DE102017115218B4 - Shift cable unit with an axis of rotation for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Schaltzugmitteleinheit (1) mit einer Rotationsachse (2) für eine Verbrennungskraftmaschine (3), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- eine Zugmittelscheibe (4) zum Übertragen eines Drehmoments auf oder von einem Zugmittel (5);
- einen Wellenanschluss (6) zum rotationsfesten Befestigen an einer Abtriebswelle (7);
- einen Schwingungsentkoppler (8) zum Entkoppeln von Schwingungen des Wellenanschlusses (6) von der Zugmittelscheibe (4);
- einen schaltbaren Freilauf (9) zum aktiven Schalten einer Drehmomentübertragung zwischen dem Wellenanschluss (6) und der Zugmittelscheibe (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenanschluss (6) über den schaltbaren Freilauf (9) mit dem Schwingungsentkoppler (8) schaltbar drehmomentübertragend verbunden ist.
Shift cable unit (1) with a rotation axis (2) for an internal combustion engine (3), having at least the following components:
- A traction means disc (4) for transmitting a torque to or from a traction means (5);
- A shaft connection (6) for rotationally fixed attachment to an output shaft (7);
- A vibration decoupler (8) for decoupling vibrations of the shaft connection (6) from the traction element pulley (4);
- A switchable freewheel (9) for actively switching a torque transmission between the shaft connection (6) and the traction mechanism pulley (4), characterized in that the shaft connection (6) is connected to the vibration decoupler (8) in a switchable torque-transmitting manner via the switchable freewheel (9) is.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltzugmitteleinheit mit einer Rotationsachse für eine Verbrennungskraftmaschine, einen Antriebsstrang mit einem Hybridantrieb, sowie ein Kraftfahrzeug, welches mittels eines solchen Antriebsstrangs antreibbar ist.The invention relates to a gear shift unit with an axis of rotation for an internal combustion engine, a drive train with a hybrid drive, and a motor vehicle which can be driven by means of such a drive train.
Aus dem Stand der Technik sind Zugmitteleinheiten, zum Beispiel als Riemenantriebe, zum drehmomentübertragenden Verbinden eines (antreibenden) Hauptaggregats, zum Beispiel einer Verbrennungskraftmaschine, mit einem oder mehreren (angetriebenen) Nebenaggregaten bekannt. Ein zentrales Element ist hierbei die Zugmittelscheibe, zum Beispiel eine Riemenscheibe, welche von der Abtriebswelle des Hauptaggregats angetrieben ist und über ein entsprechendes Zugmittel, zum Beispiel einen Keilriemen, das abgegebene Drehmoment als Zugkraft auf eine oder mehrere Wellen des einen Nebenaggregats oder der mehreren Nebenaggregate überträgt. Schon seit längerem ist es in diesem Zusammenhang üblich, die besagte Zugmittelscheibe zum Antrieb von Nebenaggregaten mit einem Freilauf zu versehen, um bei einer plötzlichen Drehzahlabnahme, zum Beispiel bei einem Gangwechsel in einem Kraftfahrzeug, den aufgrund der Trägheit der Nebenaggregate weiterlaufenden Zugmitteltrieb von der Abtriebswelle des Hauptaggregats zu trennen.From the prior art, traction units, for example as belt drives, for torque-transmitting connection of a (driving) main assembly, for example an internal combustion engine, with one or more (driven) auxiliary assemblies are known. A central element here is the traction drive pulley, for example a belt pulley, which is driven by the output shaft of the main unit and transmits the torque output as a tensile force to one or more shafts of the one or more auxiliary units via a corresponding traction device, for example a V-belt . For a long time it has been customary in this context to provide the said traction drive pulley for driving auxiliary units with a freewheel in order to prevent the traction drive, which continues to run due to the inertia of the auxiliary units, from the output shaft of the in the event of a sudden decrease in speed, for example when changing gear in a motor vehicle To separate the main unit.
Neuerdings wird, zum Beispiel im Bereich der Nutzfahrzeuge, eine Hybridisierung eines Antriebsstrangs angestrebt, wobei ein Startergenerator eingesetzt wird, welcher in einer Ausführungsform bei Kraftfahrzeugen die klassische Lichtmaschine ersetzt. Der Startergenerator ist über einen Zugmitteltrieb mit der Abtriebswelle des Hauptaggregats verbunden, wobei zum Beispiel die Funktionen Rekuperation, Anlassen und E-Boosten erfüllt werden sollen. Infolge der Hybridisierung kommt nun auch ein umgekehrter Drehmomentverlauf vor, bei welchem also die Nebenaggregate die Abtriebswelle antreiben sollen. Dies ist beispielsweise beim Zugmittelanlassen (das Zahnkranzanlassen ersetzend) oder E-Boosten der Fall, wobei im ersten Falle die Abtriebswelle mittels des Zugmittels aus dem Stand beschleunigt wird und im zweiten Falle die Drehmomentabgabe der Abtriebswelle des Hauptaggregats von einer Drehmomentzugabe von dem Startergenerator vergrößert wird. Der klassische Freilauf würde eine Übertragung auf den angeschlossenen Antriebsstrang verhindern. Es ist also notwendig, eine Drehmomentübertragung auch in der bisherigen Freilaufrichtung zu ermöglichen.Recently, for example in the field of commercial vehicles, efforts have been made to hybridize a drive train, using a starter generator which, in one embodiment, replaces the classic alternator in motor vehicles. The starter generator is connected to the output shaft of the main unit via a traction drive, whereby the functions of recuperation, starting and e-boosting are to be fulfilled, for example. As a result of the hybridization, a reverse torque curve now also occurs, in which the ancillary units are intended to drive the output shaft. This is the case, for example, when starting the traction mechanism (replacing the ring gear starting) or e-boosting, whereby in the first case the output shaft is accelerated from a standstill by means of the traction mechanism and in the second case the torque output of the output shaft of the main assembly is increased by adding torque from the starter generator. The classic freewheel would prevent transmission to the connected drive train. It is therefore necessary to also enable torque transmission in the previous freewheeling direction.
Weiterhin sollen solche Hybridantriebe zur Kraftstoffverbrauchseinsparung oder Abgasreduzierung mit einer Start-Stopp-Automatik betreibbar sein. Aufgrund des Start-Stopp-Betriebs ist das Hauptaggregat, welches die Nebenaggregate antreibt, häufig abgeschaltet. Beispielsweise wird dann also die Pumpe der Klimaanlage nicht mehr betrieben. Gerade im Stau würde sich die Fahrerkabine bei starkem Sonnenschein schnell aufheizen. Der Startergenerator kann dafür weiterhin betrieben werden, sodass die Pumpe im abgeschalteten Zustand des Hauptaggregats elektrisch angetrieben wird. Hierfür ist es jedoch notwendig, die Drehmomentübertragung von Zugmittelscheibe an der Abtriebswelle auf das Hauptaggregat trennen zu können. Hierfür und für das eingangs aufgezeigte Trennen zum Unterbinden von Trägheitseinflüssen auf die Abtriebswelle wird die herkömmliche Freilaufrichtung weiterhin benötigt.Furthermore, such hybrid drives should be able to be operated with an automatic start-stop system in order to save fuel consumption or reduce exhaust gas. Due to the start-stop operation, the main unit, which drives the auxiliary units, is often switched off. For example, the air conditioning pump is then no longer operated. Especially in traffic jams, the driver's cab would heat up quickly in strong sunshine. The starter generator can continue to be operated for this purpose, so that the pump is electrically driven when the main unit is switched off. For this, however, it is necessary to be able to separate the torque transmission from the traction drive pulley on the output shaft to the main assembly. The conventional freewheeling direction is still required for this and for the separation described above to prevent inertia influences on the output shaft.
Vorbekannter Stand der Technik ist in der
Aufgrund der Zunahme an Funktionen einer solchen Schaltzugmitteleinheit nimmt die Masse einer solchen Schaltzugmitteleinheit gegenüber einer klassischen Zugmitteleinheit mit festgelegtem Freilauf deutlich zu und damit das Massenträgheitsmoment. Eine hohe Masse und ein hohes Massenträgheitsmoment haben aber negative Effekte auf die Abtriebswelle des Hauptaggregats. Die hohe Masse hat zum Beispiel den Effekt, dass beim Anlassen einer Verbrennungskraftmaschine die Abtriebswelle ungünstige Frequenzbereiche durchwandert, deren Amplitude massebedingt verstärkt und/oder infolge einer Resonanzanregung der Schaltzugmitteleinheit eine weitere ungünstige Frequenz erzeugt, besonders im Zusammenhang mit einem Zweimassenschwungrad (ZMS) an dem gegenüberliegenden Ende der Abtriebswelle. Das Massenträgheitsmoment wirkt der Drehmomentabgabe der Abtriebswelle entgegen und verstärkt die Torsionsbelastung auf die Abtriebswelle.Due to the increase in the functions of such a shifting cable unit, the mass of such a shifting cable unit increases significantly compared to a classic pulling unit with a fixed freewheel and thus the mass moment of inertia. However, a high mass and a high mass moment of inertia have negative effects on the output shaft of the main assembly. The high mass has the effect, for example, that when an internal combustion engine is started, the output shaft wanders through unfavorable frequency ranges, the amplitude of which increases due to the mass and / or generates a further unfavorable frequency as a result of resonance excitation of the gearshift center unit, especially in connection with a dual mass flywheel (DMF) on the opposite one End of the output shaft. The mass moment of inertia counteracts the torque output of the output shaft and increases the torsional load on the output shaft.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.Proceeding from this, the present invention is based on the object of at least partially overcoming the disadvantages known from the prior art. The features according to the invention emerge from the independent claims, for which advantageous configurations are shown in the dependent claims. The features of the claims can be combined in any technically meaningful manner, with the explanations from the following also here Description as well as features from the figures can be drawn on, which include supplementary embodiments of the invention.
Die Erfindung betrifft eine Schaltzugmitteleinheit mit einer Rotationsachse für eine Verbrennungskraftmaschine, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Zugmittelscheibe zum Übertragen eines Drehmoments auf oder von einem Zugmittel;
- - einen Wellenanschluss zum rotationsfesten Befestigen an einer Abtriebswelle;
- - einen Schwingungsentkoppler zum Entkoppeln von Schwingungen des Wellenanschlusses von der Zugmittelscheibe;
- - einen schaltbaren Freilauf zum aktiven Schalten einer Drehmomentübertragung zwischen dem Wellenanschluss und der Zugmittelscheibe. Die Schaltzugmitteleinheit ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenanschluss über den schaltbaren Freilauf mit dem Schwingungsentkoppler schaltbar drehmomentübertragend verbunden ist.
- - A traction means pulley for transmitting a torque to or from a traction means;
- - A shaft connection for rotationally fixed attachment to an output shaft;
- - A vibration decoupler for decoupling vibrations of the shaft connection from the traction sheave;
- - A switchable freewheel for actively switching a torque transmission between the shaft connection and the traction drive pulley. The shifting cable unit is primarily characterized in that the shaft connection is connected to the vibration decoupler in a switchable torque-transmitting manner via the switchable freewheel.
Hier wird nun eine Schaltzugmitteleinheit vorgeschlagen, beispielsweise ein schaltbarer Riemenscheibenentkoppler (RSES), bei welcher das auf die Abtriebswelle einwirkende Massenträgheitsmoment sehr gering ist. Im getrennten Schaltzustand des Freilaufs, also mit in Drehmomentrichtung geschalteter Freilaufrichtung oder vollständiger Trennung (Freilauf ist in beiden Richtungen ausgeklinkt), ist der Schwingungsentkoppler vollständig von der Abtriebswelle getrennt. Bei geschlossenem Freilauf, also mit in Drehmomentrichtung geschalteter Drehmomentübertragungsrichtung oder Drehmomentübertragung in beiden Richtungen (Freilauf ist in beiden Richtungen eingeklinkt), ist der größere Massenanteil und/oder der Massenanteil mit dem größeren radialen Abstand zur Rotationsachse (größerer Hebel) mittels des elastischen Energiespeichers des Schwingungsentkopplers entkoppelt.Here, a shift cable unit is proposed, for example a switchable pulley decoupler (RSES), in which the mass moment of inertia acting on the output shaft is very low. In the separated switching state of the freewheel, i.e. with the freewheeling direction switched in the torque direction or complete separation (freewheel is notched in both directions), the vibration decoupler is completely separated from the output shaft. When the freewheel is closed, i.e. with the torque transmission direction switched in the torque direction or torque transmission in both directions (freewheel is latched in both directions), the greater mass fraction and / or the mass fraction with the greater radial distance to the axis of rotation (larger lever) is by means of the elastic energy storage of the vibration decoupler decoupled.
Die Schaltzugmitteleinheit ist ein rotierendes beziehungsweise rotierbares Bauteil, dessen Rotationsachse mit der Rotationsachse der Abtriebswelle gefluchtet ist. Wird in dieser Beschreibung von axial, radial oder einer Umlaufrichtung gesprochen, so wird auf diese gemeinsame Rotationsachse Bezug genommen. Je nach technischem Zusammenhang kann mit einer axialen Richtung auch eine Parallele zur Rotationsachse bezeichnet sein.The shift cable unit is a rotating or rotatable component, the axis of rotation of which is aligned with the axis of rotation of the output shaft. If this description speaks of axial, radial or a direction of rotation, reference is made to this common axis of rotation. Depending on the technical context, an axial direction can also denote a parallel to the axis of rotation.
Die Zugmittelscheibe, beispielsweise ausgeführt als Riemenscheibe, ist für ein Zusammenwirken mit einem Zugmittel eingerichtet, zum Beispiel einem Riemen, bevorzugt einem Keilriemen. Über die Zugmittelscheibe wird also reibungsbehaftet (im Falle eines Keilriemens als Zugmittel) und/oder formschlüssig (im Falle eines Zahnriemens oder einer Kette als Zugmittel) ein Drehmoment über den Radius der Zugmittelscheibe (Hebel) als Zugkraft auf ein Zugmittel übertragen. Diese Zugkraft wird bei einem Nebenaggregat in gleicher Weise wieder auf eine Welle des Nebenaggregats in ein Drehmoment umgewandelt.The traction means pulley, for example designed as a belt pulley, is set up to interact with a traction means, for example a belt, preferably a V-belt. Via the traction drive pulley, a torque is transmitted over the radius of the traction drive pulley (lever) as a tensile force to a traction device, subject to friction (in the case of a V-belt as a traction device) and / or positively (in the case of a toothed belt or a chain as a traction device). In the case of an auxiliary unit, this tensile force is converted back into torque in the same way on a shaft of the auxiliary unit.
Die Schaltzugmitteleinheit weist einen Wellenanschluss auf, sodass die Schaltzugmitteleinheit als separates Bauteil mit einer Abtriebswelle verbindbar ist. Der Wellenanschluss ist dabei derart eingerichtet, dass er sich einfach verbinden lässt und sich eine korrekte Fluchtung einstellen lässt. Eine übliche Verbindung ist beispielsweise eine zentrale Verschraubung oder eine mehrfache, vorteilhafterweise rotationssymmetrisch angebrachte, Verschraubung. Für einige Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, die drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Wellenanschluss und Abtriebswelle als Steckverzahnung auszuführen.The shift cable unit has a shaft connection so that the shift cable unit can be connected to an output shaft as a separate component. The shaft connection is set up in such a way that it can be easily connected and correct alignment can be set. A common connection is, for example, a central screw connection or a multiple screw connection that is advantageously attached in a rotationally symmetrical manner. For some applications it is advantageous to design the torque-transmitting connection between the shaft connection and the output shaft as a spline.
Die Schaltzugmitteleinheit umfasst weiterhin einen Schwingungsentkoppler, welcher zwischen der Zugmittelscheibe und dem Wellenanschluss derart angeordnet ist, dass eine Schwingungsübertragung von der Abtriebswelle auf die Zugmittelscheibe und umgekehrt ausgeschlossen oder stark vermindert ist. Hierzu weist ein solcher Schwingungsentkoppler für viele Anwendungsfälle einen oder mehrere elastische Energiespeicher auf. Ein solcher elastischer Energiespeicher ist beispielsweise eine Bogenfeder, welche aufgrund der Massenträgheit der Zugmittelscheibe und dem davon angetriebenen System bei einem abtriebswellenseitigen Beschleunigen elastisch einfedert und diese elastisch eingespeicherte Energie infolge einer Entspannung an die Zugmittelscheibe zeitlich verzögert weitergibt. Somit ist die Zugmittelscheibe mittels des Schwingungsentkopplers von den überlagernden Drehmomentschwingungen entkoppelt, ohne dass übermäßig viel Energie als Wärmeenergie dissipiert.The gearshift mechanism unit furthermore comprises a vibration decoupler which is arranged between the traction mechanism disk and the shaft connection in such a way that a transmission of vibrations from the output shaft to the traction mechanism disk and vice versa is excluded or greatly reduced. For this purpose, such a vibration decoupler has one or more elastic energy stores for many applications. Such an elastic energy store is, for example, a bow spring which, due to the inertia of the traction drive pulley and the system driven by it, elastically compresses when accelerating on the output shaft side and passes this elastically stored energy on to the traction drive pulley with a time delay as a result of relaxation. The traction element pulley is thus decoupled from the superimposed torque vibrations by means of the vibration decoupler, without excessive energy being dissipated as thermal energy.
Weiterhin umfasst die Schaltzugmitteleinheit einen schaltbaren Freilauf, mittels welchem aktiv, also infolge eines entsprechenden von außen eingegebenen Schaltsignals, mehrere, bevorzugt zwei, Schaltzustände einstellbar sind. In einem ersten Schaltzustand ist ein Drehmoment in beiden Richtungen übertragbar, das heißt bei einem Klinkenfreilauf sind die Klinken für beide Richtungen eingeklinkt und die jeweilige Freilauffunktion wirkungslos. Dieser erste Schaltzustand wird auch als geschlossen bezeichnet. In einem zweiten Schaltzustand ist kein Drehmoment übertragbar, also die Klinken eines Klinkenfreilaufs allesamt ausgeklinkt. Dieser zweite Schaltzustand wird auch als getrennt bezeichnet. Weiterhin sind zwei weitere Schaltzustände einstellbar, welche einen Freilauf in jeweils einer Richtung ermöglichen. Diese Schaltzustände sind vor allem für einen Zugmittelabwurf unter Drehzahl notwendig. Dabei ist ein Drehmoment in einer Drehrichtung mit entgegengesetzter Freilaufrichtung (dritter Schaltzustand) oder in der Gegendrehrichtung mit umgekehrter Freilaufrichtung (vierter Schaltzustand) schaltbar übertragbar. Das heißt im vierten Schaltzustand ist die Drehmomentübertragungsrichtung und die Freilaufrichtung gegenüber dem dritten Schaltzustand getauscht. Der Freilauf wirkt in diesen Schaltzuständen in Freilaufrichtung trennend. Welche Schaltzustände einstellbar sind, ist abhängig von der Auslegung des Schaltelements, zum Beispiel einem axial verschiebbaren Schaltkäfig, und dem Schaltaktor, welche beide nach gewünschten Betriebszuständen auslegbar sind. Häufig sind der (vollständig) geschlossene und der (vollständig) getrennte Schaltzustand ausreichend.Furthermore, the shift cable means unit comprises a switchable freewheel, by means of which a plurality of, preferably two, switching states can be actively set, ie as a result of a corresponding switching signal input from the outside. In a first switching state, a torque can be transmitted in both directions, that is, with a pawl freewheel, the pawls are latched for both directions and the respective freewheel function is ineffective. This first switching state is also referred to as closed. In a second switching state, no torque can be transmitted, so the pawls of a pawl freewheel are all disengaged. This second switching state is also referred to as disconnected. Furthermore, two further switching states can be set, which enable freewheeling in one direction each. These switching states are mainly for one Pulling device release at speed necessary. In this case, a torque can be transmitted in a switchable manner in one direction of rotation with the opposite freewheeling direction (third switching state) or in the opposite direction with the reverse freewheeling direction (fourth switching state). That is, in the fourth switching state, the direction of torque transmission and the freewheeling direction are swapped with respect to the third switching state. In these switching states, the freewheel has a separating effect in the freewheeling direction. Which switching states can be set depends on the design of the switching element, for example an axially displaceable switch cage, and the switching actuator, both of which can be designed according to the desired operating states. Often the (completely) closed and the (completely) separated switching state are sufficient.
Bei der hier vorgeschlagenen Schaltzugmitteleinheit ist nun der Schwingungsentkoppler nicht fest auf der Seite des Wellenanschlusses also mit der Abtriebswelle verbunden, sondern im Gegenteil ausgehend vom Wellenanschluss hin zum Zugmittel schaltbar dem schaltbaren Freilauf nachgeschaltet. Das heißt zum einen, dass bei getrenntem (zweiten) Schaltzustand oder einer nicht übertragenden Drehrichtung (dritter oder vierter Schaltzustand), also der geschalteten Freilaufrichtung, der gesamte Schwingungsentkoppler, welcher also zugmittelscheibenseitig angeordnet ist, nicht mit der Abtriebswelle mitrotiert wird. Aber auch bei einem geschlossenen (ersten) Schaltzustand ist die mitrotierende Masse erheblich reduziert. Bei Drehmomentabgabe von der Abtriebswelle auf die Zugmittelscheibe wird nämlich in diesem Schaltzustand lediglich die entsprechende Eingangsseite mitrotiert. Nur die Eingangsseite bildet somit wirksame träge Masse. Die entsprechende Ausgangsseite ist mittels des elastischen Energiespeichers entkoppelt und verursacht damit kein für eine überlagernde Schwingung relevantes M assenträghe itsm om ent.In the gear unit proposed here, the vibration decoupler is not firmly connected to the shaft connection side, that is to say with the output shaft, but on the contrary, starting from the shaft connection to the traction mechanism, it is switchable downstream of the switchable freewheel. This means, on the one hand, that in the case of a separate (second) switching state or a non-transferring direction of rotation (third or fourth switching state), i.e. the switched freewheeling direction, the entire vibration decoupler, which is arranged on the traction device disk side, is not rotated with the output shaft. But even with a closed (first) switching state, the rotating mass is considerably reduced. When torque is output from the output shaft to the traction drive pulley, only the corresponding input side is rotated in this switching state. Only the input side thus forms effective inertial mass. The corresponding output side is decoupled by means of the elastic energy store and thus does not cause any inertia of mass relevant to an overlapping oscillation.
Daraus folgen die oben genannten Vorteile eines geringen Massenträgheitsmoments der mit der Abtriebswelle fest, also nicht entkoppelten, mitrotierenden Komponenten der Schaltzugmitteleinheit.This results in the above-mentioned advantages of a low mass moment of inertia of the components of the shifting cable unit that rotate with the output shaft, that is, they are not decoupled.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Schaltzugmitteleinheit umfasst der Schwingungsentkoppler einen Flansch und einen Deckel, wobei der Flansch und der Deckel mittels eines elastischen Energiespeichers drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, und
wobei der Flansch mit dem schaltbaren Freilauf schaltbar drehmomentübertragend verbunden ist, und der Deckel mit der Zugmittelscheibe fest drehmomentübertragend verbunden ist.According to an advantageous embodiment of the shift cable means unit, the vibration decoupler comprises a flange and a cover, the flange and the cover being connected to one another in a torque-transmitting manner by means of an elastic energy store, and
wherein the flange is connected to the switchable freewheel in a switchable torque-transmitting manner, and the cover is firmly connected to the traction element disk in a torque-transmitting manner.
Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform ist der Schwingungsentkoppler mit einem Flansch und einem Deckel versehen, wobei der Flansch sich von zentral innen nach radial außen erstreckt. Der Flansch wirkt somit bei einem klassischen Betrieb mit einem von der Abtriebswelle abgegebenen Drehmoment drehmomenteingangsseitig gegen den elastischen Energiespeicher. Der Deckel ist radial außerhalb des elastischen Energiespeichers angeordnet und wirkt bei einem klassischen Betrieb mit einem von der Abtriebswelle abgegeben Drehmoment drehmomentausgangsseitig gegen den elastischen Energiespeicher.In this advantageous embodiment, the vibration decoupler is provided with a flange and a cover, the flange extending from the center inward to radially outward. In conventional operation, the flange thus acts on the torque input side against the elastic energy store with a torque output by the output shaft. The cover is arranged radially outside of the elastic energy store and, in conventional operation, acts on the torque output side against the elastic energy store with a torque output by the output shaft.
Der Deckel bildet bevorzugt zumindest einen Teil der Einhausung des elastischen Energiespeichers, welche üblicherweise mit einem Schmiermittel versehen ist. So schützt der Deckel den gebildeten Schmierraum vor einem Austreten beziehungsweise Verschmutzen des Schmiermittels.The cover preferably forms at least part of the housing of the elastic energy store, which is usually provided with a lubricant. In this way, the cover protects the lubricant space that is formed from leakage or contamination of the lubricant.
In einer bevorzugten Ausführungsform bildet der Deckel zugleich die Komponente zur Lagerung und/oder dynamischen Abdichtung gegenüber einem relativ dazu bewegbaren Bauteil. Der Flansch hingegen ist bevorzugt vollständig eingehaust in dem Schmierraum und zwischen dem elastischen Energiespeicher und dem Freilauf angeordnet.In a preferred embodiment, the cover simultaneously forms the component for mounting and / or dynamic sealing with respect to a component that can be moved relative thereto. The flange, on the other hand, is preferably completely enclosed in the lubrication space and arranged between the elastic energy store and the freewheel.
Der Deckel ist bevorzugt einstückig oder mehrstückig fest verbunden mit der Zugmittelscheibe ausgebildet. Bei einer mehrstückigen Ausbildung des Deckels und der Zugmittelscheibe ist bevorzugt die Zugmittelscheibe gleichzeitig eine Komponente der Einhausung des elastischen Energiespeichers. Bei einer Anwendung mit einer Verbrennungskraftmaschine mit nachgeordnetem Getriebe ist der Deckel bevorzugt motorseitig angeordnet und die Einhausungskomponente der Zugmittelscheibe getriebeseitig angeordnet.The cover is preferably designed in one piece or in several pieces firmly connected to the traction element disk. In the case of a multi-piece design of the cover and the traction mechanism disk, the traction mechanism disk is preferably at the same time a component of the housing of the elastic energy store. In the case of an application with an internal combustion engine with a downstream transmission, the cover is preferably arranged on the engine side and the housing component of the traction element disk is arranged on the transmission side.
Bei Drehmomentabgabe von der Abtriebswelle auf die Zugmittelscheibe bildet der zentrale Flansch die Eingangsseite. Der Deckel ist entkoppelt. Damit sind die Masse und der Hebel gegenüber umgekehrter Ausführung mit dem Deckel als Eingangsseite noch weiter reduziert.When torque is output from the output shaft to the traction drive pulley, the central flange forms the input side. The lid is decoupled. This reduces the mass and the lever even further compared to the reverse version with the cover as the input side.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Schaltzugmitteleinheit weist der schaltbare Freilauf eine Nabe und ein Flanschelement auf, wobei die Nabe und das Flanschelement mittels bewegbarer Freilaufelemente drehmomentübertragend miteinander verbindbar sind, und
wobei die Nabe mit dem Wellenanschluss einstückig ausgebildet ist, bevorzugt als umgeformtes Blechteil.According to an advantageous embodiment of the shift cable unit, the switchable freewheel has a hub and a flange element, the hub and the flange element being connectable to one another in a torque-transmitting manner by means of movable freewheel elements, and
wherein the hub is formed in one piece with the shaft connection, preferably as a formed sheet metal part.
Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform ist für jede Freilaufrichtung jeweils zumindest ein bewegbares Freilaufelement, bevorzugt jeweils eine Mehrzahl von Freilaufelementen, zwischen einer Nabe und einem Flanschelement angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Flanschelement einstückig mit dem Flansch des Schwingungsentkopplers gemäß der vorhergehenden Beschreibung gebildet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Nabe dauerhaft mit den bewegbaren Freilaufelementen verbunden. Die bewegbaren Freilaufelemente greifen entgegen der jeweiligen Freilaufrichtung in eine entsprechende Anlage des Flanschelements ein, sodass ein Drehmoment von der Nabe auf das Freilaufelement in dieser Richtung übertragbar ist.In this advantageous embodiment, at least one movable freewheel element, preferably a plurality of freewheel elements, is arranged between a hub and a flange element for each freewheeling direction. In a In a preferred embodiment, the flange element is formed in one piece with the flange of the vibration decoupler according to the preceding description. In a further preferred embodiment, the hub is permanently connected to the movable freewheel elements. The movable freewheel elements engage against the respective freewheel direction in a corresponding abutment of the flange element, so that a torque can be transmitted from the hub to the freewheel element in this direction.
Die Nabe ist radial innenseitig zum Flanschelement angeordnet. Eine Verbindung zwischen dem Flanschelement und der Nabe wird damit von den rotationsbedingten auf die Freilaufelemente einwirkenden Fliehkräfte unterstützt. Bei dieser Konfiguration sind die Freilaufelemente des Freilaufs also als normal eingreifend, bevorzugt für die Drehmomentübertragung von der Abtriebswelle auf die Zugmittelscheibe, ausgebildet.The hub is arranged radially on the inside of the flange element. A connection between the flange element and the hub is thus supported by the rotational centrifugal forces acting on the freewheel elements. In this configuration, the freewheel elements of the freewheel are designed as normally engaging, preferably for the torque transmission from the output shaft to the traction mechanism pulley.
Auch das zumindest eine Freilaufelement für die zweite Drehmomentübertragungsrichtung für den vorhergehend beschriebenen zweiten Schaltzustand ist bevorzugt das entsprechende zumindest eine (zweite) Freilaufelement an der Nabe bewegbar dauerhaft eingehängt. Bevorzugt ist das zweite Freilaufelement entsprechend von der Fliehkraft unterstützt für die (entgegengesetzte) Drehmomentübertragungsrichtung als normal eingreifend eingerichtet, bevorzugt für die Drehmomentübertragung von der Zugmittelscheibe auf die Abtriebswelle.The at least one freewheeling element for the second torque transmission direction for the previously described second switching state is preferably also, preferably, the corresponding at least one (second) freewheeling element permanently movably suspended on the hub. The second freewheel element is preferably set up as normally engaging for the (opposite) torque transmission direction, supported by the centrifugal force, preferably for the torque transmission from the traction element disk to the output shaft.
Die Freilaufelemente, oder zumindest eines der Freilaufelemente, sind bevorzugt als in radialer Richtung klappende Klinken ausgeführt, bevorzugt zum Übertragen eines Drehmoments nach radial außen klappend, wobei die nach radial außen weisende Klinkenrückseite keilartig von dem Flanschelement bei relativer Drehung in Freilaufrichtung aus der Eingriffslage herausdrückbar ist und in der Drehmomentübertragungsrichtung mit dem Flanschelement verkeilt.The freewheel elements, or at least one of the freewheel elements, are preferably designed as pawls that fold in the radial direction, preferably fold radially outwards to transmit a torque, with the radially outwardly pointing pawl rear side being able to be pushed out of the engaged position in a wedge-like manner by the flange element with relative rotation in the freewheel direction and keyed to the flange member in the direction of torque transmission.
Für eine besonders kosteneffiziente Ausführung ist die Nabe ein umgeformtes Blechteil. Beispielsweise ist die Nabe mittels Prägen, Pressen oder Tiefziehen aus einem flachen Blechmaterial gebildet.For a particularly cost-effective design, the hub is a formed sheet metal part. For example, the hub is formed from a flat sheet metal material by means of stamping, pressing or deep drawing.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Schaltzugmitteleinheit umfasst die Schaltzugmitteleinheit weiterhin einen Torsionsschwingungsdämpfer und der Torsionsschwingungsdämpfer ist mit der Nabe drehmomentübertragend verbunden.According to an advantageous embodiment of the shift cable unit, the shift cable unit further comprises a torsional vibration damper and the torsional vibration damper is connected to the hub in a torque-transmitting manner.
Für einige Anwendungen ist es aufgrund der gewählten Rotationsgüte der Abtriebswelle notwendig, einen Torsionsschwingungsdämpfer (TSD) zum Dämpfen von Schwingungen der Abtriebswelle vorzusehen. Besonders vorteilhaft ist ein solcher Torsionsschwingungsdämpfer mit der Nabe drehmomentübertragend verbunden.For some applications, due to the selected rotation quality of the output shaft, it is necessary to provide a torsional vibration damper (TSD) to dampen vibrations of the output shaft. Such a torsional vibration damper is particularly advantageously connected to the hub in a torque-transmitting manner.
Für eine besonders kosteneffiziente Ausführung ist die Nabe ein umgeformtes Blechteil und/oder die Verbindung zum Torsionsschwingungsdämpfer mittels einer Verzahnung oder einem mittels plastischer Verformung bei der Montage gebildeten Reibschluss, zum Beispiel einer Verstemmung, gebildet.For a particularly cost-efficient design, the hub is a formed sheet metal part and / or the connection to the torsional vibration damper is formed by means of a toothing or a frictional connection formed by means of plastic deformation during assembly, for example caulking.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Schaltzugmitteleinheit ist die Schaltzugmitteleinheit dämpfungsfrei ausgeführt.According to an advantageous embodiment of the shift cable means unit, the shift cable means unit is designed to be damping-free.
Das Massenträgheitsmoment ist in einer bevorzugten Ausführungsform derart gering, dass ein im Stand der Technik üblicher Torsionsschwingungsdämpfer (TSD) entfallen kann, sofern die Abtriebswelle eine ausreichende Schwingungsgüte aufweist. Das heißt, die mit der Abtriebswelle fest gekoppelte Masse hat eine derart geringe Masse, dass allein die Güte der Abtriebswelle für die Notwendigkeit eines Torsionsschwingungsdämpfers maßgeblich ist. In dieser Ausführungsform ist die Schaltzugmitteleinheit dämpfungsfrei ausgeführt. Das heißt, dass kein Torsionsschwingungsdämpfer, weder vormontiert noch als separates Bauteil, zwischen der Abtriebswelle und der Zugmittelscheibe angeordnet ist.In a preferred embodiment, the mass moment of inertia is so low that a torsional vibration damper (TSD) customary in the prior art can be dispensed with, provided the output shaft has a sufficient vibration quality. This means that the mass that is firmly coupled to the output shaft has such a low mass that the quality of the output shaft alone is decisive for the need for a torsional vibration damper. In this embodiment, the shift cable center unit is designed to be damping-free. This means that no torsional vibration damper, neither pre-assembled nor as a separate component, is arranged between the output shaft and the traction mechanism disk.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Schaltzugmitteleinheit ist der Schwingungsentkoppler, bevorzugt der Deckel nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, mittels eines Zentrallagers an dem Wellenanschluss, bevorzugt an der Nabe nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, abgestützt.According to an advantageous embodiment of the shift cable unit, the vibration decoupler, preferably the cover according to an embodiment according to the description above, is supported by means of a central bearing on the shaft connection, preferably on the hub according to an embodiment according to the description above.
Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform ist eine direkte Lagerung des Deckels des Schwingungsentkopplers auf dem Wellenanschluss möglich. Für die meisten Anwendungsfälle wird die Schaltzugmitteleinheit als eine vormontierte Baueinheit erwünscht sein. In einer alternativen Ausführungsform ist es möglich, den Deckel direkt auf der Antriebswelle zu lagern. Der Innenring des Zentrallagers ist dabei bevorzugt als der stehende Lagerring ausgebildet und auf die Abtriebswelle oder den Wellenanschluss, oder bevorzugt die Nabe, aufgepresst.In this advantageous embodiment, the cover of the vibration decoupler can be supported directly on the shaft connection. For most applications, the shift cable unit will be desired as a preassembled unit. In an alternative embodiment it is possible to mount the cover directly on the drive shaft. The inner ring of the central bearing is preferably designed as the standing bearing ring and is pressed onto the output shaft or the shaft connection, or preferably the hub.
Bei einer Ausführungsform, bei welcher die Nabe für den Torsionsschwingungsdämpfer und für den Freilauf separat ausgebildet sind, ist das Zentrallager bevorzugt entweder auf die Nabe des Torsionsschwingungsdämpfers oder auf die Nabe des Freilaufs aufgebracht.In one embodiment in which the hub for the torsional vibration damper and for the freewheel are formed separately, the central bearing is preferably applied either to the hub of the torsional vibration damper or to the hub of the freewheel.
Besonders vorteilhaft ist der Deckel an der Nabe des Freilaufs gelagert, wobei die Nabe bevorzugt einstückig zur direkten Aufnahme des Torsionsschwingungsdämpfers ausgebildet ist. Hierbei ist bevorzugt das Zentrallager als Bestandteil der Schaltzugmitteleinheit vormontiert. Hierdurch wird ein geringer Bauraum, eine geringe Anzahl von Einzelteilen sowie unter Umständen eine geringe Masse erreicht. Letzteres ist vorteilhaft, weil die Nabe eine dauerhaft mitrotierende Komponente der Abtriebswelle darstellt.The cover is particularly advantageously mounted on the hub of the freewheel, the hub preferably being in one piece for the direct reception of the Torsional vibration damper is formed. In this case, the central warehouse is preferably preassembled as part of the shifting cable unit. This results in a small installation space, a small number of individual parts and, under certain circumstances, a low mass. The latter is advantageous because the hub is a permanently rotating component of the output shaft.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Schaltzugmitteleinheit ist der schaltbare Freilauf mittels eines magnetischen Schaltelements betätigbar, wobei das Schaltelement mittels einer magnetischen Spule zwischen einer ausgerückten Position und einer eingerückten Position axial hin und her bewegbar ist, und dadurch der schaltbare Freilauf betätigbar ist.According to an advantageous embodiment of the gear unit, the switchable freewheel can be actuated by means of a magnetic switching element, the switching element being axially movable back and forth between a disengaged position and an engaged position by means of a magnetic coil, and thereby the switchable freewheel being actuatable.
Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform ist der Freilauf magnetisch schaltbar, also mittels einer magnetischen Spule mit elektrischem Signal. Die Spule ist derart eingerichtet, dass das Schaltelement, zum Beispiel als Schaltkäfig ausgeführt, abhängig von der Bestromung der Spule, Freilaufelemente des Freilaufs in den ersten Schaltzustand oder in den zweiten Schaltzustand gemäß der obigen Beschreibung überführt. Bevorzugt ist ein elastischer Antagonist vorgesehen, beispielsweise eine Druckfeder, welcher den Schaltkäfig in einer ersten Position hält. Bevorzugt korrespondiert die erste Position zu dem ersten Schaltzustand, sodass der Freilauf für die Drehmomentübertragung in beiden Richtungen, also von der Abtriebswelle auf die Zugmittelscheibe und umgekehrt, geschlossen ist. Beim Anlassen, beim E-Boosten oder bei der Rekuperation ist das Schaltelement bei dieser Ausführungsform entgegen den elastischen Antagonisten ausgelenkt, sodass dann gemäß dem zweiten Schaltzustand keine Drehmomentübertragung möglich ist.In this advantageous embodiment, the freewheel can be switched magnetically, that is, by means of a magnetic coil with an electrical signal. The coil is set up in such a way that the switching element, for example designed as a switching cage, transfers freewheeling elements of the freewheel into the first switching state or into the second switching state according to the description above, depending on the energization of the coil. An elastic antagonist is preferably provided, for example a compression spring, which holds the switch cage in a first position. The first position preferably corresponds to the first switching state, so that the freewheel for torque transmission is closed in both directions, that is, from the output shaft to the traction drive pulley and vice versa. When starting, when e-boosting or during recuperation, the shifting element in this embodiment is deflected against the elastic antagonist, so that no torque transmission is then possible according to the second shifting state.
Die magnetische Spule ist bevorzugt koaxial zur Abtriebswelle und außenseitig angeordnet, also von der Abtriebswelle aus gesehen hinter dem Schwingungsentkoppler oder axial überlappend mit dem Schwingungsentkoppler angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die magnetische Spule für Wartungszwecke leicht entnommen werden kann.The magnetic coil is preferably arranged coaxially to the output shaft and on the outside, that is to say, as seen from the output shaft, it is arranged behind the vibration decoupler or axially overlapping with the vibration decoupler. This has the advantage that the magnetic coil can easily be removed for maintenance purposes.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Freilauf in einer Konfiguration gemäß des vorbekannten Stands der Technik eingesetzt, wobei dann das magnetische Schaltelement, die magnetische Spule und/oder der elastische Antagonist eine umgekehrte Betätigungsrichtung aufweisen. Beispielsweise ist die Spule zum drückenden Betätigen, anstatt wie bisher zum ziehenden Betätigen, eines Spulenankers eingerichtet.In a preferred embodiment, a freewheel is used in a configuration according to the known prior art, the magnetic switching element, the magnetic coil and / or the elastic antagonist then having a reverse actuation direction. For example, the coil is set up for pushing actuation instead of pulling actuation, as was previously the case, of a coil armature.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Schaltzugmitteleinheit ist weiterhin eine Flanschzentrierung für den Flansch des Schwingungsentkopplers vorgesehen ist, wobei die Flanschzentrierung rotationsfest, bevorzugt unmittelbar, mit der Zugmittelscheibe verbunden ist, wobei besonders bevorzugt die Flanschzentrierung eine Reibeinrichtung zum Reduzieren der Geschwindigkeit des Wechsels der Anschlagrichtung im Freilauf bei Drehmomentumkehr umfasst.According to an advantageous embodiment of the shift cable unit, a flange centering is also provided for the flange of the vibration decoupler, the flange centering being rotationally fixed, preferably directly, connected to the traction mechanism disk, with the flange centering particularly preferably having a friction device for reducing the speed of the change of the stop direction in freewheeling Includes torque reversal.
Für eine weitere Reduzierung der mit der Abtriebswelle stets mitrotierenden Masse ist es vorteilhaft, eine Flanschzentrierung vorzusehen, welche auf der entkoppelten Seite, bevorzugt am Deckel oder der Zugmittelscheibe angeordnet ist.For a further reduction of the mass that always rotates with the output shaft, it is advantageous to provide a flange centering which is arranged on the decoupled side, preferably on the cover or the traction mechanism disk.
Sofern aufgrund der im Einzelfall vorliegenden Schwingungen beziehungsweise Vibrationen ein Reduzieren der Geschwindigkeit des Wechsels der Anschlagrichtung der Freilaufelemente des Freilaufs notwendig ist, ist bevorzugt eine Reibeinrichtung abtriebswellenseitig vorgesehen, beispielsweise ein Gummipuffer oder Vordämpfer oder eine bedarfsgerecht schaltbare Reibeinrichtung, welche bevorzugt mit dem Schaltelement verbunden ist. Ist die Relativgeschwindigkeit zwischen Freilaufelement und (spielbedingt) freiem Flansch des Schwingungsentkopplers hoch, beispielsweise bei stehender Riemenscheibe und mit hohem Drehmoment (einsetzend) rotierender Abtriebswelle, ist es für einige Anwendungsfälle zweckmäßig, mittels der Reibeinrichtung die Anpassung der Relativgeschwindigkeit über die Reibung zu reduzieren und damit ein Einschlagen der Freilaufelemente mit resultierendem Klappern zu unterbinden.If, due to the oscillations or vibrations present in the individual case, it is necessary to reduce the speed of the change in the stop direction of the freewheeling elements of the freewheel, a friction device is preferably provided on the output shaft side, for example a rubber buffer or pre-damper or a friction device that can be switched as required and is preferably connected to the switching element. If the relative speed between the freewheel element and (due to play) the free flange of the vibration decoupler is high, for example when the pulley is stationary and the output shaft is rotating with high torque (onset), it is useful for some applications to use the friction device to reduce the adjustment of the relative speed via the friction and thus to prevent the freewheel elements from smashing with the resulting rattling.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit einem Hybridantrieb, wobei der Antriebsstrang eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Abtriebswelle und einen Startergenerator mit einer Starterwelle umfasst, und wobei die Abtriebswelle mittels der Schaltzugmitteleinheit nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung und einem zugehörigen Zugmittel mit der Starterwelle schaltbar verbindbar ist.According to a further aspect, the invention relates to a drive train with a hybrid drive, wherein the drive train comprises an internal combustion engine with an output shaft and a starter generator with a starter shaft, and wherein the output shaft by means of the shifting device according to an embodiment according to the description above and an associated pulling device with the starter shaft is switchable connectable.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Antriebsstrang mit einem Hybridantrieb vorgeschlagen, welcher ein (Haupt-) Antriebsaggregat mit einer Abtriebswelle und einen Startergenerator, sowie eine Schaltzugmitteleinheit nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung umfasst, wobei die Abtriebswelle zur Drehmomentübertragung mittels der Schaltzugmitteleinheit mit umschaltbarer Freilaufrichtung mit einer Starterwelle des Startergenerators verbindbar ist.According to a further aspect of the invention, a drive train with a hybrid drive is proposed which comprises a (main) drive unit with an output shaft and a starter generator, as well as a gear unit according to an embodiment according to the above description, the output shaft for torque transmission by means of the gear unit with switchable Freewheel direction can be connected to a starter shaft of the starter generator.
Der Antriebsstrang ist dazu eingerichtet, ein von dem Antriebsaggregat, zum Beispiel einer Verbrennungskraftmaschine, bereitgestelltes und über ihre Abtriebswelle abgegebenes Drehmoment für zumindest einen Verbraucher zu übertragen. Ein beispielhafter Verbraucher ist zumindest ein Antriebsrad eines Kraftfahrzeugs, eine Klimaanlage und der Startergenerator zum Bereitstellen von elektrischer Energie. Umgekehrt ist auch eine Aufnahme einer von zum Beispiel einem Antriebsrad eingebrachten Trägheitsenergie beim Bremsen des Kraftfahrzeugs, also eine Rekuperation, umsetzbar.The drive train is set up to generate a torque provided by the drive unit, for example an internal combustion engine, and output via its output shaft to transfer at least one consumer. An exemplary consumer is at least one drive wheel of a motor vehicle, an air conditioning system and the starter generator for providing electrical energy. Conversely, it is also possible to absorb inertial energy introduced by, for example, a drive wheel when braking the motor vehicle, that is to say recuperation.
Die hier beschriebene Schaltzugmitteleinheit ist als zentrales Bauteil in einem Antriebsstrang mit einem Mild-Hybrid oder auch in einen Voll-Hybrid einsetzbar. Während bei einem Mikro-Hybrid der Startergenerator allein zur Rekuperation und zum Komfort-Anlassen eingerichtet ist, wird bei einem Mild-Hybrid zusätzlich ein E-Boosten, eine Anfahrhilfe und eine Lastpunktanhebung möglich sein. Bei einem Voll-Hybrid ist auch ein voll elektrisches Fahren möglich.The shift cable unit described here can be used as a central component in a drive train with a mild hybrid or also in a full hybrid. While in a micro-hybrid the starter generator is set up solely for recuperation and comfort starting, in a mild hybrid, e-boosting, starting assistance and a load point increase will also be possible. With a full hybrid, fully electric driving is also possible.
Die hier vorgeschlagene Schaltzugmitteleinheit weist eine geringe mit der Abtriebswelle des Antriebsaggregats stets mitrotierende Masse auf. Somit weist die Abtriebswelle beim Anlassen des Antriebsaggregats ein geringes Massenträgheitsmoment auf und unter Umständen kann auf einen bisher obligatorischen Torsionsschwingungsdämpfer verzichtet werden.The shifting cable means unit proposed here has a low mass that always rotates with the output shaft of the drive unit. Thus, when the drive unit is started, the output shaft has a low mass moment of inertia and, under certain circumstances, a torsional vibration damper, which was previously mandatory, can be dispensed with.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, aufweisend zumindest ein Antriebsrad, welches mittels eines Antriebsstrangs nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung antreibbar ist.According to a further aspect, the invention relates to a motor vehicle having at least one drive wheel which can be driven by means of a drive train according to an embodiment according to the description above.
Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heutzutage einen Frontantrieb auf und ordnen daher bevorzugt das Antriebsaggregat, beispielsweise eine
Verbrennungskraftmaschine oder einer elektrischen Antriebsmaschine, vor der Fahrerkabine und quer zur Hauptfahrrichtung an. Der Bauraum ist gerade bei einer solchen Anordnung besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, Komponenten kleiner Baugröße zu verwenden.Most motor vehicles nowadays have a front-wheel drive and therefore preferably arrange the drive unit, for example one
Internal combustion engine or an electric drive machine, in front of the driver's cab and across the main direction of travel. The installation space is particularly small with such an arrangement and it is therefore particularly advantageous to use small-sized components.
Verschärft wird diese Problematik bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Funktionseinheiten in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Aber auch bei Nutzfahrzeugen ist aufgrund der Zunahme an erwünschten Komponenten und einer zunehmenden Größe des Akkumulators zum Bereithalten des gesteigerten elektrischen Energiebedarfs die Bauraumverhältnisse beengt. Der oben beschriebene Antriebsstrang weist eine Schaltzugmitteleinheit mit geringem Massenträgheitsmoment an der Abtriebswelle auf, wobei zugleich eine besonders geringe Baugröße erzielt wird.This problem is exacerbated in the case of passenger cars in the small car class according to the European classification. The functional units used in a passenger car of the small car class are not significantly reduced in size compared to passenger cars of larger car classes. Nevertheless, the space available for small cars is much smaller. But even in commercial vehicles, the installation space is limited due to the increase in desired components and an increasing size of the accumulator for keeping the increased electrical energy demand ready. The drive train described above has a gear shift unit with a low mass moment of inertia on the output shaft, with a particularly small size being achieved at the same time.
Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo Mito, Volkswagen Polo, Ford Fiesta oder Renault Clio.Passenger cars are assigned to a vehicle class according to, for example, size, price, weight and performance, this definition being subject to constant change according to the needs of the market. In the US market, vehicles in the subcompact car class are assigned to the subcompact car class according to the European classification, and in the British market they correspond to the supermini class or the city car class. Examples of the small car class are a Volkswagen up! or a Renault Twingo. Examples of the small car class are an Alfa Romeo Mito, Volkswagen Polo, Ford Fiesta or Renault Clio.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
-
1 : eine konventionelle Schaltzugmitteleinheit im Schnitt; -
2 : eine Schaltzugmitteleinheit mit Torsionsschwingungsdämpfer im Schnitt; -
3 : eine Schaltzugmitteleinheit ohne Torsionsschwingungsdämpfer im Schnitt; und -
4 : ein Antriebsstrang mit Hybridantrieb in einem Kraftfahrzeug.
-
1 : a conventional shift cable center unit in section; -
2 : a shift cable center unit with torsional vibration damper in section; -
3 : a shift cable center unit without torsional vibration damper in section; and -
4th : a hybrid drive train in a motor vehicle.
Die hier dargestellten Komponenten sind zur Rotationsachse
Das Mitnehmerblech
Der Schwingungsentkoppler
Die Zugmittelscheibe
In
Über den elastischen Energiespeicher
Zentral bei der Rotationsachse
Hierbei ist zu erkennen, dass die mitrotierende Masse
In
In
Mittels der hier vorgeschlagenen Schaltzugmitteleinheit wird die mit einer Abtriebswelle stets mitrotierende Masse erheblich reduziert. Unter Umständen kann auf einen Torsionsschwingungsdämpfer verzichtet werden.By means of the shift cable means unit proposed here, the mass that always rotates with an output shaft is considerably reduced. Under certain circumstances, a torsional vibration damper can be dispensed with.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- SchaltzugmitteleinheitShift cable unit
- 22
- RotationsachseAxis of rotation
- 33
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 44th
- ZugmittelscheibeTraction washer
- 55
- ZugmittelTraction means
- 66th
- WellenanschlussShaft connection
- 77th
- AbtriebswelleOutput shaft
- 88th
- SchwingungsentkopplerVibration decoupler
- 99
- FreilaufFreewheel
- 1010
- Flanschflange
- 1111
- Deckelcover
- 1212th
- EnergiespeicherEnergy storage
- 1313th
- Nabehub
- 1414th
- FlanschelementFlange element
- 1515th
- FreilaufelementFreewheel element
- 1616
- TorsionsschwingungsdämpferTorsional vibration damper
- 1717th
- VerzahnungInterlocking
- 1818th
- ZentrallagerCentral warehouse
- 1919th
- SchaltelementSwitching element
- 2020th
- SpuleKitchen sink
- 2121st
- AntriebsstrangPowertrain
- 2222nd
- HybridantriebHybrid drive
- 2323
- StartergeneratorStarter generator
- 2424
- StarterwelleStarter shaft
- 2525th
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 2626th
- AntriebsaggregatDrive unit
- 2727
- Verbraucherconsumer
- 2828
- linkes Antriebsradleft drive wheel
- 2929
- rechtes Antriebsradright drive wheel
- 3030th
- FahrerkabineDriver's cab
- 3131
- LängsachseLongitudinal axis
- 3232
- MotorachseMotor axis
- 3333
- konventionelle Schaltzugmitteleinheitconventional shift cable unit
- 3434
- mitrotierende Masseco-rotating mass
- 3535
- TorsionsschwingermasseTorsional oscillating mass
- 3636
- GummispurRubber track
- 3737
- MitnehmerblechCarrier plate
- 3838
- SchaltankerSwitch armature
- 3939
- FlanschzentrierungFlange centering
- 4040
- ReibeinrichtungFriction device
- 4141
- KraftübertragungsverlaufPower transmission curve
- 4242
- konventioneller Flanschconventional flange
- 4343
- konventioneller Deckelconventional lid
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |