DE102022113512B3

DE102022113512B3 - Hybridmodul

Info

Publication number: DE102022113512B3
Application number: DE102022113512.8A
Authority: DE
Inventors: Christian DINGER; Thorsten Krause; Dirk Hofstetter
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-05-30
Filing date: 2022-05-30
Publication date: 2023-05-25
Anticipated expiration: 2042-05-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul (1) für einen Hybridantriebsstrang (100) mit einer eine Kurbelwelle (107) einer Brennkraftmaschine (106) mit einem einen Ölraum (9) umschließenden Gehäuse und einen Rotor (109) einer Elektromaschine (108) schaltbar verbindenden Trennkupplung (2) und einem zwischen der Kurbelwelle (107) und der Trennkupplung (2) angeordneten Drehschwingungsdämpfer (3). Um das Hybridmodul (1) trotz bestehender Bauraumrestriktionen nass betreiben zu können, sind der Drehschwingungsdämpfer (3) und die Trennkupplung (2) innerhalb des Ölraums (9) der Brennkraftmaschine (106) untergebracht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für einen Hybridantriebsstrang mit einer eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine mit einem einen Ölraum umschließenden Gehäuse und einen Rotor einer Elektromaschine schaltbar verbindenden Trennkupplung und einem zwischen der Kurbelwelle und der Trennkupplung angeordneten Drehschwingungsdämpfer.
Aus der Druckschrift DE 10 2019 117 059 A1 ist ein Hybridmodul für einen Hybridantriebsstrang bekannt, bei dem eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und ein koaxial zu dieser angeordneter Rotor einer Elektromaschine mittels einer Trennkupplung schaltbar miteinander verbindbar angeordnet sind. Zwischen der Kurbelwelle und der Trennkupplung ist ein trocken betriebener Drehschwingungsdämpfer vorgesehen. Die nass betriebene Trennkupplung wird mit Getriebeöl versorgt. Aus der Druckschrift DE 10 2017 103 021 A1 ist ein Hybridmodul für eine Brennkraftmaschine und eine Elektromaschine bekannt, wobei die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und der Rotor der Elektromaschine achsparallel zueinander mittels einer Trennkupplung verbindend schaltbar angeordnet sind und zwischen der Kurbelwelle und der Trennkupplung ein trocken betriebener Drehschwingungsdämpfer wirksam angeordnet ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Hybridmoduls für einen Hybridantriebsstrang. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, im Rahmen von Bauraumrestriktionen ein Hybridmodul vorzuschlagen, deren Drehschwingungsdämpfer und Trennkupplung nass betreibbar sind.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
Das vorgeschlagene Hybridmodul dient der Steuerung und Übertragung von Drehmoment in einem Hybridantriebsstrang zwischen einer Brennkraftmaschine und einer Elektromaschine und einem nachfolgenden Restantriebsstrang, beispielsweise eines Getriebes und Antriebsrädern, wobei ein Abtriebsflansch das anstehende Drehmoment über entsprechende Schnittstellen auf einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, ein Doppelkupplungsgetriebe, einen Rotor einer weiteren Elektromaschine oder auf das Getriebe direkt überträgt. In der vorgeschlagenen Version des Hybridantriebsstrangs ist die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mit dem Rotor der Brennkraftmaschine mittels einer Trennkupplung schaltbar verbunden. Die Trennkupplung ist in bevorzugter Weise als Reibungskupplung mit einen Reibeingriff bildenden Reibpartnern vorgesehen. Hierbei können eine einzige oder mehrere Reibpaarungen vorgesehen sein, indem die Reibungskupplung als Lamellenkupplung oder als Einscheibenkupplung ausgebildet ist.
An der Kurbelwelle ist ein Drehschwingungsdämpfer zwischen dieser und der Trennkupplung wirksam angeordnet. Der Drehschwingungsdämpfer kann eine über einen Verdrehwinkel eines Eingangs- und eines Ausgangsteil um die Drehachse wie beispielsweise die Kurbelachse der Brennkraftmaschine wirksame Federeinrichtung mit einer oder mehreren Dämpferstufen mit auf einem oder mehreren Durchmessern angeordneten Schraubendruckfedern aufweisen. Die Schraubendruckfedern können als über einen großen Umfang angeordnete, auf ihren Einsatzdurchmesser vorgebogene Bogenfedern beispielsweise in einer Zweier-, Dreier- oder Viererteilung und/oder als kurze, lineare Schraubendruckfedern ausgebildet sein. Der Federeinrichtung kann zumindest über einen Teil des Verdrehwinkels eine Reibeinrichtung parallel geschaltet sein.
In den Drehschwingungsdämpfer bevorzugt in das Ausgangsteil kann zumindest ein Fliehkraftpendel integriert sein. Dieses kann gegenüber einem um die Drehachse drehenden Pendelmassenträger auf Pendelbahnen im Fliehkraftfeld verschwenkbare Pendelmassen aufweisen, die mittels Pendellagern an dem Pendelmassenträger aufgenommen sind. Beispielsweise pro Pendelmasse zwei in Umfangsrichtung beabstandete Pendellager können beispielsweise aus bogenförmig und komplementär zueinander ausgebildeten Laufbahnen in dem Pendelmassenträger und in den Pendelmassen gebildet sein, wobei auf komplementären Laufbahnen eines Pendellagers jeweils eine Pendelrolle abwälzt.
Beispielsweise können zur Bildung eines Pendellagers in zwei zueinander axial beabstandeten, die über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen aufnehmenden Aufnahmebereichen des Pendelmassenträgers axial gegenüberliegende, gleiche, beispielsweise in Ausnehmungen angearbeitete Laufbahnen und in der jeweiligen, zwischen diesen angeordneten Pendelmasse eine Ausnehmung mit einer Laufbahn vorgesehen sein, auf welchen Laufbahnen die Ausnehmungen axial durchgreifend eine Pendelrolle abwälzt.
Alternativ können um einen flanschartigen Bereich des Pendelmassenträgers beidseitig über den Umfang verteilt Pendelmassenteile angeordnet sein, wobei axial gegenüberliegende Pendelmassenteile mittels Ausnehmungen durchgreifender Mittelteile miteinander zu jeweils einer Pendelmasse verbunden sind. Die Pendellager können jeweils aus in Ausnehmungen der Pendelmassenteile und in dem flanschartigen Bereich angearbeiteten Laufbahnen und einer die Ausnehmungen axial durchgreifenden, auf den Laufbahnen abwälzenden Pendelrolle gebildet sein. Alternativ können die Pendellager gebildet sein, indem an den die Mittelteile aufnehmenden Ausnehmungen und an den Mittelteilen radial übereinander und axial in Linie zwischen den Pendelmassenteilen angeordnete Laufbahnen ausgebildet sind, auf denen eine verliergesicherte Pendelrolle abwälzt.
Zur verbesserten Funktion der Trennkupplung und des Drehschwingungsdämpfers gegebenenfalls mit einem integrierten Fliehkraftpendel kann es vorteilhaft sein, diese nass, das heißt im Ölbad oder Ölnebel zu betreiben. Es wird daher vorgeschlagen, den Drehschwingungsdämpfer und die Trennkupplung innerhalb eines Ölraums der Brennkraftmaschine unterzubringen. Hierdurch kann ein Betrieb der Trennkupplung und des Drehschwingungsdämpfers trotz Bauraumrestriktionen vorgesehen werden, die beispielsweise daher rühren, dass ein Ölraum des Getriebes und/oder einer diesen Ölraum gegebenenfalls teilenden Antriebsstrangeinrichtung wie beispielsweise eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers, einer Doppelkupplung oder dergleichen axial beabstandet und/oder durch ein Karosserie- oder Antriebsstrangbauteil wie beispielsweise eine Antriebswelle eines Rads funktional getrennt oder eingeschränkt ist. Zur Aufnahme der Trennkupplung und des Drehschwingungsdämpfers in den Ölraum der Brennkraftmaschine kann ein Motorgehäuse der Brennkraftmaschine mit einem Ölkreislauf entsprechend erweitert sein. Beispielsweise kann ein die Trennkupplung und den Drehschwingungsdämpfer aufnehmendes Gehäusebauteil, beispielsweise ein mit einem Aufnahmevolumen für diese versehenes Deckelteil an das Motorgehäuse angeflanscht sein. Hierbei ist die Kurbelwelle vollständig in den Ölraum integriert. Eine abgedichtete Drehdurchführung für den Abtrieb erfolgt nach dem Ausgangsteil der Trennkupplung beispielsweise zwischen dem feststehenden Gehäusebauteil und einem Abtriebsflansch.
Die mittels der Trennkupplung mit der Brennkraftmaschine und damit mit dem Abtrieb koppelbare Elektromaschine kann mit ihrem Rotor koaxial zu der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angeordnet sein. Die Elektromaschine kann dabei in den Ölraum integriert und nass betrieben sein. Alternativ kann die Elektromaschine trocken betrieben sein, wobei zwischen dem Rotor und dem Ölraum eine dynamische Abdichtung vorgesehen ist. Zur Vermeidung oder Verringerung einer Zirkulation von Verunreinigungen des Öls beispielsweise mit Abrieb kann zwischen Teilölräumen der Brennkraftmaschine und der Trennkupplung eine Filtereinrichtung vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann zwischen Brennkraftmaschine und Trennkupplung eine Kühleinrichtung vorgesehen sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann hierbei jeweils einem der Teilölräume zugeordnet sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Hybridantriebsstrangs sind die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und der Rotor der Elektromaschine achsparallel zueinander angeordnet und das Hybridmodul enthält eine Wirkverbindung, mittels der die Kurbelwelle und damit die Brennkraftmaschine und der Rotor und damit die Elektromaschine antriebsmäßig verbunden sind. Die Wirkverbindung kann trocken beispielsweise als Zahnriementrieb ausgebildet sein. In bevorzugter Weise ist die Wirkverbindung in den Ölraum aufgenommen und wird nass betrieben. Hierzu ist bei einem trockenen Betrieb der Elektromaschine eine abgedichtete Drehdurchführung zwischen Ölraum und Rotor vorgesehen. Alternativ kann die Elektromaschine nass betrieben sein und in den Ölraum integriert sein.
Bei einer Anordnung der Wirkverbindung innerhalb des Ölraums kann diese beispielsweise als Kettenverbindung oder in bevorzugter Weise als Zahnradverbindung ausgebildet sein. Hierbei kann zwischen der Kurbelwelle und dem Rotor eine vorteilhafte Übersetzung eingestellt sein.
Die Lagerung der Trennkupplung erfolgt verdrehbar an dem Motorgehäuse der Brennkraftmaschine. Beispielsweise kann hierzu ein um eine Drehachse verdrehbar angeordneter Abtriebsflansch das Ausgangsteil der Trennkupplung und gegebenenfalls die Wirkverbindung aufnehmen. Der Abtriebsflansch ist an dem mit dem Motorgehäuse zur Verbindung vorgesehenen Gehäusebauteil verdrehbar gelagert. Das Eingangsteil der Trennkupplung ist mit dem Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers verbunden. Der Abtriebsflansch enthält die Schnittstelle zu dem nachfolgenden Antriebsstrang, beispielsweise eine axial flexible Antriebsplatte (Flexplate) zur Anbindung eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers, ein Verzahnungsbauteil zur Anbindung einer Doppelkupplung oder dergleichen.
Die Montage des Hybridmoduls erfolgt bei der Verbindung der Brennkraftmaschine mit der Elektromaschine als Antriebseinheit mit dem die Trennkupplung enthaltenden Gehäusebauteil. Das Hybridmodul enthält dabei eine Montageschnittstelle, wobei der Drehschwingungsdämpfer motorseitig an der Kurbelwelle und die Trennkupplung mit der Wirkverbindung bei achsparalleler Brennkraftmaschine zumindest teilweise an dem Abtriebsflansch mit dem Gehäusebauteil aufgenommen ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Hybridmoduls ist die Montageschnittstelle innerhalb des Drehschwingungsdämpfers vorgesehen. Hierbei bildet die Trennkupplung ausgangsseitige Beaufschlagungsmittel der Federeinrichtung des Drehschwingungsdämpfers. Bei einer Montage zwischen der Antriebseinheit und dem Gehäusebauteil werden die ausgangsseitigen Beaufschlagungsmittel der Trennkupplung in die Federeinrichtung gesteckt und das Gehäusebauteil wird an das Motorgehäuse angeflanscht. Ausgleichsbewegungen zwischen der Kurbelachse und der Drehachse des Abtriebsflanschs werden dabei innerhalb der Federeinrichtung mit ihren Beaufschlagungsmitteln ausgeglichen.
In einer alternativen Ausführungsform des Hybridmoduls ist die Montageschnittstelle innerhalb der Trennkupplung vorgesehen. Die Trennkupplung ist hierbei bevorzugt als Lamellenkupplung ausgebildet, wobei die Montageschnittstelle zwischen einem Lamellenträger, bevorzugt dem eingangsseitigen, die ausgangsseitigen Beaufschlagungsmittel der Federeinrichtung enthaltenden Lamellenträger und den zugehörigen Lamellen vorgesehen ist. Die Verbindung zwischen dem Gehäuseteil mit der Trennkupplung und gegebenenfalls der Wirkverbindung erfolgt durch Fügen des Lamellenträgers an den Lamellen und Anflanschen des Gehäusebauteils an das Motorgehäuse. Achsversätze zwischen der Kurbelwelle und des Abtriebsflanschs können ebenfalls innerhalb der Federeinrichtung und deren Beaufschlagung vorgesehen sein. Die Antriebseinheit kann mittels des an dem Motorgehäuse angeflanschten Hybridmoduls und in dem Ölraum aufgenommenen Drehschwingungsdämpfer und Trennkupplung als eine einzige Baueinheit ausgebildet werden, die während der sogenannten „Hochzeit“ mit dem Getriebe an dem vorgeschalteten Anfahr- und Kopplungselement - hydrodynamischer Drehmomentwandler, Doppelkupplung oder dergleichen - verbunden wird. Das Getriebe kann hierbei mit dem Antriebsflansch ein Pilotlager ausbilden.
Die Trennkupplung wird beispielsweise als zwangsweise geschlossene Reibungskupplung (normally open) durch Axialbelastung der Reibkomponenten unter Ausbildung eines Reibeingriffs betätigt. Hierbei kann eine hydrostatisch wirksame Betätigungsvorrichtung vorgesehen sein, indem ein in dem Ölraum aufgenommener Nehmerzylinder von einem außerhalb des Ölraums angeordneten, beispielsweise elektromechanisch und automatisiert betätigten Geberzylinder mit Druck beaufschlagt wird. Der Nehmerzylinder beaufschlagt mittels seines Nehmerzylinderkolbens einen entsprechenden Betätigungshebel axial. Die Druckleitung zwischen dem Geberzylinder und dem Nehmerzylinder kann zumindest teilweise innerhalb des Gehäuseteils geführt sein.
Alternativ kann eine Betätigung der Trennkupplung mittels eines hydraulischen Betätigungssystems vorgesehen sein, wobei von einer außerhalb des Ölraums angeordneten Pumpe Druckmittel über zumindest eine Drehdurchführung in eine Druckkammer mit einem gegenüber dieser abgedichteten, axial verlagerbaren Betätigungskolben zugeführt wird. Die Zuführung des Druckmittels kann zumindest teilweise in dem Gehäusebauteil und den Abtriebsflansch erfolgen, wobei zwischen dem Gehäusebauteil und dem Abtriebsflansch und zwischen dem Abtriebsflansch und der Druckkammer Drehdurchführungen vorgesehen sind.
Es versteht sich, dass von der Erfindung auch ein Hybridantriebsstrang wie beschrieben mit einer aus einer Brennkraftmaschine und einer Elektromaschine gebildeten Antriebseinheit, einem Getriebe und einem Hybridmodul wie vorgeschlagen umfasst ist und aus diesem Gegenstand ein Schutzbegehren abgeleitet werden kann.
Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Diese zeigen:

1 einen Hybridantriebsstrang mit einem Hybridmodul in schematischer Darstellung,
2 einen Ausschnitt eines Hybridantriebsstrangs entsprechend der 1 in konstruktiver Ausbildung und schematischer Darstellung,
3 eine Darstellung des Zusammenbaus des Hybridantriebsstrangs der 2 in schematischer Darstellung,
4 einen Ausschnitt eines gegenüber dem Hybridantriebsstrang der 2 abgeänderten Hybridantriebsstrangs in schematischer Darstellung und
5 einen Ausschnitt eines gegenüber den Hybridantriebssträngen der 2 und 4 abgeänderten Hybridantriebsstrangs in schematischer Darstellung.

Die 1 zeigt in schematischer Darstellung den Hybridantriebsstrang 100 mit der Antriebseinheit 101, dem Hybridmodul 1, dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 102, dem Getriebe 103 mit dem Differential 104 und einem der Antriebsräder 105. Die Antriebseinheit 101 enthält die Brennkraftmaschine 106 mit der Kurbelwelle 107 und die Elektromaschine 108 mit dem Rotor 109. Kurbelwelle 107 und Rotor 109 sind achsparallel zueinander angeordnet und mittels der Trennkupplung 2 miteinander antriebsmäßig verbindbar. An der Kurbelwelle 107 ist der Drehschwingungsdämpfer 3 eingangsseitig mit dem hier ausgangsseitig integrierten Fliehkraftpendel 4 aufgenommen und ausgangsseitig mit dem Eingangsteil der Trennkupplung 2 verbunden.
Die Elektromaschine 108 ist mittels der Wirkverbindung 5, hier der Zahnradverbindung 10 mit einer - von der Elektromaschine 108 ausgesehen - Übersetzung ins Langsame, antriebsmäßig mit dem Ausgangsteil der Trennkupplung 2 verbunden.
Der Abtrieb 6 der Antriebseinheit 101 und des Hybridmoduls 1 ist mit dem Eingang des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 102 gekoppelt. Dieser enthält in dem beispielsweise mit dem Ölraum des Getriebes 103 gekoppelten Ölraum 110 die parallel zu dem Pumpenrad 111 und dem Turbinenrad 112 geschaltete Wandlerüberbrückungskupplung 113 und den diesen nachgeschalteten Drehschwingungsdämpfer 114, der den Abtrieb des Drehmomentwandlers 102 bildet.
Die Brennkraftmaschine 106 enthält das Motorgehäuse 7 und den an dieses angeflanschten Gehäusebauteil 8, die gemeinsam den Ölraum 9 bilden. In dem Gehäusebauteil 8 sind der Drehschwingungsdämpfer 3, die Trennkupplung 2 und die Wirkverbindung 5 wie Zahnradverbindung 10 untergebracht und werden damit von dem Ölkreislauf der Brennkraftmaschine 106 versorgt und daher nass betrieben. Das Zahnrad 11 der Zahnradverbindung 10 ist mit dem Rotor 109 verbunden, der abgedichtet das Gehäusebauteil 8 durchgreift. Das mit dem Zahnrad 11 kämmende Zahnrad 12 ist ausgangsseitig mit der Trennkupplung 2 verbunden.
Der Ölraum 9 ist nach außen abgedichtet und gegenüber dem Ölraum 110 des Drehmomentwandlers 102 abgekoppelt, so dass diese gegebenenfalls axial beabstandet angeordnet werden können.
Die 2 zeigt in schematischer Darstellung ausschnittsweise den oberen, um die Drehachse d, beispielsweise die Kurbelachse der Kurbelwelle 107a oder unter Vernachlässigung von gegebenenfalls vorhandenem Achsversatz die Drehachse der Getriebeeingangswelle angeordneten Teil des konstruktiv ausgebildeten, dem Hybridantriebsstrang 100 entsprechenden Hybridantriebsstrang 100a im Schnitt. Das Hybridmodul 1a enthält den mit der Kurbelwelle 107a verbundenen Drehschwingungsdämpfer 3a, die Trennkupplung 2a sowie die zwischen der Elektromaschine und der Trennkupplung 2a angeordnete Zahnradverbindung 10a.
Das Hybridmodul 1a ist vollständig in dem von dem nicht dargestellten Motorgehäuse und dem radial außerhalb des Zahnrads 11a zusammenlaufenden und hier zweiteilig dargestellten Gehäusebauteil 8a gebildeten Ölraum 9a untergebracht. Der Abtrieb 6a des Hybridmoduls 1a erfolgt mittels des nabenartigen Abtriebsflanschs 13a, der an dem axialen Ansatz 14a des Gehäusebauteils 8a mittels der Lagerung 15a axial fest und verdrehbar gelagert und zentriert ist. Der Abtriebsflansch 13a nimmt die Trennkupplung 2a auf und bildet hier einteilig das Zahnrad 12a der Zahnradverbindung 10a. Das Eingangsteil 16a des Drehschwingungsdämpfers 3a enthält das mittels der Befestigungsschrauben 17a mit der Kurbelwelle 107a verbundene Scheibenteil 18a, an dem die eingangsseitigen Beaufschlagungsmittel 19a und radial außen das Rückhalteelement 20a für die hier als Bogenfedern ausgebildeten Schraubendruckfedern 22a der Federeinrichtung 21 a befestigt, hier angenietet sind. An den radial nach innen erweiterten Laschen 23a des Rückhalteelements 20a können weitere eingangsseitige Befestigungsmittel der Schraubendruckfedern 22a beispielsweise als Anprägungen, axial umgelegte Haken oder dergleichen vorgesehen sein.
Das Ausgangsteil 52a des Drehschwingungsdämpfers 3a enthält das Flanschteil 24a, welches radial innen mittels der Lagerung 25a axial fest und verdrehbar auf dem Abtriebsflansch 13a gelagert und zentriert ist. Das Flanschteil 24a enthält radial außen die ausgangsseitigen Beaufschlagungsmittel 26a und dient als Pendelmassenträger des Fliehkraftpendels 4a für die beidseitig und über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassenteile 27a, von denen jeweils zwei axial gegenüberliegende Pendelmassenteile 27a miteinander mittels das Flanschteil 24a durchgreifender Mittelteile zu Pendelmassen verbunden sind. Pendellager zur verschwenkbaren Aufnahme der Pendelmassen gegenüber dem Flanschteil 24a und Mittelteile sind nicht dargestellt. Radial außerhalb der Pendelmassenteile 27a - hier auf radialer Höhe der Schraubendruckfedern 22a ist das Eingangsteil 28a der Trennkupplung 2a mit dem Flanschteil 24a verbunden - hier mittels der Niete 29a vernietet. Das Eingangsteil 28a bildet den Außenlamellenträger 32a der als Lamellenkupplung ausgebildeten Trennkupplung 2a und nimmt drehfest und begrenzt axial verlagerbar die Lamellen 30a auf. Mit den Lamellen 30a sind abwechselnd die ausgangsseitigen Lamellen 31a geschichtet und drehfest und axial begrenzt verlagerbar in den ausgangsseitigen, hier einteilig mit dem Abtriebsflansch 13a ausgebildeten Innenlamellenträger 33a eingehängt. Die Lamellen 30a, 31a sind unter Einwirkung des Betätigungssystems 35a gegen die axial feste Endlamelle 34a vorspannbar und bilden dabei einen Reibeingriff, so dass die Trennkupplung 2a bei Betätigung geschlossen und im nicht betätigten Zustand geöffnet ist. Das Betätigungssystem 35a ist als hydrostatisches Betätigungssystem ausgebildet und enthält den um die Drehachse d angeordneten Nehmerzylinder 36a, den Betätigungshebel 37a und die Druckleitung 38a sowie einen nicht dargestellten, automatisiert betriebenen Aktor mit einem beispielsweise elektromechanisch betätigten Geberzylinder. Der Nehmerzylinderkolben 39a des Nehmerzylinders 36a wird bei Druckbeaufschlagung axial verlagert und bewegt den Betätigungshebel 37a entgegen der Wirkung des Federelements 40a, wodurch die Lamellen 30a, 31a gegen die Endlamelle 34a axial vorgespannt werden und einen Reibeingriff bilden. Bei im Nehmerzylinder 36a nachlassendem Druck wird der Nehmerzylinderkolben 39a mittels des Federelements 40a zurückgestellt und die Trennkupplung wieder geöffnet. Der für die Betätigung der Trennkupplung 2a erforderliche Druck am Nehmerzylinder 36a wird von dem Geberzylinder über die Druckleitung 38a bereitgestellt. Die Druckleitung 38a ist zur Einsparung von Material und Bauraum zumindest teilweise innerhalb des Gehäusebauteils 8a geführt.
Der Abtrieb 6a stellt die Verbindung zu dem Wandlergehäuse 53a eines nicht näher dargestellten Drehmomentwandlers 102a her. Hierzu ist auf dem Abtriebsflansch 13a die Ausgangsnabe 41a drehfest beispielsweise mittels einer Wellenverzahnung und mittels der Dichtungen 42a, 43a gegenüber dem Ölraum 9a abgedichtet aufgenommen. An der Ausgangsnabe 41a ist hier mittels Nieten 44a das Abtriebsblech 45a befestigt, welches radial außen mit dem an dem Wandlergehäuse 53a befestigten wie beispielsweise vernieteten oder verschweißten Zwischenblech 46a mittels der über den Umfang verteilt angeordneten Schrauben 47a trennbar verbunden ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind Hybridmodul 1a und Drehmomentwandler 102a bedingt durch die Fahrzeugkonstruktion aufgrund der zwischen diesen geführten Querwelle 48a axial beabstandet. Der mit dem Wandlergehäuse 53a verbundene Zapfen 49a und die im Abtriebsflansch 13a eingebrachte Ausnehmung 50a bilden das Pilotlager 51a.
Die 3 zeigt den oberen Teil des um die Drehachse d angeordneten, ausschnittsweise im Schnitt dargestellten Hybridantriebsstrangs 100a der 2 vor der Endmontage. Das erste Modul M1 ist aus der Brennkraftmaschine 106a mit der Kurbelwelle 107a, der nicht dargestellten Elektromaschine und dem auf der Kurbelwelle 107a vormontierten Drehschwingungsdämpfer 3a ohne Ausgangsteil 52a gebildet. Das zweite Modul M2 enthält das Ausgangsteil 52a des Drehschwingungsdämpfers 3a, die Trennkupplung 2a mit dem Nehmerzylinder 36a, den Abtriebsflansch 13a mit der Ausgangsnabe 41a und dem Abtriebsblech 45a sowie das Gehäusebauteil 8a mit der Zahnradverbindung 10a. Das dritte Modul M3 enthält das mit dem Wandlergehäuse 53a verbundene Zwischenblech 46a und den sich anschließenden Drehmomentwandler 102a und das nicht dargestellte Getriebe.
Zuerst werden die Module M1 und M2 gefügt. Die Schnittstelle S1 wird zwischen dem ausgangsseitigen Beaufschlagungsmittel 26a des Ausgangsteils 52a und der Federeinrichtung 21a ausgebildet, wobei die Beaufschlagungsmittel 26a jeweils in Umfangsrichtung zwischen die benachbarten Stirnseiten zweier Schraubendruckfedern 22a axial eingreifen. An dieser Stelle erfolgt ein gegebenenfalls bestehender Versatzausgleich zwischen der Kurbelachse der Kurbelwelle 107a und der Drehachse d des Getriebes. Während des Fügevorgangs an der Schnittstelle S1 erfolgt gleichzeitig das Fügen des Rotors in das Zahnrad 11a und das Anflanschen und Verbinden des Gehäusebauteils 8a mit dem Motorgehäuse. Auf diese Weise wird eine Baueinheit B der Antriebseinheit aus Brennkraftmaschine, Elektromaschine und Hybridmodul 1a mit geschlossenem Ölraum 9a gebildet.
In einem nachfolgenden Schritt erfolgt während der sogenannten „Hochzeit“ die Verbindung der Baueinheit B mit dem Modul M3 an der Schnittstelle S2 durch Verschrauben des Abtriebsblechs 45a mit dem Zwischenblech 46a mittels der Schrauben 47a. Zugleich werden das Motorgehäuse und das Getriebegehäuse miteinander verbunden und damit der Hybridantriebsstrang 100a endmontiert.
Die 4 zeigt ausschnittsweise und in schematischer Darstellung den oberen Teil des Hybridantriebsstrangs 100b mit dem in dem gemeinsamen Ölraum 9b untergebrachten Hybridmodul 1b im Schnitt. Im Unterschied zu dem Hybridantriebsstrang 100a der 2 ist anstatt des hydrostatisch ausgebildeten Betätigungssystems 35a das hydraulisch betriebene Betätigungssystem 35b vorgesehen. Hierzu stellt eine nicht dargestellte Pumpe über die zumindest teileweise in dem Gehäusebauteil 8b geführte Druckleitung 38b mit einem steuerbaren Druck vorgespanntes Druckmittel bereit, welches über die Drehdurchführungen 54b, 55b über den in dem Abtriebsflansch 13b vorgesehenen Leitungsabschnitt 56b der Druckkammer 57b zugeführt wird. Die Druckkammer 57b ist mittels des auf dem Abtriebsflanschs 13b axial verlagerbar und dicht gelagerten Betätigungskolbens 37b dicht verschlossen. Der Betätigungskolben 37b ist entgegen der Wirkung des Federelements 40b abhängig vom Druck in der Druckkammer 57b axial verlagerbar und spannt zum Schließen der Trennkupplung 2b bei einem vorgegebenen Druck in der Druckkammer 57b die Lamellen 30b, 31b zur Bildung eines Reibschlusses gegen die Endlamelle 34b vor. Bei nachlassendem Druck in der Druckkammer 57b verlagert das Federelement 40b den Betätigungskolben 37b in seine Ruhestellung und die Trennkupplung 2b wird wieder geöffnet.
Die 5 zeigt ausschnittsweise und in schematischer Darstellung den oberen Teil des Hybridantriebsstrangs 100c mit dem in dem gemeinsamen Ölraum 9c untergebrachten Hybridmodul 1c im Schnitt.
Im Unterschied zu den Hybridantriebssträngen 100a, 100b der 2 bis 4 ist die Schnittstelle S1A zur Verbindung des Moduls M1A mit dem komplett auf der Kurbelwelle 107c der Brennkraftmaschine 106c vormontierten Drehschwingungsdämpfer 3c und dem Modul M2A mit der auf dem Abtriebsflansch 13c aufgenommenen und die Zahnradverbindung 10c enthaltenden Trennkupplung 2c innerhalb dieser vorgesehen. Hierzu ist das Eingangsteil 16c des Drehschwingungsdämpfers 3c an der Nabe 58c mit der Kurbelwelle 107c mittels der Befestigungsschrauben 17c aufgenommen. Mit der Nabe 58c ist das eingangsseitige Scheibenteil 18c fest verbunden und das Flanschteil 24c mit dem Fliehkraftpendel 4c des Ausgangsteils 52c des Drehschwingungsdämpfers 3c ist verdrehbar und innerhalb der Federelemente 59c, 60c axial elastisch auf der Nabe 58c aufgenommen.
Das Eingangsteil 28c mit dem Außenlamellenträger 32c der Trennkupplung 2c ist mittels der Niete 29c fest mit dem Flanschteil 24c hier auf radialer Höhe der ausgangsseitigen Beaufschlagungsmittel 26c verbunden und damit dem Modul M1A zugeordnet. Beim Fügen der Module M1A, M2A wird an der Schnittstelle S1A der Außenlamellenträger 32c axial in die Lamellen 30c eingeschoben. Entsprechende Einfuhrhilfen wie Einfuhrschrägen können an der Stirnseite des Außenlamellenträgers 32c vorgesehen sein. Beim Fügen der Schnittstelle S1A wird entsprechend dem Fügevorgang der Hybridantriebsstränge 100a, 100b die Wellenverbindung zwischen dem Zahnrad 11c der Zahnradverbindung 10c und dem Rotor der Elektromaschine gefügt und das Gehäusebauteil 8c mit dem nicht dargestellten Motorgehäuse der Brennkraftmaschine 106c zur Bildung eines gemeinsamen Ölraums 9c dicht verbunden.
Bezugszeichenliste

1: Hybridmodul
1a: Hybridmodul
1b: Hybridmodul
1c: Hybridmodul
2: Trennkupplung
2a: Trennkupplung
2b: Trennkupplung
2c: Trennkupplung
3: Drehschwingungsdämpfer
3a: Drehschwingungsdämpfer
3c: Drehschwingungsdämpfer
4: Fliehkraftpendel
4a: Fliehkraftpendel
4c: Fliehkraftpendel
5: Wirkverbindung
6: Abtrieb
6a: Abtrieb
7: Motorgehäuse
8: Gehäusebauteil
8a: Gehäusebauteil
8b: Gehäusebauteil
8c: Gehäusebauteil
9: Ölraum
9a: Ölraum
9b: Ölraum
9c: Ölraum
10: Zahnradverbindung
10a: Zahnradverbindung
10c: Zahnradverbindung
11: Zahnrad
11a: Zahnrad
11c: Zahnrad
12: Zahnrad
12a: Zahnrad
13a: Abtriebsflansch
13b: Abtriebsflansch
13c: Abtriebsflansch
14a: Ansatz
15a: Lagerung
16a: Eingangsteil
16c: Eingangsteil
17a: Befestigungsschraube
17c: Befestigungsschraube
18a: Scheibenteil
18c: Scheibenteil
19a: Beaufschlagungsmittel
20a: Rückhalteelement
21a: Federeinrichtung
22a: Schraubendruckfeder
23a: Lasche
24a: Flanschteil
24c: Flanschteil
25a: Lagerung
26a: Beaufschlagungsmittel
26c: Beaufschlagungsmittel
27a: Pendelmassenteil
28a: Eingangsteil
28c: Eingangsteil
29a: Niet
29c: Niet
30a: Lamelle
30b: Lamelle
30c: Lamelle
31a: Lamelle
31b: Lamelle
32a: Außenlamellenträger
32c: Außenlamellenträger
33a: Innenlamellenträger
34a: Endlamelle
34b: Endlamelle
35a: Betätigungssystem
35b: Betätigungssystem
36a: Nehmerzylinder
37a: Betätigungshebel
37b: Betätigungskolben
38a: Druckleitung
38b: Druckleitung
39a: Nehmerzylinderkolben
40a: Federelement
40b: Federelement
41a: Ausgangsnabe
42a: Dichtung
43a: Dichtung
44a: Niet
45a: Abtriebsblech
46a: Zwischenblech
47a: Schraube
48a: Querwelle
49a: Zapfen
50a: Ausnehmung
51a: Pilotlager
52a: Ausgangsteil
52c: Ausgangsteil
53a: Wandlergehäuse
54b: Drehdurchführung
55b: Drehdurchführung
56b: Leitungsabschnitt
57b: Druckkammer
58c: Nabe
59c: Federelement
60c: Federelement
100: Hybridantriebsstrang
100a: Hybridantriebsstrang
100b: Hybridantriebsstrang
100c: Hybridantriebsstrang
101: Antriebseinheit
102: Drehmomentwandler
102a: Drehmomentwandler
103: Getriebe
104: Differential
105: Antriebsrad
106: Brennkraftmaschine
106a: Brennkraftmaschine
106c: Brennkraftmaschine
107: Kurbelwelle
107a: Kurbelwelle
107c: Kurbelwelle
108: Elektromaschine
109: Rotor
110: Ölraum
111: Pumpenrad
112: Turbinenrad
113: Wandlerüberbrückungskupplung
114: Drehschwingungsdämpfer
B: Baueinheit
d: Drehachse
M1: Modul
M1A: Modul
M2: Modul
M2A: Modul
M3: Modul
S1: Schnittstelle
S1A: Schnittstelle
S2: Schnittstelle

Claims

Hybridmodul (1, 1a, 1b, 1c) für einen Hybridantriebsstrang (100, 100a, 100b, 100c) mit einer eine Kurbelwelle (107, 107a, 107c) einer Brennkraftmaschine (106, 106c) mit einem einen Ölraum (9, 9a, 9b, 9c) umschließenden Gehäuse und einen Rotor (109) einer Elektromaschine (108) schaltbar verbindenden Trennkupplung (2, 2a, 2b, 2c) und einem zwischen der Kurbelwelle (107, 107a, 107c) und der Trennkupplung (2, 2a, 2b, 2c) angeordneten Drehschwingungsdämpfer (3, 3a, 3c), dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer (3, 3a, 3c) und die Trennkupplung (2, 2a, 2b, 2c) innerhalb des Ölraums (9, 9a, 9b, 9c) der Brennkraftmaschine (106, 106c) untergebracht sind.
Hybridmodul (1, 1a, 1b, 1c) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (107, 107a, 107c) der Brennkraftmaschine (106, 106c) und der Rotor (109) der Elektromaschine (108) achsparallel zueinander angeordnet und mittels einer Wirkverbindung (5) antriebsmäßig verbunden sind.
Hybridmodul (1, 1a, 1b, 1c) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkverbindung (5) innerhalb des Ölraums (9, 9a, 9b, 9c) angeordnet ist.
Hybridmodul (1, 1a, 1b, 1c) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkverbindung (5) als Zahnradverbindung (10, 10a, 10c) ausgebildet ist.
Hybridmodul (1, 1a, 1b, 1c) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Drehschwingungsdämpfer (3, 3a, 3c) ein Fliehkraftpendel (4, 4a, 4c) integriert ist.
Hybridmodul (1a, 1b, 1c) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (2a, 2b, 2c) in einem mit einem Motorgehäuse (7) verbindbaren Gehäusebauteil (8a, 8b, 8c) des Hybridmoduls (1a, 1b, 1c) und ausgangsseitig auf einem Abtriebsflansch (13a, 13b, 13c) aufgenommen ist, welcher abgedichtet und verdrehbar an dem Gehäusebauteil (8a, 8b, 8c) gelagert ist und der Drehschwingungsdämpfer (3a, 3c) eingangsseitig an der Kurbelwelle (107a, 107c) aufgenommen ist.
Hybridmodul (1a, 1b) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelle (S1) zur Montage des Hybridmoduls (1a, 1b) innerhalb des Drehschwingungsdämpfers vorgesehen ist.
Hybridmodul (1c) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelle (S1A) zur Montage des Hybridmoduls (1c) innerhalb der Trennkupplung (2c) vorgesehen ist.
Hybridmodul (1a, 1c) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betätigung der Trennkupplung (2a, 2c) mittels eines hydrostatisch betriebenen Nehmerzylinders (36a) vorgesehen ist.
Hybridmodul (1b) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betätigung der Trennkupplung (2b) mittels eines hydraulisch über zumindest eine Drehdurchführung (54b, 55b) zugeführten Druckmittels vorgesehen ist.