DE102022133460A1 - Hydraulic arrangement and hybrid module - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung (1) für einen Antriebsstrang (2) eines Kraftfahrzeugs (3), umfassend einen Zentralausrücker (7), mit einem in einem Antriebsstranggehäuse (8) aufgenommenen Zentralausrückergehäuse (9), in welchem ein translatorisch versetzbarer Zentralausrückerkolben (10) geführt ist, wobei zwischen dem Zentralausrückergehäuse (9) und dem Zentralausrückerkolben (10) ein erster Druckraum (11) definiert ist, in den ein Hydraulikfluid (12) einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der erste Zentralausrückerkolben (10) gegenüber dem Zentralausrückergehäuse (9) hydraulisch bewirkt versetzbar ist, und der Zentralausrückerkolben (10) entgegen seiner Ausrückrichtung von einem Federelement (13) federkraftbeaufschlagbar ist, wobei die Zufuhr von Hydraulikfluid (12) in den ersten Druckraum (11) aus einem sich in radialer Richtung durch das Antriebsstranggehäuse (8) erstreckenden Hydraulikkanal (4) erfolgt, und das Zentralausrückergehäuse (9) gegenüber dem Antriebsstranggehäuse (8) mittels eines ersten umfänglich verlaufenden Dichtelements (5) und eines zweiten umfänglich verlaufenden Dichtelements (6) fluiddicht angeordnet ist, wobei der Hydraulikkanal (4) axial zwischen dem ersten Dichtelement (5) und dem zweiten Dichtelement (6) in den ersten Druckraum (11) eintritt und das Federelement (13) so vorgespannt und konfiguriert ist, dass das Zentralausrückergehäuse (9) ohne ein zusätzliches formschlüssiges, kraftschlüssiges und/oder stoffschlüssiges Sicherungsmittel einseitig axial entgegen der Ausrückrichtung des Zentralausrückerkolbens (10) gesichert in dem Antriebsstranggehäuse (8) positioniert ist.The invention relates to a hydraulic arrangement (1) for a drive train (2) of a motor vehicle (3), comprising a central release (7), with a central release housing (9) accommodated in a drive train housing (8), in which a translationally displaceable central release piston (10) is guided, wherein a first pressure chamber (11) is defined between the central release housing (9) and the central release piston (10), into which a hydraulic fluid (12) can be introduced and pressurized such that the first central release piston (10) can be hydraulically displaced relative to the central release housing (9), and the central release piston (10) can be spring-loaded by a spring element (13) in the opposite direction to its release direction, wherein the supply of hydraulic fluid (12) to the first pressure chamber (11) takes place from a hydraulic channel (4) extending in the radial direction through the drive train housing (8), and the central release housing (9) is arranged in a fluid-tight manner relative to the drive train housing (8) by means of a first circumferentially extending sealing element (5) and a second circumferentially extending sealing element (6), wherein the hydraulic channel (4) enters the first pressure chamber (11) axially between the first sealing element (5) and the second sealing element (6) and the spring element (13) is prestressed and configured such that the central release housing (9) is secured on one side axially against the release direction of the central release piston (10) in the drive train housing (8) without an additional positive, non-positive and/or material-locking securing means.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Zentralausrücker, mit einem in einem Antriebsstranggehäuse aufgenommenen Zentralausrückergehäuse, in welchem ein translatorisch versetzbarer Zentralausrückerkolben geführt ist, wobei zwischen dem Zentralausrückergehäuse und dem Zentralausrückerkolben ein erster Druckraum definiert ist, in den ein Hydraulikfluid einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der erste Zentralausrückerkolben gegenüber dem Zentralausrückergehäuse hydraulisch bewirkt versetzbar ist, und der Zentralausrückerkolben entgegen seiner Ausrückrichtung von einem Federelement federkraftbeaufschlagbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Hybridmodul.The present invention relates to a hydraulic arrangement for a drive train of a motor vehicle, comprising a central release mechanism, with a central release mechanism housing accommodated in a drive train housing, in which a translationally displaceable central release mechanism piston is guided, wherein a first pressure chamber is defined between the central release mechanism housing and the central release mechanism piston, into which a hydraulic fluid can be introduced and pressurized such that the first central release mechanism piston can be hydraulically displaced relative to the central release mechanism housing, and the central release mechanism piston can be subjected to spring force by a spring element in the opposite direction to its release direction. The invention further relates to a hybrid module.
Ein Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs umfasst üblicherweise eine Kombination aus einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor, und ermöglicht - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfügbarkeit bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch den Verbrennungsmotor und den Elektromotor anzutreiben. Im Hybridfahrzeug ersetzt der Elektromotor meist zum einen den früher üblichen Anlasser für den Verbrennungsmotor und zum anderen die früher übliche Lichtmaschine, um eine Gewichtszunahme des Hybridfahrzeugs gegenüber ausschließlich verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen zu reduzieren.A hybrid vehicle's drive train usually comprises a combination of an internal combustion engine and an electric motor, and enables - for example in urban areas - purely electric operation while maintaining sufficient range and availability for cross-country journeys. In certain operating situations, it is also possible to use both the internal combustion engine and the electric motor to drive the vehicle at the same time. In hybrid vehicles, the electric motor usually replaces the previously common starter motor for the internal combustion engine and the previously common alternator in order to reduce the weight increase of the hybrid vehicle compared to vehicles powered exclusively by internal combustion engines.
Gattungsgemäße Antriebseinheiten sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Diesbezüglich offenbart bspw. die
Wie ferner aus der
Derartige Trennkupplungen werden üblicherweise mittels eines hydraulischen Betätigungssystems betätigt. Ein hydraulisches Betätigungssystem verfügt in der Regel über einen Geberzylinder, der den am Geberzylinder erzeugten Druck über eine hydraulische Druckleitung an einen Nehmerzylinder überträgt. Der Nehmerzylinder überträgt mittels eines in axialer Richtung verlagerbaren Kolbens, und unter Zwischenschaltung eines Kupplungsausrücklagers, den hydraulischen Druck auf ein Hebelsystem, mittels dessen ein Reibschluss an der Trennkupplung ausgebildet oder gelöst wird. Vollhydraulische Betätigungssysteme, wie sie in der Regel bei Hybridmodulen zum Einsatz kommen, können beispielsweise mit einem Zentralausrücker ausgestattet sein, der häufig auch als Concentric Slave Cylinder (CSC) bezeichnet wird.Such separating clutches are usually operated using a hydraulic actuation system. A hydraulic actuation system usually has a master cylinder that transfers the pressure generated on the master cylinder to a slave cylinder via a hydraulic pressure line. The slave cylinder transfers the hydraulic pressure to a lever system using a piston that can be moved in the axial direction and with the interposition of a clutch release bearing, by means of which a frictional connection on the separating clutch is formed or released. Fully hydraulic actuation systems, such as those generally used in hybrid modules, can be equipped with a central release, for example, which is often also referred to as a concentric slave cylinder (CSC).
Die zur Hybridisierung konventioneller Antriebsstränge benötigten Trennkupplungen müssen verglichen mit konventionellen Anfahr- bzw. Gangwechselkupplungen besonderen Anforderungen hinsichtlich Baugröße und Energieeffizienz genügen.Compared to conventional starting or gear-changing clutches, the separating clutches required for the hybridization of conventional drive trains must meet special requirements in terms of size and energy efficiency.
So ist es häufig aufgrund der in einem Hybridmodul herrschenden Bauraumsituation nicht oder nur schwer möglich, einen Zentralausrücker in herkömmlicher Weise beispielsweise in einer Getriebeglocke zu fixieren, wobei eine montagefreundliche Befestigung des Zentralausrückers sowie die Hydraulikfluidzuführung in den Druckraum des Zentralausrückers regelmäßig eine besondere Herausforderung darstellen.Due to the space constraints in a hybrid module, it is often impossible or difficult to fix a central release in the conventional manner, for example in a gearbox bell housing. An easy-to-install fastening of the central release and the supply of hydraulic fluid to the pressure chamber of the central release regularly present a particular challenge.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hydraulikanordnung bereitzustellen, die eine möglichst kompakte Bauform und leichte Montierbarkeit bei möglichst geringer Bauteilkomplexität und Fertigungskosten ermöglicht.It is therefore an object of the present invention to provide a hydraulic arrangement which enables the most compact design possible and easy assembly with the lowest possible component complexity and manufacturing costs.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Hydraulikanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Zentralausrücker, mit einem in einem Antriebsstranggehäuse aufgenommenen Zentralausrückergehäuse, in welchem ein translatorisch versetzbarer Zentralausrückerkolben geführt ist, wobei zwischen dem Zentralausrückergehäuse und dem Zentralausrückerkolben ein erster Druckraum definiert ist, in den ein Hydraulikfluid einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der erste Zentralausrückerkolben gegenüber dem Zentralausrückergehäuse hydraulisch bewirkt versetzbar ist, und der Zentralausrückerkolben entgegen seiner Ausrückrichtung von einem Federelement federkraftbeaufschlagbar ist, wobei die Zufuhr von Hydraulikfluid in den ersten Druckraum aus einem sich in radialer Richtung durch das Antriebsstranggehäuse erstreckenden Hydraulikkanal erfolgt, und das Zentralausrückergehäuse gegenüber dem Antriebsstranggehäuse mittels eines ersten umfänglich verlaufenden Dichtelements und eines zweiten umfänglich verlaufenden Dichtelements fluiddicht angeordnet ist, wobei der Hydraulikkanal axial zwischen dem ersten Dichtelement und dem zweiten Dichtelement in den ersten Druckraum eintritt und das Federelement so vorgespannt und konfiguriert ist, dass das Zentralausrückergehäuse ohne ein zusätzliches formschlüssiges, kraftschlüssiges und/oder stoffschlüssiges Sicherungsmittel einseitig axial entgegen der Ausrückrichtung des Zentralausrückerkolbens gesichert in dem Antriebsstranggehäuse positioniert ist.This object is achieved by a hydraulic arrangement for a drive train of a motor vehicle, comprising a central release mechanism, with a central release mechanism housing accommodated in a drive train housing, in which a translationally displaceable central release mechanism piston is guided, wherein a first pressure chamber is defined between the central release mechanism housing and the central release mechanism piston, into which a hydraulic fluid can be introduced and pressurized such that the first central release mechanism piston can be hydraulically displaced relative to the central release mechanism housing, and the central release mechanism piston can be spring-loaded by a spring element against its release direction, wherein the supply of hydraulic fluid into the first pressure chamber takes place from a hydraulic channel extending in the radial direction through the drive train housing, and the central release mechanism housing is displaceable relative to the drive train housing. The central release housing is arranged in a fluid-tight manner by means of a first circumferentially extending sealing element and a second circumferentially extending sealing element, wherein the hydraulic channel enters the first pressure chamber axially between the first sealing element and the second sealing element and the spring element is prestressed and configured such that the central release housing is secured on one side axially against the release direction of the central release piston in the drive train housing without an additional positive, non-positive and/or material-locking securing means.
Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass durch die Bauweise der erfindungsgemäßen Hydraulikanordnung auf eine gesonderte mechanische Verbindung zwischen dem Zentralausrückergehäuse und dem Antriebsstranggehäuse, z.B. in Form einer Verschraubung, verzichtet werden. Hierdurch ist die erfindungsgemäße Hydraulikanordnung auch besonders montagefreundlich, da auf einen separaten Montageschritt der Sicherung des Zentralausrückergehäuses gegenüber dem Antriebsstranggehäuse, beispielsweise durch eine Verschraubung, verzichtet werden kann.This provides the advantage that the design of the hydraulic arrangement according to the invention means that a separate mechanical connection between the central release housing and the drive train housing, e.g. in the form of a screw connection, is not required. This also makes the hydraulic arrangement according to the invention particularly easy to install, since a separate installation step for securing the central release housing to the drive train housing, e.g. by means of a screw connection, is not required.
Die erfindungsgemäße Hydraulikanordnung trägt ferner zu einer montagefreundlichen Anbindung des Zentralausrückergehäuses dadurch bei, indem eine Montage durch ein rein axiales Einsetzen bzw. Einschieben ermöglicht wird, ohne dass nachfolgend zusätzliche Befestigungselemente oder Anschlüsse zu montieren wären.The hydraulic arrangement according to the invention further contributes to an assembly-friendly connection of the central release housing by enabling assembly by purely axial insertion or pushing in, without the need for subsequent assembly of additional fastening elements or connections.
Es ist ersichtlich, dass hierdurch eine vergleichsweise einfache Montage auch bei schwierigen und engen Bauraumsituationen ermöglicht werden kann bzw. ein vorhandener Bauraum dichter mit anderen Komponenten ausgefüllt werden kann.It is clear that this enables comparatively simple assembly even in difficult and tight installation space situations or that an existing installation space can be filled more densely with other components.
Durch den sich in radialer Richtung erstreckenden Hydraulikkanal kann u.a. auch eine flexible Druckzuführung an den Zentralausrücker in einem beliebigen 360°-Winkel ermöglicht werden, was die Flexibilität eines hydraulischen Anschlusses der Hydraulikanordnung in einer gegebenen Bauraumsituation erhöht.The hydraulic channel extending in the radial direction also enables, among other things, a flexible pressure supply to the central release mechanism at any 360° angle, which increases the flexibility of a hydraulic connection of the hydraulic arrangement in a given installation space situation.
Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.First, the individual elements of the claimed subject matter of the invention are explained in the order in which they appear in the set of claims, and particularly preferred embodiments of the subject matter of the invention are described below.
Die Hydraulikanordnung ist insbesondere vorgesehen, um in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verwendet zu werden. Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen. Ganz besonders bevorzugt ist die Hydraulikanordnung vorgesehen, um in einem Antriebsstrang eines Hybridelektrofahrzeugs verwendet zu werden. Ein Hybridelektrokraftfahrzeug, auch als Hybrid Electric Vehicle (HEV) bezeichnet, ist ein Elektrofahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor sowie einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und Energie sowohl aus seinem elektrischen Speicher (Akku) als auch einem zusätzlich mitgeführten Kraftstoff bezieht.The hydraulic arrangement is particularly intended to be used in a drive train of a motor vehicle. For the purposes of this application, motor vehicles are land vehicles that are moved by machine power without being tied to railroad tracks. A motor vehicle can, for example, be selected from the group of passenger cars (PCs), trucks (HGVs), mopeds, light motor vehicles, motorcycles, buses (KOM) or tractors. The hydraulic arrangement is particularly preferably intended to be used in a drive train of a hybrid electric vehicle. A hybrid electric vehicle, also known as a hybrid electric vehicle (HEV), is an electric vehicle that is powered by at least one electric motor and another energy converter and draws energy both from its electrical storage device (battery) and from additional fuel carried on board.
Die Hydraulikanordnung kann insbesondere zur Aktuierung einer Kupplung, einer Bremse und/oder eines Ausrücklagers innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Besonders bevorzugt kann die Hydraulikanordnung auch innerhalb einer mehrgängig und schaltbar ausgeführten Getriebeanordnung, wie sie beispielsweise als schaltbare Planetengetriebe in Achsantriebssträngen vorkommen, verwendet werden, wobei die Aktuierung einer derartigen mehrgängig und schaltbar ausgeführten Getriebeanordnung von einer erfindungsgemäßen Hydraulikanordnung bewirkt ist.The hydraulic arrangement can be used in particular for actuating a clutch, a brake and/or a release bearing within a drive train of a motor vehicle. The hydraulic arrangement can particularly preferably also be used within a multi-speed and switchable transmission arrangement, such as those found in axle drive trains as switchable planetary gears, wherein the actuation of such a multi-speed and switchable transmission arrangement is effected by a hydraulic arrangement according to the invention.
Im Sinne dieser Anmeldung werden unter dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges alle Komponenten verstanden, die im Kraftfahrzeug die Leistung für den Antrieb des Kraftfahrzeugs generieren und über die Fahrzeugräder bis auf die Straße übertragen.For the purposes of this application, the drive train of a motor vehicle is understood to mean all components in the motor vehicle that generate the power for driving the motor vehicle and transmit it to the road via the vehicle wheels.
Die Hydraulikanordnung kann insbesondere innerhalb eines Hybridmoduls angeordnet sein. In einem Hybridmodul können Bau- und Funktionselemente eines hybridisierten Antriebsstrangs räumlich und/oder baulich zusammengefasst und vorkonfiguriert sein, so dass ein Hybridmodul in einer besonders einfachen Weise in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrierbar ist. Insbesondere können eine elektrische Maschine und ein Kupplungssystem, insbesondere mit einer Trennkupplung zum Einkuppeln der elektrischen Maschine in und/oder Auskuppeln der elektrischen Maschine aus dem Antriebsstrang, in einem Hybridmodul vorhanden sein.The hydraulic arrangement can be arranged in particular within a hybrid module. In a hybrid module, structural and functional elements of a hybridized drive train can be spatially and/or structurally combined and preconfigured so that a hybrid module can be integrated into a drive train of a motor vehicle in a particularly simple manner. In particular, an electric machine and a clutch system, in particular with a separating clutch for coupling the electric machine into and/or disengaging the electric machine from the drive train, can be present in a hybrid module.
Ein Hybridmodul kann je nach Eingriffspunkt der elektrischen Maschine in den Antriebsstrang in die folgenden Kategorien P0-P4 eingeteilt werden:
- P0: die elektrische Maschine ist vor der Brennkraftmaschine angeordnet und beispielsweise über einen Riemen mit der Brennkraftmaschine gekoppelt. Bei dieser Anordnung der elektrischen Maschine wird dieser auch gelegentlich als Riemenstartergenerator (RSG) bezeichnet,
- P1: die elektrische Maschine ist direkt hinter der Brennkraftmaschine angeordnet. Die Anordnung der elektrischen Maschine kann beispielsweise kurbelwellenfest vor der Anfahrkupplung erfolgen,
- P2: die elektrische Maschine ist zwischen einer häufig als K0 bezeichneten Trennkupplung und der Anfahrkupplung aber vor dem Fahrzeuggetriebe im Antriebsstrang angeordnet,
- P3: die elektrische Maschine ist im Fahrzeuggetriebe und/oder der Getriebeausgangswelle angeordnet,
- P4: die elektrische Maschine ist an einer bestehenden oder separaten Fahrzeugachse angeordnet und
- P5: die elektrische Maschine ist am oder im Fahrzeugrad angeordnet, beispielsweise als Radnabenmotor.
- P0: the electric machine is arranged in front of the internal combustion engine and is coupled to the internal combustion engine, for example, via a belt. In this arrangement of the electric machine, this is also occasionally referred to as a belt starter generator (RSG),
- P1: the electric machine is located directly behind the internal combustion engine. The electric machine can be located, for example, in front of the starting clutch, fixed to the crankshaft.
- P2: the electric machine is located between a separating clutch, often referred to as K0, and the starting clutch but in front of the vehicle transmission in the drive train,
- P3: the electric machine is located in the vehicle transmission and/or the transmission output shaft,
- P4: the electric machine is located on an existing or separate vehicle axle and
- P5: the electric machine is arranged on or in the vehicle wheel, for example as a wheel hub motor.
Es ist insbesondere bevorzugt, dass die Hydraulikanordnung in einem P1- oder P2-Hybridmodul angeordnet ist.It is particularly preferred that the hydraulic arrangement is arranged in a P1 or P2 hybrid module.
Die erfindungsgemäße Hydraulikanordnung umfasst einen Zentralausrücker.The hydraulic arrangement according to the invention comprises a central release mechanism.
Der Zentralausrücker umfasst ein Zentralausrückergehäuse. Das Zentralausrückergehäuse hat die Funktion Bauteile des Zentralausrückers wie insbesondere die beweglichen Zentralausrückerkolben aufzunehmen und vor äußeren mechanischen oder chemischen Einflüssen zu schützen. Ferner besitzt das Zentralausrückergehäuse die Funktion, eine einfache Montage und Fixierung des Zentralausrückers innerhalb des Antriebsstrangs zu erlauben. Bevorzugt kann das Zentralausrückergehäuse aus einem Kunststoff, einem metallischen Werkstoff und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. Das Zentralausrückergehäuse kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein. Bevorzugt kann das Zentralausrückergehäuse aus einem Kunststoff, einem metallischen Werkstoff und/oder keramischen Werkstoff gebildet sein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht das Zentralausrückergehäuse aus Alu-Druckguss.The central release mechanism comprises a central release mechanism housing. The central release mechanism housing has the function of accommodating components of the central release mechanism, in particular the movable central release mechanism pistons, and protecting them from external mechanical or chemical influences. The central release mechanism housing also has the function of allowing easy assembly and fixing of the central release mechanism within the drive train. The central release mechanism housing can preferably be made from a plastic, a metallic material and/or a ceramic material. The central release mechanism housing can be made from one piece or from multiple pieces. The central release mechanism housing can preferably be made from a plastic, a metallic material and/or a ceramic material. In a particularly preferred embodiment, the central release mechanism housing is made from die-cast aluminum.
Das Zentralausrückergehäuse kann an seiner radial äußeren Mantelfläche eine Außenverzahnung aufweisen, die in eine korrespondierende Innenverzahnung eines Gehäuses eingeschoben werden kann, so dass eine entsprechende Drehmomentabstützung des Zentralausrückergehäuses an diesem Gehäuse erfolgt.The central release housing can have an external toothing on its radially outer surface, which can be inserted into a corresponding internal toothing of a housing, so that a corresponding torque support of the central release housing takes place on this housing.
Der in dem Zentralausrückergehäuse ausgeformte Zentralausrückerkolbenraum dient der Aufnahme sowie der Führung des linearbeweglich in dem Zentralausrückergehäuse gelagerten Zentralausrückerkolben.The central release piston chamber formed in the central release housing serves to accommodate and guide the central release piston, which is mounted in a linearly movable manner in the central release housing.
Die Hydraulikflüssigkeit hat in einem hydraulischen Ausrücksystem eines Kraftfahrzeugs die Funktion, Energie in Form von Druck möglichst verlustfrei, beispielsweise innerhalb eines Kupplungssystems eines Fahrzeugs, zu übertragen. Neben dieser Hauptaufgabe kann die Hydraulikflüssigkeit insbesondere auch die Schmierung und den Korrosionsschutz für die beweglichen Teile und die Metalloberflächen des hydraulischen Ausrücksystems bereitstellen. Außerdem kann sie insbesondere auch Verunreinigungen (beispielsweise durch Abrieb), Wasser und Luft sowie Verlustwärme abführen.The hydraulic fluid in a motor vehicle's hydraulic release system has the function of transferring energy in the form of pressure with as little loss as possible, for example within a vehicle's clutch system. In addition to this main task, the hydraulic fluid can also provide lubrication and corrosion protection for the moving parts and metal surfaces of the hydraulic release system. It can also remove impurities (e.g. from abrasion), water and air, as well as waste heat.
Der Zentralausrückerkolben hat die Funktion eine hydraulische Druckbeaufschlagung in eine lineare Verschiebung des Zentralausrückerkolbens umzuwandeln, wobei diese bewirkt, dass das Kupplungssystem von einem eingekuppelten Betriebszustand in einen ausgekuppelten Betriebszustand überführbar ist. Der Zentralausrücker kann über einen ringförmigen Zentralausrückerkolben oder mehrere Zentralausrückerkolben (Mehrkolbenausrücker) verfügen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht der Zentralausrückerkolben aus Aluminium.The central release piston has the function of converting a hydraulic pressure application into a linear displacement of the central release piston, whereby this causes the clutch system to be transferred from an engaged operating state to a disengaged operating state. The central release can have an annular central release piston or several central release pistons (multi-piston release). In a particularly preferred embodiment, the central release piston is made of aluminum.
Das Federelement hat die Funktion, den Zentralausrückerkolben beim Druckabbau sicher in die Ursprungsposition zurückzuführen und wirkt folglich als Rückholfeder. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Federelement als eine Tellerfeder, eine Druckfeder oder als ein federelastisches Material, wie beispielsweise eine federelastischer Kunststoffblock, ausgebildet.The spring element has the function of safely returning the central release piston to its original position when the pressure is reduced and therefore acts as a return spring. In a particularly preferred embodiment, the spring element is designed as a disc spring, a compression spring or as a spring-elastic material, such as a spring-elastic plastic block.
Der Zentralausrücker kann eine Zentralausrückerkolbendichtung umfassen. Die Zentralausrückerkolbendichtung dichtet den linearbeweglich geführten Zentralausrückerkolben gegenüber dem den Zentralausrückerkolben aufnehmenden Zentralausrückergehäuse ab. Die Zentralausrückkolbendichtung kann insbesondere als Dichtring ausgebildet sein. Die Zentrauausrückerkolbendichtung kann insbesondere formschlüssig mit dem Zentralausrückerkolben verbunden sein. Besonders bevorzugt ist eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Zentralausrückekolben und der Zentralausrückerkolbendichtung als Schnappverbindung ausgestaltet. Besonders bevorzugt ist es, dass die Zentralausrückerkolbendichtung aus einem elastischen, insbesondere bevorzugt gummielastischen Material geformt ist. Das elastische Material kann bevorzugt ganz oder teilweise aus einem Elastomer bestehen, wobei wiederum bevorzugt die Elastomere ausgewählt sind aus der Gruppe der Vulkanisate von Naturkautschuk und Silikonkautschuk.The central releaser can comprise a central releaser piston seal. The central releaser piston seal seals the linearly movable central releaser piston from the central releaser housing that accommodates the central releaser piston. The central releaser piston seal can be designed in particular as a sealing ring. The central releaser piston seal can in particular be connected to the central releaser piston in a form-fitting manner. A form-fitting connection between the central releaser piston and the central releaser piston seal is particularly preferably designed as a snap connection. It is particularly preferred that the central releaser piston seal is formed from an elastic, particularly preferably rubber-elastic material. The elastic material can preferably consist entirely or partially of an elastomer, with the elastomer again preferably being made of a rubber-elastic material. meres are selected from the group of vulcanizates of natural rubber and silicone rubber.
Die erfindungsgemäße Hydraulikanordnung kann ferner eine hydraulische Hochdruckleitung aufweisen, die einen Geberzylinder mit dem Zentralausrücker hydraulisch verbindet. Sie kann beispielsweise aus einem Schlauch und einem Stahlrohr oder aber vollständig aus Kunststoff gebildet sein.The hydraulic arrangement according to the invention can also have a hydraulic high-pressure line that hydraulically connects a master cylinder to the central release mechanism. It can be made, for example, from a hose and a steel pipe or completely from plastic.
Die erfindungsgemäße Hydraulikanordnung kann ferner auch ein Kupplungsausrücklager umfassen. Kupplungsausrücklager sind als solche bekannt. Es ist bevorzugt, das Kupplungsausrücklager als Wälzlager auszubilden. Ein Kupplungsausrücklager kann entsprechend bevorzugt zwischen einem Innenring und einem Außenring des Wälzlagers rollende Wälzkörper aufweisen. Zwischen diesen drei Hauptkomponenten Innenring, Außenring und den Wälzkörpern tritt innerhalb des Wälzlagers hauptsächlich Rollreibung auf. Ein Kupplungsausrücklager - wie es bevorzugt in der Hydraulikanordnung Verwendung finden kann - umfasst im Wesentlich drei Teile: Den Innenring, welcher vorzugsweise drehbar ist, den Außenring, welcher unabhängig vom Innenring feststehend gelagert ist, wobei die Lagerung über zwischen Innenring und Außenring angeordneten, in einem Käfig angeordneten Wälzkörpern erfolgt.The hydraulic arrangement according to the invention can also comprise a clutch release bearing. Clutch release bearings are known as such. It is preferred to design the clutch release bearing as a roller bearing. A clutch release bearing can accordingly preferably have rolling elements rolling between an inner ring and an outer ring of the roller bearing. Between these three main components, inner ring, outer ring and the rolling elements, mainly rolling friction occurs within the roller bearing. A clutch release bearing - as can preferably be used in the hydraulic arrangement - essentially comprises three parts: the inner ring, which is preferably rotatable, the outer ring, which is mounted stationary independently of the inner ring, with the bearing taking place via rolling elements arranged between the inner ring and the outer ring and arranged in a cage.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Antriebsstranggehäuse eine Getriebeglocke ist, was eine höhere System integration begünstigt.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the drive train housing is a transmission bell housing, which promotes a higher system integration.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass das erste Dichtelement und/oder das zweite Dichtelement als jeweils ein Dichtungsring ausgebildet ist, was sich als besonders wirkungsvoll und gleichzeitig kostengünstig erwiesen hat.According to a further preferred development of the invention, it can also be provided that the first sealing element and/or the second sealing element is each designed as a sealing ring, which has proven to be particularly effective and at the same time cost-effective.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das erste Dichtelement auf einem kleineren Durchmesser angeordnet ist als das zweite Dichtelement. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass ein besonders montagefreundliches axiales Einschieben des Zentralausrückergehäuses in das Antriebsstranggehäuse ermöglicht werden kann.Furthermore, according to a likewise advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the first sealing element is arranged on a smaller diameter than the second sealing element. The advantageous effect of this embodiment is based on the fact that a particularly easy-to-assemble axial insertion of the central release housing into the drive train housing can be made possible.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Zentralausrückergehäuse eine ringförmige Grundform besitzt und in eine korrespondierende ringförmige Nut des Antriebsstranggehäuses eingesetzt und so radial festgelegt ist, was sich aus montagetechnischer wie fertigungstechnischer Sicht als besonders günstig erwiesen hat.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided that the central release housing has an annular basic shape and is inserted into a corresponding annular groove of the drive train housing and is thus radially fixed, which has proven to be particularly advantageous from an assembly and manufacturing point of view.
Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass das Zentralausrückergehäuse eine erste umlaufende Nut zur axialen Fixierung des ersten Dichtelements und eine zweite umlaufende Nut zur axialen Fixierung des zweiten Dichtelements aufweist. Grundsätzlich wäre es auch alternativ oder ergänzend auch denkbar, dass das Antriebsstranggehäuse eine erste umlaufende Nut zur axialen Fixierung des ersten Dichtelements und eine zweite umlaufende Nut zur axialen Fixierung des zweiten Dichtelements aufweist. Die Anordnung der Dichtelemente in den Nuten hat sich ebenfalls als besonders effektiv hinsichtlich deren axialen Fixierung und Dichtwirkung erwiesen. In diesem Zusammenhang ist es ganz besonders bevorzugt, dass die Nuten eine im Wesentlichen U-förmige Querschnittsform aufweisen.Furthermore, the invention can also be further developed in such a way that the central release housing has a first circumferential groove for axially fixing the first sealing element and a second circumferential groove for axially fixing the second sealing element. In principle, it would also be conceivable, alternatively or additionally, for the drive train housing to have a first circumferential groove for axially fixing the first sealing element and a second circumferential groove for axially fixing the second sealing element. The arrangement of the sealing elements in the grooves has also proven to be particularly effective with regard to their axial fixing and sealing effect. In this context, it is particularly preferred that the grooves have a substantially U-shaped cross-section.
Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass das Zentralausrückergehäuse aus einem Kunststoff gefertigt ist, was insbesondere aus der Perspektive der Fertigungskosten von Vorteil sein kann.It may also be advantageous to further develop the invention in such a way that the central release housing is made of a plastic, which can be advantageous in particular from the perspective of manufacturing costs.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass das Federelement in einer mit dem Zentralausrückerkolben wirkverbundenen Kupplung oder einem mit dem Zentralausrückerkolben wirkverbundenen Ausrücklager angeordnet ist. Hierdurch kann insbesondere eine hoher Grad an System integration erreicht werden, da auf eine gesonderte Federeinrichtung in dem Zentralausrückerkolben verzichtet werden kann, was sowohl Kosten- als auch Gewichtsvorteile bringt.According to a further preferred embodiment of the subject matter of the invention, it can be provided that the spring element is arranged in a clutch that is operatively connected to the central release piston or in a release bearing that is operatively connected to the central release piston. This makes it possible to achieve a high degree of system integration, since a separate spring device in the central release piston can be dispensed with, which brings both cost and weight advantages.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend eine elektrische Maschine und ein Kupplungssystem, insbesondere mit einer Hydraulikanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche 1-9 zum Einkuppeln der elektrischen Maschine in und/oder Auskuppeln der elektrischen Maschine aus dem Antriebsstrang.The object of the invention is further achieved by a hybrid module for a drive train of a motor vehicle comprising an electric machine and a clutch system, in particular with a hydraulic arrangement according to one of the preceding claims 1-9 for coupling the electric machine into and/or disengaging the electric machine from the drive train.
Hierdurch lassen sich die entsprechende Hybridmodule besonders kompakt und gleichzeitig montagefreundlich ausgestalten.This allows the corresponding hybrid modules to be designed to be particularly compact and at the same time easy to install.
In einem erfindungsgemäßen Hybridmodul können Bau- und Funktionselemente eines hybridisierten Antriebsstrangs räumlich und/oder baulich zusammengefasst und vorkonfiguriert sein, so dass ein Hybridmodul in einer besonders einfachen Weise in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrierbar ist. Insbesondere können ein Elektromotor und ein Kupplungssystem, insbesondere mit einer Trennkupplung zum Einkuppeln des Elektromotors in und/oder Auskuppeln des Elektromotors aus dem Antriebsstrang, in einem Hybridmodul vorhanden sein.In a hybrid module according to the invention, structural and functional elements of a hybridized drive train can be spatially and/or structurally combined and preconfigured so that a hybrid module can be integrated into a drive train of a motor vehicle in a particularly simple manner. In particular, an electric motor and a clutch system, in particular with a separating clutch for coupling the electric motor into and/or disengaging the electric motor from the drive train, in a hybrid module.
Dabei ist es besonders bevorzugt, dass das Kupplungssystem durch eine Hydraulikanordnung nach einem der Ansprüche 1-9 aktuierbar ist.It is particularly preferred that the clutch system can be actuated by a hydraulic arrangement according to one of claims 1-9.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to figures without limiting the general inventive concept.
Es zeigt:
-
1 eine Axialschnittansicht einer Hydraulikanordnung, und -
2 ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridmodul in einer schematischen Blockschaltdarstellung.
-
1 an axial sectional view of a hydraulic arrangement, and -
2 a motor vehicle with a hybrid module in a schematic block diagram.
Die
Die Hydraulikanordnung 1 umfasst einen Zentralausrücker 7, mit einem in einem Antriebsstranggehäuse 8 aufgenommenen, aus Kunststoff gefertigten Zentralausrückergehäuse 9, in welchem ein translatorisch versetzbarer Zentralausrückerkolben 10 geführt ist. Zwischen dem Zentralausrückergehäuse 9 und dem Zentralausrückerkolben 10 ist ein erster Druckraum 11 definiert, in den ein Hydraulikfluid 12 einführbar und so druckbeaufschlagbar ist, dass der erste Zentralausrückerkolben 10 gegenüber dem Zentralausrückergehäuse 9 hydraulisch bewirkt versetzbar ist. Dabei ist der Zentralausrückerkolben 10 entgegen seiner Ausrückrichtung von einem Federelement 13 federkraftbeaufschlagbar. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der
Die Zufuhr von Hydraulikfluid 12 in den ersten Druckraum 11 erfolgt aus einem sich in radialer Richtung durch das Antriebsstranggehäuse 8 erstreckenden Hydraulikkanal 4. Das Zentralausrückergehäuse 9 ist fluiddicht gegenüber dem Antriebsstranggehäuse 8 mittels eines ersten umfänglich verlaufenden Dichtelements 5 und eines zweiten umfänglich verlaufenden Dichtelements 6 angeordnet. Der Hydraulikkanal 4 erstreckt sich axial zwischen dem ersten Dichtelement 5 und dem zweiten Dichtelement 6 in den ersten Druckraum 11.The supply of
Das erste Dichtelement 5 und das zweite Dichtelement 6 sind jeweils als ein Dichtungsring ausgebildet, wobei das erste Dichtelement 5 auf einem kleineren Durchmesser angeordnet ist als das zweite Dichtelement 6, um eine Beschädigung der Dichtungselemente 5,6 während der Montage durch das axiale Einschieben zu vermeiden. Zur axialen Fixierung der Dichtelemente 5,6 weist das Zentralausrückergehäuse 9 eine erste umlaufende Nut 15 zur axialen Fixierung des ersten Dichtelements 5 und eine zweite umlaufende Nut 16 zur axialen Fixierung des zweiten Dichtelements 6 auf.The
Man erkennt anhand der
Durch die Anordnung mit zwei unterschiedlichen Dichtdurchmessern der Dichtungselemente 5,6 ergibt sich jedoch eine Kraftresultierende, die das Zentralausrückergehäuse 9 aus seinem Sitz in dem Antriebsstranggehäuse 8 drückt. Für diese Kraft ist eine Gegenkraft notwendig, die das Zentralausrückergehäuse 9 in axialer Position hält. Diese Gegenkraft ist in dem gezeigten Anwendungsbeispiel durch die Reibkräfte der Dichtungselemente 5,6 gegenüber dem Antriebsstranggehäuse 8 und die Vorspannung, beispielsweise einer Kupplung, die auf den Zentralausrückerkolben 10 wirkt, in Einbaulage gegeben. Hierdurch kann auf eine axiale, form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Zentralausrückergehäuse 9 und dem Antriebsstranggehäuse 8, die üblicher Weise im vorbekannten Stand der Technik in Form einer Verschraubung umgesetzt ist, verzichtet werden.However, the arrangement with two different sealing diameters of the
Das Federelement 13 ist daher nun so vorgespannt und konfiguriert, dass das Zentralausrückergehäuse 9 ohne ein zusätzliches formschlüssiges, kraftschlüssiges und/oder stoffschlüssiges Sicherungsmittel einseitig axial entgegen der Ausrückrichtung des Zentralausrückerkolbens 10 gesichert in dem Antriebsstranggehäuse 8 positioniert ist. Das Federelement 13 kann in einer mit dem Zentralausrückerkolben 10 wirkverbundenen Kupplung 19 oder einem mit dem Zentralausrückerkolben 10 wirkverbundenen Ausrücklager angeordnet sein.The
Einen möglichen Anwendungsfall für die gezeigte Hydraulikanordnung ist die Verwendung innerhalb eines Hybridmoduls 18. Die
Die in dieser Anmeldung verwendeten Richtungsangaben axial, radial, tangential und/oder Umfangsrichtung beziehen sich auf eine gedachte Rotationachse des jeweils betreffenden bzw. beschriebenen Bauteils.The directions axial, radial, tangential and/or circumferential used in this application refer to an imaginary axis of rotation of the respective component in question or described.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The above description is therefore not to be regarded as restrictive, but as explanatory. The following patent claims are to be understood in such a way that a named feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of further features. If the patent claims and the above description define 'first' and 'second' features, this designation serves to distinguish between two similar features without establishing a ranking.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- HydraulikanordnungHydraulic arrangement
- 22
- AntriebsstrangDrivetrain
- 33
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 44
- HydraulikkanalHydraulic channel
- 55
- DichtelementSealing element
- 66
- DichtelementSealing element
- 77
- ZentralausrückerCentral release bearing
- 88th
- AntriebsstranggehäuseDrivetrain housing
- 99
- ZentralausrückergehäuseCentral release housing
- 1010
- ZentralausrückerkolbenCentral release piston
- 1111
- DruckraumPrinting room
- 1212
- HydraulikfluidHydraulic fluid
- 1313
- FederelementSpring element
- 1414
- NutGroove
- 1515
- NutGroove
- 1616
- NutGroove
- 1717
- elektrische Maschineelectric machine
- 1818
- HybridmodulHybrid module
- 1919
- Kupplungcoupling
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102018212575 A1 [0003]DE 102018212575 A1 [0003]
- AT 507523 A2 [0003]AT 507523 A2 [0003]
- EP 0773127 A1 [0004]EP 0773127 A1 [0004]
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