DE102017218743A1

DE102017218743A1 - Verfahren zum Verbinden einer Drehmomentwandlereinheit mit einem Getriebe

Info

Publication number: DE102017218743A1
Application number: DE102017218743.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas Riedisser; Stephan Stroph
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2019-04-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden einer Drehmomentwandlereinheit mit einem Getriebe, bei dem die Drehmomentwandlereinheit, die einen Drehmomentwandler und einen mit dem Drehmomentwandler fest verbundenen Rotor einer elektrischen Maschine aufweist, in einen durch ein Getriebegehäuse wenigstens teilweise umschlossenen Hohlraum eingebracht wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Einbringen der Drehmomentwandlereinheit in den Hohlraum eine Wandlerwelle des Drehmomentwandlers mittels eines Getriebelagers an dem Getriebegehäuse abgestützt wird, bevor sich ein Stator der elektrischen Maschine und der Rotor überlappen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden einer Drehmomentwandlereinheit mit einem Getriebe, bei dem die Drehmomentwandlereinheit, die einen Drehmomentwandler und einen mit dem Drehmomentwandler fest verbundenen Rotor einer elektrischen Maschine aufweist, in einen durch ein Getriebegehäuse wenigstens teilweise umschlossenen Hohlraum eingebracht wird.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Drehmomentwandlereinheit zum Verbinden mit einem Getriebe, mit einem Drehmomentwandler und einem mit dem Drehmomentwandler mittels eines Rotorträgers fest verbundenen Rotor. Die Erfindung betrifft zusätzlich ein Getriebe mit einem Getriebegehäuse zur Aufnahme eines Drehmomentwandlers und eines mit dem Drehmomentwandler fest verbundenen Rotors, einem Stator, der mit dem Getriebegehäuse fest verbunden ist, und einem Getriebelager zum Abstützen einer Wandlerwelle des Drehmomentwandlers an dem Getriebegehäuse.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer solchen Drehmomentwandlereinheit und einem solchen Getriebe.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Kraftfahrzeuggetrieben bekannt, die einen hydrodynamischen Drehmomentwandler und eine elektrische Maschine aufweisen, die zwischen dem Drehmomentwandler und einem Verbrennungsmotor ausgeführt ist. Eine derartige Ausführung benötigt viel Bauraum und verursacht komplexe Konstruktionen sowie hohe Kosten.
Aus der DE 10 2014 216 636 A1 ist ein Kraftfahrzeuggetriebe bekannt, bei dem ein Rotor der elektrischen Maschine mittels eines Rotorträgers mit einem Pumpenrad drehfest verbunden ist. Ein Stator der elektrischen Maschine ist mit einem Getriebegehäuse fest verbunden. Die Ausführung weist den Nachteil auf, dass ein Zusammenbau des Kraftfahrzeuggetriebes oftmals schwer möglich ist. Insbesondere besteht die Gefahr, dass beim Einschieben einer Drehmomentwandlereinheit, die den Drehmomentwandler und den Rotor aufweist, in den Hohlraum die Drehmomentwandlereinheit aufgrund der zwischen dem Rotor und dem Stator wirkenden Magnetkräfte verkippt, wodurch der Rotor gegen den Stator stößt und somit der Rotor und/oder der Stator beschädigt werden können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren anzugeben, mittels dem ein Verbinden der Drehmomentwandlereinheit mit dem Getriebe auf einfache Weise und ohne das Risiko einer Beschädigung der elektrischen Maschine erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass beim Einbringen der Drehmomentwandlereinheit in den Hohlraum eine Wandlerwelle des Drehmomentwandlers mittels eines Getriebelagers an dem Getriebegehäuse abgestützt wird, bevor sich ein Stator der elektrischen Maschine und der Rotor überlappen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht nicht mehr die Gefahr, dass die Drehmomentwandlereinheit verkippt, bevor sie in eine Endstellung gelangt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Wandlerwelle des Drehmomentwandlers durch das Getriebelager, insbesondere gegen verkippen, gestützt wird, bevor sich der Rotor und der Stator teilweise überlappen. Im Ergebnis kann vermieden werden, dass der Rotor gegen den Stator stößt und somit der Rotor und/oder der Stator beim Verbinden der Drehmomentwandlereinheit mit dem Getriebe beschädigt werden.
Darüber hinaus besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Drehmomentwandlereinheit anzugeben, die mit dem Getriebe auf einfache Weise und ohne das Risiko einer Beschädigung der elektrischen Maschine verbunden werden kann.
Die Aufgabe wird durch eine Drehmomentwandlereinheit der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine axiale Erstreckung des Rotors in eine von dem Drehmomentwandler abgehende Richtung kürzer ist als eine axiale Erstreckung der Wandlerwelle in die gleiche Richtung.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass bei einer Ausführung der Drehmomentwandlereinheit, bei der sich die Wandlerwelle in axialer Richtung weiter erstreckt als der Rotor auf einfache Weise sichergestellt werden kann, dass die Drehmomentwandlereinheit, insbesondere der mit der Drehmomentwandlereinheit fest verbundene Rotor, beim Einbringen in den Hohlraum des Getriebegehäuses nicht verkippt. Dies wird dadurch erreicht, dass aufgrund der längeren axialen Erstreckung der Wandlerwelle eine Abstützung der Wandlerwelle durch das Getriebelager erfolgt, bevor der Rotor mit dem Stator teilweise überlappt. Insbesondere gelangt beim Einbringen der Drehmomentwandlereinheit in den Hohlraum zuerst die Wandlerwelle in Kontakt mit dem Getriebelager. Erst bei einem weiteren Bewegen der Drehmomentwandlereinheit in den Hohlraum überlappen der Rotor und der Stator.
Darüber hinaus besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Getriebe anzugeben, das mit der Drehmomentwandlereinheit auf einfache Weise und ohne Risiko einer Beschädigung der elektrischen Maschine verbunden werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Getriebelager derart ausgebildet und angeordnet ist, dass bei einem Einbringen des Drehmomentwandlers in einen Hohlraum des Getriebegehäuses die Wandlerwelle mittels des Getriebelagers abstützbar ist, bevor der Rotor und der Stator überlappen.
Durch die entsprechende Anordnung des Getriebelagers in dem Hohlraum des Getriebegehäuses kann auf einfache Weise erreicht werden, dass das Getriebelager die Wandlerwelle und somit die Drehmomentwandlereinheit abstützt, bevor der Rotor und der Stator teilweise überlappen. Somit kann beim Einbringen der Drehmomentwandlereinheit in den Hohlraum des Getriebegehäuses die Drehmomentwandlereinheit nicht verkippen, wodurch eine Beschädigung des Rotors und des Stators der elektrischen Maschine beim Verbinden der Drehmomentwandlereinheit mit dem Getriebe verhindert werden kann.
Die erfindungsgemäße Drehmomentwandlereinheit und das erfindungsgemäße Getriebe bieten den Vorteil, dass ein Kraftfahrzeuggetriebe bereitgestellt werden kann, bei dem die triebtechnische Verbindung der elektrischen Maschine mit dem Drehmomentwandler wenig Bauraum benötigt. Darüber hinaus ist das Kraftfahrzeuggetriebe robust ausgeführt, kostengünstig und/oder kann einfach montiert werden.
Unter einer Welle ist nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemeine Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden, insbesondere Verbindungselemente, die mehrere Elemente drehfest miteinander verbinden.
Die Richtungsangaben „axial“ und „radial“ beziehen sich, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist, auf eine Mittelachse des Kraftfahrzeuggetriebes. Das Getriebegehäuse ist beim Betrieb des Kraftfahrzeuggetriebes ortsfest angeordnet und/oder dreht sich nicht.
Der Rotor und Stator überlappen, wenn eine Ebene existiert, in der der Rotor und der Stator angeordnet sind. Die Ebene kann eine Achsnormalebene zu der Mittelachse des Kraftfahrzeuggetriebes sein.
Die elektrische Maschine besteht zumindest aus dem Stator und dem drehbar gelagerten Rotor und ist in einem motorischen Betrieb dazu eingerichtet, elektrische Energie in mechanische Energie in Form von Drehzahl und Drehmoment zu wandeln, sowie in einem generatorischen Betrieb mechanische Energie in elektrische Energie in Form von Strom und Spannung zu wandeln. Die elektrische Maschine ist zusammengebaut, wenn die Drehmomentwandlereinheit und somit der Rotor in der Endstellung angeordnet sind.
Der Drehmomentwandler kann ein hydrodynamischer Drehmomentwandler sein, der ein Pumpenrad, ein Leitrad und ein Turbinenrad aufweist. Darüber hinaus kann der Drehmomentwandler mit einer Kraftfahrzeug-Antriebseinheit triebtechnisch verbunden oder triebtechnisch verbindbar sein. Zudem kann im zusammengebauten Zustand des Kraftfahrzeuggetriebes der Drehmomentwandler mit dem Getriebe triebtechnisch verbunden sein. Insbesondere kann die Kraftfahrzeug-Antriebseinheit mittels des Drehmomentwandlers mit dem Getriebe triebtechnisch verbunden oder triebtechnisch verbindbar sein.
Bei einer besonderen Ausführung kann zum Einbringen der Drehmomentwandlereinheit in den Hohlraum des Getriebegehäuses die Drehmomentwandlereinheit und der Rotor entlang der axialen Richtung bewegt, insbesondere verschoben, werden. Dadurch ist ein Einbau der Drehmomentwandlereinheit in den Hohlraum des Getriebegehäuses auf einfache Weise möglich.
Die Wandlerwelle kann mittels des Getriebelagers in radialer Richtung abgestützt werden. Insbesondere kann die Wandlerwelle mittels des Getriebelagers bezogen auf die Mittelachse des Kraftfahrzeuggetriebes zentriert werden. Die Zentrierung kann erfolgen, bevor der Rotor und der Stator teilweise überlappen und somit die Magnetkräfte zwischen Rotor und Stator ein Verkippen des Rotors bewirken. Die Wandlerwelle kann koaxial zu der Mittelachse des Kraftfahrzeuggetriebes angeordnet sein.
Nach dem Abstützen der Wandlerwelle mittels des Getriebelagers kann die Drehmomentwandlereinheit weiter bewegt werden. Insbesondere kann die Drehmomentwandlereinheit weiter in axialer Richtung bewegt werden, wobei das Getriebelager die Wandlerwelle auch bei der weiteren Bewegung abstützt. Dabei kann die Drehmomentwandlereinheit in axialer Richtung derart bewegt werden, dass eine drehfeste Verbindung zwischen der Wandlerwelle und einer Getriebewelle des Getriebes realisiert wird. Im Ergebnis wird erreicht, dass die Drehmomentwandlereinheit mittels des Getriebelagers abgestützt wird und dass eine drehfeste Verbindung zwischen der Wandlerwelle und der Getriebewelle realisiert wird.
Darüber hinaus kann bei der weiteren Bewegung der Drehmomentwandlereinheit eine drehfeste Verbindung zwischen einer anderen Wandlerwelle des Drehmomentwandlers und einer anderen Getriebewelle realisiert werden. Außerdem kann eine drehfeste Verbindung zwischen einer weiteren Wandlerwelle des Drehmomentwandlers und einer weiteren Getriebewelle realisiert werden.
Als drehfeste Verbindung wird eine Verbindung zwischen zwei Bauteilen verstanden, die derart ausgebildet und angeordnet ist, dass die beiden, miteinander verbundenen Bauteile stets die gleiche Drehzahl aufweisen. Dies ist nicht der Fall, wenn beispielsweise zwischen den beiden miteinander verbundenen Bauteilen ein Schaltelement angeordnet ist, das sich im geöffneten Zustand befindet. Die drehfeste Verbindung zwischen zwei Bauteilen kann beispielsweise durch eine Steckverzahnung realisiert werden.
Die Wandlerwelle kann das Pumpenrad des Drehmomentwandlers sein. Die andere Wandlerwelle kann das Leitrad des Drehmomentwandlers sein. Die weitere Wandlerwelle kann das Turbinenrad des Drehmomentwandlers sein. Die Wandlerwelle und die andere Wandlerwelle und/oder die weitere Wandlerwelle können sich, insbesondere in axialer Richtung, unterschiedlich weit erstrecken. So kann sich die Wandlerwelle in axialer Richtung weiter erstrecken als die andere Wandlerwelle und die weitere Wandlerwelle. Die andere Wandlerwelle kann sich in axialer Richtung weiter erstecken als die weitere Wandlerwelle.
Durch die unterschiedlichen Erstreckungen der Wandlerwellen kann erreicht werden, dass die drehfeste Verbindung zwischen den Wandlerwellen und der jeweiligen Getriebewelle zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfolgt. Dies ist vorteilhaft, wenn, wie nachstehend beschrieben ist, die Drehmomentwandlereinheit abwechselnd in unterschiedliche Richtungen gedreht wird, um die drehfeste Verbindung zwischen der Wandlerwelle und der jeweiligen Getriebewelle auf einfache Weise zu realisieren.
Bei einer besonderen Ausführung kann beim Einbringen der Drehmomentwandlereinheit in den Hohlraum des Getriebegehäuses die Drehmomentwandlereinheit wenigstens einmal, insbesondere mehrmals abwechselnd, um einen vorgegebenen Winkel in eine Drehrichtung und anschließend um einen vorgegebenen anderen Winkel in eine andere Drehrichtung gedreht werden. Der Winkel und der andere Winkel können gleich groß sein. Durch das abwechselnde Drehen der Drehmomentwandlereinheit in unterschiedliche Drehrichtungen kann beim Einschieben der Drehmomentwandlereinheit in den Hohlraum die drehfeste Verbindung zwischen den vorgenannten Bauteilen des Drehmomentwandlers und des Getriebes auf einfache Weise hergestellt werden.
Darüber hinaus kann die Drehmomentwandlereinheit wenigstens einmal, insbesondere mehrmals abwechselnd, um eine vorgegebene Strecke radial in eine Richtung und anschließend um eine vorgegebene andere Strecke radial in eine andere Richtung bewegt werden. Die Strecke und die andere Strecke können gleich lang sein. Das radiale Spiel zwischen den Bestandteilen des Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere zwischen den Bauteilen des Drehmomentwandlers und des Getriebes, ermöglicht, dass die Drehmomentwandlereinheit auf einfache Weise in den Hohlraum des Getriebegehäuses eingebracht werden kann. Insbesondere ist es möglich, dass in radialer Richtung vorstehende Hindernisse, wie beispielsweise Dichtringe, beim Einbringen der Drehmomentwandlereinheit in den Hohlraum durch geschicktes Bewegen der Drehmomentwandlereinheit in radialer und axialer Richtung umgangen werden können.
Die Wandlerwelle kann einen ersten Wellenabschnitt und einen zweiten Wellenabschnitt aufweisen, die wieder lösbar miteinander triebtechnisch verbunden sind. Der zweite Wellenabschnitt kann den ersten Wellenabschnitt wenigstens teilweise umschließen und/oder koaxial zu dem ersten Wellenabschnitt verlaufen. Darüber hinaus kann der zweite Wellenabschnitt mit dem ersten Wellenabschnitt und dem Rotorträger jeweils wieder lösbar drehfest verbunden sein. Darüber hinaus kann der zweite Wellenabschnitt mit der Getriebewelle drehfest verbunden oder drehfest verbindbar sein. Insbesondere kann der zweite Wellenabschnitt an seinem von dem ersten Wellenabschnitt entfernten Ende mit der Getriebewelle drehfest verbunden sein.
Bei einer besonderen Ausführung kann die Drehmomentwandlereinheit mittels einer Montagevorrichtung in den Hohlraum des Getriebegehäuses eingebracht werden. Die Montagevorrichtung kann ein erstes Montagewerkzeug und ein zweites Montagewerkzeug aufweisen. Dabei kann vor einem Einbringen der Drehmomentwandlereinheit in den Hohlraum des Getriebegehäuses mittels des ersten Montagewerkzeugs ein Teil des Drehmomentwandlers gegen das zweite Montagewerkzeug gedrückt werden. Insbesondere kann mittels des ersten Montagewerkzeugs eine Kraft auf den Drehmomentwandler ausgeübt werden, die entgegengesetzt gerichtet ist zu einer Einbringrichtung der Drehmomentwandlereinheit in den Hohlraum des Getriebegehäuses. Dadurch kann ein Verkippen der Drehmomentwandlereinheit bei einem Einbringen der Drehmomentwandlereinheit in den Hohlraum des Getriebegehäuses auf einfache Weise verhindert werden. Insbesondere kann erreicht werden, dass die Drehmomentwandlereinheit in einer vorgegebenen Ausrichtung in den Hohlraum des Getriebegehäuses eingebracht werden kann.
Bei einer besonderen Ausführung kann der Rotorträger vor einem Einbringen der Drehmomentwandlereinheit in den Hohlraum des Getriebegehäuses mit der Wandlerwelle fest, insbesondere drehfest, verbunden werden. Nach dem Verbinden des Rotorträgers mit der Wandlerwelle kann der Rotor mit dem Rotorträger drehfest und/oder ortsfest verbunden werden.
Dazu kann der Rotor entlang der axialen Richtung bewegt werden, bis er gegen eine weitere Montagevorrichtung stößt. Die weitere Montagevorrichtung kann vor einem Bewegen des Rotors radial bewegt werden, so dass sie durch im Rotorträger vorhandene Aussparungen in radialer Richtung vorragt. Der Rotor stößt gegen die in radialer Richtung vorragenden Abschnitte der weiteren Montagevorrichtung.
Der Rotor kann entgegen der Einbringrichtung der Drehmomentwandlereinheit in den Hohlraum bewegt werden. Im Ergebnis kann die axiale Position des Rotors relativ zu dem Rotorträger durch die weitere Montagevorrichtung festgelegt werden. Anschließend kann der Rotorträger verstemmt werden, um die Lage des Rotors in axialer Richtung zu fixieren. Dadurch wird verhindert, dass sich beim Betrieb des Kraftfahrzeuggetriebes der Rotor relativ zu dem Rotorträger bewegen kann. Darüber hinaus können in radialer Richtung von dem Rotorträger vorstehende Vorsprünge vorhanden sein. Die Vorsprünge können entlang der Umfangsrichtung des Rotorträgers benachbart zueinander angeordnet sein und selbsttätiges, ungewolltes Bewegen des Rotors in axialer Richtung. Der Rotor kann an dem von dem Drehmomentwandler entfernten Ende des Rotorträgers angeordnet sein.
Das Getriebe kann eine Halteplatte aufweisen, die mit dem Getriebegehäuse drehfest verbunden ist. Der Stator und/oder das Getriebelager können an der Halteplatte angebracht sein. Die Wandlerwelle kann somit mittels des Getriebelagers und der Halteplatte an dem Getriebegehäuse abgestützt sein. Die Getriebewelle kann mit einer Ölpumpe des Getriebes triebtechnisch verbunden sein. Die andere Getriebewelle kann ortsfest angeordnet sein und/oder sich beim Betrieb des Kraftfahrzeuggetriebes nicht drehen. Die weitere Getriebewelle kann eine Getriebeeingangswelle des Getriebes sein. Im Ergebnis kann das mit der Drehmomentwandlereinheit zu verbindende Getriebe einfach ausgebildet sein.
Das Getriebe kann mehrere Radsätze und/oder mehrere Schaltelemente aufweisen, mittels denen unterschiedliche Gänge mit unterschiedlichen Übersetzungen zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle realisierbar sind. Die Getriebeeingangswelle kann mit den Radsätzen triebtechnisch verbunden oder triebtechnisch verbindbar sein. Darüber hinaus können die unterschiedlichen Gänge durch Schließen eines oder mehrerer Schaltelemente realisiert werden.
Von ganz besonderem Vorteil ist ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer Drehmomentwandlereinheit und dem Getriebe, wobei die Wandlerwelle mit der Getriebewelle drehfest verbunden ist. Gleichermaßen kann die andere Wandlerwelle mit der anderen Getriebewelle drehfest verbunden sein und/oder die weitere Wandlerwelle kann mit der weiteren Getriebewelle drehfest verbunden sein. Das Kraftfahrzeuggetriebe kann ein Automatgetriebe sein.
Beim zusammengebauten Zustand der elektrischen Maschine kann der Rotor radial außen von dem Stator angeordnet sein. Dies bedeutet, dass der Rotor in radialer Richtung zur Mittelachse des Kraftfahrzeuggetriebes weiter entfernt angeordnet ist als der Stator. Bei einer alternativen Ausführung kann der Rotor radial innen von dem Stator angeordnet sein. Dies bedeutet, dass der Rotor in radialer Richtung zur Mittelachse des Kraftfahrzeuggetriebes näher angeordnet ist als der Stator.
In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleichwirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:

1 ein Kraftfahrzeuggetriebe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vor einem Einbringen einer Drehmomentwandlereinheit in einen Hohlraum eines Getriebegehäuses,
2 ein Kraftfahrzeuggetriebe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, bei dem die Drehmomentwandlereinheit in einer ersten Zwischenstellung angeordnet ist,
3 ein Kraftfahrzeuggetriebe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, bei dem die Drehmomentwandlereinheit in einer zweiten Zwischenstellung angeordnet ist,
4 ein Kraftfahrzeuggetriebe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, bei dem die Drehmomentwandlereinheit in einer Endstellung angeordnet ist,
5 ein Kraftfahrzeuggetriebe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem die Drehmomentwandlereinheit in der Endstellung angeordnet ist,
6 ein Kraftfahrzeuggetriebe gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, bei dem die Drehmomentwandlereinheit in der Endstellung angeordnet ist,
7 eine Darstellung der Drehmomentwandlereinheit mit Rotorträger und ohne Rotor,
8 eine Darstellung der Drehmomentwandlereinheit bei einem Zustand, bei dem der Rotor gegen eine weitere Montagevorrichtung stößt,
9 eine Darstellung der Drehmomentwandlereinheit bei einem Zustand, bei dem die Rotorträgerwelle mit einem Bearbeitungswerkzeug bearbeitet wird.

Das in 1 gezeigte Kraftfahrzeuggetriebe 21 weist ein Getriebe 2 und eine Drehmomentwandlereinheit 1 auf, wobei das Getriebe 2 und die Drehmomentwandlereinheit 1 miteinander nicht verbunden sind. Die Drehmomentwandlereinheit 1 weist einen hydrodynamischen Drehmomentwandler 3 und einen mit den Drehmomentwandler 3 fest verbundenen Rotorträger 18 auf. Der Rotorträger 18 trägt an dem von den Drehmomentwandler 3 entfernt Ende einen Rotor 4 einer elektrischen Maschine, der mit dem Rotorträger 18 drehfest verbunden ist. Der Drehmomentwandler 3 weist eine Wandlerwelle 7, eine andere Wandlerwelle 11 und eine weitere Wandlerwelle 13 auf. Die Wandlerwelle 7 erstreckt sich in axialer Richtung weiter als die andere Wandlerwelle 11 und die weitere Wandlerwelle 13. Die andere Wandlerwelle 11 erstreckt sich in axialer Richtung weiter als die weitere Wandlerwelle 13. Die Wandlerwelle 7, die andere Wandlerwelle 11 und die weitere Wandlerwelle 13 sind koaxial zu einer Mittelachse M des Kraftfahrzeuggetriebes 21 angeordnet.
Das Getriebe 2 weist einen Stator 9 der elektrischen Maschine auf. Der Stator 9 ist an einer Halteplatte 20 angebracht. Die Halteplatte 20 ist mit einem Getriebegehäuse 5 drehfest verbunden. Das Getriebegehäuse 5 umschließt teilweise einen Hohlraum 6, in den die Drehmomentwandlereinheit 1 eingebracht wird. Darüber hinaus weist das Getriebe 2 ein Getriebelager 8 auf, das ebenfalls an der Halteplatte 20 angebracht ist. Außerdem weist das Getriebe 2 eine Getriebewelle 10 auf, die mit einer nicht dargestellten Ölpumpe triebtechnisch verbunden ist und sich ausgehend von der Halteplatte 20 in axialer Richtung zur Drehmomentwandlereinheit 1 hin erstreckt. Die Getriebewelle 10 kann mit der Wandlerwelle 7 drehfest verbunden werden.
Darüber hinaus weist das Getriebe 2 eine andere Getriebewelle 12 auf, die mit der anderen Wandlerwelle 11 drehfest verbunden werden kann. Die andere Getriebewelle 12 ist derart in dem Getriebe 2 angeordnet, dass sie sich beim Betrieb des Kraftfahrzeuggetriebes 21 nicht dreht. Das Getriebe 2 kann außerdem eine weitere Getriebewelle 14 aufweisen, die einer Getriebeeingangswelle des Getriebes 2 entspricht. Die weitere Getriebewelle 14 kann mit der weiteren Wandlerwelle 13 drehfest verbunden werden. Die Getriebewelle 10, die andere Getriebewelle 12 und die weitere Getriebewelle 14 sind koaxial zueinander und/oder zu der Mittelachse M des Kraftfahrzeuggetriebes 21 angeordnet.
Zum Verbinden der Drehmomentwandlereinheit 1 mit dem Getriebe 2 wird die Drehmomentwandlereinheit 1 entlang einer Einbringrichtung E in den Hohlraum 6 des Getriebegehäuses 5 eingebracht.
Wie aus 2 ersichtlich ist, erstreckt sich die Wandlerwelle 7 axial in eine von dem Drehmomentwandler 3 abgehende Richtung derart, dass das Getriebelager 8, das als Nadelhülse ausgeführt ist, die Wandlerwelle 7 in radialer Richtung abstützt. Die Erstreckung der Wandlerwelle 7 erfolgt dabei derart, dass die Abstützung der Wandlerwelle 7 durch das Getriebelager 8 erfolgt, bevor der Stator 9 und der Rotor 4 sich überlappen. Insbesondere existiert bei der in 2 dargestellten ersten Zwischenstellung der Drehmomentwandlereinheit 1 keine Ebene 22, in der der Stator 9 und der Rotor 4 angeordnet sind.
Das Einbringen der Drehmomentwandlereinheit 1 in den Hohlraum 6 des Getriebegehäuses 5 erfolgt mittels einer Montagevorrichtung 15. Die Montagevorrichtung 15 weist ein erstes Montagewerkzeug 16 und ein zweites Montagewerkzeug 17 auf. Das erste Montagewerkzeug 16 ist in Eingriff mit einem Eingangsabschnitt 23 der Drehmomentwandlereinheit 1. Die Wandlerwelle 7 stützt sich in radialer Richtung an dem Eingangsabschnitt 23 ab. Das erste Montagewerkzeug 16 übt vor einem Einbringen der Drehmomentwandlereinheit 1 in den Hohlraum 6 des Getriebegehäuses 5 auf den Eingangsabschnitt 23 eine Kraft aus, die entgegengesetzt gerichtet ist zu der Einbringrichtung E. Dies bewirkt, dass sich ein Abstützbereich 24 des Drehmomentwandlers 3 und somit die Drehmomentwandlereinheit 1 an dem zweiten Montagewerkzeug 17 abstützt.
Ausgehend von der in 2 dargestellten ersten Zwischenstellung wird die Drehmomentwandlereinheit 1 weiter entlang der Einbringrichtung E bewegt. Dabei wird die Drehmomentwandlereinheit 1 in die in 3 dargestellte zweite Zwischenstellung bewegt. Bei der zweiten Zwischenstellung ist die Wandlerwelle 7 mit der Getriebewelle 10 drehfest verbunden. Die drehfeste Verbindung wird durch eine Steckverzahnung realisiert. Das Getriebelager 8 stützt die Wandlerwelle 7 weiterhin in radialer Richtung ab.
Zudem ist in der zweiten Zwischenstellung die Drehmomentwandlereinheit 1 derart in den Hohlraum 6 eingeschoben, dass der Stator 9 mit dem Rotor 4 teilweise überlappt. Dies bedeutet, dass der Stator 9 und der Rotor 4 in der Ebene 22 angeordnet sind. In der zweiten Zwischenstellung besteht jedoch noch keine drehfeste Verbindung zwischen der anderen Wandlerwelle 11 und der anderen Getriebewelle 12. Darüber hinaus besteht in der zweiten Zwischenstellung keine drehfeste Verbindung zwischen der weiteren Wandlerwelle 13 und der weiteren Getriebewelle 14.
4 zeigt eine Endstellung der Drehmomentwandlereinheit 1. Bei der Endstellung der Drehmomentwandlereinheit 1 ist die andere Wandlerwelle 11 mit der anderen Getriebewelle 12 drehfest verbunden. Darüber hinaus ist die weitere Wandlerwelle 13 mit der weiteren Getriebewelle 14 drehfest verbunden. Bei der Endstellung der Drehmomentwandlereinheit 1 ist auch die elektrische Maschine fertig montiert. Dies bedeutet, dass der Rotor 4 relativ zu dem Stator 9 derart angeordnet ist, dass die elektrische Maschine problemlos betrieben werden kann.
Beim Betrieb des Kraftfahrzeuggetriebes 21 wird die Drehung des Rotors 4 mittels des Rotorträgers 18 auf die Wandlerwelle 7 übertragen. Die mittels des Rotorträgers 18 in die Drehmomentwandlereinheit 1 eingebrachte Leistung wird mittels der weiteren Wandlerwelle 13 auf die weitere Getriebewelle 14 übertragen. Somit ist die elektrische Maschine triebtechnisch gesehen vor dem Drehmomentwandler 3 angeordnet. Darüber hinaus kann eine in den Figuren nicht dargestellte Kraftfahrzeug-Antriebseinheit, wie beispielsweise ein Verbrennungsmotor, eine Leistung in die Drehmomentwandlereinheit 1 einbringen. Die Kraftfahrzeug-Antriebseinheit ist mit dem Eingangsabschnitt 23 und damit der Wandlerwelle 7 drehfest verbunden oder drehfest verbindbar.
Zur Kühlung des Stators 9 ist eine Ölleitung 31 vorhanden. Die Ölleitung 31 ist in der Halteplatte 20 angeordnet ist. Das Kraftfahrzeuggetriebe 21 weist eine Ölzuführleitung 32 auf, durch die Öl in einen Innenraum des Drehmomentwandlers 3 strömt. Die Ölzuführleitung 32 ist mit einer in der weiteren Getriebewelle 14 angeordneten Leitung fluidisch verbunden. Darüber hinaus weist das Kraftfahrzeuggetriebe 21 einen Ölabführleitung 33 auf, durch die Öl aus dem Innenraum des Drehmomentwandlers 3 ausströmt.
Wenigstens ein Teil der Ölzuführleitung 32 liegt, insbesondere in radialer Richtung, zwischen der anderen Wandlerwelle 11 und der weiteren Wandlerwelle 13. Wenigstens ein Teil der Ölabführleitung 33 liegt, insbesondere in radialer Richtung, zwischen der Wandlerwelle 7 und der anderen Wandlerwelle 11. Darüber hinaus weist das Kraftfahrzeuggetriebe 21 eine weitere Ölzuführleitung 34 auf, durch die Öl in den Drehmomentwandler 3 zugeführt werden kann, um eine in dem Drehmomentwandler 3 vorhandene Kupplung 35 zu betätigen. Dabei ist die weitere Ölzuführleitung 34 mit einer in der weiteren Getriebewelle 14 vorhandenen anderen Leitung fluidisch verbunden.
Nach Einbringen der Drehmomentwandlereinheit 1 in die in 4 dargestellte Endstellung wird die Montagevorrichtung 15 von dem Drehmomentwandler 3 gelöst und wegbewegt.
5 zeigt ein Kraftfahrzeuggetriebe 21 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Dabei zeigt 5 nur den oberen Teil des Kraftfahrzeuggetriebes 21. Das Kraftfahrzeuggetriebe 21 unterscheidet sich von dem in den 1-4 dargestellten Kraftfahrzeuggetriebe 21 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in der Ausbildung der Wandlerwelle 7. So weist die Wandlerwelle 7 einen ersten Wellenabschnitt 29 und einen zweiten Wellenabschnitt 30 auf. Der zweite Wellenabschnitt 30 ist mit dem Rotorträger 18 und dem ersten Wellenabschnitt 29 jeweils wieder lösbar drehfest verbunden. Zudem ist der zweite Wellenabschnitt 30 mit der Getriebewelle 10 drehfest verbunden. Der zweite Wellenabschnitt 30 umschließt einen Teil der Getriebewelle 10 und des ersten Wellenabschnitts 29. Bei der in 5 dargestellten Ausführung ist der Rotor 4 radial außen von dem Stator 9 angeordnet.
6 zeigt ein Kraftfahrzeuggetriebe 21 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Das in 6 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel in der Anordnung des Rotors 4. So ist bei der in 6 dargestellten Ausführung der Rotor 4 radial innen vom Stator 9 angeordnet.
7 zeigt eine Darstellung der Drehmomentwandlereinheit 1 mit einer weiteren Montagevorrichtung 26 vor einem Verbinden des Rotorträgers 18 mit dem in 8 gezeigten Rotor 4. Der Rotorträger 18 ist mit der Wandlerwelle 7 des Drehmomentwandlers 3 drehfest verbunden. Von dem Rotorträger 18 steht ein Vorsprung 25 radial nach innen vor. Der Vorsprung 25 dient beim zusammengebauten Zustand des Rotorträgers 18 mit dem Rotor 4 dazu, zu verhindern, dass sich der Rotor 4 in axialer Richtung bewegt. Auch wenn dies in 7 nicht sichtbar ist, sind entlang der Umfangsrichtung des Rotorträgers 18 mehrere Vorsprünge 25 benachbart zueinander angeordnet.
Zum Verbinden des Rotors 4 mit dem Rotorträger 18 wird die weitere Montagevorrichtung 26 in radialer Richtung bezogen auf eine Mittelachse des Drehmomentwandlers 3 nach innen bewegt. Dabei dringt die weitere Montagevorrichtung 26 durch in dem Rotorträger 18 vorhandene Aussparungen hindurch und steht von dem Rotorträger 18 in radialer Richtung nach innen vor. Dieser Zustand ist in 8 dargestellt. Der Rotorträger 18 weist entlang der Umfangsrichtung mehrere zueinander versetzt angeordnete Aussparungen auf.
Anschließend wird der Rotor 4 mittels einer anderen Montagevorrichtung 27 axial bezogen auf die Mittelachse des Drehmomentwandlers 3 in Richtung zum Drehmomentwandler 3 hin bewegt. Die Bewegungsrichtung des Rotors 4 ist zur Einbringrichtung E der Drehmomentwandlereinheit 1 in den Hohlraum 6 des Getriebegehäuses 5 entgegengesetzt gerichtet. Dabei wird der Rotor 4 so lange in axialer Richtung verschoben, bis er gegen die weitere Montagevorrichtung 26 stößt.
Anschließend wird, wie aus 9 ersichtlich ist, mittels eines Bearbeitungswerkzeugs 28 der Rotorträger 18 derart bearbeitet, dass ein selbsttätiges Bewegen des Rotors 4 relativ zu dem Rotorträger 18 nicht möglich ist. Insbesondere wird mittels des Bearbeitungswerkzeugs 28 der Rotorträger 18 verstemmt.
Bezugszeichenliste

1: Drehmomentwandlereinheit
2: Getriebe
3: Drehmomentwandler
4: Rotor
5: Getriebegehäuse
6: Hohlraum
7: Wandlerwelle
8: Getriebelager
9: Stator
10: Getriebewelle
11: andere Wandlerwelle
12: andere Getriebewelle
13: weitere Wandlerwelle
14: weitere Getriebewelle
15: Montagevorrichtung
16: erstes Montagewerkzeug
17: zweites Montagewerkzeug
18: Rotorträger
20: Halteplatte
21: Kraftfahrzeuggetriebe
22: Ebene
23: Eingangsabschnitt
24: Abstützbereich
25: Vorsprung
26: weitere Montagevorrichtung
27: andere Montagevorrichtung
28: Bearbeitungswerkzeug
29: erster Wellenabschnitt
30: zweiter Wellenabschnitt
31: Ölleitung
32: Ölzuführleitung
33: Ölabführleitung
34: weitere Ölzuführleitung
35: Kupplung
E: Einbringrichtung
M: Mittelachse des Kraftfahrzeuggetriebes

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014216636 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Verbinden einer Drehmomentwandlereinheit (1) mit einem Getriebe (2), bei dem die Drehmomentwandlereinheit (1), die einen Drehmomentwandler (3) und einen mit dem Drehmomentwandler (3) fest verbundenen Rotor (4) einer elektrischen Maschine aufweist, in einen durch ein Getriebegehäuse (5) wenigstens teilweise umschlossenen Hohlraum (6) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einbringen der Drehmomentwandlereinheit (1) in den Hohlraum (6) eine Wandlerwelle (7) des Drehmomentwandlers (3) mittels eines Getriebelagers (8) an dem Getriebegehäuse (5) abgestützt wird, bevor sich ein Stator (9) der elektrischen Maschine und der Rotor (4) überlappen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass a. zum Einbringen der Drehmomentwandlereinheit (1) in den Hohlraum (6) des Getriebegehäuses (5) die Drehmomentwandlereinheit (1) und der Rotor (4) entlang einer axialen Richtung bewegt werden und/oder dass b. die Wandlerwelle (7) mittels des Getriebelagers (8) in radialer Richtung abgestützt wird und/oder dass c. die Wandlerwelle (7) mittels des Getriebelagers (8) bezogen auf eine Mittelachse (M) des Kraftfahrzeuggetriebes (21) zentriert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Abstützen der Wandlerwelle (7) mittels des Getriebelagers (8) die Drehmomentwandlereinheit (1) derart weiter bewegt wird, dass a. eine drehfeste Verbindung zwischen der Wandlerwelle (7) und einer Getriebewelle (10) realisiert wird und/oder dass b. eine drehfeste Verbindung zwischen einer anderen Wandlerwelle (11) des Drehmomentwandlers (3) und einer anderen Getriebewelle (12) realisiert wird und/oder b. eine drehfeste Verbindung zwischen einer weiteren Wandlerwelle (13) des Drehmomentwandlers (3) und einer weiteren Getriebewelle (14) realisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass a. die Drehmomentwandlereinheit (1) wenigstens einmal um einen vorgegebenen Winkel in eine Drehrichtung und anschließend um einen vorgegebenen anderen Winkel in eine andere Drehrichtung gedreht wird und/oder dass b. die Drehmomentwandlereinheit (1) wenigstens einmal um eine vorgegebene Strecke radial in eine Richtung und anschließend um eine vorgegebene andere Strecke radial in eine andere Richtung bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentwandlereinheit (1) mittels einer Montagevorrichtung (15) in den Hohlraum (6) des Getriebegehäuses (5) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass a. mittels eines ersten Montagewerkzeugs (16) der Montagevorrichtung (15) ein Teil des Drehmomentwandlers (3) gegen ein zweites Montagewerkzeug (17) der Montagevorrichtung (15) gedrückt wird und/oder dass b. mittels eines ersten Montagewerkzeugs (16) der Montagevorrichtung (15) eine Kraft auf den Drehmomentwandler (3) ausgeübt wird, die entgegengesetzt gerichtet ist zu einer Einbringrichtung (E) der Drehmomentwandlereinheit (1) in den Hohlraum (6) des Getriebegehäuses (5).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotorträger (18) vor einem Einbringen der Drehmomentwandlereinheit (1) in den Hohlraum (6) mit der Wandlerwelle (7) fest verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verbinden des Rotorträgers (18) mit der Wandlerwelle (7) der Rotor (4) mit dem Rotorträger (18) drehfest verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verbinden des Rotors (4) mit dem Rotorträger (18) a. der Rotor (4) in axialer Richtung bewegt wird, bis er gegen eine weitere Montagevorrichtung (26) stößt und/oder c. der Rotorträger (18) verstemmt wird, um den Rotor (4) in axialer Richtung zu fixieren.
Drehmomentwandlereinheit (1) zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Drehmomentwandlereinheit (1) zum Verbinden mit einem Getriebe (2), mit einem Drehmomentwandler (3) und einem mit dem Drehmomentwandler (3) mittels eines Rotorträgers (18) fest verbundenen Rotor (4), dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Erstreckung des Rotors (4) in eine von dem Drehmomentwandler (3) abgehende Richtung kürzer ist als eine axiale Erstreckung einer Wandlerwelle (7) des Drehmomentwandlers (3) in die gleiche Richtung.
Drehmomentwandlereinheit (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlerwelle (7) mit einer Getriebewelle (10) drehfest verbindbar ist und/oder eine andere Wandlerwelle (11) des Drehmomentwandlers (3) mit einer anderen Getriebewelle (12) drehfest verbindbar ist und/oder eine weitere Wandlerwelle (13) mit einer weiteren Getriebewelle (14) drehfest verbindbar ist.
Drehmomentwandlereinheit (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wandlerwelle (7) und die andere Wandlerwelle (11) und/oder die weitere Wandlerwelle (13) unterschiedlich weit erstrecken.
Drehmomentwandlereinheit (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlerwelle (7) einen ersten Wellenabschnitt (29) und einen zweiten Wellenabschnitt (30) aufweist, wobei der zweite Wellenabschnitt (30) mit dem ersten Wellenabschnitt (29) und dem Rotorträger (18) jeweils wieder lösbar drehfest verbunden ist und mit der Getriebewelle (10) drehfest verbindbar ist.
Getriebe (2) zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder zum Verbinden mit der Drehmomentwandlereinheit (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14.
Getriebe (2) mit einem Getriebegehäuse (5) zur Aufnahme eines Drehmomentwandlers (3) und eines mit dem Drehmomentwandler (3) fest verbundenen Rotors (4), einem Stator (9), der mit dem Getriebegehäuse (5) fest verbunden ist, und einem Getriebelager (8) zum Abstützen einer Wandlerwelle (7) des Drehmomentwandlers (3) an dem Getriebegehäuse (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebelager (8) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass bei einem Einbringen des Drehmomentwandlers (3) in einen Hohlraum (6) des Getriebegehäuses (5) die Wandlerwelle (7) mittels des Getriebelagers (8) abstützbar ist, bevor der Rotor (4) und der Stator (9) überlappen.
Getriebe (2) nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch eine Halteplatte (20), die mit dem Getriebegehäuse (5) drehfest verbunden ist, wobei der Stator (9) und/oder das Getriebelager (8) an der Halteplatte (20) angebracht sind.
Kraftfahrzeuggetriebe (21) mit einer Drehmomentwandlereinheit (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14 und einem Getriebe (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlerwelle (7) mit der Getriebewelle (10) drehfest verbunden ist.
Kraftfahrzeuggetriebe (21) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass a. der Rotor (4) radial außen von dem Stator (9) angeordnet ist oder dass b. der Rotor (4) radial innen von dem Stator (9) angeordnet ist.