DE102015206734B4 - Ausgleichsvorrichtung für radialen Versatz und axialen Versatz zum drehmomentübertragenden Verbinden von einer Ausgangswelle mit einer Eingangswelle - Google Patents

Ausgleichsvorrichtung für radialen Versatz und axialen Versatz zum drehmomentübertragenden Verbinden von einer Ausgangswelle mit einer Eingangswelle Download PDF

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    • B60K17/02Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of clutch

Abstract

Ausgleichsvorrichtung (1) für radialen Versatz (44) und axialen Versatz (45) zum drehmomentübertragenden Verbinden von einer Ausgangswelle (2) mit einer Eingangswelle (3), wobei die Ausgleichsvorrichtung (1) aufweist:eine erste Laschen-Scheibe (4) mit einem ersten Verbindungsabschnitt (6) und einem ersten Anbindungsabschnitt (8), die durch eine Mehrzahl von separaten radial auskragenden ersten Laschen (10) miteinander verbunden sind; undeine zweite Laschen-Scheibe (5) mit einem zweiten Verbindungsabschnitt (7) und einem zweiten Anbindungsabschnitt (9), die durch eine Mehrzahl von separaten radial auskragenden zweiten Laschen (11) miteinander verbunden sind, wobeider erste Verbindungsabschnitt (6) und der zweite Verbindungsabschnitt (7) zum drehmomentübertragenden Verbinden der ersten Laschen-Scheibe (4) mit der zweiten Laschen-Scheibe (5) auf einem gemeinsamen ersten Umfangsradius (12) angeordnet sind,der erste Verbindungsabschnitt (6) relativ zu dem ersten Anbindungsabschnitt (8) axial versetzt angeordnet ist,die radial auskragenden ersten Laschen (10) der ersten Laschen-Scheibe (4) die axiale Versetzung überbrücken, unddie beiden Anbindungsabschnitte (8,9) jeweils zum drehmomentübertragenden Verbinden mit einer Ausgangswelle (2) beziehungsweise einer Eingangswelle (3) eingerichtet sind,dadurch gekennzeichnet, dassder zweite Anbindungsabschnitt (9) und der zweite Verbindungsabschnitt (7) keine axiale Versetzung zueinander aufweisen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ausgleichsvorrichtung für radialen Versatz und axialen Versatz zum drehmomentübertragenden Verbinden von einer Ausgangswelle mit einer Eingangswelle, sowie einen Antriebsstrang, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
  • Sollen verschiedene Elemente innerhalb eines Antriebsstrangs entlang einer Rotationsachse aufeinander zur Übertragung eines Drehmoments ausgerichtet werden, so tritt aufgrund von Fertigungstoleranzen und/oder infolge von Montagetoleranzen radialer Versatz und/oder axialer Versatz auf. Wird ein solcher Versatz, insbesondere der radiale Versatz, nicht ausgeglichen, so treten an den Lagern hohe Zwangskräfte auf, welche die Lebensdauer der Lager unter Umständen deutlich verkürzen können. Mit den zunehmend größeren zu übertragenden Drehmomenten, insbesondere im Bereich der Personenkraftwagen, verschärft sich diese Problematik. Weiterhin wird der zur Verfügung stehende Bauraum infolge der Zunahme der Anzahl der verwendeten Aggregate in einem Antriebsstrang immer geringer, sodass bauraumsparende Elemente eingesetzt werden müssen. Vorbekannte Radialausgleichselemente sind bisher entweder aufwendig in der Fertigung oder benötigen einen großen Bauraum. Alternativ wird eine aufwändige Zentrierung mit entsprechenden Zentrierstiften vorgenommen, um einen radialen Versatz möglichst gut zu reduzieren.
  • Aus jede der US 3 677 031 A und der DE 74 35 748 U ist eine Ausgleichsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
  • Bezüglich weiteren Standes der Technik wird auf die DE 10 2012 101 012 A1 verwiesen.
  • Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung der Aufgabe, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden.
  • Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausführungsformen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden.
  • Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
  • Die Erfindung betrifft eine Ausgleichsvorrichtung für radialen Versatz und axialen Versatz zum drehmomentübertragenden Verbinden von einer Ausgangswelle mit einer Eingangswelle, welche zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
    • - eine erste Laschen-Scheibe mit einem ersten Verbindungsabschnitt und mit einem ersten Anbindungsabschnitt, wobei der erste Verbindungsabschnitt durch eine Mehrzahl von separaten radial auskragenden ersten Laschen mit dem ersten Anbindungsabschnitt verbunden ist; und
    • - eine zweite Laschen-Scheibe mit einem zweiten Verbindungsabschnitt und mit einem zweiten Anbindungsabschnitt, wobei der zweite Verbindungsabschnitt durch eine Mehrzahl von separaten radial auskragenden zweiten Laschen mit dem zweiten Anbindungsabschnitt verbunden ist,
    wobei der erste Verbindungsabschnitt und der zweite Verbindungsabschnitt zum drehmomentübertragenden Verbinden der ersten Laschen-Scheibe mit der zweiten Laschen-Scheibe auf einem gemeinsamen ersten Umfangsradius angeordnet sind, und
    wobei der erste Verbindungsabschnitt relativ zum ersten Anbindungsabschnitt axial versetzt angeordnet ist, wobei die radial auskragenden ersten Laschen der ersten Laschen-Scheibe die axiale Versetzung überbrücken, und
    wobei die beiden Anbindungsabschnitte jeweils zum drehmomentübertragenden Verbinden mit einer Ausgangswelle beziehungsweise einer Eingangswelle eingerichtet sind.
  • Die hier vorgeschlagene Ausgleichsvorrichtung kennzeichnet sich vor allem dadurch, dass sie einen sehr geringen axialen Bauraum benötigt. Dabei weist sie zugleich eine ausreichende Drehmomentsteifigkeit auf, um die erforderlichen hohen Drehmomente, zum Beispiel einer Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, übertragen zu können.
  • Die Ausgleichsvorrichtung umfasst eine erste Laschen-Scheibe und eine zweite Laschen-Scheibe, welche im Betrieb über einen gemeinsamen ersten Umfangsradius mittels des ersten Verbindungsabschnitts und mittels des zweiten Verbindungsabschnitts miteinander drehmomentübertragend verbunden sind. Der erste Anbindungsabschnitt und der zweite Anbindungsabschnitt sind jeweils zum Übertragen eines Drehmoments mit angrenzenden Bauteilen verbindbar und weisen hierzu jeweils geeignete Radien auf, welche mit dem jeweils angrenzenden Bauteil korrespondieren. Die Verbindungsabschnitte sind hierbei jeweils durch erste Laschen beziehungsweise zweite Laschen mit den jeweiligen Anbindungsabschnitten (einstückig) verbunden, sodass ein jeweiliger Verbindungsabschnitt mit dem korrespondierenden Anbindungsabschnitt, zumindest axial, elastisch verbunden ist.
  • Die Ausgleichsvorrichtung weist ein Zentrum auf, auf welches der erste Umfangsradius bezogen ist, wobei die Ausgleichsvorrichtung mit dem Zentrum auf der gemeinsamen idealen Achse (ohne technisch bedingten radialen Versatz) einer Eingangswelle und eine Ausgangswelle, welche miteinander verbunden werden sollen, angeordnet ist.
  • Die erste Laschen-Scheibe weist hierbei einen ersten Verbindungsabschnitt auf, welcher relativ zum ersten Anbindungsabschnitt eine axiale Versetzung aufweist. Die ersten Laschen der ersten Laschen-Scheibe erstrecken sich hierbei über diese axiale Versetzung, sodass bevorzugt eine Kegelstumpfform wie bei einer Tellerfeder gebildet ist. Hierdurch wird eine Verbiegung der Laschen nach radial innen beziehungsweise radial außen erleichtert, wodurch ein radialer Versatz ausgeglichen wird. Insgesamt ergibt sich eine Verbindung im Betrieb von radial Innen nach radial Außen, wieder nach radial Innen, wie bei einem Faltenbalg, zum Beispiel einer Ziehharmonika. Die ersten Laschen sind dabei von innen nach außen in axialer Richtung geneigt, sodass eine erste Verbindungsebene des ersten Verbindungsabschnitts bezogen auf den Übergang der ersten Laschen zum ersten Anbindungsabschnitt eine axiale Versetzung aufweist. Bevorzugt ist die erste Anbindungsebene des ersten Anbindungsabschnitts um die besagte axiale Versetzung zum ersten Verbindungsabschnitt versetzt.
  • Im Betrieb weisen die beiden Anbindungsabschnitte relativ zueinander einen radialen Versatz auf. Der radiale Versatz wird mittels der verbundenen ersten Laschen und zweiten Laschen in eine axiale Verformung der verbundenen Laschen umgesetzt. Bei einem solchen konstruktionsbedingten und/oder montagebedingten (im Vergleich zu einem festen räumlichen Koordinatensystem) festen radialen Versatz zwischen zu verbindender Ausgangswelle und Eingangswelle, der also unabhängig von der Drehungsstellung der Ausgangswelle und der Eingangswelle ist, durchwandern die Laschen über einen Umlauf die oben beschriebene Verformung. Das heißt, von einem mit den Laschen-Scheiben mitrotierenden Koordinatensystem betrachtet rotiert die Verformung durch die einzelnen umfänglich angeordneten Laschen.
  • Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass durch die miteinander verbundenen Laschen auch ein axialer Versatz ausgleichbar ist. Ein reiner axialer Versatz wird durch eine über den Umfang gleichmäßige Abnahme, bei einem vergrößerten Abstand zwischen der Ausgangswelle und der Eingangswelle, beziehungsweise Zunahme, bei einem verringerten Abstand zwischen der Ausgangswelle und Eingangswelle, des gemeinsamen ersten Umfangsradius ausgeglichen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Ausgleichsvorrichtung in einem Hybridmodul eingesetzt, und zwar bevorzugt zwischen einem Elektromotor und einem (automatisierten) Getriebe. Dabei ist die Ausgangswelle die Rotorwelle des Elektromotors und die Eingangswelle die Getriebeeingangswelle. Bevorzugt weist der Elektromotor eine integrierte Reibkupplung zentral im Rotorträger auf, wobei dann die Ausgangswelle, beziehungsweise die Rotorwelle, die getriebeseitige Kupplungswelle ist. Alternativ wird in einer Ausführungsform die Ausgleichsvorrichtung zwischen einer Verbrennungskraftmaschine und einem (automatisierten) Getriebe eingesetzt, bevorzugt im Kraftfluss hinter einer Reibkupplung. Da ist dann die Ausgangswelle die Abtriebswelle, beziehungsweise die getriebeseitige Kupplungswelle der zwischengeschalteten Reibkupplung, und die Eingangswelle ist die Getriebeeingangswelle.
  • Bevorzugt ist die Ausgleichsvorrichtung zum Ausgleich von im Kraftfahrzeugbereich üblichem radialen Versatz von bis zu 0,25 mm [Millimeter], bevorzugt bis zu 1 mm, und/oder axialem Versatz von bis zu 1 mm [Millimeter], bevorzugt bis zu 5 mm, eingerichtet. Bei einem großen axialen Raumangebot, und einem beschränkten radialen Raumangebot, sowie einem großen radialen Versatz sind auch eine Mehrzahl von Ausgleichsvorrichtungen axial hintereinander einsetzbar, welche dann über ihre jeweils miteinander korrespondierenden Anbindungsabschnitte drehmomentübertragend miteinander verbunden sind.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Ausgleichsvorrichtung weisen die ersten Laschen der ersten Laschen-Scheibe und/oder die zweiten Laschen der zweiten Laschen-Scheibe jeweils zwei Kragelemente auf, wobei die jeweils zwei Kragelemente von radial innen nach radial außen aufeinander zu geneigt sind und so jeweils einen Schnittpunkt bilden.
  • Bevorzugt schließen die zwei Kragelemente einer Lasche einen Winkel von 30° [Grad] bis 60°, bevorzugt von 45°, ein. Hierdurch wird eine besonders steife Drehmomentübertragung erreicht.
  • Bei dieser bevorzugten Ausführungsform bildet jede (erste und/oder zweite) Lasche mittels zweier Kragelemente ein Dreieck, vorzugsweise ein gleichschenkliges Dreieck, welches sich mit seiner Spitze, nämlich dem (gedachten) Schnittpunkt der zwei Kragelemente, nach radial außen erstreckt. Somit ergibt sich ein Sternmuster. Die ersten Kragelemente der ersten Laschen sind dabei bevorzugt von innen nach außen in axialer Richtung geneigt, sodass die erste Verbindungsebene des ersten Verbindungsabschnitts bezogen auf den Übergang der ersten Laschen zum ersten Anbindungsabschnitt eine axiale Versetzung aufweist. Bevorzugt ist die erste Anbindungsebene des ersten Anbindungsabschnitts um die besagte axiale Versetzung zum ersten Verbindungsabschnitt versetzt. Alternativ sind auch die zweiten Kragelementen der zweiten Laschen-Scheibe nach dem gleichen Prinzip geneigt angeordnet.
  • Ein (gedachter) Schnittpunkt liegt bevorzugt auf der (tangentialen) Verlängerung der inneren Kanten der Kragelemente. Die inneren Kanten bilden die, im Wesentlichen, geraden Abschnitte der nach radial außen weisenden Schenkel des umschlossenen Dreiecks. Ein (gedachter) Schnittpunkt liegt in einer anderen Variante auf den neutralen Fasern der beiden Kragelemente. Die neutralen Fasern und die (tangentialen) Verlängerung der inneren Kanten sind in manchen Fällen deckungsgleich.
  • Der Verbindungsabschnitt weist in der technischen Ausformung, zum Beispiel mit Bohrungen und Niete, eine radiale Erstreckung auf, wobei ein erster Umfangskreis bevorzugt mittig zwischen den Rändern des Verbindungsabschnitts angeordnet ist, zum Beispiel durch die Achsen der Bohrungen und Niete verläuft. Der erste Umfangskreis ist durch den ersten Umfangsradius definiert, also zum Beispiel der Abstand zwischen einer jeweiligen Achse einer Bohrung und der Rotationsachse der Laschen-Scheiben.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform verläuft der erste Umfangskreis, welcher den ersten Umfangsradius aufweist, des jeweiligen Verbindungsabschnitts durch die (gedachten) Schnittpunkte der jeweils zwei Kragelemente. Alternativ ist der erste Umfangsradius des jeweiligen Verbindungsabschnitts betragsmäßig größer als der Abstand zwischen dem jeweiligen Schnittpunkt und der Rotationsachse der jeweiligen Laschen-Scheibe. Alternativ ist der Umfangsradius des jeweiligen Verbindungsabschnitts betragsmäßig kleiner als der Abstand zwischen dem jeweiligen Schnittpunkt und der Rotationsachse der jeweiligen Laschen-Scheibe.
  • In einer Variante sind die (konkreten) Verbindungspunkte, beispielsweise die Achse eines Niets oder eines Schweißpunkts, jeweils auf einer radialen Linie angeordnet, welche die Rotationsachse und jeweils einen Schnittpunkt schneidet. Ein (konkreter) Verbindungspunkt liegt in dieser Variante bevorzugt genau auf dem jeweiligen (gedachten) Schnittpunkt oder radial innerhalb oder radial außerhalb des jeweiligen Schnittpunkts.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Ausgleichsvorrichtung ist der erste Umfangsradius des jeweiligen Verbindungsabschnitts länger als ein radialer Abstand zwischen dem jeweiligen Schnittpunkt und einem Zentrum der Ausgleichsvorrichtung.
  • Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform wird eine hohe Steifigkeit in Umfangsrichtung erreicht, während zugleich die axiale Steifigkeit der Laschen im jeweiligen Verbindungsabschnitt gering ist. Somit ist ein hohes Drehmoment übertragbar und zugleich ein weicher Ausgleich für radialen Versatz und/oder axialen Versatz geschaffen. Im Einbau mit idealer Drehmomentachse, also ohne radialen Versatz, sind die Rotationsachse und das (jeweilige) Zentrum deckungsgleich.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Ausgleichsvorrichtung ist der erste Umfangsradius des jeweiligen Verbindungsabschnitts gleich einem radialen Abstand oder kürzer als ein radialer Abstand zwischen dem jeweiligen Schnittpunkt und einem Zentrum der Ausgleichsvorrichtung. Im Einbau mit idealer Drehmomentachse, also ohne radialen Versatz, sind die Rotationsachse und das (jeweilige) Zentrum deckungsgleich.
  • Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform wird eine hohe Steifigkeit in Umfangsrichtung erreicht, während zugleich die axiale Steifigkeit der Laschen im jeweiligen Verbindungsabschnitt ausreichend gering ist. Somit ist ein hohes Drehmoment übertragbar und zugleich ein weicher Ausgleich für radialen Versatz und/oder axialen Versatz geschaffen. Dabei ist zugleich, insbesondere unter Berücksichtigung des zu übertragenden maximalen Drehmoments, eine gute Ausnutzung des zur Verfügung stehenden radialen Bauraums erreicht.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Ausgleichsvorrichtung ist die Ausgleichsvorrichtung zum unmittelbaren Verbinden mit einer Gegenplatte einer Reibkupplung eingerichtet, wobei weiterhin eine Radial-Scheibe vorgesehen ist, wobei die Radial-Scheibe einen dritten Anbindungsabschnitt radial innen und einen ersten Befestigungsabschnitt radial außen aufweist,
    wobei der dritte Anbindungsabschnitt mit dem ersten Anbindungsabschnitt der ersten Laschen-Scheibe oder mit dem zweiten Anbindungsabschnitt der zweiten Laschen-Scheibe verbindbar ist, und
    wobei der erste Befestigungsabschnitt zum Verbinden mit einer Gegenplatte einer Reibkupplung eingerichtet ist.
  • Die Radial-Scheibe ist in erster Linie dazu eingerichtet, einen radialen Abstand zwischen dem jeweiligen Anbindungsabschnitt einer Laschen-Scheibe und der zu verbindenden Gegenplatte der Reibkupplung zu überbrücken. Hierzu korrespondiert der erste Befestigungsabschnitt mit einem entsprechenden Befestigungsbereich einer Gegenplatte. Weiterhin weist die Radial-Scheibe einen dritten Anbindungsabschnitt mit einem (zweiten oder dritten) Umfangsradius auf, welcher mit dem zweiten Umfangsradius des zu verbindenden ersten Anbindungsabschnitts der ersten Laschen-Scheibe, oder alternativ dem dritten Umfangsradius des zu verbindenden zweiten Anbindungsabschnitts der zweiten Laschen-Scheibe korrespondiert. Weiterhin wird die Ausgleichsvorrichtung mittels der Radial-Scheibe um einen weiteren Wechsel zwischen einem inneren Verbindungsabschnitt und einem äußeren Verbindungsabschnitt, und somit dem Ziehharmonika-Effekt, ergänzt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Ausgleichsvorrichtung ist die Ausgleichsvorrichtung zum unmittelbaren Verbinden mit einer Abtriebswelle einer Antriebseinheit eingerichtet, wobei weiterhin ein Nabenelement vorgesehen ist, wobei das Nabenelement einen vierten Anbindungsabschnitt und einen zweiten Befestigungsabschnitt aufweist,
    wobei der vierte Anbindungsabschnitt mit dem zweiten Anbindungsabschnitt der zweiten Laschen-Scheibe oder mit dem ersten Anbindungsabschnitt der ersten Laschen-Scheibe verbindbar ist, und
    wobei der zweite Befestigungsabschnitt zum Verbinden mit einer Abtriebswelle einer Antriebseinheit eingerichtet ist.
  • Das Nabenelement ist in erster Linie dazu eingerichtet, einen radialen Abstand zwischen dem jeweiligen Anbindungsabschnitt einer Laschen-Scheibe und der Abtriebswelle einer Antriebseinheit zu überbrücken. Hierzu korrespondiert der zweite Befestigungsabschnitt mit einem entsprechenden Befestigungsbereich einer Abtriebswelle, in der Regel einer Steckverzahnung. Weiterhin weist das Nabenelement einen vierten Anbindungsabschnitt mit einem (dritten oder zweiten) Umfangsradius auf, welcher mit dem dritten Umfangsradius des zu verbindenden zweiten Anbindungsabschnitts der zweiten Laschen-Scheibe, oder alternativ dem zweiten Umfangsradius des zu verbindenden ersten Anbindungsabschnitts der ersten Laschen-Scheibe korrespondiert. Besonders bevorzugt sind sowohl eine Radial-Scheibe als auch ein Nabenelement vorgesehen, wobei diese jeweils mit der anderen Laschen-Scheibe verbunden sind. Bevorzugt ist beispielsweise die Radial-Scheibe mit der ersten Laschen-Scheibe verbunden und das Nabenelement mit der zweiten Laschen-Scheibe verbunden. Besonders bevorzugt weist das Nabenelement eine axiale Erstreckung auf und die axiale Erstreckung ist im Zusammenbau der Ausgleichsvorrichtung zumindest teilweise überlappend mit einer axialen Gesamterstreckung von den Laschen-Scheiben und bevorzugt der Radial-Scheibe angeordnet. Mittels dieser verschachtelten Anordnungen wird der Bauraumbedarf der Ausgleichsvorrichtung gering gehalten.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Ausgleichsvorrichtung ist zumindest eine der Scheiben aus einem Blech gefertigt, bevorzugt aus einem metallischen Blech. Die zumindest eine aus Blech gefertigte Scheibe ist bevorzugt mittels Stanzen und/oder Prägen geformt, wobei bevorzugt die Scheiben mittels Niete miteinander fest verbunden sind. Die oben beschriebene axiale Versetzung zwischen dem Anbindungsabschnitt und dem jeweiligen Verbindungsabschnitt, beziehungsweise den jeweiligen Laschen, ist bei einer solchen Scheibe bevorzugt getopft, sodass die axiale Versetzung in einfacher Weise fertigbar ist, beispielsweise mittels Prägen oder Tiefziehen.
  • Die betreffenden Scheiben, welche aus einem Blech gefertigt sind, sind bevorzugt die erste Laschen-Scheibe und die zweite Laschen-Scheibe, sowie die Radial-Scheibe. Infolge der Fertigung einer Scheibe aus Blech, weist die Scheibe eine geringe axiale Erstreckung auf, sodass die Scheibe eine geringe axiale Steifigkeit aufweist. Dennoch weist die Scheibe zugleich eine hohe Steifigkeit in Umfangsrichtung auf, sodass ein hohes Drehmoment übertragbar ist. Bevorzugt ist die Steifigkeit in Umfangsrichtung dabei so hoch, dass Ausnehmungen vorgesehen werden können, welche die Steifigkeit der Scheibe in radialer Richtung reduzieren und/oder die (mitrotierende) Masse der jeweiligen Scheibe reduzieren. Die zwischen den Ausnehmungen gebildeten Stege, und insbesondere die Kragelemente der Laschen, sind dabei bevorzugt derart eingerichtet, dass die Breite der Stege in Umfangsrichtung größer ist als die axiale Erstreckung des Blechmaterials der Scheibe. Es ist also sichergestellt, dass die Laschen infolge eines radialen Versatzes und eines axialen Versatzes des ersten Anbindungsabschnitts zum zweiten Anbindungsabschnitt eine axiale Verformung ausführen. Besonders bevorzugt ist das Blechmaterial ein Federstahl, welcher eine hohe Walgbelastung über eine lange Lebensdauer verträgt. Besonders bevorzugt wird das Blechmaterial durch kostengünstiges Stanzen und/oder Kalt-Umformen, zum Beispiel Prägen oder Tiefziehen, verarbeitet. Die Scheiben, und bevorzugt auch das Nabenelement, sind bevorzugt zumindest teilweise mittels Niete miteinander verbunden. Die Radial-Scheibe ist bevorzugt mit der Gegenplatte verschraubt.
  • Insgesamt weist die Ausgleichsvorrichtung dieser Ausführungsform eine besonders geringe axiale Gesamterstreckung auf.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Antriebsstrang, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vorgeschlagen, welcher zumindest eine Antriebseinheit mit einer Abtriebswelle zum Antreiben zumindest eines Verbrauchers aufweist, wobei ein Drehmoment von der Abtriebswelle auf den Verbraucher übertragbar ist, und wobei zwischen der Abtriebswelle und dem Verbraucher eine Ausgleichsvorrichtung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung angeordnet ist.
  • Der Antriebsstrang ist dazu eingerichtet, ein von zumindest einer Antriebseinheit, zum Beispiel einer Energiewandlungsmaschine, bevorzugt einer Verbrennungskraftmaschine oder einem Elektromotor, bereitgestelltes und über ihre Abtriebswelle abgegebenes Drehmoment für zumindest einen Verbraucher zu übertragen. Ein beispielhafter Verbraucher ist zumindest ein Antriebsrad eines Kraftfahrzeugs und/oder ein elektrischer Generator zur Bereitstellung von elektrischer Energie.
  • Die zumindest eine Antriebseinheit und der zumindest eine Verbraucher, das heißt einer Eingangswelle des zumindest einen Verbrauchers, weisen auslegungsgemäß eine zueinander gefluchtete Rotationsachse auf, wobei jedoch fertigungsbedingt und/oder montagebedingt ein radialer Versatz und/oder ein axialer Versatz zwischen der Abtriebswelle und der Eingangswelle des zumindest einen Verbrauchers auftritt. Dieser Versatz ist mittels der oben beschriebenen Ausgleichsvorrichtung ausgleichbar, wobei lediglich ein geringer axialer Bauraum benötigt wird und zugleich die Montage einfach und wenig fehleranfällig ist. Bevorzugt ist zwischen dem endgültigen Verbraucher und der Abtriebswelle weiterhin ein (übersetzungs-) Getriebe angeordnet, beispielsweise ein stufenloses Übersetzungsgetriebe. In diesem Fall ist die Eingangswelle bevorzugt die Getriebeeingangswelle des Getriebes. Alternativ ist ein Schaltgetriebe, bevorzugt ein Doppelgetriebe, zwischengeschaltet, welches eine Schaltkupplung, bevorzugt eine Doppelkupplung, besonders bevorzugt eine nasse Doppelkupplung, umfasst. So ist der zumindest eine Verbraucher mittels der Schaltkupplung lösbar mit der Abtriebswelle verbindbar. In diesem Fall ist die Eingangswelle bevorzugt die Kupplungseingangswelle der Schaltkupplung.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Antriebsstrangs umfasst der Antriebsstrang ein Hybridmodul und eine erste Antriebseinheit als Verbrennungskraftmaschine mit der Abtriebswelle, wobei das Hybridmodul eine zweite Antriebseinheit als Elektromotor mit einem Rotorträger aufweist, wobei bevorzugt weiterhin ein, vorzugsweise automatisiertes, Getriebe zur veränderbar übersetzten Übergabe eines Drehmoments von zumindest einer der Antriebseinheiten an den Verbraucher eingerichtet ist.
  • Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind eine Verbrennungskraftmaschine und ein Elektromotor in Reihe geschaltet. Der Elektromotor ist hierbei bevorzugt dauerhaft mit den nachgeschalteten Komponenten des Antriebsstrangs verbunden. Die Drehmomentabgabe des Elektromotors wird mittels Ändern des eingeleiteten Stroms ausreichend reduziert oder auf Null gesetzt. Die Reibkupplung ist hierbei aber auch umgekehrt zum Starten der Verbrennungskraftmaschine mittels des Elektromotors einsetzbar (fliegender Start). Besonders bevorzugt schließt sich an den Elektromotor ein Getriebe an, insbesondere ein automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe, bevorzugt ein nass ausgeführtes Doppelkupplungsgetriebe, oder zum Beispiel ein stufenloses Getriebe (CVT: continuously variable transmission), mittels welchem ein Drehmoment in geeigneter Übersetzung an den zumindest einen Verbraucher, zum Beispiel ein Antriebsrad eines Kraftfahrzeugs, übertragbar ist. Mittels der oben beschriebenen Ausgleichsvorrichtung ist eine Zwangskraft auf den Elektromotor deutlich reduzierbar, wobei zugleich nur ein geringer axialer Bauraum benötigt wird. Zudem kann der Montageaufwand oder sogar der Fertigungsaufwand reduziert werden, weil ein größerer radialer Versatz und/oder axialer Versatz akzeptabel ist.
  • Umgekehrt ist auch eine Aufnahme einer von zum Beispiel einem Antriebsrad eingebrachten Trägheitsenergie umsetzbar. Das zumindest eine Antriebsrad bildet dann die Antriebseinheit, wobei dessen Trägheitsenergie auf einen elektrischen Generator, zum Beispiel dem Elektromotor, zur Rekuperation, also zur elektrischen Speicherung der Bremsenergie, mit einem entsprechend eingerichteten Antriebsstrang übertragbar ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Antriebsstrangs ist mittels einer Zentrierfläche des Rotorträgers und mittels der Radial-Scheibe nach der obigen Beschreibung die Ausgleichsvorrichtung zentrierbar.
  • Gemäß dieser Ausführungsform weist die Radial-Scheibe einen Außenumfang auf, welcher zur Anlage mit einer Zentrierfläche des Rotorträgers eingerichtet ist. Bevorzugt ist eine Mehrzahl von nach radial außen kragenden Zentrierflächen vorgesehen, welche in Umfangsrichtung jeweils zueinander beabstandet sind, und so Durchlässe bilden. Diese Durchlässe sind bevorzugt zum Einlassen von Kühlluft eingerichtet. Alternativ oder ergänzend wird mittels der Mehrzahl voneinander beabstandeter Zentrierflächen die Länge der Passfläche verkleinert, wodurch das Einhalten der Fertigungstoleranzen erleichtert wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Hybridmodul eine Reibkupplung, welche zentral in den Rotorträger der zweiten Antriebseinheit integriert ist.
  • Die Reibkupplung ist zum lösbaren Verbinden der Abtriebswelle mit dem Verbraucher eingerichtet und weist dazu zumindest ein Reibpaket mit einer Gegenplatte, mit zumindest einer Anpressplatte und mit zumindest einer korrespondierenden Reibscheibe auf, über welches im angepressten Zustand ein Drehmoment von der Abtriebswelle auf den Verbraucher übertragbar ist. Die Reibkupplung ist dazu eingerichtet, ein Drehmoment lösbar von einer Abtriebswelle auf einen Verbraucher und umgekehrt zu übertragen. Dies wird in der Regel über das zumindest eine Reibpaket erreicht, welches eine axial verschiebbare, in der Regel mit der Abtriebswelle rotationsfeste, Anpressplatte aufweist, welche gegen zumindest eine korrespondierende Reibscheibe pressbar ist. Infolge der Anpresskraft ergibt sich eine Reibkraft über die Reibfläche, welche multipliziert mit dem mittleren Radius der Reibfläche ein übertragbares Drehmoment ergibt.
  • Hierbei ist die Reibkupplung zentral in den Rotorträger des Elektromotors integriert, welche zum lösbaren Verbinden der Verbrennungskraftmaschine mit den nachgeschalteten Komponenten des Antriebsstrangs eingerichtet ist. Soll auf die nachgeschalteten Komponenten des Antriebsstrangs kein Drehmoment übertragen werden, wird die Verbrennungskraftmaschine mittels der Reibkupplung getrennt, indem das Reibpaket gelöst wird. Der Elektromotor ist bevorzugt wie oben beschrieben dauerhaft, also nicht trennbar, mit dem zumindest einen Verbraucher verbunden.
  • Alternativ sind in einer bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl von Antriebseinheiten vorgesehen, welche mittels der Reibkupplung in Reihe oder parallel geschaltet beziehungsweise voneinander entkoppelt betreibbar sind, beziehungsweise deren Drehmoment jeweils lösbar zur Nutzung zur Verfügung stellbar ist. Beispiele sind Hybridantriebe aus Elektromotor und Verbrennungskraftmaschine, aber auch Mehrzylindermotoren, bei denen einzelne Zylinder (-gruppen) zuschaltbar sind.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches zumindest ein Antriebsrad aufweist, welches mittels eines Antriebsstrangs gemäß der obigen Beschreibung antreibbar 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. Insbesondere beim Einsatz eines Hybridmoduls ist der Bauraum besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, eine Anordnung kleiner Baugröße zu verwenden.
  • Verschärft wird diese Problematik 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. Der oben beschriebene Antriebsstrang weist eine besonders geringe axiale Gesamterstreckung auf, wobei zugleich die Belastung der rotatorischen Lager reduzierbar ist.
  • Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, 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 zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo Mito, Volkswagen Polo, Ford Fiesta oder Renault Clio.
  • Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
    • 1: eine Explosionsdarstellung einer Ausgleichsvorrichtung;
    • 2: ein seitlicher Schnitt durch eine unverformte Ausgleichsvorrichtung;
    • 3: ein seitlicher Schnitt durch eine infolge von radialem Versatz und axialem Versatz verformte Ausgleichsvorrichtung;
    • 4: eine Draufsicht auf eine Ausgleichsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform;
    • 5: eine Draufsicht auf eine Ausgleichsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform mit einem Elektromotor;
    • 6: eine Draufsicht auf eine Ausgleichsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform mit einem Elektromotor;
    • 7: eine Schnittansicht einer Ausgleichsvorrichtung mit einem Elektromotor durch einen Lasche;
    • 8: eine Schnittansicht einer Ausgleichsvorrichtung mit einem Elektromotor durch den ersten Befestigungsabschnitt der Radial-Scheibe;
    • 9: eine Schnittansicht eines Elektromotors für eine Ausgleichsvorrichtung mit Zentrierfläche; und
    • 10: ein Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit Reibkupplung.
  • In 1 ist eine Explosionsdarstellung einer Ausgleichsvorrichtung 1 gezeigt, welche hier eine erste Laschen-Scheibe 4, eine zweite Laschen-Scheibe 5, eine Radial-Scheibe 21 und ein Nabenelement 26 umfasst. Hierbei sind die Scheiben aus einem jeweils dünnen Blech geformt, und mittels Niete jeweils miteinander verbunden. Die erste Laschen-Scheibe 4 weist einen ersten Verbindungsabschnitt 6 auf, welche an der äußersten Spitze der ersten Laschen 10, von denen hier neun vorgesehen sind, auf. Die ersten Laschen 10 weisen jeweils ein erstes linkes Kragelement 13 und ein erstes rechtes Kragelement 14 auf, welche um jeweils etwa 45° zum Radius aufeinander zu geneigt sind und beim ersten Schnittpunkt 17 jeweils ein Element des ersten Verbindungsabschnitts 6 bilden. Weiterhin weist die erste Laschen-Scheibe 4 einen ersten Anbindungsabschnitt 8 auf, welcher hier relativ zum ersten Verbindungsabschnitt 6 axial versetzt angeordnet ist. Die ersten Kragelemente 13 und 14 überbrücken diese axiale Versetzung zwischen dem ersten Anbindungsabschnitt 8 und dem ersten Verbindungsabschnitt 6. Die zweite Laschen-Scheibe 5 ist ähnlich wie die erste Laschen-Scheibe 4 aufgebaut, wobei hier der zweite Anbindungsabschnitts 9 und der zweite Verbindungsabschnitt 7 keine axiale Versetzung zueinander aufweisen. Die zweiten Laschen 11 weisen ein zweites linkes Kragelement 15 und ein zweites rechtes Kragelement 16 auf, welche sich radial außen in einem zweiten Schnittpunkt 18, welcher einen Teil des zweiten Verbindungsabschnitts 7 bildet, unter 45° zum Radius schneiden. Der erste Verbindungsabschnitt 6 und der zweite Verbindungsabschnitt 7 sind hierbei mittels eines ersten Niets 29 miteinander verbindbar, was hier durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Die Radial-Scheibe 21 weist einen dritten Anbindungsabschnitts 22 und einen ersten Befestigungsabschnitt 23 auf. Mittels des dritten Anbindungsabschnitts 22 ist die Radial-Scheibe 21 mittels des zweiten Niets 30 über den ersten Anbindungsabschnitts 8 mit der ersten Laschen-Scheibe 4 verbindbar. Über den ersten Befestigungsabschnitt 23 ist die Radial-Scheibe 21 mit einer nicht dargestellten Gegenplatte 19 (vergleiche 8) verbindbar, wobei hier eine Schraube 50 eingesetzt wird. Des Weiteren ist ein Nabenelement 26 vorgesehen, welches einen vierten Anbindungsabschnitts 27 und einen zweiten Befestigungsabschnitt 28 aufweist. Über den vierten Anbindungsabschnitt 27 ist das Nabenelement 26 mit dem zweiten Anbindungsabschnitt 9 mittels eines dritten Niets 49 verbindbar. Mittels des zweiten Befestigungsabschnitts 28 ist das Nabenelement 26 mit einer nicht dargestellten Eingangswelle 2 (vergleiche 10) verbindbar. Der zweite Befestigungsabschnitt 28 ist zum Beispiel für eine Steckverzahnung eingerichtet. Das Nabenelement 26, welches eine größere axiale Erstreckung aufweist als die drei Scheiben 4, 5 und 21 ist hierbei mit der ersten Laschen-Scheibe 4 und der Radial-Scheibe 21 axial überlappend angeordnet, sodass die axiale Gesamtlänge der Ausgleichsvorrichtung 1 besonders kurz ist. Die Elemente der Ausgleichsvorrichtung 1 sind hierbei zueinander zur Rotationsachse 33 gefluchtet.
  • In 2 ist die Ausgleichsvorrichtung 1, wie sie zum Beispiel in 1 dargestellt ist, im Zusammenbau ohne das Nabenelement 26 gezeigt. Hierbei ist zu erkennen, dass die axiale Gesamterstreckung 51 sehr gering ist. Über die axiale Gesamterstreckung 51 bildet die Ausgleichsvorrichtung 1 in axialer Richtung entlang der Rotationsachse 33 einen Faltenbalg nach Art einer Ziehharmonika. Der erste Befestigungsabschnitt 23 und der zweite Anbindungsabschnitts 9 bilden hierbei die Elemente, mittels welcher eine Eingangswelle 2 und eine Ausgangswelle 3 (vergleiche 10) drehmomentübertragend miteinander verbindbar sind.
  • In 3 ist die Ausgleichsvorrichtung 1 wie in 2 gezeigt, wobei diese durch einen radialen Versatz 44 zwischen der zweiten Laschen-Scheibe 5 und der ersten Laschen-Scheibe 4 beziehungsweise der Radial-Scheibe 21 und durch einen axialen Versatz 45 verformt ist. Der radiale Versatz 44 und der axiale Versatz 45 sind hierbei im Vergleich zu der unverformten Ausgleichsvorrichtung 1 in 2 mittels der gestrichelten Linien verdeutlicht. Infolge des axialen Versatzes 45, aber insbesondere infolge des radialen Versatzes 44 ist die axiale Gesamterstreckung 51 vergrößert. Die Zunahme der Gesamterstreckung 51 ist jedoch insgesamt sehr gering.
  • In 4 ist eine Ausgleichsvorrichtung 1 wie in den vorhergehenden Figuren gezeigt in Draufsicht dargestellt, wobei hier die von den Laschen 10 und 11 gebildete Sternform mit dem (größtenteils verdeckten) ersten linken Kragelement 13 und dem (größtenteils verdeckten) ersten rechten Kragelement 14, sowie dem zweiten linken Kragelement 15 und dem zweiten rechten Kragelement 16 gut zu erkennen ist. Der erste Verbindungsabschnitt 6 und der zweite Verbindungsabschnitt 7 sind hierbei auf einem gemeinsamen ersten Umfangsradius 12 angeordnet. Der erste Umfangsradius 12 entspricht hierbei dem Abstand zwischen dem Zentrum, beziehungsweise der Rotationsachse 33, und dem Schnittpunkt 29 (von geraden Abschnitten) der nach radial außen weisenden Schenkel des von den zweiten Kragelementen 15 und 16 gebildeten Dreiecks 58 (mit stark abgerundeten Ecken). Der erste Anbindungsabschnitts 8 ist auf einem zweiten Umfangsradius 52 und der zweite Anbindungsabschnitts 9 auf einem dritten Umfangsradius 53 angeordnet.
  • In 5 ist eine Ausgleichsvorrichtung 1 in einer leichten Variante zu den vorhergehenden Figuren gezeigten Ausgleichsvorrichtung 1 in Draufsicht dargestellt, wobei diese hier mit einer zweiten Antriebseinheit 39, hier einem Elektromotor, verbunden ist. Hierbei bildet die Radial-Scheibe 21 mittels einer Zentrierfläche 54 der zweiten Antriebseinheit 39 eine Zentrierung für die Ausgleichsvorrichtung 1. Die Schrauben 50 zum Verbinden der Radial-Scheibe 21 mit einer Gegenplatte 19, welche zentral in der zweiten Antriebseinheit 39 angeordnet ist, sind hierbei bauraumsparend jeweils zwischen den Laschen 10 und 11 angeordnet. Die ersten Laschen 10 sind hierbei größtenteils von den zweiten Laschen 11 verdeckt. Auch diese Varianten der Laschen 10 und 11 weisen (größtenteils verdeckte) erste linke Kragelemente 13 und (größtenteils verdeckte) erste rechte Kragelemente 14, sowie zweite linke Kragelemente 15 und zweite rechte Kragelemente 16 auf. Der erste Umfangsradius 12 entspricht hierbei dem Abstand zwischen dem Zentrum, beziehungsweise der Rotationsachse 33, und dem Schnittpunkt 29 der ersten neutralen Faser 59 und der zweiten neutralen Faser 60 der zweiten Kragelemente 15 und 16. Die neutralen Fasern verlaufen parallel versetzt zu den geraden Abschnitten der nach radial außen weisenden Schenkel des von den zweiten Kragelementen 15 und 16 gebildeten Dreiecks 58 (mit stark abgerundeten Ecken).
  • In 6 ist eine weitere Variante einer Ausgleichsvorrichtung 1 in Draufsicht verbunden mit einer zweiten Antriebseinheit 39 gezeigt, wobei hier zwischen den einzelnen Laschen 10 und 11 jeweils in Umfangsrichtung stabilisierende Verbindungsstege 56 vorgesehen, welche die Übertragung eines höheren Drehmoments erlauben. Auch diese Varianten der Laschen 10 und 11 weisen (größtenteils verdeckte) erste linke Kragelemente 13 und (größtenteils verdeckte) erste rechte Kragelemente 14, sowie zweite linke Kragelemente 15 und zweite rechte Kragelemente 16 auf. Hierbei ist der erste Umfangsradius 12 länger als der Abstand zwischen dem Zentrum, beziehungsweise der Rotationsachse 33, und dem Schnittpunkt 29 (von geraden Abschnitten) der nach radial außen weisenden Schenkel des von den zweiten Kragelementen 15 und 16 gebildeten Dreiecks 58 (mit stark abgerundeten Ecken).
  • In 7 ist eine zweite Antriebseinheit 39 eines Hybridmoduls 38 im seitlichen Schnitt gezeigt, bei welcher eine Reibkupplung 20 mit einem Reibpaket 35 zentral in den Rotorträger 40 integriert ist. Das Reibpaket 35 weist eine Anpressplatte 36 und eine Gegenplatte 19 auf, zwischen denen eine Reibscheibe 37 einpressbar ist, sodass ein Drehmoment von dem zweiten Befestigungsabschnitt 28 des Nabenelement 26 lösbar auf die Eingangsnabe 57 übertragbar ist. Hierbei ist zu erkennen, dass das Nabenelement 26 sich axial mit der Gegenplatte 19 überlappt, wodurch ein zusätzlicher axialer Bauraumgewinn erzielt wird. Die erste Laschen-Scheibe 4 mit der axialen geneigten ersten Lasche 10 ist mittels eines ersten Niets 29 mit der zweiten Lasche 11 der zweiten Laschen-Scheibe 5 verbunden. Die Radial-Scheibe 21 schließt in diesem Schnitt radial außen mit der Gegenplatte 19 ab, sodass zwischen dem Rotorträger 40, welche den Rotor 55 trägt, eine Lücke gebildet ist, welche zum Einlass von Kühlluft eingerichtet ist. Die zweite Laschen-Scheibe 5 ist mit ihrem zweiten Anbindungsabschnitts 9 mittels eines dritten Niets 49 mit dem vierten Anbindungsabschnitts 27 das Nabenelement 26 verbunden.
  • In 8 ist die zweite Antriebseinheit 39 eines Hybridmoduls 38 wie in 7 gezeigt, wobei hier im Vergleich zu 7 die Lage des Schnitts leicht gedreht ist, sodass der Schnitt hier nicht durch die erste Lasche 10 der ersten Laschen-Scheibe 4 und die zweite Lasche 11 der zweiten Laschen-Scheibe 5 führt, sondern durch eine Schraube 50 des ersten Befestigungsabschnitts 23 der Radial-Scheibe 21. Die Radial-Scheibe 21 schließt auch in diesem Schnitt radial außen mit der Gegenplatte 19 ab, wobei diese nun beide über die Zentrierfläche 54 des Rotorträgers 40 anliegend zentriert sind.
  • In 9 ist die zweite Antriebseinheit 39 eines Hybrid Moduls 38 in dem gleichen Schnitt wie in 8 dargestellt, wobei hier die Ausgleichseinrichtung 1 nicht dargestellt ist. Hierbei ist die Zentrierfläche 54 des Rotorträgers 40 gut zu erkennen, welcher im Gegensatz zum Stand der Technik über die axiale Erstreckung der Gegenplatte 19 hin zur Eingangswelle 3 (vergleiche 10) leicht verlängert ist.
  • In 10 ist ein Antriebsstrang 31 in einem Kraftfahrzeug 32 gezeigt. Der Antriebsstrang 31 umfasst eine erste Antriebseinheit 25, hier als Verbrennungskraftmaschine dargestellt, mit einer Abtriebswelle 24, welche die Eingangswelle 2 bildet. Weiterhin ist eine zweite Antriebseinheit 39 vorgesehen, welche hier ein Elektromotor ist und die Ausgangswelle 3 umfasst. Die Eingangswelle 2 und die Ausgangswelle 3 sollen hierbei idealerweise entlang einer Motorachse 48 zueinander gefluchtet sein. Die Ausgleichsvorrichtung 1 verbindet hierbei die Eingangswelle 2 mit der Ausgangswelle 3, sodass ein radialer Versatz 44 und/oder ein axialer Versatz 45 ausgeglichen wird. Die Ausgangswelle 3 ist hierbei weiterhin mit einem automatisierten Getriebe 41, zum Beispiel einem stufenlosen Getriebe, verbunden, welches ein Drehmoment von der ersten Antriebseinheit 25 und/oder von der zweiten Antriebseinheit 39 gegebenenfalls übersetzt einen Verbraucher 34, hier ein linkes Antriebsrad 42 und ein rechtes Antriebsrad 43, abgibt. Der Antriebsstrang 31 ist hier in dem Kraftfahrzeug 32 so angeordnet, dass die Antriebseinheiten 25 und 39 und das automatisierte Getriebe 41 mit ihrer Motorachse 48 quer zur Längsachse 47 vor der Fahrerkabine 46 angeordnet sind.
  • Mit der hier vorgeschlagenen Ausgleichsvorrichtung sind ein radialer Versatz und ein axialer Versatz zwischen drehmomentübertragenden Wellen auf sehr geringem Bauraum ausgleichbar.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Ausgleichsvorrichtung
    2
    Eingangswelle
    3
    Ausgangswelle
    4
    erste Laschen-Scheibe
    5
    zweite Laschen-Scheibe
    6
    erster Verbindungsabschnitt
    7
    zweiter Verbindungsabschnitt
    8
    erster Anbindungsabschnitt
    9
    zweiter Anbindungsabschnitt
    10
    erste Lasche
    11
    zweite Lasche
    12
    erster Umfangsradius
    13
    erstes linkes Kragelement
    14
    erstes rechtes Kragelement
    15
    zweites linkes Kragelement
    16
    zweites rechtes Kragelement
    17
    erster Schnittpunkt
    18
    zweiter Schnittpunkt
    19
    Gegenplatte
    20
    Reibkupplung
    21
    Radial-Scheibe
    22
    dritter Anbindungsabschnitt
    23
    erster Befestigungsabschnitt
    24
    Abtriebswelle
    25
    erste Antriebseinheit
    26
    Nabenelement
    27
    vierter Anbindungsabschnitt
    28
    zweiter Befestigungsabschnitt
    29
    erster Niet
    30
    zweiter Niet
    31
    Antriebsstrang
    32
    Kraftfahrzeug
    33
    Rotationsachse
    34
    Verbraucher
    35
    Reibpaket
    36
    Anpressplatte
    37
    Reibscheibe
    38
    Hybridmodul
    39
    zweite Antriebseinheit
    40
    Rotorträger
    41
    automatisiertes Getriebe
    42
    linkes Antriebsrad
    43
    rechtes Antriebsrad
    44
    radialer Versatz
    45
    axialer Versatz
    46
    Fahrerkabine
    47
    Längsachse
    48
    Motorachse
    49
    dritter Niet
    50
    Schraube
    51
    axiale Gesamterstreckung
    52
    zweiter Umfangsradius
    53
    dritter Umfangsradius
    54
    Zentrierfläche
    55
    Rotor
    56
    Verbindungssteg
    57
    Eingangsnabe
    58
    Dreieck
    59
    erste neutrale Faser
    60
    zweite neutrale Faser

Claims (9)

  1. Ausgleichsvorrichtung (1) für radialen Versatz (44) und axialen Versatz (45) zum drehmomentübertragenden Verbinden von einer Ausgangswelle (2) mit einer Eingangswelle (3), wobei die Ausgleichsvorrichtung (1) aufweist: eine erste Laschen-Scheibe (4) mit einem ersten Verbindungsabschnitt (6) und einem ersten Anbindungsabschnitt (8), die durch eine Mehrzahl von separaten radial auskragenden ersten Laschen (10) miteinander verbunden sind; und eine zweite Laschen-Scheibe (5) mit einem zweiten Verbindungsabschnitt (7) und einem zweiten Anbindungsabschnitt (9), die durch eine Mehrzahl von separaten radial auskragenden zweiten Laschen (11) miteinander verbunden sind, wobei der erste Verbindungsabschnitt (6) und der zweite Verbindungsabschnitt (7) zum drehmomentübertragenden Verbinden der ersten Laschen-Scheibe (4) mit der zweiten Laschen-Scheibe (5) auf einem gemeinsamen ersten Umfangsradius (12) angeordnet sind, der erste Verbindungsabschnitt (6) relativ zu dem ersten Anbindungsabschnitt (8) axial versetzt angeordnet ist, die radial auskragenden ersten Laschen (10) der ersten Laschen-Scheibe (4) die axiale Versetzung überbrücken, und die beiden Anbindungsabschnitte (8,9) jeweils zum drehmomentübertragenden Verbinden mit einer Ausgangswelle (2) beziehungsweise einer Eingangswelle (3) eingerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Anbindungsabschnitt (9) und der zweite Verbindungsabschnitt (7) keine axiale Versetzung zueinander aufweisen.
  2. Ausgleichsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die ersten Laschen (10) der ersten Laschen-Scheibe (4) oder die zweiten Laschen (11) der zweiten Laschen-Scheibe (5) jeweils zwei Kragelemente (13,14,15,16) aufweisen, und die jeweils zwei Kragelemente (13,14,15,16) von radial innen nach radial außen aufeinander zu geneigt sind und so jeweils einen Schnittpunkt (17,18) bilden.
  3. Ausgleichsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei der erste Umfangsradius (12) des jeweiligen Verbindungsabschnitts (6,7) länger als ein radialer Abstand zwischen dem jeweiligen Schnittpunkt (17,18) und einem Zentrum (33) der Ausgleichsvorrichtung (1) ist.
  4. Ausgleichsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei der erste Umfangsradius (12) des jeweiligen Verbindungsabschnitts (6,7) gleich einem radialen Abstand oder kürzer als ein radialer Abstand zwischen dem jeweiligen Schnittpunkt (17,18) und einem Zentrum (33) der Ausgleichsvorrichtung (1) ist.
  5. Antriebsstrang (31), der eine Antriebseinheit (25) mit einer Abtriebswelle (24) zum Antreiben eines Verbrauchers (34) aufweist, wobei ein Drehmoment von der Abtriebswelle (24) auf den Verbraucher (34) übertragbar ist, und eine Ausgleichsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zwischen der Abtriebswelle (24) und dem Verbraucher (34) angeordnet ist.
  6. Antriebsstrang (31) nach Anspruch 5, der ein Hybridmodul (38) und eine erste Antriebseinheit (25) als eine Verbrennungskraftmaschine mit der Abtriebswelle (24) aufweist, wobei das Hybridmodul (38) eine zweite Antriebseinheit (39) als einen Elektromotor mit einem Rotorträger (40) aufweist, und ein Getriebe (41) zur veränderbar übersetzten Übergabe eines Drehmoments von einer der Antriebseinheiten (25,39) an den Verbraucher (34) eingerichtet ist.
  7. Antriebsstrang (31) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Ausgleichsvorrichtung (1) zum unmittelbaren Verbinden mit einer Gegenplatte (19) einer Reibkupplung (20) eingerichtet ist, eine Radial-Scheibe (21) vorgesehen ist, die einen dritten Anbindungsabschnitt (22) radial innen und einen ersten Befestigungsabschnitt (23) radial außen aufweist, der dritte Anbindungsabschnitt (22) mit dem ersten Anbindungsabschnitt (8) der ersten Laschen-Scheibe (4) oder mit dem zweiten Anbindungsabschnitt (9) der zweiten Laschen-Scheibe (5) verbindbar ist, und der erste Befestigungsabschnitt (23) zum Verbinden mit der Gegenplatte (19) einer Reibkupplung (20) eingerichtet ist.
  8. Antriebsstrang (31) nach Anspruch 7, wobei die Ausgleichseinrichtung (1) mittels einer Zentrierfläche (54) des Rotorträgers (40) und mittels der Radial-Scheibe (21) zentrierbar ist, und das Hybridmodul (38) eine zentral in den Rotorträger (40) der zweiten Antriebseinheit (39) integrierte Reibkupplung (35) aufweist.
  9. Antriebsstrang (31) nach Anspruch 5, wobei die Ausgleichsvorrichtung (1) zum unmittelbaren Verbinden mit der Abtriebswelle (24) der Antriebseinheit (25) eingerichtet ist, ein Nabenelement (26) vorgesehen ist, das einen vierten Anbindungsabschnitt (27) und einen zweiten Befestigungsabschnitt (28) aufweist, der vierte Anbindungsabschnitt (27) mit dem zweiten Anbindungsabschnitt (9) der zweiten Laschen-Scheibe (5) oder mit dem ersten Anbindungsabschnitt (8) der ersten Laschen-Scheibe (4) verbindbar ist, und der zweite Befestigungsabschnitt (28) zum Verbinden mit einer Abtriebswelle (24) einer Antriebseinheit (25) eingerichtet ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3677031A (en) 1970-08-24 1972-07-18 Metal Bellows Co Low cost rotary shaft coupling and method of making same
DE7435748U (de) 1976-07-22 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Einen winkligen und/oder axialen Versatz zwischen zwei zu verbindenden Wellenenden ausgleichende Wellenkupplung
DE102012101012A1 (de) 2012-02-08 2013-08-08 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Drehmomentübertragungsvorrichtung und Hybridfahrzeug

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