DE102016212846A1

DE102016212846A1 - Achsparalleler Antriebsstrang mit einer über eine Kette angebundenen Kupplungsanordnung

Info

Publication number: DE102016212846A1
Application number: DE102016212846.9A
Authority: DE
Inventors: Marcus HOPPE; Thomas Eckenfels; Dierk Reitz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-07-14
Filing date: 2016-07-14
Publication date: 2018-01-18
Also published as: WO2018010731A1; DE112017003522A5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Elektromaschine und einer Verbrennungskraftmaschine, deren Drehmoment zu einem Getriebe durch ein Kupplungsaggregat (3) hindurch verbringbar ist, wobei eine Trennkupplung (2) zwischen einem Koppelorgan (4), das zum Einleiten von Drehmoment der Elektromaschine in Richtung des Kupplungsaggregates (3) vorbereitet ist, und einem Verbrennungskraftmaschinenseitig antreibbaren Übertragungsorgan (5) angeordnet ist, wobei die Elektromaschine so angeordnet ist, dass deren Rotationsachse außer Flucht mit einer Rotationsachse (14), um die die Bauteile des Kupplungsaggregates im Betrieb rotieren, ausgerichtet ist, wobei ein als Kette (6) ausgebildetes Endloszugmittel (6) zur Übertragung eines Drehmoments von der Elektromaschine hin zum Koppelorgan (4) eingesetzt ist. Ebenso betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Kupplungsanordnung (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer elektrischen Maschine/Elektromaschine und einer Verbrennungskraftmaschine/Brennkraftmaschine, deren Drehmoment zu einem (vorzugsweise gemeinsamen) Getriebe durch ein Kupplungsaggregat hindurch verbringbar ist, wobei eine Trennkupplung zwischen einem Koppelorgan, das zum Einleiten von Drehmoment der Elektromaschine in Richtung des Kupplungsaggregates vorbereitet ist, und einem verbrennungskraftmaschinenseitig antreibbaren Übertragungsorgan angeordnet ist, wobei die Elektromaschine so angeordnet ist, dass deren Rotationsachse außer Flucht mit einer Rotationsachse, um die die Bauteile des Kupplungsaggregates im Betrieb rotieren, ausgerichtet/angeordnet ist. Auch betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung.
Aus der DE 10 2009 002 805 A1 ist ein Parallel-Hybridantrieb für Kraftfahrzeuge bekannt, mit einem im Antriebsstrang angeordneten Fahrzeuggetriebe mit veränderlicher Übersetzung, einer mit der Getriebeeingangswelle antriebsverbundenen Elektromaschine und mit einem über eine Kupplungsanordnung mit der Getriebeeingangswelle kuppelbaren bzw. von dieser abkuppelbaren Verbrennungsmotor. Um eine kompakte Bauweise der Kupplungsanordnung zu ermöglichen, ist diese so ausgelegt, dass zumindest für den Zugbetrieb, bei welchem hohe Drehmomente übertragen werden, die Verbindung zwischen dem Verbrennungsmotor und der Getriebeeingangswelle durch eine formschlüssige Kupplungsanordnung gebildet ist.
Ebenso ist aus der WO 2008/052909 A1 ein Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug zur mechanischen Kopplung eines Verbrennungsmotors mit einer elektrischen Maschine bekannt, mit einer Kupplung, die den Verbrennungsmotor auswählbar vollständig mit der elektrischen Maschine selektiv verbindet, oder von dieser vollständig trennt.
Aus der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10 2016 203 384.0 ist eine Kupplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit Hybridantrieb beschrieben, mit zwei, jeweils zumindest zwei rotatorisch voneinander entkoppelbare Drehteile aufweisenden, Kupplungen, wobei ein erstes Drehteil einer ersten Kupplung sowohl mit einem ersten Drehteil einer zweiten Kupplung drehfest verbunden ist, als auch ein Drehmomentübertragungsbereich zum Zusammenwirken mit einer Elektromaschine aufweist, und die zumindest zwei Drehteile der ersten Kupplung mehrere plattenartige Verbindungselemente aufweisen, die in einer eingekuppelten Stellung der ersten Kupplung drehfest miteinander verbunden sind, einem Zentrallager, das auf einem Wellenbereich des ersten Drehteils der zweiten Kupplung angeordnet ist, sowie einem mit der ersten Kupplung zusammenwirkenden Kupplungsaktuator, wobei die Verbindungselemente der ersten Kupplung radial außerhalb des Kupplungsaktuators und der Kupplungsaktuator wiederum radial außerhalb des Zentrallagers, und die erste Kupplung, der Kupplungsaktuator sowie das Zentrallager sich in einer axialen Richtung mindestens teilweise einander überlappend angeordnet sind.
Es ist von Vorteil, wenn in der Kupplungsanordnung der Drehmomentübertragungsbereich durch eine Riemenscheibe ausgebildet ist, die im Betrieb des Antriebsstranges mit einem Riemen der Elektromaschine zusammenwirkt. Vorzugsweise ist eine zur form- oder reibschlüssigen Aufnahme des Riemens ausgebildete Riemenkontur der Riemenscheibe in radialer Richtung außerhalb der Verbindungselemente angeordnet. Insbesondere sind die beiden Kupplungen so im Bereich ihrer ersten Drehteile miteinander verbunden, dass das Zentrallager eine gemeinsame Lagerung zum Stützen sowohl der ersten Kupplung als auch der zweiten Kupplung bildet. So ist es von Vorteil, wenn der Kupplungsaktuator einen Zentralausrücker und/oder -einrücker und ein Betätigungslager aufweist, die in der radialen Richtung zueinander versetzt und in der axialen Richtung mindestens teilweise überlappend angeordnet sind. Es ist weiter von Vorteil, wenn das Betätigungslager in der radialen Richtung außerhalb des Zentralausrückers und/oder -einrückers angeordnet ist, die erste Kupplung als eine normal geschlossene Kupplung ausgebildet ist und das Betätigungslager in einer direkten Wirkverbindung mit der ersten Kupplung steht, so dass durch Betätigen des Zentralausrückers und/oder -einrückers aus einer Ruhelage die erste Kupplung öffnet. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Zentralausrücker und/oder -einrücker in der radialen Richtung außerhalb des Betätigungslagers angeordnet ist, die erste Kupplung als eine normal geöffnete Kupplung ausgebildet ist und das Betätigungslager in einer direkten Wirkverbindung mit der ersten Kupplung steht, so dass durch Betätigen des Zentralausrückers und/oder -einrückers aus einer Ruhelage die erste Kupplung schließt. Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Kupplungsaktuator ein hydraulischer Kupplungsaktuator ist. Ebenso kann ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb mit einer solchen Kupplungsanordnung ausgestattet sein. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn beim Antriebsstrang mit einer entsprechenden Kupplungsanordnung ein Hydraulikkanal zum hydraulischen Betätigen des Kupplungsaktuators von dem Kupplungsaktuator aus in radialer Richtung nach außen führend vorgesehen ist.
Die Offenbarung der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung 10 2016 203 384.0 soll bezüglich der dort offenbarten Wirkzusammenhänge und geometrischen Ausgestaltungen als hier aufgenommen gelten.
Wird für die Übertragung des Drehmoments der elektrischen Maschine, wie im Fall der obigen noch nicht veröffentlichen Patentanmeldung, ein Riementrieb verwendet, so ergeben sich Probleme hinsichtlich eines Dehnungsschlupfes durch unterschiedliche Dehnung bei Last- und Leertrum, sowie relativ enge thermische Einsatzgrenzen des Riementriebs aufgrund seines Materials. Weiter sind auch die Reibung (kraftschlüssige Drehmomentübertragung), die begrenzten Umfangsgeschwindigkeiten (Fliehkraft) sowie zusätzliche Wellenbelastung aufgrund der Vorspannung begrenzende Faktoren. Ebenso ist die Lebensdauer aufgrund des Materials sowie der geometrischen Ausdehnung problematisch.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik abzustellen oder wenigstens zu mindern und insbesondere eine Kupplungsanordnung und einen Antriebsstrang zur Verfügung zu stellen, die axial weniger Bauraum bei guter Montagemöglichkeit benötigen und eine deutlich höhere Lebensdauer aufweisen als eine vergleichbare Kupplungsanordnung oder ein vergleichbarer Antriebsstrang.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer gattungsgemäßen Kupplungsanordnung dadurch gelöst, dass ein als Kette ausgebildetes Endloszugmittel zur Übertragung eines Drehmoments von der Elektromaschine hin zum Koppelorgan eingesetzt ist. Die Aufgabe wird überaschenderweise also schon durch die Verwendung eines Kettentriebs anstatt eines Riementriebs gelöst. Ein Vorteil von Kettentrieben ist, dass Kräfte bzw. Drehmomente mit einem variierbaren Übersetzungsverhältnis (Durchmesser Drehmomentübertragungsbereiche) über eine Kette formschlüssig übertragen werden können. Ein Kettentrieb benötigt im Gegensatz zum Riementrieb keine größeren Reibflächen zur Kraftübertragung, wodurch kleinere axiale Abmessungen/Breiten einer Kupplungsanordnung möglich sind. Des Weiteren ist keine Vorspannung nötig, die einen Riementrieb funktionstüchtig einstellt. Auch können aufgrund des Formschlusses höhere Kräfte übertragen werden. Ebenso verformt sich eine Kette im Gegensatz zu einem Riemen aufgrund ihrer geringeren Elastizität kaum und es sind kleinere Umschlingwinkel und Achsabstände möglich. Verglichen mit dem Riementrieb oder anderen Übertragungssystemen ist die Lebensdauer gut geschmierter Kettentriebe sehr hoch.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend erläutert.
Es ist von Vorteil, wenn die Elektromaschine achsparallel zum Koppelorgan und/oder einer Getriebeeingangswelle des Getriebes angeordnet ist. Hierdurch muss die elektrische Maschine nicht in Serie/in Reihe mit dem Getriebe oder der Verbrennungskraftmaschine angeordnet sein, sondern kann aus der Drehachse heraus achsparallel zum Koppelorgan angeordnet werden, wodurch sich die Abmessung der Kupplungsanordnung in axialer Richtung reduzieren lässt. Die Anordnung der Elektromaschine und der Kette ist in der Kupplungsanordnung dann ortsvariabel und es lassen sich verschiedene Varianten einer Anordnung realisieren. Zum einen kann ein zur Kette korrespondierendes Übertragungselement direkt auf die Welle der Elektromaschine aufgebracht werden und die Kette direkt in dieses Übertragungselement eingreifen. Zum anderen kann ein Übertragungselement, in das die Kette eingreift, auch an einer separaten Welle angebracht sein, die beispielsweise über eine Anordnung von Zahnrädern angetrieben wird. Über zwei Kegelritze ließe sich beispielsweise eine Veränderung der Rotationsachse der Elektromaschine erreichen. Durch die Möglichkeit einer solchen Variation lässt sich die Elektromaschine insbesondere entsprechend geometrischer oder thermischer Anforderungen gezielt platzieren/anordnen. Im kompaktesten Falle ist die Elektromaschine jedoch achsparallel zum Koppelorgan und/oder einer Getriebeeingangswelle des Getriebes angeordnet, wodurch zusätzliche Bauteile wie Wellen und Zahnräder für eine Anordnung mit Zahnrädern entfallen.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Kette an einem Drehmomentübertragungsbereich des Koppelorgans anliegt und der Drehmomentübertragungsbereich radial außerhalb der Trennkupplung angeordnet ist. Durch die äußere Anordnung des Drehmomentübertragungsbereichs lässt sich mittels eines größeren Durchmessers des Drehmomentübertragungsbereichs des Koppelorgans ein höheres Drehmoment übertragen. Ebenso lassen sich durch einen entsprechend höheren Umfang, und beispielsweise bei einem Kettenblatt durch eine höhere Anzahl an Zähnen des Drehmomentübertragungsbereichs des Koppelorgans, longitudinale Schwingungen verringern, die durch den sogenannten Polygoneffekt entstehen. Die Kette umschlingt das Koppelorgan nicht rund/kreisförmig, sondern aufgrund ihrer geometrischen Struktur als Vieleck, was zu einer diskontinuierlichen Kraftübertragung führt. Daher ist sicherzustellen, dass eine Ausreichende Anzahl an Kettengliedern/Kettenelementen das Koppelorgan umschlingt. Insbesondere liegen zumindest neun Kettenglieder am Drehmomentübertragungsbereich des Koppelorgans an.
Bevorzugt ist der Drehmomentübertragungsbereich nach Art eines Kettenblattes ausgeformt. Bei konstanter Winkelgeschwindigkeit unterliegt die Kettengeschwindigkeit allerdings periodischen Schwankungen (Polygoneffekt, entsprechend des oben beschriebenen Polygoneffektes), wodurch die Kette im Wechsel beschleunigt und verzögert und wodurch Belastungen auftreten. Insbesondere wird in der vorliegenden Erfindung eine Zähnezahl des Kettenblattes von mehr als 19 verwendet, da sich bei einer Zähnezahl des Kettenblattes von ≥ 19 der Ungleichförmigkeitsgrad asymptotisch der Nulllinie annähert. Um den Verschleiß zwischen Kette und Kettenblatt zu verringern, werden vorzugsweise Primzahlen als Zähnezahl verwendet. Die Anzahl der Kettenglieder sollte kein Vielfaches dieser Zähnezahl sein. Das Kettenblatt kann nach bekanntem Stand der Technik weiter optimiert werden, um Reibverlust sowie Verschleiß zu minimieren und die Lebensdauer entsprechend zu maximieren.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn ein Aktor/Kupplungsaktuator nach Art eines Zentralausrückers (CSC) über ein Betätigungslager auf die Trennkupplung wirkt und der Zentralausrücker und das Betätigungslager radial voneinander beabstandet/versetzt sind. Dadurch wird insbesondere der Aktor/Kupplungsaktuator noch kompakter ausgebildet. Ein Zentralausrücker ist eine bekannte, kostengünstige und bewährte Vorrichtung.
Es ist zweckmäßig, wenn zumindest ein Zentrallager so eingesetzt ist, dass es sowohl die Trennkupplung, als auch das Kupplungsaggregat stützt. Dieses zumindest eine Zentrallager für die Trennkupplung als auch das Kupplungsaggregat verringert durch die gemeinsame Stützung die Anzahl der benötigten Lager und weiterer Bauteile und bewirkt eine Reduzierung der Abmessungen, insbesondere in axialer Richtung.
Ebenso ist es empfehlenswert, wenn der Zentralausrücker und das Betätigungslager in Axialrichtung sich wenigstens teilweise überlappen bzw. wenigstens teilweise überlappend angeordnet sind. Durch diese Überlappung kann eine weitere Reduktion der Länge in Axialrichtung erreicht werden.
Es ist zweckmäßig, wenn von radial außen nach radial innen die Trennkupplung, der Aktor und das wenigstens eine Zentrallager (in dieser Reihenfolge) angeordnet sind. Die Trennkupplung, radial außen gelegen, kann so formschlüssig das Drehmoment der Verbrennungskraftmaschine hin zum Getriebe übertragen, wohingegen das radial innenliegende Zentrallager im Durchmesser gering ausgebildet sein kann.
Von Vorteil ist, wenn sich die Trennkupplung, der Aktor/Kupplungsaktuator und das wenigstens eine Zentrallager in Axialrichtung wenigstens teilweise überlappen bzw. wenigstens teilweise überlappend angeordnet sind. Durch diese Überlappung ist keine Anordnung/Aufreihung nebeneinander in axialer Richtung nötig, was eine geringere Baulänge in Axialrichtung zur Folge hat.
Die Erfindung betrifft neben der Kupplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ebenso einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung. Dieser Antriebsstrang mit einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung ist für ein Hybridfahrzeug besonders geeignet, da dies eine selektive Zu- und Abschaltung einer Kraftübertragung eines Verbrennungsmotors zulässt, welche einen geringen Bauraum benötigt und zudem über einen Kettentrieb ein Drehmoment einer elektrischen Maschine übertragen kann.
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung einen Antrieb/Antriebsstrang, bei dem eine elektrische Maschine/Elektromaschine über einen Kettentrieb mit diesem Antrieb gekoppelt ist, vorzugsweise über eine Trennkupplung. Ein Kettenblatt des Kettentriebs ist in Radialrichtung weiter außen angeordnet als die entsprechende Trennkupplung. Vorzugsweise dient ein Zentrallager als ein gemeinsames Lager, um die Trennkupplung und auch das Kupplungsaggregat zu stützen/zu tragen, und/oder ein solcher Aktor/Kupplungsaktuator weist einen Zentralausrücker und ein Betätigungslager auf, die in radialer Richtung voneinander beabstandet und in Axialrichtung wenigstens teilweise überlappend angeordnet sind. Vorzugsweise sind diese Trennkupplung, dieser Aktor und dieses (wenigstens eine) Zentrallager in radialer Richtung in dieser Reihenfolge von außen nach innen angeordnet und diese Trennkupplung, dieser Aktor und dieses (wenigstens eine) Zentrallager in Axialrichtung zumindest teilweise überlappend angeordnet. In einem Antrieb/Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs ist also eine elektrische Maschine über einen Kettentrieb mit dem Antriebsstrang, vorzugsweise einer Trennkupplung mit diesem gekoppelt und von diesem abkoppelbar. Ein Kettenblatt des Kettentriebs befindet sich in Radialrichtung gesehen weiter außen als die Trennkupplung. Ein Kettentrieb weist eine deutlich höhere Lebensdauer auf als ein vergleichbarer Riementrieb. Des Weiteren kann durch die schmale Bauweise des Kettentriebs eine axiale Bauraumeinsparung gegenüber dem Riementrieb erreicht werden. Es wird also eine schmale Bauweise realisierbar, beispielsweise halb so groß wie ein Lamellenaufbau einer Trennkupplung und/oder die axiale Länge des Stützlagers eines Ausrückers.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Hilfe einer Figur näher erläutert. Es zeigt:
1 eine schematische Längsschnittdarstellung eines Antriebsstrangs, der im Bereich einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung nach einem Ausführungsbeispiel gezeigt ist, wobei ein Kettentrieb mit Kettenblatt und Kette Verwendung finden.
Die Figur ist lediglich schematischer Natur und dient ausschließlich dem Verständnis der Erfindung.
1 zeigt einen Aufbau eines relevanten Teils eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung 1 ist in dem Antriebsstrang zwischen einer Ausgangswelle einer hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine/Brennkraftmaschine und einer (ersten) Getriebe-Eingangswelle 7 sowie einer (zweiten) Getriebe-Eingangswelle 8 eines nicht dargestellten Getriebes eingesetzt. Eine nicht dargestellte Elektromaschine wirkt mit der Kupplungsanordnung 1 zusammen. Die Kupplungsanordnung 1 dient im Betrieb des Antriebsstranges als schaltbares Verbindungselement der Elektromaschine mit der Ausgangswelle bzw. mit der Getriebe-Eingangswelle 7, 8 bzw. der Ausgangswelle mit der Getriebe-Eingangswelle 7, 8.
Die Kupplungsanordnung 1 weist eine (erste) Trennkupplung 2 auf, die insbesondere eine normal geschlossene/eingerückte Kupplung ist, sowie eine (zweite) Kupplung 3, die als Kupplungsaggregat ausgebildet ist. Das Kupplungsaggregat 3 ist vorzugsweise als eine (trockene) Doppelkupplung ausgestaltet. Ein Aktor/Kupplungsaktuator 10, welcher später genauer beschrieben wird, dient als eine Betätigungseinrichtung für die erste Trennkupplung 2, um diese zwischen ihrer eingekuppelten und ihrer Ausgekuppelten Stellung umzuschalten.
Die Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine überträgt über ein Übertragungsorgan 5 mit Schwingungsdämpfer und weiter über die Trennkupplung 2, bei gekoppelter Trennkupplung 2, ein Drehmoment auf das Koppelorgan 4. Die Trennkupplung 2 ist zwischen dem Übertragungsorgan 5 mit Schwingungsdämpfer und dem Kupplungsaggregat 3 angeordnet und wird technisch mit diesen gekoppelt. Die nicht dargestellte Elektromaschine ist so angeordnet, dass deren Rotationsachse außer Flucht mit der Rotationsachse 14, um die die Bauteile des Kupplungsaggregates 3 im Betrieb rotieren, ausgerichtet ist. Die Anordnung von Elektromaschine und Kette 6 ist in 1 nicht dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel soll die Rotationsachse der Elektromaschine achsparallel zur Rotationsachse 14 und damit zur Getriebe-Eingangswelle 7, 8 des Getriebes sein. Wie in 1 ersichtlich, wurde durch die Versetzung der Rotationsachse der Elektromaschine eine geringe Abmessung in Axialrichtung der Kupplungsanordnung 1 erreicht. Über eine Kette 6 wird das Drehmoment der Elektromaschine zum Koppelorgan 4 hin übertragen. Es lässt sich natürlich bei gekoppelter Trennkupplung 2 ebenso ein Drehmoment von der Verbrennungskraftmaschine her über das Koppelorgan 4 hin zur Elektromaschine übertragen, um die Elektromaschine als Generator zu nutzen oder weiter beispielsweise bei einem Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs ein Drehmoment der Getriebe-Eingangswellen 7 und/oder 8 auf die Elektromaschine zu übertragen (insbesondere bei entkoppelter Trennkupplung 2).
Die Kette 6 liegt an einem Drehmomentübertragungsbereich 9 des Koppelorgans 4 an, wobei wie in 1 gezeigt, der Drehmomentübertragungsbereich 9 in Radialrichtung gesehen ganz außen am Koppelorgan 4, und so weiter außen als die Trennkupplung 2, angeordnet ist. Die Kette 6 umschlingt das Koppelorgan 4 und wird um die Trennkupplung 2 herum geführt. Aufgrund des hohen Durchmessers des Drehmomentübertragungsbereichs 9 des Koppelorgans 4 wird zum einen ein hohes Drehmoment übertragen und zum anderen ein großer Umfang für die Auflage der Kette 6 auf dem Drehmomentübertragungsberiech 9 erreicht. Der Drehmomentübertragungsbereich 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Kettenblatt 9 ausgeformt, welches ein Standard-Kettenblatt/-Kettenrad 9 ist und in die entsprechende Kette 6 eingreift. Die Kette 6 ist dafür ausgelegt, in das entsprechende Kettenrad/Kettenblatt 9 des Koppelorgans 4 einzugreifen und ist in dieser Ausführungsform eine Standardhochleistungskette (Stahlgelenkkette) mit Innenlasche, Rollen und Hülsen (Innenglieder) sowie Stiftblock und Außenlasche (Außenglieder). Durch die Verwendung von standardisierten Ketten 6 und Kettenblätter 9 lässt sich kostengünstig eine in 1 gezeigte Kupplungsanordnung 1 für einen Antriebsstrang realisieren. In dieser Ausführung wird für ein Kettenblatt 9 mit einer Zähnezahl größer gleich 19 verwendet, bei der die Gelenkflächenpressung möglichst hoch und der Polygoneffekt entsprechend niedrig ist.
In 1 ist weiter der Aktor/Kupplungsaktuator 10 mit einem Zentralausrücker 12 sowie einem Betätigungslager 11 gezeigt. Ein Hydraulikkanal ist mit dem Zentralausrücker 12 hydraulisch verbunden und der Aktor 10 somit als hydraulischer Kupplungsaktuator 10 ausgebildet. Dieser Aktor 10 wirkt auf die Trennkupplung 2, um die Verbrennungskraftmaschine zu koppeln oder zu entkoppeln. In 1 ist weiter zu erkennen, dass der Zentralausrücker 12 und das Betätigungslager 11 in Radialrichtung gesehen voneinander beabstandet sind. Genauer gesagt liegt das Betätigungslager 11 von der Rotationsachse 14 aus in Radialrichtung gesehen weiter außen als der Zentralausrücker 12. Es ist weiter zu erkennen, dass Zentralausrücker 12 und Betätigungslager 11 sich in Axialrichtung größtenteils überlappen. Durch diese Anordnung wurde die Abmessung der Kupplungsanordnung 1 in Axialrichtung verringert. Das als Wälzlager, nämlich als Kugellager, ausgestaltete Betätigungslager 11 ist so ausgeformt, dass seine Wälzkörper radial außerhalb des Zentralausrückers 12 angeordnet sind. Die Trennkupplung 2 kann natürlich auch als normal geöffnete Kupplung ausgebildet sein, wodurch der Zentralausrücker 12 dann als Zentraleinrücker 12 ausgebildet ist.
Ein Zentrallager 13 ist auf einem sich in axialer Richtung erstreckenden Bereich des Wellenbereichs angeordnet, welches sowohl die (erste) Trennkupplung 2 als auch das Kupplungsaggregat/die zweite Kupplung 3 stützt. Dieses Zentrallager 13 ist als zweireihiges Schrägkugellager 13 für Axial- und Radialkräfte ausgebildet. Der Wellenbereich ist derart drehfest mit dem Kupplungsaggregat 3 gekoppelt, dass das Zentrallager 13 sowohl das Koppelorgan 4 mit der Trennkupplung 2 als auch das Kupplungsaggregat 3 stützt, so dass auf der dem Wellenbereich zugewandten Seite des Kupplungsaggregates 3 kein getrenntes Lager zum Stützen der zweiten Kupplung benötigt wird. Weiter kann durch den zuvor beschriebenen Aufbau ein Starterkranz am Übertragungsorgan 5 entfallen, da ein Starten der Verbrennungskraftkraftmaschine vorzugsweise über das Koppelorgan 4 mit Drehmomentübertragungsbereich 9 durch die Kette 6 mittels der Elektromaschine durchgeführt wird.
Man kann in 1 anhand der Kupplungsanordnung 1 erkennen, dass in radialer Richtung von außen nach innen in dieser Reihenfolge der Drehmomentübertragungsbereich 9 des Koppelorgans 4, die Trennkupplung 2, der Zentralausrücker 10 und die beiden Zentrallager 13 angeordnet sind. Ebenso lässt sich wieder erkennen, dass die Trennkupplung 2, der Aktor 10 und das Zentrallager 13 in Axialrichtung mindestens teilweise überlappend angeordnet sind.
Obgleich die vorliegende Erfindung vorangehend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben ist, versteht es sich, dass verschiedene Ausgestaltungen und Änderungen durchgeführt werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wird ausdrücklich auf die Offenbarung der Figuren verwiesen.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsanordnung
2: Trennkupplung
3: Kupplungsaggregat
4: Koppelorgan
5: Übertragungsorgan
6: Kette/Endloszugmittel
7: erste Getriebeeingangswelle
8: zweite Getriebeeingangswelle
9: Drehmomentübertragungsbereich
10: Aktor
11: Betätigungslager
12: Zentralausrücker
13: Zentrallager
14: Rotationsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009002805 A1 [0002]
WO 2008/052909 A1 [0003]
DE 102016203384 [0004, 0006]

Claims

Kupplungsanordnung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer Elektromaschine und einer Verbrennungskraftmaschine, deren Drehmoment zu einem Getriebe durch ein Kupplungsaggregat (3) hindurch verbringbar ist, wobei eine Trennkupplung (2) zwischen einem Koppelorgan (4), das zum Einleiten von Drehmoment der Elektromaschine in Richtung des Kupplungsaggregates (3) vorbereitet ist, und einem Verbrennungskraftmaschinenseitig antreibbaren Übertragungsorgan (5) angeordnet ist, wobei die Elektromaschine so angeordnet ist, dass deren Rotationsachse außer Flucht mit einer Rotationsachse (14), um die die Bauteile des Kupplungsaggregates im Betrieb rotieren, ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Kette (6) ausgebildetes Endloszugmittel (6) zur Übertragung eines Drehmoments von der Elektromaschine hin zum Koppelorgan (4) eingesetzt ist.
Kupplungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine achsparallel zum Koppelorgan (4) und/oder einer Getriebeeingangswelle (7, 8) des Getriebes angeordnet ist.
Kupplungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kette (6) an einem Drehmomentübertragungsbereich (9) des Koppelorgans (4) anliegt und der Drehmomentübertragungsbereich (9) radial außerhalb der Trennkupplung (2) angeordnet ist.
Kupplungsanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentübertragungsbereich (9) nach Art eines Kettenblattes ausgeformt ist.
Kupplungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktor (10) nach Art eines Zentralausrückers (12) über ein Betätigungslager (11) auf die Trennkupplung (2) wirkt und der Zentralausrücker (12) und das Betätigungslager (11) radial voneinander beabstandet sind.
Kupplungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Zentrallager (13) so eingesetzt ist, dass es sowohl die Trennkupplung (2) als auch das Kupplungsaggregat (3) stützt.
Kupplungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralausrücker (12) und das Betätigungslager (11) in Axialrichtung wenigstens teilweise überlappend angeordnet sind.
Kupplungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass von radial außen nach radial innen die Trennkupplung (2), der Aktor (10) und das wenigstens eine Zentrallager (13) angeordnet sind.
Kupplungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (2), der Aktor (10) und das wenigstens eine Zentrallager (13) in Axialrichtung wenigstens teilweise überlappend angeordnet sind.
Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Kupplungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.