DE102014220417B4

DE102014220417B4 - Drehmomentübertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE102014220417B4
Application number: DE102014220417.8A
Authority: DE
Inventors: Evgenij Franz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-10-08
Filing date: 2014-10-08
Publication date: 2023-06-22
Anticipated expiration: 2034-10-09
Also published as: DE102014220417A1

Abstract

Drehmomentübertragungseinrichtung (1) in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Stützlager (3), das über eine in Umfangsrichtung wirkende formschlüssige Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung wirkende formschlüssige Verbindung Wälzkörper (22-27) umfasst, die in mindestens einem sich in axialer Richtung erstreckenden Aufnahmeraum zwischen der Getriebeeingangswelle (10) und dem Stützlager (3) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Stützlager, das über eine in Umfangsrichtung wirkende formschlüssige Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle verbunden ist.
Aus der internationalen Veröffentlichung WO 2012/062268 A1 ist eine Drehmomentübertragungseinrichtung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bekannt, welche an einer Getriebeeingangswelle über ein Stützlager abgestützt ist, wobei die Getriebeeingangswelle und das Stützlager über eine in Umfangsrichtung formschlüssig wirkende Verbindung miteinander verbunden sind.
Weitere Drehmomentübertragungseinrichtungen, die für die vorliegende Erfindung von allgemeinem Interesse sind, sind aus der DE 27 37 104 A1 und FR 2 838 093 A1 bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehmomentübertragungseinrichtung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Stützlager, das über eine in Umfangsrichtung wirkende formschlüssige Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle verbunden ist, insbesondere im Hinblick auf eine spielfreie und leicht gängige axial bewegliche Lagerung, zu vereinfachen.
Die Aufgabe ist bei einer Drehmomentübertragungseinrichtung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Stützlager, das über eine in Umfangsrichtung wirkende formschlüssige Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle verbunden ist, dadurch gelöst, dass die in Umfangsrichtung wirkende formschlüssige Verbindung Wälzkörper umfasst, die in mindestens einem sich in axialer Richtung erstreckenden Aufnahmeraum zwischen der Getriebeeingangswelle und dem Stützlager angeordnet sind. Die Wälzkörper sind in dem sich in axialer Richtung erstreckenden Aufnahmeraum so geführt, dass sich das Stützlager in axialer Richtung relativ zu der Getriebeeingangswelle bewegen kann, und umgekehrt. Durch die Wälzkörper wird auf einfache Art und Weise eine drehfeste Verbindung zwischen dem Stützlager und der Getriebeeingangswelle bei gleichzeitiger axialer Bewegbarkeit der beiden Teile relativ zueinander ermöglicht. Bei der Drehmomentübertragungseinrichtung handelt es sich zum Beispiel um eine Kupplung, insbesondere um eine Doppelkupplung. Die Kupplung beziehungsweise Doppelkupplung ist vorzugsweise als trocken laufende Kupplung beziehungsweise Doppelkupplung ausgeführt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der sich in axialer Richtung erstreckende Aufnahmeraum von einer außen in der Getriebeeingangswelle vorgesehenen Axialnut begrenzt wird. Die Axialnut ermöglicht zum einen eine axiale Bewegung der Wälzkörper. Darüber hinaus ermöglicht die Axialnut durch eine formschlüssige Aufnahme der Wälzkörper die Darstellung der drehfesten Verbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und dem Stützlager. Der Querschnitt der Axialnut in der Getriebeeingangswelle ist vorteilhaft an die Gestalt der Wälzkörper angepasst.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der sich in axialer Richtung erstreckende Aufnahmeraum von einer innen in einem Lagerinnenring des vorzugsweise als Wälzlager ausgeführten Stützlagers vorgesehenen Axialnut begrenzt wird. Die Axialnut ermöglicht eine axiale Bewegung der Wälzkörper und durch die formschlüssige Aufnahme der Wälzkörper in der Axialnut eine drehfeste Verbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und dem Stützlager. Der Querschnitt der Axialnut in dem Lagerinnenring ist vorzugsweise an die Gestalt der Wälzkörper angepasst.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper der in Umfangsrichtung wirkenden formschlüssigen Verbindung in einem Käfig geführt sind. Dadurch wird auf einfache Art und Weise ein unerwünschtes Lösen oder Herausfallen der Wälzkörper im Betrieb der Drehmomentübertragungseinrichtung verhindert. Der Käfig kann aus Metallblech oder aus einem geeigneten Kunststoffmaterial gebildet sein. Zur Aufnahme beziehungsweise Führung der Wälzkörper ist der Käfig vorzugsweise mit mehreren Ausnehmungen ausgestattet, deren Gestalt an die Gestalt der Wälzkörper angepasst ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung wirkende formschlüssige Verbindung drei Axialnuten in der Getriebeeingangswelle und drei Axialnuten in dem Lagerinnenring des Stützlagers umfasst. Diese Anzahl und Anordnung haben sich bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen als besonders vorteilhaft erwiesen. Eine höhere Anzahl der Axialnuten ist ebenfalls möglich.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die drei Axialnuten in der Getriebeeingangswelle und in dem Lagerinnenring des Stützlagers in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind. Durch diese axialsymmetrische Anordnung der Axialnuten mit den darin angeordneten Wälzkörpern wird zum einen eine stabile drehfeste Verbindung zwischen der Getriebeeingangswelle und dem Lagerinnenring des Stützlagers ermöglicht. Darüber hinaus wird durch die gleichmäßige Verteilung in Umfangsrichtung ein unerwünschtes Auftreten von Unwuchten im Betrieb der Drehmomentübertragungseinrichtung verhindert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Axialnuten jeweils halbkreisförmige Nutquerschnitte aufweisen. Je nach Gestalt der verwendeten Wälzkörper können die Nutquerschnitte der Axialnuten aber auch anders gestaltet sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass in jedem sich in axialer Richtung erstreckenden Aufnahmeraum mindestens zwei Wälzkörper angeordnet sind. Dadurch wird auf einfache Art und Weise ein unerwünschtes Verkippen des Lagerinnenrings relativ zu der Getriebeeingangswelle, und umgekehrt, verhindert. Dabei sind die mindestens zwei Wälzkörper in axialer Richtung etwas beabstandet. Der Abstand zwischen den mindestens zwei Wälzkörpern kann auf einfache Art und Weise mit Hilfe des Käfigs im Betrieb der Drehmomentübertragungseinrichtung konstant gehalten werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper der in Umfangsrichtung wirkenden formschlüssigen Verbindung als Kugeln ausgeführt sind. Dabei können vorteilhaft Kugeln verwendet werden, wie sie auch in Wälzlagern eingesetzt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung als Kupplung, insbesondere als Doppelkupplung, ausgeführt ist, wobei das Stützlager ein Zentrallager der Kupplung, insbesondere der Doppelkupplung, darstellt. Die Getriebeeingangswelle der Drehmomentübertragungseinrichtung ist vorteilhaft als Hohlwelle ausgeführt. Die Kupplung, insbesondere Doppelkupplung, ist vorzugsweise als trockenlaufende Reibungskupplung ausgeführt. Der Aufbau einer trockenlaufenden Reibungskupplung ist zum Beispiel in der internationalen Veröffentlichung WO 2012/062268 A1 , beschrieben.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer in Umfangsrichtung wirkenden formschlüssigen Verbindung, die Wälzkörper und einen Käfig umfasst;
2 den Käfig mit den Wälzkörpern aus 1 alleine im Schnitt und
3 die Drehmomentübertragungseinrichtung aus 1 im Längsschnitt.

In den 1 und 3 ist eine Drehmomentübertragungseinrichtung 1 mit einem Stützlager 3 und einer Getriebeeingangswelle 10 dargestellt, die als Hohlwelle ausgeführt ist. Die Drehmomentübertragungseinrichtung ist so oder so ähnlich ausgeführt, wie die in der WO 2012/062268 A1 beschriebene Drehmomentübertragungseinrichtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Ausführung des Stützlagers 3, das einen Lageraußenring 4 und einen Lagerinnenring 5 umfasst. Bei dem Stützlager 3 handelt es sich um ein Zentrallager der vorzugsweise als Doppelkupplung ausgeführten Drehmomentübertragungseinrichtung 1. Dabei ist das Zentrallager 3, wie man in 3 sieht, als Wälzlager ausgeführt.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung ist, wie die in der WO 2012/062268 A1 beschriebene Drehmomentübertragungseinrichtung, als Doppelkupplung mit zwei trockenlaufenden Reibungskupplungen (nicht dargestellt) ausgeführt. Die Doppelkupplung dient im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur Drehmomentübertragung. Unter Kraftfahrzeug werden auch Traktoren, Arbeitsmaschinen, Lastkraftwagen, Personenkraftwagen und dergleichen verstanden.
Der Antriebsstrang verbindet einen Verbrennungsmotor mit angetriebenen Rädern und umfasst neben dem Kupplungsaggregat ein Parallelschaltgetriebe sowie weitere Übertragungsmittel, wie Wellen, Differenzialgetriebe und dergleichen. Das Kupplungsaggregat umfasst zusätzlich zu der als Hohlwelle ausgeführten Getriebeeingangswelle 10 eine weitere (nicht dargestellte) Getriebeeingangswelle, die in der Getriebeeingangswelle 10 drehbar angeordnet ist.
In den 1 und 3 ist ein Wellenende 8 der Getriebeeingangswelle 10 dargestellt. Das Wellenende 8 der Getriebeeingangswelle 10 weist außen drei Axialnuten 11 bis 13 auf, die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind. Die drei Axialnuten 11 bis 13 erstrecken sich in axialer Richtung bis zu einem Verzahnungsbereich 15 der Getriebeeingangswelle 10.
Den Axialnuten 11 bis 13 außen in der Getriebeeingangswelle 10 sind drei Axialnuten 21 zugeordnet, die innen in dem Lagerinnenring 5 des Stützlagers oder Zentrallagers 3 vorgesehen sind und von denen in den 1 und 3 nur die Axialnut 21 sichtbar ist.
Die Axialnuten 11 bis 13 und 21 sind einander paarweise zugeordnet und stellen jeweils einen von drei Aufnahmeräumen für insgesamt acht Wälzkörper 22 bis 27 dar. Die Wälzkörper 22 bis 27 sind als Kugeln ausgeführt.
Die Axialnuten 11 bis 13 und 21 haben jeweils einen halbkreisförmigen Nutquerschnitt. Die Gestalt der Nutquerschnitte der Axialnuten 11 bis 13 und 21 sind an die Gestalt der Wälzkörper 22 bis 27 angepasst.
In jedem der Aufnahmeräume, die von jeweils zwei Axialnuten 11 und 21 begrenzt werden, sind jeweils zwei Wälzkörper 24, 25 angeordnet. Die Wälzkörper 24, 25 sind, wie man insbesondere in 2 sieht, durch einen Käfig 30 geführt. Zur Führung oder Aufnahme der Wälzkörper 24, 25 umfasst der Käfig 30 insgesamt acht Ausnehmungen 32 bis 37.
Die Ausnehmungen 32 bis 37 erstrecken sich durch einen Ringkörper des Käfigs 30. Die Gestalt der Ausnehmungen 32 bis 37 ist an die Gestalt der Wälzkörper 22 bis 27 angepasst. Dabei ragen die Wälzkörper 22 bis 27 radial innen und radial außen aus dem Ringkörper des Käfigs 30 heraus.
An dem Lagerinnenring 5 des Stützlagers 3 sind drei halbkreisförmige Axialnuten 21 angebracht, die an dem Umfang des Lagerinnenrings 5 axialsymmetrisch verteilt sind. Die als Hohlwelle ausgeführte Getriebeeingangswelle 10 umfasst ebenfalls drei halbkreisförmige Axialnuten 11 bis 13.
In den Axialnuten 11 bis 13 und 21 sind zwischen der Getriebeeingangswelle 10 und dem Lagerinnenring 5 des Stützlagers 3 die Wälzkörper 22 bis 27 angeordnet. Die Axialnuten 11 bis 13 und 21 haben die Funktion einer Laufbahn für die Wälzkörper 22 bis 27.
Außerdem wird durch die formschlüssige Aufnahme der Wälzkörper 22 bis 27 in den Axialnuten 11 bis 13 und 21 verhindert, dass sich der Innenring 5 des Stützlagers 3 relativ zu der Hohlwelle 10 verdrehen kann. Dabei werden die Wälzkörper 22 bis 27 von dem Käfig 30 in ihrer Position gehalten.
Ein Sicherungsring 40 verhindert ein unerwünschtes Abrutschen des Stützlagers 3 von dem Wellenende 8. Darüber hinaus nimmt der Sicherungsring 40 axiale Kräfte eines (nicht dargestellten) Einrücksystems im Betrieb des Kupplungsaggregats auf. Zu diesem Zweck ist der Sicherungsring 40 in einer Ringnut 41 an dem Wellenende 8 der Getriebeeingangswelle 10 aufgenommen.
Bezugszeichenliste

1: Drehmomentübertragungseinrichtung
2
3: Stützlager
4: Lageraußenring
5: Lagerinnenring
6
7
8: Wellenende
9
10: Getriebeeingangswelle
11: Axialnut
12: Axialnut
13: Axialnut
14
15: Verzahnungsbereich
16
17
18
19
20
21: Axialnut
22: Wälzkörper
23: Wälzkörper
24: Wälzkörper
25: Wälzkörper
26: Wälzkörper
27: Wälzkörper
28
29
30: Käfig
31
32: Ausnehmung
33: Ausnehmung
34: Ausnehmung
35: Ausnehmung
36: Ausnehmung
37: Ausnehmung
38
39
40: Sicherungsring
41: Ringnut

Claims

Drehmomentübertragungseinrichtung (1) in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Stützlager (3), das über eine in Umfangsrichtung wirkende formschlüssige Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung wirkende formschlüssige Verbindung Wälzkörper (22-27) umfasst, die in mindestens einem sich in axialer Richtung erstreckenden Aufnahmeraum zwischen der Getriebeeingangswelle (10) und dem Stützlager (3) angeordnet sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der sich in axialer Richtung erstreckende Aufnahmeraum von einer außen in der Getriebeeingangswelle (10) vorgesehenen Axialnut (11-13) begrenzt wird.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der sich in axialer Richtung erstreckende Aufnahmeraum von einer innen in einem Lagerinnenring (5) des Stützlagers (3) vorgesehenen Axialnut (21) begrenzt wird.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (22 bis 27) der in Umfangsrichtung wirkenden formschlüssigen Verbindung in einem Käfig (30) geführt sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung wirkende formschlüssige Verbindung mindestens drei Axialnuten (11-13) in der Getriebeeingangswelle (10) und mindestens drei Axialnuten (21) in dem Lagerinnenring (5) des Stützlagers (3) umfasst.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Axialnuten (11-13 und 21) in der Getriebeeingangswelle (10) und in dem Lagerinnenring (5) des Stützlagers (3) in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialnuten (11-13)jeweils halbkreisförmige Nutquerschnitte aufweisen.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem sich in axialer Richtung erstreckenden Aufnahmeraum mindestens zwei Wälzkörper (22-27) angeordnet sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (22-27) der in Umfangsrichtung wirkenden formschlüssigen Verbindung als Kugeln ausgeführt sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung (1) als Kupplung ausgeführt ist, wobei das Stützlager (3) ein Zentrallager der Kupplung darstellt.