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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Übertragungen für Kraftfahrzeuge. Sie betrifft insbesondere eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, die dazu bestimmt ist, im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordnet zu sein.
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Die Erfindung betrifft genauer eine Drehmomentübertragungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug vom Hybridtyp, bei dem eine elektrische Drehmaschine im Antriebsstrang angeordnet ist.
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Im Stand der Technik sind Kraftfahrzeuge vom Hybridtyp bekannt, umfassend eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, die zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordnet ist, eine elektrische Drehmaschine sowie eine Kupplung, die es ermöglicht, eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors mit einem Rotor der elektrischen Drehmaschine zu koppeln oder von diesem zu entkoppeln. So ist es möglich, den Verbrennungsmotor bei jedem Stopp des Fahrzeugs abzustellen und durch die elektrische Drehmaschine wieder zu starten. Die elektrische Drehmaschine kann auch eine elektrische Bremse darstellen oder dem Verbrennungsmotor einen Energieüberschuss liefern, um ihn zu unterstützen oder zu vermeiden, dass er abgewürgt wird. Wenn der Verbrennungsmotor in Betrieb ist, kann die elektrische Maschine die Rolle eines Wechselstromgenerators spielen. Die elektrische Drehmaschine kann auch den Antrieb des Fahrzeugs unabhängig vom Verbrennungsmotor gewährleisten.
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Eine solche elektrische Drehmaschine kann mit der Drehmomentübertragungsvorrichtung auf einer Linie sein, d.h. dass die Drehachse des Rotors der elektrischen Drehmaschine mit der Drehachse der Drehmomentübertragungsvorrichtung zusammenfällt. Als Variante kann die elektrische Drehmaschine zu der Drehmomentübertragungsvorrichtung verlagert sein, d.h. dass die Drehachse des Rotors der elektrischen Drehmaschine zur Drehachse der Drehmomentübertragungsvorrichtung versetzt ist.
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Bei den aktuellen Entwicklungen der Hybridfahrzeuge ist es notwendig, die elektrische Drehmaschine an der Drehmomentübertragungsvorrichtung einzubauen, ohne dass dies allerdings eine Auswirkung auf die axiale und radiale Kompaktheit der Drehmomentübertragungsvorrichtung hat.
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Ein weiteres Problem dieses Architekturtyps liegt in der fehlenden Modularität. Um nämlich die Aufgaben der Reduktion und Optimierung der mit der Herstellung der Teile verbundenen Kosten zu erfüllen, ist es wesentlich, die mit dem Verbrennungsmotor verbundene Kupplung von den zwei mit dem Getriebe verbundenen Kupplungen isolieren zu können. Wobei es dies ermöglicht, die Teile der Doppelkupplung zu standardisieren.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine modulare Drehmomentübertragungsvorrichtung bereitzustellen, die eine zuverlässige und vereinfachte Montage mit Hilfe von Untereinheiten, die beim Zusammenbau getrennt gehandhabt werden können, ermöglicht.
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Die Erfindung soll auch die vorgenannten Probleme lösen, wobei sie eine Drehmomentübertragungsvorrichtung vorschlägt, die es ermöglicht, die Anforderungen von axialer und radialer Kompaktheit zu vereinen, wobei eine optimale mechanische Verbindung zwischen der elektrischen Drehmaschine und der Drehmomentübertragungsvorrichtung gewährleistet wird.
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Der Erfindung gelingt dies nach einem ihrer Aspekte mit einer modularen Drehmomentübertragungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei unabhängige Untereinheiten:
- - eine erste Untereinheit, die geeignet ist, an einen Verbrennungsmotor angeschlossen zu werden, umfassend:
- o ein Drehmomenteingangselement in Drehung um eine Achse X, das geeignet ist, drehfest mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gekoppelt zu werden,
- o einen Verbindungsdeckel,
- o eine Eingangskupplung, die selektiv und durch Reibung das Drehmomenteingangselement und den Verbindungsdeckel koppelt, und
- - eine zweite Untereinheit, die geeignet ist, an ein Getriebe angeschlossen zu werden, umfassend:
- o ein erstes Drehmomentausgangselement, das geeignet ist, drehfest mit einer ersten Eingangswelle des Getriebes gekoppelt zu werden, und
- o eine erste Ausgangskupplung, umfassend eine Eingangsträgerscheibe, die im Sinne der Drehmomentübertragung zwischen dem Drehmomenteingangselement und dem Drehmomentausgangselement angeordnet ist, wobei die Eingangsträgerscheibe geeignet ist, drehfest mit einer elektrischen Drehmaschine verbunden zu werden, die um eine zur Drehachse X parallele Achse dreht,
wobei die zwei Untereinheiten drehfest unter Vermittlung einer Rillenverbindung zwischen dem Verbindungsdeckel und der Eingangsträgerscheibe der ersten Ausgangskupplung gekoppelt sind.
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Dank dieser Architektur sind die zwei Untereinheiten unabhängig. Diese zwei Untereinheiten bilden nun ein Modul, das geeignet ist, sich direkt getriebeseitig zu positionieren, wobei sich ein Torsionsdämpfer motorseitig befinden kann. Ferner werden die von dem Verbrennungsmotor erzeugten Kräfte direkt auf die Eingangsträgerscheibe der ersten Ausgangskupplung durch eine Rillenverbindung übertragen, was eine gute Übertragung der vom Verbrennungsmotor ausgehenden Kräfte gewährleistet.
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Im Sinne der Anmeldung ist eine Untereinheit eine autonome Einheit von Teilen, die zusammenhalten. Die Untereinheiten können beim Zusammenbau getrennt gehandhabt werden. Jede Untereinheit kann einen festen Teil und einen drehenden Teil umfassen.
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Nach einem Aspekt der Erfindung ist das Drehmomenteingangselement geeignet, drehfest mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors unter Vermittlung eines Torsionsdämpfers gekoppelt zu sein.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die zweite Untereinheit ferner:
- o ein zweites Drehmomentausgangselement, das geeignet ist, drehfest mit einer zweiten Eingangswelle des Getriebes gekoppelt zu werden, wobei das zweite Ausgangselement im Sinne der Drehmomentübertragung parallel zum ersten Ausgangselement angeordnet ist, und
- o eine zweite Ausgangskupplung, die zwischen dem Drehmomenteingangselement und dem Drehmomentausgangselement angeordnet ist.
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Nach einem Aspekt der Erfindung umfasst die Eingangsträgerscheibe der ersten Ausgangskupplung eine elektrische Anschlusszone, die geeignet ist, drehfest mit einer elektrischen Drehmaschine um eine Achse parallel zur Drehachse verbunden zu sein.
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Als Variante umfasst die zweite Untereinheit ferner ein Zwischenelement, das drehfest mit der Eingangsträgerscheibe der ersten Ausgangskupplung verbunden ist, wobei das Zwischenelement eine elektrische Anschlusszone umfasst, die geeignet ist, drehfest mit einer elektrischen Drehmaschine verbunden zu sein, die um eine zur Drehachse parallele Achse dreht.
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Nach einem Aspekt der Erfindung ist die elektrische Anschlusszone axial zur Eingangskupplung und/oder zur ersten Ausgangskupplung versetzt. Die elektrische Maschine wird nun als „off-line“ bezeichnet.
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Diese Anordnung ermöglicht es, die elektrische Maschine in Abhängigkeit von dem in dem Antriebsstrang des Fahrzeugs verfügbaren Raum zu positionieren. Diese Anordnung ermöglicht es insbesondere, die elektrische Maschine axial nicht nach den Kupplungen anordnen zu müssen, was für die axiale Kompaktheit negativ wäre. Diese Anordnung ermöglicht es insbesondere, die elektrische Maschine radial nicht über die Kupplungen hinaus anordnen zu müssen, was für die radiale Kompaktheit negativ wäre.
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Nach einem zusätzlichen Aspekt der Erfindung umfasst die elektrische Anschlusszone einen Kranz, der geeignet ist, direkt mit einem Ritzel der elektrischen Maschine in Eingriff zu gelangen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Kranz eine Schrägverzahnung von komplementärer Form zum Ritzel der elektrischen Drehmaschine auf.
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Alternativ kann eine Kette oder ein Riemen verwendet werden, um die elektrische Drehmaschine mit der elektrischen Anschlusszone zu verbinden.
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Als Variante kann vorgesehen werden, dass das Zwischenelement einen Rotorträger einer elektrischen Drehmaschine um die Drehachse definiert. Die elektrische Maschine ist nun „in-line“.
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Nach einem Aspekt der Erfindung kann der Verbindungsdeckel das Drehmoment zwischen dem Eingangselement und dem ersten und/oder zweiten Ausgangselement übertragen. Der Deckel überträgt somit das vom Verbrennungsmotor ausgehende Drehmoment zum Getriebe. Da die Eingangsträgerscheibe der ersten Ausgangskupplung drehfest mit dem Verbindungsdeckel gekoppelt ist, kann sie auch das vom Verbrennungsmotor ausgehende Drehmoment zum Getriebe übertragen. Da diese letztgenannte auch geeignet ist, drehfest mit einer um eine zur Drehachse X parallele Achse drehenden elektrischen Maschine verbunden zu sein, kann sie das von der elektrischen Maschine ausgehende Drehmoment zum Getriebe Vorwärtsrichtung der Drehmomentübertragung übertragen. Optional kann sie auch das Drehmoment zum Verbrennungsmotor in eine Rückwärtsrichtung der Drehmomentübertragung übertragen.
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Nach einem Aspekt der Erfindung umfasst der Verbindungsdeckel eine erste Querwand, eine zweite Querwand und einen axialen Abschnitt, der die zwei Querwände verbindet. Die erste, radial äußere, Querwand bildet eine Gegenanlage für die Ausgangskupplung. So ermöglicht es der Verbindungsdeckel, spezifische Teile für die Verwirklichung der Gegenanlage der ersten Ausgangskupplung zu vermeiden.
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Nach einem Aspekt der Erfindung können die Querwände und der axiale Abschnitt des Verbindungsdeckels aus einem Stück sein.
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Nach einer Ausführungsvariante können die Querwand(wände) des Verbindungsdeckels mit dem axialen Abschnitt des Verbindungsdeckels verbunden sein.
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Die Funktion einer Gegenanlage ermöglicht es, die Axialverlagerung der Mehrscheibeneinheit als Reaktion auf die Betätigungskraft zu begrenzen. Die Gegenanlage wird somit in der eingerückten Kupplungsposition beansprucht. Die Gegenanlage kann in einer lokalisierten Zone der Kupplung angewandt werden, insbesondere in einer Mittelzone, so dass sich die Kupplung als Reaktion auf die Betätigungskraft nicht durchbiegt.
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Die Gegenanlagen können Nocken sein, die in den Teilen, die sie umfassen, eingebracht sind. Sie können auch von einem aufgesetzten Element gebildet sein. Die Gegenanlagen erstrecken sich vorzugsweise über den gesamten Umfang. Die Gegenanlagen können über den gesamten Umfang durchgehend sein oder einzelne Teile umfassen, die über den Umfang verteilt sind.
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Erfindungsgemäß können die Eingangskupplung und die erste und/oder zweite Ausgangskupplung vom Mehrscheibentyp sein.
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Nach einem Merkmal der Erfindung sind die Eingangs- und die Ausgangskupplung Nasskupplungen. Die Kupplungen sind in mindestens einer dichten Kammer, die mit einem Fluid, insbesondere Öl, gefüllt ist, enthalten. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist eine Nasskupplung eine Kupplung, die dazu vorgesehen ist, in einem Ölbad zu funktionieren.
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Erfindungsgemäß ist der axiale Abschnitt des Verbindungsdeckels an eine Mehrscheibeneinheit, vorteilhafterweise durch eine Rillenverbindung, gekoppelt.
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Nach einem Merkmal der Erfindung umfasst das Drehmomenteingangselement eine Eingangsnabe und eine Innenhülse.
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Erfindungsgemäß umfasst das Drehmomenteingangselement eine Innenhülse für die Anordnung eines Betätigungselements der Eingangskupplung und eine Reaktionsplatte, wobei das Betätigungselement ein Kraftübertragungselement umfasst. Die Innenhülse kann in der Verlängerung eines inneren Endes der Eingangsnabe angeordnet werden. Die Hülse kann aus einem Stück mit der Drehmomenteingangsnabe oder insbesondere durch Schweißen mit dieser verbunden sein.
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Erfindungsgemäß ist die Reaktionsplatte mit der Innenhülse verbunden. Die Reaktionsplatte kann aus einem Stück mit der Innenhülse oder insbesondere durch Schweißen mit dieser verbunden sein.
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Nach einer Ausführungsvariante ist die Reaktionsplatte mit der Eingangsnabe verbunden. Die Reaktionsplatte kann aus einem Stück mit der Eingangsnabe oder insbesondere durch Schweißen mit dieser verbunden sein.
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Erfindungsgemäß befindet sich das Kraftübertragungselement axial zwischen der zweiten Querwand und der Reaktionsplatte.
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Nach einer Ausführungsvariante der Erfindung befindet sich die Reaktionsplatte axial zwischen der zweiten Querwand und dem Kraftübertragungselement.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung befindet sich ein Nadelanschlaglager, vorteilhafterweise mit Einstellkeilen, axial zwischen der zweiten Querwand des Verbindungsdeckels und einer radialen Ausstülpung der Innenhülse. Die Ausstülpung kann mit der Innenhülse aus einem Stück oder mit dieser verbunden sein. Dieses Lager ermöglicht es somit, keine Hysterese zwischen den drehenden Teilen zu haben. Die Einstellkeile ermöglichen es ihrerseits, die Spiele auszugleichen.
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Nach einer Ausführungsvariante befindet sich das Nadelanschlaglager axial zwischen der zweiten Querwand des Verbindungsdeckels und der Reaktionsplatte der Eingangsnabe.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung umfasst die erste Eingangswelle des Getriebes, auch volle Welle oder innere Welle genannt, ein Fluidnetz, um das Betätigungselement der Eingangskupplung zu versorgen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung verlängert sich die Eingangsträgerscheibe radial zur Achse X durch eine Sekundärhülse für die Anordnung eines ersten Betätigungselements und eines zweiten Betätigungselements der ersten bzw. zweiten Ausgangskupplungen, wobei die Sekundärhülse ein Fluidnetz zur Fluidversorgung der ersten und zweiten Betätigungselemente der Ausgangskupplungen umfasst.
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Nach einem Aspekt der Erfindung können die ersten und zweiten Ausgangselemente eine Flanschscheibe umfassen, deren innere Peripherie gerillt und geeignet ist, mit der ersten bzw. zweiten Getriebewelle zusammenzuwirken.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann jedes Betätigungselement eine Betätigungskammer umfassen. Der Betätigungskammer zugeordnet, kann jedes Betätigungselement eine Ausgleichskammer umfasst.
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Für jede Kupplung kann das Fluidnetz eine einzige Reihe von axialen Kanälen zur Kühlung und Fluidversorgung der Ausgleichskammer umfassen.
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In der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen sind auf nicht beschränkende Weise und zur Erleichterung des Verständnisses die Begriffe „vorne“ oder „hinten“ in die Richtung in Bezug zu einer durch die Hauptdrehachse X der Übertragung des Kraftfahrzeugs bestimmte axiale Ausrichtung verwendet, und die Begriffe „innen/intern“ oder „außen/extern“ in Bezug zur Achse X und in eine radiale Ausrichtung orthogonal zur axialen Ausrichtung verwendet.
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Die Erfindung wird besser verständlich, und weitere Aufgaben, Details, Merkmale und Vorteile derselben gehen deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer besonderer Ausführungsarten der Erfindung hervor, die nur darstellenden und nicht beschränkenden Charakter haben und sich auf die beiliegenden Figuren beziehen.
- - 1 ist eine Schnittansicht der Drehmomentübertragungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsart der Erfindung.
- - 2 ist eine Schnittansicht der Drehmomentübertragungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsart der Erfindung.
- - 3 ist eine Schnittansicht der zwei Untereinheiten vor ihrem Zusammenbau.
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In Verbindung mit 1 ist eine Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 zu sehen, umfassend:
- - ein um eine Drehachse X drehendes Drehmomenteingangselement 2, das geeignet ist, drehfest mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) gekoppelt zu sein,
- - ein erstes Drehmomentausgangselement 5, das geeignet ist, drehfest mit einer ersten Eingangswelle 6 eines Getriebes (nicht dargestellt) gekoppelt zu sein,
- - ein zweites Drehmomentausgangselement 7, das geeignet ist, drehfest mit einer zweiten Eingangswelle 8 eines Getriebes (nicht dargestellt) gekoppelt zu sein, und
- - einen Verbindungsdeckel 3, der im Sinne der Drehmomentübertragung zwischen dem Drehmomenteingangselement 2 und dem ersten 5 und zweiten 7 Drehmomentausgangselement angeordnet ist.
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In dem betrachteten Beispiel ist im Sinne der Drehmomentübertragung das zweite Ausgangselement 7 parallel zum ersten Ausgangselement 5 angeordnet. Jedes dieser Elemente dreht sich um eine Drehachse X der Vorrichtung.
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Die ersten und zweiten Ausgangselemente 5, 7 umfassen eine erste bzw. zweite Flanschscheibe, deren innere Peripherie gerillt und geeignet ist, mit einer ersten bzw. einer zweiten Getriebewelle 6, 8 zusammenzuwirken. Die zweite Eingangswelle 8 des Getriebes ist hohl und umgibt die erste Eingangswelle 6 des Getriebes.
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Zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und dem Drehmomenteingangselement 2 kann eine Torsionsdämpfungsvorrichtung (nicht dargestellt) angeordnet sein.
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Der Verbindungsdeckel 3 umfasst eine erste Querwand 20, eine zweite Querwand 22 und einen axialen Abschnitt 21, der die zwei Querwände 20, 22 verbindet.
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In dem betrachteten Beispiel ist die erste Querwand 21 mit dem axialen Abschnitt 22 verbunden. Als Variante bilden die zwei Querwände 20, 22 und der axiale Abschnitt 21 ein einziges und selbes Stück.
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Vorteilhafterweise bildet die erste Querwand 20 eine Gegenanlage 20a für die erste Ausgangskupplung 16.
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In dem betrachteten Beispiel umfasst die Vorrichtung 1 auch eine Eingangskupplung 15, die selektiv und durch Reibung das Eingangselement 2 und den Verbindungsdeckel 3 koppelt.
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Die Eingangskupplung 15 umfasst:
- - eine Eingangsträgerscheibe 150, die drehfest mit dem Eingangselement 2 verbunden ist,
- - eine Ausgangsträgerscheibe 151, wobei die Funktion der Ausgangsträgerscheibe der Eingangskupplung 15 nun von der axialen Wand 21 des Verbindungsdeckels 3 eingenommen ist, und
- - eine Mehrscheibeneinheit 152, umfassend mehrere Reibungsscheiben, hier fünf, die drehfest mit der Eingangsträgerscheibe 150 verbunden sind, mehrere Platten, die jeweils beiderseits jeder Reibungsscheibe angeordnet sind, die drehfest mit der Ausgangsträgerscheibe 151 verbunden sind, und Reibbeläge, die zwischen den Platten und einer Reibungsscheibe angeordnet sind, die auf jeder Seite der Reibungsscheiben befestigt sind, wobei die Kupplung 15 eine ausgerückte Position und eine eingerückte Position beschreibt, in der die Platten und die Reibungsscheibe die Reibbeläge einspannen, um ein Drehmoment zwischen der Eingangsträgerscheibe und der Ausgangsträgerscheibe zu übertragen.
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Vorteilhafterweise bildet der axiale Abschnitt 21 die Ausgangsträgerscheibe 151 der Eingangskupplung 15.
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So ermöglicht es die axiale Wand 21, gleichzeitig die folgenden Funktionen einzunehmen:
- - einer Ausgangsträgerscheibe der Eingangskupplung 15 und
- - eines Zwischenelements, das das Drehmoment des Verbrennungsmotors auf eine erste Ausgangskupplung überträgt, die nachstehend beschrieben ist.
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Im Allgemeinen ist die Ausgangsträgerscheibe mit einem Zwischenelement verbunden, das das Drehmoment vom Verbrennungsmotor zur ersten Ausgangskupplung überträgt. Die Architektur der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht es somit, die Anzahl von für die Übertragung des Drehmoments notwendigen Teilen zu verringern.
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Jede Trägerscheibe 150, 151, synchronisiert in Drehung die Gesamtheit der Platten und die Gesamtheit der Reibungsscheiben. Jeder Trägerscheiben 150, 151 umfasst eine zylindrische Schürze, auf denen die Platten und die Reibungsscheiben montiert sind. Die Platten definieren die axialen Enden der Mehrscheibeneinheit.
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In dem betrachteten Beispiel synchronisiert jede Trägerscheibe 150, 151 in Drehung die Gesamtheit der Platten oder die Gesamtheit der Trägerscheiben. Jede Trägerscheibe umfasst eine zylindrische Schürze, auf denen die Platten mit den Reibungsscheiben montiert sind. Die Platten und die Scheiben wirken mit den Trägerscheiben entlang einer ihrer radialen Peripherien durch Formkomplementarität zusammen. Die zylindrischen Schürzen, die Platten und die Reibungsscheiben sind gerillt.
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In dem betrachteten Beispiel umfasst die Vorrichtung auch eine erste Ausgangskupplung 16, die selektiv und durch Reibung die Eingangsträgerscheibe 160 und das erste Ausgangselement 5 koppelt.
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In dem betrachteten Beispiel umfasst die Eingangsträgerscheibe 160 einen axialen Abschnitt 23 und eine Querwand 24. Der axiale Abschnitt 23 nimmt nun die Funktion einer Eingangsträgerscheibe 160 der ersten Ausgangskupplung 16 ein, und die Querwand 24 bildet eine Gegenanlage 24a für die zweite Ausgangskupplung 17. Dabei umfasst die erste Ausgangskupplung 16:
- - eine Eingangsträgerscheibe 160, die durch die axiale Wand 23 charakterisiert ist, die drehfest mit dem Verbindungsdeckel 3 verbunden ist,
- - eine Ausgangsträgerscheibe 161, die drehfest mit dem ersten Ausgangselement 6 verbunden ist, und
- - eine Mehrscheibeneinheit 162, umfassend mehrere Reibungsscheiben, hier drei, die drehfest mit der Ausgangsträgerscheibe 161 verbunden sind, mehrere Platten, die jeweils beiderseits jeder Reibungsscheibe angeordnet sind, die drehfest mit der Eingangsträgerscheibe 160 verbunden sind, und Reibbeläge, die zwischen den Platten und einer Reibungsscheibe angeordnet sind, die auf jeder Seite der Reibungsscheiben befestigt sind, wobei die Kupplung 16 eine ausgerückte Position und eine eingerückte Position beschreibt, in der die Platten und die Reibungsscheibe die Reibbeläge einspannen, um ein Drehmoment zwischen der Eingangsträgerscheibe und dem Ausgangsträgerscheibe zu übertragen.
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Jede Trägerscheibe 160, 161 umfasst eine zylindrische Schürze, auf denen die Platten und die Reibungsscheiben montiert sind. Die Platten definieren die axialen Enden der Mehrscheibeneinheit.
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In dem betrachteten Beispiel synchronisiert jede Trägerscheibe 150, 151 in Drehung die Gesamtheit der Platten oder die Gesamtheit der Reibungsscheiben. Jede Trägerscheibe umfasst eine zylindrische Schürze, auf denen die Platten mit den Reibungsscheiben montiert sind. Die Platten und die Scheiben wirken mit den Trägerscheiben entlang einer ihrer radialen Peripherien durch Formkomplementarität zusammen. Die zylindrischen Schürzen, die Platten und die Reibungsscheiben sind gerillt.
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In dem betrachteten Beispiel umfasst die Vorrichtung 1 eine zweite Ausgangskupplung 17, die selektiv und durch Reibung die Querwand 24 der Eingangsträgerscheibe 160 und das zweite Ausgangselement 7 koppelt.
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Die zweite Ausgangskupplung 17 umfasst:
- - eine Eingangsträgerscheibe 170, die drehfest mit der Querwand 24 der Eingangsträgerscheibe 160 verbunden ist,
- - eine Ausgangsträgerscheibe 171, die drehfest mit dem zweiten Ausgangselement 7 verbunden ist, und
- - eine Mehrscheibeneinheit 172.
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Die Mehrscheibeneinheit weist dieselben technischen Merkmale wie die Mehrscheibeneinheit der Kupplungen 15 und 16 auf.
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Auf eine den drei Kupplungen 15, 16, 17 gemeinsame Weise können die Reibbeläge auf den Reibungsscheiben insbesondere durch Kleben, insbesondere durch Nieten, insbesondere durch Überformen, befestigt sein. Als Variante sind die Reibbeläge auf den Platten befestigt. Jede Trägerscheibe 150, 151, 160, 161, 170, 171 kann die Gesamtheit der Platten oder die Gesamtheit der Reibungsscheiben in Drehung synchronisieren.
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Nach einem Aspekt der Erfindung können die Platten drehfest mit der Eingangsträgerscheibe 150, 160, 170 verbunden sein, und können die Reibungsscheiben mit der Ausgangsträgerscheibe 151, 161, 171 verbunden sein. Als Variante können die Platten drehfest mit der Ausgangsträgerscheibe 151, 161, 171 verbunden sein. Die Scheiben können drehfest mit der Eingangsträgerscheibe 150, 160, 170 verbunden sein.
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Die Kupplungen sind nassen Typs und umfassen zwischen zwei und sieben Reibungsscheiben, vorzugsweise vier Reibungsscheiben. Solche Mehrscheibenkupplungen ermöglichen es, die radiale Höhe zu begrenzen, und die axiale Ausdehnung zu begrenzen.
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Die Ausgangskupplungen 16, 17 können dazu vorgesehen sein, nicht gleichzeitig in derselben eingerückten Ausführung zu sein. Sie können hingegen gleichzeitig in ihrer ausgerückten Position eingerichtet sein.
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In dem betrachteten Beispiel ist die Eingangskupplung 15 axial zu den Ausgangskupplungen 16, 17 versetzt, wobei sie sich dem Eingangselement 2 annähert. Die Ausgangskupplungen 16, 17 sind radial gestapelt und axial versetzt. Die erste Ausgangskupplung 16 ist radial außerhalb und axial näher an dem Eingangselement 2 als die zweite Ausgangskupplung 17.
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Für mehr Details betreffend die Funktion der Kupplungen
15,
16,
17 kann auf die
französische Patentanmeldung 175678 Bezug genommen werden, die am 21. Juli 2017 im Namen von Valeo Embrayages eingereicht wurde.
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In dem betrachteten Beispiel umfasst die modulare Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 zwei unabhängige Untereinheiten:
- - eine erste Untereinheit A, die geeignet ist, an einen Verbrennungsmotor angeschlossen zu sein, umfassend:
- o ein um eine Achse X drehendes Drehmomenteingangselement 2, das geeignet ist, drehfest mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gekoppelt zu sein,
- o einen Verbindungsdeckel 3,
- o eine Eingangskupplung 15, die selektiv und durch Reibung das Drehmomenteingangselement 2 und den Verbindungsdeckel 3 koppelt, und
- - eine zweite Untereinheit B, die geeignet ist, an ein Getriebe angeschlossen zu sein, umfassend:
- o ein erstes und zweites Drehmomentausgangselement 5, 7, die geeignet sind, jeweils drehfest mit einer ersten und zweiten Eingangswelle 6, 8 des Getriebes gekoppelt zu sein, wobei das zweite Ausgangselement im Sinne der Drehmomentübertragung parallel zum ersten Ausgangselement angeordnet ist,
- o eine erste Ausgangskupplung 16, umfassend eine Eingangsträgerscheibe 160, und
- o eine zweite Ausgangskupplung 17, umfassend eine Eingangsträgerscheibe 170, die drehfest mit der Eingangsträgerscheibe 160 verbunden ist.
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Auf vorteilhafte Weise sind die zwei Untereinheiten A und B drehfest mit Hilfe einer Rillenverbindung und eines Sicherungsrings 9 verbunden. Vorteilhafterweise ist der Verbindungsdeckel 3, genauer betrachtet die erste Querwand 20, drehfest mit der Eingangsträgerscheibe 160 der ersten Ausgangskupplung 16, genauer betrachtet dem axialen Abschnitt 23, verbunden. Der Sicherungsring 9 ist auf dem axialen Abschnitt 23 der Eingangsträgerscheibe 160 ausgespart, um den Verbindungsdeckel 3 axial zu blockieren.
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Vorteilhafterweise liegt der Deckel 3 auf einem Lager, typischerweise einem Kugellager 31, auf. Der äußere Ring des Kugellagers ist mit dem Deckel 3 in Kontakt. Der innere Ring des Kugellagers ist mit einem festen Element in Kontakt.
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Vorteilhafterweise umfasst das Drehmomenteingangselement 2 eine Eingangsnabe 54 und eine Innenhülse 55. Das Drehmomenteingangselement 2 umfasst eine Innenhülse 55 für die Anordnung eines Betätigungselements 56 der Eingangskupplung 15 und einer Reaktionsplatte 57.
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In dem betrachteten Beispiel befindet sich das Kraftübertragungselement 59 axial zwischen der zweiten Querwand 22 und der Reaktionsplatte 57.
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In dem betrachteten Beispiel ist diese Innenhülse 55 aus einem Stück mit der Eingangsnabe 54. In dem betrachteten Beispiel erstreckt sich die Reaktionsplatte 57 radial zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende. Das erste, radial innere, Ende ist mit der Innenhülse 55 verbunden.
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In dem betrachteten Beispiel umfasst das Betätigungselement 56 eine Betätigungskammer 58, die teilweise von der Innenhülse 55 und von einem Kraftübertragungselement 59 begrenzt ist, das axial in Bezug zur Innenhülse beweglich und geeignet ist, mit der Eingangskupplung 15, insbesondere mit einer Endplatte der Mehrscheibeneinheit 152, zusammenzuwirken. Das Kraftübertragungselement ist unter der Wirkung des Drucks des Fluids in der Betätigungskammer beweglich. Dieses Betätigungselement wird auch Aktuator des Typs „Kolben“ genannt.
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Das Kraftübertragungselement 59 weist ein gebogenes äußeres radiales Ende auf, das eine Anlagefläche definiert, um die axiale Kraft auf die Mehrscheibeneinheit auszuüben, die in dem betrachteten Beispiel durchgehend oder nicht durchgehend ist.
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Ein Rückstellmittel in die offene Position 61 ist auch vorgesehen, um das Kraftübertragungselement zurückzustellen, wenn der Druck in der Betätigungskammer geringer als ein Grenzwert ist. Dieses Rückstellmittel ist hier eine Tellerfeder, die außerhalb der Betätigungskammer 58 zwischen dem Übertragungselement 59 und der Reaktionsplatte 57 angeordnet ist.
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In dem betrachteten Beispiel umfasst die erste Eingangswelle 6 des Getriebes ein Fluidnetz 66, um das Betätigungselement 56 der Eingangskupplung zu versorgen. Das Fluidnetz umfasst einen Axialkanal 65 einer ersten Reihe, der an einer Umfangsnut 67 mündet, um die Betätigungskammer 58 mit Fluid zu versorgen. Dichtungsringe, beispielsweise aus Kunststoff, sind beiderseits jeder Umfangsnut vorgesehen.
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Das Fluidnetz 66 kann auch eine zweite Reihe von Axialkanälen umfassen, die zumindest in Umfangsrichtung versetzt sind, die für den Durchgang eines Kühlfluids der Eingangskupplung an einer selben Umfangsnut im Bereich der Eingangskupplung münden oder nicht.
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In dem betrachteten Beispiel verlängert sich die Eingangsträgerscheibe 160, genauer betrachtet die Querwand 24, radial zur Achse X durch eine Sekundärhülse 71 für die Anordnung eines ersten Betätigungselements 72 und eines zweiten Betätigungselements 73 der ersten bzw. zweiten Ausgangskupplungen 16, 17. Die Sekundärhülse 71 ist somit für die beiden Betätigungselemente 72, 73 gemeinsam verwendet.
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In dem betrachteten Beispiel wird die Sekundärhülse 71 von einer Getriebewelle unter Vermittlung von Nadellagern 71a getragen. Diese Hülse 71 ist konzentrisch zu den Getriebeeingangswellen. Die Sekundärhülse umfasst ein Fluidnetz 75 zur Fluidversorgung der ersten und zweiten Betätigungselemente 72, 73 der Ausgangskupplungen 16, 17.
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Die Betätigungselemente 72, 73 umfassen jeweils eine Betätigungskammer 76 bzw. 77, die teilweise von der Sekundärhülse 71 und einem Kraftübertragungselement 79 bzw. 80 begrenzt sind, das axial in Bezug zur Sekundärhülse beweglich und geeignet ist, mit einer der Ausgangskupplungen zusammenzuwirken.
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Die Kraftübertragungselemente 79, 80 der Ausgangskupplungen 16, 17 weisen jeweils ein gebogenes radial äußeres Ende auf, das eine Anlagefläche definiert, um die axiale Kraft auf die Mehrscheibeneinheiten 162, 172 auszuüben.
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In dem betrachteten Beispiel weist das Kraftübertragungselement 79 der ersten Ausgangskupplung 16 eine äußere Peripherie auf, die mit einer Vielzahl von Fingern 81 ausgestattet ist, die eine axiale Ausrichtung aufweisen und jeweils durch die Querwand 24 durch eine Öffnung verlaufen. Die Finger 81 sind geeignet und dazu bestimmt, mit der ersten Ausgangskupplung, insbesondere mit einer Endplatte der Mehrscheibeneinheit 162, zusammenzuwirken.
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So wird in dem betrachteten Beispiel die Eingangsträgerscheibe 160 von den Fingern 81 des Kraftübertragungselements 79 durchquert.
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Wie das Betätigungselement 56 der Eingangskupplung 15 umfassen die Betätigungselemente jeweils ein Rückstellmittel in die offene Position 83 bzw. 84 in denselben Ausführungen wie jene des Betätigungselements der Eingangskupplung. Insbesondere ist das Rückstellmittel in die offene Position 83 eine Schraubenfeder, die zwischen der Querwand 24 und dem Kraftübertragungselement 79 angeordnet ist.
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In dem betrachteten Beispiel können die Betätigungskammern 76, 77 auf einer selben radialen Höhe angeordnet sein. Die Querwand 24 ist von den Betätigungskammern 76, 77 umgeben. Als Variante können die Betätigungskammern 76, 77 auf einer unterschiedlichen radialen Höhe angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Betätigungskammer 76 der ersten Ausgangskupplung 16 auf einer größeren radialen Höhe als die Betätigungskammer 77 der zweiten Ausgangskupplung 17 angeordnet.
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Auf vorteilhafte Weise kann jedes Betätigungselement 56, 72, 73 jeweils in Verbindung mit jeder Betätigungskammer 58, 76, 77 eine Ausgleichskammer umfassen.
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Vorteilhafterweise bilden die Betätigungselemente 56, 72, 73 jeweils eine Schranke zwischen den Betätigungs- und Ausgleichskammern. Die Ausgleichskammer ist dazu bestimmt, sich den Auswirkungen, die mit dem hydrodynamischen Öldruck der Betätigungskammer auf das Betätigungselement verbunden sind, zu widersetzen. Das Betätigungselement kann somit axial durch relative Öldruckvariation der Betätigungs- und Ausgleichskammern verlagert werden.
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In der Schnittebene der Figuren nicht sichtbar, umfasst das Fluidnetz 75 einen Betätigungsfluidkanal. Dieser Kanal mündet an einer Umfangsnut, die in der Sekundärhülse 71 ausgespart ist, um die Betätigungskammer der ersten Ausgangskupplung 16 zu versorgen. Weitere in Axialkanäle, die in Umfangsrichtung des Betätigungsfluidkanals versetzt sind und an derselben Umfangsnut münden, können eine erste Reihe von Axialkanälen definieren. Gegenüber der Umfangsnut sind Öffnungen, die auch nicht in der Schnittebene der Figuren sichtbar sind, in der Sekundärhülse 71 für den Durchgang des Fluids zu der Betätigungskammer 76 vorgesehen.
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Ein solcher Axialkanal ist in der Schnittebene der Figuren nicht sichtbar, aber der vorhergehende Absatz ist auch für die zweite Ausgangskupplung 17 anwendbar.
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Das Fluidnetz kann auch eine zweite Reihe von Axialkanälen, mindestens eine, umfassen, die in Umfangsrichtung versetzt sind, die an einer selben Umfangsnut für den Durchgang eines Kühlfluids der Kupplungen 16, 17 münden. Öffnungen in der Sekundärhülse können für den Durchgang des Kühlfluids vorgesehen sein.
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In dem betrachteten Beispiel bildet die Querwand 24 eine Gegenanlage 24a für die zweite Ausgangskupplung 17, um die Axialverlagerung der Mehrscheibeneinheit 172 als Reaktion auf die Betätigungskraft zu begrenzen.
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In dem betrachteten Beispiel ist die erste Eingangswelle 6 auf dem Eingangselement 2 zentriert, insbesondere unter Vermittlung eines Nadellagers.
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In dem betrachteten Beispiel umfasst die Eingangsträgerscheibe 160 eine elektrische Anschlusszone 11, die geeignet ist, drehfest mit einer elektrischen Drehmaschine (nicht dargestellt) verbunden zu sein, die um eine zur Drehachse parallele Achse dreht.
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Als Variante umfasst die Untereinheit B ein Zwischenelement, das drehfest mit der Eingangsträgerscheibe der ersten Ausgangskupplung verbunden ist. Das Zwischenelement umfasst eine elektrische Anschlusszone, die geeignet ist, drehfest mit einer elektrischen Drehmaschine um eine Achse parallel zur Drehachse verbunden zu sein. Die elektrische Anschlusszone kann axial zu den Kupplungen 15, 16, 17 versetzt sein.
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Die elektrische Anschlusszone 11 ist hier axial zu den Kupplungen 15, 16, 17 versetzt. Die elektrische Maschine wird als „off-line“ bezeichnet, weil sie nicht zur Übertragungswelle konzentrisch, sondern auf einer parallelen Welle ist. Die elektrische Anschlusszone 11 ist geeignet, direkt mit einem Ritzel der elektrischen Drehmaschine zusammenzuwirken.
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Die elektrische Anschlusszone 11 kann in der Form eines Kranzes verwirklicht sein, der geeignet ist, direkt oder indirekt (Riemen, Kette, ...) mit einem Ritzel der elektrischen Drehmaschine (nicht sichtbar) in Eingriff zu gelangen. Der Kranz kann eine Schrägverzahnung von komplementärer Form zum Ritzel der elektrischen Drehmaschine aufweisen.
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In dem betrachteten Beispiel ist ein Nadelanschlaglager 30, vorteilhafterweise mit Einstellkeilen, axial zwischen der zweiten Querwand 22 und einer radialen Ausstülpung 53 der Innenhülse 55 angeordnet.
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In dem betrachteten Beispiel ist die zweite Querwand 22 selbst von einem axialen Abschnitt gebildet, der zwei radiale Wände verbindet. So ist das Nadelanschlaglager genauer betrachtet axial zwischen der radial inneren Wand und der radialen Ausstülpung 53 angeordnet. So ist das Nadelanschlaglager axial zwischen der Querwand 22 und der Hülse 55 unter Vermittlung der radialen Ausstülpung 53 angeordnet.
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In dem betrachteten Beispiel sind die radiale Ausstülpung 53 und die Innenhülse 55 aus einem Stück. Als Alternative sind diese zwei Teile getrennt und durch Schweißen zusammengefügt.
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Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 aus 2 ist im Wesentlichen identisch mit der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 der 1, mit dem Unterschied, dass die Positionen des Kraftübertragungselements 59 und der Reaktionsplatte 57 umgekehrt sind.
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In 2 ist die Reaktionsplatte 57 nämlich axial zwischen der zweiten Querwand 22 und dem Kraftübertragungselement 59 angeordnet.
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In dem betrachteten Beispiel ist die Reaktionsplatte 57 aus einem Stück mit der Eingangsnabe 54 des Eingangselements 2. Die Reaktionsplatte stellt nämlich eine radiale Verlängerung der Eingangsnabe dar.
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In dem betrachteten Beispiel ist das Nadelanschlaglager 30, vorteilhafterweise mit Einstellkeilen, axial zwischen der zweiten Querwand 22 und der Reaktionsplatte 57 angeordnet.
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3 stellt die Vorrichtung 1 geteilt in zwei unabhängige Untereinheiten dar:
- - eine erste Untereinheit A, die geeignet ist, an einen Verbrennungsmotor angeschlossen zu sein, umfassend das Eingangselement 2, den Verbindungsdeckel 3, die Eingangskupplung 15 und das zugeordnete Betätigungselement 56, und
- - eine zweite Untereinheit B, die geeignet ist, an ein Getriebe angeschlossen zu sein, umfassend ein erstes und ein zweites Drehmomentausgangselement 5, 7, die geeignet sind, drehfest mit einer ersten und zweiten Eingangswelle 6, 8 des Getriebes gekoppelt zu sein, eine erste und eine zweite Ausgangskupplung 16, 17, umfassend eine Eingangsträgerscheibe 4 und die zugeordneten Betätigungselemente.
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Die Untereinheiten können bei der Montage getrennt gehandhabt werden.
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Obwohl die Erfindung in Verbindung mit mehreren besonderen Ausführungsarten beschrieben wurde, ist ganz offensichtlich, dass sie keinesfalls auf diese beschränkt ist, und dass sie alle technischen Äquivalente der beschriebenen Mittel sowie ihre Kombinationen umfasst, wenn diese in den Rahmen der Erfindung passen.
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In den Ansprüchen ist ein Bezugszeichen in Klammern nicht als eine Beschränkung des Anspruchs zu interpretieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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