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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer eine Eingangswelle aufweisenden Kupplungseinrichtung und einer mittels der Kupplungseinrichtung mit der Eingangswelle wirkverbindbaren Mehrganggetriebeeinrichtung, die eine quer zu der Eingangswelle angeordnete Ausgangswelle aufweist.
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Die Antriebseinrichtung dient dem Antreiben des Kraftfahrzeugs, insbesondere dem Übertragen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Drehmoments. Zu diesem Zweck verfügt die Antriebseinrichtung zumindest über die Kupplungseinrichtung und die Mehrganggetriebeeinrichtung. Mittels der Kupplungseinrichtung kann wahlweise eine Wirkverbindung zwischen einem Antriebsaggregat der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Kraftfahrzeugs und der Mehrganggetriebeeinrichtung hergestellt werden. Die Wirkverbindung liegt dabei beispielsweise über eine Zwischenwelle vor, die der Mehrganggetriebeeinrichtung zugeordnet sein kann. Die Kupplungseinrichtung dient insoweit dazu, wahlweise die Wirkverbindung zwischen der Eingangswelle und der Zwischenwelle herzustellen oder zu unterbrechen.
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Die Mehrganggetriebeeinrichtung ermöglicht das Einstellen einer aus mehreren Übersetzungen ausgewählten Übersetzung, insbesondere zwischen der Zwischenwelle und der Ausgangswelle. Die Mehrganggetriebeeinrichtung weist also ein Mehrganggetriebe beziehungsweise Verstellgetriebe auf. Das Mehrganggetriebe kann als manuelles Getriebe, automatisiertes Getriebe oder Automatikgetriebe ausgebildet sein. In ersterem Fall liegt das Mehrganggetriebe beispielsweise als Schaltgetriebe vor. Im Falle des automatisierten Mehrganggetriebes ist es bevorzugt als automatisiertes Schaltgetriebe oder als Doppelkupplungsgetriebe ausgestaltet. Das Automatikgetriebe weist zum Einstellen der Übersetzung eines oder mehrere Planetengetriebe, eine oder mehrere Kupplungen, insbesondere Lamellenkupplungen, und/oder eine oder mehrere Bremsen, insbesondere Lamellenbremsen, auf.
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Die Eingangswelle der Kupplungseinrichtung ist beispielsweise starr und/oder permanent mit dem Antriebsaggregat der Antriebseinrichtung, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, wirkverbunden. Beispielsweise ist die Eingangswelle unmittelbar mit einer Antriebswelle des Antriebsaggregats verbunden oder wird von dieser ausgebildet. Die Ausgangswelle liegt hinsichtlich des Drehmomentenflusses auf der der Kupplungseinrichtung beziehungsweise dem Antriebsaggregat abgewandten Seite der Mehrganggetriebeeinrichtung vor. Die Ausgangswelle ist bevorzugt zum Antreiben wenigstens eines Rads des Kraftfahrzeugs mit diesem wirkverbunden, insbesondere starr und/oder permanent. Beispielsweise ist die Ausgangswelle mit mehreren Rädern einer Achse des Kraftfahrzeugs wirkverbunden, ebenfalls starr und/oder permanent.
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Selbstverständlich kann es vorgesehen sein, dass die Räder mehrerer unterschiedlicher Achsen über die Ausgangswelle von der Antriebseinrichtung beziehungsweise dem Antriebsaggregat antreibbar sind. Bevorzugt ist es jedoch vorgesehen, dass die Ausgangswelle dem Antreiben des Rads beziehungsweise der Räder einer Achse, insbesondere genau einer Achse, dient, und dass die Mehrganggetriebeeinrichtung neben der Ausgangswelle eine weitere Ausgangswelle aufweist, über welche zumindest ein weiteres Rad einer anderen Achse oder mehrere weitere Räder der anderen Achse mittels der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Antriebsaggregats antreibbar sind.
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Die Ausgangswelle soll quer zu der Eingangswelle angeordnet sein. Das bedeutet, dass die Ausgangswelle beziehungsweise ihre Drehachse eine die Drehachse der Eingangswelle aufnehmende Ebene unter einem bestimmten Winkel schneidet, der größer als 0° und kleiner als 180° ist. Beispielsweise steht die Drehachse der Ausgangswelle senkrecht auf der Ebene. Dabei ist die Ausgangswelle von der Eingangswelle beabstandet angeordnet. In anderen Worten liegt die Ausgangswelle windschief zu der Eingangswelle vor, ist also beabstandet quer zu dieser angeordnet. Besonders bevorzugt steht die Ausgangswelle dabei senkrecht auf der vorstehend beschriebenen Ebene.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
DE 10 2011 104 279 A1 bekannt. Diese beschreibt einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine zur Bereitstellung von Antriebsleistung, mit einer Getriebeanordnung, die eine Getriebeeingangswelle und eine erste und eine zweite Gangstufe aufweist, wobei die Getriebeeingangswelle mit der elektrischen Maschine verbunden ist; und mit einem Differential, das mit einem Ausgang des Getriebes verbunden und dazu eingerichtet ist, Antriebsleistung auf zwei Antriebswellen zu verteilen. Dabei ist das Differential mit einem schräg verzahnten Triebrad verbunden, das mit einem schräg verzahnten Ritzel des Getriebeausgangs in Eingriff steht, wobei eine Druckkammanordnung durch die Schrägverzahnung entstehende Axialkräfte aufnimmt.
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Zudem zeigt die Druckschrift
DE 10 2004 046 008 A1 einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, das eine ständig angetriebene Hinterachse und eine Vorderachse aufweist, die bei Bedarf angetrieben wird, mit einer Antriebseinheit, deren Ausgang mit einem Eingangsglied eines Differentials der Hinterachse und mit einer Kupplungsanordnung zum Antreiben der Vorderachse verbunden ist, wobei die Kupplungsanordnung eine erste und eine zweite Reibkupplung aufweist, die im Wesentlichen unabhängig voneinander ansteuerbar sind, deren Eingangsglieder mit dem Ausgang der Antriebseinheit verbunden sind und deren Ausgangsglieder mit einer linken beziehungsweise einer rechten Antriebswelle der Vorderachse verbunden sind.
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Weiterhin beschreibt die Druckschrift
DE 10 2011 113 279 A1 eine Kupplungsanordnung für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, wobei die Kupplungsanordnung eine erste und eine zweite Kupplung aufweist, die als normalerweise offene Kupplungen ausgebildet sind, wobei die erste Kupplung mittels einer ersten Aktuatoranordnung aus einer offenen Position in eine geschlossene Position betätigbar ist und wobei die zweite Kupplung mittels einer zweiten Aktuatoranordnung aus einer offenen Position in eine geschlossene Position betätigbar ist, und wobei die Kupplungsanordnung eine Arretiereinrichtung zum Arretieren einer Kupplung in der geschlossenen Position aufweist. Dabei ist nur die zweite Kupplung mittels der Arretiereinrichtung in der geschlossenen Position arretierbar, wohingegen die erste Kupplung in der geschlossenen Position nicht arretierbar ist, so dass die erste Aktuatoranordnung mit Energie versorgt werden muss, um die erste Kupplung in der geschlossenen Position zu halten.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 102 277 A1 zeigt zudem eine Kupplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einer ersten Kupplung; einer zweiten Kupplung; einer hydraulischen Aktuatoranordnung; wobei die Aktuatoranordnung einen ersten Hydraulikzylinder zum Betätigen der ersten Kupplung und einen zweiten Hydraulikzylinder zum Betätigen der zweiten Kupplung aufweist. Dabei weist die Aktuatoranordnung eine mittels eines Elektromotors angetriebene Aktuatorpumpe auf, die in zwei Drehrichtungen betreibbar ist, wobei die Aktuatorpumpe einen ersten Anschluss aufweist, der mit dem ersten Hydraulikzylinder verbunden ist, und einen zweiten Anschluss aufweist, der mit dem zweiten Hydraulikzylinder verbunden ist, und wobei die Aktuatoranordnung je nach Drehrichtung der Aktuatorpumpe die erste oder die zweite Kupplung betätigt.
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Zudem ist aus dem Stand der Technik die Druckschrift
DE 199 17 724 A1 bekannt. In dieser wird ein Antriebstrang für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen. Der Antriebsstrang weist einen Motor, insbesondere einen Elektromotor auf. Ferner umfasst der Antriebstrang ein Zweigang-Getriebe, das zwei an einer Welle drehbar gelagerte Losräder aufweist, eine Kupplungseinrichtung zum Ein- und Auslegen der Gänge und ein Zwischenachsdifferential. Dabei sind an einem Differentialkorb des Achsdifferentials zwei Zahnräder festgelegt, die in ständigem Eingriff mit den zwei Losrädern stehen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Antriebseinrichtungen Vorteile aufweist, insbesondere einen geringeren Bauraumbedarf aufweist, also kleiner ist, insbesondere in axialer Richtung bezüglich der Drehachse der Eingangswelle.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einer Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass die Kupplungseinrichtung eine Doppelkupplung mit einer ersten Schaltkupplung und einer zweiten Schaltkupplung aufweist, wobei die Ausgangswelle - zumindest in axialer Richtung bezüglich einer Drehachse der Eingangswelle gesehen - zwischen der ersten Schaltkupplung und der zweiten Schaltkupplung verläuft.
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Die Kupplungseinrichtung verfügt also über mehrere Schaltkupplungen, nämlich die erste Schaltkupplung und die zweite Schaltkupplung. Die Schaltkupplungen sind in axialer Richtung bezüglich der Drehachse der Eingangswelle voneinander beabstandet. Bei Betrachtung in axialer Richtung beziehungsweise bei Betrachtung eines Längsschnitts der Antriebseinrichtung entlang der Drehachse der Eingangswelle, liegt nun die Ausgangswelle zwischen der ersten Schaltkupplung und der zweiten Schaltkupplung vor. Die Schnittebene des Längsschnitts entspricht dabei bevorzugt der vorstehend erwähnten Ebene, welche die Drehachse der Eingangswelle in sich aufnimmt. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung und einer derartigen Anordnung der Ausgangswelle kann beispielsweise der Abstand zwischen der Kupplungseinrichtung und der Mehrganggetriebeeinrichtung, zwischen welchen ansonsten die Ausgangswelle vorläge, verkleinert oder sogar gänzlich beseitigt werden. Entsprechend ermöglicht die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung eine deutliche Verkleinerung des notwendigen Bauraums.
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Die Ausgangswelle liegt beispielsweise als Flanschwelle und/oder als Querwelle vor. Die Flanschwelle weist bevorzugt auf ihrer der Mehrganggetriebeeinrichtung abgewandten Seite einen Anschlussflansch auf, über welchen eine Wirkverbindung zu einer weiteren Welle hergestellt werden kann. Auf der der Mehrganggetriebeeinrichtung zugewandten Seite kann die Ausgangswelle über eine Verzahnung, insbesondere eine Außenverzahnung verfügen, die mit einer weiteren Verzahnung der Mehrganggetriebeeinrichtung kämmt. Mittels den Verzahnungen, also der Verzahnung der Flanschwelle und der Verzahnung der Mehrganggetriebeeinrichtung, ist eine drehfeste Verbindung realisiert, welche jedoch in axialer Richtung bezüglich der Drehachse der Ausgangswelle einen Spielausgleich ermöglicht.
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Die Bezeichnung Querwelle steht bevorzugt für eine bestimmte Anordnung der Ausgangswelle. So wird einerseits deutlich, dass die Ausgangswelle quer zu der Eingangswelle angeordnet sein soll. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die Querwelle in einem Motorraum des Kraftfahrzeugs, in welchem die Antriebseinrichtung vorliegt, quer verläuft, also senkrecht oder zumindest nahezu senkrecht bezüglich einer Hauptfahrrichtung des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine Wirkverbindung zwischen der Eingangswelle und der Mehrganggetriebeeinrichtung mittels der ersten Schaltkupplung über eine erste Zwischenwelle und mittels der zweiten Schaltkupplung über eine zweite Zwischenwelle herstellbar ist. Über die erste Schaltkupplung ist insoweit eine Wirkverbindung zwischen der Eingangswelle und der ersten Zwischenwelle und schlussendlich zu der Mehrganggetriebeeinrichtung und über die zweite Schaltkupplung eine Wirkverbindung zwischen der Eingangswelle und der zweiten Zwischenwelle und schlussendlich zu der Kupplungseinrichtung herstellbar.
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In einer ersten Schaltstellung der jeweiligen Schaltkupplung liegt insoweit die Wirkverbindung zwischen der Eingangswelle und der jeweiligen Zwischenwelle vor, sodass wenigstens ein Teil des an der Eingangswelle anliegenden Drehmoments, insbesondere das gesamte an der Eingangswelle anliegende Drehmoment, auf die Zwischenwelle übertragen wird. In einer zweiten Schaltstellung der jeweiligen Schaltkupplung ist dagegen die Wirkverbindung zwischen der Eingangswelle und der jeweiligen Zwischenwelle unterbrochen, sodass die über die jeweilige Schaltkupplung und die jeweilige Zwischenwelle verlaufende Wirkverbindung zwischen der Eingangswelle und der Mehrganggetriebeeinrichtung ebenfalls unterbrochen ist.
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Bevorzugt ist die Mehrganggetriebeeinrichtung als Mehrfachgetriebeeinrichtung mit mehreren Kupplungssträngen ausgestaltet. Beispielsweise verfügt die Mehrganggetriebeeinrichtung über zwei Getriebestränge und liegt insoweit als Doppelgetriebeeinrichtung vor. Zusammen mit der Kupplungseinrichtung kann die Mehrganggetriebeeinrichtung also in Form eines Mehrfachkupplungsgetriebes, insbesondere eines Doppelkupplungsgetriebes, vorliegen. Hierzu ist die erste Zwischenwelle einem ersten der Getriebestränge und die zweite Zwischenwelle einem zweiten der Getriebestränge zugeordnet. Mittels der Kupplungseinrichtung und der Mehrganggetriebeeinrichtung kann die Wirkverbindung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle, jeweils wahlweise und bevorzugt unabhängig voneinander, einerseits über die erste Schaltkupplung und den ersten Getriebestrang und andererseits über die zweite Schaltkupplung und den zweiten Getriebestrang hergestellt werden.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Schaltkupplung einen ersten Reibelementträger und die zweite Schaltkupplung einen zweiten Reibelementträger aufweist, wobei an den beiden Reibelementträgern jeweils eine von mehreren Reibelementanordnungen vorliegt. Der erste Reibelementträger ist vorzugsweise drehfest mit der ersten Zwischenwelle und der zweite Reibelementträger drehfest mit der zweiten Zwischenwelle verbunden beziehungsweise wirkverbunden, insbesondere starr und/oder permanent. Beispielsweise weisen die Reibelementträger jeweils eine Innenverzahnung auf, welche mit einer Außenverzahnung der entsprechenden Zwischenwelle kämmt, sodass zwar eine drehfeste, also in Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse der jeweiligen Zwischenwelle starre Verbindung vorliegt, jedoch in axialer Richtung ein Spielausgleich zugelassen ist.
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Die Reibelementträger, also der erste Reibelementträger und der zweite Reibelementträger, sind separat voneinander ausgestaltet. Sie liegen bevorzugt in axialer Richtung beabstandet voneinander vor. Sie können jedoch in axialer Richtung beziehungsweise im Längsschnitt gesehen bereichsweise überlappend angeordnet sein. Die Kupplungseinrichtung verfügt nun über mehrere Reibelementanordnungen. Jede der Reibelementanordnungen ist einem der beiden Reibelementträger zugeordnet, insbesondere drehfest mit ihm verbunden. Die Reibelementanordnungen bestehen beispielsweise jeweils aus wenigstens einer Kupplungslamelle, insbesondere mehreren im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Kupplungslamellen. Die Schaltkupplungen sind in diesem Fall als Lamellenkupplungen ausgestaltet.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass jeder der Reibelementanordnungen eine von mehreren Reibgegenelementanordnungen zugeordnet ist, die zur Herstellung der Wirkverbindung zwischen der Eingangswelle und der Mehrganggetriebeeinrichtung mit der entsprechenden Reibelementanordnung in Reibkontakt bringbar ist, wobei die Reibelementgegenanordnungen auf einem gemeinsamen Kupplungsträger angeordnet sind. Neben den Reibelementanordnungen verfügt also die Kupplungseinrichtung über die Reibgegenelementanordnungen. Jede der Reibgegenelementanordnungen weist bevorzugt analog zu den Reibelementanordnungen zumindest eine Kupplungslamelle auf, insbesondere mehrere Kupplungslamellen, die bevorzugt parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Beispielsweise liegen die Kupplungslamellen der Reibelementanordnungen als Kupplungsinnenlamellen und die Kupplungslamellen der Reibgegenelementanordnungen als Kupplungsaußenlamellen vor.
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Jede der Reibelementanordnungen ist mit der entsprechenden Reibgegenelementanordnung in Reibkontakt bringbar. Liegt der Reibkontakt vor, so ist die Wirkverbindung zwischen der Eingangswelle und der Mehrganggetriebeeinrichtung beziehungsweise der entsprechenden Zwischenwelle über die jeweilige Schaltkupplung hergestellt, sodass wenigstens ein Teil des an der Eingangswelle anliegenden Drehmoments, insbesondere das gesamte Drehmoment, übertragen wird. Ist die Reibelementanordnung dagegen zu der Reibgegenelementanordnung derart angeordnet, dass der Reibkontakt nicht vorliegt, so ist auch die Wirkverbindung unterbrochen.
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Die Reibgegenelementanordnungen sind nun auf dem gemeinsamen Kupplungsträger angeordnet. Der Kupplungsträger steht mit der Eingangswelle der Kupplungseinrichtung in Verbindung, insbesondere starr und/oder permanent. Bevorzugt greift der Kupplungsträger unmittelbar an der Eingangswelle an. Beispielsweise weist der Kupplungsträger hierzu eine Innenverzahnung auf, welche mit einer Außenverzahnung der Eingangswelle kämmt. Somit ist eine drehfeste Verbindung zwischen der Eingangswelle und dem Kupplungsträger realisiert, während gleichzeitig ein Spielausgleich ermöglicht wird.
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Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kupplungsträger eine in Form einer umlaufenden Nut vorliegende, in radialer Richtung nach außen offene Wellenaufnahme aufweist, in der die Ausgangswelle angeordnet ist. Der Kupplungsträger ist derart ausgestaltet, dass die Ausgangswelle zwischen der ersten Schaltkupplung und der zweiten Schaltkupplung verlaufen kann. Der gemeinsame Kupplungsträger dient dem Bereitstellen des an der Eingangswelle anliegenden Drehmoments für die erste Schaltkupplung sowie die zweite Schaltkupplung.
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Der Kupplungsträger ist bevorzugt im Rahmen dieser Beschreibung Bestandteil der Kupplungseinrichtung, jedoch explizit nicht oder zumindest nicht vollständig Bestandteil der ersten Schaltkupplung und/oder der zweiten Schaltkupplung. Die Anordnung der Ausgangswelle zwischen der ersten Schaltkupplung und der zweiten Schaltkupplung kann insoweit realisiert sein, indem die Ausgangswelle in axialer Richtung gesehen zwischen den Reibelementanordnungen und/oder den Reibgegenelementanordnungen der Schaltkupplungen angeordnet ist, also beispielsweise zwischen der Reibelementanordnung und/oder der Reibgegenelementanordnung der ersten Schaltkupplung einerseits und der Reibelementanordnung und/oder der Reibgegenelementanordnung der zweiten Schaltkupplung andererseits. Anders ausgedrückt werden die Schaltkupplungen von der jeweiligen Reibelementanordnung und/oder der jeweiligen Reibgegenelementanordnung gebildet.
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Um die Ausgangswelle zwischen den beiden Schaltkupplungen anordnen zu können, liegt in dem Kupplungsträger die umlaufende Nut vor, die die Wellenaufnahme bildet. Unter der umlaufenden Nut ist eine in Umfangsrichtung durchgehende, in radialer Richtung nach außen geöffnete Ausnehmung zu verstehen. Beispielsweise wird die Nut beziehungsweise die Wellenaufnahme in axialer Richtung von zwei Seitenwänden begrenzt, die von einer die Nut beziehungsweise Wellenaufnahme in radialer Richtung nach innen begrenzenden Bodenwand miteinander verbunden sind. Die Bodenwand bildet einen Nutboden der Nut aus. Auf ihrer der Bodenwand in radialer Richtung gegenüberliegenden Seite ist die Nut randoffen. Im Längsschnitt gesehen kann die Nut eine beliebige Form aufweisen, insbesondere ist sie im Wesentlichen rechteckig. Beispielsweise ist die Bodenwand an der ersten Zwischenwelle und/oder der zweiten Zwischenwelle und/oder dem ersten Reibelementträger und/oder dem zweiten Reibelementträger drehbar gelagert, insbesondere (jeweils) mittels eines Wälzlagers. Das Wälzlager kann dabei jeweils als Axiallager oder als Radiallager ausgestaltet sein.
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Die Wellenaufnahme ist - im Längsschnitt bezüglich der Drehachse der Eingangswelle gesehen - größer als die Ausgangswelle. Das bedeutet insbesondere, dass sie in axialer Richtung größere Abmessungen aufweist als die Ausgangswelle. Beispielsweise ist die Wellenaufnahme in axialer Richtung gesehen um mindestens 5 %, mindestens 10 %, mindestens 15 %, mindestens 20 % oder mindestens 25 % größer als die Ausgangswelle. Zusätzlich oder alternativ kann die Wellenaufnahme in radialer Richtung größer sein als die Ausgangswelle. Beispielsweise betragen die Abmessungen der Wellenaufnahme in radialer Richtung gesehen, also ausgehend von der Bodenwand bis hin zu einer der Bodenwand gegenüberliegenden Mündungsöffnung, mindestens 125 %, mindestens 150 %, mindestens 175 %, mindestens 200 %, mindestens 250 % oder mindestens 300 %. Bevorzugt ist die Wellenaufnahme in radialer Richtung größer als in axialer Richtung, insbesondere betragen ihre Abmessungen in radialer Richtung bezogen auf die Abmessungen in axialer Richtung mindestens 125 %, mindestens 150 %, mindestens 175 %, mindestens 200 %, mindestens 250 % oder mindestens 300 %.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Kupplungsträger mittels zumindest eines Trägerarms einseitig, insbesondere mittels eines ersten Trägerarms und eines zweiten Trägerarms beidseitig, drehbar in einem Kupplungsgehäuse gelagert und drehfest mit der Eingangswelle verbunden ist. Der Trägerarm kann Bestandteil des Kupplungsträgers sein oder separat von diesem vorliegen. Der Kupplungsträger ist drehfest mit dem Trägerarm verbunden. Insbesondere ist über den Trägerarm die Wirkverbindung zwischen der Eingangswelle und dem Kupplungsträger hergestellt.
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Der Trägerarm kann auf beliebige Art und Weise mit dem Kupplungsträger verbunden sein, beispielsweise liegt eine formschlüssige oder stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Trägerarm und dem Kupplungsträger vor. Grundsätzlich kann es vorgesehen sein, dass der Kupplungsträger mittels lediglich eines einzigen Trägerarms in dem Kupplungsgehäuse der Kupplungseinrichtung drehbar gelagert ist. Bevorzugt ist jedoch eine beidseitige Lagerung vorgesehen, wozu wenigstens zwei Trägerarme, insbesondere genau zwei Trägerarme vorgesehen sind. Bevorzugt greifen die Trägerarme an in axialer Richtung gegenüberliegenden Seiten an dem Kupplungsträger an. Beispielsweise greifen die Trägerarme beidseitig der ersten Schaltkupplung und der zweiten Schaltkupplung an dem Kupplungsträger an, nehmen die Schaltkupplungen also zumindest bereichsweise zwischen sich auf.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der ersten Schaltkupplung und der zweiten Schaltkupplung zum Anpressen der jeweiligen Reibelementanordnung an die jeweilige Reibgegenelementanordnung jeweils ein Betätigungsarm zugeordnet ist, der drehbar und in axialer Richtung verlagerbar an dem Kupplungsgehäuse gelagert ist, insbesondere drehfest mit dem Kupplungsträger verbunden ist. Jeder der Schaltkupplungen ist ein solcher Betätigungsarm zugeordnet. Dieser dient dem wahlfreien Herstellen oder Unterbrechen des Reibkontakts zwischen der Reibelementanordnung und der Reibgegenelementanordnung.
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Die Betätigungsarme sind drehbar und in axialer Richtung verlagerbar in dem Kupplungsgehäuse gelagert. Dabei kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass das Anpressen mittels den Betätigungsarmen in gegenläufiger Richtung vorgesehen ist, dass also der Betätigungsarm der ersten Schaltkupplung und der Betätigungsarm der zweiten Schaltkupplung zum jeweiligen Anpressen in die Richtung des jeweils anderen Betätigungsarms oder von diesem weg verlagert wird. Die Betätigungsarme sind bevorzugt drehfest mit dem Kupplungsträger verbunden, laufen also in Umfangsrichtung gemeinsam mit diesem um. Beispielsweise liegt hierzu eine formschlüssige Verbindung zwischen den Betätigungsarmen und dem Kupplungsträger vor. Bevorzugt durchgreift zumindest einer der Betätigungsarme wenigstens einen der Kupplungsträger in axialer Richtung.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Betätigungsarm der ersten Schaltkupplung und/oder der Betätigungsarm der zweiten Schaltkupplung über ein Drehlager mit einem in Umfangsrichtung bezüglich des Kupplungsgehäuses festgesetzten Betätigungskolben verbunden ist oder eine druckbeaufschlagbare Stellkammer bereichsweise einschließt. Mithilfe des Betätigungskolbens oder der Stellkammer kann die Verlagerung des jeweiligen Betätigungsarms in axialer Richtung bewirkt werden. Der Betätigungskolben ist ortsfest in dem Kupplungsgehäuse angeordnet. Um die vorstehend erläuterte Drehbewegung des Betätigungsarms zuzulassen, ist dieser über das Drehlager mit dem Betätigungskolben verbunden.
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Der Betätigungskolben ist vorzugsweise lediglich in axialer Richtung verlagerbar, während der Betätigungsarm drehbar in dem Kupplungsgehäuse gelagert ist, insbesondere gemeinsam mit dem Kupplungsträger umläuft. Aus diesem Grund ist der Betätigungsarm mittels des Drehlagers an den Betätigungskolben angeschlossen. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass der Betätigungsarm die druckbeaufschlagbare Stellkammer bereichsweise einschließt. Durch Verändern des Drucks in der Stellkammer kann entsprechend eine Verlagerung des Betätigungsarms erzielt werden.
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Betätigungsarm der ersten Schaltkupplung den ersten Trägerarm und/oder der Betätigungsarm der zweiten Schaltkupplung den zweiten Trägerarm durchgreift, und/oder dass der Betätigungsarm der ersten Schaltkupplung und/oder der Betätigungsarm der zweiten Schaltkupplung in axialer Richtung zwischen dem Kupplungsträger und der Reibelementanordnung der jeweiligen Kupplung angeordnet ist, und/oder dass der Betätigungsarm der ersten Schaltkupplung und/oder der Betätigungsarm der zweiten Schaltkupplung den Kopplungsträger durchgreift.
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Grundsätzlich sind beliebige Anordnungen des Betätigungsarms beziehungsweise der Betätigungsarme möglich. Das Durchgreifen des Trägerarms durch den Betätigungsarm ist beispielsweise vorgesehen, wenn der Betätigungsarm mit dem Betätigungskolben verbunden ist. Begrenzt dagegen der Betätigungsarm die druckbeaufschlagbare Stellkammer, so kann es vorgesehen sein, dass der Betätigungsarm zwischen dem Kupplungsträger und der Reibelementanordnung in axialer Richtung, insbesondere an zumindest einer radialen Position, angeordnet ist. Insbesondere im Falle der Stellkammer kann es auch vorgesehen sein, dass der Kupplungsträger von dem Betätigungsarm durchgriffen wird. In axialer Richtung gesehen liegt hierbei beispielsweise der Betätigungsarm zumindest bereichsweise zwischen der Ausgangswelle und dem Kupplungsträger, insbesondere den Seitenwänden der Wellenaufnahme, vor.
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Schließlich kann es in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die erste Zwischenwelle an und/oder in der Eingangswelle drehbar gelagert ist, und/oder dass die zweite Zwischenwelle an und/oder in dem Kupplungsträger, insbesondere an einer die Wellenaufnahme begrenzenden Bodenwand des Kupplungsträgers, drehbar gelagert ist. Beispielsweise sind die erste Zwischenwelle und die Eingangswelle koaxial zueinander angeordnet. Insbesondere greift die erste Zwischenwelle in axialer Richtung gesehen wenigstens teilweise in die Eingangswelle ein. Bevorzugt ist hierbei eine Lagerung der beiden Wellen aneinander vorgesehen. Beispielsweise liegt insoweit ein Lager, insbesondere ein Wälzlager, an einem Innenumfang der Eingangswelle und an einem Außenumfang der ersten Zwischenwelle an.
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Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Zwischenwelle an dem Kupplungsträger gelagert sein. Hierzu ist bevorzugt ebenfalls ein Wälzlager vorgesehen, welches einerseits an einem Innenumfang des Kupplungsträgers, insbesondere der Bodenwand, und andererseits an einer Außenumfangsfläche der zweiten Zwischenwelle anliegt. Zusätzlich oder alternativ kann eine derartige Lagerung selbstverständlich auch für die erste Zwischenwelle vorgesehen sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Längsschnittdarstellung durch einen Bereich einer Antriebseinrichtung in einer ersten Ausführungsform,
- 2 eine schematische Längsschnittdarstellung die Antriebseinrichtung in einer zweiten Ausführungsform, sowie 3 eine schematische Längsschnittdarstellung durch eine dritte Ausführungsform der Antriebseinrichtung.
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Die 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung 1. Die Antriebseinrichtung 1 verfügt über eine Kupplungseinrichtung 2 sowie über eine Mehrganggetriebeeinrichtung 3, die hier lediglich angedeutet ist. Die Antriebseinrichtung 1 beziehungsweise die Kupplungseinrichtung 2 weist eine Eingangswelle 4 auf, die bezüglich einer Drehachse 5 in einem Kupplungsgehäuse 6, von welchem hier Lagerdeckel 7 und 8 angedeutet sind, gelagert ist. Die Mehrganggetriebeeinrichtung 3 ist mittels der Kupplungseinrichtung 2 mit der Eingangswelle 4 wirkverbindbar. Diese Wirkverbindung liegt über eine erste Zwischenwelle 9 und/oder eine zweite Zwischenwelle 10 vor.
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Die Zwischenwellen 9 und 10 sind in dem Kupplungsgehäuse 6 drehbar gelagert. Beispielsweise ist die erste Zwischenwelle 9 mittels eines Wälzlagers 11 an und in der Eingangswelle 4 gelagert. Die zweite Zwischenwelle 10 ist dagegen bevorzugt mittels eines Wälzlagers 12 an dem Kupplungsgehäuse 6, insbesondere an dem Lagerdeckel 8, gelagert. Zwischen der ersten Zwischenwelle 9 und dem Kupplungsgehäuse 6 beziehungsweise dem Lagerdeckel 7 kann zudem eine Dichtung 13 und/oder ein Wälzlager vorliegen.
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Die Kupplungseinrichtung 2 weist eine Doppelkupplung 14 mit einer ersten Schaltkupplung 15 und einer zweiten Schaltkupplung 16 auf. Die erste Schaltkupplung 15 verfügt über einen ersten Reibelementträger 17, die zweite Schaltkupplung 16 über einen zweiten Reibelementträger 18. An jedem der Reibelementträger 17 und 18 liegt eine Reibelementanordnung 19 beziehungsweise 20 vor, die aus einer oder mehreren Kupplungslamellen 21 besteht. Diese sind in der hier dargestellten Ausführungsform als Kupplungsinnenlamellen ausgestaltet. Der Reibelementanordnung 19 ist eine Reibgegenelementanordnung 22 und der Reibelementanordnung eine Reibgegenelementanordnung 23 zugeordnet. Diese weisen wiederum jeweils wenigstens eine Kupplungslamelle 24 auf, die hier als Kupplungsaußenlamelle ausgestaltet ist.
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Die Reibgegenelementanordnungen 22 und 23 sind auf einem gemeinsamen Kupplungsträger 25 angeordnet. Der Kupplungsträger 25 weist wenigstens einen Trägerarm 26, in der hier dargestellten Ausführungsform den Trägerarm 26 sowie einen Trägerarm 27 auf. Über den Trägerarm 26 ist der Kupplungsträger 25 drehfest mit der Eingangswelle 4 wirkverbunden oder wirkverbindbar. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Eingangswelle 4 als Teil des Trägerarms 26 vor. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass mittels einer Verzahnung eine drehfeste Verbindung zwischen der Eingangswelle 4 und dem Trägerarm 26 realisiert ist, sodass die Eingangswelle 4 als von dem Trägerarm 26 beziehungsweise dem Kupplungsträger 25 separates Element vorliegt.
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Der Trägerarm 26 ist beispielsweise mittels eines Wälzlagers 28 an dem Kupplungsgehäuse 6 gelagert, insbesondere an einem Stützvorsprung 29, der an dem Lagerdeckel 7 befestigt ist oder von diesem ausgebildet wird. Weiterhin kann zwischen dem Trägerarm 26 und dem ersten Reibelementträger 17 ein Axiallager 30 vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann zwischen dem ersten Reibelementträger 17 und dem Kupplungsträger 25 ein Axiallager 31 vorliegen. Der Trägerarm 27 dient im Gegensatz zu dem Trägerarm 26 lediglich dem Abstützen des Kupplungsträgers 25. Er ist in der hier dargestellten Ausführungsform mittels eines Axiallagers 32 an dem zweiten Reibelementträger 18 und dieser wiederum über ein Axiallager 33 an dem Kupplungsträger 25 drehbar gelagert. Es soll darauf hingewiesen werden, dass die Axiallager 30, 31, 32 und 33 jeweils lediglich optional sind, also nicht vorgesehen sein müssen.
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Jeder der Schaltkupplungen 15 und 16 ist jeweils ein Betätigungsarm 34 beziehungsweise 35 zugeordnet. Der Betätigungsarm 34 schließt eine druckbeaufschlagbare Stellkammer 36 wenigstens bereichsweise ein. Zum Einstellen eines bestimmten Drucks in der Stellkammer 36 kann in diese ein Fluid eingebracht oder das Fluid aus ihr ausgebracht werden. Dies kann jeweils über den Stützvorsprung 29 geschehen, in welchem entsprechende Fluiddurchlässe vorgesehen sind. Durch Einstellen eines bestimmten Drucks in der Stellkammer 36 kann der Betätigungsarm 34 in axialer Richtung verlagert werden. Gleichzeitig ist er bevorzugt in Umfangsrichtung drehbar in dem Kupplungsgehäuse 6 gelagert, insbesondere an dem Trägerarm 26. Diese Lagerung ist hier nicht dargestellt.
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Auch der Betätigungsarm 35 ist bevorzugt in Umfangsrichtung drehbar in dem Kupplungsgehäuse 6 gelagert und mit dem Trägerarm 27 beziehungsweise dem Kupplungsträger 25 drehfest verbunden. Seine Betätigung erfolgt mittels eines Betätigungskolbens 37, der in einem in dem Kupplungsgehäuse 6 ortsfest angeordneten Zylinder 38 in axialer Richtung verlagerbar angeordnet ist. Der Betätigungskolben 37 und der Zylinder 38 schließen mithin gemeinsam ebenso eine Stellkammer 39 ein, die analog zu der Stellkammer 36 druckbeaufschlagbar ist. Der Betätigungsarm 35 ist über ein Drehlager 40 mit dem Betätigungskolben 37 verbunden und mittels diesem in axialer Richtung verlagerbar.
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Es wird deutlich, dass zwei unterschiedliche Konfigurationen gezeigt sind, nämlich einerseits die die Stellkammer 36 begrenzende Ausführungsform des Betätigungsarms 34 und andererseits der an den Betätigungskolben 37 angeschlossene Betätigungsarm 35. Selbstverständlich ist die Wahl, ob der jeweilige Betätigungsarm 34 beziehungsweise 35 mittels der druckbeaufschlagbaren Stellkammer 36 oder mittels des Betätigungskolbens 37 verlagerbar sein soll, beliebig. Es kann also die hier gezeigte Variante verwendet werden, bei welcher die Verlagerung der Betätigungsarme 34 und 35 auf unterschiedliche Art und Weise vorgesehen ist. Alternativ kann die Kupplungseinrichtung 2 jedoch zumindest hinsichtlich der Betätigung symmetrisch sein. Entsprechend ist es möglich, sowohl zur Betätigung des Betätigungsarms 34 als auch des Betätigungsarms 35 jeweils wenigstens eine Stellkammer analog zu der Stellkammer 36 oder jeweils wenigstens einen Betätigungskolben analog zu dem Betätigungskolben 37 vorzusehen. Hinsichtlich der Betätigung der Betätigungsarme 34 und 35 und/oder der Lagerung der Trägerarme 26 und 27 kann insoweit eine bezüglich einer angedeuteten Ebene 41 symmetrische Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung 2 oder die hier dargestellte asymmetrische Variante vorgesehen sein.
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Die Antriebseinrichtung 1 ermöglicht eine in axialer Richtung besonders kleine Baugröße, indem der Kupplungsträger 25 eine Wellenaufnahme 42 aufweist, die in Umfangsrichtung umlaufend ausgestaltet ist und in radialer Richtung nach außen offen ist. Die Wellenaufnahme 42 liegt insoweit in Form einer Nut vor, die in axialer Richtung von Seitenwänden 43 und 44 begrenzt ist. Die Seitenwände 43 und 44 sind gegenüber einer Mündungsöffnung 45 der Wellenaufnahme 42 über eine Bodenwand 46 miteinander verbunden. Die Bodenwand 46 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel kreiszylinderförmig, während die Seitenwände 43 und 44 ringförmig, insbesondere kreisringförmig, ausgestaltet sind. Die Bodenwand 46 ist beispielsweise über ein Wälzlager 47 an der zweiten Zwischenwelle 10 gelagert.
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In der Wellenaufnahme 42 ist eine Ausgangwelle 48 der Mehrganggetriebeeinrichtung 3 angeordnet. Die Ausgangswelle 48 ist über die Kupplungseinrichtung 2 und die Mehrganggetriebeeinrichtung 3 mit der Eingangswelle 4 wirkverbindbar, kann also von dieser angetrieben werden. Die Ausgangswelle 48 liegt beispielsweise in Form einer Flanschwelle vor. Es ist deutlich erkennbar, dass die Ausgangswelle 48 quer zu der Eingangswelle 4, insbesondere windschief zu dieser, vorliegt. Aufgrund dieser Anordnung der Ausgangswelle 48 in der Wellenaufnahme 42 kann eine besonders platzsparende Ausgestaltung der Antriebseinrichtung 1 realisiert werden.
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Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Antriebseinrichtung 1 in einer schematischen Längsschnittdarstellung. Diese ähnelt der ersten Ausführungsform, sodass auf die entsprechenden Ausführungen hingewiesen und nachfolgend lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird. Diese liegen in der Anordnung der Betätigungsarme 34 und 35. Diese liegen nun jeweils zwischen dem Kupplungsträger 25 und der Reibelementanordnung 19 der jeweiligen Schaltkupplung 15 beziehungsweise 16 vor. Eine Verlagerung der Betätigungsarme 34 und 35 ist mittels druckbeaufschlagbarer Stellkammern 39 und 49 vorgesehen, welche beispielsweise über den entsprechend angeordneten Stützvorsprung 29 mit Fluid beaufschlagbar sind.
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Der Trägerarm 26 stützt sich weiterhin über das Wälzlager 11 auf der ersten Zwischenwelle 9 ab. Neben der bereits zuvor beschriebenen Dichtung 13 ist nun ein Wälzlager 50 zusätzlich vorgesehen, mittels welchem der Trägerarm 26 an dem Kupplungsgehäuse 6, insbesondere dem Lagerdeckel 7, gelagert ist. Der Trägerarm 27 stützt sich in der hier dargestellten Ausführungsform über ein Wälzlager 51 an dem Stützvorsprung 29 ab. Die erste Zwischenwelle 9 ist mittels eines Wälzlagers 52 in der zweiten Zwischenwelle 10 gelagert und diese wiederum über ein Wälzlager 53 an dem Stützvorsprung 29. Eine Axiallagerung kann mittels Axiallagern 54, 55 und 56 vorgesehen sein. Beispielsweise stützt sich über das Axiallager 54 der Trägerarm 26 an dem ersten Reibelementträger 17 ab, über das Axiallager 55 der erste Reibelementträger 17 an dem zweiten Reibelementträger 18 und über das Axiallager 56 der zweite Reibelementträger 18 an dem Stützvorsprung 29. Auch hier ist die Wellenaufnahme 42 mit der darin angeordneten Ausgangswelle 48 vorgesehen.
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Die 3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Antriebseinrichtung 1 in einer schematischen Längsschnittdarstellung. Erneut wird grundsätzlich auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen und nachfolgend auf die Unterschiede eingegangen. Diese liegen im Wesentlichen darin, dass die Betätigungsarme 34 und 35 zumindest teilweise in der Wellenaufnahme 42 vorliegen und dabei bevorzugt die Seitenwände 43 und 44 zumindest zeitweise durchgreifen. Eine Verlagerung der Betätigungsarme 34 und 35 ist bevorzugt wiederum mittels Stellkammern 39 und 49 vorgesehen. Diese werden beispielsweise über ein Lagerschild 57 und/oder eine Zwischenplatte 58 jeweils zum Einstellen eines bestimmten Drucks mit Fluid beaufschlagt. Das Lagerschild 57 und/oder die Zwischenplatte 58 sind bevorzugt ortsfest in dem Kupplungsgehäuse 6 angeordnet. Der Kupplungsträger 25 beziehungsweise die Bodenwand 46 kann mittels eines Wälzlagers 59 an dem Lagerschild 57 drehbar gelagert sein. Eine Axiallagerung des ersten Reibelementträgers 17 wird beispielsweise mittels der Axiallager 30 und 31, eine Lagerung des Kupplungsträgers 25 mittels der Axiallager 32 und 33 und eine Lagerung des zweiten Reibelementträgers 18 mittels Axiallagern 60 und 61 realisiert.
