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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Getriebe und insbesondere auf einen Vibrations-/Trägheitsisolator für ein Getriebe.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein Antriebsstrang eines Fahrzeugs umfasst typischerweise eine Maschine und ein an der Maschine angebrachtes Getriebe. Eine Kurbelwelle der Maschine überträgt ein Drehmoment auf eine Eingangsnabe des Getriebes. Die Eingangsnabe überträgt das Drehmoment durch einen Zahnradsatz, der eine Drehzahl der Maschine erhöht oder verringert. Das Drehmoment wird dann auf mindestens ein Rad des Fahrzeugs übertragen, um das Fahrzeug anzutreiben.
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Insbesondere in Hybridfahrzeugen ist häufig ein Trägheits-/Vibrationsisolator zwischen der Maschine und dem Getriebe angeordnet und verbindet die Antriebswelle der Maschine und die Eingangsnabe des Getriebes miteinander. Der Isolator umfasst typischerweise mehrere radial beabstandete Federn, die die Vibration zwischen dem Getriebe und der Maschine dämpfen. Dies ist in Hybridfahrzeugen besonders wichtig, in denen eine hohe Motorträgheit eine übermäßige Stoßbelastung erzeugen kann, die auf die Maschine übertragen wird.
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Eine Umgehungskupplung kann mit dem Isolator gekoppelt sein, um den Isolator zu deaktivieren, wenn die Maschine gestartet wird. Während des normalen Betriebs des Fahrzeugs wird folglich die Umgehungskupplung ausgerückt, wodurch der Isolator aktiv ist. Wenn die Maschine gestartet wird, wird die Umgehungskupplung eingerückt und der Isolator wird deaktiviert.
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Der Isolator und die Umgehungskupplung sind außerhalb des Getriebes, zwischen dem Getriebe und der Maschine, angeordnet. Die Umgehungskupplung kann eine Trockenkupplung umfassen oder kann alternativ eine Nasskupplung umfassen. Wenn die Umgehungskupplung eine Nasskupplung umfasst, sind die Umgehungskupplung und der Isolator innerhalb eines abgedichteten Druckgefäßes angeordnet, um die Nasskupplung mit dem erforderlichen Fluid, in dem sie arbeiten soll, zu versorgen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es wird ein Getriebe für ein Fahrzeug geschaffen. Das Getriebe umfasst ein Gehäuse, das einen abgedichteten Innenraum definiert. Das Gehäuse ist zur Befestigung an einer Maschine konfiguriert. Das Getriebe umfasst ferner eine Eingangsnabe, die mit dem Gehäuse zur Drehung um eine Längsachse drehbar gekoppelt ist. Die Eingangsnabe ist zum Empfangen eines Drehmoments von der Maschine konfiguriert. Das Getriebe umfasst ferner eine Isolatoranordnung, die an der Eingangsnabe angebracht ist. Die Isolatoranordnung ist im abgedichteten Innenraum des Gehäuses angeordnet und ist zum Dämpfen einer Antriebsstrangträgheit oder -vibration konfiguriert.
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In einem anderen Aspekt der Erfindung wird auch ein Getriebe für ein Fahrzeug geschaffen. Das Getriebe umfasst ein Gehäuse, das einen abgedichteten Innenraum definiert. Das Gehäuse ist zur Befestigung an einer Maschine konfiguriert. Eine Eingangsnabe ist mit dem Gehäuse zur Drehung um eine Längsachse drehbar gekoppelt. Die Eingangsnabe ist zum Empfangen eines Drehmoments von der Maschine konfiguriert. Ein Zahnradsatz ist im abgedichteten Innenraum angeordnet und ist durch das Gehäuse abgestützt. Der Zahnradsatz ist zum Übertragen des Drehmoments auf mindestens ein Rad des Fahrzeugs konfiguriert. Eine Isolatoranordnung ist im abgedichteten Innenraum angeordnet und an der Eingangsnabe angebracht. Die Isolatoranordnung umfasst eine Platte, einen Ausgangskäfig und mindestens eine Feder. Die Platte ist an der Eingangsnabe angebracht und erstreckt sich von der Eingangsnabe relativ zur Längsachse radial nach außen. Der Ausgangskäfig ist mit dem Zahnradsatz gekoppelt und wird selektiv mit der Platte gekoppelt. Die mindestens eine Feder verbindet selektiv die Platte und den Ausgangskäfig miteinander. Eine Umgehungskupplung ist durch das Gehäuse abgestützt und im abgedichteten Innenraum des Gehäuses angeordnet. Die Umgehungskupplung ist zum Bewegen der mindestens einen Feder zwischen einer eingerückten Position und einer ausgerückten Position konfiguriert. Die eingerückte Position verbindet die Platte und den Ausgangskäfig miteinander. Die ausgerückte Position trennt die Platte und den Ausgangskäfig.
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In einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Getriebe für ein Fahrzeug geschaffen. Das Getriebe umfasst ein Gehäuse, das einen abgedichteten Innenraum definiert. Das Gehäuse ist zur Befestigung an einer Maschine konfiguriert. Eine Eingangsnabe ist mit dem Gehäuse zur Drehung um eine Längsachse drehbar gekoppelt. Die Eingangsnabe ist zum Empfangen eines Drehmoments von der Maschine konfiguriert. Eine Isolatoranordnung ist an der Eingangsnabe angebracht und ist im abgedichteten Innenraum des Gehäuses angeordnet. Die Isolatoranordnung ist zum selektiven Dämpfen einer Antriebsstrangträgheit oder -vibration konfiguriert. Eine Umgehungskupplung ist durch das Gehäuse im abgedichteten Innenraum des Gehäuses abgestützt. Die Umgehungskupplung ist zum Selektiven Einrücken der Isolatoranordnung, um eine Drehmomentübertragung durch die Isolatoranordnung zu ermöglichen, und Ausrücken der Isolatoranordnung, um eine Drehmomentübertragung durch die Isolatoranordnung zu verhindern, konfiguriert.
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Folglich integriert das offenbarte Getriebe die Isolatoranordnung und die Umgehungskupplung in das abgedichtete Innere des Gehäuses. Dass die Isolatoranordnung und die Umgehungskupplung im abgedichteten Innenraum des Getriebes angeordnet sind, ermöglicht die Verwendung einer Nasskupplung als Umgehungskupplung, ohne ein separates Druckgefäß zu erfordern. Außerdem kann die Umgehungskupplung relativ zum Gehäuse so fixiert sein, dass sie nicht durch die Maschinendrehzahl beeinflusst wird, was die Leistung der Umgehungskupplung verbessert. Da der Isolator und die Umgehungskupplung innerhalb des Gehäuses des Getriebes angeordnet sind, wird ferner die Unterbringung des Antriebsstrangs, d. h. der Maschine und des Getriebes, für jede individuelle Fahrzeugkonstruktion durch Beseitigen des Raums, der für einen externen Isolator und eine externe Umgehungskupplung erforderlich ist, vereinfacht.
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Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematisches Diagramm eines Antriebsstrangs für ein Fahrzeug.
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2 ist eine schematische bruchstückhafte Querschnittsansicht eines Getriebes des Antriebsstrangs.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit Bezug auf die Figuren, in denen in den ganzen verschiedenen Ansichten gleiche Zeichen gleiche Teile angeben, ist ein Fahrzeug-Maschinen/Antriebsstrang im Allgemeinen bei 20 in 1 gezeigt. Der Maschinen/Antriebsstrang 20 umfasst eine Maschine 22 und ein Getriebe 24, ohne jedoch darauf begrenzt zu sein. Die Maschine 22 liefert ein Drehmoment zum Getriebe 24, wobei das Getriebe 24 das Drehmoment auf mindestens ein Rad des Fahrzeugs überträgt. Die Maschine 22 umfasst eine Ausgangswelle, d. h. eine Kurbelwelle 26, durch die das Drehmoment von der Maschine 22 auf das Getriebe 24 übertragen wird.
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Die Maschine 22 kann eine Brennkraftmaschine 22 oder einen Elektromotor umfassen, ohne jedoch darauf begrenzt zu sein. Es sollte erkannt werden, dass die Maschine 22 irgendeinen anderen Typ von Maschine umfassen kann, die in der Lage ist, ein Drehmoment, d. h. Kraft, für das Fahrzeug bereitzustellen, und eine Kombination von Maschinen, wie z. B. eine Kombination eines Elektromotors und einer Brennkraftmaschine, umfassen kann.
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In den 1 und 2 umfasst das Getriebe 24 ein Gehäuse 28, das zur Befestigung an der Maschine 22 konfiguriert ist. Folglich kann das Gehäuse 28 eine beliebige Form, Konfiguration und/oder Größe umfassen, die für das spezifische Fahrzeug und die spezifische Maschine 22, für die das Getriebe 24 vorgesehen ist, geeignet sind.
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Das Getriebe 24 definiert zumindest teilweise einen abgedichteten Innenraum 30. Das Getriebe 24 umfasst ein Fluid, d. h. Getriebefluid, das im abgedichteten Innenraum 30 angeordnet ist, wie gut bekannt ist. Das abgedichtete Innere 30 nimmt die verschiedenen Komponenten des Getriebes 24 auf und kann eine oder mehrere Dichtungen, Dichtungsringe usw. umfassen, um eine dichte Abdichtung aufrechtzuerhalten und das Fluid im abgedichteten Innenraum 30 zu sichern.
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Das Getriebe 24 umfasst einen Zahnradsatz 32, der im abgedichteten Innenraum 30 angeordnet ist. Der Zahnradsatz 32 kann eine beliebige geeignete Kombination von Zahnrädern umfassen, die für die vorgesehene Verwendung des Getriebes 24 geeignet sind. Die Zahnräder können ein oder mehrere Planetenräder umfassen, wie auf dem Fachgebiet gut bekannt ist. Das Getriebe 24 lenkt das Drehmoment durch den Zahnradsatz 32, um eine Drehzahl eines Drehausgangs des Getriebes 24 zu verändern.
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Das Getriebe 24 umfasst ferner eine Eingangsnabe 34. Die Eingangsnabe 34 ist mit dem Gehäuse 28 zur Drehung um eine Längsachse 36 drehbar gekoppelt. Die Längsachse 36 verläuft entlang einer Mittellinie des Getriebes 24. Die Eingangsnabe 34 ist zum Empfangen des Drehmoments von der Maschine 22 konfiguriert. Wie gezeigt, ist eine Biegeplatte 38 an der Kurbelwelle 26 der Maschine 22 befestigt. Die Biegeplatte 38 erstreckt sich radial von der Kurbelwelle 26 zu einer distalen radialen Kante nach außen. Eine Eingangsplatte 40 des Getriebes 24 koppelt die Biegeplatte 38 mit der Eingangsnabe 34. Die Getriebeeingangsplatte 40 ist an der Biegeplatte 38 nahe der distalen radialen Kante der Biegeplatte 38 befestigt und erstreckt sich radial einwärts in Richtung der Längsachse 36, um die Eingangsplatte 40 des Getriebes 24 an der Eingangsnabe 34 zu befestigen.
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Die Eingangsnabe 34 erstreckt sich durch eine Öffnung im Gehäuse 28 und in das abgedichtete Innere 30. Wie vorstehend angegeben, dreht sich die Eingangsnabe 34 um die Längsachse 36. Folglich umfasst das Getriebe 24 eine Nabendichtung 42, die zum Abdichten der Eingangsnabe 34 relativ zum Gehäuse 28 konfiguriert ist, um das Getriebefluid im abgedichteten Innenraum 30 zu sichern.
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Das Getriebe 24 umfasst ferner eine Isolatoranordnung 44, die an der Eingangsnabe 34 angebracht ist. Die Isolatoranordnung 44 ist im abgedichteten Innenraum 30 des Gehäuses 28 angeordnet. Die Isolatoranordnung 44 ist zum selektiven Dämpfen einer Trägheit und/oder Vibration innerhalb des Antriebsstrangs konfiguriert. Folglich positioniert das offenbarte Getriebe 24 die Isolatoranordnung 44 im abgedichteten Innenraum 30 des Gehäuses 28 anstatt außerhalb des Gehäuses 28 zwischen dem Getriebe 24 und der Maschine 22, wie es bei Antriebssträngen des Standes der Technik üblich ist. Das Anordnen der Isolatoranordnung 44 im abgedichteten Innenraum 30 des Gehäuses 28 vereinfacht die Verbindung zwischen der Maschine 22 und dem Getriebe 24 und schafft eine konsistente Antriebsstrangunterbringung über verschiedene Fahrzeugplattformen, d. h. dasselbe Getriebe 24 mit der internen Isolatoranordnung 44 kann an verschiedenen Fahrzeugen mit verschiedenen Maschinen 22 verwendet werden, ohne den Bedarf, die Position der Isolatoranordnung 44 für jedes unterschiedliche Fahrzeug individuell anzupassen.
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Die Isolatoranordnung 44 umfasst eine Isolatorplatte 46, einen Ausgangskäfig 48 und mindestens eine Isolatorfeder 50, die zwischen der Isolatorplatte 46 und dem Ausgangskäfig 48 angeordnet ist. Die Isolatorplatte 46 ist an der Eingangsnabe 34 angebracht. Die Isolatorplatte 46 ist im abgedichteten Innenraum 30 angeordnet und erstreckt sich von der Eingangsnabe 34 und der Längsachse 36 weg radial nach außen. Die Isolatorplatte 46 ist mit der Eingangsnabe 34 um die Längsachse 36 drehbar. Die Isolatorplatte 46 kann an der Eingangsnabe 34 in irgendeiner geeigneten Weise befestigt sein, die eine Drehung zwischen der Eingangsnabe 34 und der Isolatorplatte 46 übertragen kann. Die Isolatorplatte 46 kann beispielsweise an der Eingangsnabe 34 durch Gewindebolzen oder dergleichen befestigt sein. Alternativ kann die Eingangsnabe 34 einteilig mit der Isolatorplatte 46 ausgebildet sein. Es sollte erkannt werden, dass die Isolatorplatte 46 an der Eingangsnabe 34 in irgendeiner anderen Weise, die hierin nicht gezeigt oder beschrieben ist, befestigt sein kann.
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Der Ausgangskäfig 48 ist im abgedichteten Innenraum 30 angeordnet und ist mit dem Zahnradsatz 32 gekoppelt. Der Ausgangskäfig 48 kann mit dem Zahnradsatz 32 in irgendeiner geeigneten Weise gekoppelt sein, die ein Drehmoment, d. h. eine Drehung, auf den Zahnradsatz 32 übertragen kann. Der Ausgangskäfig 48 kann beispielsweise direkt an einem Hohlrad eines Planetenradsatzes 32 befestigt sein. Es sollte erkannt werden, dass der Ausgangskäfig 48 mit dem Zahnradsatz 32 in irgendeiner anderen Weise, die hierin nicht gezeigt oder beschrieben ist, gekoppelt sein kann. Das Drehmoment verläuft von der Maschine 22 zur Eingangsnabe 34, von der Eingangsnabe 34 zur Isolatorplatte 46, von der Isolatorplatte 46 zum Ausgangskäfig 48 und vom Ausgangskäfig 48 zum Zahnradsatz 32. Folglich liefert der Ausgangskäfig 48 das Eingangsdrehmoment zum Zahnradsatz 32.
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Der Ausgangskäfig 48 wird auch selektiv mit der Isolatorplatte 46 durch die mindestens eine Isolatorfeder 50 gekoppelt. Vorzugsweise umfasst die mindestens eine Isolatorfeder 50 mehrere Isolatorfedern 50. Die Isolatorfedern 50 umfassen typischerweise eine Schraubenfeder. Es sollte jedoch erkannt werden, dass die Isolatorfedern 50 irgendeine andere Art einer Feder umfassen können. Die Isolatorfedern 50 sind durch die Isolatorplatte 46 abgestützt und von der Längsachse 36 radial beabstandet.
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Das Getriebe 24 umfasst ferner eine Umgehungskupplung 52, die durch das Gehäuse 28 abgestützt ist und im abgedichteten Innenraum 30 des Gehäuses 28 angeordnet ist. Das Gehäuse 28 definiert ein Fach 54 im abgedichteten Innenraum 30, wobei die Umgehungskupplung 52 zumindest teilweise innerhalb des Fachs 54 angeordnet ist. Die Umgehungskupplung 52 ist am Gehäuse 28 angebracht und ist relativ zur Drehung der Eingangsnabe 34 um die Längsachse 36 stationär. Folglich wird die Leistung der Umgehungskupplung 52 durch die Drehzahl der Maschine 22 nicht beeinflusst, wodurch die Leistung der Umgehungskupplung 52 erhöht wird.
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Die Umgehungskupplung 52 ist zum selektiven Ausrücken der Isolatorfedern 50, um eine Drehmomentübertragung durch die Isolatoranordnung 44 unter Verwendung einer aktiven Isolation der Isolatorfedern 50 zu verhindern, konfiguriert. Insbesondere ist die Umgehungskupplung 52 zum Bewegen der Isolatorfedern 50 zwischen einer eingerückten Position, die die Isolatorplatte 46 und den Ausgangskäfig 48 miteinander verbindet, und einer ausgerückten Position, die die Isolatorplatte 46 und den Ausgangskäfig 48 trennt, konfiguriert.
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Wie gezeigt, umfasst die Isolatorplatte 46 Plattenansätze 56, die zum Abstützen der Isolatorfedern 50 konfiguriert sind, und der Ausgangskäfig 48 umfasst Käfigansätze 58, die auch zum Abstützen der Isolatorfedern 50 konfiguriert sind. Die Umgehungskupplung 52 drängt einen oder mehrere der Plattenansätze 56 gegen die Isolatorfedern 50 und mit diesen in Reibungseingriff, wenn sie sich in der eingerückten Position befindet. Die Isolatorfedern 50 werden gegen die Käfigansätze 58 durch die Plattenansätze 56 vorbelastet. Wenn sich die Umgehungskupplung 52 in der eingerückten Position befindet, ergreifen folglich die Plattenansätze 56 und die Käfigansätze 58 die Isolatorfedern 50, wobei die Isolatorfedern 50 die Isolatorplatte 46 und den Ausgangskäfig 48 miteinander verbinden. Wenn sich die Umgehungskupplung 52 in der ausgerückten Position befindet, werden die Plattenansätze 56 nicht gegen die Isolatorfedern 50 vorbelastet und die Platte kann sich relativ zum Ausgangskäfig 48 frei drehen.
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Wie gezeigt, umfasst die Umgehungskupplung 52 einen Kolben 60 und Kupplungsplatten 62. Wie gut bekannt ist, umfassen die Kupplungsplatten 62 Abtriebskupplungsplatten 62 und Antriebskupplungsplatten 62, wobei der Kolben 60 betätigt wird, um einen Druck zwischen den Abtriebskupplungsplatten 62 und den Antriebskupplungsplatten 62 aufzubringen, wenn sich die Umgehungskupplung 52 in der eingerückten Position befindet. Die Umgehungskupplung 52 befindet sich normalerweise in der ausgerückten Position. Die Umgehungskupplung 52 wird jedoch während des Starts der Maschine 22 eingerückt. Die Umgehungskupplung 52 wird ausgerückt, nachdem die Maschine 22 gestartet ist.
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Die Umgehungskupplung 52 umfasst eine Nasskupplung. Da die Umgehungskupplung 52 im abgedichteten Innenraum 30 des Gehäuses 28 angeordnet ist, kann das im abgedichteten Innenraum 30 gelagerte Fluid verwendet werden, um die Nasskupplung zu betreiben. Die Umgehungskupplung 52 kann irgendeinen geeigneten Typ von Kupplung umfassen und kann in irgendeiner geeigneten Weise konfiguriert sein, die die Plattenansätze 56 gegen die Isolatorfedern 50 drängen kann.
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Obwohl die besten Arten zur Ausführung der Erfindung im Einzelnen beschrieben wurden, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche.
