DE102015215264A1 - Kupplungsanordnung, Antriebsstrang sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Gehäusebauteil, wobei das Gehäusebauteil auf der Antriebsseite der Kupplungsanordnung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusebauteil auf der Außenseite eine Verzahnung aufweist, wobei mittels der Verzahnung ein Elektromotor mit dem Gehäusebauteil wirkverbindbar ist. Daneben betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäusebauteil, wobei das Gehäusebauteil auf der Antriebsseite der Kupplungsanordnung angeordnet ist.
  • Derartige Kupplungsanordnungen sind allgemein bekannt. Es kann sich dabei grundsätzlich beispielsweise um eine Einscheiben-Reibungskupplung handeln, bei der das Gehäuse mit den Schwungrad oder auch Zweimassenschwungrad des Antriebsstrangs verbunden ist. Alternativ ist es bekannt, die Außenlamellenträger einer Doppelkupplung auf der Antriebsseite der Kupplung anzuordnen.
  • Auch sind Baueinheiten umfassend eine elektrische Maschine bekannt. Aus der DE 10 2006 053 660 A1 geht beispielsweise eine Baueinheit hervor, umfassend eine elektrische Maschine mit einem Stator, einen drehbaren Rotor, ein drehbares Ausgangselement, welches zur Übertragung eines Drehmoments mit dem Rotor in Wirkverbindung steht, und eine Achsversatzvorrichtung zum Übertragen eines Drehmoments bei einem Achsversatz und/oder einem Winkelversatz zwischen einer Rotationsachse des Rotors und einer Rotation des Ausgangselements, wobei die Achsversatzvorrichtung zwischen dem Rotor und dem Ausgangselement angeordnet ist und wenigstens ein elastisches Element, wenigstens ein erstes Antriebselement, wenigstens ein Abtriebselement und wenigstens eine Führung zur Führung des elastischen Elementes aufweist.
  • Bei Kraftfahrzeugen mit einem hybridisierten Antriebsstrang, also einem Antriebsstrang mit Verbrennungsmotor und Elektromotor, besteht der Bedarf, sowohl den Verbrennungsmotor als auch den Elektromotor mit der Getriebeeingangswelle zu verknüpfen, so dass diese gemeinsam oder auch getrennt voneinander Drehmoment auf die Getriebeeingangswelle übertragen können. Hierfür ist das Ausgangselement wie beschrieben vorgesehen.
  • Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, eine Kupplungsanordnung anzugeben, die bei Verwendung in einem hybridisierten Antriebsstrang eine geringere axiale Baulänge aufweist.
  • Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, dass das Gehäusebauteil auf der Außenseite eine Verzahnung aufweist, wobei mittels der Verzahnung ein Elektromotor mit dem Gehäusebauteil wirkverbindbar ist. Indem nun ein Gehäusebauteil einer Kupplung zur Wirkverbindung mit dem Elektromotor verwendet wird kann das aus der DE 2006 053 660 A1 bekannte Ausgangselement und damit auch dessen axialer Bauraum eingespart werden. Eine Verzahnung ermöglicht dabei auch einen gewissen axialen Versatz, weswegen dieser Aufbau auch bei größeren Montagetoleranzen verwendbar ist.
  • Vorzugsweise kann die Kupplungsanordnung wenigstens eine Lamellenkupplungsanordnung aufweisen und das Gehäusebauteil ein Außenlamellenträger oder Abschnitt eines Außenlamellenträgers sein. D. h., dass der Außenlamellenträger nicht nur als Gehäusebauteil verwendet wird, wodurch bereits eine Doppelverwendung des Außenlamellenträgers vorliegt. Vielmehr ist an der Außenseite des Außenlamellenträgers zusätzlich die Verzahnung vorgesehen, wodurch der Außenlamellenträger eine dreifache Nutzung erfährt. Auf diese Art und Weise ist die Kupplungsanordnung extrem platzsparend konstruierbar.
  • Vorteilhafterweise kann die Kupplungsanordnung eine Doppelkupplung mit zwei Kupplungen umfassen. Üblicherweise sind bei einer nasslaufenden Doppelkupplung die Kupplungen als Lamellenkupplungen oder Lamellenkupplungsanordnungen ausgebildet. Grundsätzlich ist die Kupplungsanordnung auch mit zwei Reibungskupplungen als Doppelkupplung ausbildbar. Besonders bevorzugt ist aber die Ausgestaltung einer Doppelkupplung mit zwei Lamellenkupplungsanordnungen, da dieser bei konzentrischer Anordnung der Lamellenkupplungsanordnung in axialer Richtung extrem platzsparend ist.
  • Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Reibelemente der Kupplungsanordnung ist die Verzahnung bevorzugt im radial äußersten Abschnitt des Gehäusebauteils angeordnet. Zum einen ist das Gehäusebauteil an dieser Stelle am einfachsten zugänglich, zum anderen wirkt hier das größte Hebelelement bei der Drehmomentübertragung.
  • Vorteilhafterweise kann die Verzahnung in der Montageposition motorseitig angeordnet sein. Dadurch ist es möglich, dass die Kupplung zur Getriebeseite hin sich verjüngt, wodurch der Einbau der Kupplungsanordnung in den Antriebsstrang vereinfacht wird.
  • Vorteilhafterweise kann das Gehäusebauteil wenigstens zweiteilig aufgebaut sein und die Verzahnung an einem im Wesentlichen in radialer Richtung angeordneten Abschnitt angeordnet sein. Dadurch wird es möglich, dass beispielsweise der in radialer Richtung angeordnete Abschnitt steifer ausgebildet ist als der im Wesentlichen in axialer Richtung angeordnete Abschnitt. Auch wird es dadurch ermöglichst, dass wie in einer Weiterbildung vorgesehen zwischen dem in radialer Richtung angeordnetem Abschnitt und einem daran anschließenden im Wesentlichen in axialer Richtung angeordneten Abschnitt ein elastisches Element angeordnet ist. Mit diesem elastischen Element können dann Schwingungen, die aufgrund der Wirkverbindung zwischen Elektromotor und Gehäusebauteil, insbesondere Außenlamellenträger, bestehen, aufgefangen werden.
  • Der radiale Abschnitt und der axiale Abschnitt sind bevorzugt mit einander verschraubt. Alternativ können sie auch verschweißt oder verklebt werden.
  • In einer Ausgestaltung ist vorgehen, dass der im Wesentlichen in radialer Richtung angeordnete Abschnitt einen Vorsprung aufweist, der die Lamellen einer Lamellenkupplung abstützt. Dieser Vorsprung ist in Umfangsrichtung entweder durchgängig oder zumindest nur mit kleinen Unterbrechungen vorgesehen, und somit eine Art umlaufender Kragen oder Ring. Damit erhält der Außenlamellenträger eine vierte Funktion, er ist nämlich dann auch das unmittelbare Abstützelement für zumindest ein Lamellenpaket einer Lamellenkupplungsanordnung. Zwar muss sich jedes Bauteil, dass die Lamellen abstützt, wieder an einem Gehäusebauteil abstützen, jedoch ist der Außenlamellenträger dann nur mittelbar das abstützende Element und nicht unmittelbar.
  • Insbesondere kann dadurch ein separates Bauteil zum Abstützen der Lamellen eingespart werden.
  • Daneben betrifft die Erfindung auch einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor, einem Getriebe und einer Kupplungsanordnung zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe. Der Antriebsstrang zeichnet sich dadurch aus, dass die Kupplungsanordnung wie beschrieben ausgebildet ist. Im Antriebsstrang sind die Kupplungsanordnung und der Elektromotor wirkverbunden. Dies ist auch dann der Fall, wenn zwischen der Kupplungsanordnung und dem Elektromotor eine weitere Trennkupplung vorhanden ist. Vorteilhafterweise kann der Rotor des Elektromotors mit der Verzahnung des Gehäusebauteils verbunden sein. Dies ermöglicht einen vereinfachten Aufbau des Antriebsstrangs.
  • Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang umfassend einer Kupplungsanordnung. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass der Antriebsstrang wie beschrieben ausgebildet ist.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen:
  • 1 einen Antriebsstrang, und
  • 2 einer Kupplungsanordnung.
  • 1 zeigt schematisch den Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor 2, einem Elektromotor 3, einer Kupplungsanordnung 4 und einem Getriebe 5. Die Kupplungsanordnung 4 kann wie in 2 dargestellt ausgebildet sein. Die Kupplungsanordnung 4 kann aber auch eine einfachen Lamellenkupplung sein, oder eine Einschreiben-Reibungskupplung. Dementsprechend kann das Getriebe 5 auch ein Handschaltgetriebe, ein Handschaltgetriebe mit Getriebeaktuator oder ein Doppelkupplungsgetriebe sein. Bevorzugt ist dabei die Ausgestaltung als Doppelkupplungsgetriebe, wobei dann Kupplungsanordnung 4 eine Doppelkupplung umfasst.
  • Zwischen dem Elektromotor 3 und der Kupplungsanordnung 4 kann eine weitere Trennkupplung vorhanden sein. Diese hebt dann die Wirkverbindung zwischen Elektromotor 3 und Kupplungsanordnung 4 zumindest zeitweise auf.
  • 2 zeigt die Kupplungsanordnung 4 in Form einer inneren Kupplung 6 und einer radial äußeren Kupplung 7. Die Kupplung 6 weist einen Außenlamellenträger 8, einen Innenlamellenträger 9 und ein Lamellenpaket 10 bestehend aus Innen- und Außenlamellen auf. Die radial äußere Kupplung 7 weist ebenfalls einen Außenlamellenträger 12, einen Innenlamellenträger 14 sowie ein Lamellenpaket 16 auf. Der Außenlamellenträger 12 ist dabei zweiteilig aufgebaut mit einem im Wesentlichen in radialer Richtung angeordneten Abschnitt 18 und einem im Wesentlichen in axialer Richtung angeordneten Abschnitt 20. Am radial äußersten Ende 22 des Abschnitts 18 ist die Verzahnung 24 angebracht, mit der der Außenlamellenträger 12 mit einem Rotor eines Elektromotors wirkverbindbar ist. Bevorzugt ist der radiale Abschnitt 18 steifer ausgebildet als der axiale Abschnitt 20 des Außenlamellenträgers 12. Die Verzahnung 24 ist in Montageposition dabei auf der Motorseite 26. Auf der Getriebeseite 28 des radialen Bauteils 18 ist ein Vorsprung 30, mit dem die Lamellen der Kupplung 7 abstützbar sind.
  • Der Abschnitt 18 und der Abschnitt 20 des Außenlamellenträgers 12 sind bevorzugt verschraubt, weshalb sich in Umfangsrichtung mehrere Ausnehmungen 32 am Abschnitt 18 befinden, die zur Aufnahme der Schrauben vorgesehen sind. Die Ausnehmungen 32 sind bevorzugt motorseitig zur Aufnahme des Schraubenkopfes breiter.
  • Weiter bevorzugt verlaufen der im Wesentlichen radial angeordnete Abschnitt des Außenlamellenträgers 12 der Kupplung 7 und der Innenlamellenträger 14 der in Kupplung 7 in einem Abschnitt im Wesentlichen parallel. Der Abschnitt ist ein im Wesentlichen radial weisender Abschnitt. Dadurch wird erreicht, dass die Kupplung in axialer Richtung weiter platzsparend ausgestaltet ist. Bevorzugt weisende Außenlamellenträger 12 bzw. der Abschnitt 18 und der Innenlamellenträger 14 weisen in diesem Abschnitt eine Art Kröpfung auf, wodurch die im Bereich der Getriebeeingangswellen 34 liegenden Enden der Lamellenträger 12 und 14 sowie 8 und 9 Platz geben für das Lager 36.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebsstrang
    2
    Verbrennungsmotor
    3
    Elektromotor
    4
    Kupplungsanordnung
    5
    Getriebe
    6
    innere Kupplung
    7
    äußere Kupplung
    8
    Außenlamellenträger
    9
    Innenlamellenträger
    10
    Lamellenpaket
    12
    Außenlamellenträger
    14
    Innenlamellenträger
    16
    Lamellenpaket
    18
    Abschnitt
    20
    Abschnitt
    22
    Ende
    24
    Verzahnung
    26
    Motorseite
    28
    Getriebeseite
    30
    Vorsprung
    32
    Ausnehmung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006053660 A1 [0003]
    • DE 2006053660 A1 [0006]

Claims (12)

  1. Kupplungsanordnung (4) für einen Antriebsstrang (1) eines Kraftfahrzeugs mit einem Gehäusebauteil (12), wobei das Gehäusebauteil (12) auf der Antriebsseite der Kupplungsanordnung (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusebauteil (12) auf der Außenseite eine Verzahnung (24) aufweist, wobei mittels der Verzahnung (24) ein Elektromotor (3) mit dem Gehäusebauteil (12) wirkverbindbar ist.
  2. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung (4) wenigstens eine Lamellenkupplungsanordnung (6, 7) aufweist und das Gehäusebauteil ein Außenlammellenträger (12) oder Abschnitt (18) eines Außenlamellenträgers (12) ist.
  3. Kupplungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung (4) eine Doppelkupplung mit zwei Kupplungen (6, 7) umfasst.
  4. Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (24) im radial äußersten Abschnitt des Gehäusebauteils (12) angeordnet ist.
  5. Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (24) in Montageposition motorseitig angeordnet ist.
  6. Kupplungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusebauteil (12) wenigstens zweiteilig aufgebaut ist und die Verzahnung (24) an einem im Wesentlichen in radialer Richtung angeordneten Abschnitt (18) angeordnet ist.
  7. Kupplungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem im Wesentlichen in radialer Richtung angeordneten Abschnitt (18) und einem daran anschließenden im Wesentlichen in axialer Richtung angeordneten Abschnitt (20) ein elastisches Element angeordnet ist.
  8. Kupplungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen in radialer Richtung angeordnete Abschnitt (18) und der daran anschließende im Wesentlichen in axialer Richtung angeordnete Abschnitt (20) miteinander verschraubt sind.
  9. Kupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen in radialer Richtung angeordnete Abschnitt (18) einen Vorsprung (30) aufweist, der die Lamellen einer Lamellenkupplung (7) abstützt.
  10. Antriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor (2), einem Elektromotor (3), einem Getriebe (5) und einer Kupplungsanordnung (4) zwischen Verbrennungsmotor (2) und Getriebe (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  11. Antriebsstrang nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor des Elektromotors (3) mit der Verzahnung (24) des Gehäusebauteils (12) wirkverbunden ist.
  12. Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang (1) umfassend eine Kupplungsanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (1) nach Anspruch 10 oder 11 ausgebildet ist.
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