DE102010048507B4

DE102010048507B4 - Kraftübertragungsvorrichtung und Hybridantrieb

Info

Publication number: DE102010048507B4
Application number: DE102010048507.1A
Authority: DE
Inventors: Mario Degler; Stephan Maienschein
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2030-10-15
Also published as: DE102010048507A1

Abstract

Kraftübertragungsvorrichtung (1), umfassend zumindest eine Nasskupplung (2) mit einem mit einer ersten Antriebseinheit verbindbaren Eingangsteil (10) und einem Ausgangsteil (11), welches mit dem Eingangsteil (12) einer im Kraftfluss zur Nasskupplung (2) in Reihe angeordneten Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen wenigstens mittelbar drehfest verbunden ist, ein mit dem Eingangsteil (12) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen wenigstens mittelbar drehfest verbundenes Nabenelement (6) einer weiteren zweiten Antriebseinheit und ein mit einer Getriebeeingangswelle (5) drehfest verbundenes Ausgangsteil (23) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsteil (11) der Nasskupplung (2) auf dem Nabenelement (6) der zweiten Antriebseinheit gelagert und zentriert ist und zwischen der Verbindung des Ausgangsteils (23) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen mit der Getriebeeingangswelle (5) und dem Eingangsteil (12) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen oder einem drehfest mit diesem gekoppelten Element ein Radialspiel vorgesehen ist, wobei die reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elemente des Eingangs(10)- und Ausgangsteils (11) der Nasskupplung (2) durch einen zusätzlichen Druckmittelstrom kühlbar sind, welcher zwischen einer Mitnehmerscheibe (24.2) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen und einer axial benachbarten Wandung des Gehäuses (4) der Kraftübertragungsvorrichtung (1) führbar ist, wobei an der zum Gehäuse (4) gewandten Mitnehmerscheibe (24.2) des Ausgangsteils (23) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen Mittel (43) zur Führung des zusätzlichen Druckmittelstromes um die Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsvorrichtung, umfassend zumindest eine Nasskupplung mit einem mit einer ersten Antriebseinheit verbindbaren Eingangsteil und einem Ausgangsteil, welches mit dem Eingangsteil einer im Kraftfluss zur Nasskupplung in Reihe angeordneten Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen wenigstens mittelbar drehfest verbunden ist, ein mit dem Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen wenigstens mittelbar drehfest verbundenes Nabenelement einer weiteren zweiten Antriebseinheit und ein mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbundenes Ausgangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Hybridantrieb, umfassend eine erste Antriebseinheit in Form einer Verbrennungskraftmaschine und eine zweite Antriebseinheit in Form einer elektrischen Maschine und eine den Antriebseinheiten im Kraftfluss nachgeordnete Kraftübertragungsvorrichtung.
Kraftübertragungsvorrichtungen mit Nasskupplungen in Scheiben- beziehungsweise Lamellenbauweise für Hybridantriebe sind in unterschiedlichen Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Stellvertretend wird auf die Druckschrift DE 10 2006 056 512 und die DE 10 2008 006 062 A1 verwiesen. Die Ausführungen sind durch die Vor- oder Nachschaltung einer Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen zur Nasskupplung charakterisiert. Bei Ausführungen mit im Kraftfluss nachgeschalteter Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen in Hybridantrieben erfolgt die Leistungsübertragung von einer ersten Antriebseinheit in Form einer Verbrennungskraftmaschine über die Nasskupplung und die dieser nachgeordnete Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen auf eine Eingangswelle eines nachgeordneten Getriebes. Im Falle des Antriebes über eine zweite Antriebseinheit in Form einer elektrischen Maschine erfolgt die Krafteinleitung direkt in die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere deren Eingangsteil, welches mit dem Ausgangsteil der Nasskupplung drehfest verbunden ist. Dabei besteht generell die Problematik der Zentrierung der einzelnen reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elemente über den entsprechenden Lamellenträger des Ausgangsteils der Nasskupplung. Bei Ausführungen des Ausgangsteils der Nasskupplung als Lamellenträger, insbesondere Innenlamellenträger, der mit den seitlichen, den Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen bildenden Mitnehmerscheiben starr verbunden ist, kann die Zentrierung entweder nur direkt über eine Lageranordnung erfolgen oder indirekt über mehrere Zwischenelemente, wie zum Beispiel die Mitnehmerscheiben selbst und deren Verbindung untereinander. Bei einem Versatz der Lage der Getriebeeingangswelle gegenüber der Nasskupplung führt dies innerhalb der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen zu Radialkräften und damit zur Zerstörung von Lagerungen, Verzahnungen und/oder von Dämpferbauteilen, ferner zur Dezentrierung des Innenlamellenträgers des Ausgangsteils und damit der reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elemente. Des Weiteren werden bei derartigen Ausführungen aufgrund der direkten Kopplung des zwischen den Mitnehmerscheiben angeordneten und den Ausgangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen bildenden Dämpferflansches Vibrationsbewegungen der Getriebeeingangswelle bis in den Lamellenträger eingetragen und können zu radialen Bewegungen dessen führen, die die Kupplungsfunktion stark beeinträchtigen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kraftübertragungsvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine einfache Zentrierung der reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elemente der Nasskupplung mit nachgeordneter Dämpferanordnung ohne doppelte Zentrierung, das heißt mit der Möglichkeit eines Versatzausgleiches zwischen dem Dämpfereingangsteil und dem Dämpferausgangsteil gewährleistet ist. Dabei stellt sich ferner die Aufgabe, zur Kühlung der reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elemente einer Nasskupplung mit nachgeordnetem Drehschwingungsdämpfer jedoch frei von einer Drehmomentwandleranordnung, eine einfache Führung eines zusätzlichen Druckmittelstromes zur Realisierung einer optimalen Kühlung vorzuschlagen.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Eine Kraftübertragungsvorrichtung, umfassend zumindest eine Nasskupplung mit einem mit einer ersten Antriebseinheit verbindbaren Eingangsteil und einem Ausgangsteil, welches mit dem Eingangsteil einer im Kraftfluss zur Nasskupplung in Reihe angeordneten Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen wenigstens mittelbar drehfest verbunden ist, ein mit dem Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen wenigstens mittelbar drehfest verbundenes Nabenelement einer weiteren zweiten Antriebseinheit und ein mit einer Getriebeeingangswelle drehfest verbundenes Ausgangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsteil der Nasskupplung auf dem Nabenelement der zweiten Antriebseinheit gelagert und zentriert ist und zwischen der Verbindung des Ausgangsteils der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen mit der Getriebeeingangswelle und dem Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen oder einem drehfest mit diesem gekoppelten Element ein Radialspiel vorgesehen ist.
Die Begriffe Eingangsteil und Ausgangsteil im Sinne der Erfindung sind funktional zu verstehen. Bei diesen kann es sich um Einzelelemente oder zusammengesetzte Bauteile und Baueinheiten handeln. Ein- und Ausgangsteil der Nasskupplung umfassen bei Ausbildung als reibschlüssige Kupplung jeweils einen Träger, insbesondere Lamellenträger und mit diesem drehfest verbundene und in axialer Richtung verschiebbar gelagerte reibflächentragende und/oder reibflächenbildende Elemente, die unter Ausbildung von Reibpaarungen miteinander in Wirkverbindung bringbar sind. Unter reibflächentragenden und/der reibflächenbildenden Elementen werden scheibenförmige Elemente, insbesondere Lamellen verstanden, welche Flächen oder Flächenbereiche aufweisen, die geeignet sind, als Bestandteil einer Reibpaarung zu fungieren. Dabei kann es sich um einen Flächenbereich am scheibenförmigen Element handeln oder speziell auf diese aufgebrachte Beläge. Beispielsweise kann ein Teil, Ausgangsteil oder Eingangsteil Stahllamellen aufweisen, während die reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elemente des anderen Teils-Eingangsteil oder Ausgangsteil der Nasskupplung-Reibbeläge tragen.
Eine wenigstens mittelbar drehfeste Verbindung zwischen zwei Bauteilen im Sinne der Erfindung beinhaltet die direkte Verbindung dieser oder die indirekte Kopplung über zumindest ein Zwischenelement.
Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil einer genauen koaxialen Positionierung der Nasskupplung zu den diese umgebenden Bauteilen, insbesondere einem Nabenelement einer zweiten Antriebseinheit und der zwischengeordneten Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen bei gleichzeitiger Möglichkeit des aktiven Versatzausgleiches innerhalb der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen bei Eintrag von Vibrationsbewegungen durch die Getriebeeingangswelle in die Kraftübertragungseinheit. Der durch das vorgesehene Radialspiel zwischen der Verbindung des Ausgangsteils der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und der Getriebeeingangswelle zum Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen oder einem mit diesem drehfest verbundenen Element erzielbare Versatzausgleich wirkt nicht auf das Eingangsteil und das mit diesem drehfest verbundene Ausgangsteil der Nasskupplung zurück, wodurch die Positionierung der Nasskupplung, insbesondere des Ausgangsteils der Nasskupplung unbeeinträchtigt vom Vibrationseintrag durch die Getriebeeingangswelle bleibt und quasi von dieser vibrationstechnisch entkoppelt ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung wird das Ausgangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen von einer ersten und einer zweiten zur ersten axial beabstandet angeordneten und mit dieser drehfest verbundenen Mitnehmerscheibe gebildet, wobei das Eingangsteil, insbesondere ein Dämpferflansch der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen axial zwischen den beiden Mitnehmerscheiben angeordnet ist. Eingangsteil und Ausgangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen sind über Mittel zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung miteinander gekoppelt und relativ zueinander in Umfangsrichtung begrenzt verdrehbar. Die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen liegt damit beim Einsatz in Fahrzeugen im normalen Traktionsbetrieb im Kraftfluss vor der Getriebeeingangswelle und fungiert als elastische Kupplung. Das Ausgangsteil der Nasskupplung und das Nabenelement der zweiten Antriebseinheit sind derart angeordnet und ausgebildet, dass die Krafteinleitung über diese in axialer Richtung der Kraftübertragungsvorrichtung betrachtet aus unterschiedlichen Richtungen in das Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen erfolgt, das heißt, die Einleitung des Drehmomentes erfolgt direkt in ein Bauteil von beiden Seiten. Dadurch kann eine besonders kompakte Bauweise geschaffen werden. Die Zentrierung der reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elemente der Nasskupplung erfolgt über ein Bauteil von einer Seite zu der gegenüberliegenden Seite der dazwischenliegenden Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen über den Lamellenträger, insbesondere Innenlamellenträger. Da die Zentrierung des Ausgangsteils der Nasskupplung nunmehr an der zweiten Antriebsmaschine erfolgt, werden Schwingungen von der Getriebeeingangswelle, die bei Ausführungen gemäß dem Stand der Technik mit starrer Anbindung des Ausgangsteils der Nasskupplung an eine der Mitnehmerscheiben als Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen über den Dämpferflansch und die Mitnehmerscheibe auf das Ausgangsteil der Nasskupplung, insbesondere Lamellenträger übertragen worden sind, nicht mehr übertragen.
Die Verlagerung des Radialspiels in die Anordnung der Verbindung zwischen Ausgangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und dem Ausgangselement der Kraftübertragungsvorrichtung wird gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung über die drehfeste Verbindung dieser über zumindest ein, vorzugsweise eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordneten Verbindungselementen realisiert, wobei die zur Verbindung vorgesehenen Bereiche am Ausgangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und Ausgangselement der Kraftübertragungsvorrichtung in axialer Richtung beidseitig zum Ausgangsteil der Nasskupplung angeordnet sind und die drehfeste Verbindung über zumindest ein Verbindungselement erfolgt, das durch eine Durchgangsöffnung am Ausgangsteil der Nasskupplung mit dem Radialspiel und einem als Funktion des zulässigen Verdrehwinkels zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen bestimmbaren Spiels in Umfangsrichtung geführt ist. Das Radialspiel wird dabei als Funktion des sich aus der maximalen zulässigen Auslenkung der Getriebeeingangswelle ergebenden Versatzes bestimmt.
Die Ausgestaltung des Verbindungs- und des Zentrierbereiches kann dabei unterschiedlich erfolgen. In einer besonders vorteilhaften und bauraumoptimierten Weiterentwicklung sind die drehfesten Verbindungen zwischen dem Ausgangsteil der Nasskupplung und dem Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen einerseits und dem Nabenelement der zweiten Antriebseinheit und dem Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen anderseits und/oder die Zentrierung des Ausgangsteils der Nasskupplung auf dem Nabenelement der zweiten Antriebseinheit in axialer Richtung betrachtet in zumindest teilweise einander überlappenden axialen Bereichen angeordnet.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung dieser Weiterentwicklung erfolgt die Verbindung des Nabenelementes der zweiten Antriebseinheit mit dem Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen indirekt über die drehfeste Verbindung mit dem Ausgangsteil der Nasskupplung und dessen drehfester Verbindung mit dem Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen. Das Ausgangsteil der Nasskupplung umfasst dazu einen sich in axialer Richtung erstreckenden, einen Verbindungs- und Zentrierbereich tragenden ringförmigen oder aus einzelnen Ringsegmenten gebildeten Bereich, welcher am Außenumfang und am Innenumfang, vorzugsweise innerhalb eines axialen Bereiches einander zumindest teilweise, besonders bevorzugt vollständig überlappend zur Zentrierung und drehfesten Verbindung Kraft- und/oder Formschlusselemente, insbesondere eine Verzahnung aufweist, die jeweils mit Kraft- und/oder Formschlusselementen, insbesondere Verzahnungen am Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und am Nabenelement der zweiten Antriebseinheit in Eingriff bringbar sind. Vorzugsweise dienen die am Innenumfang des ringförmigen Bereiches angeordneten Kraft- und/oder Formschlusselemente der drehfesten Verbindung und Zentrierung am Nabenelement sowie der drehfesten Verbindung des Nabenelementes mit dem Eingangsteil, während die Funktion der am Außenumfang angeordneten Kraft- und/oder Formschlusselemente der drehfesten Verbindung zwischen dem Ausgangsteil der Nasskupplung und dem Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen dient. Zur leichten Montage der Kraftübertragungsvorrichtung werden sich in axialer Richtung erstreckende Verzahnungen gewählt, welche eine relative Verschiebbarkeit der Bauteile in axialer Richtung zueinander bei der Montage ermöglichen. Diese Ausführung ist durch eine hohe Funktionskonzentration und geringen Bauraumbedarf charakterisiert und ermöglicht damit eine besonders kompakte Ausbildung der Kraftübertragungsvorrichtung in axialer Richtung.
Demgegenüber besteht in einer alternativen Ausführung die Möglichkeit, die einzelnen Verbindungsbereiche einander benachbart anzuordnen. Dazu erfolgt insbesondere die Verbindung des Ausgangsteils der Nasskupplung mit dem Nabenelement der zweiten Antriebseinheit und das Ausgangsteil der Nasskupplung umfasst einen sich in axialer Richtung erstreckenden, einen Verbindungs- und Zentrierbereich tragenden ringförmigen Bereich, welcher am Außenumfang oder am Innenumfang zur Zentrierung und drehfesten Verbindung Kraft- und/oder Formschlusselemente, insbesondere eine Verzahnung aufweist, die mit Kraft- und/oder Formschlusselementen, insbesondere Verzahnungen an einem Innenumfang oder Außenumfang bildenden Bereich des Nabenelementes der zweiten Antriebseinheit in Eingriff bringbar sind. Das Nabenelement weist am Außenumfang Kraft- und/oder Formschlusselemente, insbesondere eine Verzahnung auf, die mit Kraft- und/oder Formschlusselementen, insbesondere Verzahnungen am Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen in Eingriff bringbar sind. Durch diese Ausführung kann der Lamellenträger erheblich vereinfacht ausgebildet werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung umfasst das Eingangsteil der Nasskupplung ein von der ersten Antriebseinheit antreibbares, die Nasskupplung und die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen umschließendes Gehäuse, in welchem in der Funktion als Außenlamellenträger reibflächentragende und/oder reibflächenbildende Elemente drehfest und in axialer Richtung verschiebbar angeordnet sind. Das Ausgangsteil der Nasskupplung wird von einem Innenlamellenträger und mit diesem drehfest verbundenen und in axialer Richtung verschiebbar geführten reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elementen gebildet. Die Verbindungs- und Zentrierbereiche des Eingangsteils der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, Nabenelement sowie dem Innenlamellenträger können in räumlicher Nähe zur Drehachse ausgeführt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann zwischen dem Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen oder einem mit diesem drehfest verbundenen Element und dem Ausgangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen oder einem drehfest mit diesem verbundenen Element zumindest eine Reibeinrichtung vorgesehen werden, die bei einer Relativverdrehung zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen wirksam ist und deren Kennlinie abhängig vom Betätigungszustand der Nasskupplung gesteuert werden kann. Diese umfasst im einfachsten Fall einen Energiespeicher, insbesondere in Form einer Federeinheit, wobei diese lediglich eine oder eine Mehrzahl von in Reihe oder parallel geschalteten Federeinrichtungen gleicher oder unterschiedlicher Auslegung umfassen kann. Die Anordnung kann zwischen dem Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und dem Ausgangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere einer Mitnehmerscheibe und/oder dem Ausgangsteil der Nasskupplung und dem Ausgangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und/oder dem Ausgangselement der Kraftübertragungsvorrichtung und dem Ausgangsteil der Nasskupplung erfolgen.
Zur Gewährleistung einer hohen Verfügbarkeit der Kraftübertragungsvorrichtung werden die reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elemente des Eingangs- und Ausgangsteils der Nasskupplung in einer erfindungsgemäßen Weiterentwicklung durch zumindest einen zusätzlichen Druckmittelstrom gekühlt. Dieser wird zwischen einer Mitnehmerscheibe der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und einer axial benachbarten Wandung des Gehäuses der Kraftübertragungsvorrichtung geführt, wobei an der zum Gehäuse gewandten Mitnehmerscheibe des Ausgangsteils der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen Mittel zur Führung des zusätzlichen Druckmittelstromes um die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen vorgesehen sind. Die Führung des zusätzlichen Druckmittelstromes zwischen Gehäuse und Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen erlaubt dabei eine einfache Bauweise des Gehäuses aus Blechumformteilen.
Um die Führung des zusätzlichen Druckmittelstromes um die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen sicher zu gewährleisten, umfassen die Mittel zur Führung des zusätzlichen Druckmittelstromes zumindest ein an der von der Nasskupplung abgewandten Mitnehmerscheibe der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen angeordnetes und mit dieser drehfest verbundenes Leitblech unter Ausbildung einer sich in radialer Richtung erstreckenden Führungsfläche. Die zumindest eine Reibeinrichtung ist zwischen dieser Mitnehmerscheibe und dem Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen oder einem drehfest mit diesem gekoppelten Element, insbesondere Ausgangsteil der Nasskupplung angeordnet, wodurch diese in die Ausbildung des Führungsweges mit einbezogen wird und dadurch auf ansonsten erforderliche weitere Einrichtungen zur Abtrennung von Ringräumen innerhalb der Kraftübertragungsvorrrichtung verzichtet werden kann.
Gemäß einer ersten Ausführung werden Reibeinrichtung und Leitblech von separaten Bauteilen gebildet, die räumlich getrennt voneinander an der Mitnehmerscheibe angeordnet werden. In einer vorteilhaften Weiterentwicklung ist es jedoch vorgesehen, die Reibeinrichtung vom Leitblech mit auszubilden, d. h. als integrales Bauteil. Das Leitblech ist dazu im Bereich seines Innenumfanges gegen das Eingangsteil oder ein drehfest mit diesem gekoppeltes Element, insbesondere Ausgangsteil der Nasskupplung, dieses berührend gespannt. Diese Ausführung ist einfach und mit geringster Bauteilanzahl umsetzbar. Das Leitblech fungiert dabei quasi als elastisches Element.
In einer weiteren Ausführung bilden die zumindest eine Reibeinrichtung und das Leitblech eine bauliche Einheit, wobei die Reibeinrichtung im Bereich des Innenumfanges des Leitbleches angeordnet und unter Berührung gegen das Eingangsteil oder ein drehfest mit diesem gekoppeltes Element, insbesondere Ausgangsteil der Nasskupplung gespannt ist. Die Reibeinrichtung kann von einem ringförmigen Element mit entsprechenden Reibungskoeffizienten gebildet werden, welches kraft-, form- oder stoffschlüssig am Leitblech befestigt ist. Diese Ausführung erlaubt die einfache Ausgestaltung des Leitbleches und die genaue Anpassung an die zu erzeugende Reibungskennlinie. Ferner besteht bei lösbarer Verbindung zwischen Reibeinrichtung und Leitblech die Möglichkeit des einfachen Austausches bei Verschleiß.
In einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung mit hoher Funktionskonzentration werden die Funktionen von Leitblech und Reibeinrichtung von der zum Gehäuse weisenden Mitnehmerscheibe des Ausgangsteils der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen übernommen, welche dazu derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die Mitnehmerscheibe im Bereich des Innenumfanges unter Berührung gegen das Eingangsteil oder ein drehfest mit diesem verbundenes Ausgangsteil der Nasskupplung verspannt ist.
Die erfindungsgemäß ausgeführte Kraftübertragungsvorrichtung ist insbesondere für den Einsatz in Hybridantriebssträngen von Kraftfahrzeugen mit einer ersten Antriebseinheit in Form einer Verbrennungskraftmaschine und einer zweiten Antriebseinheit in Form einer elektrischen Maschine geeignet. Dabei kann mit dem Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen ein Rotor der elektrischen Maschine wenigstens mittelbar drehfest verbunden sein. Im einfachsten Fall kann das Eingangsteil auf einem Nabenelement aufgenommen sein, welches auch ein Scheibenteil zur Verbindung mit dem Rotor der elektrischen Maschine trägt. Das Scheibenteil ist axial zu einer Wandung des Gehäuses der Kraftübertragungsvorrichtung angeordnet. Denkbar ist jedoch auch eine integrale Ausführung von Nabenelement, Scheibenteil und Rotor.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die Kraftübertragungsvorrichtung in axialer Richtung betrachtet innerhalb der axialen Erstreckung des Rotors innerhalb des von dessen Innenumfang umschlossenen Innenraumes vollständig angeordnet.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
1 verdeutlicht eine nicht erfindungsgemäß ausgeführte Kraftübertragungsvorrichtung im Axialschnitt;
2 verdeutlicht anhand einer Ausführung gemäß 1 die Funktion des Versatzausgleiches;
3 verdeutlicht eine vorteilhafte Weiterentwicklung einer Ausführung gemäß 1 mit Reibeinrichtung;
4 verdeutlicht eine alternative Ausführung der Verbindungen zwischen Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und Ausgangsteil der Nasskupplung und Nabenelement zur Ausführung gemäß 1;
5 verdeutlicht anhand einer erfindungsgemäßen Ausführung einer Kraftübertragungsvorrichtung gemäß 1 eine erste Ausführung der Mittel zur Führung eines Ölstromes;
6 verdeutlicht anhand einer erfindungsgemäßen Ausführung einer Kraftübertragungsvorrichtung gemäß 1 eine zweite Ausführung der Mittel zur Führung eines Ölstromes;
7 verdeutlicht anhand einer erfindungsgemäßen Ausführung einer Kraftübertragungsvorrichtung gemäß 1 eine dritte Ausführung der Mittel zur Führung eines Ölstromes;
8 verdeutlicht anhand einer erfindungsgemäßen Ausführung einer Kraftübertragungsvorrichtung gemäß 1 eine vierte Ausführung der Mittel zur Führung eines Ölstromes.
Die 1 verdeutlicht in einem Ausschnitt aus einem Axialschnitt eine nicht erfindungsgemäß ausgebildete Kraftübertragungsvorrichtung 1, umfassend eine Nasskupplung 2 und eine Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere Drehschwingungsdämpfer für den Einsatz in Hybridantrieben mit optionaler Bereitstellung der Leistung über zumindest zwei unterschiedliche Antriebseinheiten. Die Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen ist in axialer Richtung benachbart zur Nasskupplung 2 angeordnet. Die Nasskupplung 2 und die Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen sind um eine Drehachse R angeordnet und in einem Gehäuse 4 integriert. Die Kraftübertragungsvorrichtung 1 ist in einem Bauraum zwischen einer nicht dargestellten, das Gehäuse 4 der Kraftübertragungsvorrichtung 1 antreibenden ersten Antriebseinheit, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine und einem ebenfalls nicht dargestellten Getriebe, von dem hier lediglich die Getriebeeingangswelle 5 angedeutet ist, angeordnet. Die Getriebeeingangswelle 5 ist über eine Lageranordnung L im Gehäuse 4 gelagert. Die Nasskupplung 2 und auch die Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen sind vorzugsweise innerhalb eines radial begrenzten Bauraumes innerhalb eines Rotors einer weiteren zweiten hier nicht dargestellten Antriebseinheit angeordnet. Dargestellt ist hier lediglich ein Nabenelement in Form der Rotornabe 6, über welche der Kraftfluss vom Rotor in die Kraftübertragungsvorrichtung 1 einleitbar ist.
Das Gehäuse 4 ist einerseits mit der auf der Getriebeeingangswelle 5 verdrehbar gelagerten Gehäusenabe 7 dichtend verbunden, beispielsweise geschweißt oder mittels anderer Einrichtungen wie Lagereinrichtungen mit zusätzlicher Dichteinrichtung abgedichtet und andererseits auf der Rotornabe 6 dicht abgestützt. Der Kraftfluss über die Kraftübertragungsvorrichtung 1 ist gemäß einer ersten Betriebsweise über das Gehäuse 4, die Nasskupplung 2, die Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen auf die Getriebeeingangswelle 5 möglich, wobei das mit dieser gekoppelte Ausgangselement 8 der Kraftübertragungsvorrichtung 1 von einer drehfest mit der Getriebeeingangswelle 5 gekoppelten Nabe 9 gebildet wird. Ferner kann der Kraftfluss auch von einer zweiten, hier nicht dargestellte Antriebseinheit in Form einer elektrischen Maschine über die Rotornabe 6 in die Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen eingeleitet werden und über diese in der Funktion als elastische Kupplung zur Getriebeeingangswelle 5 geführt werden.
Die Nasskupplung 2 umfasst einen in Kraftflussrichtung über diese als Eingangsteil 10 fungierendes erstes Kupplungsteil und ein mit dem Eingangsteil 10 der Nasskupplung 2 wenigstens mittelbar in Wirkverbindung bringbares weiteres zweites, als Ausgangsteil 11 der Nasskupplung 2 fungierendes Kupplungsteil, welches mit der Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere einem Eingangsteil 12 gekoppelt ist. Das Eingangsteil 10 der Nasskupplung 2 umfasst einen Lamellenträger 13, hier in Form eines Außenlamellenträgers, an welchem reibflächentragende und/oder reibflächenbildende Elemente 14.1 bis 14.n drehfest und axial verlagerbar eingehängt sind. Der Lamellenträger 13 ist dabei drehfest mit dem Gehäuse 4 verbunden und im Bereich des Innenumfanges am Gehäuse 4 ausgebildet und angeordnet. In besonders vorteilhafter Ausführung bildet dieser mit dem Gehäuse 4 eine integrale Baueinheit. Das Ausgangsteil 11 der Nasskupplung 2 umfasst einen Lamellenträger 15, der hier aufgrund seiner Anordnung in radialer Richtung den Innenlamellenträger bildet und drehfest an diesem, axial verschiebbar angeordnete reibflächentragende und/oder reibflächenbildende Elemente 16.1 bis 16.n in Form von Lamellen. Die einzelnen reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elemente 14.1 bis 14.n und 16.1 bis 16.n sind jeweils wechselweise zueinander angeordnet, sodass jeweils reibflächentragende und/oder reibflächenbildende Elemente des Eingangsteils 10 und des Ausgangsteils 11 der Nasskupplung miteinander in Wirkverbindung bringbar sind. Unter reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elementen werden dabei Elemente verstanden, die Bestandteil einer Reibpaarung sein können, wobei die Reibflächen entweder als an der Reibpaarung beteiligte Fläche an dieser ausgebildet sind oder aber durch separate Beläge gebildet werden. Das aus den eingangsseitigen und den ausgangsseitigen reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elementen 14.1 bis 14.n, 16.1 bis 16.n gebildete Lamellenpaket wird zur Bildung eines Reibeingriffs axial von einer Stelleinrichtung 17 in Form eines druckmittelbetätigbaren Kolbenelementes gegen die axial einseitig durch einen Anschlag 18 begrenzte Endlamelle in Form des letzten reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elementes 14.n verspannt. Dazu trennt das Kolbenelement gegenüber dem Gehäuse 4 eine Druckkammer 19 ab, welche über einen Anschluss A1 mit Druckmittel versorgt wird. Soll die Nasskupplung 2 geschlossen werden, wird die Druckkammer 19 gegenüber dem sich an der gegenüberliegenden Seite des Kolbenelementes im Innenraum des Gehäuses 4 im Bereich der Nasskupplung 2 gebildeten Ringraum 20 einstellenden Druck axial verlagert, wodurch ein Reibschluss zwischen den reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elementen 14.1 bis 14.n, 16.1 bis 16.n erzeugt und Drehmoment vom Gehäuse 4 über das Eingangsteil 10 auf das Ausgangsteil 11 übertragen wird. Der Lamellenträger 15 in Form des Innenlamellenträgers ist mit dem Eingangsteil 12 der Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen verbunden. Das Eingangsteil 12 der Vorrichtung 3 wird dabei von einem Dämpferflansch 21 gebildet, welcher auch als Mittenscheibe bezeichnet wird. Das Eingangsteil 12 der Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen ist über Mittel 22 zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung mit dem Ausgangsteil 23 der Vorrichtung 3 gekoppelt. Dadurch fungiert die Vorrichtung 3 aufgrund der Möglichkeit der Übertragung von Drehmoment als elastische Kupplung. Das Ausgangsteil 23 wird hier von zwei Mitnehmerscheiben 24.1 und 24.2 gebildet, die in axialer Richtung beidseitig des Dämpferflansches 21 angeordnet sind, drehfest miteinander über Abstands- und Verbindungselemente 37 verbunden sind und über die Mittel 22 mit dem Eingangsteil 12 gekoppelt sind. Eingangsteil 12 und Ausgangsteil 23 sind koaxial zueinander angeordnet und relativ zueinander begrenzt in Umfangsrichtung verdrehbar. Die Mittel 22 zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung können verschiedenartig ausgeführt sein. Im einfachsten Fall bei Ausführung der Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen als rein mechanischer Dämpfer werden diese Funktionen von Federeinheiten übernommen. Die in der 1 dargestellte Ausführung der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen stellt eine besonders einfache und kompakte Ausbildung einer Vorrichtung 3 dar. Denkbar sind jedoch auch in Abhängigkeit der für unterschiedliche Einsatzzwecke erforderlichen Dämpfungskennlinien Parallel- oder Reihendämpferanordnungen beziehungsweise Kombinationen aus diesen. Das Ausgangsteil 23, insbesondere die nasskupplungsseitig dem Dämpferflansch 21 zugeordnete Mitnehmerscheibe 24.1, ist drehfest mit dem Ausgangselement 8 der Kraftübertragungsvorrichtung 1 in Form der Nabe 9 über eine Ausgangsscheibe 25 verbunden.
Es erfolgt die Zentrierung des Ausgangsteils 11 der Nasskupplung 2, insbesondere des Lamellenträgers 15 an der Rotornabe 6 der zweiten Antriebseinheit, insbesondere elektrischen Maschine und damit quasi der Kopplung zwischen der elektrischen Maschine und dem Eingangsteil 12 der Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen. Dabei wird ausgenutzt, dass für beide Elemente die Krafteinleitung an der Vorrichtung 3 am gleichen Bauteil, insbesondere dem Dämpferflansch 21 erfolgt. Vorzugsweise erfolgt die Zentrierung und die drehfeste Kopplung mit dem Flansch 21 in einem axialen Bereich des Lamellenträgers 15. Dadurch kann der axiale Bauraum für die Funktion der drehfesten Kopplung und der Zentrierung minimal gehalten werden. Die 1 stellt dazu eine besonders kompakte Anordnung der einzelnen Funktionsbereiche dar. Die Krafteinleitung über das Ausgangsteil 11 der Nasskupplung 2 und die Rotornabe 6 erfolgen hier aus unterschiedlichen Richtungen aufgrund der Anordnung und Zuordnung dieser zu unterschiedlichen Dämpferseiten. Die drehfeste Verbindung der Rotornabe 6 mit dem Eingangsteil 12 der Vorrichtung 3 erfolgt hier nicht direkt sondern mittelbar, d. h. indirekt über den Ausgangsteil 11 der Nasskupplung 2. Zur drehfesten Kopplung zwischen Ausgangsteil 11 der Nasskupplung 2 und Rotornabe 6 sind Mittel 27 vorgesehen, welche an einem, einen Außenumfang 26 bildenden Teilbereich der Rotornabe 6 und einem Innenumfang bildenden Teilbereich des Ausgangsteils 11 der Nasskupplung 2 vorgesehen sind. Die drehfeste Verbindung zwischen Ausgangsteil 11 der Nasskupplung 2 und Eingangsteil 12 der Vorrichtung 3 erfolgt über Mittel 28, die an einem einen Außenumfang bildenden Teilbereich des Ausgangsteils 11 der Nasskupplung 2 und am Innenumfang des Eingangsteils 12 der Vorrichtung 3 ausgebildet sind. Ferner sind Mittel 29 zur Zentrierung des Ausgangsteils 11 an der Rotornabe 6 vorgesehen. Die Mittel 29 werden hier in vorteilhafter Weise von den Mitteln 27 gebildet. Die Mittel 39 zur drehfesten Verbindung der Rotornabe 6 mit dem Eingangsteil 12 umfassen dann die Mittel 27, 28, 29. Die Mittel 27, 28 und 29 und die durch diese gebildeten Verbindungs- und/oder Zentrierbereiche sind in axialer Richtung innerhalb eines gemeinsamen axialen Erstreckungsbereiches und in vertikaler Richtung übereinander angeordnet. Am Ausgangsteil 11 in Form des Innenlamellenträgers 15 ist dazu ein sich an den, die reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elemente tragenden Bereich anschließender ringförmiger oder aus Ringsegmenten gebildeter Bereich 30 vorgesehen, der sich in axialer Richtung zur Vorrichtung 3 erstreckend ausgeführt ist. Dieser Bereich 30 ist durch einen Außen- und einen Innenumfang charakterisiert, an welchem die Mittel 27, 28 und 29 in Form einer Außen- und Innenverzahnung 31, 32 ausgebildet sind, die mit dazu komplementären Verzahnungen 42 am Eingangsteil 12 und 38 an der Rotornabe 6 in Wirkverbindung bringbar sind. Die reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elemente 16.1 bis 16.n des Ausgangsteils 11 werden in dieser Ausführung über ein Bauteil von einer Seite zur gegenüberliegenden Seite der dazwischenliegenden Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen durch den Lamellenträger 15 zentriert.
Die Anordnung des Lamellenträgers 15 und der Rotornabe 6 gegenüber der Vorrichtung 3 bedingt, dass die Kopplung der Mitnehmerscheibe 24.1 mit dem Ausgangselement 8 in Form der Nabe 9 durch den Innenlamellenträger 15 hindurch erfolgen muss. Dazu ist an der von der Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen weggerichteten Seite des Lamellenträgers 15 die Ausgangsscheibe 25 angeordnet, die drehfest mit der Nabe 9 verbunden ist, im dargestellten Fall beispielhaft durch Verschweißen. Andere Ausführungen sind ebenfalls denkbar. Die Kopplung zwischen das Ausgangsscheibe 25 und der Mitnehmerscheibe 24.1 erfolgt drehfest und in radialer und axialer Richtung starr über Verbindungselemente 33, welche durch Durchgangsöffnungen 34, die zumindest in radialer Richtung und vorzugsweise auch in Umfangsrichtung durch größere Abmessungen als die Verbindungselemente 33 bemessen sind und somit ein Radialspiel und ein Spiel in Umfangsrichtung ermöglichen, geführt sind. Das Spiel in Umfangsrichtung ist als Funktion des zulässigen Verdrehwinkels zwischen Ein- und Ausgangsteil 12, 23 der Vorrichtung 3 bestimmbar. Das einzelne Verbindungselement 33 ist dazu vorzugsweise als Stufenbolzen ausgeführt, welcher die Lage von Ausgangsscheibe 25 und Mitnehmerscheibe 24.1 in radialer und axialer Richtung zueinander fixiert. Dadurch werden Funktionspaketanordnungen geschaffen, welche eine Relativbewegung zueinander in radialer Richtung frei von Beeinträchtigungen des Ausgangsteils 11 der Nasskupplung 2 ermöglichen. Die erste Paketanordnung ist durch die Kopplung des Lamellenträgers 15 mit dem Flansch 21 als Eingangsteil 12 der Vorrichtung 3 charakterisiert. Die zweite relativ zu dieser in radialer Richtung bewegbare Paketanordnung umfasst die mit dem Ausgangsteil 23 der Vorrichtung 3 gekoppelten Elemente in Form der Ausgangsscheibe 25 und der Nabe 9.
Durch die Zentrierung des Eingangsteils 10 der Nasskupplung an der Rotornabe 6 und die beschriebene Kopplung zwischen dem Ausgangsteil 23 der Vorrichtung 3 und der Nabe 9 ist innerhalb der Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen ein radialer Versatzausgleich ohne Beeinträchtigung der Lage der reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elemente 16.1 bis 16.n und damit des Ausgangsteils 11 der Nasskupplung 2 möglich.
Die Funktion des Versatzausgleiches ist beispielhaft in der 2 anhand der Darstellung der Kraftübertragungsvorrichtung 1 gemäß 1 wiedergegeben. Dabei sind die bei einem sich durch Vibration der Getriebeeingangswelle 5 ergebenden Versatz zwischen dem Eingangsteil 12 und dem Ausgangsteil 23 der Vorrichtung 3 ergebenden Lageabweichungen anhand unterbrochener Linienführung wiedergegeben. Erkennbar ist hier die feste Lagezuordnung zwischen der Nasskupplung 2, insbesondere dem Ausgangsteil 11 der Nasskupplung 2, der Rotornabe 6, dem Eingangsteil 12 der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen in Form des Flansches 21 sowie der übrigen Bauteile wie dem Gehäuse 4. Ferner erkennbar sind die sich bei Versatz ergebenden Lagen für die Mitnehmerscheiben 24.1 und 24.2 sowie die Ausgangsscheibe 25, Nabe 9 und der Getriebeeingangswelle 5. Daraus ist ersichtlich, dass der sich ergebende Versatz der Getriebeeingangswelle 5 in der Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen über das Radialspiel zwischen Ausgangsteil 23 und Ausgangselement 8 in Form der Nabe 9 kompensiert werden kann.
In der 1 ferner dargestellt ist eine Reibeinrichtung 35 zwischen dem Ausgangsteil 23 der Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen und dem Ausgangsteil 11. Diese umfasst im einfachsten Fall eine Federeinrichtung in Form einer Tellerfeder T1. In einer Weiterentwicklung, dargestellt in 3, sind weitere Möglichkeiten zur Ausbildung und Anordnung der Reibeinrichtung 35 wiedergegeben, welche mehrere Federeinrichtungen, insbesondere in Form von Tellerfedern T1 bis T3 in Kombination miteinander umfassen. Die Anordnung der Tellerfeder T1 erfolgt zwischen Seitenscheibe 24.1 und Lamellenträger 15, das heißt dem Ausgangsteil 11 der Nasskupplung 2. Die Tellerfeder T3 ist zwischen dem Ausgangsteil 11 der Nasskupplung 2 und der Ausgangsscheibe 25 angeordnet, während die Tellerfeder T2 zwischen der Mitnehmerscheibe 24.1 und dem Dämpferflansch 21 der Vorrichtung 3 und somit zwischen dem Eingangsteil 12 und dem Ausgangsteil 23 der Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen angeordnet ist. Die 3 verdeutlicht dabei eine Vielzahl von Möglichkeiten. Denkbar ist auch die Ausführung mit nur einer oder einem Teil der Tellerfederanordnungen T1 bis T3.
Die dargestellte Ausführung der Kraftübertragungsvorrichtung 1 beschreibt ferner unterschiedliche Ringräume innerhalb des Gehäuses 4, über die zur Kühlung der Nasskupplung 2 ein zusätzlicher Druckmittelstrom führbar ist. Erkennbar ist dabei der Ringraum 20, der im Wesentlichen zwischen der Nasskupplung 2 und dem Nabenelement 9 ausgebildet ist, und ferner der Ringraum 36, welcher vom Innenumfang des Gehäuses 4 und der Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen begrenzt ist. Den einzelnen Ringräumen 20, 36 sind jeweils die Anschlüsse A2 und A3 zugeordnet, die in Abhängigkeit der Betriebsweise und der Durchströmungsrichtung als Zu- oder Ablauf fungieren. Die Anordnungen der Anschlüsse A2 und A3 und damit Zufuhr oder Abfuhr des zusätzlichen Druckmittelstromes erfolgen über die Rotornabe 6 und die Nabe 9. Der Druckmittelstrom kann dann in Kanälen in der Getriebeeingangswelle 5 oder zwischen dieser und der Rotornabe 6 und/oder der Nabe 9 gebildeten Ringkanälen geführt werden.
Die 1 bis 3 verdeutlichen eine besonders bevorzugte Ausführung der Kraftübertragungsvorrichtung 1. Demgegenüber zeigt 4 eine weitere Ausführung, die durch eine besonders einfache Herstellung des Innenlamellenträgers in Form des Lamellenträgers 15 charakterisiert ist. Bei dieser Ausführung erfolgt die drehfeste Kopplung zwischen Ausgangsteil 11 der Nasskupplung 2 und Eingangsteil 12 der Vorrichtung 3 nicht direkt sondern über die drehfeste Kopplung des Ausgangsteils 11 mit der Rotornabe 6, welche gleichzeitig der Zentrierung dient. Die Rotornabe 6 ist direkt drehfest mit dem Eingangsteil 12 verbunden. Dazu sind Mittel 39 vorgesehen. Diese umfassen an einem, einen Außenumfang bildenden Teilbereich der Rotornabe 6 jeweils eine in axialer Richtung verlaufende Verzahnung 38 in Form einer Außenverzahnung, welche in eine entsprechende Verzahnung 42 am Innenumfang des Dämpferflansches 21 eingreift. Die drehfeste Verbindung des Ausgangsteils 11 der Nasskupplung 2 mit dem Eingangsteil 12 erfolgt über Mittel 27 und die Zentrierung über Mittel 29 zwischen der Rotornabe 6 und dem Ausgangsteil 11. Dabei bilden auch hier die Mittel 27 zur drehfesten Verbindung die Mittel 29 zur Zentrierung, wobei die Anordnung am Ausgangsteil 11 in einem sich in axialer Richtung erstreckenden ringförmigen Bereich 30 erfolgt. Das Ausgangsteil 11 weist dazu am Innenumfang des ringförmigen Bereiches 30 eine Verzahnung 32 auf, die in eine dazu gehörige Verzahnung 38 an einem Außenumfang bildenden Bereich der Rotornabe 6 eingreift. Dabei sind die Verzahnungsbereiche für die einzelnen drehfesten Verbindungen einander benachbart angeordnet. Auch hier ist die Ausführung durch entsprechende Reibeinrichtungen 35 charakterisiert, welche Federeinrichtungen in Form von Telerfedern T1 und T3 umfassen, die in Analogie zu den in den 1 und 3 beschriebenen Möglichkeiten zwischen dem Ausgangsteil 23 der Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen und dem Ausgangsteil 11 der Nasskupplung 2 beziehungsweise dem Ausgangsteil 11 der Nasskupplung 2 und der Ausgangsscheibe 25 angeordnet sein können.
Des Weiteren ist hier aufgrund des größeren axialen Bauraumbedarfes der Anschluss A2 für den Ringraum 20 durch die Nabe 9 und die Ausgangsscheibe 25 geführt.
Die 5 bis 8 verdeutlichen Ausführungen der Kraftübertragungsvorrichtung 1 gemäß einer der 1 bis 4 mit optimierter Führung eines zusätzlichen, über die Anschlüsse A2 und A3 geführten Druckmittelstromes um die Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen, wobei auch hier eine jeweils Reibeinrichtung 41a bis 41d innerhalb der relativ zueinander verdrehbaren Bauteile der Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen beziehungsweise den mit diesen drehfest verbundenen Elementen vorgesehen ist. Die Reibeinrichtung 41a bis 41d wirkt in besonders vorteilhafter Ausführung gemäß der 5 bis 8 zwischen den geometrisch äußersten Bauteilen der Vorrichtung 3, insbesondere der rotorseitigen Mitnehmerscheibe 24.2 und dem Eingangsteil 12. Denkbar ist auch eine Anordnung gemäß der 1 bis 3. Die Funktion der einzelnen Reibeinrichtung 41a bis 41d besteht in der Erzeugung eines Reibschlusses zwischen relativ zueinander bewegbaren Bauteilen. Die einzelne Reibeinrichtung 41a bis 41d ist derart angeordnet, dass diese mit einem der beiden reibschlüssig zu koppelnden Bauteile drehfest verbunden ist, vorzugsweise an diesem eingehangen ist und am anderen Bauteil unter Vorspannung anliegt und somit einen Reibkontakt bei Relativbewegung der Bauteile zueinander, insbesondere in Umfangsrichtung erzeugt.
Die 5 verdeutlicht eine erste erfindungsgemäße Ausführung mit Mitteln 43 zur Führung des Druckmittelstromes, umfassend ein zusätzliches als Leitblech fungierendes Leitblech 40a, welches der in axialer Richtung äußeren rotorseitigen Mitnehmerscheibe 24.2 der Vorrichtung 3 zugeordnet ist und die Betriebsmittelführung entlang der Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen im Ringraum 36 entlang der Mitnehmerscheibe 24.2 um die Vorrichtung 3 ermöglicht. Dazu ist das Leitblech 40a derart angeordnet und ausgebildet, dass dieses die Öffnungen für die Mittel 22 zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung überdeckt und somit ein direktes Durchströmen der Vorrichtung 3 verhindert wird. Das Leitblech 40a dient quasi einer gerichteten Ölführung innerhalb des Ringraumes 36, welcher von der Innenwandung des Gehäuses 4 und dem Leitblech 40 gebildet wird. Das Leitblech 40a ist dazu drehfest, vorzugsweise starr mit der Mitnehmerscheibe 24.2 verbunden. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung mittels dem ohnehin vorgesehenen Abstands- und Verbindungselement 37. Das Leitblech 40a ist derart geformt und ausgeführt, dass dieses aufgrund der Formgebung und Dimensionierung im radial inneren Bereich der Mitnehmerscheibe 24.1 an dieser bündig und vorzugsweise dichtend anliegt. Das Leitblech 40a erstreckt sich in radialer Richtung zumindest über die offenen Flächenbereiche an der Mitnehmerscheibe 24.1. Desweiteren ist eine zusätzliche Reibeinrichtung 41a vorgesehen, welche zwischen der Mitnehmerscheibe 24.2 und dem Lamellenträger 15 wirkt. Dies entspricht einer vorteilhaften alternativen oder zusätzliche Ausführung zur Ausbildung gemäß der 1 bis 3 mit Reibeinrichtung 35 zwischen Mitnehmerscheibe 24.1 und Lamellenträger 15, wobei auch die Anordnung der Reibeinrichtung 41a der Führung des zusätzlichen Druckmittelstromes dient. Leitblech 40a und Reibeinrichtung 41a werden von separaten Bauteilen gebildet.
Die Reibeinrichtung 41a umfasst im einfachsten Fall eine Federeinrichtung, insbesondere in Form einer Tellerfeder. Diese ist hier beispielhaft im Bereich des radial äußeren Bereiches in die Mitnehmerscheibe 24.2 eingehangen und liegt im radial inneren Bereich am Lamellenträger 15, insbesondere einer in axialer Richtung weisenden Ringfläche an.
In einer besonders vorteilhaften erfindungsgemäßen Weiterentwicklung gemäß der 6 ist vorgesehen, das Leitblech 40b der Mittel 43 mit der Reibeinrichtung 41b als integrale Baueinheit auszubilden beziehungsweise die Funktion der Reibeinrichtung 41b in das Leitblech 40b mit zu integrieren. In diesem Fall erstreckt sich das Leitblech 40b in radialer Richtung bis zum Lamellenträger 15 und ist derart ausgebildet und ausgeformt, dass dieses mit einem vordefinierten Druck am Lamellenträger 15 diesen kontaktierend anliegt. Auch hier erfolgt die Verbindung mit der Mitnehmerscheibe 24.2 über die Verbindung der beiden Mitnehmerscheiben 24.1 und 24.2.
In einer erfindungsgemäßen Weiterentwicklung gemäß 7 ist vorgesehen, die Reibeinrichtung 41c von einem zusätzlichen und hinsichtlich des erforderlichen Reibverhaltens ausgelegten und mit dem Leitblech 40c verbundenen Element, wie zum Beispiel einem Kunststoffring zu bilden, welche gegenüber dem Lamellenträger 15 diesen berührend gespannt ist. Dieser ist starr mit dem Leitblech 40c verbunden und wird am Eingangsteil 12 wirksam. Die Verbindung mit dem Leitblech 40c erfolgt durch eine stoffschlüssige oder form- oder kraftschlüssige Verbindung, beispielsweise durch Nieten, Angießen, Anspritzen, An- oder Aufclipsen und Andrücken.
Die 8 verdeutlicht demgegenüber eine Ausbildung der Mitnehmerscheibe 24.2 selbst als Leitblech 40d, indem diese derart angeordnet und ausgebildet ist, dass diese elastisch, sich in radialer Richtung bis in den ringförmigen Bereich des Lamellenträgers 15 erstreckend ausgeführt ist und gegenüber diesem unter Berührung verspannt ist. Dabei kann die Mitnehmerscheibe 24.2 in hoher Funktionskonzentration sowohl der Führung der Mittel 22 zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung, der Druckmittelführung, der Ausbildung eines Reibschlusses mit dem Eingangsteil 12 oder einem drehfest mit diesem verbundenen Element dienen als auch als elastisches Element fungieren.
Die Ausführungen gemäß der 5 bis 8 bieten in Kombination mit der erfindungsgemäßen Kraftübertragungsvorrichtung 1 den Vorteil einer optimierten Druckmittelführung bei integrierter, zwischen den beiden äußersten Bauteilen einer Vorrichtung 3 zur Dämpfung von Schwingungen wirkender Reibeinrichtung 41a bis 41d. Als äußerste Bauteile fungieren dabei entweder die entsprechenden Elemente selbst, das heißt Mitnehmerscheibe 24.2 beziehungsweise Dämpferflansch 21 der ein drehfest mit diesem gekoppeltes Element, insbesondere Innenlamellenträger 15 oder Rotornabe 6.
Bezugszeichenliste

1: Kraftübertragungsvorrichtung
2: Nasskupplung
3: Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen
4: Gehäuse
5: Getriebeeingangswelle
6: Rotornabe
7: Gehäusenabe
8: Ausgangselement der Kraftübertragungsvorrichtung
9: Nabe
10: Eingangsteil der Nasskupplung
11: Ausgangsteil der Nasskupplung
12: Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen
13: Lamellenträger
14.1–14.n: reibflächentragende und/oder reibflächenbildende Elemente
15: Lamellenträger, insbesondere Innenlamellenträger
16.1–16.n: reibflächentragende und/oder reibflächenbildende Elemente
17: Stelleinrichtung
18: Anschlag
19: Druckkammer
20: Ringraum
21: Dämpferflansch
22: Mittel zur Federkopplung und/oder Dämpfungskopplung
23: Ausgangsteil
24.1, 24.2: Mitnehmerscheibe
25: Ausgangsscheibe
26: Außenumfang
27: Mittel zur drehfesten Kopplung zwischen Ausgangsteil der Nasskupplung und Rotornabe
28: Mittel zur drehfesten Kopplung zwischen Rotornabe und Ausgangsteil der Nasskupplung
29: Mittel zur Zentrierung des Ausgangsteils auf der Rotornabe
30: ringförmiger Bereich, Flanschbereich
31: Außenverzahnung
32: Innenverzahnung
33: Verbindungselement
34: Durchgangsöffnung
35: Reibeinrichtung
36: Ringraum
37: Abstands- und Verbindungselement
38: Verzahnung
39: Mittel zur drehfesten Verbindung zwischen Rotornabe und Eingangsteil
40a, 40b: Leitblech
40c, 40d: Leitblech
41a, 41b: Reibeinrichtung
41c, 41d: Reibeinrichtung
42: Verzahnung
43: Mittel zur Führung eines zusätzlichen Druckmittelstromes
A1: Anschluss
A2: Anschluss
A3: Anschluss
T1–T3: Tellerfeder
L: Lagereinrichtung
R: Drehachse

Claims

Kraftübertragungsvorrichtung (1), umfassend zumindest eine Nasskupplung (2) mit einem mit einer ersten Antriebseinheit verbindbaren Eingangsteil (10) und einem Ausgangsteil (11), welches mit dem Eingangsteil (12) einer im Kraftfluss zur Nasskupplung (2) in Reihe angeordneten Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen wenigstens mittelbar drehfest verbunden ist, ein mit dem Eingangsteil (12) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen wenigstens mittelbar drehfest verbundenes Nabenelement (6) einer weiteren zweiten Antriebseinheit und ein mit einer Getriebeeingangswelle (5) drehfest verbundenes Ausgangsteil (23) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsteil (11) der Nasskupplung (2) auf dem Nabenelement (6) der zweiten Antriebseinheit gelagert und zentriert ist und zwischen der Verbindung des Ausgangsteils (23) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen mit der Getriebeeingangswelle (5) und dem Eingangsteil (12) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen oder einem drehfest mit diesem gekoppelten Element ein Radialspiel vorgesehen ist, wobei die reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elemente des Eingangs(10)- und Ausgangsteils (11) der Nasskupplung (2) durch einen zusätzlichen Druckmittelstrom kühlbar sind, welcher zwischen einer Mitnehmerscheibe (24.2) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen und einer axial benachbarten Wandung des Gehäuses (4) der Kraftübertragungsvorrichtung (1) führbar ist, wobei an der zum Gehäuse (4) gewandten Mitnehmerscheibe (24.2) des Ausgangsteils (23) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen Mittel (43) zur Führung des zusätzlichen Druckmittelstromes um die Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen vorgesehen sind.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsteil (23) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen von einer ersten und einer zweiten, zu dieser axial beabstandet angeordneten und mit dieser drehfest verbundenen Mitnehmerscheibe (24.1, 24.2) gebildet wird, wobei das Eingangsteil (12) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen axial zwischen den beiden Mitnehmerscheiben (24.1, 24.2) angeordnet ist, Eingangsteil (12) und Ausgangsteil (23) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen über Mittel (22) zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung miteinander gekoppelt und relativ zueinander in Umfangsrichtung begrenzt verdrehbar sind, und das Ausgangsteil (11) der Nasskupplung (2) und das Nabenelement (6) der zweiten Antriebseinheit derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die Krafteinleitung über diese in unterschiedlicher Richtung in das Eingangsteil (12) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen erfolgt.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsteil (23) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen über zumindest ein Verbindungselement (33) mit einem mit der Getriebeeingangswelle (5) wenigstens mittelbar verbundenen Ausgangselement (8) der Kraftübertragungsvorrichtung (1) drehfest verbunden ist, wobei die zur Verbindung vorgesehenen Bereiche am Ausgangsteil (23) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen und Ausgangselement (8) der Kraftübertragungsvorrichtung (1) in axialer Richtung beidseitig zum Ausgangsteil (23) der Nasskupplung (2) angeordnet sind und das zumindest eine Verbindungselement (33) mit Radialspiel durch eine Durchgangsöffnung (34) am Ausgangsteil (11) der Nasskupplung (2) und einem als Funktion des zulässigen Verdrehwinkels zwischen Eingangsteil (12) und Ausgangsteil (23) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen bestimmbaren Spiels in Umfangsrichtung geführt ist.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die drehfesten Verbindungen zwischen dem Ausgangsteil (11) der Nasskupplung (2) und dem Eingangsteil (12) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen einerseits und dem Nabenelement (6) der zweiten Antriebseinheit und dem Eingangsteil (12) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen andererseits und/oder die Zentrierung des Ausgangsteils (11) der Nasskupplung (2) auf dem Nabenelement (6) der zweiten Antriebseinheit in axialer Richtung betrachtet in zumindest teilweise einander überlappenden axialen Bereichen der Kraftübertragungsvorrichtung (1) angeordnet sind.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Nabenelementes (6) der zweiten Antriebseinheit mit dem Eingangsteil (12) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen indirekt über das Ausgangsteil (11) der Nasskupplung (2) erfolgt und das Ausgangsteil (11) der Nasskupplung (2) einen sich in axialer Richtung erstreckenden, einen Verbindungs- und Zentrierbereich tragenden ringförmigen oder aus Ringsegmenten gebildeten Bereich (30) aufweist, welcher am Außenumfang und am Innenumfang zur Zentrierung und drehfesten Verbindung Kraft- und/oder Formschlusselemente, insbesondere eine Verzahnung (31, 32) aufweist, die jeweils mit Kraft- und/oder Formschlusselementen, insbesondere Verzahnungen (42, 38) am Eingangsteil (12) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen und am Nabenelement (6) der zweiten Antriebseinheit in Eingriff bringbar sind.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die drehfesten Verbindungen zwischen dem Ausgangsteil (11) der Nasskupplung (2) und dem Eingangsteil (12) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen einerseits und dem Nabenelement (6) der zweiten Antriebseinheit und dem Eingangsteil (12) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen anderseits und/oder die Zentrierung des Ausgangsteils (11) der Nasskupplung (2) auf dem Nabenelement (6) der zweiten Antriebseinheit in axialer Richtung betrachtet nebeneinander angeordnet sind, insbesondere die Verbindung des Ausgangsteils (11) der Nasskupplung (2) mit dem Nabenelement (6) der zweiten Antriebseinheit erfolgt und das Ausgangsteil (11) der Nasskupplung (2) einen sich in axialer Richtung erstreckenden, einen Verbindungs- und Zentrierbereich tragenden ringförmigen oder aus Ringsegmenten gebildeten Bereich (30) aufweist, welcher am Außenumfang oder am Innenumfang zur Zentrierung und drehfesten Verbindung Kraft- und/oder Formschlusselemente, insbesondere eine Verzahnung (32) aufweist, die mit Kraft- und/oder Formschlusselementen, insbesondere Verzahnungen (38) an einem Innenumfang oder Außenumfang bildenden Bereich des Nabenelementes (6) der zweiten Antriebseinheit in Eingriff bringbar sind und die Verzahnung (38) am Nabenelement (6) oder weitere am Außenumfang des Nabenelementes (6) vorgesehene Kraft- und/oder Formschlusselemente, insbesondere Verzahnungen mit Kraft- und/oder Formschlusselementen, insbesondere Verzahnungen (42) am Eingangsteil (12) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen in Eingriff bringbar sind.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil (10) der Nasskupplung (2) ein von der ersten Antriebseinheit antreibbares, die Nasskupplung (2) und die Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen umschließendes Gehäuse (4) umfasst, in welchem in der Funktion als Lamellenträger (13) reibflächentragende und/oder reibflächenbildende Elemente (14.1–14.n) drehfest und in axialer Richtung verschiebbar angeordnet sind, das Ausgangsteil (11) der Nasskupplung (2) von einem Lamellenträger (15), insbesondere Innenlamellenträger und mit diesem drehfest verbundenen und in axialer Richtung verschiebbar geführten reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elementen (16.1–16.n) gebildet wird.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Eingangsteil (12) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen oder einem mit diesem drehfest verbundenen Element und dem Ausgangsteil (23) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen oder einem drehfest mit diesem verbundenen Element zumindest eine Reibeinrichtung (35, 41a–41d) vorgesehen ist, die zwischen – dem Eingangsteil (12) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen und dem Ausgangsteil (23) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere der nasskupplungsseitig angeordneten Mitnehmerscheibe (24.1) oder der nabenseitig angeordneten Mitnehmerscheibe (24.2) und/oder – dem Ausgangsteil (11) der Nasskupplung (2) und dem Ausgangsteil (23) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere der nasskupplungsseitig angeordneten Mitnehmerscheibe (24.1) oder der nabenseitig angeordneten Mitnehmerscheibe (24.2) und/oder – dem Ausgangselement (8) der Kraftübertragungsvorrichtung (1) und dem Ausgangsteil (11) der Nasskupplung (2) angeordnet ist.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (43) zur Führung des zusätzlichen Druckmittelstromes zumindest ein an der von der Nasskupplung (2) abgewandten Mitnehmerscheibe (24.2) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen angeordnetes und mit dieser drehfest verbundenes Leitblech (40a bis 40d) unter Ausbildung einer sich in radialer Richtung erstreckenden Führungsfläche umfassen und zumindest eine Reibeinrichtung (41a–41d) zwischen dieser Mitnehmerscheibe (24.2) und dem Eingangsteil (12) der Vorrichtung (3) zur Dämpfung von Schwingungen oder einem drehfest mit diesem gekoppelten Element, insbesondere Ausgangsteil (11) der Nasskupplung (2) angeordnet ist.