DE102011104946B4

DE102011104946B4 - Antriebsstrang, der mit einer Dämpferanordnung ausgerüstet ist

Info

Publication number: DE102011104946B4
Application number: DE102011104946A
Authority: DE
Inventors: Timothy J. Reinhart
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2012-12-20
Anticipated expiration: 2031-06-21
Also published as: DE102011104946A1; US8287390B2; US20110315501A1; CN102312951B; CN102312951A

Abstract

Antriebsstrang (10), der umfasst: eine Kraftmaschine (12) mit einer Kurbelwelle (14); ein Getriebe (16) mit einem Getriebeeingangselement (17); eine Dämpferanordnung (22) mit einer kraftmaschinenseitigen Deckplatte (30), die der Kraftmaschine (12) zugewandt ist; einem ringförmigen massebelasteten Element (70, 75), das mit der kraftmaschinenseitigen Deckplatte (30) verbunden ist; einer getriebeseitigen Deckplatte (40), die dem Getriebe (16) zugewandt ist und durch Befestigungselemente (42) zur gemeinsamen Drehung mit der kraftmaschinenseitigen Deckplatte (30) verbunden ist; einem Halteelement (24) zwischen den Deckplatten (30, 40); und elastischen Elementen (28), die zwischen der kraftmaschinenseitigen Deckplatte (30) und der getriebeseitigen Deckplatte (40) angeordnet und durch das Halteelement (24) unterstützt sind; wobei die kraftmaschinenseitige Deckplatte (30) mit der Kurbelwelle (14) direkt verbunden ist, um sich gemeinsam mit dieser zu drehen; dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige massebelastete Element (70, 75) mit der kraftmaschinenseitigen Deckplatte (30) durch dieselben Befestigungselemente (42) verbunden...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugantriebsstrang gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie er beispielsweise aus der DE 10 2004 016 760 A1 oder der DE 37 12 876 C2 bekannt geworden ist.
HINTERGRUND
Herkömmliche Fahrzeugantriebsstränge, die lediglich eine Brennkraftmaschine als Leistungsquelle besitzen, besitzen typischerweise eine an der Kraftmaschinenkurbelwelle angebrachte Schwungscheibe. Bei einem Automatikgetriebe ist eine Flexplatte mit der Schwungscheibe verbunden und bildet einen Starterzahnkranz. Die Flexplatte steht mit einem Drehmomentwandler in Verbindung, der eine innere Dämpferanordnung umfasst, die in Öl eingetaucht ist. Hybridantriebsstränge benötigen nicht unbedingt einen Starterzahnkranz, weil ein Hybridantriebsstrang einen oder mehrere Motor/Generatoren besitzen kann, die zum Starten der Kraftmaschine verwendet werden können. Um zur Abnahmeprüfung während der Produktion das Starten der Kraftmaschine zu ermöglichen, kann dennoch eine Flexplatte mit einem Zahnkranz aufgenommen sein. Bei einem Schaltgetriebe werden keine Drehmomentwandler verwendet und wird anstelle einer Flexplatte typischerweise eine Schwungscheibe, die Starterzahnkranzzähne besitzt, verwendet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen gattungsgemäßen Antriebsstrang so weiterzuentwickeln, dass dessen Montage möglichst wenig Kosten verursacht.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird mit einem Antriebsstrang gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Es wird ein Antriebsstrang mit einer Dämpferanordnung geschaffen, der weder eine Schwungscheibe noch eine Flexplatte besitzt, womit die axiale Packgröße der Dämpferanordnung reduziert wird und somit das Verkürzen der axialen Gesamtlänge des Antriebsstrangs ermöglicht wird. Der Antriebsstrang umfasst eine Kraftmaschine mit einer Kurbelwelle und ein Getriebe mit einem Getriebeeingangselement. Der Antriebsstrang kann ein Hybridantriebsstrang sein, der neben der Kraftmaschine eine weitere Leistungsquelle wie etwa einen oder mehrere Motor/Generatoren besitzt. Es ist eine Dämpferanordnung aufgenommen, die eine der Kraftmaschine zugewandte kraftmaschinenseitige Deckplatte, eine dem Getriebe zugewandte getriebeseitige Deckplatte und ein Halteelement zwischen den Deckplatten besitzt. Zwischen der kraftmaschinenseitigen Deckplatte und der getriebeseitigen Deckplatte sind durch das Halteelement unterstützte elastische Elemente angeordnet. Die kraftmaschinenseitige Deckplatte ist mit der Kurbelwelle direkt verbunden, um sich gemeinsam mit dieser zu drehen. Mit der kraftmaschinenseitigen Deckplatte ist wenigstens ein im Allgemeinen ringförmiges massebelastetes Element verbunden. Das im Allgemeinen ringförmige massebelastete Element besitzt an einem äußeren Umfang Zähne, um einen Zahnkranz zu bilden, das zum Starten der Kraftmaschine verwendet werden kann. Weil das massebelastete Element den Zahnkranz bildet, sind die Zahnradzähne in axialer Richtung dicker, als wenn es durch eine Flexplatte oder durch die kraftmaschinenseitige Deckplatte gebildet wäre.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung der besten Arten zum Ausführen der Erfindung sogleich deutlich, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen aufgenommen wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine an den Linien 1-1 in 2 aufgenommene schematische, fragmentarische Querschnittsdarstellung eines Antriebsstrangs, der eine zwischen eine Kraftmaschine und ein Getriebe geschaltete Dämpferanordnung besitzt;
2 ist eine perspektivische Darstellung der Dämpferanordnung von 1, die jene Seite der Dämpferanordnung zeigt, die dem Getriebe zugewandt ist; und
3 ist eine perspektivische Darstellung der Dämpferanordnung von 1, die jene Seite der Dämpferanordnung zeigt, die der Kraftmaschine zugewandt ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Um auf die Zeichnungen einzugehen, worin in allen der mehreren Ansichten gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten hinweisen, zeigt 1 einen Antriebsstrang 10. Der Antriebsstrang 10 umfasst eine Kraftmaschine 12, die im Allgemeinen durch den durch gestrichelte Linien dargestellten Bereich und in fragmentarischer Ansicht durch die Kraftmaschinenkurbelwelle 14 angegeben ist. Der Antriebsstrang 10 umfasst außerdem ein Getriebe 16, das im Allgemeinen durch den durch gestrichelte Linien dargestellten Bereich und in fragmentarischer Ansicht durch das Getriebeeingangselement 17 angegeben ist. Außerdem sind ein Abschnitt eines Getriebeabschlussdeckels 18 und eines Getriebegehäuses 20 gezeigt. Durch das Getriebegehäuse 20 können außerdem ein oder mehrere Motor/Generatoren sowie ineinander greifende Zahnräder und wahlweise einrückbare Drehmomentübertragungsmechanismen umschlossen sein, so dass das Getriebe 16 ein Hybridgetriebe ist.
Die Kraftmaschine 12 liefert Leistung an das Getriebe 16 und ist mit dem Getriebe 16 durch eine Dämpferanordnung 22 verbunden, wie weiter unten näher beschrieben wird. Die Dämpferanordnung 22 reduziert Drehschwingungen, die durch das von der Kraftmaschine 12 zu dem Getriebe 16 übertragene Drehmoment verursacht werden. Die Dämpferanordnung 22 ist eine ”trockene” Dämpferanordnung ohne Gegenwart von Öl oder Fluid wie bei herkömmlichen Drehmomentwandlern mit inneren Dämpferanordnungen, die Federtrennung zwischen relevanten Komponenten verwenden, um Oszillationen zu dämpfen.
Die Dämpferanordnung 22 umfasst ein auch als Flansch bezeichnetes Halteelement 24, Das Halteelement 24 besitzt mehrere Federtaschen 26, die in verschiedenen radialen Abständen um das Halteelement 24 beabstandet sind. In den Federtaschen 26 sind elastische Elemente 28 angeordnet, die bei dieser Dämpferanordnung 22 Schraubenfedern sind.
Die Dämpferanordnung 22 besitzt eine kraftmaschinenseitige Deckplatte 30, die der Kraftmaschine 12 zugewandt ist. Die kraftmaschinenseitige Deckplatte 30 kann gestanzter Stahl oder eine andere geeignete Komponente sein und besitzt eine mittige Öffnung 31, die über einen Abschnitt der Kurbelwelle 14 passt. Eine Reihe von Durchlässen 32 in der kraftmaschinenseitigen Deckplatte 30 sind auf Durchlässe 33 (einer gezeigt) in einem Flanschabschnitt 34 der Kurbelwelle 14 ausgerichtet. Durch die Durchlässe 32 und die Durchlässe 33 erstreckt sich eine Reihe von Bolzen 36, wovon einer gezeigt ist, um die kraftmaschinenseitige Deckplatte 30 zur gemeinsamen Drehung direkt mit der Kurbelwelle 14 zu verbinden. Die kraftmaschinenseitige Deckplatte 30 erstreckt sich etwas axial, um einen Nabenabschnitt 38 zu bilden, um zur Verbindung mit der Kurbelwelle 14 richtig positioniert zu sein. Die Dämpferanordnung 22 besitzt keine Flexplatte als Komponente, die typischerweise verbunden ist, um bei einem Drehmomentwandler der Axialbelastung Widerstand entgegenzubringen, und zum Starten der Kraftmaschine mit ihrem Zahnkranz und einer 12-Volt-Starteranwendung verwendet wird. Weil keine Flexplatte verwendet wird, verkleinert sich der durch die Dämpferanordnung 22 belegte axiale Raum zwischen der Kraftmaschine 12 und dem Getriebe 16.
Die Dämpferanordnung 22 umfasst ferner eine getriebeseitige Deckplatte 40, die durch Nieten 42 oder andere Typen von Befestigungselementen zur gemeinsamen Drehung direkt mit der kraftmaschinenseitigen Deckplatte 30 verbunden ist. Die getriebeseitige Deckplatte 40 besitzt eine innere ringförmige Öffnung 44, die den Getriebeabschlussdeckel 18 freigibt. Somit drehen sich die kraftmaschinenseitige Deckplatte 30 und die getriebeseitige Deckplatte 40 zusammen gemeinsam mit der Kurbelwelle 14.
Das Halteelement 24 ist zur Drehung mit einem auch als Montagewelle 50 bezeichneten Nabenabschnitt verzahnt oder anderweitig befestigt. Die Montagewelle 50 besitzt ein Zahnwellenprofil 52, so dass sie in dem Zahnnabenprofil 54 des Getriebeeingangselements 17 sitzen kann und an diesem befestigt ist. Zwischen der Getriebedeckplatte 18 und dem Getriebeeingangselement 17 sind abdichtende Komponenten 56 angeordnet.
Die getriebeseitige Deckplatte 40 definiert mehrere Federtaschen 58, durch die sich die Seiten der Federn 28 teilweise erstrecken, wie in 2 gezeigt ist. Die kraftmaschinenseitige Deckplatte 30 besitzt ebenfalls Federtaschen 60, wie in 3 gezeigt ist, durch die sich die Federn 28, wenn sie zusammengedrückt sind, teilweise erstrecken können. Um wieder auf 1 Bezug zu nehmen, drehen sich dann, wenn infolge von Unterschieden in der Drehzahl der Kurbelwelle 14 und des Getriebeeingangselements 17 Drehschwingungen auftreten, die kraftmaschinenseitige Deckplatte 30 und die getriebeseitige Deckplatte 40 etwas in Bezug auf das Halteelement 24. Dies übt Druck auf die Federn 28 aus, da sich die Seiten der Federtaschen 26 und 58 näher zueinander hin bewegen und die Federn 28 zusammendrücken, was bewirkt, dass sich die Federn 28 elastisch verformen. Somit dämpfen die Federn 28 Schwingungen zwischen der Kraftmaschine 12 und dem Getriebe 16. Die Federn 28 können verschiedene Größen besitzen, um mehrere Federkonstanten zu liefern.
Um auf 2 Bezug zu nehmen, nehmen in Umfangsrichtung über die getriebeseitige Abdeckplatte 40 beabstandete bogenförmige Schlitze 64 Zungen 66, die sich von dem Halteelement 24 erstrecken, auf. Die Zungen 66 bewegen sich beim Zusammendrücken der Federn 28 in den Schlitzen 64. Die Enden 68, 69 der Schlitze 64 begrenzen die Bewegung der Zungen 66, um eine unelastische Verformung der Federn 28, d. h. eine Verformung über ihre entworfenen Begrenzungen hinaus, zu verhindern.
Um wieder auf 1 Bezug zu nehmen, ist ein auch als Trägheitsplatte bezeichnetes erstes im Allgemeinen ringförmiges massebelastetes Element 70 zur gemeinsamen Drehung mit der kraftmaschinenseitigen Deckplatte 30 in der Nähe eines äußeren Endes der kraftmaschinenseitigen Deckplatte 30 mit denselben Nieten 42, die auch zum Verbinden der kraftmaschinenseitigen Deckplatte 30 mit der getriebeseitigen Deckplatte 40 verwendet wird, verbunden. Das erste ringförmige massebelastete Element 70 besitzt an einem äußeren Umfang 74, der einen Zahnkranz bildet, Zähne 73, wie in 3 am besten gezeigt ist. Die Zähne 73 stehen mit einer Startermotoranordnung (nicht gezeigt) in Eingriff, um dem Startermotor das Andrehen der Kurbelwelle 14 zum Starten der Kraftmaschine 12 zu ermöglichen.
Ein zweites massebelastetes ringförmiges Element 75 ist mittels einer Reihe von Nieten 76 mit dem ersten im Allgemeinen ringförmigen massebelasteten Element 70 vernietet. Die Trägheit beider massebelasteter Elemente 70, 75 wirkt auf die kraftmaschinenseitige Deckplatte 30 ein. Weil der Zahnkranz durch Zähne 73 an dem ersten im Allgemeinen ringförmigen massebelasteten Element 70 gebildet ist, können die Zähne 73 in der axialen Richtung so breit wie die Breite des ersten im Allgemeinen ringförmigen massebelasteten Elements 70 sein. In anderen Ausführungsformen können die Zähne sowohl durch das erste im Allgemeinen ringförmige massebelastete Element 70 als auch das zweite im Allgemeinen ringförmige massebelastete Element 75 gebildet und somit noch breiter sein oder können lediglich durch das zweite massebelastete Element 75 gebildet sein. Das Verwenden des ersten im Allgemeinen ringförmigen massebelasteten Elements 70 und/oder des zweiten im Allgemeinen ringförmigen massebelasteten Elements 75 zum Bilden der Zähne führt zu breiteren Zähnen, was befähigt, schwerere Drehmomentbelastungen zu handhaben, als wenn die Zähne durch die relativ dünne kraftmaschinenseitige Deckplatte 30 gebildet wären.

Claims

Antriebsstrang (10), der umfasst: eine Kraftmaschine (12) mit einer Kurbelwelle (14); ein Getriebe (16) mit einem Getriebeeingangselement (17); eine Dämpferanordnung (22) mit einer kraftmaschinenseitigen Deckplatte (30), die der Kraftmaschine (12) zugewandt ist; einem ringförmigen massebelasteten Element (70, 75), das mit der kraftmaschinenseitigen Deckplatte (30) verbunden ist; einer getriebeseitigen Deckplatte (40), die dem Getriebe (16) zugewandt ist und durch Befestigungselemente (42) zur gemeinsamen Drehung mit der kraftmaschinenseitigen Deckplatte (30) verbunden ist; einem Halteelement (24) zwischen den Deckplatten (30, 40); und elastischen Elementen (28), die zwischen der kraftmaschinenseitigen Deckplatte (30) und der getriebeseitigen Deckplatte (40) angeordnet und durch das Halteelement (24) unterstützt sind; wobei die kraftmaschinenseitige Deckplatte (30) mit der Kurbelwelle (14) direkt verbunden ist, um sich gemeinsam mit dieser zu drehen; dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige massebelastete Element (70, 75) mit der kraftmaschinenseitigen Deckplatte (30) durch dieselben Befestigungselemente (42) verbunden ist, durch die auch die getriebeseitige Deckplatte (40) mit der kraftmaschinenseitigen Deckplatte (30) verbunden ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, wobei das Halteelement (24) mit dem Getriebeeingangselement (17) direkt verbunden ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine ringförmige massebelastete Element (70, 75) an einem äußeren Umfang (74) Zähne (73) besitzt, um einen Zahnkranz zu bilden.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, wobei die kraftmaschinenseitige Deckplatte (30) gestanzter Stahl ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine ringförmige massebelastete Element (70, 75) ein erstes und ein zweites massebelastetes Element (70, 75) umfasst, die mit der kraftmaschinenseitigen Deckplatte (30) funktional verbunden sind.
Antriebsstrang nach Anspruch 5, wobei das erste massebelastete Element (70) mit der kraftmaschinenseitigen Deckplatte (30) direkt verbunden ist und das zweite ringförmige massebelastete Element (75) mit dem ersten ringförmigen massebelasteten Element (70) direkt verbunden ist.