DE112018005297T5 - Außerhalb der Achse liegendes Hybridmodul - Google Patents

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Markus Steinberger
Benjamin Vögtle
Gregory Heeke
Peter Burke
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Ein Hybridmodul für ein Fahrzeug enthält einen Dämpfer, eine Riemenscheibe, eine Kupplung und einen Drehmomentwandler. Der Dämpfer ist an einer Kurbelwelle eines Motors befestigt. Die Riemenscheibe umschließt den Dämpfer und ist durch einen Riemenantrieb mit einem Elektromotor verbunden. Die Kupplung hat einen ersten Abtriebflansch zum drehfesten Verbinden des Dämpfers mit der Riemenscheibe. Der Drehmomentwandler hat eine drehfest mit dem ersten Abtriebflansch verbundene Führung.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft allgemein ein Hybridmodul und insbesondere ein außerhalb der Achse liegendes Hybridmodul.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Hybridmodule sind bekannt. Beispiele sind in der US-Patentschrift 10 017 044 von Lahr et al. und der US-Patentanmeldung 2018/0015817 von Samie et al. gezeigt.
  • KU RZDARSTELLU NG
  • Beispielhafte Ausführungsformen umfassen allgemein ein Hybridmodul für ein Fahrzeug, wobei das Hybridmodul einen Dämpfer, eine Riemenscheibe, eine Kupplung und einen Drehmomentwandler enthält. Der Dämpfer ist an einer Kurbelwelle eines Motors befestigt. Die Riemenscheibe umschließt den Dämpfer und ist an einer Kurbelwelle eines Motors befestigt. Die Kupplung hat einen ersten Abtriebflansch, um den Dämpfer drehfest mit der Riemenscheibe zu verbinden. Der Drehmomentwandler hat eine drehfest mit dem ersten Abtriebflansch verbundene Führung. Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen hat der Dämpfer eine Schraubenfeder, eine erste Antriebscheibe, eine zweite Antriebscheibe und einen Niet. Die erste Antriebscheibe hat eine erste Öffnung zum Aufnehmen einer Schraube zum Befestigen des Dämpfers an der Kurbelwelle und eine zweite Öffnung. Die zweite Antriebscheibe hat eine dritte Öffnung. Die zweite Antriebscheibe umschließt die Schraubenfeder zumindest teilweise. Der Niet ist in die zweite Öffnung und die dritte Öffnung eingesetzt, um die erste Antriebscheibe an der zweiten Antriebscheibe zu befestigen.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform hat die erste Antriebscheibe oder die zweite Antriebscheibe eine innere Umfangswand, und die jeweils andere zweite oder erste Antriebscheibe hat eine äußere Ringwand. Der Dämpfer hat eine zwischen der inneren Umfangswand und der äußeren Ringwand angeordnete Dichtung. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform hat das Hybridmodul einen Antriebflansch. Der Dämpfer hat einen zweiten Abtriebflansch, die Kupplung hat einen Reibungsring, und der Abtriebflansch ist drehfest mit dem zweiten Abtriebflansch und dem Reibungsring verbunden.
  • Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen hat die Kupplung eine Druckscheibe und einen zwischen den ersten Abtriebflansch und der Druckscheibe einklemmbaren Reibungsring. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der erste Abtriebflansch eine Öffnung, und zumindest ein Abschnitt der Druckscheibe ragt durch die Öffnung. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform hat die Kupplung eine an dem ersten Abtriebflansch befestigte Gegenscheibe, und zwischen der Gegenscheibe und der Druckscheibe ist eine Feder angeordnet, um den Reibungsring einzuklemmen und die Kupplung einzurücken.
  • Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen hat das Hybridmodul einen Nehmerzylinder zum Verschieben der Druckscheibe zum Ausrücken der Kupplung und ein Gehäuse mit einem Hydraulikanschluss, der hydraulisch mit dem Nehmerzylinder verbunden ist. Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsformen hat das Hybridmodul ein Ausrücklager und eine Andruckscheibe, die in einem Kraftübertragungsweg zwischen dem Nehmerzylinder und der Druckscheibe angeordnet ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform hat der erste Abtriebflansch eine Öffnung, und zumindest ein Abschnitt der Andruckscheibe ragt durch die Öffnung.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform hat das Hybridmodul ein Gehäuse und ein Lager. Das Lager ist radial zwischen dem Drehmomentwandler und dem Gehäuse angeordnet. Die Führung ist in dem Lager angeordnet. Der Drehmomentwandler wird durch das Lager zentriert.
  • Andere beispielhafte Ausführungsformen umfassen allgemein ein Hybridmodul mit einer Riemenscheibe, einem Drehmomentwandler und einem Dämpfer. Die Riemenscheibe ist mit einem Elektromotor verbunden. Der Drehmomentwandler ist drehfest mit der Riemenscheibe verbunden. Der Dämpfer ist an einer Kurbelwelle eines Motors befestigt. Der Dämpfer ist in einem Kraftübertragungsweg zwischen der Kurbelwelle des Motors und der Riemenscheibe angeordnet. Gemäß einigen Ausführungsformen hat der Drehmomentwandler eine Führung mit einem ersten Zahnprofil, die Riemenscheibe hat einen Abtriebflansch mit einem zweiten Zahnprofil, das zu dem ersten Zahnprofil komplementär ist, und die Führung ist drehfest mit dem Abtriebflansch verbunden. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Zahnprofil um ein äußeres Zahnprofil und bei dem zweiten Zahnprofil um ein inneres Zahnprofil.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform hat das Hybridmodul ein Gehäuse und ein radial zwischen der Führung und dem Gehäuse angeordnetes Lager. Das Lager dient dazu, den Drehmomentwandler in dem Gehäuse radial zu positionieren. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird der Abtriebflansch axial auf der Führung gehaltert.
  • Gemäß einigen beispielhaften Ausführungsform hat das Hybridmodul eine Reibungskupplung, um die Riemenscheibe trennbar mit dem Dämpfer zu verbinden. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform hat die Reibungskupplung eine Feder zum Einrücken der Reibungskupplung und einen Nehmerzylinder zum Ausrücken der Reibungskupplung.
  • Figurenliste
  • Nunmehr werden das Wesen und die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Figuren in der folgenden detaillierten Beschreibung ausführlich beschrieben, wobei:
    • 1 eine Querschnittsansicht eines Hybridmoduls gemäß einem beispielhaften Aspekt ist;
    • 2 eine Querschnittsansicht des Hybridmoduls von 1 ist, die einen Drehmomentpfad mit einer eingerückten Ausrückkupplung zeigt;
    • 3 eine Querschnittsansicht des Hybridmoduls von 1 ist, die einen Drehmomentpfad mit einer ausgerückten Ausrückkupplung zeigt;
    • 4 eine schematische Ansicht des Hybridmoduls von 1 ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Von vornherein sollte einsichtig sein, dass in verschiedenen Zeichnungsansichten vorkommende Zeichnungsnummern identische oder funktionell ähnliche Strukturelemente bezeichnen. Außerdem ist klar, dass diese Erfindung nicht ausschließlich auf die einzelnen hierin beschriebenen Ausführungsformen, Verfahrensweisen, Materialien und Modifikationen beschränkt ist und insofern natürlich variieren kann. Es ist auch klar, dass die hierin verwendeten Begriffe nur zum Beschreiben einzelner Aspekte dienen und nicht den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung einschränken sollen, der nur durch die beiliegenden Ansprüche eingeschränkt wird.
  • Sofern nicht anderweitig definiert haben alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung, wie sie einem Fachmann geläufig ist, an den sich diese Erfindung richtet. Zwar können zum Umsetzen oder Testen der Erfindung beliebige Verfahren, Einheiten oder Materialien verwendet werden, die den hierein beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind, jedoch werden nunmehr die folgenden beispielhaften Verfahren, Einheiten und Materialien beschrieben.
  • Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf 1. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Hybridmoduls 100. Das Hybridmodul 100 enthält einen Dämpfer 102 und eine Riemenscheibe 104. Der Dämpfer ist an einer Kurbelwelle 106 eines (nicht gezeigten) Motors befestigt, und die Riemenscheibe umschließt den Dämpfer. Die Riemenscheibe trägt einen Riemen zum drehfesten Verbinden mit einem (nicht gezeigten) außerhalb der Achse liegenden Elektromotor. Der Dämpfer 102 enthält eine Schraubenfeder 108, eine Antriebscheibe 110, eine Antriebscheibe 112 und einen Niet 114. Die Antriebscheibe 110 enthält eine Öffnung 116 zum Aufnehmen einer Schraube 118, um den Dämpfer mit der Kurbelwelle zu verbinden. Die Scheibe 110 enthält auch eine Öffnung 120. Die Antriebscheibe 112 umschließt die Feder teilweise und enthält eine Öffnung 122. Der Niet 114 ist in den Öffnungen 120 und 122 angeordnet, um die Antriebscheiben 110 und 112 miteinander zu verbinden. Der Dämpfer 102 umfasst ferner eine Dichtung 124. Die Antriebscheibe 110 enthält eine innere Umfangswand 126. Die Antriebscheibe 112 enthält eine äußere Ringwand 128. Die Dichtung ist zwischen der inneren Umfangswand und der äußeren Ringwand angeordnet.
  • Das Hybridmodul 100 enthält eine Kupplung 130 zum drehfesten Verbinden des Dämpfers mit der Riemenscheibe. Das Hybridmodul 100 enthält einen Antriebflansch 132. Der Dämpfer enthält einen Abtriebflansch 134, die Kupplung enthält einen Reibungsring 136, und der Antriebflansch ist drehfest mit dem Abtriebflansch und dem Reibungsring verbunden. Der Antriebflansch kann zum Beispiel in den einander überlappenden Zahnprofilbereichen 138 und 140 in den Abtriebflansch eingreifen.
  • Die Kupplung 130 enthält den Abtriebflansch 142 und die Druckscheibe 144. Der Reibungsring ist zwischen den Abtriebflansch und die Druckscheibe einklemmbar. Der Abtriebflansch 142 enthält eine Öffnung 146, und der Abschnitt 148 der Druckscheibe ragt durch die Öffnung. Die Kupplung 130 enthält eine Gegenscheibe 150 und eine Feder 152. Die Gegenscheibe ist zum Beispiel durch einen Niet an dem Abtriebflansch befestigt, und die Feder ist zwischen der Gegenscheibe und der Druckscheibe angeordnet, um den Reibungsring einzuklemmen und die Kupplung einzurücken.
  • Das Hybridmodul 100 enthält einen Nehmerzylinder oder ein hydrostatisches Betätigungselement 156 zum Verschieben der Druckscheibe, um die Kupplung auszurücken. Das Hybridmodul 100 enthält ein Gehäuse 158 mit einem Hydraulikanschluss 160, der hydraulisch mit dem Nehmerzylinder in Verbindung steht. Das Hybridmodul 100 enthält ein Ausrücklager 162 und eine Andruckscheibe 164, die in einem Kraftübertragungsweg zwischen dem Nehmerzylinder und der Druckscheibe angeordnet sind. Der Abschnitt 166 der Andruckscheibe ragt durch die Öffnung 146 in dem Abtriebflansch 142. Der Abtriebflansch 142 ist zum Beispiel durch eine Schweißnaht 168 an der Riemenscheibe befestigt.
  • Das Hybridmodul 100 enthält einen Drehmomentwandler 170. Der Abtriebflansch ist drehfest mit dem Drehmomentwandler verbunden. Der Drehmomentwandler enthält eine Führung 172, und der Abtriebflansch ist zum Beispiel durch eine Zahnprofil 174 mit der Führung verbunden. Das Hybridmodul 100 enthält ein Lager 176. Der Drehmomentwandler wird durch das zwischen dem Drehmomentwandler und dem Gehäuse angeordnete Lager 176 radial zentriert. Die Führung des Drehmomentwandlers ist in dem Lager angeordnet. Der Drehmomentwandler dient zum drehfesten Verbinden mit der Antriebwelle 178 eines Getriebes durch die Turbine 180. Dem Fachmann ist bekannt, dass die Kupplung 182 eingerückt werden kann, um die Turbine durch den Dämpfer 186 mit dem Gehäuse 184 zu verbinden.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht des Hybridmoduls 100 von 1, die den Drehmomentpfad 200 bei eingerückter Ausrückkupplung 130 zeigt. Der Drehmomentpfad 200 enthält einen Abschnitt 202 von der Kurbelwelle 106 zum Reibungsring 136 und einen Abschnitt 204 von der Riemenscheibe 104 zum Abtriebflansch 142. Bei eingerückter Kupplung vereinen sich die Drehmomentpfade zu einem Abschnitt 206, führen durch den Drehmomentwandler 170 und je nach Betriebszustand der Kupplung 182 über den Drehmomentpfad 208 oder den Drehmomentpfad 210 weiter zur Antriebwelle 178 des Getriebes.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht des Hybridmoduls 100 von 1, die den Drehmomentpfad 250 bei ausgerückter Ausrückkupplung 130 zeigt. Bei ausgerückter Kupplung vereint sich der (nicht gezeigte) Drehmomentpfad 202 nicht mit dem Drehmomentpfad 204, sodass die Abschnitte 204 und 206 gleich groß sind und die Antriebwelle ein Drehmoment nur über die Riemenscheibe 104 von einem (nicht gezeigten) Elektromotor empfängt. Das heißt, der Verbrennungsmotor ist bei ausgerückter Ausrückkupplung von dem Drehmomentpfad getrennt.
  • 4 ist eine schematische Ansicht des Hybridmoduls 100 von 1. Das Modul 100 ist in Verbindung mit der Kurbelwelle 106 des Motors 300 und der Antriebwelle 178 des Getriebes 302 gezeigt. Das Modul 100 enthält einen Drehmomentwandler 170 mit einer Kupplung 182. Der Motor 300 liefert wie oben beschrieben je nach einer Betriebsstellung der Kupplung 130 Antriebsenergie parallel zum Elektromotor 304 zum Modul 100.
  • Dem Fachmann sind Änderungen und Modifikationen an den obigen Beispielen der Erfindung natürlich offensichtlich, ohne vom Wesensgehalt oder Schutzumfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen. Zwar wird die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte und/oder beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, jedoch ist klar, dass daran Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang und Wesensgehalt der beanspruchten Erfindung abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Hybridmodul
    102
    Dämpfer
    104
    Riemenscheibe
    106
    Kurbelwelle
    108
    Schraubenfeder
    110
    Antriebscheibe
    112
    Antriebscheibe
    114
    Niet (Antriebscheiben)
    116
    Öffnung (Antriebscheibe 110)
    118
    Schraube (zwischen Dämpfer und Kurbelwelle)
    120
    Öffnung (Antriebscheibe 110)
    122
    Öffnung (Antriebscheibe 112)
    124
    Dichtung
    126
    Innere Umfangswand (Antriebscheibe 110)
    128
    Äußere Ringwand (Antriebscheibe 112)
    130
    Kupplung
    132
    Antriebflansch
    134
    Abtriebflansch (Dämpfer)
    136
    Reibungsring
    138
    Zahnprofilbereich (Abtriebflansch)
    140
    Zahnprofilbereich (Reibungsring)
    142
    Abtriebflansch (Kupplung)
    144
    Druckscheibe
    146
    Öffnung (Flansch 142)
    148
    Abschnitt (Druckscheibe)
    150
    Gegenscheibe
    152
    Feder
    154
    Niet (zwischen Gegenscheibe und Abtriebflansch)
    156
    Nehmerzylinder
    158
    Gehäuse
    160
    Hydraulikanschluss
    162
    Ausrücklager
    164
    Andruckscheibe
    166
    Abschnitt (Andruckscheibe)
    168
    Schweißnaht (zwischen Flansch und Riemenscheibe)
    170
    Drehmomentwandler
    172
    Führung
    174
    Zahnprofil
    176
    Lager
    178
    Antriebwelle
    180
    Turbine
    182
    Kupplung
    184
    Gehäuse
    186
    Dämpfer
  • 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
    • US 10017044 [0002]
    • US 2018/0015817 [0002]

Claims (10)

  1. Hybridmodul für ein Fahrzeug, wobei das Hybridmodul umfasst: einen Dämpfer, der an einer Kurbelwelle eines Motors befestigt ist; eine den Dämpfer umschließende Riemenscheibe, wobei die Riemenscheibe durch einen Riemenantrieb mit einem Elektromotor verbunden ist; eine Kupplung, die einen an der Riemenscheibe befestigten Abtriebflansch umfasst, um den Dämpfer drehfest mit der Riemenscheibe zu verbinden; und einen Drehmomentwandler, der eine drehfest mit dem ersten Abtriebflansch verbundene Führung umfasst.
  2. Hybridmodul nach Anspruch 1, wobei der Dämpfer umfasst: eine Schraubenfeder; eine erste Antriebscheibe, die umfasst: eine erste Öffnung zum Aufnehmen einer Schraube, um den Dämpfer an der Kurbelwelle zu befestigen; und eine zweite Öffnung eine zweite Antriebscheibe, die eine dritte Öffnung enthält, wobei die zweite Antriebscheibe die Schraubenfeder zumindest teilweise umschließt; und einen in der zweiten Öffnung und der dritten Öffnung angeordneten Niet, um die erste Antriebscheibe und die zweite Antriebscheibe miteinander zu verbinden.
  3. Hybridmodul nach Anspruch 2, wobei: die erste Antriebscheibe oder die zweite Antriebscheibe eine innere Umfangswand umfasst; die jeweils andere zweite oder erste Antriebscheibe eine äußere Ringwand umfasst; und der Dämpfer eine zwischen der inneren Umfangswand und der äußeren Ringwand angeordnete Dichtung umfasst.
  4. Hybridmodul nach Anspruch 1, das ferner einen Antriebflansch umfasst, wobei: der Dämpfer einen zweiten Abtriebflansch umfasst; die Kupplung einen Reibungsring umfasst; und der Antriebflansch drehfest mit dem zweiten Abtriebflansch und dem Reibungsring verbunden ist.
  5. Hybridmodul nach Anspruch 1, wobei die Kupplung umfasst: eine Druckscheibe; und einen Reibungsring, der zwischen den ersten Abtriebflansch und die Druckscheibe einklemmbar ist.
  6. Hybridmodul nach Anspruch 5, wobei der erste Abtriebflansch eine Öffnung umfasst und zumindest ein Abschnitt der Druckscheibe durch die Öffnung ragt.
  7. Hybridmodul nach Anspruch 5, wobei die Kupplung umfasst: eine an dem ersten Abtriebflansch befestigte Gegenscheibe; und eine zwischen der Gegenscheibe und der Druckscheibe angeordnete Feder, um den Reibungsring einzuklemmen und die Kupplung einzurücken.
  8. Hybridmodul nach Anspruch 5, das ferner umfasst: einen Nehmerzylinder zum Verschieben der Druckscheibe, um die Kupplung auszurücken; und ein Gehäuse mit einem Hydraulikanschluss, der hydraulisch in Verbindung mit dem Nehmerzylinder steht.
  9. Hybridmodul nach Anspruch 8, das ferner umfasst: ein Ausrücklager; und eine Andruckscheibe, die in einem Kraftübertragungspfad zwischen dem Nehmerzylinder und der Druckscheibe angeordnet ist, wobei: der erste Abtriebflansch eine Öffnung umfasst; und mindestens ein Abschnitt der Druckscheibe durch die Öffnung ragt.
  10. Hybridmodul nach Anspruch 1, das ferner ein Gehäuse und ein Lager umfasst, wobei: das Lager radial zwischen dem Drehmomentwandler und dem Gehäuse angeordnet ist; die Führung in dem Lager angeordnet ist; und der Drehmomentwandler durch das Lager zentriert wird.
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