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Title:
CLUTCH UNIT, HYBRID MODULE, AND POWERTRAIN FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/010721
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a clutch unit (2) for transmitting torques of drive assemblies, to a hybrid module, and to a powertrain. The clutch unit (2) comprises the following: - a connection device (10) for mechanically coupling an internal combustion engine (1), - a clutch device (20) which can be engaged and disengaged and by means of which the torque can be transmitted from the connection device (10) and the clutch unit (2) can be separated from the internal combustion engine (1), and - a clutch mechanism (50), in particular a dual clutch mechanism equipped with a first sub-clutch (51) and a second sub-clutch (52), by means of which a torque can be transmitted from the clutch device (20) to a powertrain. The invention is characterized in that the clutch mechanism (50) has a clutch housing (60) to which a transmission element (61) is rotationally fixed in order to transmit a torque between the clutch housing (60) and a rotor (91) of an electric machine (90). The invention allows a compact length to be combined with the variability of the rotational speed provided by the electric machine in a powertrain.

Inventors:
RATHKE GÖTZ (DE)
Application Number:
PCT/DE2017/100530
Publication Date:
January 18, 2018
Filing Date:
June 22, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
B60K6/38; B60K6/383; B60K6/387; B60K6/40; B60K6/48
Domestic Patent References:
WO2008052909A12008-05-08
Foreign References:
DE102013206176A12014-10-09
EP2492126A12012-08-29
DE19941705A12000-03-16
DE102009002805A12010-11-11
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Claims:
Patentansprüche

Kupplungseinheit (2) zur Übertragung von Drehmomenten von

Antriebsaggregaten, umfassend:

eine Anschlusseinrichtung (10) zur mechanischen Ankopplung einer

Verbrennungskraftmaschine (1 ),

eine offenbare und schließbare Kopplungseinrichtung (20), mit der

Drehmoment von der Anschlusseinrichtung (10) übertragbar ist, und mit der die Kupplungseinheit (2) von der Verbrennungskraftmaschine (1 ) trennbar ist, eine Kupplungsvorrichtung (50), insbesondere eine mit einer ersten

Teilkupplung (51 ) und einer zweiten Teilkupplung (52) ausgestattete

Doppelkupplungsvorrichtung, mit der Drehmoment von der

Kopplungseinrichtung (20) auf einen Antriebsstrang übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsvorrichtung (50) ein Kupplungsgehäuse (60) aufweist, mit welchem ein Getriebeelement (61 ) zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen dem Kupplungsgehäuse (60) und einem Rotor (91 ) einer elektrischen Maschine (90) rotationsfest verbunden ist.

Kupplungseinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebeelement (61 ) eine Verzahnung (62) zur Ausbildung eines

Zahnradgetriebes, insbesondere eines mehrstufigen Zahnradgetriebes, zwischen dem Kupplungsgehäuse (60) und dem Rotor (91 ) der elektrischen Maschine (90) ist.

Kupplungseinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebeelement (61 ) ein Rad eines Zugmittelgetriebes, insbesondere eines Kettentriebes, zwischen dem Kupplungsgehäuse (60) und dem Rotor (91 ) der elektrischen Maschine (90) ist.

Kupplungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsgehäuse (60) auf einer Welle (80, 81 ) der Kupplungsvorrichtung (50) drehbeweglich gelagert ist.

3. Kupplungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (20) durch eine einfache Kupplungseinrichtung (21 ) mit lediglich einer Kupplung ausgebildet ist.

Kupplungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (20) durch eine zweifache Kupplungseinrichtung (22) mit einer ersten Kupplung (23) und einer zweiten Kupplung (24)

ausgebildet ist. 7. Kupplungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (20) durch eine

Sperrsynchronisationseinrichtung (30) ausgebildet ist.

Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer

Verbrennungskraftmaschine (1 ), umfassend die Kupplungseinheit (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 sowie eine elektrische Maschine (90) mit einem Rotor (91 ), wobei das Kupplungsgehäuse (60) der Kupplungseinheit (2) mittels eines Getriebes (70) mit dem Rotor (91 ) verbunden ist zwecks Übertragung eines Drehmomentes zwischen dem Kupplungsgehäuse (60) und dem Rotor (91 ), und die Rotationsachse (93) des Rotors (91 ) in Bezug zu einer

Rotationsachse (1 1 ) der Anschlusseinrichtung (10) und/ oder in Bezug zu einer Rotationsachse (82) einer Welle (80, 81 ) der Kupplungsvorrichtung (50) radial versetzt ist.

Hybridmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (70) zwischen Kupplungsgehäuse (60) und Rotor (91 ) der elektrischen

Maschine (90)

ein einstufiges Zahnradgetriebe,

ein mehrstufiges Zahnradgetriebe, oder

ein Zugmittelgetriebe

ist.

10. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine (1 ) und einem Hybridmodul gemäß einem der Ansprüche 8 und 9 sowie mit einem Antriebs-Getriebe, wobei das Hybridmodul mit dem Verbrennungsmotor (1 ) mechanisch über die Anschlusseinrichtung (10) und die Kopplungseinheit (20), sowie mit dem Antriebs-Getriebe mechanisch über die Kupplungsvorrichtung

(50) verbunden ist.

Description:
Kupplungseinheit, Hybridmodul und Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungseinheit zur Übertragung von

Drehmomenten von Antriebsaggregaten sowie ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Kupplungseinheit und einen Antriebsstrang für ein

Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Hybridmodul. Durch die zunehmende Notwendigkeit der Einsparung fossiler Ressourcen sowie der Minderung von Abgasen steigt die Nachfrage nach Kraftfahrzeugen, bei denen der Betrieb eines Verbrennungsmotors mit dem Betrieb einer elektrischen Maschine kombinierbar ist. Zu diesem Zweck werden Hybridmodule benötigt, die die

Ankopplung einer Brennkraftmaschine an ein Getriebe sowie damit kombinierbar den Betrieb einer elektrischen Maschine ermöglichen. Moderne Kraftfahrzeuge verfügen außerdem über ein Doppelkupplungsgetriebe, mit welchem Schaltvorgänge effizienter durchführbar sind. Etablierte Hybridmodule sehen unter anderem vor, dass die einzelnen Teilkupplungen des Doppelkupplungsgetriebes zumindest teilweise im Innenraum der elektrischen Maschine angeordnet sind. In derartigen

Ausführungsformen definiert somit auch die Breite der elektrischen Maschine bzw. ihres Rotors entlang ihrer Rotationsachse einen Teil der Länge des gesamten

Antriebsstranges.

Aus der DE 10 2009 002 805 A1 ist ein Parallel-Hybridantrieb für Kraftfahrzeuge bekannt, in dem eine Trennkupplung und Reibungskupplungen miteinander kombiniert vorliegen. Hier ist die elektrische Maschine entlang der axialen Erstreckungsrichtung des gesamten Antriebs neben den Doppelkupplungen angeordnet und verbraucht somit einen erheblichen Anteil der Länge der Antriebsanordnung. Die WO 2008/052 909 A1 lehrt einen Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug, der zwischen zwei Kupplungen angeordnet ist. Auch hier ist ersichtlich, dass die Breite der elektrischen Maschine einen Anteil an der Gesamt-Länge des offenbarten

Arbeitsstrangs ausmacht.

Beiden erwähnten Ausführungsformen gemeinsam ist es, dass der an die elektrische Maschine angekoppelte Bereich des Antriebsstrangs nur mit der Drehzahlen der elektrischen Maschine selbst betrieben werden kann.

Figur 1 und Figur 2 zeigen herkömmliche Hybridmodule bzw. Antriebsstränge, bei denen eine Verbrennungskraftmaschine 1 über eine Anschlusseinrichtung 10 in Form einer Welle an eine Kopplungseinrichtung 20 angeschlossen ist, die hier als eine einfache Kupplungseinrichtung 21 ausgebildet ist. Das abtriebseitige

Verbindungselement der genannten Kopplungseinrichtung 20 ist mit Eingang eines angeschlossenen Getriebes verbunden. Bei einem stufenlosen Getriebe (CVT) oder auch bei einem gestuften automatischen Getriebe kann die Kopplungseinrichtung 20 ein Drehmomentwandler oder auch eine Einfachkupplung sein. In den in Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen bildet jeweils eine

Doppelkupplungsvorrichtung den Getriebeeingang. Diese

Doppelkupplungsvorrichtung 50 ist in einem Kupplungsgehäuse 60 untergebracht. Die Doppelkupplungsvorrichtung 50 umfasst eine erste Teilkupplung 51 sowie eine zweite Teilkupplung 52, die aus Funktionssicht parallel zueinander angeordnet sind. An den Abtrieben der beiden Teilkupplungen 51 , 52 ist ein erstes Teilgetriebe 53 für die Gänge 1 , 3, 5 und gegebenenfalls 7, sowie ein zweites Teilgetriebe für die Gänge 2, 4, 6 und den Rückwärtsgang angeschlossen. Die Abtriebe der beiden Teilgetriebe 53, 54 sind in einem Abtrieb 100 vereint.

Der Unterschied zwischen den beiden in den Figuren 1 und 2 dargestellten

Hybridmodulen bzw. Antriebssträngen liegt darin, dass in der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform der Rotor 91 einer elektrischen Maschine 90 rotationsfest mit dem Kupplungsgehäuse 60 verbunden ist, sodass bei einem Betrieb der elektrischen Maschine 90 das Kupplungsgehäuse 60 in Drehbewegung versetzt wird.

In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist ersichtlich, dass die Breite der elektrischen Maschine 90 Einfluss nimmt auf die Länge des dargestellten

Antriebstrangs. Zwar ist dies in der Figur 2 dargestellten Ausführungsform nicht mehr der Fall, da hier die elektrische Maschine 90 nicht mehr koaxial zur Rotationsachse des

Antriebsstrangs angeordnet ist, jedoch ist die Wirkung der elektrischen Maschine 90 auf ein Teilgetriebe beschränkt, wodurch sie nur dieses Teilgetriebe für ein rein elektrisches Fahren genutzt werden kann. Jedoch ist beiden, in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen, gemeinsam, dass lediglich mit der Drehzahl der elektrischen Maschine auf die Drehzahl des an den Rotor der elektrischen Maschine angeschlossenen Bauteils Einfluss genommen werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Kupplungseinheit sowie ein diese Kupplungseinheit umfassendes Hybridmodul und einen das Hybridmodul umfassenden Antriebsstrang zur Verfügung zu stellen, die bei einer kompakten Länge sowie der Möglichkeit der Varianz der von der elektrischen Maschine übertragenen Drehzahl einen sicheren und komfortablen Betrieb des Antriebsstrangs ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Kupplungseinheit nach Anspruch 1 , durch das erfindungsgemäße Hybridmodul noch Anspruch 8 sowie durch den erfindungsgemäßen Antriebsstrang nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte

Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kupplungseinheit sind in den

Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben.

Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Hybridmoduls ist in Unteranspruch 9 angegeben. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen. Die erfindungsgemäße Kupplungseinheit dient zur Übertragung von Drehmomenten von Antriebsaggregaten, wie zum Beispiel einer Verbrennungskraftmaschine sowie einer elektrischen Maschine bzw. eines Elektromotors. Die Kupplungseinheit umfasst eine Anschlusseinrichtung zur mechanischen Ankopplung einer Verbrennungskraftmaschine, eine offenbare und schließbare Kopplungseinrichtung, mit der Drehmoment von der Anschlusseinrichtung übertragbar ist und mit der die Kupplungseinheit von der Verbrennungskraftmaschine trennbar ist. Weiterhin umfasst die Kupplungseinheit eine Kupplungsvorrichtung, mit der Drehmoment von der Kopplungseinrichtung auf einen Abtrieb übertragbar ist, wobei die

Kupplungsvorrichtung vorzugweise eine Doppelkupplungsvorrichtung ist, die eine erste Teilkupplung und eine zweite Teilkupplung umfasst. Somit ist die

Kopplungseinrichtung dafür vorgesehen, Drehmoment zwischen der

Anschlusseinrichtung und der Kupplungsvorrichtung zu übertragen. Es ist

erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kupplungsvorrichtung ein Kupplungsgehäuse aufweist, mit welchem ein Getriebeelement und einem zur Übertragung eines

Drehmoments zwischen dem Kupplungsgehäuse und einemRotor einer elektrischen Maschine rotationsfest verbunden ist. Es ist in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die

Kupplungsvorrichtung ein Kupplungsgehäuse aufweist, an welchem ein

Getriebeelement eines Getriebes zur Übertragung eines Drehmoments zwischen dem Kupplungsgehäuse zu dem Rotor einer elektrischen Maschine angeordnet ist. Das Getriebeelement ist somit Bestandteil der Kupplungsvorrichtung und demzufolge auch der erfindungsgemäßen Kupplungseinheit.

Das Kupplungsgehäuse kann auch als sogenannte Zentralplatte ausgestaltet sein und zwischen den Teilkupplungen einer Doppelkupplungsvorrichtung angeordnet sein.

Das Getriebeelement kann ein integraler Bestandteil des Kupplungsgehäuses bzw. der Zentralplatte sein oder auch ein extra dort angeordnetes Bauteil.

Weiterhin sollte die erfindungsgemäße Kupplungseinheit bei Ausführung der

Kupplungsvorrichtung als Doppelkupplungsvorrichtung vorzugsweise ein

Betätigungssystem zur Betätigung der Kopplungseinrichtung sowie ein erstes

Betätigungssystem zu Betätigung der ersten Teilkupplung und ein zweites

Betätigungssystem zu Betätigung der zweiten Teilkupplung aufweisen. Dadurch, dass mit dem Kupplungsgehäuse ein Getriebeelement zur Ausbildung eines Getriebes rotationsfest verbunden ist, wie z.B. durch Anordnung einer Verzahnung auf einem im Vergleich zum Durchmesser des Kupplungsgehäuses kleineren Teilkreises, der dem Kupplungsgehäuse vor- oder nachgelagert ist -, kann in einfacher Weise mit diesem Getriebeelement ein Getriebe ausgebildet werden, mit welchem ein von einer elektrischen Maschine aufgebrachtes Drehmoment auf das Kupplungsgehäuse bzw. umgekehrt übertragen werden kann.

Das bedeutet, dass eine mit der erfindungsgemäßen Kupplungseinheit

zusammenwirkende elektrische Maschine in Bezug zur Rotationsachse der

Kupplungseinheit radial versetzt ist. Dies ermöglicht die Anordnung der elektrischen Maschine seitlich versetzt zu Elementen der Kupplungseinheit bzw. eines dadurch ausgebildeten Hybridmoduls, sodass die geometrischen Abmaße der elektrischen Maschine keinen Einfluss auf die Länge eines mit der Kupplungseinheit realisierten Antriebstranges haben. Es lassen sich demzufolge kürzere Kupplungseinheiten bzw. Hybridmodule ausbilden. Zudem besteht die Möglichkeit, das Getriebeelement am Kupplungsgehäuse als Teil eines derartigen Getriebes auszuführen, mit dem eine Über- oder auch Untersetzung der Drehbewegung der elektrischen Maschine auf das Kupplungsgehäuse bzw. in umgekehrter Richtung realisiert wird, sodass mittels Einstellung der Über- bzw. Untersetzung Einfluss genommen werden kann auf das von der elektrischen Maschine auf die Kupplungseinheit übertragene Moment bzw. auf die übertragene Drehzahl.

Das genannte Getriebeelement kann dabei in alternativen Ausgestaltungen auch mit Gehäusen von anderen Anfahrelementen als einem Doppelkupplungsgetriebe verbunden sein, wie z.B. eines Drehmomentwandlers oder einer Einfachkupplung. Das Getriebeelement könnte also auch z.B. auf einem Wandlerhals innerhalb des Drehmomentwandlers angeordnet sein. In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungseinheit ist vorgesehen, dass das Getriebeelement eine Verzahnung zur Ausbildung eines Zahnradgetriebes, gegebenenfalls eines einstufigen und vorzugsweise eines mehrstufigen Zahnradgetriebes, ist, welches zwischen dem Kupplungsgehäuse und einem Rotor einer elektrischen Maschine realisiert ist bzw. realisierbar ist.

In einer alternativen Ausgestaltung der Kupplungseinheit ist vorgesehen, dass das Getriebeelement ein Rad eines Zugmittelgetriebes, insbesondere eines Kettentriebes, ist.

Zur Ausbildung einer weiterhin volumensparenden Kupplungseinheit ist

vorteilhafterweise das Kupplungsgehäuse auf einer Welle der Kupplungsvorrichtung, die insbesondere als Doppelkupplungsvorrichtung ausgeführt sein kann,

drehbeweglich gelagert. Dies ermöglicht, auf eine extra Lagerstelle in einem Gehäuse zu verzichten und zudem ein relativ kleines Lager zu verbauen, welches effizient betreibbar ist.

Die Kopplungseinrichtung kann durch eine einfache Kupplungseinrichtung mit lediglich einer Kupplung ausgebildet sein, oder durch eine zweifache Kupplungseinrichtung mit einer ersten Kupplung und einer zweiten Kupplung. Die Ausbildung mit lediglich einer Kupplung führt zu einer schlanken und kostengünstigen Bauweise. Die Ausführung mit zwei Kupplungen ermöglicht mehr Schalt-, Rekuperations- sowie

Startmöglichkeiten als der Betrieb der Kupplungseinheit mit lediglich einer Kupplung.

In einer weiteren Ausführungsalternative ist vorgesehen, dass die

Kopplungseinrichtung durch eine Sperrsynchronisationseinrichtung ausgebildet ist.

Eine solche Sperrsynchronisationseinrichtung wird auch als Schiebemuffeneinheit bezeichnet. Eine Schiebemuffe wird hier mit einem Synchronisationsring in

Wirkverbindung gebracht. Ein solcher Synchronisationsring ist mit einer

konusförmigen Reibfläche ausgestattet, auf die bei Verschiebung der Schiebemuffe erhöhte Reibkräfte wirken, so dass es zu einer zunächst rutschenden Mitnahme Synchronisationsring kommt, bis die Drehzahlen von An- und Abtrieb aneinander angeglichen sind. Nach erfolgter Angleichung der Drehzahlen werden Verzahnungen miteinander in Eingriff gebracht, sodass Drehmomente bzw. Drehzahlen übertragen werden können. Eine solche Sperrsynchronisationseinrichtung ist somit ebenfalls offenbar und schließbar und erfüllt demzufolge die Funktion einer Kupplung

hinsichtlich der unterbrechenbaren Übertragung von Drehmomenten und Drehzahlen.

Gegebenenfalls kann auf die Synchronisation verzichtet werden und die Übertragung des Drehmomentes durch ein formschlüssiges Element vollzogen werden. Hierbei kann eine Drehzahlangleichung anderweitig erreicht werden, z.B. durch Steuerung der elektrischen Maschine und/ oder des Verbrennungsmotors.

Zur Lösung der Aufgabe wird außerdem ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung gestellt, welches die erfindungsgemäße Kupplungseinheit umfasst. Des Weiteren weist das Hybridmodul eine elektrische Maschine mit einem Rotor auf, wobei das Kupplungsgehäuse der Kupplungseinheit mittels eines Getriebes mit dem Rotor verbunden ist, zwecks

Übertragung eines Drehmomente zwischen dem Kupplungsgehäuse und dem Rotor. Die Rotationsachse des Rotors ist in Bezug zu einer Rotationsachse der

Anschlusseinrichtung und/oder in Bezug zu einer Rotationsachse einer Welle der Kupplungsvorrichtung radial versetzt. Das erfindungsgemäße Hybridmodul ist somit im Wesentlichen durch die erfindungsgemäße Kupplungseinheit mit daran über ein Getriebe angeschlossener elektrischer Maschine ausgebildet. Das Getriebe zwischen Kupplungsgehäuse und dem Rotor der elektrischen Maschine kann eine Übersetzung aufweisen. In Bezug zur Rotationsachse der Anschlusseinrichtung der

Kupplungseinheit und/oder in Bezug zur Rotationsachse einer Welle einer

Kupplungsvorrichtung, insbesondere in Bezug auf die Wellen einer

Doppelkupplungsvorrichtung, die vorzugsweise koaxial ausgeführt sind, ist die

Rotationsachse des Rotors der elektrischen Maschine radial versetzt.

Das bedeutet, dass sich die elektrische Maschine bzw. ihr Rotor mit seiner

Rotationsachse außerhalb der Achse befindet, in der die Rotationsachse der

Anschlusseinrichtung und in bevorzugter Weise auch die Rotationsachse einer Welle der Kupplungsvorrichtung verläuft. Damit ist gewährleistet, dass das

erfindungsgemäße Hybridmodul mit einer kompakten Länge ausführbar ist und demzufolge auch in hinsichtlich der Länge des Antriebsstrangs begrenzten

Bauräumen flexibel einsetzbar ist. Das Getriebe zwischen dem Kupplungsgehäuse und dem Rotor der elektrischen Maschine kann ein einstufiges Zahnradgetriebe, vorzugsweise ein mehrstufiges Zahnradgetriebe oder auch ein Zugmittelgetriebe sein. Zu diesem Zweck ist am Rotor der elektrischen Maschine ein Ritzel oder ein Zugmittelrad angeordnet, oder der Rotor selbst ist als ein solches Ritzel bzw. Zugmittelrad ausgebildet.

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird zudem ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, welcher eine Verbrennungskraftmaschine und ein erfindungsgemäßes Hybridmodul sowie ein Antriebs-Getriebe umfasst, wobei das Hybridmodul mit dem Verbrennungsmotor mechanisch über die Anschlusseinrichtung und die Kopplungseinheit, sowie mit dem Antriebs-Getriebe mechanisch über die Kupplungsvorrichtung verbunden ist. Das Antriebs-Getriebe ist vorzugsweise ein Doppelkupplungsgetriebe, mit dem ersten Teil-Getriebe für die Gänge 1 , 3, 5 und gegebenenfalls 7 oder mehr, sowie mit dem zweiten Teil-Getriebe für die Gänge 2, 4, 6 und den Rückwärtsgang.

Dabei soll aber erfindungsgemäß die Nutzung eines stufenlosen Getriebes (CVT), automatischen Getriebes (AT) sowie eines stufenlosen, vollautomatischen Getriebes (MT) statt eines Doppelkupplungsgetriebes nicht ausgeschlossen werden.

Der Antriebsstrang ist dazu eingerichtet, ein von einem Antriebsaggregat, zum

Beispiel einer Energiewandlungsmaschine, bevorzugt einer

Verbrennungskraftmaschine oder einer elektrischen Antriebsmaschine,

bereitgestelltes und über ihre Abtriebswelle abgegebenes Drehmoment für zumindest einen Verbraucher zuschaltbar und abschaltbar zu übertragen. Ein Verbraucher ist zum Beispiel ein Antriebsrad eines Kraftfahrzeugs oder ein elektrischer Generator zum Bereitstellen von elektrischer Energie. Umgekehrt ist auch eine Aufnahme einer von zum Beispiel einem Antriebsrad eingebrachten Trägheitsenergie umsetzbar. Das Antriebsrad bildet dann das Antriebsaggregat, wobei dessen Trägheitsenergie mittels der Reibkupplung auf einen elektrischen Generator zur Rekuperation, also zur elektrischen Speicherung der Bremsenergie, in einem entsprechend eingerichteten Antriebsstrang übertragbar ist. Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maß eingeschränkt sind.

Es ist dargestellt in

Figur 1 : eine Systemdarstellung einer ersten Ausführungsform eines herkömmlichen

Hybridmoduls,

Figur 2: eine Systemdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines

herkömmlichen Hybridmoduls,

Figur 3: eine Systemdarstellung eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls einer

ersten Ausführungsform,

Figur 4: eine Systemdarstellung eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls einer

zweiten Ausführungsform,

Figur 5: ein Schnittverlauf durch eine erfindungsgemäße Kupplungseinheit.

In Figur 3 ist eine erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Hybridmoduls bzw. eines Antriebsstrangs dargestellt. Auch in dieser Ausführungsform ist eine

Verbrennungskraftmaschine 1 vorhanden, die über eine Anschlusseinrichtung 10 entlang deren Rotationsachse 1 1 an einen Dämpfer 3 angeschlossen ist. Dieser wiederum ist rotationsfest mit einer Kopplungseinrichtung 20 verbunden, die hier als zweifache Kupplungseinrichtung 22 ausgeführt ist. Diese zweifache

Kupplungseinrichtung 22 umfasst eine erste Kupplung 23 sowie eine zweite Kupplung 24, die parallel zueinander geschaltet sind. Die Abtriebsseite der ersten Kupplung 23 ist mit dem Kupplungsgehäuse 60 einer Doppelkupplungsvorrichtung 50 verbunden. Die Abtriebsseite der zweiten Kupplung 24 ist direkt mit dem zweiten Teilgetriebe 54 der Doppelkupplungsvorrichtung 50 verbunden. Die erste Teilkupplung 51 der Doppelkupplungsvorrichtung 50 ist mit dem ersten Teilgetriebe 53 verbunden, und die zweite Teilkupplung 52 ist mit dem zweiten Teilgetriebe 54 der

Doppelkupplungsvorrichtung 50 verbunden. Wie auch in den Ausführungsformen gemäß der Figuren 1 und 2 sind die Abtriebsseiten der beiden Teilgetriebe 53, 54 in einem gemeinsamen Abtrieb 100, vorzugsweise in koaxial zueinander verlaufenden Abtriebswellen, zusammengefasst. Auf der die erste Kupplung 23 mit dem Kupplungsgehäuse 60 verbindenden

Abtriebswelle der ersten Kupplung 23 ist ein Getriebeelement 61 angeordnet, welches, abweichend von der Systemdarstellung in Figur 3, auch als ein Bestandteil des Kupplungsgehäuses 60 ausgeführt sein kann. Dieses Getriebeelement 61 umfasst an seiner radial äußeren Seite eine Verzahnung 62, welche mit einer entsprechenden Verzahnung eines Ritzels 92 kämmt, das mit einem Rotor 91 einer elektrischen Maschine 90 rotationsfest verbunden ist. Dadurch wird ein Getriebe 70 zwischen dem Kupplungsgehäuse 60 und der elektrischen Maschine 90 ausgebildet. Damit kann Einfluss genommen werden auf die von der elektrischen Maschine 90 auf die Doppelkupplungsvorrichtung 50 übertragene Drehzahl bzw. das übertragene Drehmoment, bzw. auch in umgekehrter Richtung.

Weiterhin ist ersichtlich, dass die Rotationsachse 93 des Rotors 91 radial weit verlagert ist in Bezug zur Rotationsachse 82 des Abtriebs 100 der

Doppelkupplungsvorrichtung 50 sowie auch zur Rotationsachse 1 1 der

Anschlusseinrichtung 10. Erkennbar ist weiterhin, dass dadurch der gezeigte

Antriebsstrang eine relativ kompakte Länge aufweist.

In alternativer Ausgestaltung kann in der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform der Abtrieb der ersten Teilkupplung 51 in direkter Wirkverbindung mit dem Rotor der elektrischen Maschine 90 stehen. In Figur 4 ist eine alternative Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls bzw. eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs dargestellt. Diese unterscheidet sich von der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen darin, dass statt einer zweifachen Kupplungseinrichtung hier eine einfache Kupplungseinrichtung 21 mit nur einer Kupplung angeordnet ist. Die Abtriebsseite der einfachen

Kupplungseinrichtung 21 ist rotationsfest mit dem Kupplungsgehäuse 60 der

Doppelkupplungsvorrichtung 50 verbunden. In der hier dargestellten Prinzipskizze ist auch ein Stirnrad auf der Abtriebsseite der einfachen Kupplungseinrichtung 21 vorgesehen. Dies dient jedoch lediglich zur Verdeutlichung, dass das damit starr gekoppelte Kupplungsgehäuse 60 selbst ein Getriebeelement 61 ausbilden kann, welches eine stirnseitige Verzahnung 62 aufweist, die mit einem Ritzel 92 eines Rotors der elektrischen Maschine 90 kämmt. Wie auch schon in Bezug zu der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform erwähnt, sind an die beiden Teilkupplungen 51 , 52 der Doppelkupplungsvorrichtung 50 die beiden Teilgetriebe 53, 54 der Doppelkupplungsvorrichtung angeschlossen, die einen gemeinsamen Abtrieb 100 realisieren. Auch in dieser in Figur 4 dargestellten

Ausführungsform ist ersichtlich, dass die Breite der elektrischen Maschine 90 keinen Einfluss hat auf die Gesamt-Länge des gezeigten Antriebsstranges.

Die in den Figuren 3 und 4 dargestellte erfindungsgemäße Kupplungseinheit umfasst die Anschlusseinrichtung 10, die Kopplungseinrichtung 20, die

Doppelkupplungsvorrichtung 50 und insbesondere das Getriebeelement 61 als Bestandteil des Kupplungsgehäuses 60 oder auch als ein dort extra angeordnetes Bauteil.

In Figur 5 ist eine erfindungsgemäße Kupplungseinheit 2 in Schnittansicht von der Seite dargestellt. Diese umfasst als Kopplungseinrichtung 20 eine

Sperrsynchronisationseinrichtung 30. Eine solche Sperrsynchronisationseinrichtung 30 kann auch als Schiebemuffeneinheit bezeichnet werden. Sie umfasst eine

Schiebemuffe 31 , welche mittels einer Schubstange 38, die im Inneren der ersten Welle 80 sowie der zweiten Welle 81 der Kupplungsvorrichtung 50 verläuft, angeordnet ist. Diese Schubstange 38 steht in mechanischem Eingriff mit einem Mitnehmer 39, der mechanisch auf die Schiebemuffe 31 wirkt, sodass es bei einer Verschiebung der Schubstange zu einer Verschiebung der Schiebemuffe 31 kommt. Die Schiebemuffe weist eine Verzahnung 32 auf, die mit einem Zwischenrad 33 kämmt. Das Zwischenrad ist zwischen dieser Verzahnung 32 der Schiebemuffe 31 sowie einer Sekundärseite 6 eines Zweimassenschwungrads 4 angeordnet.

Gegenüber der Sekundärseite 6 umfasst das Zweimassenschwungrad 4 noch eine Primärseite 5, wobei die Sekundärseite 6 in Bezug zur Primärseite 5 eine Relativ- Drehbewegung zwecks Dämpfung von Drehschwingungen ausführen kann. Die Sperrsynchronisationseinrichtung 30 umfasst weiterhin ein Verbindungsteil 34, welches eine mechanische Verbindung zwischen dem Zwischenrad 33 und der ersten Welle 80 realisiert. Dieses Verbindungsteil 34 weist ebenfalls eine Verzahnung 35 auf. Weiterhin umfasst die Sperrsynchronisationseinrichtung 30 einen ersten, hier links angeordneten Synchronring 36 und einen zweiten, hier rechts angeordneten

Synchronring 37. Beide Synchronringe 36, 37 sind ebenfalls mit einer Verzahnung ausgebildet sowie mit einem Konus.

Bei einer Verschiebung der Schiebemuffe 31 wird somit auch ein Synchronring 36, 37 verschoben, sodass es aufgrund der Reibverhältnisse am Konus zu erhöhten

Reibkräften kommt derart eine Mitnahme des Synchronrings 36, 37 in der

Drehbewegung bewirkt wird, bis auftretende Drehzahlen synchronisiert sind. Bei weiterer Verschiebung der Schiebemuffe nach links greift deren Verzahnung 32 in die Verzahnung 35 am Verbindungsteil 34 ein, oder bei Verschiebung nach rechts in eine Verzahnung 62 in einem verlängerten Bereich des Kupplungsgehäuses 60 ein. Es ist ersichtlich, dass die Verzahnung 62 mittels einer Schweißnaht 40 mit dem

verlängerten Bereich des Kupplungsgehäuses 60 verbunden ist, um die von der Schiebemuffe 31 eingetragene Drehbewegung übertragen zu können. Dadurch lässt sich mittels der Schiebemuffe 31 eine Drehmomentenübertragung über die Sperrsynchronisationseinrichtung 30 auf die erste Welle 80 bzw. auf das

Kupplungsgehäuse 60 realisieren, sodass insgesamt eine der Figur 3 ähnliche

Ausgestaltungsform realisiert wird, außer dass von der Ausführungsform der Figur 3 abweichend keine zweifache Kupplungseinrichtung eingesetzt wird, sondern eine zweifach trennende Sperrsynchronisationseinrichtung 30.

Somit kann bei Betätigung einer der beiden Teilkupplungen 51 , 52 über eine erste Betätigungseinrichtung 55 bzw. eine zweite Betätigungseinrichtung 56 ein in das Kupplungsgehäuse 60 eingetragenes Drehmoment bzw. eine eingetragene Drehzahl auf die erste Welle 80 bzw. die koaxial dazu angeordnete zweite Welle 81 der

Doppelkupplungsvorrichtung 50 übertragen werden. In der hier dargestellten

Ausführungsform ist das Getriebeelement 61 durch das Kupplungsgehäuse 60 selbst ausgebildet, sodass dieses zusammen mit einer hier nicht dargestellten elektrischen Maschine ein Getriebe realisieren kann.

Mit der hier vorgeschlagenen Kupplungseinheit sowie dem Hybridmodul lässt sich ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung stellen, welche eine kompakte Länge mit der Möglichkeit der Varianz der von der elektrischen Maschine

bereitgestellten und auf die elektrische Maschine übertragbaren Drehzahl bzw.

Drehmoments vereinen.

Bezugszeichenliste

1 Verbrennungskraftmaschine

2 Kupplungseinheit

3 Dämpfer

4 Zweimassenschwungrad

5 Primärseite

6 Sekundärseite

10 Anschlusseinrichtung

1 1 Rotationsachse der Anschlusseinrichtung

20 Kopplungseinrichtung

21 einfache Kupplungseinrichtung

22 zweifache Kupplungseinrichtung

23 erste Kupplung

24 zweite Kupplung

30 Sperrsynchronisationseinrichtung

31 Schiebemuffe

32 Verzahnung an Schiebemuffe

33 Zwischenrad

34 Verbindungsteil

35 Verzahnung an Verbindungsteil

36 erster Synchronring

37 zweiter Synchronring

38 Schubstange

39 Mitnehmer

40 Schweißnaht

50 Doppelkupplungsvorrichtung

51 erste Teilkupplung

52 zweite Teilkupplung

53 erstes Teilgetriebe

54 zweites Teilgetriebe erste Betätigungseinrichtung zweite Betätigungseinrichtung

Kupplungsgehäuse

Getriebeelement

Verzahnung

Getriebe

erste Welle

zweite Welle

Rotationsachse der Wellen elektrische Maschine

Rotor

Ritzel

Rotationsachse des Rotors

Abtrieb