DE102012223993A1

DE102012223993A1 - Drehmomentübertragungseinrichung mit Anbindung eines Wandlers nach Art einer flexiblen Hybridkopfanbindung sowie Versatzausgleichseinrichtung und Antriebsstrang

Info

Publication number: DE102012223993A1
Application number: DE201210223993
Authority: DE
Inventors: Willi Ruder; Stefan MACKOWIAK
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2013-08-01
Also published as: CN103223859B; CN103223859A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Versatzausgleichseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws oder eines Lkws, mit einem kupplungsseitigen Abtriebselement und einem getriebeseitigen Eingangselement, wobei zumindest eine Blattfeder zwischen dem Abtriebselement und dem Eingangselement so angeordnet ist, dass Kräfte und/oder Momente über die Blattfeder vom Abtriebselement zum Eingangselement leitbar sind. Die Erfindung betrifft auch einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, zwischen einer Verbrennungskraftmaschine und einem Getriebe, wobei ein Hybridmodul, umfassend eine Elektromaschine und ein Schaltungsaggregat mit einem Abtriebselement zwischen einer verbrennungsmotorisch antreibbaren Flanschwelle und einem getriebeseitigen Eingangselement befindlich ist, wobei eine erfindungsgemäße Versatzausgleichseinrichtung eingesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Versatzausgleichseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws oder eines Lkws, mit einem kupplungsseitigen Abtriebselement und einem getriebeseitigen Eingangselement.
Die Erfindung betrifft auch einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, zwischen einer Verbrennungskraftmaschine und einem Getriebe, wobei ein Hybridmodul, umfassend eine Elektromaschine und ein Schaltungsaggregat mit einem Abtriebselement, zwischen einer verbrennungsmotorisch antreibbaren Flanschwelle und einem getriebeseitigen Eingangselement befindlich ist, wobei ferner das Schaltungsaggregat zum Entkoppeln der Elektromaschine von der Flanschwelle ausgelegt ist.
Während unter einer Elektromaschine unter anderem ein Elektromotor verstanden wird, wird unter einem Schaltungsaggregat auch eine Trennkupplung subsumiert. Ein Hybridmodul kann auch als Hybridkopf beschrieben sein.
Benachbarter Stand der Technik ist aus den Druckschriften WO 2007/000131 A2 , WO 2007/118449 A2 , EP 1 347 210 B1 und der DE 100 36 504 A1 bekannt.
Aus der DE 100 36 504 A1 ist beispielsweise ein Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeuges bekannt, welcher einen Verbrennungsmotor, ein Zweimassenschwungrad, einen elektrischen Antrieb und ein Getriebe umfasst, wobei eine erste Trennkupplung zwischen dem Verbrennungsmotor und dem elektrischen Antrieb und eine weitere Trennkupplung zwischen dem elektrischem Antrieb und dem Getriebe angeordnet sind. Die motorseitig angeordnete erste Trennkupplung dient dazu, den Verbrennungsmotor vom restlichen Antriebsstrang abzukoppeln, um z. B. mit dem Fahrzeug rein elektrisch zu fahren. Die getriebeseitig angeordnete zweite Trennkupplung dient dazu, den Verbrennungsmotor über den elektrischen Antrieb zu starten und während dieses Startvorganges das Getriebe abzukoppeln. Der elektrische Antrieb und die beiden Trennkupplungen können aus Bauraumgründen axial und radial überlagert werden, wie in 2 der DE 100 36 504 A1 gezeigt, indem die erste Trennkupplung in den Rotor des elektrischen Antriebes integriert wird. Diese aus bauraumtechnischen Gründen zumeist notwendige Integration der motorseitig angeordneten Trennkupplung in den Rotor der Elektromaschine führt jedoch zu vergleichsweise geringen Reibradien. Aufgrund dieser geringeren Reibradien sinkt aber das übertragbare Moment ab.
Aus dieser deutschen Patentanmeldung ist jedoch nur solch ein Hybridmodul bekannt, das einen relativ hohen Bauraumbedarf hat.
Ein bereits bekannter Versuch, dies zu lösen, ist durch Verwenden eines speziellen Hybridmoduls bekannt, wobei das Hybridmodul zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe wirksam ist und einen elektrischen Antrieb, eine Trennkupplung und einen Freilauf aufweist, wobei die Trennkupplung und der Freilauf parallel zueinander jeweils zur Drehmomentübertragung vom Verbrennungsmotor in Richtung Getriebe vorgesehen sind, der Freilauf ein vom Verbrennungsmotor kommendes Drehmoment in Richtung Getriebe überträgt und bei entgegengesetzt gerichtetem Drehmoment öffnet, und ein vom Freilauf übertragener Anteil am vom Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoment durch Einstellung eines von der Trennkupplung übertragbaren Drehmomentes einstellbar ist, so dass das Fahrzeug wahlweise durch den Verbrennungsmotor oder den elektrischen Antrieb oder kombiniert gleichzeitig durch beide antreibbar ist.
Mit dieser Lösung wird also die Funktion der aus dem Stand der Technik bekannten motorseitigen Trennkupplung auf zwei im Drehmomentenfluss parallel zueinander angeordnete Bauteile, nämlich eine Trennkupplung und einen Freilauf aufgeteilt. Bei offener Trennkupplung wird das gesamte vom Verbrennungsmotor erzeugte Drehmoment über den Freilauf an das Getriebe übermittelt. Der Freilauf sollte dabei dementsprechend so ausgelegt werden, dass dessen übertragbares Drehmoment dem vom Verbrennungsmotor erzeugbaren Drehmoment entspricht. Die Drehmomentenübertragungskapazität der Trennkupplung kann im erfindungsgemäßen Hybridmodul demgegenüber deutlich niedriger als das vom Verbrennungsmotor erzeugbare Drehmoment gewählt werden. Beispielsweise kann bei einem vom Verbrennungsmotor erzeugbaren Drehmoment von 700 bis 800 Nm die Trennkupplung auf 100 Nm bis 130 Nm ausgelegt werden, wohingegen der Freilauf auch auf 700 Nm bis 800 Nm ausgelegt sein sollte.
Wird die Trennkupplung teilweise geschlossen, so wird entsprechend dem von der Trennkupplung übertragbaren Drehmoment das durch den Freilauf übertragene Drehmoment verringert. Mit anderen Worten teilt sich das vom Verbrennungsmotor insgesamt erzeugte Drehmoment auf den Freilauf und auf die Trennkupplung auf, entsprechend dem von der Trennkupplung übertragenen Drehmoment, was wiederum von einer Betätigungskraft der Trennkupplung abhängt.
Dabei kann die Trennkupplung im verbrennungsmotorischen Betrieb des vorliegenden Triebstranges geschlossen bleiben bzw. geschlossen gehalten werden, so dass als Regelfall eine Drehmomentenaufteilung auf Kupplung und Freilauf erfolgt.
Unter Umständen kann es hierbei allerdings vorteilhaft sein, im verbrennungsmotorischen Betrieb die Kupplung zumindest zum Teil zu öffnen bzw. geöffnet zu halten, z.B. bei Zug-Hoch-Schaltungen oder bei Schub-Hoch-Schaltungen. Mit dieser Trennkupplung kann also Drehmoment in Richtung des Verbrennungsmotors übertragen werden. Der Freilauf öffnet dabei in dieser Übertragungsrichtung des Drehmomentes. Dementsprechend sind bei geschlossener Trennkupplung ein Anschleppen des Verbrennungsmotors aus dem elektrischen Fahren, beispielsweise bei 80 bis 130 Nm, sowie ein Übertragen eines Schubmomentes im Falle einer Batterie mit vollem Ladezustand, beispielsweise bis zum 90 Nm, realisierbar. Das erfindungsgemäße Hybridmodul umfasst daher wie vorstehend beschrieben parallel zueinander geschaltet eine Trennkupplung und einen Freilauf, wobei das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine in Richtung des Triebstrangs ausschließlich vom Freilauf, oder von Freilauf und Trennkupplung gemeinsam, oder ggf. ausschließlich über die Trennkupplung, übertragen werden kann.
Zudem werden vom Triebstrang in Richtung Verbrennungsmotor gerichtete Drehmomente ausschließlich über die Trennkupplung übertragen.
Vorteilhafterweise ist die Trennkupplung als "normally open" Kupplung ausgebildet, also im Grundzustand offen ausgebildet, und wird über eine Schließkraft zugezogen bzw. zugedrückt. Dies ist insoweit vorteilhaft, als die Kupplung im vorliegenden Triebstrang bei üblicher Betriebsweise eines mit einem solchen Hybridmodul ausgestatteten Fahrzeuges zu 70% offen ist. Der Wirkungsgrad des Aktors ist dementsprechend unter solchen Randbedingungen bei einer "normally open" Kupplung günstiger, als bei einer "normally closed" Kupplung. Vorzugsweise ist gemäß einer weiteren Variante die Trennkupplung als "normally closed" Kupplung ausgebildet, also im Grundzustand geschlossen ausgebildet, und wird über eine Öffnungskraft geöffnet, vorzugsweise aufgezogen bzw. aufgedrückt. Eine solche Trennkupplung wird insbesondere dann für den Triebstrang eines Fahrzeugs eingesetzt, wenn bei üblicher Betriebsweise, des mit diesem Hybridmodul ausgestatteten Fahrzeuges, die Trennkupplung in der Regel geschlossen ist, vorzugsweise während des Betriebs mehr als 50% der Zeit geschlossen ist, bevorzugt mehr als 60%. Der Wirkungsgrad des Aktors ist dementsprechend unter solchen Randbedingungen bei einer "normally closed" Kupplung günstiger als bei einer "normally open" Kupplung.
Allerdings haben die auf Verschraubungen zurückgreifenden bekannten Ausführungen den Nachteil, bei Axialverschraubungen radial viel Bauraum oberhalb des Wandlers für Schrauben und Werkzeuge vorhalten zu müssen und/oder bei axialen und radialen Verschraubungen eventuell zusätzliche Aussparungen in der Wandlerglocke für die Zuführung von Schrauben und Werkzeugen vorhalten zu müssen.
Aus der WO 2007/107138 A1 ist eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil bekannt, die jeweils mit einer drehbaren Welle verbindbar sind und über wenigstens ein Zwischenelement, das eine radiale Verlagerung der beiden Teile ermöglicht, antriebsmäßig gekoppelt sind, wobei das Zwischenelement mittels wenigstens zwei, die radiale Verlagerung ermöglichende, radialelastischen Bereichen einerseits mit dem Eingangsteil und andererseits mit dem Ausgangsteil gekoppelt ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Verbesserung zu den bekannten Konzepten in Bezug auf Bauraumausnutzung und Ausgleich von Radial- als auch Axialversätzen zur Verfügung zu stellen. Dabei soll eine besonders kostengünstige Variante zur Verfügung gestellt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer gattungsgemäßen Versatzausgleichseinrichtung zumindest eine Blattfeder zwischen dem Abtriebselement und dem Eingangselement so angeordnet ist, dass Kräfte und/oder Momente über die Blattfeder vom Abtriebselement zum Eingangselement leitbar sind.
Das Abtriebselement kann nach Art eines Abtriebsflansches ausgebildet sein und aus Metall, wie einer Metalllegierung gefertigt sein. Insbesondere sind solche Abtriebselemente aus Stahl gefertigt und meist als Bleche ausgebildet. Auch die Eingangselemente verwenden Metalllegierungen, Stahl und/oder Blech.
Bei einem gattungsgemäßen Antriebsstrang wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine erfindungsgemäße Versatzausgleichseinrichtung eingesetzt ist.
Während bei bekannten Anwendungen ohne Hybridmodul, bei denen häufig nasse Dopplungsgetriebe sekundärseitig an einem Zweimassenschwungrad angebunden werden und an dem Sekundärflansch Spiel im Sinne von Radialversätzen über Bogenfedern ausgleichen können, können nun wirkungsvoll sowohl Radialversätze, als auch Axialversätze ausgeglichen werden. Die Axialversätze können durch einen federnd angebundenen Sekundärflansch ausgeglichen werden. Die Erfindung ist somit insbesondere im Zusammenhang mit nassen Dopplungsgetrieben eine erhebliche Verbesserung, kann jedoch auch bei trockenen Dopplungsgetrieben eingesetzt werden.
Insbesondere bei Schaltungsaggregaten, die wie Trennkupplungen ausgebildet sind, und dabei die Form direkt betätigbarer Kupplungen oder gar Klauenkupplungen aufweisen, ist ein Einsatz der Versatzausgleichseinrichtung realisierbar, insbesondere wenn die Trennkupplung bauraum-neutral innerhalb eines Rotors einer Elektromaschine angeordnet ist, also rotorintegriert ist.
Infolge der Erfindung, kann bei Einsatz von Doppelkupplungsgetrieben in Verbindung mit einem Hybridmodul, ein zwischen den Modulen infolge von Toleranzen auftretender von Radial-, Achs- und/oder Axialversatz ausgeglichen werden. Würde auf eine solche Versatzausgleichseinrichtung verzichtet werden, würden sich Verspannungen zwischen den Modulen ergeben, die Zwangskräfte nach sich ziehen, welche die Bauteile in den einzelnen Modulen, wie etwa die Lager, wesentlich höher belasten würden. Um die Belastungen der Bauteile im Hybridmodul und in einem Doppelkupplungsgetriebe zu minimieren, kann nun die erfindungsgemäße Versatzausgleichseinrichtung eingesetzt werden. Die Radial- und Axialversätze können ausgeglichen werden, genauso wie ein durchtreibendes Torsionsmoment, vom Hybridmodul kommend, in ein Getriebe eingeleitet werden kann.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn die Blattfeder in einer Blattfederebene liegt, die parallel zu einer Bezugsebene ausgerichtet ist, in der eine Rotationsachse verläuft, um welche das Eingangselement und/oder das Abtriebselement rotierbar ist. Radialversätze lassen sich dann dadurch ausgleichen, dass sich die Blattfeder nach Art eines Biegebalkens verbiegt, wobei Axialversätze vorzugsweise dadurch ausgeglichen werden können, dass sich die Blattfeder verdrillt.
Die notwendigen Freiheitsgrade lassen sich dann zur Verfügung stellen, wenn ein Zwischenelement, wie ein Zwischenring, einerseits über zumindest eine erste Blattfeder mit dem Abtriebselement und andererseits über zumindest eine zweite Blattfeder mit dem Eingangselement verbunden ist. Der Zwischenring kann aus Metall, wie einer Metalllegierung, insbesondere Stahl gefertigt sein. Bewährt hat sich die Verwendung von Stahlblech.
Ferner ist es von Vorteil, wenn die erste Blattfeder Teil eines ersten Blattfederpaketes ist und/oder die zweite Blattfeder Teil eines zweiten Blattfederpaketes ist. Die durch die Blattfeder, bzw. die Blattfederpakete zur Verfügung gestellten Biegekraft- und/oder Torsionskraft-Aufnahmemöglichkeiten, lassen sich dann besonders fein abstimmen.
Zweckmäßig ist es auch, wenn zwei erste Blattfederpakete vorhanden sind, die zur Rotationsachse vorzugsweise 180° versetzt sind, und/oder zwei zweite Blattfederpakete vorhanden sind, die zur Rotationsachse vorzugsweise 180° versetzt angeordnet sind. Die Kräfte und Momente lassen sich dann bedarfsgerecht und gleichmäßig verteilen bzw. weiterleiten.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die beiden ersten Blattfederpakete zu den beiden zweiten Blattfederpaketen in Bezug zur Rotationsachse um 90°, versetzt angeordnet sind.
Sind sehr große axiale Versätze zu eliminieren, kann das kupplungsseitige Abtriebselement, das nach Art eines Abtriebsflansches ausgebildet ist, oder auch das getriebeseitige Eingangselement, zusätzlich mit einer „Flexplate“ oder mehreren dünnen „Flexplates“ ausgestattet werden. Als „Flexplate“ kann eine flexible Platte verstanden werden. Dabei kann auch auf die Lösung zugegriffen werden, dass das Eingangselement als in Axialrichtung flexible Platte oder als Kombination solch flexibler Platten ausgestaltet ist. Allerdings können solch flexible Platten oder eine solch flexible Platte auch zusätzlich verwendet werden.
Ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang ist auch dadurch weiterbildbar, dass ein erstes Blattfederpaket an dem Abtriebselement und einem Zwischenelement befestigt, vorzugsweise angenietet ist, und/oder ein zweites Blattfederpaket an dem Zwischenelement und dem Eingangselement befestigt, vorzugsweise angenietet ist.
Als vorteilhaft hat es sich in dem Zusammenhang auch herausgestellt, wenn das Eingangselement mit einer Getriebeeingangsnabe verbunden, vorzugsweise vernietet ist, die ihrerseits mit einem Getriebeeingangszapfen verbunden ist, vorzugsweise über eine Verzahnung verbunden ist, wobei der Getriebeeingangszapfen als Teil eines Wandlers ausbildbar ist oder ausgebildet ist.
In einem Hybridmodul, bestehend aus einer Elektromaschine und einer Trennkupplung, umfassend einem Betätigungssystem, wird zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Doppelkupplungsgetriebe die erfindungsgemäße Versatzausgleichseinrichtung angeordnet. Die Trennkupplung kann sowohl trocken, als auch nass ausgeführt sein. Anwendungen zusätzlich mit Freilauf, mit oder ohne Synchronisation, sind ebenfalls denkbar. Die Trennkupplung kann auch als Klauenkupplung oder direkt-betätigte Kupplung realisiert werden. Die Anordnung der Trennkupplung muss nicht koaxial innerhalb des Rotors der Elektromaschine angeordnet sein, kann aber so ausgerichtet sein. Eine axiale oder achsparallele Anordnung ist gleichwohl möglich. Das Betätigungssystem ist ebenfalls in unterschiedlichen Varianten denkbar, z.B. in einer hydraulischen oder elektromechanischen Ausgestaltung.
Antriebsseitig wird in einer erfindungsgemäßen Variante das Verbrennungsmotor- und Elektromaschinenmoment an einem Flansch des Freilaufs zusammen in die Versatzausgleichseinrichtung eingeleitet. Es sind auch Anwendungen ohne Freilauf denkbar, bei denen das Summentorsionsmoment direkt an einem abtriebsseitigen Deckel der Trennkupplung in die Übertragungseinrichtung eingeleitet wird. An dem kupplungsseitigen Flansch werden zwei Blattfederpakete 180° gegenüberliegend vernietet. Die Blattfederpakete sind auf der anderen Seite mit einem zentralen Zwischenring vernietet. Dafür werden dazu 90° versetzt wiederum zwei Blattfederpakete an dem Zwischenflansch vernietet, welche weiter mit dem getriebeseitigen Eingangselement vernietet sind. Der Zwischenflansch ist dabei der Zwischenring, also das Zwischenelement. Die insgesamt vier Blattfederpakete sind identisch ausführbar. Die Blattfedern sind infolge des Torsionsmoments auch zugbelastet, können aber auftretende Schubmomente ebenfalls übertragen.
Tritt nun Versatz in radialer Richtung zwischen der Trennkupplung und einer Nabe eines Doppelkupplungsgetriebes auf, werden die jeweils senkrecht zur Versatzrichtung gegenüberliegenden Blattfederpakete ausgelenkt. Die dazu senkrecht liegenden Pakete werden nicht ausgelenkt. Somit können auch bei Rotation die Versätze durch wechselseitiges Auslenken der vier Blattfederpakete kompensiert werden.
Wie bereits erläutert, können axiale Versätze durch die Verdrillung der Blattfederpakete ebenfalls ausgeglichen werden. Sind sehr große axiale Versätze zu eliminieren, kann der kupplungsseitige Abtriebsflansch oder auch das getriebeseitige Eingangselement zusätzlich mit der besagten „Flexplate“ oder mehreren dünnen „Flexplates“ ausgestattet werden.
Durch die freie Anbindung des Zwischenrings über Blattfedern, wird ähnlich von Zweimassendämpfern eine Reibeinrichtung bestehend aus einer Membran, welche z.B. am Zwischenring vernietet ist, und einem Kunststoffring, der im getriebeseitigen Flansch befestigt ist, zur Beruhigung der Versatzausgleichseinrichtung eingesetzt. Somit ist ein radiales und axiales Schwingen des Zwischenrings gedämpft. Die Anordnung der Reibeinrichtung ist auch umgekehrt bzw. auch zwischen dem kupplungsseitigem Abtriebsflansch und dem Zwischenring denkbar.
Die Reibeinrichtung kann somit als Membran ausgebildet sein. Unter einer Membran wird bspw. eine vorzugsweise verwindbare Platte verstanden, die relativ zu ihrer radialen Erstreckung eine geringe Dicke bspw. zwischen 0,1 und 2 mm aufweist. Diese Membran kann aus einem metallischen Werkstoff bestehen, bspw. aus Stahlblech. Die Membran ist am Zwischenring befestigbar und liegt mit einem freien Abschnitt entweder an dem Abtriebselement oder dem Eingangselement so an, dass bei Rotation des Zwischenelements relativ zu dem Abtriebselement und/oder dem Eingangselement eine Reibkraft zwischen der Membran und dem an ihr schleifend anliegenden Element, wie dem Abtriebselement oder dem Eingangselement, erzeugt wird. Es ist möglich, dass die Membran am Zwischenelement angeschraubt oder angenietet wird. Auch ist es möglich, dass die Membran an dem Abtriebselement angeschraubt oder angenietet ist oder an dem Eingangselement angeschraubt oder angenietet ist. In diesen beiden Fällen liegt dann ein Abschnitt der Membran schleifend am Zwischenelement an.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Membran über eine Schraube am Abtriebselement angebracht ist, die das Abtriebselement an einem Außenflansch des Schaltungsaggregates festlegt.
Durch die Erfindung sind die Reaktionskräfte auf die beteiligten Module minimal. Die besagte zusätzliche Reibeinrichtung verhindert das freie Schwingen des Zwischenelementes. Radiale und axiale Achsversätze zwischen einem Hybridmodul und einem Doppelkupplungsgetriebe sind ausgleichbar.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs, in dem eine erfindungsgemäße Versatzausgleichseinrichtung eingebaut ist,
2 eine Ansicht von einer Stirnseite der Versatzausgleichseinrichtung in Richtung einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Darstellung aus 1 einem Schnitt entlang der Linie I entspricht,
3a einen Detailschnitt entlang der Linie III a aus 2 durch einen Abschnitt des Antriebsstrangs der 1 und 2, und
3b einen Schnitt entlang der Linie III b aus 2 durch die erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs der 1 und 2.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang 1 dargestellt. Der Antriebsstrang ist nur abschnittsweise dargestellt, weist jedoch eine erfindungsgemäße Versatzausgleichseinrichtung 2 auf. Der Antriebsstrang 1 ist zwischen einer nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine und einem nicht dargestellten Getriebe befindlich und weist ein Hybridmodul 3 auf. Das Hybridmodul 3 umfasst eine Elektromaschine 4 und ein Schaltungsaggregat 5. Das Schaltungsaggregat 5 kann als Trennkupplung ausgestaltet sein, als direkt betätigbare Kupplung und/oder als Klauenkupplung.
Die Verbrennungskraftmaschine treibt eine Flanschwelle 6 an. Das Schaltungsaggregat 5 weist ein kupplungsseitiges Abtriebselement 7 auf, das nach Art eines Abtriebsflansches ausgebildet ist. Drehmoment wird von dem Schaltungsaggregat 5 über die Versatzausgleichseinrichtung 2 einer Drehmomentaufnahmeeinrichtung 8 zugeführt. Die Drehmomentaufnahmeeinrichtung 8 kann als Wandler 9 mit einem Wandlergehäuse 10 ausgebildet sein. Die Versatzausgleichseinrichtung 2 kann Teil einer Freilauftrennkupplungsanordnung sein.
Sie kann an einer Verbindungsstelle zwischen einem Doppelkupplungsgetriebe und dem Hybridmodul 3 eingesetzt sein und erfüllt die Notwendigkeit eines Ausgleichs von Radial-/Achs-/Axial-Versätzen. Abtriebsseitig einer Freilauftrennkupplung wird in der hier vorgestellten Variante das Verbrennungsmotor- und Elektromaschinenmoment an einen Flansch eines Freilaufs 11 gemeinsam in die Versatzausgleichseinrichtung 2 eingeleitet. Die Versatzausgleichseinrichtung 2 agiert als Übertragungseinheit und weist das als Abtriebsflansch ausgebildete kupplungsseitige Abtriebselement 7, ein zentrales Zwischenelement 12, ein getriebeseitiges Eingangselement 13, mehrere Blattfedern 14 und eine optionale Reibeinrichtung 15 auf. Die einzelnen Blattfedern können als Blattfederpakete 16 kombiniert sein.
Die Reibeinrichtung 15 ist in 1 nicht zu erkennen, wohl aber in den 3a und 3b. Die Reibeinrichtung 15 kann eine Membran 17 aufweisen. Das kupplungsseitige Abtriebselement 7, das getriebeseitige Eingangselement 13 und das zentrale Zwischenelement 12 können um eine gemeinsame Rotationsachse 18 rotieren. Die Rotationsachse 18 gibt die Axialrichtung vor, wobei orthogonal dazu die Radialrichtung festgelegt ist.
In 1 ist ein Ausschnitt des erfindungsgemäßen Antriebsstranges 1 dargestellt. Dieser erfindungsgemäße Antriebsstrang 1 findet Einsatz in einem Kraftfahrzeug, wie einem Pkw oder einem Lkw, das sowohl eine nicht dargestellte Verbrennungskraftmaschine als auch das Hybridmodul 3, umfassend die Elektromaschine 4 und das Schaltungsaggregat 5 einsetzt.
Die Elektromaschine 4, die als Elektromotor ausgebildet ist, ist auch als Generator nutzbar. Das Schaltungsaggregat 5 ist hier als Doppelkupplung mit dem Freilauf 11 ausgebildet.
Die Elektromaschine 4 weist einen Stator 19 und einen Rotor 20 auf. Der Rotor 20 ist über einen Stift 21 an einem rohrförmigen Bauteil 22 angebunden. Das rohrförmige Bauteil 22 stützt sich über einen Verbindungsflansch 23 an einem Zentrallager 24 ab. Das Zentrallager 24 ist als Wälzlager ausgebildet. Das Zentrallager 24 ist in ein hülsenförmiges Bauteil 25, das Teil eines Betätigungssystems des Schaltungsaggregates 5 ist, eingesetzt.
Ein von der Elektromaschine 4 erzeugtes Drehmoment wird über das rohrförmige Bauteil 22 an einen Topf 26 weitergegeben, der über eine Verbindung, wie eine Schraube 27 mit einem Freilaufflansch 28 fest verbunden ist. Das Drehmoment wird dann über das am Freilaufflansch 28 angeschraubte kupplungsseitige Abtriebselement 7 weitergeleitet.
Über eine Vernietung wird das Drehmoment dann an zwei Blattfederpakete 16, nämlich zwei erste Blattfederpakete 29 weitergegeben. Dies ist besonders gut in 2 zu erkennen. Dort ist auch zu erkennen, dass das Drehmoment dann über eine Vernietung an das zentrale Zwischenelement 12 weitergeleitet wird, wobei das zentrale Zwischenelement 12 als Zwischenring ausgebildet ist. Dieser grundsätzlich beweglich gelagerte Zwischenring ermöglicht dann das Weiterleiten des Drehmoments über eine Vernietung an zwei weitere Blattfederpakete 16, nämlich zwei zweite Blattfederpakete 30.
Über eine weitere Vernietung wird dann das Drehmoment an das getriebeseitige Eingangselement 13 geleitet. Wie in den 3a und 3b zu erkennen ist, ist die Reibeinrichtung 15 über einen Niet 31 am Zwischenring, also dem zentralen Zwischenelement 12 befestigt. Die Membran 17 der Reibeinrichtung 15 liegt schleifend auf der dem Hybridmodul 3 zugewandten Seite des getriebeseitigen Eingangselementes 13 an.
Die Membran 17 kann alternativ auch an einer Schraube 32 befestigt sein, oder eine weitere Membran 17 kann dort befestigt sein und schleifend am zentralen Zwischenelement 12 anliegen.
Drehmoment kann somit von der Elektromaschine 4 zum Wandler 9 verbracht werden.
Alternativ oder zusätzlich ist ein Drehmomentübertragungsweg möglich, der von einer nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine zu der Flanschwelle 6 verläuft und dann zu dem Freilauf 11, der neben einem Wälzlager 33 zwischen einem über einen Niet 34 an der Flanschwelle 6 angebrachten Element und/oder dem getriebeseitigen Eingangselement 13 befindlich ist. Der Freilauf 11 weist einen Freilaufkörper 35 auf, der drehmomentweitergebend mit dem Freilaufflansch 28 agiert. Allerdings ist der Freilauf 11 so gestaltet, dass Drehmoment nicht in umgekehrter Richtung, nämlich vom Freilaufflansch 28 auf die Flanschwelle 6 übertragen werden kann.
Ein Zahnblech 36 ist über eine Steckverzahnung mit einer Kupplungsscheibe 37 verbunden, die über nur angedeutete Betätigungsorgane an dem Topf 26 anpressbar sind. Bei in Anlage mit dem Topf 26 befindlichen Kupplungsscheiben 37 kann Drehmoment von der Elektromaschine 4 über die Flanschwelle 6 im Zuge der Verbrennungskraftmaschine zum Starten derselben übertragen werden. Die Kupplungsscheibe 37 umfasst zumindest einen Träger und Reibscheiben.
Der Topf 26 kann als Schwungrad ausgebildet sein und der Freilaufflansch 28 als Außenflansch.
Die Flanschwelle 6 kann auch als Zwischenwelle bezeichnet werden. Das Wälzlager 33 agiert als Freilauflager. Der Freilaufkörper 35 ist nach Art einer Klemmrolle ausgestaltet.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsstrang
2: Versatzausgleichseinrichtung
3: Hybridmodul
4: Elektromaschine
5: Schaltungsaggregat
6: Flanschwelle
7: Abtriebselement
8: Drehmomentaufnahmeeinrichtung
9: Wandler
10: Wandlergehäuse
11: Freilauf
12: zentrales Zwischenelement
13: getriebeseitiges Eingangselement
14: Blattfeder
15: Reibeinrichtung
16: Blattfederpaket
17: Membran
18: Rotationsachse
19: Stator
20: Rotor
21: Stift
22: rohrförmiges Bauteil
23: Verbindungsflansch
24: Zentrallager
25: hülsenförmiges Bauteil
26: Topf
27: Schraube
28: Freilaufflansch
29: erstes Blattfederpaket
30: zweites Blattfederpaket
31: Niet
32: Schraube
33: Wälzlager
34: Niet
35: Freilaufkörper
36: Zahnblech
37: Kupplungsscheibe
38: Getriebeeingangsnabe
39: Getriebeeingangszapfen

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

WO 2007/000131 A2 [0004]
WO 2007/118449 A2 [0004]
EP 1347210 B1 [0004]
DE 10036504 A1 [0004, 0005, 0005]
WO 2007/107138 A1 [0015]

Claims

Versatzausgleichseinrichtung (2) für einen Antriebsstrang (1) eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws oder eines Lkws, mit einem kupplungsseitigen Abtriebselement (7) und einem getriebeseitigen Eingangselement (13), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Blattfeder (14) zwischen dem Abtriebselement (7) und dem Eingangselement (13) so angeordnet ist, dass Kräfte und/oder Momente über die Blattfeder (14) vom Abtriebselement (7) zum Eingangselement (13) leitbar sind.
Versatzausgleichseinrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (14) in einer Blattfederebene liegt, die parallel zu einer Bezugsebene ausgerichtet ist, in der eine Rotationsachse (18) verläuft, um die das Eingangselement (13) und/oder das Abtriebselement (7) rotierbar ist.
Versatzausgleichseinrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenelement (12) wie ein Zwischenring, einerseits über zumindest eine erste Blattfeder mit dem Abtriebselement (7) und andererseits über zumindest eine zweite Blattfeder mit dem Eingangselement (13) verbunden ist.
Versatzausgleichseinrichtung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Blattfeder Teil eines ersten Blattfederpaketes (29) ist und/oder die zweite Blattfeder Teil eines zweiten Blattfederpaketes (30) ist.
Versatzausgleichseinrichtung (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei erste Blattfederpakete (29) vorhanden sind, die zur Rotationsachse (18) vorzugsweise 180° versetzt angeordnet sind, und/oder zwei zweite Blattfederpakete (30) vorhanden sind, die zur Rotationsachse (18) vorzugsweise 180° versetzt angeordnet sind.
Versatzausgleichseinrichtung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ersten Blattfederpakete (29) zu den beiden zweiten Blattfederpaketen (30) in Bezug zur Rotationsachse (18) um 90° versetzt angeordnet sind.
Versatzausgleichseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangselement (13) als in Axialrichtung flexible Platte oder als Kombination solch flexibler Platten ausgestaltet ist oder eine oder mehrere solcher Platten zusätzlich zum Eingangselement (13) eingesetzt ist/sind und/oder eine Reibeinrichtung (15) eingesetzt ist.
Antriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug, zwischen einer Verbrennungskraftmaschine und einem Getriebe, wobei ein Hybridmodul (3), umfassend eine Elektromaschine (4) und ein Schaltungsaggregat (5) mit einem Abtriebselement (7) zwischen einer verbrennungsmotorisch antreibbaren Flanschwelle (6) und einem getriebeseitigen Eingangselement (13) befindlich ist, wobei ferner das Schaltungsaggregat (5) zum Entkoppeln der Elektromaschine (4) von der Flanschwelle (6) ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Versatzausgleichseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 eingesetzt ist.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Blattfederpaket (29) an dem Abtriebselement (7) und einem Zwischenelement (12) befestigt, vorzugsweise angenietet ist, und/oder ein zweites Blattfederpaket (30) an dem Zwischenelement (12) und dem Eingangselement (13) befestigt, vorzugsweise angenietet ist.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangselement (13) mit einer Getriebeeingangsnabe (38) verbunden, vorzugsweise vernietet ist, die ihrerseits mit einem Getriebeeingangszapfen (39) verbunden ist, vorzugsweise über eine Verzahnung, wobei der Getriebeeingangszapfen (39) als Teil eines Wandlers (9) ausbildbar ist.