DE102009042605C5 - Integrierter Dämpfer und Anlasserzahnkranz für ein Hybridfahrzeug - Google Patents

Integrierter Dämpfer und Anlasserzahnkranz für ein Hybridfahrzeug Download PDF

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Abstract

Fahrzeugeinheit, umfassend: einen Motor; eine Dämpferbaugruppe (18, 118, 218), die eine mit einem äußeren Zahnwellenprofil versehene Einbauwelle (22) aufweist und an dem Motor befestigt ist, wobei die Dämpferbaugruppe (18, 118, 218) einen daran angebrachten Zahnkranz (28, 128, 228) umfasst; und ein Hybridgetriebe (12) mit einer an der Einbauwelle (22) der Dämpferbaugruppe (18, 118, 218) angebrachten Eingangswelle (24).

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Hybridfahrzeug und spezieller zwei Realisierungen zur Erleichterung der Montage einer Fahrzeugantriebseinheit des Hybridfahrzeugs.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Fahrzeuge mit üblichen Getrieben, d. h. diejenigen, die allein durch einen Verbrennungsmotor angetrieben werden, erfordern die Verwendung eines an dem Motor angebrachten Schwungrades und eines Torsionsschwingungsdämpfers, wie er seinem grundsätzlichen Aufbau nach aus der DE 10 2004 050 731 A1 oder der DE 198 20 503 A1 bekannt ist.
  • Außer dass es zum Fahrzeugbetrieb erforderlich ist, wird das Schwungrad in einem Motorenmontagewerk zum Anlassen des Motors genutzt, um zu bestätigen, dass der Motor richtig laufen wird. Dies wird typischerweise vorgenommen, bevor der Motor an einen Fahrzeugmontage-Standort zur Endmontage geschickt wird.
  • Fahrzeuge mit Hybridgetrieben benötigen für den Fahrzeugbetrieb kein Schwungrad. Jedoch ist noch eine Zahnkranzscheibe als Teil der Baugruppe enthalten, um zur Startfähigkeit im Motorenmontagewerk einen Anlasserzahnkranz bereitzustellen. Motor und Zahnkranzscheibe werden anschließend an dem Fahrzeugmontage-Standort durch Verschraubung der Zahnkranzscheibe mit einem Getriebedämpfer montiert. Der Getriebedämpfer wird typischerweise innerhalb des Getriebegehäuses für das Hybridgetriebe angebracht, was die Montage der Zahnkranzscheibe an dem Dämpfer somit erschwert.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zumindest eine Realisierung zur Erleichterung der Montage einer ein Hybridgetriebe umfassenden Fahrzeugantriebseinheit zu schaffen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeugantriebseinheit gemäß Anspruch 1.
  • Für ein Fahrzeug ist eine Anordnung für eine Dämpferbaugruppe mit Zahnkranz erwünscht. Eine Fahrzeugbaugruppe umfasst einen Motor mit einer an dem Motor befestigten Dämpferbaugruppe. Die Dämpferbaugruppe enthält einen Zahnkranz. Ein Hybridgetriebe mit einer Eingangswelle ist an der Einbauwelle der Dämpferbaugruppe angebracht.
  • Die Dämpferbaugruppe umfasst eine Motorplanscheibe und eine an der Motorplanscheibe befestigte Getriebeplanscheibe. Zumindest ein Teil der Motorplanscheibe ist im Abstand von der Getriebeplanscheibe angeordnet, so dass eine innere Öffnung gebildet wird. Der Zahnkranz ist an der Getriebeplanscheibe und/oder der Motorplanscheibe befestigt. Die Dämpferbaugruppe umfasst einen innerhalb der inneren Öffnung angeordneten Flansch. Zwischen dem Flansch und der Getriebeplanscheibe oder der Motorplanscheibe ist eine Vielzahl von Federn angeordnet, um eine relative Drehbewegung zu reduzieren.
  • Die oben genannten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich ohne weiteres aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und besten Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Querschnittansicht einer Dämpferbaugruppe, die zur Verwendung mit einem Kraftfahrzeug an einem Hybridgetriebe angebracht ist;
  • 2 ist eine schematische perspektivische Hinteransicht der Dämpferbaugruppe von 1;
  • 3 ist eine schematische perspektivische Vorderansicht der Dämpferbaugruppe von 1 und 2;
  • 4 ist eine schematische Seitenansicht der Dämpferbaugruppe von 1 bis 3;
  • 5 ist eine schematische seitliche Querschnittansicht der Dämpferbaugruppe von 1 bis 4;
  • 6 ist eine schematische unvollständige Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform für eine Dämpferbaugruppe mit Zahnkranz von 1; und
  • 7 ist eine schematische unvollständige Seitenansicht einer dritten Ausführungsform für eine Dämpferbaugruppe und Zahnkranz von 1.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Mit Bezug auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen in den zahlreichen Ansichten durchweg auf gleiche oder ähnliche Bauteile verweisen, stellt 1 schematisch ein Kraftfahrzeug 10 mit einem Hybridgetriebe 12 und einem Motor 14 dar. Der Motor 14 umfasst eine Motorkurbelwelle 16 und eine Dämpferbaugruppe 18. Die Dämpferbaugruppe 18 ist an der Motorkurbelwelle 16 mit Schrauben 20 angeschraubt.
  • Die Dämpferbaugruppe 18 ist vorzugsweise eine nicht mit Fluid gefüllte Dämpfungseinrichtung, die direkt mit der Motorkurbelwelle 16 verschraubt ist. In dieser Ausführungsform ist die Dämpferbaugruppe 18 ein Federdämpfungselement, das zwei Stufen von Federkonstanten besitzt. Der Fachmann wird verschiedene Typen von Trockendämpfungselementen erkennen, die innerhalb des Umfangs der Patentansprüche verwendet werden können.
  • Die Dämpferbaugruppe 18 umfasst eine Einbauwelle 22, die vorzugsweise eine von der Dämpferbaugruppe 18 hervorstehende, mit einem äußeren Zahnwellenprofil versehene Welle ist. Die Einbauwelle 22 kann auch als Dämpfer-Zahnnabenprofil bezeichnet werden. Die Einbauwelle 22 steht nach hinten aus der Dämpferbaugruppe 18 hervor. Bezüglich der Position der Bauteile im Innern des Fahrzeugs können in der Beschreibung durchweg Richtungen relativ zur Fahrzeugausrichtung verwendet werden. Das heißt, bei Montage im Innern des Fahrzeugs 10 erstreckt sich die Einbauwelle 22 von der Dämpferbaugruppe 18 nach hinten oder zur Rückseite des Fahrzeugs 10. Die mit einem äußeren Zahnwellenprofil versehene Einbauwelle 22 ist im Innern einer Getriebeeingangswelle 24 angebracht. Die Getriebeeingangswelle 24 ist vorzugsweise eine mit einem inneren Zahnwellenprofil versehene Welle, um mit der mit einem äußeren Zahnwellenprofil versehenen Einbauwelle 22 an der Dämpferbaugruppe 18 übereinzustimmen.
  • 2 ist eine perspektivische Rückansicht der Dämpferbaugruppe 18. Mit anderen Worten, die Dämpferbaugruppe 18 ist so dargestellt, als würde sie von der Rückseite des Fahrzeugs 10 aus nach vorn gewandt betrachtet. Die Dämpferbaugruppe 18 enthält eine Getriebeplanscheibe 26 und einen an deren Außenrand 29 angebrachten Zahnkranz 28. Die Getriebeplanscheibe 26 weist im Allgemeinen eine Ringform auf, die eine Öffnung 34 bildet. Die Einbauwelle 22 erstreckt sich von einem Flansch 30 durch die Öffnung 34. Der Flansch 30 bildet eine Vielzahl von Flanschöffnungen 32, die die Einbauwelle 22 umgeben und durch die Öffnung 34 zugänglich sind. Die Flanschöffnungen 32 sind größer als die Köpfe der Schrauben 20 (in 1 dargestellt), die zum Befestigen der Dämpferbaugruppe 18 an der Motorkurbelwelle 16 genutzt werden. Die Größe der Flanschöffnungen 32 ermöglicht es, dass die Schrauben 20 durch die Flanschöffnungen 32 hindurchgehen und Zugang zur Montage der Dämpferbaugruppe 18 an der Motorkurbelwelle 16 bereitstellen. Die mittlere Öffnung 34 an der Getriebeplanscheibe 26 ermöglicht einen Zugang zu dem Flansch 30, womit die Flanschöffnungen 32 und die Einbauwelle 22 zugänglich sind.
  • Die Getriebeplanscheibe 26 bildet außerdem mehrere Federlager 36, durch die sich eine Vielzahl von Federn 38 teilweise erstrecken kann. Eine Bewegung der Getriebeplanscheibe 26 relativ zum Flansch 30 bringt mit den Seiten 39 der Federlager 36 Druck auf die Federn 38 auf. Da sich die Getriebeplanscheibe 26 relativ zu dem Flansch 30 drehbar bewegt, bringt der Flansch 30 Druck auf ein gegenüberliegendes Ende von jeder der Federn 38 auf. Bedingt durch die Relativbewegung zwischen dem Flansch 30 und der Getriebeplanscheibe 26 biegen sich die Federn 38 durch oder verformen sich elastisch. Die Drehbewegung der Getriebeplanscheibe 26 ergibt sich aus Schwingungen, die von der Motorkurbelwelle 16 hindurchgeleitet werden. Die Federn 38 biegen sich durch, um die resultierende Bewegung aufzufangen. Folglich dämpfen die Federn 38 Schwingungen zwischen dem Motor 14 und dem Getriebe 12. Die Federn 38 können von unterschiedlicher Größe sein, um mehrfache Federkonstanten bereitzustellen. In der dargestellten Ausführungsform sind zwei unterschiedliche Größen von Federn 38 vorhanden, wobei jede Größe unterschiedliche Federkonstanten bereitstellt. Ein Fachmann würde die für die einzelne Fahrzeuganwendung zu verwendenden gewünschten Federkonstanten kennen.
  • Schlitze 40 in der Getriebeplanscheibe 26 nehmen Streifen 43 auf, die sich radial von dem Flansch 30 erstrecken. Die Länge der Schlitze 40 ist größer als die Streifen 43, um eine Relativbewegung zwischen dem Flansch 30 und der Getriebeplanscheibe 26 zu ermöglichen. Des Weiteren wird die Umfangslänge der Schlitze 40 genutzt, um Anschläge 41 für eine Relativbewegung zwischen dem Flansch 30 und der Getriebeplanscheibe 26 zu erzeugen. Die Anschläge 41 verhindern eine Verformung der Federn 38 über die vorgesehenen Elastizitätsgrenzen hinaus. Das heißt, der Umfangsabstand der Schlitze 40 im Verhältnis zu der Breite der Streifen 43 bestimmt die Größe einer Relativbewegung zwischen dem Flansch 30 und der Getriebeplanscheibe 26. Die Enden der Schlitze 40 wirken wie Anschläge 41 für die Streifen 43.
  • 3 ist eine schematische perspektivische Vorderansicht der Dämpferbaugruppe 18. Mit anderen Worten, die Dämpferbaugruppe 18 ist so dargestellt, als würde sie von der Vorderseite des Fahrzeugs aus nach hinten gewandt betrachtet werden. Es ist eine Motorplanscheibe 42 für die Dämpferbaugruppe 18 gezeigt. Die Motorplanscheibe 42 ist an der Getriebeplanscheibe 26 (in 2 dargestellt) angebracht, und der Zahnkranz 28 befindet sich an dem Außenrand der Motorplanscheibe 42. An der Motorplanscheibe 42 können Scheibenbefestigungselemente 48 zum Befestigen der Motorplanscheibe 42 an der Getriebeplanscheibe 26 angeordnet sein.
  • In der dargestellten Ausführungsform sind die Scheibenbefestigungselemente 48 Nieten.
  • Außerdem wird durch die Motorplanscheibe 42 eine Vielzahl von Montageöffnungen 44 gebildet. Die Montageöffnungen 44 ermöglichen den Durchgang der Schrauben 20 (in 1 dargestellt) zur Befestigung der Dämpferbaugruppe 18 an der Motorkurbelwelle 16. Die Montageöffnungen 44 lassen nicht zu, dass die Köpfe 46 (in 1 dargestellt) der Schrauben 20 hindurchgehen. Wie es in 1 gezeigt ist, befinden sich die Köpfe 46 der Schrauben 20 bei Montage im Innern des Fahrzeugs vor dem Flansch 30 und hinter der Motorplanscheibe 42. Somit sind Motorplanscheibe 42 und Getriebeplanscheibe 26 relativ zur Motorkurbelwelle 16 fixiert, und der Flansch 30 kann sich relativ zu der Motorplanscheibe 42, der Getriebeplanscheibe 26 und der Motorkurbelwelle 16 drehen.
  • 4 ist eine schematische perspektivische Seitenansicht der Dämpferbaugruppe 18, die den Zahnkranz 28 darstellt; und 5 veranschaulicht eine Seitenansicht der Dämpferbaugruppe 18 im Querschnitt. Der Zahnkranz 28 besitzt eine Ringform mit einem nach innen vorstehenden Anbauflansch 50. Der Anbauflansch 50 ist zwischen der Getriebeplanscheibe 26 und der Motorplanscheibe 42 an dem Außenrand 29 der Dämpferbaugruppe 18 angebracht. Die Scheibenbefestigungselemente 48 befestigen den Zahnkranz 28 an der Motorplanscheibe 42. Es können auch andere Anordnungen zur Befestigung des Zahnkranzes 28 an der Getriebeplanscheibe 26 und der Motorplanscheibe 42 verwendet werden. Diese Anordnungen können das einstückige Formen des Zahnkranzes 28 an der Getriebeplanscheibe 26 oder der Motorplanscheibe 42 umfassen oder können zwischen dem Zahnkranz 28 und der Getriebeplanscheibe 26 oder der Motorplanscheibe 42 eine Presspassung aufweisen, sind aber nicht darauf beschränkt. Ein Fachmann würde die gewünschte Anordnung zur Befestigung des Zahnkranzes an der Getriebeplanscheibe 26 oder der Motorplanscheibe 42 kennen.
  • An einem Motorenmontage-Standort wird die Dämpferbaugruppe 18 mit der Motorkurbelwelle 16 verschraubt (in 1 dargestellt). Der Zahnkranz 28 wird verwendet, um den Motor 14 zum Testbetrieb anzulassen. Der montierte Motor 14 und die Dämpferbaugruppe 18 werden anschließend zu einer Fahrzeugendmontage geschickt, wo die Einbauwelle 22 im Innern des Getriebes 12 eingebaut wird. Zusätzlich kann die Dämpferbaugruppe 18 mit dem Zahnkranz 28 verwendet werden, um bei kaltem Wetter den Motor 14 für das Fahrzeug 10 kalt zu starten. Dies ist typischerweise bei Wetter unter –17,8°C (0°F) erforderlich.
  • 5 veranschaulicht eine Seitenansicht der Dämpferbaugruppe 18 im Querschnitt. Die Getriebeplanscheibe 26 und die Motorplanscheibe 42 bilden einen Innenraum 52 als Zwischenraum der Köpfe der Schrauben 20. Der Flansch 30 befindet sich zwischen der Getriebeplanscheibe 26 und der Motorplanscheibe 42. Der Flansch 30 bildet Federlager 54, durch die sich die Federn 38 erstrecken. Ähnlich der Getriebeplanscheibe 26 bringen die Seiten der Federöffnung 54 Druck auf die Federn 38 auf, wenn sich der Flansch 30 relativ zur Getriebeplanscheibe 26 bewegt. Die Federn 38 verformen sich, um die Relativbewegung zwischen dem Flansch 30 und der Getriebeplanscheibe 26 zu reduzieren und Schwingungen zwischen dem Motor 14 und dem Getriebe 12 zu dämpfen.
  • 6 ist eine weitere Ausführungsform zur Montage des Zahnkranzes 128 an der Dämpferbaugruppe 118. Der Zahnkranz 128 hat mit der Getriebeplanscheibe 126 am Außenrand 129 eine Übermaßpassung. Die Getriebeplanscheibe 126 und die Motorplanscheibe 142 sind miteinander mit Befestigungselementen 148 befestigt.
  • 7 ist eine dritte Ausführungsform zur Montage des Zahnkranzes 228 an der Dämpferbaugruppe 218. Der Zahnkranz 228 hat mit der Motorplanscheibe 242 am Außenrand 229 der Dämpferbaugruppe 218 eine Übermaßpassung. Die Motorplanscheibe 242 und die Getriebeplanscheibe 226 sind miteinander mit Befestigungselementen 248 befestigt.

Claims (7)

  1. Fahrzeugeinheit, umfassend: einen Motor; eine Dämpferbaugruppe (18, 118, 218), die eine mit einem äußeren Zahnwellenprofil versehene Einbauwelle (22) aufweist und an dem Motor befestigt ist, wobei die Dämpferbaugruppe (18, 118, 218) einen daran angebrachten Zahnkranz (28, 128, 228) umfasst; und ein Hybridgetriebe (12) mit einer an der Einbauwelle (22) der Dämpferbaugruppe (18, 118, 218) angebrachten Eingangswelle (24).
  2. Fahrzeugeinheit nach Anspruch 1, bei dem die Dämpferbaugruppe (18, 118, 218) des Weiteren umfasst: eine Motorplanscheibe (42, 142, 242); eine Getriebeplanscheibe (26, 126, 226), die an der Motorplanscheibe (42, 142, 242) befestigt ist, so dass dazwischen eine innere Öffnung gebildet wird; einen innerhalb der inneren Öffnung angeordneten Flansch (30); und eine Vielzahl von zwischen dem Flansch (30) und der Getriebeplanscheibe (26, 126, 226) oder der Motorplanscheibe (42, 142, 242) angeordneten Federn (38), um deren relative Drehbewegung zu reduzieren.
  3. Fahrzeugeinheit nach Anspruch 2, bei dem der Zahnkranz (28, 128, 228) an einem Außenrand der Getriebeplanscheibe (26, 126, 226) und/oder der Motorplanscheibe (42, 142, 242) befestigt ist.
  4. Fahrzeugeinheit nach Anspruch 3, bei dem der Zahnkranz (28, 128, 228) eine Ringform aufweist.
  5. Fahrzeugeinheit nach Anspruch 3, bei dem eine Vielzahl von Befestigungselementen (48) die Motorplanscheibe (42, 142, 242) an der Getriebeplanscheibe (26, 126, 226) befestigt, und bei dem der Zahnkranz (28, 128, 228) des Weiteren einen Anbauflansch (50) aufweist, der eine Vielzahl von Befestigungselementöffnungen (52) bildet, durch die sich die Vielzahl von Befestigungselementen (48) erstreckt.
  6. Fahrzeugeinheit nach Anspruch 1, bei dem der Zahnkranz (28, 128, 228) ein Übermaß mit der Getriebeplanscheibe (26, 126, 226) aufweist.
  7. Fahrzeugeinheit nach Anspruch 1, bei dem der Zahnkranz (28, 128, 228) ein Übermaß mit der Motorplanscheibe (42, 142, 242) aufweist.
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