren hat dies den Vorteil, dass der Bauraum, der den Elektromotor des Hybridmoduls aufnimmt (E-Maschinenraum) zu dem Raum, in dem die Drehschwingungsausgleichseinrichtung angeordnet ist (Dämpferraum), abgedichtet ist. Diese Abdichtung kann insbesondere erforderlich sein, um Wasser, etwa salzhaltiges Wasser, welches in dem Dämpferraum eindringen kann, aus dem E-Maschinenraum fern zu halten. Die E-Maschine / der Elektromotor und deren stromführende Komponente müssen vor Wasser geschützt werden entweder dadurch, dass man verhindert, dass Wasser überhaupt in den Bereich des Elektromotors eindringt oder durch entsprechende Isolation der stromführenden Komponenten, was jedoch wiederum mit einem erhöhten Kostenaufwand verbunden wäre.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Drehschwingungsausgleichseinrichtung Anfasungen aufweist, vorzugsweise im Bereich der ersten Nut, um die Montage bzw. Demontage weiter zu erleichtern.
Auch betrifft die Erfindung ein Hybridmodul mit einer in einem Rotor eines Elektromotors integrierten Trennkupplung nach einem der zuvor genannten Ausführungsformen. Weiter bevorzugt ist das Hybridmodul vorbereitet in ein stufenloses CVT-Getriebe eingesetzt zu sein / werden. Das Hybridmodul ist zudem vorzugsweise in einer als Benzinmotor ausgestalteten Verbrennungskraftmaschine eingesetzt. Die Verbrennungskraftmaschine / der Benzinmotor weist weiterhin bevorzugt vier Zylinder auf und erzeugt ein Drehmoment von maximal 300 Nm (d.h. kleiner als 300Nm).
In anderen Worten ausgedrückt ist, wird die Zwischenwelle zwischen ZMS-(Zweimassenschwungrad)-Ausgangsseite und Kupplungseingangsseite über ein meist einwertiges Pilotlager (zweites Wälzlager) in der Kurbelwelle und ein meist zweiwertiges getriebeseitiges Lager (erstes Wälzlager) gelagert. Das erste Wälzlager ist nun radial innerhalb des Trägers / Trägerelementes angeordnet. Das zweiwertige getriebeseitige Lager (erstes Wälzlager) wird durch zwei Bauteile ersetzt um axialen Bauraum einzusparen. Zum einen ist eine Nadelhülse (erstes Wälzlager) zwischen Welle / Zwischenwelle und Träger / Trägerelement des Hybridmoduls, d.h. radial innerhalb des Hybridmoduls vorgesehen. Dieses Lager dient der radialen Lagerung. Zur axialen Lagerung ist ein Sicherungsring getriebeseitig vorgesehen. Durch jeweils eine Nut in der Welle und in der Nabe (Nabenabschnitt) eines Dämpfers (Drehschwingungsausgleicheinrichtung) kann, nachdem die Welle in den Dämpfer geschoben wurde, der Sicherungsring die Welle gegen axiales Verschieben relativ zum Dämpfer sichern. Bei geschlossener Kupplung des Hybridmoduls wirken die Reibscheiben selber auch zur Führung der Welle. Eine Verwendung des Hybridmoduls ist vorzugsweise in Verbindung mit einem CVT-Getriebe. Es ist somit möglich eine Trennkupplung zu schaffen, bei der das bisherige, erste Wälzlager durch eine Nadelhülse / ein Nadellager, die die radiale Lagerung der Zwischenwelle bewirkt, und einen Sicherungsring ersetzbar ist. Der Sicherungsring dient zur axialen Lagerung der Zwischenwelle und wird vorzugsweise in einer Nabe des Dämpfers / der Drehschwingungsausgleichseinrichtung fixiert. Die Lagerung der Zwischenwelle ist bei geöffneter Trennkupplung erforderlich, um die Zwischenwelle in ihrer axialen und radialen Position zu halten. Bei geschlossener Kupplung wird die Zwischenwelle ebenfalls über die Verzahnung zwischen der Kupplungsscheibe und einem Zahnblech geführt.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch mehrere Ausführungsformen nahegelegt sind.
Es zeigen:
1 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßes Hybridmoduls samt erfindungsgemäßer Trennkupplung nach einer ersten Ausführungsform, wobei die Schnittebene entlang der Drehachse der Trennkupplung verlaufend ist und insbesondere die Anordung des als Radiallager ausgeführten, ersten Wälzlagers gut zu erkennen ist,
2 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls samt erfindungsgemäßer Trennkupplung nach einer weiteren, zweiten Ausführungsform, welcher Schnitt wie bereits in 1 entlang einer Ebene, in der auch die Drehachse verläuft, durchgeführt ist, wobei diese zweite Ausführungsform neben einem als Nadellager ausgestalteten ersten Wälzlager einen Sicherungsring zwischen der Zwischenwelle und einer Drehschwingungsausgleichseinrichtung aufweist, und
3 eine Detailansicht des in 2 mit III gekennzeichneten Bereichs, welcher den Sicherungsring zwischen der Drehschwingungsausgleichseinrichtung und der Zwischenwelle im Detail erkennen lässt.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Details der unterschiedlichen Ausführungsformen können miteinander kombiniert oder untereinander ausgetauscht werden.
In den beiden Ausführungsformen, wie sie in den 1 bis 3 dargestellt sind, ist stets eine erfindungsgemäße Trennkupplung 1 für ein Hybridmodul 2 eines Kraftfahrzeuges, wie eines PKWs, LKWs, Busses oder landwirtschaftlichen Nutzfahrzeuges, dargestellt. Die Trennkupplung 1 weist dabei stets eine von einer Kurbelwelle 3 antreibbare, zentral angeodrnete Zwischenwelle 4 auf. Auch weist die Trennkupplung 1 eine drehfest mit der Zwischenwelle 4 verbundene Kupplungsscheibe 5 auf, sowie eine mit einer Getriebeeingangswelle 6 verbindbare Gegendruckplatte 7. Die Gegendruckplatte 7 ist in zumindest einer eingekuppelten Stellung der Trennkupplung 1 drehfest mit der Kupplungsscheibe 5 verbunden. Weiterhin weist die Trennkupplung 1 ein erstes Wälzlager 8 auf, das zur radialen Lagerung der Zwischenwelle 4 ausgestaltet ist. Ein Trägerelement 9, das zur radialen Abstützung eines Rotors 10 eines Elektromotors 11 vorbereitet ist, ist zudem hybridmodulgehäuse- / trennkupplungsgehäusefest gelagert. Neben der Eigenschaft, dass das Trägerelement 9 den Rotor 10 des Elektromotors 11 zumindest in radialer Richtung lagert / abstützt, ist das Trägerelement 9 so ausgestaltet, dass es eine Kupplungsbetätigungseinrichtung 23, insbesondere ein Ausrücklager der Kupplungsbetätigungseinrichtung 23 aufnimmt.
Das erste Wälzlager 8 ist in geschachtelter Anordnung radial / radial geschachtelt zwischen einem Stützabschnitt 12 des Trägerelementes 9 und einer Außenumfangsseite 13 der Zwischenwelle 4 angeordnet.
Bezüglich der beiden in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen der Trennkupplung 1 sowie des Hybridmoduls 2 sei weiterhin erwähnt, dass diese im Wesentlichen wie das offenbarte Hybridmodul und die offenbarte Drehmomentübertragungseinrichtung der in der DE 10 2012 221 618 A1 ausgeführt sind, wobei der Inhalt dieses Dokument daher als hierin integriert gelten soll.
In 1 ist zunächst eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trennkupplung 1 detailliert dargestellt. Wie dabei gut zu erkennen ist, ist verbrennungskraftmaschinenseitig, wobei die Verbrennungskraftmaschine der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist, die Zwischenwelle 4 mittels einer Drehschwingungsausgleichseinrichtung 14, hier ein Einmassenschwungrad, mit der Kurbelwelle 3 der Verbrennungskraftmaschine, die vorzugsweise als Otto- oder Dieselmotor ausgeführt ist, drehfest verbunden. Die Drehschwingungsausgleichseinrichtung 14 wird stirnseitig mit der Kurbelwelle 3 verbunden und an dieser drehfest befestigt. Die Zwischenwelle 4 ist mittels einer Schiebeverzahnung 15 mit der Drehschwingungsausgleichseinrichtung 14 verbunden, wobei die radiale Innenseite eines Nabenabschnittes 30 der Drehschwingungsausgleichseinrichtung 14 einen Verzahnungsabschnitt der Schiebeverzahnung 15 aufweist, der mit einer komplementär dazu ausgestalteten Verzahnungsabschnitt der Schiebeverzahnung 15 an der Außenumfangsseite 13 der Zwischenwelle 4 in formschlüssigem Eingriff befindlich ist. Dadurch kommt es zu einer drehfesten Verbindung der Zwischenwelle 4 und der Drehschwingungsausgleichseinrichtung 14 im Betriebszustand des Hybridmoduls 2 / der Trennkupplung 1. Die Schiebeverzahnung 15 kann auch als Kerbverzahnung ausgeführt sein.
Neben dem ersten Wälzlager 8 ist die Zwischenwelle 4 zusätzlich in radialer Richtung mittels eines zweiten Wälzlagers 16 gelagert. Das zweite Wälzlager 16 ist in dieser Ausführungsform als Kugellager ausgestaltet und vorzugsweise ein einwertiges Lager, d.h. ein Lager, das vorzugsweise ausschließlich Kräfte in Radialrichtung überträgt. Das zweite Wälzlager 16 ist somit ebenfalls ein Radiallager. Das zweite Wälzlager 16 ist derart angeordnet, dass es mit seinem Innenring an einer Außenumfangsfläche / der Außenumfangsseite 13 der Zwischenwelle 4 angebracht ist und mit einem Lageraußenring drehfest mit der Kurbelwelle und / oder der Drehschwingungsausgleichseinrichtung verbunden ist.
Die Zwischenwelle 4 erstreckt sich zentral im Hybridmodul 2 sowie in der Trennkupplung 1 um eine bestimmte Länge. Die Zwischenwelle 4 kann dabei bzgl. ihrer Länge in zwei Hälften aufgeteilt werden, wobei eine erste (axiale) Hälfte 17 jene Hälfte ist, die der Kurbelwelle 3 abgewandt ist, eine an die erste Hälfte 17 anschließende zweite (axiale) Hälfte 18 jene Hälfte ist, die der Kurbelwelle 3 zugewandt ist. Auf dieser zweiten Hälfte 18 ist das zweite Wälzlager 16 angeordnet. Auf der ersten Hälfte 17 ist wiederum das erste Wälzlager 8 angeordnet.
Das erste Wälzlager 8 ist hierbei als Rollenlager / Nadellager ausgestaltet (Nadellager auch als Nadelhülse bezeichnet). Das erste Wälzlager 8 ist radial innerhalb des Trägerelementes 9 sowie radial innerhalb des Hybridmoduls 2 angeordnet. Die Wälzkörper 19 des ersten Wälzlagers 8 liegen dabei mit Ihrer Abrollfläche unmittelbar an der Außenumfangsseite 13 der Zwischenwelle 4 an. Eine Lagerbuchse 20 des ersten Wälzlagers 8 ist drehfest im Stützabschnitt 12, der im Wesentlichen hülsenförmig ausgestaltet ist und sich ebenfalls in axialer Richtung erstreckt, befestigt. Die Lagerbuchse 20 ist drehfest im Stützabschnitt 12 befestigt. Zur radialen Lagerung rollen dann die im Falle eines Nadellagers als Nadeln / Rollen ausgebildeten Wälzkörper 19 entlang des Umfangs der Außenumfangsseite sowie entlang des Umfangs der Innenseite der Lagerbuchse 20 ab.
In einem axialen Endbereich der Zwischenwelle 4, welcher Endbereich der Kurbelwelle 3 abgewandt ist, ist dann wiederum die Kupplungsscheibe 5 mittels Nieten 21 drehfest mit der Zwischenwelle 4 verbunden. Die Kupplungsscheibe 5 gehört dabei zu einem ersten Kupplungsteil der Trennkupplung 1. Ebenfalls zu diesem ersten Kupplungsteil gehört eine drehfest mit dem Rotor 10 verbundene Gegendruckplatte 7 sowie eine axial verschiebbare Anpressplatte 22. Die Anpressplatte 22 ist dabei mit Hilfe einer Kupplungsbetätigungseinrichtung 23 verschiebbar, wobei die Kupplungsbetätigungseinrichtung 23 dazu bestimmt ist die Anpressplatte 22 zwischen einer eingekuppelten Stellung, in der die Kupplungsscheibe 5 drehfest mit der Gegendruckplatte 7 verbunden ist und einer ausgekuppelten Stellung, in der die Kupplungsscheibe kein Drehmoment auf die Gegendruckplatte 7 überträgt, hin und her zu verschieben.
Weiterhin ist der Rotor 10 gegenüber dem Stützabschnitt 12 des Trägerelementes 9 mittels eines Zentralflansches 24 abgestützt und positioniert. Neben dem Rotor 10 weist der Elektromotor 11 einen Stator 25 auf, der in einem Betriebszustand des Elektromotors 11 den Rotor 10 antreibt. Der Stator 25 ist hybridmodulgehäuse- / trennkupplungsgehäusefest montiert.
In 2 ist drüber hinaus eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Trennkupplung 1 dargestellt, welche zweite Ausführungsform im Wesentlichen wie die erste Ausführungsform nach 1 ausgeführt ist. Die Ausführungen und Ausgestaltungen des Hybridmoduls 2 und der Trennkupplung 1 gelten somit auch für das zweite Ausführungsbeispiel. Nachfolgend wird lediglich auf die Unterschiede zwischen diesen beiden Ausführungsbeispielen eingegangen.
Wie in 2 auf der ersten Hälfte 17 der Zwischenwelle 4, die hier als Hohlwelle ausgebildet ist, gut zu erkennen ist, ist das erste Wälzlager 8 wiederum als Rollen- / Nadellager ausgebildet, es ist jedoch in dieser Ausführungsform zur Umgebung hin, d.h. in axialer Richtung, mittels zweier Dichtelemente / Dichtringe 26 abgedichtet. Somit ist der Innenraum des ersten Wälzlagers 8 gegenüber der Umgebung hin abgedichtet. Da es sich bei dem ersten Wälzlager 8 als ein gefettetes Wälzlager handelt, ist das Fett innerhalb des Wälzlagers 8 von äußeren Einflüssen geschützt. Dadurch wird insbesondere die Langlebigkeit des ersten Wälzlagers 8 weiter verbessert.
Wie weiterhin zu erkennen ist, ist auf der zweiten Hälfte 18, zusätzlich zu dem ersten Wälzlager 8, ein Sicherungsring 27 zur axialen Sicherung / Lagesicherung der Zwischenwelle 4 vorhanden. Dieser Sicherungsring 27 ist sowohl in einer ersten Nut 28 in der Drehschwingungsausgleichseinrichtung 14 sowie in einer zweiten Nut 29 in der Zwischenwelle 4 im Betriebszustand eingerastet / eingeschoben. Somit wird hierbei die Zwischenwelle 4 relativ zu der Drehschwingungsausgleichseinrichtung 14 axial gesichert, welche Drehschwingungsausgleichseinrichtung 14 im Betriebszustand wiederum fest an der Kurbelwelle 3, nämlich in axialer Richtung fest sowie in radialer Richtung fest an dieser Kurbelwelle 3 angeordnet ist. Die Drehschwingungsausgleichseinrichtung 14 ist in dieser Ausführungsform als Zwei-Massen-Schwungrad ausgebildet.
Die erste Nut 28 sowie die zweite Nut 29 befinden sich im axialen Bereich der Schiebeverzahnung 15. Die erste Nut 28 ist in der Drehschwingungsausgleichseinrichtung 14 im Bereich der Schiebeverzahnung 15 eingebracht und die zweite Nut 29 ist in der Zwischenwelle im Bereich der Schiebeverzahnung 15 eingebracht. Die beiden Nuten 28 und 29 verlaufen jeweils entlang des Umfangs durchgängig. Der Sicherungsring 27, der radial nach innen oder außen vorgespannt ist, ist im Betriebszustand sowohl in der zweiten Nut 29 der Zwischenwelle 4 als auch in der ersten Nut 28 der Drehschwingungsausgleichseinrichtung 14 eingeschoben. Bei der Montage werden die beiden Nuten 28 und 29 in axialer Richtung auf gleiche Höhe angeordnet, so dass der Sicherungsring 27 gleichzeitig in beide Nuten eingeschoben ist und die Zwischenwelle 4 relativ zu der Drehschwingungsausgleichseinrichtung 14, die im Betriebszustand drehfest mit der Kurbelwelle 3 verbunden ist, sichert.
Wie weiterhin in 2 dargestellt, ist das zweite Wälzlager 16, nicht wie in 1 als Kugellager, sondern ebenfalls als Nadellager (alternativ auch als Rollenlager) ausgebildet.
Wie weiterhin in der Detailansicht nach 3 zu erkennen ist, weist die Drehschwingungsausgleichseinrichtung 14 im Bereich des Nabenabschnittes 30, in dem die Schiebeverzahnung 15 sowie die erste Nut 28 eingebracht ist, zwei Anfasungen 31 auf, die im Wesentlichen um 45° verlaufend angeordnet sind, wobei eine erste Anfasung 31 an die erste Nut 28 (d.h. eine Kante der Nut 28 abschrägt) anschließt, die zweite Anfasung 31 an einem der Kurbelwelle 3 im Betriebszustand abgewandten Ende des Nabenabschnittes 30 an einer radialen Innenseite angebracht ist. Dadurch wird die Montage weiter vereinfacht.
In anderen Worten ausgedrückt ist somit eine Trennkupplung 1 samt Lager (erstes Wälzlager 8) zur radialen Abstützung der Welle / Zwischenwelle 4 vorgesehen, das so angeordnet ist, dass es keinen zusätzlichen axialen Bauraum bedarf. Dies wird in dieser Konstruktion dadurch gewährleistet, dass das Lager 8 radial innerhalb dieses Trägers / Trägerelementes 9 angeordnet wird. Das Lager 8 ist als beidseitig abgedichtetes, gefettetes Nadellager / als abgedichtete gefettete Nadelhülse angeordnet / ausgestaltet. Die axiale Fixierung der Welle 4 wird durch den Sicherungsring 27 gewährleistet. Der Sicherungsring 27 ist geschlitzt und in der gezeigten Ausführungsform (zweite Ausführungsform) in einer Nut jeweils in der Welle 4 im Bereich der Schiebeverzahnung 15 vormontiert. Der Sicherungsring 27 hat eine radiale Vorspannung nach außen, ist also größer als der Nutgrund der Wellennut (zweite Nut 29). Bei der Montage in die Nabe / den Nabenabschnitt 30 des Dämpfers / der Drehschwingungsausgleichseinrichtung 14 wird der Ring / Sicherungsring 27 radial nach innen, in den Nutgrund der Welle 4 gedrückt und die Welle 4 mit dem Sicherungsring 27 kann daraufhin in die Nabe 30 des Dämpfers 14 geschoben werden. In der Nabe 30 des Dämpfers 14 ist wiederum ebenfalls eine Nut (erste Nut 28) angeordnet. Sobald der Sicherungsring 27 auf der Welle 4 die axiale Position der Nut 28 in der Nabe 30 des Dämpfers 14 erreicht, wird er durch seine radiale Vorspannung in die Nut 28 der Nabe 30 des Dämpfers 14 gedrückt. Die Welle 4 ist dann axial zu dem Nabenabschnitt 30 des Dämpfers 14 fixiert. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass der Sicherungsring 27 in der Nabe 30 des Dämpfers 14 vormontiert ist und eine radiale Vorspannung nach innen aufweist. Eine Demontage des Systems ist prinzipiell auch möglich.
Weiterhin sind die Kräfte zur Montage bzw. Demontage der Welle 4 in die Nabe 30 durch Anfasungen 31 der Nabe 30 bzw. der Nut 28 in einem bestimmten Bereich eingestellt. Für die Montage der Welle 4 in die Nabe 30 kann über den Winkel und die Größe der ersten Anfasung / Fase die Montagekraft eingestellt werden. Für die Demontage der Welle 4 aus der Nabe 30 des Dämpfers 14 kann über die Winkel und Größe der anderen Fase 31 die Demontagekraft eingestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: Trennkupplung
2: Hybridmodul
3: Kurbelwelle
4: Zwischenwelle
5: Kupplungsscheibe
6: Getriebeeingangswelle
7: Gegendruckplatte
8: erstes Wälzlager
9: Trägerelement
10: Rotor
11: Elektromotor
12: Stützabschnitt
13: Außenumfangsseite
14: Drehschwingungsausgleichseinrichtung
15: Schiebeverzahnung
16: zweites Wälzlager
17: erste Hälfte
18: zweite Hälfte
19: Wälzkörper
20: Lagerbuchse
21: Niet
22: Anpressplatte
23: Kupplungsbetätigungseinrichtung
24: Zentralflansch
25: Stator
26: Dichtelement / Dichtring
27: Sicherungsring
28: erste Nut
29: zweite Nut
30: Nabenabschnitt
31: Anfasung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012221618 A1 [0003, 0029]
DE 102013213824 [0004]

Claims

Trennkupplung (1) für ein Hybridmodul (2) eines Kraftfahrzeuges, mit einer von einer Kurbelwelle (3) antreibbaren Zwischenwelle (4), einer drehfest mit der Zwischenwelle (4) verbundenen Kupplungsscheibe (5), einer mit einer Getriebeeingangswelle (6) verbindbaren Gegendruckplatte (7), welche Gegendruckplatte (7) in zumindest einer eingekuppelten Stellung der Trennkupplung (1) drehfest mit der Kupplungsscheibe (5) verbunden ist, einem die Zwischenwelle (4) zumindest radial lagernden ersten Wälzlager (8) sowie einem Trägerelement (9), das zur radialen Abstützung eines Rotors (10) eines Elektromotors (11) vorbereitet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wälzlager (8) radial geschachtelt zwischen einem Stützabschnitt (12) des Trägerelementes (9) und einer Außenumfangsseite (13) der Zwischenwelle (4) angeordnet ist.
Trennkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wälzlager (8) als Radiallager ausgestaltet ist.
Trennkupplung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wälzlager (8) als Rollenlager oder Nadellager ausgestaltet ist.
Trennkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (4) mittels eines in radialer Richtung nach innen oder nach außen vorspannbaren Sicherungsrings (27) axial gesichert ist.
Trennkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (4) kurbelwellenseitig mit einer mit der Kurbelwelle (3) verbindbaren Drehschwingungsausgleichseinrichtung (14) über eine Schiebeverzahnung (15) drehfest verbunden ist.
Trennkupplung (1) nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (27) in einer ersten Nut (28) in der Drehschwingungsausgleichseinrichtung (14) und in einer zweiten Nut (29) in der Zwischenwelle (4) eingeschoben ist.
Trennkupplung (1) nach den Ansprüchen 4 und 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (27) in einem axialen Bereich innerhalb der Schiebeverzahnung (15) angeordnet ist.
Trennkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wälzlager (8) in einer axialen Hälfte der Zwischenwelle (4) angeordnet ist, die dem Getriebe zugewandt ist.
Trennkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wälzlager (8) zur Umgebung hin mittels Dichtelementen (26) abgedichtet ist.
Hybridmodul (2) mit einer in einem Rotor (10) eines Elektromotors (11) integrierten Trennkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.