DE102017129620A1

DE102017129620A1 - Shaft assembly and motor vehicle transmission

Info

Publication number: DE102017129620A1
Application number: DE102017129620.4A
Authority: DE
Inventors: Gerald Ahrens; René Treichel; Joachim Decker; Matthias Volk
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2019-06-27

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Welle (10) mit einer ersten Außensteckverzahnung (161) und einer eine zweite Außensteckverzahnung (162) aufweisenden Wellenverlängerung (12), die um die Wellenachse drehbeweglich an der Welle (10) gelagert ist, sodass die beiden Außensteckverzahnungen (161, 162) miteinander in Flucht bringbar sind,wobei die beiden Außensteckverzahnungen über ein mit einer Kraftquelle verbundenes, mechanisches Kraftübertragungselement miteinander gekoppelt und in Umfangsrichtung entgegengesetzt kraftbeaufschlagbar sind,Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kraftquelle als ein im Inneren der Welle angeordneter Hydraulikzylinder (18) und das Kraftübertragungselement als ein in dem Hydraulikzylinder (18) geführter Hydraulikkolben (24) ausgebildet ist.The invention relates to a shaft (10) having a first outer plug toothing (161) and a second outer plug toothing (162) having shaft extension (12) which is mounted rotatably on the shaft (10) about the shaft axis, so that the two outer splines ( 161, 162) can be brought into alignment with each other, wherein the two external splines are coupled to each other via a mechanical power transmission element connected to a power source and opposite kraftbeaufschlagbar circumferentially, The invention is characterized in that the power source as a arranged inside the shaft hydraulic cylinder (18) and the force transmission element as a in the hydraulic cylinder (18) guided hydraulic piston (24) is formed.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellenanordnung, umfassend eine Welle mit einer ersten Außensteckverzahnung und eine Wellenverlängerung mit einer zweiten Außensteckverzahnung, die um die Wellenachse drehbeweglich an der Welle gelagert ist, sodass die beiden Außensteckverzahnungen miteinander in Flucht bringbar sind,
wobei die beiden Außensteckverzahnungen über ein mit einer Kraftquelle verbundenes, mechanisches Kraftübertragungselement miteinander gekoppelt und in Umfangsrichtung entgegengesetzt kraftbeaufschlagbar sind.The invention relates to a shaft assembly, comprising a shaft with a first outer spline and a shaft extension with a second outer spline which is rotatably mounted on the shaft about the shaft axis, so that the two outer splines can be brought into alignment with each other,
wherein the two external splines are coupled together via a connected to a power source, mechanical power transmission element and opposite in the circumferential direction kraftbeaufschlagbar.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Kraftfahrzeuggetriebe, umfassend eine Getriebeeingangswelle, die mittels einer über eine Kupplungshydraulik betätigbaren Hauptkupplung schaltbar mit abtriebseitig nachfolgenden Getriebeelementen gekoppelt ist, wobei wenigstens ein Druckleitungsabschnitt der Kupplungshydraulik, welcher im eingekuppelten Zustand der Hauptkupplung druckbeaufschlagt ist, innerhalb der Getriebeeingangswelle angeordnet ist.The invention further relates to a motor vehicle transmission, comprising a transmission input shaft, which is coupled by means of a clutch operated via a main clutch switchable with output side subsequent transmission elements, wherein at least one pressure line section of the clutch hydraulic, which is pressurized in the engaged state of the main clutch is disposed within the transmission input shaft ,

Kraftfahrzeuggetriebe, deren Getriebeeingangswelle als eine Wellenanordnung der vorgenannten Art ausgebildet sind, sind bekannt aus der WO 2007/000131 A2 .Motor vehicle transmission, the transmission input shaft are formed as a shaft assembly of the aforementioned type, are known from the WO 2007/000131 A2 ,

Zur Vermeidung von Schwingungen im Antriebsstrang erfolgt bei Kraftfahrzeugen die Verbindung zwischen dem Verbrennungsmotor, insbesondere dessen Kurbelwelle, und dem Getriebe, insbesondere dessen Getriebeeingangswelle, über ein sogenanntes Zwei-Massen-Schwungrad (ZMS). Typischerweise hat das Zwei-Massen-Schwungrad eine zentrale Innensteckverzahnung, die auf eine korrespondierende Außensteckverzahnung am eingangsseitigen Ende der Getriebeeingangswelle aufgesteckt ist. Für die Montage ist ein gewisses Zahnspiel zwischen Innen- und Außensteckverzahnung erforderlich. Dieses kann jedoch bei Betrieb zu Vibrationen mit unerwünschten, akustisch nachteiligen Folgen (Klappern) führen. Zur Abhilfe ist es bekannt, Innen- und Außenverzahnung gegeneinander in Umfangsrichtung zu verspannen.In order to avoid vibrations in the drive train in motor vehicles, the connection between the internal combustion engine, in particular its crankshaft, and the transmission, in particular its transmission input shaft, via a so-called two-mass flywheel (ZMS). Typically, the two-mass flywheel has a central internal spline, which is plugged onto a corresponding external spline at the input end of the transmission input shaft. For the assembly a certain backlash between internal and external splines is required. However, this can lead to vibrations during operation with undesirable, acoustically disadvantageous consequences (rattling). As a remedy, it is known to clamp inner and outer teeth against each other in the circumferential direction.

Die oben genannte, gattungsbildende Druckschrift offenbart eine axiale Zweiteiligkeit der Innensteckverzahnung, wobei jeder Axialabschnitt einem Blech des Zwei-Massen-Schwungrades zugeordnet ist. Diese ZMS-Bleche sind mittels Bogenfedern in Umfangsrichtung gegeneinander vorgespannt. Sie bilden daher (mit ihrem Federkörper) sowohl die eingangs genannte Kraftquelle als auch zugleich (mit ihren mechanischen Ankopplungen an die Bleche) das eingangs genannte, mechanische Kraftübertragungselement. Die beiden Axialabschnitte der Innensteckverzahnung sind daher in Umfangsrichtung gegeneinander kraftbeaufschlagt. Zur Montage werden die Bleche entgegen der Federkraft der Bogenfeder so weit gegeneinander verdreht, dass die Axialabschnitte der Innensteckverzahnung miteinander fluchten, sodass das Zwei-Massen-Schwungrad auf die Getriebeeingangswelle aufgeschoben werden kann. Loslassen der Verdrehung führt dann zu einer von der Kraft der Bogenfedern getriebenen Verspannung der beiden Axialabschnitte gegen die ihnen zugeordneten Bereiche der Außensteckverzahnung - und zwar in entgegengesetzten Richtungen. Es resultiert insgesamt eine Verspannung zwischen der Innen- und der Außensteckverzahnung. Nachteilig hierbei ist, dass die Montage nur in kraftbeaufschlagtem Zustand möglich ist.The above-mentioned, generic document discloses an axial bipartite of the internal spline, wherein each axial portion is associated with a sheet of the two-mass flywheel. This ZMS sheets are biased by means of bow springs in the circumferential direction against each other. They therefore form (with their spring body) both the power source mentioned at the beginning and at the same time (with their mechanical couplings to the sheets) the mechanical force transmission element mentioned at the beginning. The two axial sections of the inner spline are therefore subjected to force in the circumferential direction against each other. For assembly, the sheets are against the spring force of the bow spring so far turned against each other, that the axial sections of the internal splines aligned with each other, so that the two-mass flywheel can be pushed onto the transmission input shaft. Release the rotation then leads to a force driven by the force of the bow springs tension of the two axial sections against their associated areas of the external splines - in opposite directions. It results in a total tension between the inner and outer spline. The disadvantage here is that the assembly is possible only in kraftbeaufschlagtem state.

Die genannte Druckschrift offenbart zusätzlich die Möglichkeit, zwei gegeneinander drehbewegliche und federkraftbeaufschlagte Axialabschnitte der Außensteckverzahnung vorzusehen. Dies bedeutet, dass die Getriebeeingangswelle eine erste Außensteckverzahnung (erster Axialabschnitt) aufweist und mit einer drehbeweglich gelagerten Wellenverlängerung verbunden ist, die eine zweite Außensteckverzahnung (zweiter Axialabschnitt) aufweist. Beide sind mittels Federkraft gegeneinander vorgespannt, wobei die Feder in nicht näher erläuterter Weise innerhalb der Getriebeeingangswelle oder der Wellenverlängerung angeordnet sein muss. Nachteilig bei diesem Stand der Technik ist die weitgehende Unmöglichkeit seiner praktischen Realisierung. Der innerhalb der Getriebeeingangswelle zur Verfügung stehende Bauraum reicht typischerweise zur Anordnung von Federn, die eine hinreichende Vorspannkraft, typischerweise 40-80 Nm, aufbringen, nicht aus. Zudem wären Konstruktion und Montage eines derart filigranen Mechanismus höchst aufwendig und daher teuer.The cited document additionally discloses the possibility of providing two mutually rotatable and spring-loaded axial sections of the outer spline. This means that the transmission input shaft has a first external spline (first axial portion) and is connected to a rotatably mounted shaft extension having a second external spline (second axial portion). Both are biased against each other by spring force, wherein the spring must be arranged in unspecified manner explained within the transmission input shaft or the shaft extension. A disadvantage of this prior art is the vast impossibility of its practical realization. The space available within the transmission input shaft is typically insufficient to provide springs that provide sufficient preload force, typically 40-80 Nm. In addition, construction and assembly of such a delicate mechanism would be very expensive and therefore expensive.

Das oben erläuterte Verspannungsprinzip gemäß Stand der Technik ist grundsätzlich unabhängig von der speziellen Getriebeart einsetzbar. Die vorliegende Erfindung zielt jedoch, wie weiter unten noch näher erläutert werden soll, in besonderem Maße auf Hybridgetriebe ab, die neben einer verbrennungsmotorischen auch eine elektromotorische Antriebskomponente aufweisen. Bei derartigen Getrieben ist es üblich, einen Mechanismus vorzusehen, mittels dessen die Verbrennungskraftmaschine vom nachfolgenden Antriebsstrang abgekoppelt werden kann. Dies erfolgt typischerweise durch eine Hauptkupplung, mittels derer die Getriebeeingangswelle von abtriebseitig nachfolgenden Getriebeelementen abgekoppelt werden kann. Solche Hauptkupplungen werden regelmäßig als Normally-Open-Kupplungen ausgebildet, d. h. sie sind in unbetätigtem Zustand geöffnet und müssen zur Ankopplung kraftbeaufschlagt werden. Diese Kraftbeaufschlagung erfolgt üblicherweise mittels einer Kupplungshydraulik, deren Druckleitungen zumindest abschnittsweise innerhalb der Getriebeeingangswelle angeordnet sind.The above-explained stress principle according to the prior art is basically independent of the specific type of transmission used. However, the present invention aims, as will be explained in more detail below, in particular to hybrid transmission, which in addition to an internal combustion engine also have an electric motor drive component. In such transmissions, it is customary to provide a mechanism by means of which the internal combustion engine can be decoupled from the subsequent drive train. This is typically done by a main clutch, by means of which the transmission input shaft can be decoupled from the output side downstream transmission elements. Such main clutches are regularly designed as normal-open clutches, ie they are open in the unactuated state and must be subjected to force for coupling. This application of force is usually carried out by means of a coupling hydraulics, the pressure lines are arranged at least partially within the transmission input shaft.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Welle und ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeuggetriebe derart weiterzubilden, dass eine mit geringem Montageaufwand praktisch realisierbare Verspannbarkeit zwischen der Außensteckverzahnung und einer Innensteckverzahnung insbesondere eines Zwei-Massen-Schwungrades resultiert.It is the object of the present invention to develop a generic shaft and a generic motor vehicle transmission such that a practically feasible with low installation costs bracing between the external spline and an internal spline, in particular a two-mass flywheel results.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Kraftquelle als ein im Inneren der Welle angeordneter Hydraulikzylinder und das Kraftübertragungselement als ein in dem Hydraulikzylinder geführter Hydraulikkolben ausgebildet ist.This object is achieved in connection with the features of the preamble of claim 1, characterized in that the power source is designed as a arranged in the interior of the shaft hydraulic cylinder and the force transmission element as a guided in the hydraulic cylinder hydraulic piston.

Die Aufgabe wird weiter in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 10 dadurch gelöst, dass die Getriebeeingangswelle als eine derartige Wellenanordnung ausgebildet und der Hydraulikzylinder mit dem Druckleitungsabschnitt verbunden ist.The object is further achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 10, characterized in that the transmission input shaft is formed as such a shaft assembly and the hydraulic cylinder is connected to the pressure line section.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung liegt im Austausch der Kraftquelle und des Kraftübertragungselementes. Statt eines filigranen und nur geringe Kräfte aufbringenden Federmechanismus wird eine kleinräumig realisierbare Hydraulik eingesetzt. Die Anordnung von Hydraulikelementen innerhalb einer Welle ist für den Fachmann grundsätzlich leicht zu realisieren. Insbesondere beim Einsatz der Erfindung im Kontext eines Hybridgetriebes mit Hauptkupplung ist im Inneren der Getriebeeingangswelle ohnehin eine als Druckquelle nutzbare Hydraulikleitung vorhanden, die zur Realisierung der Erfindung lediglich angezapft werden muss. Dies erfolgt insbesondere dadurch, dass der erfindungsgemäße Hydraulikzylinder, bei dem es sich um eine schlichte Axialbohrung in der Getriebeeingangswelle handeln kann, über einen Ölkanal mit dem bereits vorhandenen Druckleitungsabschnitt verbunden wird. Der Betätigungsdruck der Hauptkupplung wirkt dann zugleich als Betätigungsdruck für die erfindungsgemäße Verspannung. Der durch den Betätigungsdruck kraftbeaufschlagte Hydraulikkolben dient als Kraftübertragungselement zwischen der Welle (und damit der ersten Außensteckverzahnung) und der Wellenverlängerung (und damit der zweiten Außensteckverzahnung). Die Kopplung hat dabei so zu erfolgen, dass eine Umlenkung der Kolbenaxialbewegung in eine Drehbewegung bewirkt wird. Hierzu gibt es mehrere, weiter unten noch ausführlicher darzustellende Varianten.The essence of the present invention lies in the replacement of the power source and the power transmission element. Instead of a filigree and only small forces applying spring mechanism a small-scale realizable hydraulics is used. The arrangement of hydraulic elements within a shaft is basically easy to realize for a person skilled in the art. In particular, when using the invention in the context of a hybrid transmission with main clutch a usable as a pressure source hydraulic line is anyway present inside the transmission input shaft, which only has to be tapped to implement the invention. This is done in particular in that the hydraulic cylinder according to the invention, which may be a simple axial bore in the transmission input shaft, is connected via an oil passage with the already existing pressure line section. The actuation pressure of the main clutch then acts at the same time as actuation pressure for the tension according to the invention. The kraftbeaufschlagte by the actuating pressure hydraulic piston serves as a power transmission element between the shaft (and thus the first outer spline) and the shaft extension (and thus the second external spline). The coupling has to be done so that a deflection of the piston axial movement is effected in a rotary motion. There are several variants to be described in more detail below.

Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Montage eines mit einer Innensteckverzahnung versehenen Elementes auf der Welle, beispielsweise eines Zwei-Massen-Schwungrades auf der Getriebeeingangswelle, weitgehend kraftfrei erfolgen kann und dass dennoch bei Betrieb eine jegliches störende Klappern verhindernde Verspannung erzielt wird.A particular advantage of the present invention is that the assembly of a provided with an internal spline element on the shaft, for example, a two-mass flywheel on the transmission input shaft can be largely free of force and yet that any disturbing rattling preventing distortion is achieved during operation ,

Während der Montage, d.h. insbesondere während des Aufschiebens oder Abziehens des Zwei-Massen-Schwungrades von der Getriebeeingangswelle, ist das Hydrauliksystem regelmäßig abgeschaltet. Das bedeutet, dass der als Druckquelle für den Hydraulikzylinder dienende Druckleitungsabschnitt im Inneren der Getriebeeingangswelle drucklos ist. Dadurch kann der Hydraulikkolben quasi kräftefrei verschoben werden. Insbesondere können die beiden Außensteckverzahnungen quasi kräftefrei miteinander fluchtend ausgerichtet werden. Dies kann ohne Weiteres mit Handkraft erfolgen. Auch bedarf es keiner Kraft, um diese fluchtende Ausrichtung bei weiteren Montageschritten aufrechtzuerhalten. Diese können daher auf besonders einfache Weise durchgeführt werden. Erst im Betrieb des Kraftfahrzeugs wird das Hydrauliksystem druckbeaufschlagt. Für den der Hauptkupplung zugeordneten Druckleitungsabschnitt gilt dies insbesondere dann, wenn die Hauptkupplung zur Ankopplung der Verbrennungskraftmaschine an das Getriebe eingekuppelt wird. In diesem Zustand werden aufgrund der erfindungsgemäßen Verspannung von Innen- und Außensteckverzahnung zahnspielbedingte Klappergeräusche vermieden. Im ausgekuppelten Zustand ist der Druckleitungsabschnitt und daher der Hydraulikzylinder hingegen drucklos; Innen- und Außensteckverzahnung sind in diesem Zustand nicht gegeneinander verspannt. Bei einer Rotation der Getriebeeingangswelle könnte es daher zu zahnspielbedingten Klappergeräuschen kommen. Allerdings erfolgt eine derartige Auskupplung bei üblichen Getriebesteuerungen von Hybridfahrzeugen nur dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine abgeschaltet wird bzw. abgeschaltet ist. Die Intervalle unverspannter Steckverzahnung decken sich somit im Wesentlichen mit den Intervallen abgeschalteter Verbrennungskraftmaschine, während derer aufgrund fehlender Rotation der Getriebeeingangswelle ohnehin keine zahnspielbedingten Klappergeräusche zu befürchten sind.During assembly, i. In particular, during the postponement or removal of the two-mass flywheel from the transmission input shaft, the hydraulic system is switched off regularly. This means that the serving as a pressure source for the hydraulic cylinder pressure line section is depressurized inside the transmission input shaft. As a result, the hydraulic piston can be moved virtually free of forces. In particular, the two external splines can be aligned with each other virtually force-free. This can be done easily by hand. Also, no force is needed to maintain this alignment in further assembly steps. These can therefore be carried out in a particularly simple manner. Only during operation of the motor vehicle, the hydraulic system is pressurized. For the pressure line section associated with the main clutch, this applies in particular when the main clutch is coupled to the transmission for coupling the internal combustion engine. In this state, tooth play related rattling noises are avoided due to the inventive tension of internal and external splines. In the disengaged state, however, the pressure line section and therefore the hydraulic cylinder is depressurized; Internal and external splines are not braced against each other in this condition. With a rotation of the transmission input shaft, it could therefore come to zahnspielbedingten rattling noises. However, such a disengagement occurs in conventional transmission controls of hybrid vehicles only when the internal combustion engine is turned off or is turned off. The intervals of unrestrained spline thus substantially coincide with the intervals of shut down internal combustion engine, during which, due to lack of rotation of the transmission input shaft anyway no tooth play caused rattling noises are to be feared.

Einer besonderen Beachtung bedarf derjenige Zustand, in dem das aufgrund der Trägheit des Zwei-Massen-Schwungrades auf die Steckverzahnung wirkende Drehmoment das erfindungsgemäß aufgebrachte Verspannungsmoment übersteigt. In diesem Zustand stellt sich erneut ein Zahnspiel ein, welches zu Klappergeräuschen führen kann. Dieser Zustand tritt allerdings ausschließlich bei hohen Drehzahlen auf, d.h. in Situationen, in denen ohnehin eine vergleichsweise hohe Lärmbelastung der Fahrzeuginsassen herrscht. In solchen Situationen werden die Klappergeräusche nicht mehr wahrgenommen, sodass auch die sie verhindernde Verspannung der Steckverzahnung überflüssig wird.Particular attention needs that state in which the torque acting on the spline due to the inertia of the two-mass flywheel exceeds the present invention applied stress moment. In this state, a backlash sets in, which can lead to rattling noises. However, this condition occurs only at high speeds, ie in situations where anyway a comparatively high noise pollution of the vehicle occupants prevails. In such situations, the rattling noises are no longer perceived, so that the distortion of the splines preventing them is unnecessary.

Günstigerweise greift die Wellenverlängerung koaxial in die hohlausgebildete Welle ein. Insbesondere ist die Wellenverlängerung bevorzugt axialgelagert, sodass die Welle und die Wellenverlängerung in axialer Richtung relativ zueinander festgelegt sind. Lediglich eine relative Drehbewegung muss möglich bleiben. Die Wellenverlängerung ist somit vom Innern der Welle her zugänglich, was für die kraftübertragende Kopplung mittels des Hydraulikkolbens günstig ist. Der Begriff des Hydraulikkolbens ist hierbei weit zu verstehen und umfasst nicht nur dessen hydraulisch aktiven Kolbenkörper, sondern auch gegebenenfalls vorhandene Verlängerungselemente, wie beispielsweise eine Kolbenstange.Conveniently, the shaft extension engages coaxially with the hollow formed shaft. In particular, the shaft extension is preferably axially mounted, so that the shaft and the shaft extension are fixed in the axial direction relative to each other. Only a relative rotational movement must remain possible. The shaft extension is thus accessible from the inside of the shaft, which is favorable for the force-transmitting coupling by means of the hydraulic piston. The term of the hydraulic piston is to be understood in this case and includes not only its hydraulically active piston body, but also optionally existing extension elements, such as a piston rod.

Zur Umlenkung der primär erzeugten Axialbewegung des Hydraulikkolbens in die für die Verspannung notwendige Drehbewegung der Wellenverlängerung sind mehrere Varianten möglich. Bei einer besonders bevorzugten Variante ist vorgesehen, dass der Hydraulikkolben auf einer helikalen Bahn geführt ist. Der Hydraulikkolben selbst führt also sowohl eine axiale als auch eine Drehbewegung durch; letztere hat dann durch geeignete Kopplung auf die Wellenverlängerung übertragen zu werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Hydraulikkolben über ein axial ausgerichtetes Rillenkugellager mit der Wellenverlängerung gekoppelt ist. Das Rillenkugellager stützt Kräfte in Umfangsrichtung ab, überträgt jedoch keine Axialkräfte.For deflecting the primarily generated axial movement of the hydraulic piston in the necessary for the tensioning rotational movement of the shaft extension several variants are possible. In a particularly preferred variant it is provided that the hydraulic piston is guided on a helical path. The hydraulic piston itself thus performs both an axial and a rotational movement; the latter then has to be transmitted by appropriate coupling to the shaft extension. This can for example take place in that the hydraulic piston is coupled via an axially aligned deep groove ball bearing with the shaft extension. The deep groove ball bearing supports forces in the circumferential direction, but does not transmit axial forces.

Zur Realisierung der genannten Helikalführung des Hydraulikkolbens ist bevorzugt vorgesehen, dass der Hydraulikkolben in seiner Mantelfläche eine helikale Nut aufweist, in die ein wellenfester, radial gerichteter Führungsbolzen eingreift. Hierdurch wird eine teilweise Umlenkung der primären Axialbewegung in eine Rotationsbewegung des Hydraulikkolbens erreicht. Aus Symmetriegründen können mehrere derartige Nuten und Führungsbolzen über den Umfang verteilt angeordnet sein. Besonders bevorzugt sind zwei einander diametral gegenüber liegenden Helikalnuten vorgesehen, die in radialer Richtung miteinander verbunden sind, sodass sie gemeinsam einen den Hydraulikkolben diametral durchsetzenden Helikalschlitz bilden. Dieser kann dann von einem durchgehenden Führungsbolzen, der an seinen beiden Enden in der Wand des Hydraulikzylinders fixiert ist, durchsetzt sein. Gegenüber Varianten mit mehreren, jeweils nur einseitig fixierten Führungsbolzen hat diese Ausführungsform den Vorteil leichterer Montierbarkeit und größerer Stabilität.For realizing said helical guidance of the hydraulic piston, it is preferably provided that the hydraulic piston has in its lateral surface a helical groove into which a shaft-fixed, radially directed guide pin engages. As a result, a partial deflection of the primary axial movement is achieved in a rotational movement of the hydraulic piston. For symmetry reasons, a plurality of such grooves and guide pins can be arranged distributed over the circumference. Particularly preferred are two diametrically opposite helical grooves are provided, which are interconnected in the radial direction, so that they together form a hydraulic piston diametrically penetrating helical slot. This can then be penetrated by a continuous guide pin which is fixed at its two ends in the wall of the hydraulic cylinder. Compared to variants with a plurality of guide pins fixed only on one side, this embodiment has the advantage of easier mounting and greater stability.

Alternativ zur Helikalführung des Hydraulikkolbens ist es auch möglich, den Hydraulikkolben auf einer axialen Bahn zu führen. Die erwünschte Drehbewegung der Wellenverlängerung wird dann dadurch erreicht, dass der Hydraulikkolben über ein helikal verlaufendes Rillenkugellager mit der Wellenverlängerung gekoppelt ist.As an alternative to the helical guidance of the hydraulic piston, it is also possible to guide the hydraulic piston on an axial path. The desired rotational movement of the shaft extension is then achieved in that the hydraulic piston is coupled via a helically extending deep groove ball bearing with the shaft extension.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following specific description and the drawings.

Es zeigen:

1: eine vereinfachte Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Welle,
2: eine teilweise geschnittene 3D-Darstellung einer erfindungsgemäßen Welle in Fluchtstellung sowie
3: eine teilweise geschnittene 3D-Darstellung einer erfindungsgemäßen Welle in Verspannstellung.

Show it:

1 : a simplified sectional view of a shaft according to the invention,
2 a partially sectioned 3D representation of a shaft according to the invention in the escape position and
3 a partially sectioned 3D representation of a shaft according to the invention in Verspannstellung.

Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche oder analoge Elemente hin.Like reference numerals in the figures indicate like or analogous elements.

Die 1 bis 3 zeigen in unterschiedlicher Darstellung den wesentlichen Bereich einer erfindungsgemäßen Welle 10, die insbesondere als Getriebeeingangswelle eines Getriebes für ein Hybrid-Kraftfahrzeug ausgebildet sein kann. Die 1 bis 3 sollen nachfolgend im Wesentlichen gemeinsam diskutiert werden.The 1 to 3 show in different representation the essential area of a shaft according to the invention 10 , which may be designed in particular as a transmission input shaft of a transmission for a hybrid motor vehicle. The 1 to 3 will be discussed essentially in the following.

Die im erfindungsrelevanten Bereich als Hohlwelle ausgebildete Welle 10 trägt endständig, d. h. links in den 1 bis 3, eine Wellenverlängerung 12. Diese ragt mit einem hohlzylindrischen Abschnitt in die Welle 10 hinein und ist dabei in nicht näher dargestellter Weise einerseits rotationsbeweglich, andererseits jedoch axial mit definiertem Spiel gelagert, beispielsweise mittels eines Nut/Schnappring-Mechanismus. Im axialen Grenzbereich zwischen der Welle 10 und der Wellenverlängerung 12 ist - nur in 1 dargestellt - ein beide Wellenelemente überlappendes Zwei-Massen-Schwungrad 14 aufgeschoben. Die Verbindung zwischen dem Zwei-Massen-Schwungrad 14 und den Wellenelementen 11, 12 ist mittels einer Steckverzahnung 16 realisiert. Hierzu weist die Welle 10 eine erste Außensteckverzahnung 161 und die Wellenverlängerung 12 eine zweite Außensteckverzahnung 162 auf. Beide haben im Wesentlichen die gleiche Struktur und können durch eine Relativdrehung von Welle 10 und Wellenverlängerung 12 fluchtend ausgerichtet werden. Die Nabe des Zwei-Massen-Schwungrades 14 trägt eine hierzu korrespondierende Innensteckverzahnung, die bei fluchtender Ausrichtung von erster und zweiter Außensteckverzahnung 161, 162 auf diese aufgeschoben werden kann.The trained in the invention relevant area as a hollow shaft shaft 10 carries terminal, ie left in the 1 to 3 , a wave extension 12 , This protrudes with a hollow cylindrical section in the shaft 10 in and is in a manner not shown on the one hand rotationally movable, on the other hand, however, mounted axially with a defined game, for example by means of a groove / snap ring mechanism. In the axial boundary between the shaft 10 and the wave extension 12 is - only in 1 shown - an overlapping two shaft elements two-mass flywheel 14 postponed. The connection between the two-mass flywheel 14 and the wave elements 11 . 12 is by means of a spline 16 realized. This is indicated by the wave 10 a first external spline 161 and the wave extension 12 a second external spline 162 on. Both have essentially the same structure and can by a relative rotation of shaft 10 and shaft extension 12 aligned in alignment. The hub of the two-mass flywheel 14 carries a corresponding internal spline, the aligned in alignment of first and second external splines 161 . 162 can be postponed to this.

Der hohle Innenraum der Welle 10 dient als Hydraulikzylinder 18. Er ist über einen Verbindungskanal 20 mit einem Druckleitungsabschnitt 22 einer nicht näher dargestellten hydraulischen Kupplungsanordnung verbunden. Eine Betätigung der Kupplung, insbesondere das Einkuppeln einer Hauptkupplung eines Hybrid-Getriebes, wird durch eine Druckbeaufschlagung des Druckleitungsabschnitts 22 bewirkt. Aufgrund der stets offenen Verbindung über den Verbindungskanal 20 führt dies zu einer simultanen Druckbeaufschlagung des Hydraulikzylinders 18. The hollow interior of the wave 10 serves as a hydraulic cylinder 18 , He is via a connection channel 20 with a pressure line section 22 connected to a non-illustrated hydraulic clutch assembly. An actuation of the clutch, in particular the engagement of a main clutch of a hybrid transmission, by pressurizing the pressure line section 22 causes. Due to the always open connection via the connection channel 20 this leads to a simultaneous pressurization of the hydraulic cylinder 18 ,

In dem Hydraulikzylinder 18 ist ein Hydraulikkolben 24 geführt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Hydraulikkolben 24 in einen Kolbenkörper 241, dessen Außendurchmesser in etwa dem Innendurchmesser des Hydraulikkolbens 18 entspricht, und eine Kolbenstange 242 geringeren Durchmessers unterteilt. Die Außenfläche des Kolbenkörpers 141 trägt, wie insbesondere in 3 erkennbar, helikale Nuten 243. Diese sind in radialer Richtung miteinander verbunden und bilden einen den Hydraulikkolben 24 diametral durchsetzenden Schlitz .In die helikalen Nuten 243 greift den Hydraulikkolben 24 diametral durchsetzender ein Führungsbolzen 26 ein, welcher an seinen beiden Enden an der Welle 10 fixiert ist, wie dies insbesondere in 1 erkennbar ist.In the hydraulic cylinder 18 is a hydraulic piston 24 guided. In the illustrated embodiment, the hydraulic piston 24 in a piston body 241 whose outer diameter is approximately the inner diameter of the hydraulic piston 18 corresponds, and a piston rod 242 divided into smaller diameter. The outer surface of the piston body 141 contributes, in particular in 3 recognizable, helical grooves 243 , These are connected to each other in the radial direction and form a hydraulic piston 24 diametrically intersecting slot. Into the helical grooves 243 grips the hydraulic piston 24 diametrically penetrating a guide pin 26 one, which at its two ends at the wave 10 is fixed, as this particular in 1 is recognizable.

Die Kolbenstange 242 ragt in den hohlen Bereich der Wellenverlängerung 12 hinein und trägt über den Umfang verteilte, jeweils axial ausgerichtete Rillenkugellager 28. Die Innenschalen dieser Rillenkugellager 28 sind an der Kolbenstange 242 fixiert; ihre Außenschalen sind an der Wellenverlängerung 12 fixiert. Eine axiale Bewegungskomponente des Hydraulikkolbens 24 wird also nicht auf die Wellenverlängerung 12 übertragen, sehr wohl aber eine Bewegungskomponente in Umfangsrichtung, d. h. eine Drehbewegung.The piston rod 242 juts into the hollow area of the shaft extension 12 into it and carries over the circumference distributed, each axially oriented deep groove ball bearings 28 , The inner shells of these deep groove ball bearings 28 are at the piston rod 242 fixed; their outer shells are at the shaft extension 12 fixed. An axial component of movement of the hydraulic piston 24 So not on the wave extension 12 transferred, but very well a component of motion in the circumferential direction, ie a rotational movement.

Bei Druckbeaufschlagung des Druckleitungsabschnitts 22, d. h. insbesondere bei Betätigung der Hauptkupplung des Hybrid-Getriebes, wirkt aufgrund der simultanen Druckbeaufschlagung des Hydraulikzylinders 18 eine Axialkraft auf den Hydraulikkolben 24. Durch die Wechselwirkung zwischen von den Helikalnuten 243 bgbildeten Helikalschlitz und dem Führungsbolzen 26 wird die resultierende Axialbewegung teilweise in eine Rotationsbewegung umgelenkt. Diese Rotationskomponente wird über die Rillenkugellager 28 auf die Wellenverlängerung 12 übertragen. Bei aufgeschobener Innensteckverzahnung 163, insbesondere bei aufgeschobenem Zwei-Massen-Schwungrad, wie in 1 gezeigt, ist eine solche Drehbewegung jedoch nur im Rahmen des Zahnspiels der Steckverzahnung 16 möglich. Allerdings führt die Kraftbeaufschlagung der beiden Außensteckverzahnungen 161, 162 in unterschiedlichen Richtungen zu einer Verspannung zwischen Innen- und Außensteckverzahnung, die so lange anhält, wie der Druckleitungsabschnitt unter Druck steht, d.h. insbesondere solange die Hauptkupplung eingekuppelt ist.When pressure is applied to the pressure line section 22 , ie in particular when operating the main clutch of the hybrid transmission, acts due to the simultaneous pressurization of the hydraulic cylinder 18 an axial force on the hydraulic piston 24 , Due to the interaction between the helical grooves 243 bg formed helical slot and the guide pin 26 the resulting axial movement is partially deflected into a rotational movement. This rotation component is via the deep groove ball bearings 28 on the shaft extension 12 transfer. With deferred internal splines 163 , especially with deferred two-mass flywheel, as in 1 shown, such a rotational movement, however, only in the context of the backlash of the spline 16 possible. However, the application of force to the two external splines 161 . 162 in different directions to a tension between the inner and outer splines, which lasts as long as the pressure line section is under pressure, ie in particular as long as the main clutch is engaged.

Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere sind Varianten denkbar, bei denen der Hydraulikkolben 24 eine rein axiale Bewegung durchführt und die Umlenkung in eine Drehbewegung im Bereich der (dann helikal ausgebildeten) Rillenkugellager 28 erfolgt. Auch andere dem Fachmann bekannte oder noch unbekannte Kopplungs- und Umlenkungsvarianten zwischen dem Hydraulikkoben 24 und der Wellenverlängerung 12 sind im Kontext der vorliegenden Erfindung einsetzbar.Of course, the embodiments discussed in the specific description and shown in the figures represent only illustrative embodiments of the present invention. In the light of the disclosure herein, those skilled in the art will be offered a wide range of possible variations. In particular, variants are conceivable in which the hydraulic piston 24 performs a purely axial movement and the deflection in a rotational movement in the region of (then helically formed) deep groove ball bearings 28 he follows. Also other known to those skilled or unknown coupling and deflection variants between the Hydraulikkoben 24 and the wave extension 12 are usable in the context of the present invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Wellewave
1212: Wellenverlängerungshaft extension
1414: Zwei-Massen-SchwungradTwo-mass flywheel
1616: Steckverzahnungsplines
161161: erste Innensteckverzahnungfirst internal spline
162162: zweite Innensteckverzahnungsecond internal spline
163163: AußensteckverzahnungExternal splines
1818: Hydraulikzylinderhydraulic cylinders
2020: Verbindungskanalconnecting channel
2222: DruckleitungsabschnittPressure line section
2424: Hydraulikkolbenhydraulic pistons
241241: Kolbenkörperpiston body
242242: Kolbenstangepiston rod
243243: HelikalnutHelikalnut
2626: Führungsbolzenguide pins
2828: RillenkugellagerDeep groove ball bearings

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2007/000131 A2 [0003]

Claims

Shaft assembly comprising a shaft (10) with a first outer spline (161) and a shaft extension (12) with a second outer spline (162) which is rotatably mounted on the shaft (10) about the shaft axis, so that the two outer splines (161, 162) are aligned with each other, wherein the two outer splines are coupled together via a force source connected to a mechanical power transmission element and kraftbeaufschlagbar circumferentially opposite, characterized in that the power source as a disposed inside the shaft hydraulic cylinder (18) and the force transmission element as a in the hydraulic cylinder (18) guided hydraulic piston (24) is formed.

Shaft arrangement after Claim 1 , characterized in that the shaft extension (12) coaxially engages in the partially hollow shaft (10).

Shaft arrangement after Claim 2 , characterized in that the hydraulic piston (24) is guided on a helical path.

Shaft arrangement after Claim 3 , characterized in that the hydraulic piston (24) in its lateral surface has a helical groove (243) into which a shaft-fixed, radially directed guide pin (26) engages.

Shaft arrangement after Claim 3 , characterized in that the hydraulic piston (24) has a helical slot passing through it diametrically, which in turn is penetrated by a guide pin (26) fixed to the shaft (10).

Shaft arrangement according to one of Claims 3 to 5 , characterized in that the hydraulic piston (24) via an axially aligned deep groove ball bearing (28) with the shaft extension (12) is coupled.

Shaft arrangement after Claim 2 , characterized in that the hydraulic piston is guided on an axial path.

Shaft arrangement after Claim 6 , characterized in that the hydraulic piston is coupled via a helically extending deep groove ball bearing with the shaft extension.

Shaft arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft (10) is connected to a transmission input shaft of a motor vehicle transmission and the hydraulic cylinder (24) with a arranged in the transmission input shaft pressure line section (22) of a hydraulically actuated transmission clutch.

Motor vehicle transmission comprising a transmission input shaft, which is coupled by means of a clutch actuated via a main clutch switchable with output side subsequent transmission elements, wherein at least one pressure line section (24) of the clutch hydraulic, which is pressurized in the engaged state of the main clutch is disposed within the transmission input shaft, characterized that the transmission input shaft as a shaft assembly according to one of Claims 1 to 7 formed and the hydraulic cylinder (24) is connected to the pressure line section (22).