-
Die Erfindung betrifft eine Übertragungseinheit zum Übertragen eines Drehmoments von einer Abtriebswelle einer Antriebseinheit auf eine Antriebswelle eines Antriebsstrangs, die eine nasse Reibkupplung mit einem integrierten Dämpfungssystem umfasst. Insbesondere ist die Reibkupplung eine nasse Doppelkupplung. Unter nassen Kupplungen oder Doppelkupplungen werden Kupplungen beziehungsweise Doppelkupplungen verstanden, die mit einer Kühlflüssigkeit gefüllt sind, die die entstehende Wärme abführt. Bevorzugt wird die Übertragungseinheit zur Drehmomentübertragung von einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine auf eine Getriebewelle eines Schaltgetriebes, zum Beispiel eines Kraftfahrzeugs, verwendet. Das eingesetzte Dämpfersystem dient dabei der Abkopplung von Schwingungen der Antriebseinheit und des Antriebsstrangs beziehungsweise des Schaltgetriebes.
-
Insbesondere bei Verbrennungskraftmaschinen entstehen Schwingungen und Drehmomentspitzen, die zu einer Überlastung der angeschlossenen Bauteile führen können und darüber hinaus störende Geräusche entwickeln. Es ist daher erwünscht, die Schwingungen und Drehmomentspitzen möglichst frühzeitig, das heißt nahe bei der Antriebseinheit, aus dem Antriebssystem auszukoppeln. Gleichzeitig ist es aber auch wünschenswert, die Antriebseinheit von Schwingungen aus dem restlichen Antriebssystem abzukoppeln.
-
Aus dem Stand der Technik sind Dämpfersysteme bekannt, die der Reibkupplung vorgeschaltet sind und meist als zusätzliches Bauteil zwischen der Abtriebswelle und der Reibkupplung angeordnet sind. Zu diesem Zweck hat sich der sogenannte Zweimassenschwinger durchgesetzt, der eine sehr gute Dämpfungscharakteristik aufweist. Ein solcher Zweimassenschwinger ist jedoch relativ schwer und träge. Der Zweimassenschwinger stellt daher eine Baueinheit dar, die nicht nur zusätzlichen Bauraum benötigt, sondern auch die Trägheit des Gesamtsystems erhöht und somit die Effizienz des Antriebssystems reduziert.
-
Aufgrund des allgemein geforderten gesteigerten Fahrkomforts und dem erzielbaren geringeren Verbrauch mit Hilfe eines Doppelkupplungsautomatikgetriebes setzt sich der Einsatz von Doppelkupplungen durch. Insbesondere um den Energieverbrauch moderner Maschinen, insbesondere mobiler Verbrennungskraftmaschinen, zu reduzieren, sollen diese niedertourig, das heißt mit geringen Drehzahlen, betrieben werden. Dies gilt auch für den Einsatz von anderen Reibkupplungen. Dabei treten aber aufgrund der niedrigen Drehfrequenzen vermehrt störende Vibrationen auf. Zugleich werden aber die Kraftfahrzeuge immer leichter gebaut und weisen daher eine sinkende schwingungsdämpfende Masse auf. Daher werden vermehrt Dämpfersysteme, beziehungsweise Schwingungsausgleichssysteme, notwendig, die in der Regel aber einen vergrößerten Bauraum erfordern. Gerade bei Kraftfahrzeugen der Kleinwagenklasse und Kleinstwagenklasse ist der Bauraum jedoch besonders begrenzt.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Insbesondere soll eine Reibkupplung angegeben werden, die auf kleinem Bauraum gute Dämpfungseigenschaften beziehungsweise Schwingungsausgleichseigenschaften aufweisen soll, ohne dabei die rotierende Masse und damit den Energieverbrauch des Gesamtantriebssystems zu vergrößern, gegebenenfalls diese sogar zu verringern.
-
Diese Aufgaben werden gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
-
Die Erfindung betrifft eine Übertragungseinheit zum Übertragen eines Drehmoments von einer Abtriebswelle einer Antriebseinheit auf eine Antriebswelle eines Antriebsstrangs, die eine nasse Reibkupplung umfasst, wobei die nasse Reibkupplung zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- – eingangsseitig mindestens eine Eingangswelle;
- – ausgangsseitig mindestens eine Ausgangswelle;
- – mindestens ein Reibsystem zum lösbaren Verbinden der mindestens einen Eingangswelle mit der mindestens einen Ausgangswelle zum Übertragen eines Drehmoments; und
- – mindestens ein mitrotierendes Kupplungsgehäuse zum Positionieren des Reibsystems.
-
Die Übertragungseinheit zeichnet sich dadurch aus, dass in dem mitrotierenden Kupplungsgehäuse mindestens ein Dämpfersystem angeordnet ist, welches die Eingangswelle und die mindestens eine Ausgangswelle schwingungsentkoppelt verbindet, und wobei die Eingangswelle mit der Abtriebswelle einer Antriebseinheit über eine starre Anbindung miteinander starr verbindbar ist.
-
Aufgabe der Übertragungseinheit ist es, das Drehmoment einer Abtriebswelle auf eine Antriebswelle lösbar zu übertragen. Hierzu ist das zentrale Bauteil, die nasse Reibkupplung, vorgesehen. Bei dynamischen Kupplungen, die also trotz Bestehen einer Geschwindigkeitsdifferenz und/oder Momentendifferenz zwischen der Abtriebswelle und der Antriebswelle gelöst und geschlossen werden kann, hat sich der Einsatz von reibschlüssiger Kraftübertragung durchgesetzt. Diese Aufgabe wird mittels des Reibsystems der nassen Reibkupplung umgesetzt. Die Abtriebswelle ist mit der Eingangswelle verbunden, die derart bezeichnet ist, weil im Hauptbetriebszustand das Drehmoment von der Abtriebswelle auf die Antriebswelle übertragen werden soll und somit das Drehmoment in die nasse Reibkupplung über die Eingangswelle eingeleitet wird. Über die Ausgangswelle ist die Antriebswelle des Antriebsstrangs verbunden, die aus den oben genannten Gründen entsprechend bezeichnet wird. Zur besseren Übersicht wird im Folgenden die Seite der Abtriebswelle als eingangsseitig bezeichnet. Entsprechend wird die Seite zum Antriebsstrang als ausgangsseitig bezeichnet. Dennoch kann auch ein Drehmoment in rückwärtiger Richtung von der Ausgangswelle auf die Eingangswelle beziehungsweise von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle übertragen werden, z. B: in einem Kraftfahrzeug im Schleppbetrieb. Der Antriebsstrang bezeichnet dabei ein Wellensystem, über welches ein Drehmoment von der Antriebseinheit bei einem Kraftfahrzeug zum Beispiel in Vortrieb verwandelt wird.
-
Das Reibsystem, welches die Antriebseinheit und den Antriebsstrang lösbar miteinander verbindet, setzt sich aus einem oder mehreren Reibpaketen zusammen. Ein Reibpaket wiederum weist mindestens einen Reibpartner, bestehend aus einer Anpressplatte und einer korrespondierende Kupplungsscheibe auf. Im Folgenden wird, sofern das Prinzip erklärt wird, stets von einer Anpressplatte und einer Kupplungsscheibe gesprochen, obgleich der Einsatz einer Mehrzahl von Reibpartnern möglich und üblich ist. Zur Übertragung eines Drehmoments, zum Beispiel von der Eingangsseite auf die Ausgangsseite, wird die Anpressplatte gegen die Kupplungsscheibe mit einer Anpresskraft gedrückt. Infolge der Reibung zwischen der Anpressplatte und der Kupplungsscheibe wird die Drehzahl der beiden Bauteile miteinander synchronisiert und das Drehmoment nahezu schlupffrei übertragen. Der Antriebsstrang wird ausgangsseitig mit der mindestens einen Ausgangswelle verbunden, beziehungsweise die Ausgangswelle bildet integral eine Getriebewelle.
-
Die nasse Reibkupplung weist ein mitrotierendes Kupplungsgehäuse auf, in welchem das Reibsystem positioniert ist. Das heißt, die Anpressplatte(n) des Reibsystems sind rotatorisch zum mitrotierenden Kupplungsgehäuse fixiert. Damit die Anpressplatte(n) aber für das Verpressen der Anpressplatte mit den Kupplungsscheiben axial beweglich sind, sind die Anpressplatten im mitrotierenden Kupplungsgehäuse axial frei beweglich.
-
In dem mitrotierenden Kupplungsgehäuse ist mindestens ein Dämpfersystem vorgesehen. Dieses Dämpfersystem ist derart eingerichtet, dass die Eingangswelle und die mindestens eine Ausgangswelle schwingungsentkoppelt miteinander verbunden sind. Dadurch können Vibrationen der Eingangswelle nur gedämpft auf die Ausgangswelle übertragen werden. Gleiches gilt umgekehrt für Schwingungen der Ausgangswelle. Diese Anordnung des Dämpfersystems im mitrotierenden Kupplungsgehäuse erlaubt es, auf die Verwendung eines üblichen Dämpfers, wie zum Beispiel eines Zweimassenschwingers, zu verzichten. Hierdurch wird zum einen der benötigte Bauraum kleiner und zum anderen wird ein zusätzlicher Montageschritt, nämlich der Einbau eines Bauteils im Antriebssystem, vermieden. Daraus erfolgen eine geringere träge Masse des Antriebssystems und eine einfachere Montage. Dieser Effekt kann dadurch weiter gesteigert werden, dass die Eingangswelle mit der Abtriebswelle der Antriebseinheit über eine starre Anbindung starr verbindbar ist. Bei bisher bekannten Übertragungseinheiten war es notwendig, die Abtriebswelle und die Eingangswelle schwingungsentkoppelt miteinander zu verbinden. Durch die integrale Anordnung des Dämpfersystems wird es aber möglich, auf eine solche komplexe und masseträge Anbindung zu verzichten. Mit einer starren Anbindung ist dabei eine Verbindung zwischen der Abtriebswelle und der Eingangswelle bezeichnet, die keine beziehungsweise nur vernachlässigbare Dämpfungseigenschaften aufweist. Insbesondere sind keine dissipativen Dämpfer zwischen der Eingangswelle und der Abtriebswelle vorgesehen. Das heißt, es sind keine Dämpfer basierend auf einem Dämpfungsfluid oder einem Dämpfungsmaterial wie beispielsweise Kautschuk, Kautschukähnliche Materialien oder ein Elastomer vorgesehen.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Übertragungseinheit umfasst die starre Anbindung ein radial angeordnetes Federpaket oder eine Flexplatte.
-
Solche hier beispielhaft genannten starren Anbindungen kennzeichnen sich vor allem dadurch, dass sie die eingangsseitig aufgenommene Energie (das Drehmoment) mit nur vernachlässigbarer dissipativer Wirkung ausgangsseitig vollständig wieder abgeben. Sie haben daher eine reine zeitverzögernde Eigenschaft, die dazu führen kann, dass Vibrationen, das heißt wechselnd einander entgegen gerichtete Drehmomente oder Kräfte, von hoher Frequenz sich durch die Zeitverzögerung selbst auslöschen und ausgangsseitig nicht weitergegeben werden. Eine solche Anordnung ist besonders raumsparend und weist im Vergleich zu üblicherweise eingesetzten Dämpfersystemen, wie zum Beispiel einem Zweimassenschwungrad, nur eine geringe träge Masse auf.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Übertragungseinheit umfasst die Abtriebswelle eine Schwungscheibe mit einem Außenumfang, wobei die starre Anbindung an dem Außenumfang anbindbar ist.
-
Die Schwungscheibe ist an der Abtriebswelle vorgesehen, um zu einer Vergleichmäßigung der Bewegung der Abtriebswelle zu führen. Insbesondere bei Verbrennungskraftmaschinen wird die Pulsation infolge der Antriebsstöße ausgeglichen. Aufgrund des großen Außenumfangs der Schwungscheibe ist es vorteilhaft, die Eingangswelle an diesem Außenumfang anzubinden. Hierdurch können Befestigungsmittel eingesetzt werden, die aufgrund des größeren Hebels zum Drehzentrum kleiner dimensioniert werden können als dies bei einer Anbindung am Wellenumfang der Eingangswelle möglich ist. Insbesondere kann die Eingangswelle am Außenumfang mittels Schweißen oder Verschraubungen angebunden werden. Insbesondere bei der Verwendung einer starren Anbindung mit einem radial angeordneten Federpaket oder einer Flexplatte kann über den großen Außenumfang diese starre Anbindung besonders effektiv eingesetzt werden, weil hier der zur Verfügung stehende Bauraum groß ist und der Hebelarm zur Eingangswelle ebenfalls groß ist.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Übertragungseinheit weist das mitrotierende Kupplungsgehäuse eine Mitnehmerscheibe und einen Kupplungstopf auf, wobei die Mitnehmerscheibe mit der Eingangswelle starr verbunden ist und das Reibsystem in dem Kupplungstopf positioniert ist, und die Mitnehmerscheibe und der Kupplungstopf eine Verbindung zu einer Bogenfeder bilden, die die Mitnehmerscheibe und den Kupplungstopf voneinander schwingungsentkoppelt verbindet.
-
Das mitrotierende Kupplungsgehäuse weist nun eingangsseitig eine Mitnehmerscheibe auf, über die die Rotation der Eingangswelle sowie das Drehmoment auf das Kupplungsgehäuse übertragen werden. Ausgangsseitig ist ein Kupplungstopf vorgesehen, in welchem das Reibsystem positioniert ist. Die Mitnehmerscheibe und der Kupplungstopf sind dabei nicht rotatorisch fest miteinander fixiert, sondern durch eine Bogenfeder voneinander schwingungsentkoppelt, die damit im nassen Bereich der Reibkupplung zusammen mit der dissipativ wirkenden Kühlflüssigkeit einen Dämpfer bildet. Dadurch können Vibrationen der Mitnehmerscheibe nur gedämpft auf den Kupplungstopf übertragen werden. Gleiches gilt umgekehrt für Schwingungen des Kupplungstopfs. Diese Anordnung des Dämpfers zwischen der Mitnehmerscheibe und dem Kupplungsgehäuse erlaubt es, auf die Verwendung eines üblichen Dämpfers, wie zum Beispiel eines Zweimassenschwingers, zu verzichten. Insbesondere stellt diese Umsetzung eines Dämpfersystems eine Anordnung dar, die nur eine geringe Bauraumzunahme gegenüber bekannten nassen Reibkupplungen ohne integralen Dämpfer darstellt. Nämlich muss die Mitnehmerscheibe und der Kupplungstopf lediglich derart umkonstruiert werden, dass sie jeweils eine Verbindung für die Bogenfeder ausbilden. Somit wird gegenüber vorbekannten Übertragungseinheiten ein Zweimassenschwinger außerhalb der Reibkupplung eingespart und die Reibkupplung selbst lediglich maximal um die Ausmaße der Bogenfeder und der Anbindung vergrößert.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das Reibsystem mindestens eine Anpressplatte auf, an welcher mindestens ein Fliehkraftpendel gehalten wird, und die Anpressplatte mit dem Kupplungstopf rotatorisch fixiert ist.
-
Die mindestens eine Anpressplatte des Reibsystems ist zur reibschlüssigen Übertragung eines Drehmoments auf eine Kupplungsscheibe eingerichtet. Die Anpressplatte wird über das mitrotierende Kupplungsgehäuse rotatorisch mitgeführt. An oder in dieser Anpressplatte, die aus mehreren (Scheiben-) Elementen zusammengesetzt sein kann, kann ein Fliehkraftpendel gehalten werden. Das Fliehkraftpendel wird durch mehrere kleine Massen gebildet, die beweglich an der mitrotierenden Anpressplatte angeordnet sind. Hierdurch ist die Resonanzfrequenz des Kupplungstopfs dynamisch veränderbar, so dass die Resonanzfrequenz für einen Großteil der anliegenden Schwingungen ungleich diesen Schwingungen ist. Ein solches Fliehkraftpendel ist geeignet, die Dämpfungseigenschaften der Bogenfeder wie oben beschrieben noch weiter zu verbessern, so dass ein Dämpfersystem bestehend aus dem Dämpfer zwischen Mitnehmerscheibe und Kupplungstopf und einem Fliehkraftpendel, welches (mittelbar) mit dem Kupplungstopf rotatorisch fixiert ist, bisher bekannte Dämpfersysteme zwischen der Ausgangswelle und der Abtriebswelle vollständig ersetzen kann. Insbesondere verbraucht das Fliehkraftpendel nur einen geringen Bauraum. Bei der integralen Anordnung der Bogenfeder im Kupplungsraum bedeutet der zusätzliche Einsatz eines solchen Fliehkraftpendels in vielen Fällen nur eine vernachlässigbare zusätzliche räumliche Ausdehnung der Übertragungseinheit.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Übertragungseinheit ist die Reibkupplung eine Doppelkupplung mit zwei Ausgangswellen.
-
Bei einer solchen Anordnung besteht das Reibsystem aus zwei Reibpaketen, die jeweils aus mindestens einer Anpressplatte und mindestens einer Kupplungsscheibe aufgebaut sind. Die mindestens eine Kupplungsscheibe des jeweiligen Reibpakets ist mit jeweils einer der beiden Ausgangswellen verbunden. Eine solche Doppelkupplung ist in der Regel an ein Doppelwelliges Schaltgetriebe angeschlossen, so dass das zuvor verwendete Übersetzungsverhältnis (mittels des ersten Reibpakets) noch geschaltet bleibt, während das danach verwendete Übersetzungsverhältnis (mittels des zweiten Reibpakets) bereits geschaltet ist. Der Vorteil einer Doppelkupplung gegenüber einer einfachen Kupplung liegt also darin, dass beim Lösen der Drehmomentübertragung mit zum Beispiel dem ersten Getriebestrang bereits das zweite Reibpaket für zum Beispiel den zweiten Getriebestrang einzugreifen beginnt. Dadurch wird es möglich, die Drehmomentabgabe der Abtriebswelle, zum Beispiel der Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine, nahezu konstant zu halten.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Übertragungseinheit weist die Doppelkupplung einen Zentralsteg mit einem Anschluss für ein Fliehkraftpendel auf, und der Anschluss aus dem Kupplungstopf ragt radial nach außen.
-
Für eine möglichst effektive parallele Schaltung wird in der Doppelkupplung ein Zentralsteg vorgesehen, zu dessen beiden Seiten die zwei Reibpakete vorgesehen sind. Somit bildet der Zentralsteg eine Anpressplatte für beide Reibpakete. In dem Zustand, in dem zum Beispiel das erste Reibpaket im Eingriff ist, wird die erste oder die ersten Kupplungsscheibe(n) zwischen der ersten oder den ersten Anpressplatte(n) und der ersten Funktionsfläche des Zentralstegs reibschlüssig gehalten. Soll das zweite Kupplungssystem zum reibschlüssigen Eingriff gebracht werden, so werden die zweite oder die zweiten Anpressplatte(n) und die zweite oder die zweiten Kupplungsscheibe(n) gegen die andere (zweite) Funktionsfläche des Zentralstegs gepresst. Somit bildet der Zentralsteg eine Anpressplatte für beide Reibpakete. Gleichzeitig hat aber der Zentralsteg auch die Aufgabe einer Schwungscheibe, die somit einen sanften Übergang des Drehmoments auf das zweite Kupplungssystem ermöglicht. Um die Eigenschaft der Schwungscheibe zu steigern, ragt der Zentralsteg radial nach außen, so dass das Massenträgheitsmoment erhöht wird. An diesem Teil, der aus dem Kupplungstopf hinausragt, kann vorteilhafter Weise das Fliehkraftpendel angebracht werden. Hierdurch wird die Eigenschaft der Schwungscheibe in Bezug auf die durch das Fliehkraftpendel bewirkte Resonanzfrequenz verbessert. Zugleich wird aber auch die Gesamtmasse beziehungsweise das Massenträgheitsmoment der Doppelkupplung gering gehalten, wodurch der Wirkungsgrad einer solchen Doppelkupplung groß ist. Auch treten hier die Vorteile einer integralen Bauweise auf, wie sie oben im Bezug auf die entfallenden Fügeschritte genannt wurden.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Übertragungseinheit wird das Reibsystem durch einen Betätigungsfinger zur Drehmomentübertragung verpresst und der Betätigungsfinger ragt von außen durch die Mitnehmerscheibe hindurch.
-
In der Regel werden die Anpressplatten und die Kupplungsscheiben eines Reibsystems mit Hilfe einer Betätigungseinrichtung miteinander reibschlüssig verpresst. Häufig werden hierzu aufwendige Hebelmechanismen eingesetzt, um mögliche Lagerkräfte in der Betätigungseinrichtung gering zu halten. Für einen schlanken Aufbau der beschriebenen Reibkupplung ist es vorteilhaft, einen Betätigungsfinger vorzusehen, welcher beispielsweise hydraulisch betätigt wird. Dieser Betätigungsfinger kann somit eine hohe Kraft aufwenden und bedarf keiner aufwendigen Hebelsysteme. Hierbei ist es vorteilhaft, den Betätigungsfinger von außen durch die Mitnehmerscheibe hindurchragen zu lassen. Das bedeutet, der Betätigungsfinger ragt von außerhalb des mitrotierenden Kupplungsgehäuses in den Raum des Reibsystems. Insbesondere bei nassen Kupplungen soll der Raum des Reibsystems klein gehalten werden, weil hierin die Flüssigkeit der Scherung durch die Relativgeschwindigkeiten zwischen Anpressplatten und Kupplungsscheibe ausgesetzt sind. Durch das Verlagern des Betätigungsfingers nach außen kann somit das mitrotierende Kupplungsgehäuse besonders klein gestaltet werden. Hierdurch werden der Bauraum sowie das Massenträgheitsmoment der nassen Reibkupplung reduziert.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Übertragungseinheit wird der Betätigungsfinger durch eine Rückstellfeder beim Lösen des Reibsystems zurückbewegt und die Rückstellfeder ist am Kupplungstopf rotatorisch fixiert.
-
Eine Reibkupplung wird entweder aktiv geschaltet oder aktiv gelöst. Zur Gegenbewegung kann eine Rückstellfeder eingesetzt werden. Hierdurch werden die Steuerung und der mechanische Aufbau besonders einfach. Vorteilhaft ist hierbei die Rückstellfeder am Kupplungstopf rotatorisch zu fixieren. Die Rückstellfeder ist durch ihre Federkraft in ständigem Reibkontakt mit dem Betätigungsfinger. Hierdurch wird erreicht, dass die Betätigungseinrichtung beziehungsweise ausschließlich der Betätigungsfinger, wenn eine Lagerung vorgesehen ist, auch im gelösten Zustand sich mit dem Kupplungstopf mitdreht. Somit findet kaum eine oder keine Relativbewegung zwischen dem Betätigungsfinger und der Rückstellfeder statt. Weiterhin vorteilhaft ist es, die Rückstellfeder am Kupplungstopf auf die gleiche Art und Weise zu fixieren wie die Anpressplatten. Beispielsweise werden die Anpressplatten über eine Innenverzahnung im Kopplungstopf und eine korrespondierende Außenverzahnung an den Anpressplatten rotatorisch fixiert. Dabei sind die Anpressplatten axial verschieblich. Die Rückstellfeder kann in dieser Ausführung ebenfalls mit einer korrespondierenden Außenverzahnung versehen sein und so entsprechend in dem Kupplungstopf rotatorisch fixiert sein. Darüber hinaus ist dann die Rückstellfeder durch mindestens ein weiteres Haltemittel, zum Beispiel einen Stift oder einen Ring, zumindest einseitig axial fixiert, wodurch das axiale Gegenlager für die Rückstellkraft erzeugt wird. Hierdurch muss keine zusätzliche Haltevorrichtung vorgesehen werden und durch diesen integralen Aufbau wird wiederum Bauraum und Gewicht eingespart.
-
Im Rahmen der Erfindung ist auch ein Kraftfahrzeug beschrieben, welches eine Antriebseinheit mit Abtriebswelle, einen Antriebsstrang und eine Übertragungseinheit gemäß der obigen Beschreibung zum lösbaren Verbinden der Abtriebswelle mit dem Antriebsstrang, wobei die Antriebseinheit im Kraftfahrzeug vor einer Fahrerkabine und quer zu einer Längsachse des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
-
Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heutzutage einen Frontantrieb auf und ordnen daher bevorzugt die Antriebseinheit, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine oder einen Elektromotor, vor der Fahrerkabine und quer zur Hauptfahrrichtung an. Der Bauraum ist bei einer solchen Anordnung besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, eine Übertragungseinheit nach obiger Beschreibung zu verwenden, weil diese einen besonders geringen Bauraum einnimmt.
-
Verschärft wird die Bauraumsituation bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Aggregate in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Die oben beschriebene Übertragungseinheit mit der nassen Reibkupplung, beziehungsweise Doppelkupplung, ist aufgrund ihrer besonders kleinen Baugröße besonders geeignet. Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht, Leistung eingeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beispielsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen Fox oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo Mito, Volkswagen Polo, Ford Fiesta oder Renault Clio.
-
Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
-
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
-
1: eine Übertragungseinheit im Schnitt,
-
2: eine starre Anbindung im Ausschnitt,
-
3: eine alternative starre Anbindung im Schnitt,
-
4: schematisch ein Kraftfahrzeug.
-
1 zeigt eine Übertragungseinheit 1 im Schnitt, die um die Motorachse 32 rotiert. Links in der Abbildung ist das Endstück der Abtriebswelle 2 gezeigt, die eine Schwungscheibe 16 aufweist. Die Eingangswelle 7 ist über die starre Anbindung 13 starr mit der Schwungscheibe 16 beziehungsweise der Abtriebswelle 2 verbunden. Die starre Anbindung 13 ist hier am Außenumfang 17 der Schwungscheibe 16 befestigt. Die starre Anbindung 13 weist dabei ein radial angeordnetes Federpaket 14 auf, wie es zum Beispiel in der 2 in einer Draufsicht gezeigt ist. An der Eingangswelle 7 ist die Mitnehmerscheibe 18 verbunden, die eine eingangsseitige Verbindung 20 für die Bogenfeder 22 des Dämpfersystems 12 ausbildet. Der Kupplungstopf 19 bildet eine ausgangsseitige Verbindung 21 mit der Bogenfeder 22, wodurch im Nassraum 35 der Reibkupplung 6 ein Dämpfer gebildet ist. Die Mitnehmerscheibe 18 und der Kupplungstopf 19 bilden zusammen das mitrotierende Kupplungsgehäuse 11. In dem Kupplungstopf 19 sind mehrere Anpressplatten 23 und ein Zentralsteg 25 rotatorisch fixiert. An dem Zentralsteg 25 ist ein bewegliches Fliehkraftpendel 24 am Anschluss 26 angeordnet. Über den Betätigungsfinger 27 werden die Anpressplatten 23 und die Kupplungsscheiben 34 miteinander verpresst. Rückwärtig wird der Betätigungsfinger 27 über die Rückstellfeder 28 in die Ausgangslage zurückbewegt. Die Rückstellfeder 28 ist dabei wie die Anpressplatten 23 und der Zentralsteg 25 im Kupplungstopf 19 rotatorisch fixiert. Die Anpressplatten 23, der Zentralsteg 25 und die Kupplungsscheiben 34 bilden dabei das Reibsystem 10, über welches ein Drehmoment von der Eingangswelle 7 beziehungsweise der Abtriebswelle 2 auf die erste Ausgangswelle 8 oder die zweite Ausgangswelle 9 lösbar übertragbar ist.
-
2 zeigt einen Ausschnitt der starren Anbindung 13 in Draufsicht in Richtung der Motorachse 32 (nicht dargestellt). Hierbei ist ein radial angeordnetes Federpaket 14 gezeigt, welches die Drehmomentübertragung von der Abtriebswelle 2 auf die Eingangswelle 7 gefedert übermittelt (beide Wellen nicht dargestellt).
-
In 3 ist eine starre Anbindung 13 in einem Ausschnitt einer Ansicht wie in 1 gezeigt. Hierbei ist zwischen der starren Anbindung 13 und der Eingangswelle 7 eine Flexplatte 15 vorgesehen, die eine federnde Übertragung des Drehmoments von der nicht dargestellten Abtriebswelle 2 auf die Eingangswelle 7 ermöglicht.
-
In 4 ist ein Kraftfahrzeug 29 gezeigt, in dem eine Antriebseinheit 3, zum Beispiel eine Verbrennungskraftmaschine, vor der Fahrerkabine 30 angeordnet ist. Die Abtriebswelle 22 der Antriebseinheit 3 ist über eine nasse Reibkupplung 6 mit einer Antriebswelle 4 verbunden, die wiederum über ein Schaltgetriebe 33 mit dem Antriebsstrang 5 in Verbindung steht. Die Motorachse 32 der Antriebseinheit 3, welche sich durch die Abtriebswelle 2, die nasse Reibkupplung 6, die Antriebswelle 4 und das Schaltgetriebe 33 erstreckt, ist quer zur Längsachse 31 des Kraftfahrzeugs 29 angeordnet.
-
Durch die integrale Bauweise der Übertragungseinheit ist ein Einsatz mit geringem Bauraum und geringem Massenträgheitsmoment möglich, so dass ein großer Wirkungsgrad erreicht werden kann.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Übertragungseinheit
- 2
- Abtriebswelle
- 3
- Antriebseinheit
- 4
- Antriebswelle
- 5
- Antriebsstrang
- 6
- nasse Reibkupplung
- 7
- Eingangswelle
- 8
- erste Ausgangswelle
- 9
- zweite Ausgangswelle
- 10
- Reibsystem
- 11
- mitrotierendes Kupplungsgehäuse
- 12
- Dämpfersystem
- 13
- starre Anbindung
- 14
- Federpaket
- 15
- Flexplatte
- 16
- Schwungscheibe
- 17
- Außenumfang
- 18
- Mitnehmerscheibe
- 19
- Kupplungstopf
- 20
- eingangsseitige Verbindung
- 21
- ausgangsseitige Verbindung
- 22
- Bogenfeder
- 23
- Anpressplatte
- 24
- Fliehkraftpendel
- 25
- Zentralsteg
- 26
- Anschluss
- 27
- Betätigungsfinger
- 28
- Rückstellfeder
- 29
- Kraftfahrzeug
- 30
- Fahrerkabine
- 31
- Längsachse
- 32
- Motorachse
- 33
- Schaltgetriebe
- 34
- Kupplungsscheibe
- 35
- Nassraum
