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Title:
CLUTCH DEVICE AND MOTOR VEHICLE POWERTRAIN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/070856
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a clutch device with an actuator, in particular for a powertrain of a motor vehicle. The powertrain has an internal combustion engine, an electric machine with a stator and a rotor, and a transmission device. The clutch device can be arranged in the powertrain between the internal combustion engine on one side and the electric machine and the transmission device on the other side. The actuator has an electric eddy current brake with a brake stator and a brake rotor, wherein the brake stator has an inner stator with a central coil. The invention also relates to a motor vehicle powertrain having an internal combustion engine, an electric machine with a stator and a rotor, a transmission device, and such a clutch device, said clutch device being arranged between the internal combustion engine on one side and the electric machine and the transmission device on the other side and the clutch device actuator being integrated into the rotor of the electric machine.

Inventors:
HELMER DANIEL (DE)
FINKENZELLER MARC (DE)
Application Number:
PCT/DE2014/200572
Publication Date:
May 21, 2015
Filing Date:
October 20, 2014
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
H02K49/04
Foreign References:
DE102012222110A12013-06-20
DE102013210452A12013-12-19
DE102012219043A12014-04-24
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Claims:
Patentansprüche

1 . Kupplungseinrichtung (102, 202) mit einer Betätigungseinrichtung (204), insbesondere für einen Antriebsstrang (100) eines Kraftfahrzeugs, der Antriebsstrang (100) aufweisend eine Brennkraftmaschine (104), eine elektrische Maschine (108) mit einem Stator (1 18) und einem Rotor (120) und eine Getriebeeinrichtung (1 10), wobei die Kupplungseinrichtung (102, 202) in dem Antriebsstrang (100) zwischen der Brennkraftmaschine (104) einerseits und der elektrischen Maschine (108) sowie der Getriebeeinrichtung (1 10) andererseits anordenbar ist, die Betätigungseinrichtung (204) aufweisend eine elektrische Wirbelstrombremse (300) mit einem Bremsenstator und einem Bremsenrotor (302), dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsenstator einen Innenstator (304, 400) mit einer Zentralspule (320, 406) aufweist.

2. Kupplungseinrichtung (102, 202) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Innenstator (304, 400) einen ersten Klauenpol (308, 402) mit ersten Polklauen (312) und einen zweiten Klauenpol (314, 404) mit zweiten Polklauen (318) aufweist und die Zentralspule (320, 406) von dem ersten Klauenpol (308, 402) mit seinen ersten Polklauen (312) und dem zweiten Klauenpol (314, 404) mit seinen zweiten Polklauen (318) umgriffen ist.

3. Kupplungseinrichtung (102, 202) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Polklauen (312) und die zweiten Polklauen (318) jeweils wechselnd ineinandergreifen.

4. Kupplungseinrichtung (102, 202) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsenrotor (302) eine topfartige Form mit einem Wandabschnitt (324) aufweist und der Wandabschnitt (324) radial außenseitig des Innenstators (304, 400) angeordnet ist.

5. Kupplungseinrichtung (102, 202) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsenstator einen spulenlosen Außenstator (306) aufweist, der radial außenseitig des Bremsenrotors (302) angeordnet ist.

6. Kraftfahrzeugantriebsstrang (100) aufweisend eine Brennkraftmaschine (104), eine elektrische Maschine (108) mit einem Stator (1 18) und einem Rotor (120), eine Getriebeeinrichtung (1 10) und eine Kupplungseinrichtung (102, 202) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kupplungseinrichtung (102, 202) zwischen der Brennkraftmaschine (104) einerseits und der elektrischen Maschine (108) sowie der Getriebeeinrichtung (1 10) andererseits angeordnet und mit der Betätigungseinrichtung (204) in den Rotor (120) der elektrischen Maschine (108) integriert ist.

Description:
Kupplungseinrichtung und Kraftfahrzeugantriebsstrang

Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung mit einer Betätigungseinrichtung,

insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, der Antriebsstrang aufweisend eine Brennkraftmaschine, eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor und eine Getriebeeinrichtung, wobei die Kupplungseinrichtung in dem Antriebsstrang zwischen der Brennkraftmaschine einerseits und der elektrischen Maschine sowie der Getriebeeinrichtung andererseits anordenbar ist, die Betätigungseinrichtung aufweisend eine elektrische Wirbelstrombremse mit einem Bremsenstator und einem Bremsenrotor. Außerdem betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeugantriebsstrang aufweisend eine Brennkraftmaschine, eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor, eine Getriebeeinrichtung und eine derartige Kupplungseinrichtung.

Aus der DE 10 2012 222 1 10 A1 ist eine Kupplungseinrichtung bekannt mit einer Betätigungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs aufweisend eine Brennkraftmaschine, eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor und eine Getriebeeinrichtung, wobei die Kupplungseinrichtung in dem Antriebsstrang zwischen der Brennkraftmaschine einerseits und der elektrischen Maschine sowie der Getriebeeinrichtung andererseits angeordnet ist, bei der die Kupplungseinrichtung und die Betätigungseinrichtung in den Rotor der elektrischen Maschine integriert sind.

Aus der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2013 210 452.9 ist eine Kupplungseinrichtung bekannt mit einer Betätigungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs aufweisend eine Brennkraftmaschine, eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor und eine Getriebeeinrichtung, wobei die Kupplungseinrichtung in dem Antriebsstrang zwischen der Brennkraftmaschine einerseits und der elektrischen Maschine sowie der Getriebeeinrichtung andererseits anordenbar ist, die Kupplungseinrichtung und die Betätigungseinrichtung in den Rotor der elektrischen Maschine integriert sind und die Betätigungseinrichtung eine elektrische Wirbelstrombremse mit einem Bremsenstator und einem Bremsenrotor aufweist, bei der der Bremsenstator wenigstens einen Elektromagnet mit einer Spule und einem Kern aufweist, wobei die Spule und der Kern zueinander konzentrisch angeordnet sind.

Aus der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2012 219 043.0 ist

Wirbelstrombremse bekannt, umfassend eine metallische Scheibe, welche in einem von einer Magnetanordnung ausgebildeten Magnetfeld bewegbar ist, bei der die metallische Scheibe aus zwei Materialien gebildet ist, wobei ein erstes Material eine hohe Permeabilität aufweist, während ein zweites Material einen geringen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist, um eine Wirbelstrombremse anzugeben, bei welcher ein optimaler magnetischer Fluss eingestellt und das Maximum des Bremsmomentes der Wirbelstrombremse zu geringeren Drehzahlen hin optimiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Kupplungseinrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern. Insbesondere soll ein Aufwand reduziert sein. Insbesondere soll ein Kostenaufwand reduziert sein. Insbesondere soll ein Herstellungsaufwand reduziert sein. Insbesondere soll eine Teileanzahl reduziert sein. Insbesondere soll eine Wirksamkeit einer Wirbelstrombremse erhöht sein. Insbesondere soll ein Wirkdurchmesser einer Wirbelstrombremse vergrößert sein. Insbesondere soll ein erhöhtes Bremsmoment erzeugbar sein. Außerdem soll ein Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einer derartigen Kupplungseinrichtung bereitgestellt werden.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Kupplungseinrichtung mit einer Betätigungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, der Antriebsstrang aufweisend eine Brennkraftmaschine, eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor und eine Getriebeeinrichtung, wobei die Kupplungseinrichtung in dem Antriebsstrang zwischen der Brennkraftmaschine einerseits und der elektrischen Maschine sowie der Getriebeeinrichtung andererseits anordenbar ist, die Betätigungseinrichtung aufweisend eine elektrische Wirbelstrombremse mit einem Bremsenstator und einem Bremsenrotor, bei der der Bremsenstator einen Innenstator mit einer Zentralspule aufweist.

Die Kupplungseinrichtung kann eine Drehachse aufweisen. Die Kupplungseinrichtung kann eine Reibungskupplung aufweisen. Die Kupplungseinrichtung kann eine Lamellenkupplung aufweisen. Die Kupplungseinrichtung kann wenigstens eine Außenlamelle und wenigstens eine Innenlamelle aufweisen. Die wenigstens eine Außenlamelle und/oder die wenigstens eine Innenlamelle kann Reibbeläge aufweisen. Die wenigstens eine Außenlamelle kann dem Rotor und/oder der Getriebeeinrichtung zugeordnet sein. Die wenigstens eine Innenlamelle kann der Brennkraftmaschine zugeordnet sein. Die Kupplungseinrichtung kann ein Gehäuse aufweisen. Das Gehäuse kann mithilfe des Rotors gebildet sein. Die Kupplungseinrichtung kann eine Anpressplatte aufweisen. Die Kupplungseinrichtung kann eine Druckplatte aufweisen. Die Anpressplatte kann relativ zur Druckplatte axial begrenzt verlagerbar sein. Die wenigstens eine Außenlamelle und die wenigstens eine Innenlamelle können zwischen der Anpressplatte und der Druckplatte einklemmbar sein. Die Kupplungseinrichtung kann ein Kupplungseingangsteil und ein Kupplungsausgangsteil aufweisen. Die Bezeichnungen„Kupplungseingangsteil" und„Kupplungsausgangsteil" sind auf eine zu dem wenigstens einen antreibbaren Fahrzeugrad hin gerichtete Leistungsflussrichtung bezogen. Das Kupplungseingangsteil kann die wenigstens eine Innenlamelle aufweisen. Das Kupplungseingangsteil kann mit der Brennkraftmaschine antriebsverbindbar sein. Das Kupplungsausgangsteil kann die wenigstens eine Außenlamelle aufweisen. Das Kupplungsausgangsteil kann mit dem der elektrischen Antriebsmaschine antriebsverbindbar sein. Das Kupplungsausgangsteil kann mit dem Rotor der elektrischen Antriebsmaschine antriebsverbindbar sein. Das Kupplungsausgangsteil kann mit dem der Getriebeeinrichtung antriebsverbindbar sein. Das Kupplungsausgangsteil kann mit der Eingangswelle der Getriebeeinrichtung antriebsverbindbar sein.

Die Kupplungseinrichtung kann ausgehend von einer vollständig ausgerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Kupplungseingangsteil und dem Kupplungsausgangsteil im Wesentlichen keine Leistungsübertragung erfolgt, bis hin zu einer vollständig eingerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Kupplungseingangsteil und dem Kupplungsausgangsteil im Wesentlichen eine vollständige Leistungsübertragung erfolgt, betätigungsabhängig eine zunehmende Leistungsübertragung ermöglichen, wobei eine Leistungsübertragung zwischen dem Kupplungseingangsteil und dem Kupplungsausgangsteil kraftschlüssig, insbesondere reibschlüssig, erfolgen kann. Umgekehrt kann ausgehend von einer vollständig eingerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Kupplungseingangsteil und dem Kupplungsausgangsteil im Wesentlichen eine vollständige Leistungsübertragung erfolgt, bis hin zu einer vollständig ausgerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Kupplungseingangsteil und dem Kupplungsausgangsteil im Wesentlichen keine Leistungsübertragung erfolgt, betätigungsabhängig eine abnehmende Leistungsübertragung ermöglicht sein. Eine vollständig eingerückte Betätigungsstellung kann eine geschlossene Betätigungsstellung sein. Eine vollständig ausgerückte Betätigungsstellung kann eine offene Betätigungsstellung sein. Mithilfe der Betätigungseinrichtung kann die Anpressplatte der Kupplungseinrichtung axial verlagerbar sein. Mithilfe der Betätigungseinrichtung kann die Kupplungseinrichtung geöffnet oder geschlossen werden. Mithilfe der Betätigungseinrichtung kann die Kupplungseinrichtung eingerückt oder ausgerückt werden.

Die Betätigungseinrichtung kann eine verdrehbare Rampeneinrichtung mit ersten Rampen und zweiten Rampen aufweisen. Die Betätigungseinrichtung kann eine in Sperrrichtung oder Freigaberichtung betätigbare Freilaufeinrichtung aufweisen. Die Kupplungseinrichtung kann mithilfe der Brennkraftmaschine betätigbar sein. Die ersten Rampen und die zweiten Rampen können jeweils ringartig in Umfangsrichtung der Kupplungseinrichtung angeordnet sein. Die ersten Rampen und die zweiten Rampen können einander axial gegenüberliegend angeordnet sein. Die ersten Rampen und die zweiten Rampen können relativ zueinander verdrehbar sein. Die Rampeneinrichtung kann ausgehend von einer Bewegung in Umfangsrichtung der Kupplungseinrichtung eine Bewegung in axialer Richtung ermöglichen. Die Rampeneinrichtung kann axial wirksam sein. Zwischen den ersten Rampen und den zweiten Rampen können Wälzkörper, insbesondere Kugeln, angeordnet sein. Die Rampen können jeweils Laufflächen für die Wälzkörper bilden. Die Rampen können jeweils als Wälzkörperrampen, insbesondere als Kugelrampen, ausgebildet sein. Die Rampen können in Umfangsrichtung der Kupplungseinrichtung verteilt angeordnet sein. Die Rampen können jeweils zu einer zur Drehachse der Kupplungseinrichtung senkrechten Ebene schief sein. Die Rampen können jeweils in Umfangsrichtung der Kupplungseinrichtung ansteigen und/oder abfallen. Die Rampen können jeweils einseitig ansteigend sein. Die Rampen können jeweils beidseitig ansteigend sein. Die ersten Rampen und die zweiten Rampen können jeweils zueinander geometrisch komplementär ausgebildet sein. Die ersten Rampen können mit den zweiten Rampen jeweils derart korrespondieren, dass sich bei einer Bewegung der ersten Rampen und der zweiten Rampen in Umfangsrichtung der Kupplungseinrichtung relativ zueinander die ersten Rampen und die zweiten Rampen in Erstreckungsrichtung der Drehachse der Kupplungseinrichtung voneinander weg oder aufeinander zu bewegen. Die ersten Rampen können die Wälzkörper von radial innen stützen. Die zweiten Rampen können die Wälzkörper von radial außen stützen. Die Wälzkörper können einen derartigen Durchmesser aufweisen, dass sie zwischen den ersten Rampen und den zweiten Rampen verliersicher gehalten sind. Die Wälzkörper können in einem Wälzkörperkäfig angeordnet sein. Damit ist eine gleichmäßige Zuordnung der Wälzkörper zu den Rampen gewährleistet. Die zweiten Rampen können an der Anpressplatte der Kupplungseinrichtung angeordnet sein.

Die Freilaufeinrichtung kann einen Innenring und einen Außenring aufweisen. Der Innenring kann als Innenstern ausgeführt sein. Die Freilaufeinrichtung kann Klemmkörper aufweisen. Die Klemmkörper können zwischen dem Innenring und dem Außenring wirken. Mithilfe der Freilaufeinrichtung kann ein Verdrehen von Innenring und Außenring relativ zueinander in einer ersten Drehrichtung ermöglicht und in einer zur ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung gesperrt sein. Die erste Drehrichtung kann die Freigaberichtung und die zweite Drehrichtung kann die Sperrrichtung sein. Der Innenring kann der Brennkraftmaschine zugeordnet sein. Der Außenring kann der Betätigungseinrichtung zugeordnet sein. Die Freilaufeinrichtung kann ein Übertragungselement aufweisen. Das Übertragungselement kann topfartig geformt sein. Das Übertragungselement kann an dem Außenring angeordnet sein. Die ersten Rampen können an dem Übertragungselement der Freilaufeinrichtung angeordnet sein.

Die Kupplungseinrichtung kann mithilfe eines von der Brennkraftmaschine erzeugten

Moments betätigbar sein. Die Kupplungseinrichtung kann mithilfe der Brennkraftmaschine schließbar sein. Die Kupplungseinrichtung kann mithilfe eines von der Brennkraftmaschine erzeugten Moments schließbar sein. Die Kupplungseinrichtung kann durch Steuerung einer Drehzahl der Brennkraftmaschine betätigbar sein. Die Kupplungseinrichtung kann durch Steuerung einer Drehzahl der Brennkraftmaschine schließbar und/oder offenbar sein.

Die Freilaufeinrichtung kann in Sperrrichtung und die Kupplungseinrichtung kann in

Schließrichtung betätigt sein, wenn eine Drehzahl einer der Brennkraftmaschine zugeordneten Welle größer als eine Drehzahl des Kupplungsausgangsteils und/oder des Rotors, ist. Die Freilaufeinrichtung kann in Freigaberichtung und die Kupplungseinrichtung kann in Öffnungsrichtung betätigt sein, wenn eine Drehzahl einer der Brennkraftmaschine zugeordneten Welle kleiner als eine Drehzahl des Kupplungsausgangsteils und/oder des Rotors, ist.

Die Betätigungseinrichtung kann einen Momentenfühler aufweisen. Der Momentenfühler kann zwischen der Brennkraftmaschine und der Kupplungseinrichtung, insbesondere dem Kupplungseingangsteil, angeordnet sein. Der Momentenfühler kann ein erstes Fühlerteil und ein zweites Fühlerteil aufweisen. Das erste Fühlerteil und das zweite Fühlerteil können relativ zueinander begrenzt verdrehbar sein. Das erste Fühlerteil kann mit der Brennkraftmaschine drehfest verbunden sein. Das zweite Fühlerteil kann mit der Kupplungseinrichtung, insbesondere dem Kupplungseingangsteil, drehfest verbunden sein. Der Momentenfühler kann wenigstens einen Energiespeicher aufweisen. Der wenigstens eine Energiespeicher kann zwischen dem ersten Fühlerteil und dem zweiten Fühlerteil wirksam sein. Der wenigstens eine Energiespeicher kann sich einerseits an dem ersten Fühlerteil und andererseits an dem zweiten Fühlerteil abstützen. Der Momentenfühler kann dazu dienen, dass die Freilaufeinrichtung erst ab einem vorbestimmten Offsetmoment sperrt, wenn eine Drehzahl der Brennkraftmaschine größer als eine Drehzahl der Kupplungseinrichtung ist. Der Momentenfühler kann dazu dienen, ein Öffnen der Kupplungseinrichtung zu gewährleisten, wenn einer Drehzahl der Brennkraftmaschine kleiner als eine Drehzahl der Kupplungseinrichtung ist.

Die Wirbelstrombremse kann Wirbelstromverluste des in einem Magnetfeld bewegten

Bremsenrotors zum Bremsen nutzen. Der Bremsenstator kann einen Elektromagnet aufweisen. Der Elektromagnet kann zur Erzeugung eines Magnetfelds dienen. Der Bremsenrotor kann elektrisch leitfähig sein. Zwischen dem Bremsenstator und dem Bremsenrotor kann ein Luftspalt gebildet sein. Die Wirbelstrombremse kann zum Schließen der Kupplungseinrichtung dienen. Zur Ansteuerung der Wirbelstrombremse kann eine elektrische Steuereinrichtung vorgesehen sein. Mithilfe der Wirbelstrombremse kann die Betätigungseinrichtung derart beaufschlagbar sein, dass sich die ersten Rampen und die zweiten Rampen relativ zueinander verdrehen.

Der Bremsenstator kann mehrteilig sein. Der Bremsenstator kann zweiteilig sein. Der

Bremsenstator kann einen radial inneren Innenstator aufweisen. Der Bremsenstator kann einen radial äußeren Außenstator aufweisen. Der Bremsenstator kann eine einzige Spule aufweisen. Die Zentralspule kann die einzige Spule sein. Die Zentralspule kann eine rotationssymmetrische Form aufweisen. Die Zentralspule kann eine Spulenachse aufweisen.

Der Innenstator kann einen ersten Klauenpol mit ersten Polklauen und einen zweiten

Klauenpol mit zweiten Polklauen aufweisen und die Zentralspule kann von dem ersten Klauenpol mit seinen ersten Polklauen und dem zweiten Klauenpol mit seinen zweiten Polklauen umgriffen sein. Der erste Klauenpol kann einen Scheibenabschnitt aufweisen. Der Scheibenabschnitt kann einen radial äußeren Rand aufweisen. Die ersten Polklauen können an dem radial äußeren Rand des Scheibenabschnitts angeordnet sein. Die ersten Polklauen können zumindest abschnittsweise zu dem Scheibenabschnitt des ersten Klauenpols in etwa rechtwinklig angeordnet sein. Die ersten Polklauen können an dem Scheibenabschnitt des ersten Klauenpols in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sein. Zwischen den ersten Polklauen können Lücken gebildet sein. Der zweite Klauenpol kann einen Scheibenabschnitt aufweisen. Der Scheibenabschnitt kann einen radial äußeren Rand aufweisen. Die zweiten Polklauen können an dem radial äußeren Rand des Scheibenabschnitts angeordnet sein. Die zweiten Polklauen können zumindest abschnittsweise zu dem Scheibenabschnitt des zweiten Klauenpols in etwa rechtwinklig angeordnet sein. Die zweiten Polklauen können an dem Scheibenabschnitt des zweiten Klauenpols in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sein. Zwischen den zweiten Polklauen können Lücken gebildet sein.

Der erste Klauenpol und der zweite Klauenpol können mit ihren Scheibenabschnitten zueinander parallel und voneinander beabstandet angeordnet sein. Die ersten Polklauen können jeweils ein freies Ende aufweisen. Die zweiten Polklauen können jeweils ein freies Ende aufweisen. Der erste Klauenpol und der zweite Klauenpol können derart angeordnet sein, dass die freien Enden der ersten Polklauen und die freien Enden der zweiten Polklauen einander entgegen gerichtet sind. Die ersten Polklauen und die zweiten Polklauen können jeweils wechselnd ineinandergreifen. Die ersten Polklauen können die zwischen den zweiten Polklauen gebildeten Lücken eingreifen. Die zweiten Polklauen können die zwischen den ers- ten Polklauen gebildeten Lücken eingreifen. Die freien Enden der ersten Polklauen und die freien Enden der zweiten Polklauen können jeweils schmal zulaufend ausgeführt sein.

Der Bremsenrotor kann eine topfartige Form mit einem Wandabschnitt aufweisen und der Wandabschnitt kann radial außenseitig des Innenstators angeordnet sein. Der Bremsenrotor kann mit seinem Wandabschnitt an Polklauen der Klauenpole angeordnet sein. Der Bremsenrotor kann einen Bodenabschnitt aufweisen. Der Bremsenrotor kann mit seinem Bodenabschnitt an dem Scheibenabschnitt des zweiten Klauenpols angeordnet sein. Der Bremsenrotor kann mit seinem Bodenabschnitt zu dem Scheibenabschnitt des zweiten Klauenpols parallel angeordnet sein.

Der Bremsenstator kann einen spulenlosen Außenstator aufweisen, der radial außenseitig des Bremsenrotors angeordnet sein kann. Der Außenstator kann eine flachringartige Form aufweisen. Der Außenstator kann magnetisch permeabel sein. Der Außenstator kann in radialer Richtung dünn ausgeführt sein.

Außerdem erfolgt die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe mit einem

Kraftfahrzeugantriebsstrang aufweisend eine Brennkraftmaschine, eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor, eine Getriebeeinrichtung und eine derartige Kupplungseinrichtung, wobei die Kupplungseinrichtung zwischen der Brennkraftmaschine einerseits und der elektrischen Maschine sowie der Getriebeeinrichtung andererseits angeordnet und mit der Betätigungseinrichtung in den Rotor der elektrischen Maschine integriert ist.

Der Kraftfahrzeugantriebsstrang kann wenigstens ein antreibbares Fahrzeugrad aufweisen. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang kann einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere ein Zweimassenschwungrad, aufweisen. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang kann ein Hybrid- Antriebsstrang sein. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang kann ein Parallelhybrid-Antriebsstrang sein. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang kann ein Vollhybrid-Antriebsstrang sein. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang kann einen ersten Energiewandler und einen zweiten Energiewandler aufweisen. Der erste Energiewandler kann zur Wandlung chemischer Energie in kinetische Energie dienen. Die Brennkraftmaschine kann der erste Energiewandler sein. Die Brennkraftmaschine kann mit einem Kohlenwasserstoff, wie Benzin, Diesel, Flüssiggas (Liquefied Petroleum Gas, LPG, GPL), verdichtetem Erdgas (Compressed Natural Gas, CNG) oder flüssigem Erdgas (Liquefied Natural Gas, LNG) betreibbar sein. Die Brennkraftmaschine kann mit Wasserstoff betreibbar sein. Zur Energieversorgung des ersten Energiewandlers kann ein erster Energiespeicher vorgesehen sein. Der erste Energiespeicher kann ein Kraftstofftank sein. Der erste Energiespeicher kann ein Fluidtank sein. Der zweite Energiewandler kann zur Wandlung elektrischer Energie in kinetische Energie dienen. Die elektrische Maschine kann der zweite Energieumwandler sein. Die elektrische Maschine kann als Motor betreibbar sein. Die elektrische Maschine kann als Generator betreibbar sein. Die elektrische Maschine kann einen Motor und einen Generator baulich vereinigen. Zur Energieversorgung des zweiten Energiewandlers kann ein zweiter Energiespeicher vorgesehen sein. Der zweite Energiespeicher kann ein elektrischer Energiespeicher sein. Der zweite Energiespeicher kann ein Akkumulator sein. Der erste Energiewandler und/oder der zweite Energiewandler können zum wahlweisen oder parallelen Antrieb des Kraftfahrzeugs dienen.

Die elektrische Maschine kann ein Gehäuse aufweisen. Der Stator kann zu dem Gehäuse fest angeordnet sein. Der Stator kann radial außerhalb des Rotors angeordnet sein. Die elektrische Maschine kann wenigstens eine Welle oder Nabe aufweisen. Der Rotor kann an der wenigstens einen Welle oder Nabe fest angeordnet sein. Der Rotor kann radial innerhalb des Stators angeordnet sein. Der Rotor kann eine hülsenartige Form aufweisen. Der Rotor kann eine rohrabschnittartige Form aufweisen. Der Rotor kann eine hohlzylindrische Form aufweisen. Der Rotor kann eine topfartige Form aufweisen. Innerhalb des Rotors kann ein Aufnahmeraum gebildet sein. In dem Aufnahmeraum können die Kupplungseinrichtung und die Betätigungseinrichtung angeordnet sein. Die Kupplungseinrichtung und die Betätigungseinrichtung können radial innerhalb des Rotors angeordnet sein. Die Kupplungseinrichtung und die Betätigungseinrichtung können axial innerhalb des Rotors angeordnet sein.

Die Getriebeeinrichtung kann eine Getriebeeingangswelle und eine Getriebeausgangswelle aufweisen. Die Bezeichnungen„Eingangswelle" und„Ausgangswelle" sind auf eine von der Brennkraftmaschine oder von der elektrischen Maschine ausgehende Leistungsflussrichtung bezogen. Die Getriebeeinrichtung kann ein Stufengetriebe aufweisen. Die Getriebeeinrichtung kann ein stufenloses Getriebe aufweisen. Die Getriebeeinrichtung kann manuell schaltbar sein. Die Getriebeeinrichtung kann automatisiert schaltbar sein. Die Getriebeeingangswelle kann mit der elektrischen Maschine antriebsverbindbar sein. Die Getriebeeingangswelle kann mit dem Rotor der elektrischen Maschine antriebsverbindbar sein. Die Getriebeeingangswelle kann mit der Kupplungseinrichtung antriebsverbunden sein. Die Getriebeeingangswelle kann mit einem Kupplungsausgangsteil antriebsverbunden sein. Die Getriebeausgangswelle kann mit dem wenigstens einen antreibbaren Rad antriebsverbunden sein.

Eine in den Rotor integrierte Kupplungseinrichtung kann eine Kupplungseinrichtung sein, die zumindest annähernd vollständig innerhalb des Rotors angeordnet ist. Eine in den Rotor integrierte Kupplungseinrichtung kann eine Kupplungseinrichtung sein, die radial zumindest annähernd vollständig innerhalb des Rotors angeordnet ist. Eine in den Rotor integrierte Kupplungseinrichtung kann eine Kupplungseinrichtung sein, die axial zumindest annähernd voll- ständig innerhalb des Rotors angeordnet ist. Eine in den Rotor integrierte Betätigungseinrichtung kann eine Betätigungseinrichtung sein, die zumindest annähernd vollständig innerhalb des Rotors angeordnet ist. Eine in den Rotor integrierte Betätigungseinrichtung kann eine Betätigungseinrichtung sein, die radial zumindest annähernd vollständig innerhalb des Rotors angeordnet ist. Eine in den Rotor integrierte Betätigungseinrichtung kann eine Betätigungseinrichtung sein, die axial zumindest annähernd vollständig innerhalb des Rotors angeordnet ist. Die Kupplungseinrichtung und die Betätigungseinrichtung können axial nebeneinander angeordnet sein. Die Betätigungseinrichtung kann auf einer der Brennkraftmaschine zugewandten Seite angeordnet sein. Die Kupplungseinrichtung kann auf einer der Getriebeeinrichtung zugewandten Seite angeordnet sein.

Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem eine E-Clutch mir vereinfachter Wirbelstrombremse. Die Wirbelstrombremse kann mit nur einer zentralen Spule ausgeführt sein. Einer zentrale Wicklung kann im Inneren der Wirbelstrombremse platziert sein. Die Wicklung kann von zwei Klauenpolen umschlossen sein. Durch eine Klauenpolgeometrie können mehrere Pole durch ein Bauteil realisiert sein. Klauen können abwechselnd eingreifen. Dies kann zu wechselnden Feldern führen, wodurch ein Bremsmoment erhöht werden kann. Die Wicklung und die beiden Klauenpole können zusammen einen inneren Stator bilden. Um den inneren Stator kann eine topfformige Scheibe der Wirbelstrombremse rotieren. Ein magnetischer Fluss kann durch einen äußeren Stator geschlossen werden. Bei diesem Bauteil kann es sich lediglich um einen dünnen permeablen Ring handeln. Dadurch kann ein Wirkdurchmesser der Wirbelstrombremse und damit auch ihr Bremsmoment erhöht werden. Der magnetische Fluss kann über einen Klauenpol in Richtung Scheibe geleitet werden. Er kann die Scheibe durchdringen, wodurch zum ersten Mal Wirbelströme induziert werden können, und kann sich anschließend nach rechts und links im äußeren Stator gleichmäßig aufteilen. Über benachbarten Pole kann er vom äußeren Stator durch die Scheibe zurück in die Klauenpole gelangen und zum zweiten mal Wirbelströme in der Scheibe induzieren.

Mit„kann" sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.

Mit der Erfindung ist ein Aufwand reduziert. Ein Kostenaufwand ist reduziert. Ein Herstellungsaufwand ist reduziert. Eine Teileanzahl ist reduziert. Eine Wirksamkeit einer Wirbelstrombremse ist erhöht. Ein Wirkdurchmesser einer Wirbelstrombremse ist vergrößert. Ein erhöhtes Bremsmoment ist erzeugbar. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.

Es zeigen schematisch und beispielhaft:

Fig. 1 einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem parallelen Vollhybridantrieb und einer in dem Antriebsstrang angeordneten Kupplungseinrichtung,

Fig. 2 einen Rotor einer elektrischen Antriebsmaschine mit integrierter Kupplungseinrichtung und Betätigungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs,

Fig. 3 eine Wirbelstrombremse für eine Betätigungseinrichtung einer Kupplungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und

Fig. 4 einen Innenstator einer Wirbelstrombremse für eine Betätigungseinrichtung einer Kupplungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.

Fig. 1 zeigt einen Antriebsstrang 100 eines hier ansonsten nicht näher dargestellten

Kraftfahrzeugs mit einem parallelen Vollhybridantrieb und einer in dem Antriebsstrang 100 angeordneten Kupplungseinrichtung 102. Der Antriebsstrang 100 weist eine B renn kraf tan t- riebsmaschine 104, ein Zweimassenschwungrad 106, die Kupplungseinrichtung 102, eine elektrische Antriebsmaschine 108, ein Getriebe 1 10 und wenigstens ein antreibbares Rad 1 12 auf. Die Antriebsmaschine 108 ist als Motor betreibbar. Die Kupplungseinrichtung 102 ist in dem Antriebsstrang 100 zwischen dem Zweimassenschwungrad 106 und der elektrischen Antriebsmaschine 108 angeordnet. Die Kupplungseinrichtung 102 ist in dem Antriebsstrang 100 zwischen dem Zweimassenschwungrad 106 und dem Getriebe 1 10 angeordnet.

Die Kupplungseinrichtung 102 weist ein Kupplungseingangsteil 1 14 und ein Kupplungsausgangsteil 1 16 auf. Das Kupplungseingangsteil 1 14 ist mit dem Zweimassenschwungrad 106 verbunden. Das Kupplungsausgangsteil 1 16 ist mit der elektrischen Antriebsmaschine 108 verbunden. Die elektrische Antriebsmaschine 108 weist einen Stator 1 18 und einen Rotor 120 auf. Das Kupplungsausgangsteil 1 16 ist mit dem Rotor 120 der elektrischen Antriebsmaschine 108 verbunden. Das Kupplungsausgangsteil 1 16 ist mit dem Getriebe 1 10 verbunden. Die elektrische Antriebsmaschine 108 ist mit dem Getriebe 1 10 verbunden. Der Rotor 120 der elektrischen Antriebsmaschine 108 ist mit dem Getriebe 1 10 verbunden. Fig. 2 zeigt einen Rotor 200 einer hier ansonsten nicht näher dargestellten elektrischen Antriebsmaschine mit integrierter Lamellenkupplung 202, wie Kupplungseinrichtung 102 gemäß Fig. 1 , mit einer Betätigungseinrichtung 204 für ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb.

Der Rotor 200 weist eine Drehachse 206 auf. Der Rotor 200 weist eine topfartige Form auf. In dem Rotor 200 ist ein zylindrischer Aufnahmeraum gebildet. Die Lamellenkupplung 202 und die Betätigungseinrichtung 204 sind in dem Aufnahmeraum angeordnet. Die Lamellenkupplung 202 und die Betätigungseinrichtung 204 sind in Erstreckungsrichtung der Drehachse 206 sowie in radialer Richtung innerhalb des Rotors 200 angeordnet.

Die Lamellenkupplung 202 weist ein Kupplungseingangsteil und ein Kupplungsausgangsteil auf. Das Kupplungseingangsteil weist Innenlamellen, wie 208, auf. Die Innenlamellen 208 sind der Brennkraftantriebsmaschine zugeordnet. Das Kupplungsausgangsteil weist Außenlamellen, wie 210, auf. Die Außenlamellen 210 sind mit dem Rotor 200 drehfest verbunden. Die Lamellenkupplung 202 weist eine Druckplatte 212 und eine Anpressplatte 214 auf. Die Innenlamellen 208 und die Außenlamellen 210 sind zwischen der Druckplatte 212 und der Anpressplatte 214 jeweils abwechselnd angeordnet. Die Druckplatte 212 ist mit dem Rotor 200 fest verbunden. Die Anpressplatte 214 ist mit dem Rotor 200 drehfest verbunden und relativ zu der Druckplatte 212 axial begrenzt verlagerbar. Damit sind die Lamellen 208, 210 zwischen der Druckplatte 212 und der Anpressplatte 214 einklemmbar. Mithilfe der Betätigungseinrichtung 204 ist die Anpressplatte 214 in Kupplungsschließrichtung beaufschalgbar.

Die Betätigungseinrichtung 204 weist eine Rampeneinrichtung auf. Die Rampeneinrichtung weist einen Rampenring 216 mit ersten Rampen auf. Die Rampeneinrichtung weist zweite Rampen auf. Die zweiten Rampen sind an der Anpressplatte 214 angeordnet. Der Rampenring 216 mit den ersten Rampen ist um die Drehachse 206 relativ zu der Anpressplatte 214 mit den zweiten Rampen verdrehbar. Zwischen den ersten Rampen und den zweiten Rampen sind Kugeln, wie 218, angeordnet. Die Betätigungseinrichtung 204 weist eine Freilaufeinrichtung 220 auf. Die Freilaufeinrichtung 220 weist einen Innenring 222, einen Außenring 224 und Sperrkörper, wie 226, auf. Eine erste Drehrichtung der Freilaufeinrichtung 220 ist eine Sperrrichtung, eine der ersten Drehrichtung entgegengesetzte zweite Drehrichtung ist eine Freigaberichtung. In Freigaberichtung sind der Innenring 222 und der Außenring 224 relativ zueinander verdrehbar. In Sperrrichtung verhindern die Sperrkörper 226 eine Relativverdrehung zwischen Innenring 222 und Außenring 224, sodass eine mechanische Leistung übertragbar ist. Die Freilaufeinrichtung 220 weist einen Freilauftopf 228 auf. Der Freilauftopf 228 ist einerseits mit dem Außenring 224 und andererseits mit dem Rampenring 216 der Betätigungsein- richtung 204 fest verbunden. Der Innenring 222 ist fest mit einer Welle 230 verbunden, die ihrerseits mit der Brennkraftantriebsmaschine antriebsverbunden ist.

Wenn eine Drehzahl der Welle 230 größer als eine Drehzahl des Kupplungsausgangsteils bzw. des Rotors 200, ist, wird die Freilaufeinrichtung 220 in Sperrrichtung betätigt. Über den Innenring 222, die Sperrkörper 226, den Außenring 224 und den Freilauftopf 228 wird dann der Rampenring 216 verdreht. Das Verdrehen des Rampenrings 216 bewirkt dann über die Kugeln 218 eine axiale Beaufschlagung der Anpressplatte 214 in Kupplungsschließrichtung. Wenn eine Drehzahl der Welle 230 kleiner als eine Drehzahl des Kupplungsausgangsteils bzw. des Rotors 200, ist, wird die Freilaufeinrichtung 220 in Freigaberichtung betätigt. Die Anpressplatte 214 ist dann nicht beaufschlagt und die Lamellenkupplung 202 kann öffnen.

Die Betätigungseinrichtung weist einen Momentenfühler 232 auf. Der Momentenfühler 232 ist zwischen der Welle 230 und dem Kupplungseingangsteil der Lamellenkupplung 202 angeordnet. Der Momentenfühler 232 weist ein erstes Fühlerteil 234 und ein zweites Fühlerteil 236 auf. Das erste Fühlerteil 234 und das zweite Fühlerteil 236 sind relativ zueinander begrenzt verdrehbar. Das erste Fühlerteil 234 ist mit der Welle 230 drehfest verbunden. Das zweite Fühlerteil 236 ist mit dem Kupplungseingangsteil drehfest verbunden. Der Momentenfühler 236 weist Energiespeicher auf, die sich einerseits an dem ersten Fühlerteil 234 und andererseits an dem zweiten Fühlerteil 236 abstützen. Der Momentenfühler 232 dient dazu, dass die Freilaufeinrichtung 220 erst ab einem vorbestimmten Offsetmoment sperrt, wenn einer Drehzahl der Welle 230 größer als eine Drehzahl des Rotors 200 ist. Der Momentenfühler 232 dient dazu, ein Öffnen der Lamellenkupplung 202 zu gewährleisten, wenn einer Drehzahl der Welle 230 kleiner als eine Drehzahl des Stators 200 ist. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf Fig. 1 und die zugehörige Beschreibung verwiesen.

Fig. 3 zeigt eine Wirbelstrombremse 300 für eine Betätigungseinrichtung einer Kupplungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wie Betätigungseinrichtung 204 gemäß Fig. 2. Die Wirbelstrombremse 300 weist einen Bremsenstator und einen Bremsenrotor 302 auf. Der Bremsenstator weist einen Innenstator 304 und einen Außenstator 306 auf. Fig. 4 zeigt den Innenstator 304. Der Innenstator 304 weist einen ersten Klauenpol 308 mit einem Scheibenabschnitt 310 und Polklauen, wie 312, auf. Der Innenstator 304 weist einen zweiten Klauenpol 314 mit einem Scheibenabschnitt 316 und Polklauen, wie 318, auf. Der Innenstator 304 weist eine Zentralspule 320 auf.

Die Polklauen 312 des ersten Klauenpols 308 sind an dem Scheibenabschnitt 310 radial außenseitig angeordnet. Die Polklauen 312 des ersten Klauenpols 308 sind jeweils zu dem Scheibenabschnitt 310 in etwa 90° gewinkelt und weisen jeweils ein freies schmal zulaufen- des Ende auf. Die Polklauen 312 des ersten Klauenpols 308 sind an dem Scheibenabschnitt 310 in Umfangsrichtung verteilt angeordnet. Zwischen den Polklauen 312 des ersten Klauenpols 308 sind Lücken gebildet.

Die Polklauen 318 des zweiten Klauenpols 314 sind an dem Scheibenabschnitt 316 radial außenseitig angeordnet. Die Polklauen 318 des zweiten Klauenpols 314 sind jeweils zu dem Scheibenabschnitt 316 in etwa 90° gewinkelt und weisen jeweils ein freies schmal zulaufendes Ende auf. Die Polklauen 318 des zweiten Klauenpols 314 sind an dem Scheibenabschnitt 316 in Umfangsrichtung verteilt angeordnet. Zwischen den Polklauen 318 des zweiten Klauenpols 314 sind Lücken gebildet.

Der erste Klauenpol 308 mit seinem Scheibenabschnitt 310 und der zweite Klauenpol 314 mit seinem Scheibenabschnitt 316 sind beidseits der Zentralspule 320 angeordnet. Die Polklauen 312 des ersten Klauenpols 308 und die Polklauen 318 des zweiten Klauenpols 314 umgreifen die Zentralspule 320 radial außenseitig. Die freien Enden der Polklauen 312 des ersten Klauenpols 308 und die freien Enden der Polklauen 318 des zweiten Klauenpols 314 sind einander entgegen gerichtet. Die Polklauen 312 des ersten Klauenpols 308 und die Polklauen 318 des zweiten Klauenpols 314 greifen wechselnd ineinander. Der erste Klauenpol 308 und der zweite Klauenpol 314 umgreifen die Zentralspule 320 radial innenseitig.

Der Bremsenrotor 302 weist eine topfartige Form mit einem Bodenabschnitt 322 und einem Wandabschnitt 324 auf. Der Bremsenrotor 302 ist mit seinem Bodenabschnitt 322 an dem zweiten Klauenpol 314 und mit seinem Wandabschnitt 324 radial außenseitig des Innenstators 304 angeordnet.

Der Außenstator 306 ist spulenlos ausgeführt und weist eine dünne, flachringartige Form auf. Der Außenstator 306 ist magnetisch permeabel. Der Außenstator 306 ist radial außenseitig des Bremsenrotors 302 angeordnet.

Der Innenstator 304 und der Außenstator 306 sind mit einem Trägerteil 326 fest verbunden. Das Trägerteil 326 weist einen Flanschabschnitt und einen Nabenabschnitt auf. Das Trägerteil 326 und der Außenstator 306 bilden eine gehäuseartige Aufnahme für den Innenstator 304 und den Bremsenrotor 302. Der erste Klauenpol 308 ist an dem Flanschabschnitt des Trägerteils 326 angeordnet. Der Nabenabschnitt des Trägerteils 326 ragt durch eine zentrale Ausnehmung des Innenstators 304 hindurch. Der Bremsenrotor 302 ist mithilfe eines Lagers 328 drehbar an dem Nabenabschnitt des Trägerteils 326 gelagert. Im Übrigen wird ergänzend insbesondere auf Fig. 1 -2 und die zugehörige Beschreibung verwiesen. Bezuqszeichenliste

100 Antriebsstrang

102 Kupplungseinrichtung

104 Brennkraftmaschine

106 Zweimassenschwungrad

108 elektrische Maschine

110 Getriebe

1 12 Rad

1 14 Eingangsteil

1 16 Ausgangsteil

1 18 Stator

120 Rotor

200 Rotor

202 Lamellenkupplung

204 Betätigungseinrichtung

206 Drehachse

208 Innenlamelle

210 Außenlamelle

212 Druckplatte

214 Anpressplatte

216 Rampenring

218 Kugel

220 Freilaufeinrichtung

222 Innenring

224 Außenring

226 Sperrkörper

228 Freilauftopf

230 Welle

232 Momentenfühler

234 erstes Fühlerteil

236 zweites Fühlerteil

300 Wirbelstrombremse 302 Bremsenrotor

304 Innenstator

306 Außenstator

308 erste Klauenpol

310 Scheibenabschnitt

312 Polklaue

314 zweiter Klauenpol

316 Scheibenabschnitt

318 Polklaue

320 Zentralspule

322 Bodenabschnitt

324 Wandabschnitt

326 Trägerteil

328 Lager