DE102010054545A1

DE102010054545A1 - Drehmomentübertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE102010054545A1
Application number: DE102010054545A
Authority: DE
Inventors: Willi 77933 Ruder; Stefan 76316 Mackowiak; Dierk 76530 Reitz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2011-08-25
Also published as: WO2011072653A8; CN102713327B; DE112010004839A5; WO2011072653A1; DE112010004839B4; CN102713327A

Abstract

Bei einer Drehmomentübertragungseinrichtung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors und einer Fahrzeugkupplung oder einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes, umfassend eine Trennkupplung sowie ein Zweimassenschwungrad und einen elektrischen Antrieb, wobei das Zweimassenschwungrad und die Trennkupplung zwischen der Kurbelwelle und der Fahrzeugkupplung bzw. Getriebeeingangswelle in Serie angeordnet sind, und das Zweimassenschwungrad kurbelwellenseitig und die Trennkupplung getriebeeingangswellenseitig bzw. fahrzeugkupplungsseitig angeordnet sind, und wobei ein Rotor des elektrischen Antriebes Teile der Trennkupplung radial einfasst, wird der erforderliche axiale Bauraum bei einer Erhöhung des zu übertragenden Momentes reduziert, indem die Trennkupplung eine Mehrscheibenkupplung ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors und einer Fahrzeugkupplung oder Getriebeeingangswelle eines Getriebes, umfassend eine Trennkupplung sowie ein Zweimassenschwungrad und einen elektrischen Antrieb, wobei das Zweimassenschwungrad und die Trennkupplung zwischen der Kurbelwelle und der Getriebeeingangswelle bzw. der Fahrzeugkupplung in Serie angeordnet sind, und das Zweimassenschwungrad kurbelwellenseitig und die Trennkupplung getriebeeingangswellenseitig bzw. fahrzeugkupplungsseitig angeordnet sind, und wobei ein Rotor des elektrischen Antriebes Teile der Trennkupplung radial einfasst.
Derartige Drehmomentübertragungseinrichtungen werden in Hybridantrieben von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Die Trennkupplung dient dazu, den Verbrennungsmotor vom restlichen Antrieb abzukoppeln, um z. B. mit dem Fahrzeug rein elektrisch zu fahren.
Gattungsgemäße Trennkupplungen sind beispielsweise aus der DE 10 2009 032 336 oder der DE 10 2009 032 331 bekannt.
Der in axialer oder radialer Richtung erforderliche Bauraum für die bekannten Anordnungen einer Trennkupplung ist in vielen Fallen nicht vorhanden. Außerdem können hohe Momente mit Drehmomentübertragungseinrichtungen nach Stand der Technik nur mit großem axialen oder radialen Bauraum erreicht werden.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, den erforderlichen axialen und/oder radialen Bauraum bei einer Erhöhung des zu übertragenden Momentes zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors und einer Fahrzeugkupplung oder Getriebeeingangswelle eines Getriebes, umfassend eine Trennkupplung sowie ein Zweimassenschwungrad und einen elektrischen Antrieb, wobei das Zweimassenschwungrad und die Trennkupplung zwischen der Kurbelwelle und der Getriebeeingangswelle bzw. der Fahrzeugkupplung in Serie angeordnet sind, und das Zweimassenschwungrad kurbelwellenseitig und die Trennkupplung getriebeeingangswellenseitig bzw. fahrzeugkupplungsseitig angeordnet sind, und wobei ein Rotor des elektrischen Antriebes Teile der Trennkupplung radial einfasst, wobei die Trennkupplung eine Mehrscheibenkupplung ist. Die Trennkupplung ist dabei radial innerhalb des Rotors angeordnet, wobei der Rotor und die Trennkupplung vorzugsweise an einem beiden gemeinsamen zylindrischen Träger angeordnet sind. Die Mehrscheibenkupplung ist vorzugsweise eine Zweischeibenkupplung, umfasst also zwei Kupplungsscheiben, die mit einer entsprechenden Anzahl von Druckscheiben bzw. Gegendruckscheiben zusammenwirken. Die Kupplungsscheiben sind dabei vorzugsweise antriebsseitig angeordnet, die Druckscheiben bzw. Gegendruckscheiben sind vorzugsweise abtriebsseitig angeordnet. Der elektrische Antrieb umfasst in bekannter Art und Weise einen Rotor und einen Stator, wobei der Stator radial außerhalb des Rotors angeordnet ist und sowohl den Rotor als auch die Trennkupplung in Umfangsrichtung umschließt. Sowohl Rotor als auch Stator können einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein, entsprechend können auch die äußeren Teile der Trennkupplung in Umfangsrichtung einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Das Zweimassenschwungrad umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung zusätzliche Dämpferelemente in Form von Reibflächen oder dergleichen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trennkupplung mehrere Kupplungsscheiben umfasst, die axial verschiebbar und relativ zueinander drehsteif gelagert sind. Die Kupplungsscheiben sind also bezüglich einer Relativverdrehung steif miteinander verbunden, können also abgesehen von Federsteifigkeiten einer beide verbindenden Welle sowie einem Fügespiel oder dergleichen nicht relativ zueinander verdreht werden. In axialer Richtung sind die Kupplungsscheiben relativ zueinander verschiebbar, sodass axiales Spiel und Abnutzung ausgeglichen werden können und das unabhängige Abheben der beiden Kupplungsscheiben (Freigang/Lüften) gewährleistet ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist dazu vorgesehen, dass sämtliche Kupplungsscheiben in axialer Richtung fliegend gelagert sind, also in axialer Richtung zumindest um eine Betriebslage herum um einen kleinen axialen Weg in beide Richtungen frei beweglich gelagert sind.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplungsscheiben mit einer Innenverzahnung auf einer Zahnwelle gelagert sind. Eine derartige Lagerung bietet die Möglichkeit einer Verschiebung in axialer Richtung, wobei gleichzeitig ein Drehmoment übertragen werden kann. Alternativ wären hier auch andere Festlegungen möglich, beispielsweise polygonartige Profile oder dergleichen. Demgegenüber bietet eine Verzahnung den Vorteil, dass bei vergleichsweise standardisierter und einfacher Fertigung hohe Drehmomente übertragbar sind.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine der Kupplungsscheiben an einer Nabe festgelegt ist Lind die anderen Kupplungsscheiben mit einer Innenverzahnung an einer Außenverzahnung der Nabe gelagert sind. Die Nabe dient der Verbindung der Kupplungsscheiben mit einer Antriebswelle des Zweimassenschwungrades. Eine der Kupplungsscheiben ist dabei fest mit der Nabe verbunden, die anderen Kupplungsscheiben – bzw. bei einer Zweischeibenkupplung die andere Kupplungsscheibe – ist/sind fliegend mit einer Steckverzahnung an der Nabe gelagert. Die Nabe selbst ist mit der Antriebswelle ebenfalls mit einer Steckverzahnung verbunden, sodass diese axial verschiebbar auf der Antriebswelle gelagert ist und ein Drehmoment von der bzw. auf die Antriebswelle übertragen kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Nabe mit einer Steckverzahnung mit einem Wellenflansch einer Sekundärseite des Zweimassenschwungrades verbunden ist. Der Wellenflansch ist Teil der Sekundärseite des Zweimassenschwungrades, ist also einstückig beispielsweise mit dem Sekundärflansch des Zweimassenschwungrades verbunden. Alternativ kann der Sekundärflansch mehrteilig ausgeführt sein, wobei Teile des Flansches mit dem Wellenflansch verschweißt oder vernietet sind.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Abtriebsseite der Trennkupplung eine oder mehrere Druckplatten und eine oder mehrere Gegendruckplatten umfasst, die an der Innenseite eines hohlzylindrischen Trägers angeordnet sind, wobei der Rotor an der Außenseite des Trägers angeordnet ist. Die Druckscheibe ist die von einer Kupplungsbetätigung (Ausrücker für die Trennkupplung) betätigte abtriebsseitige Scheibe, welche gegen die eine oder die mehreren Gegendruckscheiben verlagert wird und so die Kupplungsscheiben reibschlüssig mit der Druckscheibe und den Gegendruckscheiben verbindet. Bei einer Zweischeibenkupplung ist die in axialer Richtung der Kurbelwelle zugewandte Gegendruckscheibe fest mit dem Träger verbunden, die zwischen den beiden Kupplungsscheiben angeordnete Gegendruckscheibe, im Kontext dieser Erfindung auch als Anpressplatte bezeichnet, ist in axialer Richtung verlagerbar gelagert, die Druckscheibe ist in axialer Richtung verlagerbar an dem Träger gelagert und wird vorzugsweise durch eine Tellerfeder betätigt. Sämtliche Komponenten der Mehrscheibenkupplung können so an der Innenseite des Trägers angeordnet werden, dies trifft insbesondere auf die abtriebsseitigen Teile, nämlich die Gegendruckplatte bzw. Gegendruckplatten, die Anpressplatte und die Druckplatte sowie Baugruppen zu deren Betätigung zu.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gegendruckplatte an der dem Zweimassenschwungrad zugewandten Seite der Kupplungsscheibe, die dem Zweimassenschwungrad am nächsten angeordnet ist, angeordnet ist und dass an der dem Zweimassenschwungrad abgewandten Seite der Kupplungsscheibe, die dem Zweimassenschwungrad am weitesten entfernt angeordnet ist, die Druckscheibe angeordnet ist, die von einer Tellerfeder verlagerbar gelagert ist, wobei zwischen den Kupplungsscheiben Anpressplatten angeordnet sind, die in axialer Richtung fliegend gelagert oder kinematisch mit der Druckscheibe verbunden sind, die von der Tellerfeder betätigt wird. Die fliegende Lagerung bzw. kinematische Verbindung der Anpressplatten mit der Druckscheibe bewirkt, dass auch die am weitesten von der Druckscheibe entfernte Kupplungsscheibe beim Schließen der Kupplung einen Drehmomentbeitrag überträgt. Im Idealfall bewirkt die kinematische Kopplung, dass die auf die einzelnen Kupplungsscheiben ausgeübte Klemmkraft der Druckscheibe gegenüber den Anpressplatten bzw. der Gegendruckscheibe für alle Scheiben identisch ist. Bei einer Zweischeibenkupplung bedeutet dies, dass beim Schließen der Kupplung beide Kupplungsscheiben einen in etwa gleichen Drehmomentbeitrag liefern. Die kinematische Verbindung von Druckplatte und Anpressplatte bewirkt insbesondere, dass beim Öffnen der Kupplung die Anpressplatten und die Druckscheibe in einem bestimmten Verhältnis zueinander abheben. Idealerweise muss die Druckplatte bei einer 2-Scheibenkupplung den doppelten Weg der Anpressplatte vollführen. Damit kann sich jede Kupplungsscheibe frei zwischen den Druckplatten drehen ohne ein größeres Schleppmoment zu verursachen. Die Druckplatte wird dabei über Blattfedern Richtung Getriebe gezogen und die Anpressplatte über eigene Blattfedern ebenfalls in Richtung Getriebe gezogen. Die wegbezogene Kopplung der Blattfedern der Druckscheibe mit der Anpressplatte sorgt hierbei dafür, dass die Wegverhältnisse korrekt eingestellt werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trennkupplung eine erste Kupplungsscheibe, die an der dem Zweimassenschwungrad zugewandten Seite der Trennkupplung angeordnet ist, und eine zweite Kupplungsscheibe, die an der dem Zweimassenschwungrad abgewandten Seite der Trennkupplung angeordnet ist, umfasst, wobei zwischen den Kupplungsscheiben eine Anpressplatte angeordnet ist, die über ein federsteifes Betätigungs- bzw. Koppelelement in axialer Verschieberichtung mit der Druckplatte gekoppelt ist, sodass bei Anpressen der Druckscheibe an die zweite Kupplungsscheibe die Anpressplatte auf die erste Kupplungsscheibe gedrückt wird. Das federsteife Koppelelement zwischen der Druckplatte und den Anpressplatten bzw. bei einer Zweischeibenkupplung der Anpressplatte bewirkt eine Weg-/Kraftkopplung der beiden Elemente miteinander. Wird also die Druckplatte z. B. beim Schließen der Kupplung in axialer Richtung bewegt, so wird die Anpressplatte mit bewegt. Durch die federelastische Kopplung wird gewährleistet, dass eine möglichst gleichmäßige Verteilung der axialen Andrückkraft auf die Kupplungsscheiben bewirkt werden kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Betätigungselement in axialer Richtung federelastisch an dem Träger gelagert ist. Die federelastische Anbindung des Koppelelementes in axialer Richtung gegenüber dem Träger bewirkt, dass das Koppelelement aus einer durch die Feder vorgegebenen Nullstellung gegen die Federkraft in axialer Richtung bewegt werden kann. Gegenüber einer z. B. fliegenden Lagerung bietet dies den Vorteil, dass das Koppelelement eine definierte Nullstellung einnimmt.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mehrscheibenkupplung radial innen an einem hohlzylindrischen Träger und der Rotor bzw. das Rotorelement des elektrischen Antriebes radial außen an dem hohlzylindrischen Träger angeordnet ist, wobei sich der Träger mit einem Gleit- oder Wälzlager getriebegehäusefest abstützt. Vorzugsweise stützt sich der Träger mit einem Wälzlager, insbesondere mit einem ein- oder mehrreihigen Kugellager, an dem Getriebegehäuse ab. Dabei kann die Abstützung in Richtung des Getriebes, also an der dem Zweimassenschwungrad abgewandten Seite der Baugruppe umfassend den Rotor und die Trennkupplung, oder zwischen dem Zweimassenschwungrad und der Baugruppe umfassend den Rotor und die Trennkupplung angeordnet sein. Bei der zweiten Variante ist dazu die Gegendruckplatte soweit in radialer Richtung nach innen hin verlängert, dass diese als Träger für das Wälzlager fungiert. Gleichzeitig wird diese als Lagerung für ein Wälzlager, das die Sekundärseite des Zweimassenschwungrades gegenüber dem Getriebegehäuse lagert, genutzt. Im zuerst genannten Fall wird vorzugsweise ein Trägerflansch für eine Tellerfeder zur Betätigung der Trennkupplung zusätzlich als Träger für das Wälzlager genutzt. In diesem Fall wird jedoch die Sekundärseite des Zweimassenschwungrades nicht gehäusefest abgestützt werden können.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Nehmerzylinder an der der Kurbelwelle abgewandten Seite der Trennkupplung angeordnet ist. Der Nehmerzylinder ist vorzugsweise fest mit einem Getriebegehäuse verbunden und kann gleichzeitig das Lager zur Abstützung des Trägers aufnehmen. In diesem Fall ist vorzugsweise der Trägerflansch für die Tellerfeder radial nach innen verlängert und stützt sich an einem Lageraußenring des Lagers ab, wobei der Lagerinnenring an dem Nehmerzylindergehäuse festgelegt ist. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Nehmerzylinder an der der Kurbelwelle zugewandten Seite der Trennkupplung angeordnet ist. Die Anordnung von Druckplatte, Anpressplatte und Gegendruckplatte ist dabei spiegelbildlich zu der zuvor genannten Ausführungsform.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung;
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1;
3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung;
4 einen Ausschnitt aus der Drehmomentübertragungseinrichtung im Bereich der Anpressplatte in einer räumlichen Darstellung in dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2;
5 einen Ausschnitt aus der Befestigung der Anpressplatte an dem Träger in dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2;
6 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung;
7 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung;
8 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung.
Die 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung 1 im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung 1 ist angeordnet zwischen einer Kurbelwelle 2, die hier nur mit ihrem Flansch zur Verbindung mit der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 dargestellt ist, und eines Eingangselementes eines Doppelkupplungsgetriebes vor der Doppelkupplung bzw. bei einem Getriebe mit variabler Getriebeübersetzung (CVT continuously variable transmission) oder einem Getriebeautomaten mit der Getriebeeingangswelle des Getriebes über z. B. ein weiteres Zwischenelement, beispielsweise eine weitere Welle und ein Mitnehmerblech auf einem Drehmomentwandler. Die Kurbelwelle gehört zu einem Verbrennungsmotor, der dem Antrieb des Kraftfahrzeuges dient. Die Getriebeeingangswelle ist Teil eines Getriebes, welches als manuelles Schaltgetriebe mit einem Getriebestrang, als Doppelkupplungsgetriebe, als automatisiertes Schaltgetriebe, als CVT, als Getriebeautomat oder dergleichen ausgelegt sein kann. Zwischen der Getriebeeingangswelle und der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung ist bei Schaltgetrieben zusätzlich eine Fahrzeugkupplung bzw. bei einem Doppelkupplungsgetriebe eine Doppelkupplung angeordnet. Die Abtriebsseite der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung ist dabei die Antriebsseite der Kupplung. Die Angaben axial, radial und in Umfangsrichtung beziehen sich nachfolgend auf eine Rotationsachse R. Die axiale Richtung ist folglich in Richtung der Achse R, radial ist senkrecht dazu und in Umfangsrichtung ist eine Drehung um die Achse R.
Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung umfasst im Wesentlichen drei Hauptbaugruppen. Diese sind ein Zweimassenschwungrad 3, eine Trennkupplung 4 mit der zugehörigen Ausrückvorrichtung sowie ein elektrischer Antrieb 5. Der elektrische Antrieb 5 ist Teil eines sogenannten Hybridantriebes, bei dem das Kraftfahrzeug wahlweise durch den Verbrennungsmotor oder den elektrischen Antrieb oder kombiniert gleichzeitig durch beide angetrieben wird. Die Trennkupplung 4 dient der Trennung des Verbrennungsmotors von dem Antriebsstrang, bei geöffneter Trennkupplung 4 ist die Kurbelwelle 2 des Verbrennungsmotors nicht mit dem Antriebsstrang verbunden, dient also auch nicht dem Antrieb des Kraftfahrzeuges, bei geschlossener Trennkupplung 4 ist die Kurbelwelle 2 des Verbrennungsmotors mit dem weiteren Antriebsstrang verbunden, sodass ein Antriebs- oder Schleppmoment übertragen werden kann. Der elektrische Antrieb 5 kann gleichzeitig als elektrischer Starter für den Verbrennungsmotor benutzt werden, indem die Trennkupplung 4 geschlossen wird und nachfolgende Fahrzeugkupplungen geöffnet werden bzw. ein Getriebeautomat in die Neutralstellung gebracht wird. Das Zweimassenschwungrad 3 dient in bekannter Weise der Schwingungsdämpfung von Torsionsschwingungen, die von der Kurbelwelle 2 auf den Antriebsstrang übertragen werden.
Das Zweimassenschwungrad 3 umfasst eine Primärmasse 6 und eine Sekundärmasse 7, die gegen die Kraft von Bogenfedern 8 gegeneinander verdreht werden können. Die Sekundärmasse 7 ist mit einem Abtriebsflansch 9 mittels Nieten 10 verbunden. Der Abtriebsflansch 9 geht über in eine Antriebswelle 11, welche an einem axialen Ende eine Außenverzahnung 12 einer Steckverzahnung umfasst. Eine getriebegehäusefeste Gehäusewand 13 erstreckt sich in radialer Richtung auf die Antriebswelle 11 hin und trägt ein Rillenkugellager 14, mit dem die Antriebswelle 11 in radialer Richtung gelagert ist. Der Außenkäfig des Rillenkugellagers 14 ist in üblicher Art und Weise mittels eines umlaufenden Absatzes und eines Sicherungsringes in axialer Richtung an der Gehäusewand 13 festgelegt. Zwischen der Kurbelwelle 2 und dem Abtriebsflansch 9 ist ein Reibelement 15 angeordnet, welches die Relativbewegung zwischen Primärseite und Sekundärseite dämpft. Zusätzlich ist zwischen der Primärmasse 6 und der Sekundärmasse 7 eine Reibscheibe 16 angeordnet, die ebenfalls der Dämpfung von Torsionsschwingungen dient.
Auf der Außenverzahnung 12 der Steckverzahnung ist mit einer korrespondierenden Innenverzahnung 17 eine Nabe 18 angeordnet. Die Nabe 18 ist folglich in axialer Richtung verschiebbar und bezüglich der Drehung drehfest mit der Antriebswelle 11 verbunden. Mittels einer Verzahnung und einem Presssitz ist eine erste Kupplungsscheibe 19 fest mit der Nabe 18 verbunden. Alternativ ist die Kupplungsscheibe 19 mit der Nabe 18 verschweißt oder vernietet. Eine zweite Kupplungsscheibe 20 ist mit einer Steckverzahnung axial verschiebbar bezüglich einer Momentenübertragung drehmomentenfest mit der Nabe 18 verbunden. Beide Kupplungsscheiben 19, 20 können also ein Drehmoment von oder auf die Antriebswelle 11 übertragen, wobei die erste Kupplungsscheibe 19 zusammen mit der Nabe 18 axial verschiebbar ist, die zweite Kupplungsscheibe 20 durch die Steckverzahnung gegenüber der Nabe 18 axial verschiebbar ist. Im Ergebnis sind beide Kupplungsscheiben 19, 20 also unabhängig voneinander axial verschiebbar angeordnet. Die Kupplungsscheiben 19 und 20 sind Teil der Trennkupplung 4. Die Trennkupplung 4 umfasst des Weiteren einen Träger 21, der fest mit einer Trägerscheibe 22 verschraubt ist, die sich mit einem zweireihigen Lager an der Gehäusewand 13 abstützt. Ein axialer Flansch der Gehäusewand 13 umfasst dazu einen Lagerring 24, der mit einer radial umlaufenden inneren Nase 25 in eine entsprechende ringförmige Vertiefung des Flansches eingreift und der so formschlüssig an dem Flansch festgelegt ist. Die axiale Festlegung von Lagerinnenring und Lageraußenring des Lagers 23 erfolgt jeweils auf einer Seite durch einen entsprechenden Bund und auf der anderen Seite durch einen Sicherungsring bzw. Sprengring. Durch das Lager 23 und die Trägerscheibe 22 ist der Träger 21 in axialer Richtung gehäusefest festgelegt und gegenüber dem Gehäuse drehbar gelagert. Die Kupplungsscheiben 19 und 20 tragen jeweils auf beiden Seiten einen Reibbelag 27. Dieser ist z. B. aufgeklebt oder aufgenietet.
Auf der bezüglich der Rotationsachse R inneren Seite des Trägers 21 ist eine Gegendruckplatte 26 angeordnet, die im Ausführungsbeispiel der 1 einstückig mit der Trägerscheibe 22 verbunden ist. Die Gegendruckplatte 26 und die Trägerscheibe 22 sind also ein Teil. Alternativ könnten beide auch zweiteilig ausgelegt sein, indem z. B. die Gegendruckplatte 26 auf die Trägerscheibe 22 aufgeschraubt ist. An der der Gegendruckplatte 26 abgewandten Seite der ersten Kupplungsscheibe 19 ist eine Anpressplatte 28 angeordnet, welche in axialer Richtung beweglich an dem Träger 21 befestigt ist. Die Anpressplatte 28 ist mit Nieten 29 und Blattfedern 30 an Befestigungsflanschen 31 befestigt. Auf der dem Zweimassenschwungrad 3 zugewandten Seite ist die Anpressplatte 28 in Kontakt mit der ersten Kupplungsscheibe 19, auf der dem Zweimassenschwungrad 3 abgewandten Seite ist die Anpressplatte 28 in Kontakt mit der zweiten Kupplungsscheibe 20. Eine Druckplatte 32 kann mittels Nocken 33 durch eine Tellerfeder 34 in Richtung der Gegendruckplatte 26 bzw. der Anpressplatte 28 gedrückt werden. Die Tellerfeder 34 kann einteilig oder mehrteilig, d. h. mit zwei oder mehreren gestapelten Tellerfedern wie in 1 dargestellt, ausgeführt sein. Die Druckplatte 32 stützt sich über die Tellerfeder 34 an einem Tellerfederträgerflansch 40 und über einen Stützring 42 und Nietelemente 41 in axialer Richtung ab. Die Übertragung des gesamten Drehmomentes aus Verbrennungsmotor und/oder E-Motor erfolgt über den Flansch 35, der z. B. mit Stiften 36 mit dem Träger 21 verbunden ist. Der Flansch 35 ist mit einem zusätzlichen federweichen Element 37 mit dem Abtriebsflansch 38 verbunden. Das federweiche Element 37 gleicht eventuellen radialen Versatz zwischen der Verzahnung 39 und dem Getriebeeingang vor allem bei niedrigen Drehmomenten aus. Die eigentliche Momentübertragung erfolgt über ein Verzahnungsprofil an dem Flansch 35 und am Flanschteil des Abtriebflansches 38. Der Abtriebsflansch 38 weist eine Innenverzahnung 39 einer Steckverzahnung auf. Der Abtriebsflansch 38 kann mit der Innenverzahnung 39 mit einer Weile wie oben beschrieben des nachgeordneten Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges verbunden werden. Die Tellerfeder 34 stützt sich mit Nietelementen 41 und einem Stützring 42 an einem Tellerfederträgerflansch 40 ab, der ebenfalls mit einer Stiftverbindung an dem Träger 21 festgelegt ist. Mit dem Innenumfang der Tellerfeder 34 ist ein Kolben 43 eines Nehmerzylinders 44 mittels eines Ausrücklagers 45 in Kontakt. Bei Betätigung des Nehmerzylinders 44 wird der Kolben 43 und damit auch das Ausrücklager 45 in axialer Richtung in Richtung auf die Kurbelwelle 2 gedrückt, sodass der Außenumfang der Tellerfeder 24 in die Gegenrichtung bewegt wird und die Druckplatte 32 und damit auch die Anpressplatte 28 entlastet wird. Dadurch wird die Trennkupplung 4 geöffnet, es handelt sich also um eine aufgedrückte Kupplung. Alternativ kann die Trennkupplung auch als zugedrückte Kupplung ausgelegt sein, dazu ist unter anderem die Lagerung der Tellerfeder radial nach außen zu verlegen. Der Nehmerzylinder 44 ist in an sich bekannter Art und Weise aufgebaut und umfasst ein Kunststoffgehäuse 63 und eine Metallbuchse 64, welche in dem der Kurbelwelle abgewandten Bereich so nach außen umgeschlagen ist, dass diese mit dem Kunststoffgehäuse 6 zusammen einen Druckraum 65 einschließt. In dem Druckraum 65 ist der Kolben 43, der einen Ringkolben ist, axial verlagerbar gelagert. Eine Dichtung 66 dichtet den Druckraum 65 gegenüber der Umgebung ab. Hydraulische Zuleitungen und dergleichen sind nicht dargestellt. Eine Vorspannfeder 67 drückt das Ausrücklager 45 im unbetätigten Zustand des Nehmerzylinders 44 gegen das Ausrücklager 45.
Auf der bezüglich der Rotationsachse R äußeren Seite des Trägers 21 ist ein Rotor 54 des elektrischen Antriebes 5 angeordnet. Dieser wirkt zusammen mit einem Stator 55, der gehäusefest gelagert ist, des elektrischen Antriebes 5.
2 zeigt einen Ausschnitt aus 1 in vergrößerter Darstellung. Dargestellt ist ein Ausschnitt um die Anpressplatte 28 herum. Zu erkennen sind die erste Kupplungsscheibe 19 und die zweite Kupplungsscheibe 20. Ebenfalls zu erkennen sind die Druckplatte 32, der Flansch 35 sowie die Tellerfeder 34. Wie zuvor ausgeführt, ist die Anpressplatte 28 mittels Nieten 29 und Blattfedern 30 an einem Befestigungsflansch 31 befestigt. Auf diese Art und Weise kann die Anpressplatte 28 gegen die Kraft der Blattfedern 30 in axialer Richtung auf die Kurbelwelle 2 zu, das ist in der Darstellung der 2 in der Blattebene nach links, diese Richtung ist durch einen Pfeil 46 markiert, beweglich. Mittels weiterer Niete 47 und weiterer Blattfedern 48 ist an der Druckplatte 32 ein Betätigungselement 49 befestigt. Das Betätigungselement 49 umfasst im Wesentlichen einen scheibenförmigen Befestigungsteil 50 und einen Betätigungsteil 51. Das Betätigungsteil 49 ist ein Winkel wie in 4 dargestellt. Es sind mehrere Befestigungsteile in Umfangsrichtung jeweils an den Blattfedern 48 der Druckplatte 32 angeordnet. Das Betätigungsteil 49 ist alternativ auch mit einer Blattfeder einstückig ausgebildet. Das Betätigungsteil 51 drückt bei einer axialen Bewegung des Betätigungselementes 49 in Richtung des Richtungspfeiles 46 mit einer Vorderkante 52 gegen die Anpressplatte 28. Das Betätigungselement 49 ist durch die Blattfedern 48 federelastisch in axialer Richtung gegenüber der Druckplatte 32 gelagert. Wird die Druckplatte 32 zum Schließen der Kupplung mittels der Tellerfeder 34 in Richtung des Pfeiles 46 bewegt, so wird das Betätigungselement 49 mitbewegt und liegt im weiteren Verlauf des Weges der Vorderkante 52 an der Anpressplatte 28 an. Bei einer weiteren Bewegung der Druckplatte 32 in Richtung geschlossener Kupplung wird nun gegen die Kraft der Blattfedern 48 auch das Betätigungselement 49 gegen die Anpressplatte 28 gedrückt, sodass auch die Anpressplatte 28 in Richtung des Pfeiles 46 gedrückt wird. Die hat zur Folge, dass auch auf die erste Kupplungsscheibe 19 eine Anpresskraft ausgeübt wird. Die Anpresskraft verteilt sich dadurch zwischen beiden Kupplungsscheiben, da ohne eine entsprechende Mitnahme der Anpressplatte 28 zunächst nur eine Anpresskraft auf die zweite Kupplungsscheibe 20 ausgeübt würde und danach erst die erste Kupplungsscheibe 19 eine Anpresskraft erfahren würde. Beim Schließen der Kupplung würde dadurch das Antriebsmoment zunächst nur durch die zweite Kupplungsscheibe 20 übertragen, was einen erhöhten Verschleiß der Kupplungsscheibe 20 zur Folge hätte. Durch das Betätigungselement 49 wird die Anpresskraft auf beide Kupplungsscheiben 19, 20 verteilt und durch beide Kupplungsscheiben 19, 20 ein Momentenbeitrag zur Übertragung des Antriebsmomentes geleistet.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Lagerung des Trägers 21 über den Trägerflansch 40 für die Tellerfeder 34, der sich mit einem zweireihigen Lager 56 an dem Getriebegehäuse abstützt. Im Ausführungsbeispiel der 3 erfolgt die Abstützung an dem getriebegehäusefest gelagerten Gehäuse des Nehmerzylinders 44. Dieses ist an einer Getriebegehäusewand 57 gelagert. Ein Sensor 58, der auch in dem Ausführungsbeispiel der 1 vorgesehen ist, in 1 aber der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist, ist getriebegehäusefest angeordnet und dient der Drehzahlerkennung der Abtriebsseite der Drehmomentübertragungseinrichtung 1. Hierzu ist an einem Teil des Rotors des elektrischen Antriebes 5 oder der Trennkupplung 4 ein Signalgeber, z. B. eine Verzahnung oder Taschen, angebracht. Das Sensorrad kann ggf. auch motorseitig angebracht werden und die Rotordrehzahlen erfassen. Der Nehmerzylinder 44 ist wie bei dem zuvor dargestellten Ausführungsbeispiel in an sich bekannter Art und Weise aufgebaut und umfasst das Kunststoffgehäuse 63 und die Metallbuchse 64, welche in dem der Kurbelwelle abgewandten Bereich so nach außen umgeschlagen ist, dass diese mit dem Kunststoffgehäuse 6 zusammen den Druckraum 65 einschließt. In dem Druckraum 65 ist der Kolben 43, der einen Ringkolben ist, axial verlagerbar gelagert. Die Dichtung 66 dichtet den Druckraum 65 gegenüber der Umgebung ab. Hydraulische Zuleitungen und dergleichen sind nicht dargestellt. Die Vorspannfeder 67 drückt das Ausrücklager 45 im unbetätigten Zustand des Nehmerzylinders 44 gegen das Ausrücklager 45.
4 zeigt einen Ausschnitt aus der Drehmomentübertragungseinrichtung im Bereich der Anpressplatte 28 in einer räumlichen Darstellung. Dargestellt sind die Anpressplatte 28, die Druckplatte 32, eines der über den Umfang verteilten Betätigungselemente 49 und zwei der Nocken 33. Zu erkennen ist auch der Flansch 35, der mit einem entsprechend großen Ausbruch dargestellt ist, um die darunterliegenden Teile erkennen zu können. Wie aus 4 zu erkennen ist, ist das Betätigungselement 49 mittels einer Blattfeder 48 oder einem Blattfederpaket 48 an der Druckplatte 32 festgelegt. Dazu ist der Befestigungsteil 50 des Betätigungselementes 49 mit dem mittleren Bereich der Blattfeder 48 mittels eines Nietes 59 vernietet, die beiden äußeren Bereiche der Blattfeder 48 sind einerseits mit der Druckplatte 32 und andererseits mit dem Flansch 35, welcher wiederum mit dem Träger 21 (hier nicht dargestellt) verbunden ist, mittels Nieten, von denen nur ein Niet dargestellt ist, verbunden. Dadurch ist das Betätigungselement 49 in axialer Richtung federelastisch mit der Druckplatte 32 verbunden.
5 zeigt einen Ausschnitt aus der Befestigung der Anpressplatte 28 an dem Träger 21. Wie zuvor bereits dargestellt, umfasst der Träger 21 die Befestigungsflansche 31, an denen die Anpressplatte 28 mittels Nieten 29 und Blattfedern 30 befestigt ist. Die Blattfedern 30 sind hier beispielsweise gebogen ausgeführt und sind nur mittels der Niete 29 festgelegt. Eine Vorspannung in axialer Richtung bewirkt hier, dass die Blattfedern die Anpressplatte 28 in eine Richtung vorspannen, relativ gesehen zum Befestigungsflansch 31 erfolgt eine Vorspannung in Richtung des Pfeiles 53, dies entspricht einer Vorspannung in Richtung der geöffneten Kupplung.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung. Bei dem Ausführungsbeispiel der 6 ist im Wesentlichen die Kupplungsbetätigung gegenüber den zuvor dargestellten Ausführungsbeispielen statt von der Trennkupplung aus gesehen auf der Getriebeseite angeordnet zu sein von der Trennkupplung gesehen auf der Kurbelwellenseite bzw. der Seite des Zweimassenschwungrades angeordnet. Eine Gehäusewand 61 trägt in diesem Ausführungsbeispiel den Nehmerzylinder 44. Die Gehäusewand 61 entspricht in ihrer Funktion der Getriebegehäusewand 57 im Ausführungsbeispiel der 3. Gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 3 ist des Weiteren der Teil der Trennkupplungsanordnung umfassend den Trägerflansch 40, die Tellerfeder 34, die Anpressplatte 28, die Druckplatte 32 und die Gegendruckplatte 26 in umgekehrter Reihenfolge wie in der 3, mithin an einer radialen Ebene gespiegelt, angeordnet. Die Gegendruckplatte 26 dient hier gleichzeitig als Abtriebsflansch und ist mit nachgeordneten Antriebsmitteln, wie hier der Kupplungsglocke einer Schaltkupplung, mittels Schrauben 62 verschraubt. Hydraulische Zuleitungen zur Betätigung des Nehmerzylinders 44 sind in 6 nicht dargestellt. Der Nehmerzylinder 44 ist wie bei den zuvor dargestellten Ausführungsbeispielen in an sich bekannter Art und Weise aufgebaut und umfasst das Kunststoffgehäuse 63 und die Metallbuchse 64, welche in dem der Kurbelwelle zugewandten Bereich so nach außen umgeschlagen ist, dass diese mit dem Kunststoffgehäuse 6 zusammen den Druckraum 65 einschließt. In dem Druckraum 65 ist der Kolben 43, der einen Ringkolben ist, axial verlagerbar gelagert. Die Dichtung 66 dichtet den Druckraum 65 gegenüber der Umgebung ab. Hydraulische Zuleitungen und dergleichen sind nicht dargestellt. Die Vorspannfeder 67 drückt das Ausrücklager 45 im unbetätigten Zustand des Nehmerzylinders 44 gegen das Ausrücklager 45. An dem Kunststoffgehäuse 63 stützt sich der Trägerflansch 40 für die Tellerfeder 34 mittels eines zweireihigen Lagers 68 ab.
Die Antriebswelle 11 ist im Ausführungsbeispiel der 6 soweit verlängert, dass die Aufnahmemittel der Nabe 18 für die Kupplungsscheiben 19, 20 axial neben dem Nehmerzylinder 44 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel der 6 ist die erste Kupplungsscheibe 19, das ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Kupplungsscheibe, die dem Getriebe zugewandt ist, fest mit der Nabe 18 verbunden und die zweite Kupplungsscheibe 20 in axialer Richtung fliegend auf der Nabe 18 gelagert.
Die 7 und 8 zeigen weitere Ausführungsbeispiele dem Ausführungsbeispiel der 6 entsprechend. Bei dem Ausführungsbeispiel der 7 ist ein Wandler 69 eines Getriebeautomaten über ein Zwischenblech 71 mit der Gegendruckplatte verschraubt, bei dem Ausführungsbeispiel der 8 ist eine Kupplungsglocke 70 eines Doppelkupplungsgetriebes mit der Gegendruckplatte verbunden.
Bezugszeichenliste

1: Drehmomentübertragungseinrichtung
2: Kurbelwelle
3: Zweimassenschwungrad
4: Trennkupplung
5: elektrischer Antrieb
6: Primärmasse
7: Sekundärmasse
8: Bogenfeder
9: Abtriebsflansch
10: Niete
11: Antriebswelle
12: Außenverzahnung
13: Gehäusewand
14: Rillenkugellager
15: Reibelement
16: Reibscheibe
17: Innenverzahnung
18: Nabe
19: erste Kupplungsscheibe
20: zweite Kupplungsscheibe
21: Träger
22: Trägerscheibe
23: zweireihiges Lager
24: Lagerring
25: Nase
26: Gegendruckplatte
27: Reibbelag
28: Anpressplatte
29: Niete
30: Blattfedern
31: Befestigungsflansch
32: Druckplatte
33: Nocken
34: Tellerfeder
35: Flansch
36: Stifte
37: weiterer Zweimassendämpfer
38: Abtriebsflansch
39: Innenverzahnung (Steckverzahnung)
40: Trägerflansch für Tellerfeder
41: Nietelement
42: Stützring
43: Kolben
44: Nehmerzylinder
45: Ausrücklager
46: Richtungspfeil
47: Niet
48: Blattfeder
49: Betätigungselement
50: Befestigungsteil
51: Betätigungsteil
52: Vorderkante
53: Pfeil
54: Rotor
55: Stator
56: zweireihiges Lager
57: Getriebegehäusewand
58: Sensor
59: Niet
60: Niet
61: Gehäusewand
62: Schraube
63: Kunststoffgehäuse
64: Metallbuchse
65: Druckraum
66: Dichtung
67: Vorspannfeder
68: zweireihiges Lager
69: Wandler
70: Kupplungsglocke
71: Zwischenblech

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009032336 [0003]
DE 102009032331 [0003]

Claims

Drehmomentübertragungseinrichtung (1) im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen einer Kurbelwelle (2) eines Verbrennungsmotors und einer Fahrzeugkupplung oder einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes, umfassend eine Trennkupplung (4) sowie ein Zweimassenschwungrad (3) und einen elektrischen Antrieb (5), wobei das Zweimassenschwungrad (3) und die Trennkupplung (4) zwischen der Kurbelwelle (2) und der Fahrzeugkupplung bzw. Getriebeeingangswelle in Serie angeordnet sind, und das Zweimassenschwungrad (3) kurbelwellenseitig und die Trennkupplung (4) getriebeeingangswellenseitig bzw. fahrzeugkupplungsseitig angeordnet sind, und wobei ein Rotor (54) des elektrischen Antriebes (5) Teile der Trennkupplung (4) radial einfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung eine Mehrscheibenkupplung ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (4) mehrere Kupplungsscheiben (19, 20) umfasst, die axial verschiebbar und relativ zueinander drehsteif gelagert sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheiben (19, 20) mit einer Innenverzahnung auf einer Zahnwelle gelagert sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Kupplungsscheiben (19) an einer Nabe (18) festgelegt ist und die anderen Kupplungsscheiben mit einer Innenverzahnung an einer Außenverzahnung der Nabe (18) gelagert sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (18) mit einer Steckverzahnung (17) mit einem Wellenflansch (11) einer Sekundärseite des Zweimassenschwungrades (3) verbunden ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abtriebsseite der Trennkupplung eine oder mehrere Druckplatten (32) und eine oder mehrere Gegendruckplatten (26, 28) umfasst, die an der Innenseite eines hohlzylindrischen Trägers (21) angeordnet sind, wobei der Rotor (54) an der Außenseite des Trägers (21) angeordnet ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegendruckplatte (26) an der dem Zweimassenschwungrad (3) zugewandten Seite der Kupplungsscheibe (19), die dem Zweimassenschwungrad (3) am nächsten angeordnet ist, angeordnet ist und dass an der dem Zweimassenschwungrad (3) abgewandten Seite der Kupplungsscheibe (20), die dem Zweimassenschwungrad (3) am weitesten entfernt angeordnet ist, eine Druckplatte (32) angeordnet ist, die von einer Tellerfeder verlagerbar angeordnet ist, wobei zwischen den Kupplungsscheiben Anpressplatten (28) angeordnet sind, die in axialer Richtung fliegend gelagert oder kinematisch mit der Druckplatte (32) verbunden sind, die von einer Tellerfeder (34) betätigt wird.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (4) eine erste Kupplungsscheibe (19), die an der dem Zweimassenschwungrad (3) zugewandten Seite der Trennkupplung (4) angeordnet ist, und eine zweite Kupplungsscheibe (20), die an der dem Zweimassenschwungrad (3) abgewandten Seite der Trennkupplung (4) angeordnet ist, umfasst, wobei zwischen den Kupplungsscheiben (19, 20) eine Anpressplatte (28) angeordnet ist, die über ein federsteifes Betätigungselement (49) in axialer Verschieberichtung mit der Druckplatte (32) gekoppelt ist, sodass bei Anpressen der Druckplatte (32) an die zweite Kupplungsscheibe (20) die Anpressplatte (28) auf die erste Kupplungsscheibe (19) gedrückt wird.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (49) in axialer Richtung federelastisch an dem Träger (21) gelagert ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrscheibenkupplung (4) radial innen an dem hohlzylindrischen Träger (21) und der Rotor (54) radial außen an dem hohlzylindrischen Träger (21) angeordnet ist, wobei sich der Träger (21) mit einem Gleit- oder Wälzlager (23, 56) getriebegehäusefest abstützt.