DE102016200771A1

DE102016200771A1 - Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen

Info

Publication number: DE102016200771A1
Application number: DE102016200771.8A
Authority: DE
Inventors: Stefan Fischer; Norbert Amann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-01-21
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2017-07-27

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Antriebsmotor (2), welcher eine Abtriebswelle (5) zum Bereitstellen von Drehmomenten zum Antreiben des Kraftfahrzeugs aufweist, mit einem von der Abtriebswelle (5) antreibbaren Schwungrad (6), mit einer zwischen wenigstens einem geöffneten Zustand und wenigstens einem geschlossenen Zustand verstellbaren Kupplung (10), und mit wenigstens einer Getriebeeingangswelle (13), welche in geschlossenem Zustand der Kupplung (10) über diese und das Schwungrad (6) mit der Abtriebswelle (5) gekoppelt und dadurch von der Abtriebswelle (5) antreibbar und in geöffnetem Zustand der Kupplung (10) von der Abtriebswelle (5) entkoppelt ist, wobei das Schwungrad (6) bezogen auf einen Drehmomentfluss von der Abtriebswelle (5) zu der Getriebeeingangswelle (13) nach der Kupplung (10) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Derartige Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Ein solcher Antriebsstrang umfasst einen Antriebsmotor, welcher eine Abtriebswelle zum Bereitstellen von Drehmomenten zum Antreiben des Kraftfahrzeugs aufweist. Der Antriebsmotor ist beispielsweise ein Verbrennungsmotor, welcher insbesondere als Hubkolbenmaschine, insbesondere als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine, ausgebildet sein kann. Dabei ist die Abtriebswelle beispielsweise eine Kurbelwelle, über welche die Hubkolbenmaschine Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann.
Der Antriebsstrang umfasst ferner ein von der Abtriebswelle antreibbares Schwungrad. Das Schwungrad wird üblicherweise auch als Schwungmasse bezeichnet und wird genutzt, um von dem Antriebsmotor über die Abtriebswelle bereitgestellte kinetische Energie zu speichern. Das Schwungrad wird insbesondere genutzt, um, insbesondere mittels der im Schwungrad gespeicherten kinetischen Energie, Drehungleichförmigkeiten und somit Schwingungen, insbesondere Drehschwingungen, der Abtriebswelle auszugleichen beziehungsweise zu dämpfen, sodass beispielsweise eine hinreichende Laufruhe des Antriebsmotors und somit des Antriebsstrangs insgesamt realisiert werden kann.
Der Antriebsstrang umfasst ferner eine Kupplung, welche zwischen wenigstens einem geöffneten Zustand und wenigstens einem geschlossenen Zustand verstellbar ist. Darüber hinaus umfasst der Antriebsstrang wenigstens eine Getriebeeingangswelle, über welche beispielsweise die über die Abtriebswelle von dem Antriebsmotor bereitgestellten Drehmomente in ein Getriebe einleitbar sind, wodurch das Getriebe antreibbar ist. Die Getriebeeingangswelle ist in geschlossenem Zustand der Kupplung über die Kupplung und das Schwungrad mit der Abtriebswelle gekoppelt und dadurch von der Abtriebswelle antreibbar, sodass in dem geschlossenen Zustand der Kupplung die von dem Antriebsmotor über die Abtriebswelle bereitgestellten Drehmomente über das Schwungrad und die Kupplung auf die Getriebeeingangswelle übertragen werden. Insbesondere ist die Getriebeeingangswelle in dem geschlossenen Zustand der Kupplung über diese drehfest mit der Abtriebswelle gekoppelt, sodass Relativdrehungen zwischen der Abtriebswelle und der Getriebeeingangswelle vermieden sind.
In dem geöffneten Zustand der Kupplung ist die Getriebeeingangswelle von der Abtriebswelle entkoppelt, sodass keine Drehmomente zwischen der Getriebeeingangswelle und der Abtriebswelle übertragen werden können. Somit lässt die Kupplung in ihrem geöffneten Zustand Relativdrehungen zwischen der Abtriebswelle und der Getriebeeingangswelle zu. Die Kupplung befindet sich beispielsweise in ihrem geschlossenen Zustand, um das Kraftfahrzeug mittels des Antriebsmotors, insbesondere mittels der von dem Antriebsmotor über die Abtriebswelle bereitgestellten Drehmomente, anzutreiben. Beispielsweise wird die Kupplung geöffnet, das heißt von ihrem geschlossenen Zustand in ihren geöffneten Zustand überführt, um einen Gangwechsel des Getriebes durchzuführen und/oder um das Kraftfahrzeug anzuhalten, ohne dabei den Antriebsmotor abzuwürgen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Antriebsstrang der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders vorteilhafter Betrieb des Antriebsstrangs realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Um einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich ein besonders vorteilhafter Betrieb des Antriebsstrangs und somit den Kraftfahrzeugs insgesamt realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Schwungrad bezogen auf einen Drehmomentfluss von der Abtriebswelle zu der Getriebeeingangswelle nach der Kupplung beziehungsweise stromab der Kupplung angeordnet ist. Mit anderen Worten ist das Schwungrad in dem geschlossenen Zustand der Kupplung über die Kupplung mit der Abtriebswelle gekoppelt und dadurch von der Abtriebswelle antreibbar, da von dem Antriebsmotor über die Abtriebswelle bereitgestellte Drehmomente über die geschlossene Kupplung auf das Schwungrad übertragen werden können. In dem geöffneten Zustand der Kupplung jedoch ist das Schwungrad von der Abtriebswelle entkoppelt, sodass keine Drehmomente von der Abtriebswelle auf das Schwungrad übertragen werden können. Mit anderen Worten trennt die Kupplung in ihrem geöffneten Zustand die Abtriebswelle beziehungsweise den Antriebsmotor nicht nur von der Getriebeeingangswelle, sondern auch von dem Schwungrad.
Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass bei herkömmlichen Antriebssträngen das Schwungrad bezogen auf den beschriebenen Drehmomentfluss vor der Kupplung angeordnet ist, sodass bei solchen herkömmlichen Antriebssträngen das Schwungrad sowohl in dem geöffneten Zustand als auch in dem geschlossenen Zustand der Kupplung mit der Abtriebswelle gekoppelt ist. Somit beeinflusst die Kupplung beziehungsweise der Zustand der Kupplung bei herkömmlichen Antriebssträngen die Kopplung des Schwungrads mit der Abtriebswelle nicht, sodass bei herkömmlichen Antriebssträngen Anregungen aus dem beispielsweise als Verbrennungsmotor beziehungsweise Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Antriebsmotor über das Schwungrad durch dessen Massenträgheitsmoment reduziert beziehungsweise gedämpft werden, bevor sie zur Kupplung gelangen. Es wurde jedoch gefunden, dass sich bei herkömmlichen Antriebssträngen, bei denen das Schwungrad bezogen auf den Drehmomentfluss vor der Kupplung angeordnet ist, hohe Drehmomente beim Starten und Abstellen des Antriebsmotors ergeben, wobei diese hohen Drehmomente über Motorlager zum Lagern des Antriebsmotors in den Aufbau beziehungsweise die Karosserie des Kraftfahrzeugs eingeleitet werden. Dadurch wird der Aufbau beziehungsweise die Karosserie zu Wankbewegungen angeregt, die von Insassen beziehungsweise Nutzern des Kraftfahrzeugs als störend empfunden werden. Des Weiteren führt die bei herkömmlichen Antriebssträngen vorgesehene Anordnung des Schwungrads vor der Kupplung zu langen Start- und Abstellzeiten des Antriebsmotors.
Diese Probleme beziehungsweise Nachteile können bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang vermieden werden, da das Schwungrad bezogen auf den Drehmomentfluss nicht etwa vor der Kupplung, sondern nach der Kupplung angeordnet ist, sodass die Kupplung in ihrem geöffneten Zustand den Antriebsmotor beziehungsweise dessen Abtriebswelle nicht nur von der Getriebeeingangswelle, sondern insbesondere auch von dem Schwungrad trennt. Dadurch ist es beispielsweise möglich, den Antriebsmotor in dem geöffneten Zustand der Kupplung abzustellen und/oder zu starten beziehungsweise zu aktivieren. Da dabei die Kupplung geöffnet ist beziehungsweise sich in ihrem geöffneten Zustand befindet, können durch das Schwungrad bewirkte Beeinträchtigungen des Startens und/oder des Abstellens des Antriebsmotors vermieden werden.
Dies bedeutet, dass bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang im Vergleich zu herkömmlichen Antriebssträngen deutlich verkürzte Start- und Abstellzeiten des Antriebsmotors realisierbar sind. Ferner kann eine reduzierte Krafteinleitung beim Starten und Abstellen des Antriebsmotors in die Karosserie beziehungsweise in den Aufbau realisiert werden, sodass übermäßige Wankbewegungen des Aufbaus beziehungsweise der Karosserie beim Starten und Abstellen des Antriebsmotors vermieden werden können. Die der Erfindung zugrundeliegende Idee ist es somit, das Schwungrad und somit dessen hohes Massenträgheitsmoment bei geöffneter Kupplung von dem Antriebsmotor zu entkoppeln, um die beschriebenen, bei herkömmlichen Antriebssträngen auftretenden Probleme und Nachteile zu vermeiden. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Schwungrads Antriebsstrang kann zudem eine Verbesserung der Akustik beim Starten und Abstellen des Antriebsmotors dargestellt werden. Ist beispielsweise eine elektrische Maschine zum Anlassen beziehungsweise Starten des Antriebsmotors vorgesehen, so kann im Vergleich zu herkömmlichen Antriebssträngen die Stromaufnahme der elektrischen Maschine beim Starten des Antriebsmotors reduziert werden, wodurch die Belastung der elektrischen Maschine, welche auch als Anlasser bezeichnet wird, reduziert werden kann. Daraus resultiert eine Verbesserung der Lebensdauer des Antriebsstrangs insgesamt. Zudem kann die Belastung eines beispielsweise als Batterie ausgebildeten Energiespeichers zum Speichern von elektrischem Strom reduziert werden, woraus auch eine Verbesserung der Lebensdauer des Energiespeichers resultiert.
Um einen besonders vorteilhaften Betrieb des Antriebsstrangs zu realisieren, ist es in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Schwungrad in geöffnetem Zustand der Kupplung von der Abtriebswelle entkoppelt ist. Dadurch können in dem geöffneten Zustand der Kupplung keine Drehmomente von der Abtriebswelle auf das Schwungrad und umgekehrt von dem Schwungrad auf die Abtriebswelle übertragen werden, sodass beispielsweise eine durch das Schwungrad bewirkte Beeinträchtigung des Startens und Abstellens des Antriebsmotors vermieden werden kann. Im geschlossenen Zustand der Kupplung jedoch ist das Schwungrad mit der Abtriebswelle gekoppelt, sodass Drehmomente zwischen der Abtriebswelle und dem Schwungrad übertragen werden können. Dadurch können beispielsweise in dem geschlossenen Zustand der Kupplung Drehungleichförmigkeiten und daraus resultierende Schwingungen, insbesondere Drehschwingungen, der Abtriebswelle mittels des Schwungrads, insbesondere mittels dessen Massenträgheitsmoment, ausgeglichen beziehungsweise gedämpft werden, sodass sich in geschlossenem Zustand der Kupplung ein besonders ruhiger Lauf des Antriebsmotors realisieren lässt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Antriebsmotor als Verbrennungsmotor beziehungsweise als Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist, welche insbesondere als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet sein kann. Dabei ist die Abtriebswelle als Kurbelwelle ausgebildet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Kupplung wenigstens eine in geöffnetem Zustand und in geschlossenem Zustand der Kupplung drehfest mit der Abtriebswelle verbundene Mitnehmerscheibe auf, über welche die Getriebeeingangswelle in dem geschlossenen Zustand der Kupplung von der Abtriebswelle antreibbar ist. Das Schwungrad ist beispielsweise bezogen auf den Drehmomentfluss nach der Mitnehmerscheibe beziehungsweise stromab der Mitnehmerscheibe angeordnet. In dem geschlossenen Zustand der Kupplung werden die von dem Antriebsmotor über die Abtriebswelle bereitgestellten Drehmomente von der Abtriebswelle auf die Mitnehmerscheibe und von der Mitnehmerscheibe auf das Schwungrad und von dem Schwungrad auf die Getriebeeingangswelle übertragen. In dem geöffneten Zustand der Kupplung jedoch werden die von dem Antriebsmotor über die Abtriebswelle bereitgestellten Drehmomente von der Abtriebswelle auf die Mitnehmerscheibe übertragen. Eine Übertragung der Drehmomente von der Mitnehmerscheibe auf das Schwungrad und somit auf die Getriebeeingangswelle unterbleibt in dem geöffneten Zustand der Kupplung jedoch, da die Getriebeeingangswelle und das Schwungrad bezogen auf den Drehmomentfluss nach der Mitnehmerscheibe beziehungsweise nach der Kupplung angeordnet sind.
Um einen besonders vorteilhaften Betrieb des Antriebsstrangs zu realisieren, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass ein drehfest mit der Abtriebswelle verbundenes beziehungsweise mit der Abtriebswelle mitdrehbares Wellenelement einen in einer Aufnahme der Getriebeeingangswelle aufgenommenen Längenbereich aufweist. Hierdurch kann der Bauraumbedarf, insbesondere der in axialer Richtung der Abtriebswelle verlaufende Bauraumbedarf, gering gehalten werden, sodass übermäßige Belastungen und Schwingungen des Antriebsstrangs vermieden werden können.
Als weiterhin vorteilhat hat es sich gezeigt, wenn in der Aufnahme eine Lagereinrichtung, insbesondere ein Wälzlager, aufgenommen ist, wobei der Längenbereich über die Lagereinrichtung drehbar an der Getriebeeingangswelle gelagert ist. Somit ist die Abtriebswelle über das Wellenelement, insbesondere über den in der Aufnahme der Getriebeeingangswelle aufgenommenen Längenbereich des Wellenelements, an der Getriebeeingangswelle gelagert und somit abgestützt, sodass übermäßige Belastungen und Schwingungen des Antriebsstrangs vermieden werden können. Ferner kann der Bauraumbedarf des Antriebsstrangs gering gehalten werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Wellenelement durch einen separat von der Abtriebswelle ausgebildeten und drehfest mit der Abtriebswelle verbundenen Führungszapfen gebildet. Beispielsweise ist der Führungszapfen mit der Abtriebswelle verschraubt. Hierdurch kann eine besonders einfache Montage des Antriebsstrangs gewährleistet werden bei gleichzeitiger Realisierung eines vorteilhaften Betriebs des Antriebsstrangs.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Mitnehmerscheibe auf dem Wellenelement angeordnet und mit dem Wellenelement, insbesondere formschlüssig, drehfest verbunden. Dadurch kann der Bauraumbedarf, insbesondere die axiale Länge, des Antriebsstrangs gering gehalten werden, sodass übermäßige Belastungen vermieden werden können. Dabei können beispielsweise übermäßige Verformungen und Schwingungen vermieden werden, sodass ein vorteilhafter Betrieb, insbesondere ein ruhiger Lauf, des Antriebsstrangs realisiert werden kann.
Als weiterhin vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Schwungrad mit der Getriebeeingangswelle verschraubt und dadurch drehfest verbunden und/oder über jeweilige Verzahnungen drehfest verbunden ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte und stabile Verbindung zwischen dem Schwungrad und der Getriebeeingangswelle realisiert werden, sodass Schwingungen beziehungsweise Drehungleichförmigkeiten mittels des Schwungrads besonders effektiv gedämpft werden können.
Zur Realisierung eines besonders vorteilhaften Betriebs des Antriebsstrang ist bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine mit der Kurbelwelle drehfest verbundene, einen Zahnkranz aufweisende und über den Zahnkranz von einer elektrischen Maschine, insbesondere einem Anlasser, antreibbare Flexplate vorgesehen, über welche zum Anlassen des Antriebsmotors die Abtriebswelle von dem Anlasser antreibbar ist. Unter der Flexplate ist eine Scheibe zu verstehen, welche insbesondere in axialer Richtung der Abtriebswelle und somit der Scheibe elastisch verformbar ist. insbesondere ist die Flexplate beispielsweise auch aus einem metallischen Werkstoff gebildet. Durch die elastische Verformbarkeit der Flexplate in axialer Richtung der Abtriebswelle können beispielsweise Lagetoleranzen und Schwingungen beziehungsweise schwingungsbedingte Relativbewegungen zwischen Bauelementen des Antriebsstrangs auf einfache Weise kompensiert werden.
Alternativ ist es denkbar, dass der Antriebsstrang einen Startergenerator zum Anlassen des Antriebsmotors aufweist, dessen Abtriebswelle mittels des Startergenerators antreibbar ist.
Schließlich ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Schwungrad als Zweimassenschwungrad zum Dämpfen von Drehungleichförmigkeiten der Abtriebswelle ausgebildet ist. Hierdurch kann ein besonders ruhiger Lauf des Antriebsstrangs realisiert werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen:
1 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug, mit einem Antriebsmotor, welcher eine Abtriebswelle zum Bereitstellen von Drehmomenten zum Antreiben des Kraftfahrzeugs aufweist, mit einem von der Abtriebswelle antreibbaren Schwungrad, mit einer Kupplung und mit einer Getriebeeingangswelle, wobei das Schwungrad bezogen auf einen Drehmomentfluss von der Abtriebswelle zu der Getriebeeingangswelle nach der Kupplung angeordnet ist;
2 ausschnittsweise eine schematische und perspektivische Längsschnittansicht des Antriebsstrangs;
3 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Antriebsstrangs;
4 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des Antriebsstrangs;
5 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des Antriebsstrangs;
6 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des Antriebsstrangs; und
7 ausschnittsweise eine weitere schematische und perspektivische Längsschnittansicht des Antriebsstrangs.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Längsschnittansicht einen im Ganzen mit 1 bezeichneten Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen. Der Antriebsstrang 1 umfasst einen Antriebsmotor 2, welcher als Verbrennungsmotor beziehungsweise als Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist. Vorliegend ist der Antriebsmotor 2 als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet und umfasst ein Zylindergehäuse 3, durch welches wenigstens ein Brennraum vorliegend in Form eines Zylinders 4 gebildet ist. Im fertig hergestellten Zustand des Antriebsmotors 2 ist in dem Zylinder 4 ein in 1 nicht dargestellter Kolben translatorisch bewegbar aufgenommen. Ferner umfasst der Antriebsmotor 2 eine Abtriebswelle in Form einer Kurbelwelle 5, welche an einem in 1 nicht näher dargestellten Kurbelgehäuse des Antriebsmotors 2 um eine Drehachse relativ zu dem Kurbelgehäuse drehbar gelagert ist. Das Kurbelgehäuse ist beispielsweise einstückig mit dem Zylindergehäuse 3 ausgebildet. Alternativ ist es denkbar, dass das Kurbelgehäuse als separat von dem Zylindergehäuse 3 ausgebildetes und mit dem Zylindergehäuse 3 verbundenes Bauteil ausgebildet ist. Somit ist die Kurbelwelle 5 um die Drehachse relativ zu dem Zylindergehäuse 3 drehbar. Der Kolben ist über ein in 1 nicht dargestelltes Pleuel gelenkig mit der Kurbelwelle 5 verbunden. Infolge dieser gelenkigen Kopplung können die translatorischen Bewegungen des Kolbens im Zylinder 4 in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle 5 um ihre Drehachse umgewandelt werden.
Im Rahmen eines gefeuerten Betriebs des Antriebsmotors 2 werden dem Zylinder 4 Kraftstoff, insbesondere flüssiger Kraftstoff, und Luft zugeführt, sodass in dem Zylinder 4 ein Kraftstoff-Luft-Gemisch entsteht. Dieses Kraftstoff-Luft-Gemisch wird verbrannt, wodurch der Kolben in dem Zylinder 4 angetrieben wird. Infolge der gelenkigen Kopplung des Kolbens mit der Kurbelwelle 5 wird die Kurbelwelle 5 mittels des Kolbens angetrieben. Durch dieses Antreiben der Kurbelwelle 5 kann der Antriebsmotor 2, insbesondere in seinem gefeuerten Betrieb, über die Kurbelwelle 5 Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen.
Der Antriebsstrang 1 umfasst ferner ein von der Kurbelwelle 5 antreibbares und als Zweimassenschwungrad 6 (ZMS) ausgebildetes Schwungrad, mittels welchem Drehungleichförmigkeiten und somit Schwingungen, insbesondere Drehschwingungen, der Kurbelwelle 5 gedämpft werden können. Dadurch kann mittels des Zweimassenschwungrades 6 ein besonders ruhiger Lauf des Antriebsstrangs 1 realisiert werden. Das Zweimassenschwungrad 6 weist eine Primärseite 7 und eine Sekundärseite 8 auf, welche beispielsweise durch jeweilige Schwungradelemente beziehungsweise Schwungmassen gebildet sind. Die Primärseite 7 ist mit der Sekundärseite 8 über eine Torsionsdämpfungseinrichtung 9 gekoppelt, sodass Drehmomente zwischen der Primärseite 7 und der Sekundärseite 8 über die Torsionsdämpfungseinrichtung 9 übertragen werden können. Die Torsionsdämpfungseinrichtung 9 lässt Relativdrehungen zwischen der Primärseite 7 und der Sekundärseite 8 in gewissen Grenzen zu und dämpft dabei diese Relativdrehungen zwischen der Primärseite 7 und der Sekundärseite 8, sodass mittels der Torsionsdämpfungseinrichtung 9 Drehschwingungen zwischen der Primärseite 7 und der Sekundärseite 8 gedämpft werden.
Des Weiteren umfasst der Antriebsstrang 1 eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Kupplung, welche vorliegend als Reibkupplung ausgebildet ist. Die Kupplung 10 kann dabei beispielsweise als nasse Reibkupplung oder trockene Reibkupplung ausgebildet sein. Die Kupplung 10 ist zwischen wenigstens einem geöffneten Zustand und wenigstens einem geschlossenen Zustand verstellbar und umfasst wenigstens eine Druckplatte 11 und wenigstens eine Mitnehmerscheibe 12.
Ferner umfasst der Antriebsstrang 1 eine Getriebeeingangswelle 13, welche in dem geschlossenen Zustand der Kupplung 10 über die Kupplung 10 und das Schwungrad 6 mit der Kurbelwelle 5 gekoppelt und dadurch von der Kurbelwelle 5 antreibbar ist. Dies bedeutet, dass in dem geschlossenen Zustand der Kupplung 10 Drehmomente zwischen der Kurbelwelle 5 und der Getriebeeingangswelle 13 über die Kupplung 10 übertragen werden können. In dem geöffneten Zustand der Kupplung 10 jedoch ist die Getriebeeingangswelle 13 von der Kurbelwelle 5 entkoppelt, sodass keine Drehmomente zwischen der Kurbelwelle 5 und der Getriebeeingangswelle 13 übertragen werden können. Dies bedeutet, dass die Kupplung 10 in ihrem geöffneten Zustand die Getriebeeingangswelle 13 von der Kurbelwelle 5 und somit von dem Antriebsmotor 2 insgesamt trennt, sodass die Getriebeeingangswelle 13 und somit das Kraftfahrzeug insgesamt in dem geöffneten Zustand der Kupplung 10 nicht von dem Antriebsmotor 2 antreibbar sind.
Die Getriebeeingangswelle 13 ist beispielsweise Bestandteil eines in 1 nicht näher dargestellten Getriebes des Antriebsstrangs 1, sodass – insbesondere in dem geöffneten Zustand der Kupplung 10 – die von dem Antriebsmotor 2 über die Kurbelwelle 5 bereitgestellten Drehmomente über die Getriebeeingangswelle 13 in das Getriebe eingeleitet werden. Dadurch wird das Getriebe angetrieben. Mittels des Getriebes werden die von dem Antriebsmotor 2 bereitgestellten Drehmomente beispielsweise in demgegenüber unterschiedliche Drehmomente umgewandelt, sodass das Getriebe die umgewandelten Drehmomente bereitstellt, mittels welchen das Kraftfahrzeug schließlich antreibbar ist.
Um nun einen besonders vorteilhaften Betrieb des Antriebsstrangs 1 und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt zu realisieren, ist das Zweimassenschwungrad 6 bezogen auf einen Drehmomentfluss von der Kurbelwelle 5 zu der Getriebeeingangswelle 13 nach beziehungsweise stromab der Kupplung 10 angeordnet. Somit ist das Schwungrad 6 in dem geöffneten Zustand der Kupplung 10 von der Kurbelwelle 5 entkoppelt. Mit anderen Worten trennt die Kupplung 10 in ihrem geöffneten Zustand nicht nur die Getriebeeingangswelle 13, sondern auch das Zweimassenschwungrad 6 von der Kurbelwelle 5, sodass in dem geöffneten Zustand der Kupplung 10 keine Drehmomente zwischen der Kurbelwelle 5 und dem Zweimassenschwungrad 6 übertragen werden können. Dadurch kann beispielsweise vermieden werden, dass das Zweimassenschwungrad 6 bei geöffneter Kupplung 10 das Anlassen und Abstellen des Antriebsmotors 2 beeinträchtigt.
In 1 ist schematische eine Trennebene 14 veranschaulicht, anhand welcher besonders gut erkennbar ist, dass das Zweimassenschwungrad 6 bezogen auf den Drehmomentfluss nicht etwa vor der Kupplung 10, sondern nach der Kupplung 10 angeordnet ist. Die Mitnehmerscheibe 12 wird beispielsweise auch als Kupplungsscheibe bezeichnet und ist sowohl in dem geöffneten Zustand als auch in dem geschlossenen Zustand der Kupplung 10 drehfest mit der Kurbelwelle 5 verbunden, sodass die Mitnehmerscheibe 12 sowohl in dem geöffneten Zustand als auch in dem geschlossenen Zustand der Kupplung 10 von der Kurbelwelle 5 antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. In dem geschlossenen Zustand der Kupplung 10 wird somit die Getriebeeingangswelle 13 über die Mitnehmerscheibe 12 von der Kurbelwelle 5 angetrieben.
Die Mitnehmerscheibe 12 ist beispielsweise in ihrer axialen Richtung, welche mit der axialen Richtung der Kurbelwelle 5 zusammenfällt, beidseitig mit Reibbelägen 15 versehen. Ferner umfasst die Kupplung 10 eine beispielsweise als Membranfeder ausgebildete Federeinrichtung 16, mittels welcher die Druckplatte 11 in dem geschlossenen Zustand der Kupplung 10 gegen die Mitnehmerscheibe 12 in axialer Richtung der Kurbelwelle 5 und somit der Kupplung 10 gedrückt wird. Dadurch wird die Mitnehmerscheibe 12 auch gegen das Zweimassenschwungrad 6, insbesondere gegen die Sekundärseite 8, gedrückt, sodass die Mitnehmerscheibe 12 und über diese die Kurbelwelle 5 mit dem Zweimassenschwungrad 6, insbesondere reibschlüssig, gekoppelt sind. Ferner ist das Zweimassenschwungrad 6, insbesondere die Primärseite 7, drehfest mit der Getriebeeingangswelle 13 gekoppelt, sodass in dem geschlossenen Zustand der Kupplung 10 die Getriebeeingangswelle 13 über das Zweimassenschwungrad 6 und die Kupplung 10, insbesondere die Mitnehmerscheibe 12, von der Kurbelwelle 5 antreibbar ist.
Besonders gut in Zusammenschau mit 2 ist erkennbar, dass ein drehfest mit der Kurbelwelle 5 verbundenes Wellenelement 17 vorgesehen ist. Das Wellenelement 17 ist dabei durch einen separat von der Kurbelwelle 5 ausgebildeten und drehfest mit der Kurbelwelle 5 verbundenen Führungszapfen 18 gebildet. Vorzugsweise ist der Führungszapfen 18 mit der Kurbelwelle 5 verschraubt und dadurch drehfest mit der Kurbelwelle 5 verbunden.
Das Wellenelement 17 und somit der Führungszapfen 18 weisen einen Längenbereich 19 auf, welcher in einer korrespondierenden Aufnahme 20 der Getriebeeingangswelle 13 aufgenommen ist. Dabei ist eine vorzugsweise als Wälzlager ausgebildete Lagereinrichtung 21 in der Aufnahme 20 angeordnet, wobei der Längenbereich 19 und somit der Führungszapfen 18 beziehungsweise das Wellenelement 17 insgesamt über die Lagereinrichtung 21 drehbar an der Getriebeeingangswelle 13 gelagert sind. Insbesondere in dem geöffneten Zustand der Kupplung 10 können sich die Kurbelwelle 5 und somit das Wellenelement 17 beziehungsweise der Führungszapfen 18 relativ zur Getriebeeingangswelle 13 drehen, wobei die Kurbelwelle 5 über den Längenbereich 19 und die Lagereinrichtung 21 vorteilhaft an der Getriebeeingangswelle 13 drehbar gelagert ist. Insbesondere ist der Längenbereich 19 über die Lagereinrichtung 21 in radialer Richtung der Kurbelwelle 5 und somit in radialer Richtung der Getriebeeingangswelle 13 an dieser drehbar gelagert, sodass die Kurbelwelle 5 über den Führungszapfen 18 in radialer Richtung an der Getriebeeingangswelle 13 abgestützt ist. Dadurch können übermäßige Belastungen des Antriebsstrangs 1 insgesamt vermieden werden. Darüber hinaus kann der Bauraumbedarf, insbesondere die axiale Länge, des Antriebsstrangs 1 gering gehalten werden. Durch die Lagereinrichtung 21 ist ein in der Getriebeeingangswelle 13 angeordnetes Pilotlager geschaffen, über welches das Wellenelement 17 über die Kurbelwelle 5 an der Getriebeeingangswelle 13 drehbar gelagert ist.
Ferner ist aus 1 besonders gut erkennbar, dass die Mitnehmerscheibe 12 auf dem Wellenelement 17 beziehungsweise dem Führungszapfen 18 angeordnet ist. Besonders gut aus 4 ist erkennbar, dass das Wellenelement 17 außenumfangsseitig eine durch ein Keilwellenprofil 22 gebildete Verzahnung aufweist. Die Mitnehmerscheibe 12 weist, insbesondere innenumfangsseitig, eine mit dem Keilwellenprofil 22 korrespondierende weitere Verzahnung auf, wobei die weitere Verzahnung der Mitnehmerscheibe 12 mit dem Keilwellenprofil 22 in Eingriff steht.
Dadurch ist die im Bereich des Keilwellenprofils 22 auf dem Wellenelement 17 angeordnete Mitnehmerscheibe 12 über deren weitere Verzahnung und das Keilwellenprofil 22 drehfest mit der dem Wellenelement 17 und über dieses mit der Kurbelwelle 5 verbunden, sodass die Mitnehmerscheibe 12 über das Keilwellenprofil 22 und die weitere Verzahnung sowohl in dem geöffneten Zustand als auch in dem geschlossenen Zustand der Kupplung 10 von der Kurbelwelle 5 antreibbar ist.
3 zeigt die Getriebeeingangswelle 13 mit der Aufnahme 20 und der in der Aufnahme angeordnete Lagereinrichtung 21. Darüber hinaus ist aus 3 ausschnittsweise ein Getriebegehäuse 23 des genannten Getriebes erkennbar.
Aus 4 ist erkennbar, dass die Getriebeeingangswelle 13 optional außenumfangsseitig eine Verzahnung 24 aufweist, welche beispielsweise durch ein Keilwellenprofil gebildet ist. Das Zweimassenschwungrad 6, insbesondere die Primärseite 7, weist beispielsweise eine mit der Verzahnung 24 korrespondierende vierte Verzahnung auf, sodass das Zweimassenschwungrad 6 beziehungsweise die Primärseite 7 über die vierte Verzahnung und die Verzahnung 24 drehfest mit der Getriebeeingangswelle 13 verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich zu dieser Verbindung beziehungsweise Kopplung des Zweimassenschwungrads 6 mit der Getriebeeingangswelle 13 kann vorgesehen sein, dass das Zweimassenschwungrad 6, insbesondere die Primärseite 7, mit der Getriebeeingangswelle 13 verschraubt und dadurch drehfest mit der Getriebeeingangswelle 13 verbunden ist. Ist beispielsweise eine Verschraubung des Zweimassenschwungrads 6, insbesondere der Primärseite 7, mit der Getriebeeingangswelle 13 vorgesehen, so können beispielsweise die Verzahnung 24 und die vierte Verzahnung entfallen. Ferner kann bei dem Antriebsstrang 1 eine Lagerung der Sekundärseite 8 wie bei herkömmlichen Antriebssträngen beziehungsweise Zweimassenschwungrädern vorgesehen sein.
Aus 1, 5 und 6 ist besonders gut erkennbar, dass der Antriebsstrang 1 eine mit der Kurbelwelle 5 drehfest verbundene Flexplate 25 aufweist, welche einen Zahnkranz 26 umfasst. Ferner ist beispielsweise ein in den Fig. nicht gezeigter Anlasser vorgesehen, welcher als elektrische Maschine ausgebildet ist. Der Anlasser weist ein Ritzel auf, welches in den Zahnkranz 26 einspuren kann. Dadurch kann der Anlasser über das Ritzel formschlüssig mit dem Zahnkranz 26 und somit mit der Flexplate 25 zusammenwirken, sodass die Flexplate 25 mittels des Anlassers antreibbar ist. Da die Flexplate 25 drehfest mit der Kurbelwelle 5 verbunden ist, kann die Kurbelwelle 5 über die Flexplate 25 und den Zahnkranz 26 von dem Anlasser angetrieben werden. Hierdurch kann der Antriebsmotor 1 gestartet, das heißt angelassen werden. Die Flexplate 25 ist eine insbesondere in axialer Richtung elastisch verformbare Scheibe, welche beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere einem Stahl wie beispielsweise einem Federstahl, gebildet ist.
Alternativ zur Flexplate 25 kann beispielsweise ein Startergenerator zum Einsatz kommen, mittels welchem die Kurbelwelle 5 antreibbar ist, um dadurch die Verbrennungskraftmaschine (Antriebsmotor 2) anzulassen. Ferner sind aus 5 und 6 die Reibbeläge 15 erkennbar, über welche die Mitnehmerscheibe 12 mit der Druckplatte 11 beziehungsweise dem Zweimassenschwungrad 6 koppelbar ist. 7 zeigt eine weitere schematische und perspektivische Schnittansicht. Aus 7 ist besonders gut eine Lagerung der Sekundärseite 8 an der Primärseite 7 erkennbar. Um die Sekundärseite 8 an der Primärseite 7, insbesondere drehbar, zu lagern, kommt eine beispielsweise als Wälzlager ausgebildete Lagerungseinrichtung 27 zum Einsatz. Die Lagerungseinrichtung 27 lässt die zuvor beschriebenen Relativdrehungen zwischen der Primärseite 7 und der Sekundärseite 8 zu. Ferner ist aus 7 besonders gut die Lagerung des Längenbereichs 19 in der Aufnahme 20 erkennbar.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsstrang
2: Antriebsmotor
3: Zylindergehäuse
4: Zylinder
5: Kurbelwelle
6: Zweimassenschwungrad
7: Primärseite
8: Sekundärseite
9: Torsionsdämpfungseinrichtung
10: Kupplung
11: Druckplatte
12: Mitnehmerscheibe
13: Getriebeeingangswelle
14: Trennebene
15: Reibbelag
16: Federeinrichtung
17: Wellenelement
18: Führungszapfen
19: Längenbereich
20: Aufnahme
21: Lagereinrichtung
22: Keilwellenprofil
23: Getriebegehäuse
24: Verzahnung
25: Flexplate
26: Zahnkranz
27: Lagerungseinrichtung

Claims

Antriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Antriebsmotor (2), welcher eine Abtriebswelle (5) zum Bereitstellen von Drehmomenten zum Antreiben des Kraftfahrzeugs aufweist, mit einem von der Abtriebswelle (5) antreibbaren Schwungrad (6), mit einer zwischen wenigstens einem geöffneten Zustand und wenigstens einem geschlossenen Zustand verstellbaren Kupplung (10), und mit wenigstens einer Getriebeeingangswelle (13), welche in geschlossenem Zustand der Kupplung (10) über diese und das Schwungrad (6) mit der Abtriebswelle (5) gekoppelt und dadurch von der Abtriebswelle (5) antreibbar und in geöffnetem Zustand der Kupplung (10) von der Abtriebswelle (5) entkoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwungrad (6) bezogen auf einen Drehmomentfluss von der Abtriebswelle (5) zu der Getriebeeingangswelle (13) nach der Kupplung (10) angeordnet ist.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwungrad (6) in geöffnetem Zustand der Kupplung (10) von der Abtriebswelle (5) entkoppelt ist.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (10) wenigstens eine in geöffnetem Zustand und in geschlossenem Zustand der Kupplung (10) drehfest mit der Abtriebswelle (5) verbundene Mitnehmerscheibe (12) aufweist, über welche die Getriebeeingangswelle (13) in geschlossenem Zustand der Kupplung (10) von der Abtriebswelle (5) antreibbar ist.
Antriebsstrang (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein drehfest mit der Abtriebswelle (5) verbundenes Wellenelement (17) einen in einer Aufnahme (20) der Getriebeeingangswelle (13) aufgenommenen Längenbereich (19 aufweist.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufnahme (20) eine Lagereinrichtung (21), insbesondere ein Wälzlager, aufgenommen ist, über welche der Längenbereich (19) drehbar an der Getriebeeingangswelle (13) gelagert ist.
Antriebsstrang (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenelement (17) durch einen separat von der Abtriebswelle (5) ausgebildeten und drehfest mit der Abtriebswelle (5) verbundenen Führungszapfen (18) gebildet ist.
Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6 in dessen Rückbezug auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerscheibe (12) auf dem Wellenelement (17) angeordnet und mit dem Wellenelement (17), insbesondere formschlüssig, drehfest verbunden ist.
Antriebsstrang (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwungrad (6) mit der Getriebeeingangswelle (13) verschraubt und dadurch drehfest verbunden und/oder über jeweilige Verzahnungen (24) drehfest verbunden ist.
Antriebsstrang (1) nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Abtriebswelle (5) drehfest verbundene, einen Zahnkranz (26) aufweisende und über den Zahnkranz (26) von einem Anlasser antreibbare Flexplate (25) vorgesehen ist, über welche zum Anlassen des Antriebsmotors (2) die Abtriebswelle (5) von dem Anlasser antreibbar ist.
Antriebsstrang (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwungrad (6) als Zweimassenschwungrad (6) zum Dämpfen von Drehungleichförmigkeiten der Abtriebswelle (5) ausgebildet ist.