DE102018212575A1 - Hybrid-Antriebsstrang für ein Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hybrid-Antriebsstrang (1) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Verbrennungskraftmaschine (2), mit mindestens einer E-Maschine (3), mit mindestens einem Getriebe (4) und mit mindesten einer Trennkupplung (5), insbesondere einer K0-Kupplung, wobei die E-Maschine (3) eine Rotorwelle (3a) aufweist, wobei die Trennkupplung (5) funktional wirksam zwischen der Verbrennungskraftmaschine (2) und der E-Maschine (3) und/oder zwischen der Verbrennungskraftmaschine (2) und dem Getriebe (4) angeordnet ist, wobei im geöffneten Zustand der Trennkupplung (5) eine Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (6) von einer Getriebeeingangswelle (7) funktional wirksam entkoppelt ist, und wobei im geschlossenen Zustand der Trennkupplung (5) die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (6) mit der Getriebeeingangswelle (7) funktional wirksam gekoppelt ist.
Die Montage des Antriebsstrangs ist dadurch vereinfacht, dass ein zweiter Kupplungsteil (5b) der Trennkupplung (5), der der Getriebeeingangswelle (7) funktional wirksam gekoppelt ist, als ein Festrad (9) ausgebildet ist und dass die Verbindung des Festrades (9) mit der Rotorwelle (3a) der E-Maschine (3) eine erste axial zusammensteckbare drehfeste Steckverbindung (21) umfasst.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Hybrid-Antriebsstrang für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.
• Im Stand der Technik sind unterschiedliche Hybrid-Antriebsstränge für ein Fahrzeug bereits bekannt. Im Allgemeinen ist allen Hybrid-Antriebssträngen gemeinsam, dass diese zumindest eine Verbrennungskraftmaschine, eine E-Maschine, ein Getriebe und mindestens eine Trennkupplung (insbesondere eine K0-Kupplung) aufweisen. Die Trennkupplungen sind unterschiedlich ausgebildet, wobei diese zumeist funktional wirksam zwischen der Verbrennungskraftmaschine und der E-Maschine und/oder der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe angeordnet sind. Im geöffneten Zustand der Trennkupplung, insbesondere einer K0-Kupplung wird der Hybrid-Antriebsstrang bzw. die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle von der Getriebeeingangswelle funktional wirksam entkoppelt, und im geschlossenen Zustand der Trennkupplung, insbesondere einer K0-Kupplung, wird der Hybrid-Antriebsstrang bzw. die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle mit der Getriebeeingangswelle funktional wirksam gekoppelt.
• Im Stand der Technik sind nun bereits unterschiedlichste Ausführungen bzw. Typologien von Hybrid-Antriebssträngen mit mindestens einer Trennkupplung zum Koppeln und Entkoppeln der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle mit der Getriebeeingangswelle bekannt. Allgemein können derartige Trennkupplungen dahingehend kategorisiert werden, ob die Trennkupplung im unbetätigten Zustand offen ist, also „normally open“, oder in dem unbetätigten Zustand geschlossen ist, also „normally closed“. Dies bedeutet im Wesentlichen, dass bei Wegnahme der Betätigungsenergie die Trennkupplung im selbsttätig geöffneten oder im selbsttätig geschlossenen Zustand ist. Damit eine Trennkupplung diesen Zustand, also „normally open“ oder „normally closed“, auch entsprechend beibehält, muss dementsprechend eine Kraft auf die Trennkupplung einwirken bzw. eine sogenannte „Haltekraft“ an der Trennkupplung angelegt werden. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass eine Feder oder ein Federspeicher und/oder ein Hydrauliksystem zum Aufbringen der entsprechenden Haltekraft auf die Trennkupplung hierfür dann vorgesehen ist.
• Aus der DE 10 2010 026 980 A1 , von der diese Erfindung ausgeht, ist ein Hybrid-Antriebsstrang für ein Fahrzeug bekannt, wobei zwei Trennkupplungen zum Koppeln und Entkoppeln des Hybrid-Antriebsstrangs bzw. der jeweiligen Welle vorgesehen sind. Die hier vorgesehenen beiden Trennkupplungen sind insbesondere jeweils als eine Klauenkupplung vom Dreikegeltyp mit jeweils einer Synchronisiereinrichtung ausgeführt und innerhalb des Getriebegehäuses positioniert. Je nach Betriebsmodus werden durch Einrücken der einen Trennkupplung und Ausrücken der anderen Trennkupplung verschiedene Vorwärtsbetriebsmodi festgesetzt. Für beide Trennkupplungen ist jeweils eine hydraulische Betätigung zum Schließen vorgesehen und die beiden Trennkupplungen sind mittels einer Federvorspannung als „normally open“ ausgelegt. Hierzu wird dementsprechend ein Federelement bzw. ein Federspeicher benötigt und zur Betätigung bzw. zum Schließen bzw. zur Drehmomentübertragung dann eine ausreichend hohe hydraulische Kraft benötigt, welche an die Trennkupplung angelegt werden muss.
• Aus der AT 507 523 A2 ist ein Hybrid-Antriebsstrang bekannt, bei dem die Trennkupplung eine Synchronisierungskupplung ist. Der Rotorwelle der E-Maschine ist direkt mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbunden, womit aufgrund von relativ großen Drehmomenten der E-Maschine an dem relativ kleinem Durchmesser der Getriebeeingangswelle sehr große Kräfte in der Verbindung zwischen der Rotorwelle und der Getriebeeingangswelle übertragen werden müssen. Diese Verbindung muss dann sehr belastbar dimensioniert werden.
• Der im Stand der Technik bekannte Hybrid-Antriebsstrang ist aber noch nicht optimal ausgebildet..
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten Hybrid-Antriebsstrang nun derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der konstruktive Aufwand bzw. der Bauraumbedarf verringert ist.
• Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun zunächst durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
• Die Trennkupplung weist ein erstes Kupplungsteil und ein zweites Kupplungsteil auf, wobei das erste Kupplungsteil insbesondere ein Verzahnungsteil aufweist und das erste Kupplungsteil mit der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle drehfest verbindbar bzw. verbunden ist. Das zweite Kupplungsteil ist mit der Getriebeeingangswelle funktional wirksam verbindbar bzw. verbunden. Das zweite Kupplungsteil ist als ein Festrad ausgebildet. Das Festrad ist mit der Rotorwelle der E-Maschine funktional wirksam verbunden. Erfindungsgemäß umfasst die Verbindung des Festrades mit der Rotorwelle der E-Maschine eine erste axial zusammensteckbare drehfeste Steckverbindung.
• In einer vorteilhaften Variante umfasst auch die Verbindung des Festrades mit Getriebeeingangswelle eine zweite axial zusammensteckbare drehfeste Steckverbindung. Ganz vorteilhaft sind die erste Steckverbindung und die zweite Steckverbindung wenigstens teilweise gleichzeitig realisierbar.
• Die Trennkupplung ist nun im geöffneten Zustand sowie im geschlossenen Zustand haltekraftfrei bzw. als eine haltekraftfreie Trennkupplung ausgeführt und/oder ausgebildet.
• Das Grundprinzip der Erfindung geht zunächst dahin, dass kein Federspeicher und/oder Hydrauliksystem zum Anlegen einer Haltekraft. also keine, insbesondere permanente Betätigungsenergie / Haltekraft zum Halten der Trennkupplung in der geöffneten oder in der geschlossenen Schaltung vorgesehen ist bzw. aufgebracht werden muss. Hierdurch wird insbesondere auch der notwendige Bauraum, insbesondere innerhalb des Getriebegehäuses verringert. Damit zusammenhängend kann insbesondere auch das Gewicht der Trennkupplung reduziert werden, wobei die Kosten verringert sind, weil die Trennkupplung im geöffneten Zustand sowie im geschlossenen Zustand „haltekraftfrei“ ausgeführt und/oder ausgebildet ist. Insbesondere wird nun grundsätzlich nicht - wie bisher im Stand der Technik -mit einem Federspeicher und/oder einem Hydrauliksystem eine Haltekraft auf die Trennkupplung aufgebracht, um diese in einer „normally open“ oder „normally closed“-Auslegung zu betreiben. Dadurch ist insbesondere auch der Energiebedarf zum Betreiben der Kupplung selbst verringert, da beispielsweise insbesondere ein Hydraulikdruck nicht entgegen einer Federkraft wirken muss.
• Weiterhin kann insbesondere durch eine mit einer Sperrsynchronisierung ausgeführte und/oder ausgebildete haltekraftfreie Trennkupplung auch Energie im Betrieb eingespart werden, da die Trennkupplung nur während dem Betätigungsvorgang zum Öffnen oder zum Schließen, eine geringere Energiezufuhr benötigt. Nach dem Betätigungsvorgang verbleibt die „haltekraftfreie Trennkupplung“ ohne eine zusätzliche Energiezufuhr in der jeweiligen Position, da diese jeweilige Position dann selbsthaltend ist. Zudem schont eine Sperrsynchronisierung, die bei einem Schaltvorgang beteiligten Komponenten bzw. die Kupplungsteile, und erhöht somit auch deren Lebensdauer.
• Die Trennkupplung weist weiterhin mindestens eine axial beweglich ausgeführte Schiebemuffe, mindestens ein über Federn gehaltenes Sperrstück, mindestens einen Aktuator (insbesondere mit einem Pin) und/oder eine Synchronisiervorrichtung, insbesondere einen Synchronring auf. Der Synchronring ist vorzugsweise mit einer Reibschicht und/oder einem Reibbelag ausgeführt. Hierdurch lassen sich die Reibwerte erhöhen, die Temperaturfestigkeit verbessern, sowie ein sanfteres Ansprechverhalten oder eine Verminderung der Betriebsgeräusche erreichen. Insbesondere ist die Trennkupplung als eine feinsynchronisierende „Zahnkupplung“ ausgebildet.
• Im Betätigungsfall der Trennkupplung, also beim Öffnen oder beim Schließen der Trennkupplung wird die Schiebemuffe entsprechend bewegt, insbesondere axial verschoben, insbesondere mit Hilfe des zuvor genannten Aktuators. Hierfür ist insbesondere ein Pin vorgesehen, wobei der Pin einerseits wirksam mit dem Aktuator verbunden ist und andererseits zur Realisierung eine Axialbewegung der Schiebemuffe in die Schiebemuffe und/oder in einen Teil-Bereich der Schiebemuffe funktional wirksam eingreift, insbesondere in einen hierfür vorgesehen Schleifsitz der Schiebemuffe eingreift. Insbesondere weist die Trennkupplung ein Sperrstück auf, das funktional wirksam zwischen der Schiebemuffe und dem ersten Kupplungsteil vorgesehen ist. Weiterhin weist die Trennkupplung eine Synchronisiervorrichtung auf, insbesondere einen Synchronring, insbesondere für die Synchronisierung der Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle und der Getriebeeingangswelle. Insbesondere ist die Synchronisiervorrichtung als eine Sperrsynchronisierung ausgebildet bzw. ausgeführt. Letzteres bewirkt, dass, wenn die Drehzahldifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungsteil zu hoch ist, die Schiebemuffe durch die an den Zähnen des Synchronrings erzeugten Reibkräfte nicht weiter durch den Aktuator axial in die entsprechende Position zur Kopplung des ersten und zweiten Kupplungsteils verfahren werden kann. Letzteres ist erst dann möglich, wenn die entsprechende Synchrondrehzahl erreicht ist, so dass dann die Schiebemuffe in axialer Richtung weiterbewegt werden kann und so dann der Formschluss insbesondere zwischen dem ersten Kupplungsteil der Trennkupplung und dem zweiten Kupplungsteil der Trennkupplung, realisiert werden kann.
• Das zweite Kupplungsteil, insbesondere das Festrad ist mit der Rotorwelle der E-Maschine funktional wirksam verbindbar ausgeführt bzw. drehwirksam fest verbunden. Die E-Maschine ist hierzu vorzugsweise auf einer 48 V-Basis ausgeführt, wodurch sich eine größere Energiemenge zu der E-Maschine übertragen lässt und die E-Maschine bei einer vergleichbaren Leistung zu einer E-Maschine auf 12 V-Basis einen geringeren Bauraum benötigt. Eine kleine E-Maschine auf 48 V-Basis trägt zusätzlich zu einer deutlichen Gewichtsreduzierung des Hybrid-Antriebsstrangs bei, was wiederum einen positiven Effekt auf die Gesamteffizienz des Kraftfahrzeugs hat und ein CO₂-Einsparpotential bietet. Zudem ist eine Leistungselektronik auf der 48 V-Basis deutlich günstiger als die Leistungselektronik für ein Hochvoltsystem. Unter einem Hochvoltsystem wird in dem Zusammenhang, eine Systemspannung oberhalb von 25 V (Wechselstrom) und 60 V (Gleichstrom) verstanden.
• Da der Aktuator insbesondere als ein magnet-mechanischer und/oder als ein elektromechanischer Aktuator ausgebildet ist, werden insbesondere keine hydraulischen Leitungssysteme benötigt und hierdurch kann der Bauraumbedarf insbesondere innerhalb des Getriebegehäuses reduziert werden. Zudem kann der Aktuator auch außerhalb des eigentlichen „Kupplungsbauraums“ vorgesehen werden und somit der Aktuator nicht in den „Kupplungsbauraum“ hineinragen, wodurch die Trennkupplung auch kompakter ausgebildet werden kann. Der Aktuator weist zur Realisierung der Axialbewegung der Schiebemuffe vorzugsweise mindestens einen elektrischen Antrieb, mindestens ein Untersetzungsgetriebe, mindestens eine Spindel und/oder mindestens einen Schlitten auf, wodurch dann die Kraft, welche durch den Aktuator auf der Schiebemuffe aufgebracht wird, sowie der dadurch initiierte Verfahrweg sehr genau eingestellt werden kann. Der Verfahrweg wird vorzugsweise mittels einer im Aktuator vorhandenen internen Wegsensierung ermittelt, wobei zur Steuerung des Aktuators mittels eines Steuergeräts, vorzugsweise dem Getriebesteuergerät, die entsprechenden Signale weiterverarbeitet werden bzw. das Steuergerät den Verfahrweg des Aktuators steuert.
• Damit im Anschluss an eine Betätigung der Trennkupplung, die Trennkupplung auch in der entsprechenden geschlossenen oder geöffneten Position nicht nur selbsthaltend, sondern „gesichert“ verbleibt, ist insbesondere im Inneren des magnet-mechanischen und/oder elektro-mechanischen Aktuators zusätzlich eine Rastierung und/oder zusätzlich ein Selbsthemmungsmechanismus vorgesehen. Die Trennkupplung bedarf aber dementsprechend keiner weiteren zusätzlich aufgebrachten Haltekraft bzw. keiner zusätzlich aufgebrachten Halteenergie. Weiterhin kann durch einen Hinterschnitt an einer Außenverzahnung eines Verzahnungsteils des ersten Kupplungsteils, die Schiebemuffe im geschlossenen Zustand der Trennkupplung einrasten und festgehalten werden, wodurch verhindert wird, dass die Schiebemuffe außer Eingriff kommt.
• Im Ergebnis sind die eingangs beschriebenen Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
• Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Hybrid-Antriebsstrang für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden darf eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:
• 1 zumindest teilweise eine schematisch, geschnittene Darstellung eines Hybrid-Antriebsstrangs, insbesondere eine Trennkupplung (K0-Kupplung) in einer bevorzugten Ausführungsform mit nur ausschnittsweiser Darstellung weiterer wesentlicher Komponenten des Hybrid-Antriebsstranges,
• 2 einen Ausschnitt aus 1 in vergrößerter schematischer Darstellung, und
• 3 in schematischer Darstellung den Aktuator zur Betätigung der Trennkupplung.
• Die 1 bis 3 zeigen zumindest teilweise einen Hybrid-Antriebsstrang 1 für ein Fahrzeug (nicht im Einzelnen dargestellt), insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
• Der Hybrid-Antriebsstrang 1 weist mindestens eine Verbrennungskraftmaschine 2, mindestens eine hier nicht vollständig dargestellte E-Maschine 3, mindestens ein hier nicht vollständig dargestelltes Getriebe 4 und mindestens eine Trennkupplung 5, insbesondere eine K0-Kupplung auf.
• Der Hybrid-Antriebsstrang 1 bzw. das Kraftfahrzeug bzw. das Getriebe 4 sind hier nicht im Einzelnen bzw. nicht vollständig dargestellt. Dargestellt ist aber zumindest teilweise die entsprechende Trennkupplung 5, insbesondere die K0-Kupplung sowie weitere wesentliche Komponenten.
• Die Trennkupplung 5 ist funktional wirksam zwischen der Verbrennungskraftmaschine 2 und der E-Maschine 3 und/oder zwischen der Verbrennungskraftmaschine 2 und dem Getriebe 4 angeordnet. Im geöffneten Zustand der Trennkupplung 5 ist eine Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 6 von einer Getriebeeingangswelle 7 funktional wirksam entkoppelt, und im geschlossenen Zustand der Trennkupplung 5 ist die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 6 mit der Getriebeeingangswelle 7 funktional wirksam gekoppelt, wobei die Trennkupplung 5 in jeder der beiden Positionen bzw. Zustände (offen oder geschlossen) haltekraftfrei ausgeführt und/oder ausgebildet ist, die Trennkupplung 5 also als eine haltekraftfreie Trennkupplung 5 ausgebildet ist.
• In dieser bevorzugten Ausführungsform ist auch erkennbar, dass die haltekraftfreie Trennkupplung 5 eine Synchronisiervorrichtung 12 aufweist, die bevorzugt als eine Sperrsynchronisierung ausgeführt und/oder ausgebildet ist.
• Die Synchronisiervorrichtung 12 weist vorzugsweise einen Synchronring mit einer Reibschicht und/oder einem Reibbelag 12a auf. Dadurch lassen sich die Reibwerte erhöhen, die Temperaturfestigkeit verbessern, sowie ein sanfteres Ansprechverhalten oder eine Verminderung der Betriebsgeräusche erreichen. Insbesondere ist die Trennkupplung 5 als eine feinsynchronisierende „Zahnkupplung“ ausgebildet.
• Aus der 1 erkennbar ist, dass die Trennkupplung 5 sich in einer geöffneten Position bzw. in einem offenen Zustand befindet. Ersichtlich ist, dass die Trennkupplung 5 zwei Kupplungsteile 5a und 5b aufweist. Das erste Kupplungsteil 5a ist mit der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 6 drehfest verbunden und axial nicht verschiebbar angeordnet bzw. fest mit der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 6 verbunden. Ferner weist das erste Kupplungsteil 5a ein Verzahnungsteil 8 mit einer Außenverzahnung auf. Die Außenverzahnung weist insbesondere zusätzlich auch einen Hinterschnitt auf, in den die Schiebemuffe 10 im geschlossen Zustand der Trennkupplung 5 eingreifen bzw. teils einrasten kann.
• Das zweites Kupplungsteil 5b ist hingegen mit der Getriebeeingangswelle 7 funktional wirksam fest verbunden und liegt dem ersten Kupplungsteil 5a koaxial gegenüber. Ferner ist aus der 1 ersichtlich, dass das zweite Kupplungsteil 5b insbesondere als ein Festrad 9 ausgebildet ist. Die Trennkupplung 5 weist eine Schiebemuffe 10, ein Sperrstück 11, eine Synchronisiervorrichtung 12 und einen Aktuator 13 sowie einen Pin 14 auf. Ferner ist das zweite Kupplungsteil 5b, insbesondere das Festrad 9 mit einer Rotorwelle 3a der E-Maschine 3 funktional wirksam fest verbunden.
• Die Verbindung des Festrades (9) mit der Rotorwelle 3a der E-Maschine 3)umfasst eine erste axial zusammensteckbare drehfeste Steckverbindung 21. Die erste Steckverbindung 21 ist durch Zusammenstecken einer Innenverzahnung am Ende der Rotorwelle 3a und einer Außenverzahnung am einen axialen Fortsatz am äußeren Umfang des Festrades 9 realisiert. Bei der Außenverzahnung des Festrades 9 könnte sich auch um eine axiale Verlängerung der für die Schiebemuffe 10 bestimmten Verzahnung des Festrades 9 handeln bzw. die Außenverzahnung könnte eine gleiche Form wie diese Verzahnung aufweisen. Somit wäre die Herstellung des Festrades 9 vereinfacht.
  Die Steckverbindung 21 könnte aber auch z. B. durch Eingreifen von Vorsprünge von der Rotorwelle 3a in die durchgehenden Ausnehmungen des Festrades 9, in denen sich die Sperrstücke 11 verschiebbar gelagert sind, realisiert werden. Weiterhin könnten das Festrad 9 und die Rotorwelle 3a an ihren zugewandten Stirnseiten korrespondierende Stirnverzahnungen aufweisen.
  Dank der Anordnung der ersten Steckverzahnung 21 in Wesentlichen am äußeren Umfang d.h. am größten Durchmesser des Festrades 9, kann diese auch große Drehmomente von der Rotorwelle 3a auf die Getriebeeingangswelle 7 übertragen ohne dabei zu großen Raumbedarf zu haben.
• Die Verbindung des Festrades 9 mit Getriebeeingangswelle 7 umfasst eine zweite axial zusammensteckbare drehfeste Steckverbindung 22, insbesondere eine Steckverzahnung. Das Festrad 9 kann somit - vorteilhaft auch mit der kompletten Trennkupplung 5, nämlich u. a . mit der Schiebemuffe 10 - auf die Getriebeeingangswelle 7 axial aufgeschoben werden, die nach dem Zusammenbau des Getriebes aus diesem herausragt. Vorteilhaft kann die erste Steckverbindung 21 und die zweite Steckverbindung 22 wenigstens teilweise gleichzeitig realisierbar. Wie in der 1 zu sehen ist, greift erst die zweite Steckverbindung 22 ineinander und bei dem weiteren axialen Verschiebung des Festrades 9 greift danach auch die erste Steckverbindung ineinander - nämlich die Außenverzahnung des Festrades 9 greift in die Innenverzahnung der Rotorwelle 3a, wobei die zweite Steckverbindung bei dem weiterem Verschieben auch weiter ineinander greift.
  Somit kann das Festrades 9 an den Hybrid-Antriebstrang mit schon montiertem Getriebe inklusive Getriebeeingangswelle 7 und des Rotors 3a der E-Maschine 3 in einem einzigen Schritt montiert werden, nämlich axial auf die Getriebeeingangswelle 7 aufgeschoben werden, wobei dabei die beide Steckverzahnungen 21, 22 realisiert werden und die Rotorwelle 3a der E-Maschine 3 über das Festrad 9 mit der Getriebeeingangswelle 7 wirksam drehfest verbunden wird.
• Zur Realisierung der Axialbewegung der Schiebemuffe 10 ist ein Aktuator 13, insbesondere zum Öffnen und Schließen der Trennkupplung 5 vorgesehen.
• In der 2 ist ein Ausschnitt aus der 1 in einer vergrößerten Ansicht dargestellt. Insbesondere ist der Pin 14 bzw. die Pinverbindung mit dem zum Teil dargestellten Aktuator 13 genauer zu erkennen. Der Aktuator 13 ist hier als ein elektromechanischer Aktuator 13 ausgebildet ist und zur Realisierung der Axialbewegung der Schiebemuffe 10 vorgesehen. Der Aktuator 13 ist sowohl auf Basis einer elektrischen Konfiguration, sowohl als auch auf einer magnetischen Konfiguration ausführbar und ist als axialer Antrieb, in dem Sinne einer axialen Bewegung bzw. Verschiebung, für die Schiebemuffe 10 vorgesehen. Hierzu ist vorgesehen, dass der Aktuator 13 funktional wirksam mit der Schiebemuffe 10 verbunden ist, insbesondere durch einen hierfür vorgesehenen Pin 14, welcher in einen Schleifsitz 10a in der Schiebmuffe 10 eingreift. Hierzu ist der Pin 14 auch wirksam mit dem Aktuator 13 verbunden. Somit ist die Schiebemuffe 10 funktional wirksam mit dem Aktuator 13 verbunden und kann der axialen Bewegung des Aktuators 13 folgen oder auch in einer vorbestimmten Position durch den Aktuator 13 fixiert bzw. gehalten werden, wobei hier durch den Aktuator 13 selber keine permanente Haltekraft aufgebracht werden muss, so dass auch der Energiebedarf zur Steuerung der Trennkupplung 5 verringert ist.
• 1 zeigt den geöffneten, also nicht geschlossenen Zustand der Trennkupplung 5. Hierbei ist die Schiebemuffe 10 nach rechts verschoben, so dass eine Innenverzahnung der Schiebemuffe 10 nicht mit der Außenverzahnung des Verzahnungsteils 8 in Eingriff kommt bzw. das Verzahnungsteil 8 mit der Innenverzahnung der Schiebemuffe 10 außer Eingriff ist. Das erste Kupplungsteil 5a und das zweite Kupplungsteil 5b, insbesondere das Festrad 9 sind daher nicht wirksam miteinander gekoppelt. Der vergrößerte Ausschnitt aus 1 ist in 2 entsprechend dargestellt.
• Beim Schließen der Trennkupplung 5 wird die Schiebemuffe 10 von rechts nach links axial verschoben. Hierfür wird der Aktuator 13 entsprechend betätigt, wobei dann mit Hilfe des Pins 14 die Schiebemuffe 10 von rechts nach links bewegt wird. Zunächst wird dann die Synchronisiervorrichtung 12 der Trennkupplung 5 betätigt, um die Drehzahl des zweiten Kupplungsteiles 5b bzw. des ersten Kupplungsteiles 5a entsprechend zu synchronisieren, nämlich mit Hilfe des Reibbelages 12a und einen mit dem Reibbelag 12a in Berührung kommenden konisch ausgebildeten Teilbereich des ersten Kupplungsteiles 5a. Das Sperrstück 11 und insbesondere die entsprechend angeordnete Federn 11a bewirken, dass bei der Verschiebung der Schiebemuffe 10 nach links dann das erste und das zweite Kupplungsteil 5a und 5b entsprechend synchronisiert werden, weil hierdurch dann der Reibbelag 12a des Synchronringes mit der konischen Fläche des ersten Verzahnungsteils 8 in Kontakt kommt. Erst wenn eine Synchronisierung der zuvor genannten Kupplungsteile 5a und 5b vorliegt, kann die Schiebemuffe 10 vollständig nach links verschoben werden, so dass dann die Innverzahnung der Schiebemuffe 10 mit der Außenverzahnung des ersten Kupplungsteils 5a, insbesondere hier mit dem Verzahnungsteil 8 in Eingriff kommt. Damit sind dann die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 6, das erste Kupplungsteil 5a und das zweite Kupplungsteil 5b wirksam über die Schiebemuffe 10 miteinander verbunden, so dass die entsprechende Drehkraft von der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle 6 auf die Getriebeeingangswelle 7 übertragen werden kann. An dieser Stelle darf zusätzlich darauf hingewiesen werden, dass das zweite Kupplungsteil 5b fest mit der Rotorwelle 3a verbunden ist, so wie sich dieses aus den Figuren ergibt.
• 3 zeigt in einer vergrößerten Darstellung den Aktuator 13 mit weiteren Komponenten, insbesondere einem Untersetzungsgetriebe 16, einer Spindel 17 und einem Schlitten 18. Der Aktuator 13 weist insbesondere einen Antrieb 15 auf, insbesondere einen elektrischen und/oder magnetischen ausgebildeten Antrieb 15. Es handelt sich daher insbesondere um einen elektromechanischen Aktuator 13 mit einem elektrisch ausgebildeten Antrieb 15, insbesondere einem Elektromotor 15a. Über die Anordnung des Untersetzungsgetriebes 16, der Spindel 17 und des Schlittens 18 lässt sich eine sehr genaue axiale Verschiebung der Schiebemuffe 10 erreichen, insbesondere mit Hilfe des in den Schleifsitz 10a der Schiebemuffe 10 eingreifenden Teils des Pins 14. Der Pin 14 ist im Wesentlichen wirksam mit Hilfe des Schlittens 18 (in den 1 bzw. 2 nach rechts und links) verschiebbar angeordnet.
• Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass der elektromechanische Aktuator 13 eine Rastierung und/oder zusätzlich einen Selbsthemmungsmechanismus aufweisen kann, um vorsorglich die Stellung der Schiebemuffe in einer bestimmten Position „zu sichern“. Hierbei ist die Rastierung und/oder der Selbsthemmungsmechanismus aber so ausgebildet, dass keine energetische Haltekraft und/oder keine permanente Haltekraft auf die Schiebemuffe 10 aufgebracht werden muss, da die Trennkupplung 5 als „selbsthaltende“, nämlich in der geschlossenen und offenen Position haltekraftfreie Trennkupplung 5 ausgebildet ist. Hierdurch werden die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt.
• Bezugszeichenliste

1

Hybrid-Antriebsstrang

2

Verbrennungskraftmaschine

3

E-Maschine

3a

Rotorwelle der E-Maschine

4

Getriebe

5

Trennkupplung

5a

erstes Kupplungsteil der Trennkupplung

5b

zweites Kupplungsteil der Trennkupplung

6

Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle

7

Getriebeeingangswelle

8

Verzahnungsteil

9

Festrad

10

Schiebemuffe

10a

Schleifsitz in der Schiebemuffe

11

Sperrstück

11a

Feder

12

Synchronisiervorrichtung

12a

Reibbelag

13

Aktuator

14

Pin

15

elektrisch oder magnetisch ausgebildeter Antrieb des Aktuators

15a

Elektromotor des elektrisch ausgebildeten Antriebs

16

Untersetzungsgetriebe / Getriebe des Aktuators

17

Spindel des Aktuators

18

Schlitten des Aktuators

21

erste Steckverbindung

22

zweite Steckverbindung

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 102010026980 A1 [0004]
• AT 507523 A2 [0005]

Claims (10)

1. Hybrid-Antriebsstrang (1) für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Verbrennungskraftmaschine (2), mit mindestens einer E-Maschine (3), mit mindestens einem Getriebe (4) und mit mindesten einer Trennkupplung (5), insbesondere einer K0-Kupplung, wobei die E-Maschine (3) eine Rotorwelle (3a) aufweist, wobei die Trennkupplung (5) funktional wirksam zwischen der Verbrennungskraftmaschine (2) und der E-Maschine (3) und/oder zwischen der Verbrennungskraftmaschine (2) und dem Getriebe (4) angeordnet ist, wobei im geöffneten Zustand der Trennkupplung (5) eine Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (6) von einer Getriebeeingangswelle (7) funktional wirksam entkoppelt ist, und wobei im geschlossenen Zustand der Trennkupplung (5) die Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (6) mit der Getriebeeingangswelle (7) funktional wirksam gekoppelt ist, wobei die Trennkupplung (5) im geöffneten Zustand sowie im geschlossenen Zustand als haltekraftfreie Trennkupplung (5) ausgeführt und/oder ausgebildet ist, und die Trennkupplung (5) ein erstes Kupplungsteil (5a) und ein zweites Kupplungsteil (5b) aufweist, wobei der erste Kupplungsteil (5a) mit der Verbrennungskraftmaschinenausgangswelle (6) und der zweite Kupplungsteil (5b) mit der Getriebeeingangswelle (7) funktional wirksam verbunden ist, wobei das zweite Kupplungsteil (5b) als ein Festrad (9) ausgebildet ist und dass das Festrad (9) mit der Rotorwelle (3a) der E-Maschine (3) funktional wirksam verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Festrades (9) mit der Rotorwelle (3a) der E-Maschine (3) eine erste axial zusammensteckbare drehfeste Steckverbindung (21) umfasst.
2. Hybrid-Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Festrades (9) mit Getriebeeingangswelle (7) eine zweite axial zusammensteckbare drehfeste Steckverbindung (22) umfasst und dass die erste Steckverbindung (21) und die zweite Steckverbindung (22) wenigstens teilweise gleichzeitig realisierbar sind.
3. Hybrid-Antriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die haltekraftfreie Trennkupplung (5) eine Sperrsynchronisierung aufweist.
4. Hybrid-Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungsteil (5a) ein Verzahnungsteil (8) aufweist.
5. Hybrid-Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (5) mindestens eine Schiebemuffe (10) und/oder mindestens ein Sperrstück (11) und/oder mindestens eine Synchronisiervorrichtung (12), und/oder mindestens einen Aktuator (13) aufweist.
6. Hybrid-Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (13) zur Realisierung der Axialbewegung der Schiebemuffe (10) insbesondere zum Öffnen und Schließen der Trennkupplung (5) vorgesehen ist, insbesondere der Aktuator (13) funktional wirksam mit der Schiebemuffe (10) verbunden ist.
7. Hybrid-Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pin (14) vorgesehen ist, wobei der Pin (14) einerseits mit dem Aktuator (13) wirksam verbunden ist und andererseits zur Realisierung einer Axialbewegung der Schiebemuffe (10) in die Schiebemuffe (10) und/oder in einen Teilbereich der Schiebemuffe (10) funktional wirksam eingreift, insbesondere in einen hierfür vorgesehenen Schleifsitz (10a).
8. Hybrid-Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (13) als ein elektromechanischer Aktuator (13) ausgebildet ist und zur Realisierung der Axialbewegung der Schiebemuffe (10) mindestens einen elektrisch oder magnetisch ausgebildeten Antrieb (15), insbesondere einen Elektromotor (15a), ein Getriebe (16), insbesondere ein Untersetzungsgetriebe, und/oder eine Spindel (17) und/oder einen Schlitten (18) aufweist.
9. Hybrid-Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Aktuator (13) eine Rastierung und/oder zusätzlich einen Selbsthemmungsmechanismus aufweist.
10. Hybrid-Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastierung im Inneren des elektrisch oder magnetisch ausgebildeten Antriebs (15) vorgesehen und/oder ausgebildet ist.

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