-
Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung, zumindest umfassend eine Nabe und einen Flansch, die über eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung drehmomentübertragend miteinander verbindbar sind. Die Drehmomentübertragungseinrichtung ist insbesondere als Bestandteil einer Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug vorgesehen. Insbesondere weist die Antriebsanordnung eine Antriebseinheit auf, die ein Antriebsdrehmoment zum Antrieb des Kraftfahrzeuges bereitstellt. Die Antriebseinheit ist insbesondere eine elektrische Maschine. Über die Antriebsanordnung wird ein Antriebsdrehmoment der Antriebseinheit z. B. auf ein Getriebe übertragen.
-
Aus der
EP 2 527 681 A2 ist eine Drehmomentdämpfereinrichtung bekannt. Diese umfasst eine Begrenzereinrichtung, eine Dämpfereinrichtung und eine Hystereseeinrichtung. Die Dämpfereinrichtung und die Hystereseeinrichtung sind entlang einer radialen Richtung zwischen der Nabe und der Begrenzereinrichtung angeordnet.
-
Aus der
EP 3 404 278 A1 ist eine Versatzausgleichsvorrichtung bekannt, bei der über eine Lamellenkupplung eine Versatzausgleichsfunktion (Winkel-Versatz und/oder Parallelversatz zwischen einer Achse einer Nabe und eines Flansches) realisiert ist. Dabei erfolgt neben der Drehmoment-übertragung über die Lamellenkupplung auch eine Drehmomentübertragung über eine formschlüssige Verbindung zwischen Flansch und Nabe.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine möglichst kompakt bauende Drehmomentübertragungseinrichtung bereitzustellen.
Zur Lösung dieser Aufgaben trägt eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
-
Es wird eine Drehmomentübertragungseinrichtung vorgeschlagen, zumindest umfassend eine Nabe und einen Flansch, die über eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung drehmomentübertragend miteinander verbindbar sind. Die Drehmomentübertragungseinrichtung weist eine drehfest mit dem Flansch verbundene Eingangsseite und eine drehfest mit der Nabe verbundene Ausgangsseite auf, wobei die Eingangsseite mit der Ausgangsseite nur in einem Verbindungsbereich und nur reibschlüssig verbunden ist. Der Verbindungsbereich ist entlang einer radialen Richtung unmittelbar benachbart zu der Nabe angeordnet.
-
Die Drehmomentübertragungseinrichtung ist insbesondere als Bestandteil einer Antriebsanordnung, bevorzugt für ein Kraftfahrzeug, vorgesehen. Insbesondere weist die Antriebsanordnung eine Antriebseinheit auf, die ein Antriebsdrehmoment zum Antrieb z. B. eines Kraftfahrzeuges bereitstellt. Die Antriebseinheit ist insbesondere eine elektrische Maschine. Über die Antriebsanordnung wird ein Antriebsdrehmoment der Antriebseinheit z. B. auf ein Getriebe übertragen.
-
Die Nabe ist insbesondere mit einer Welle, z. B. einer Getriebeeingangswelle drehfest verbunden, z. B. über eine Keilverzahnung.
-
Der Flansch ist z. B. eine Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung, ein Dämpfer oder eine Antriebswelle, z. B. der Antriebseinheit.
-
Über die Drehmomentübertragungseinrichtung wird ein Drehmoment z. B. einer Antriebseinheit über den Flansch auf die Eingangsseite, von der Eingangsseite auf die Ausgangsseite (über die nur reibschlüssige Verbindung) und von der Ausgangsseite auf die Nabe übertragen (oder umgekehrt). Dabei wird das zu übertragende Drehmoment aber begrenzt, wobei bei zu hohen Drehmomenten die reibschlüssige Verbindung überwunden wird und eine Relativverdrehung zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite bzw. zwischen Flansch und Nabe auftritt. Der Winkelbereich der Relativverdrehung ist dabei insbesondere nicht begrenzt, d. h. es liegt in einer Umfangsrichtung zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite insbesondere keine formschlüssige Verbindung vor.
-
Drehfest bedeutet hier insbesondere, dass zwischen den drehfest verbundenen Teilen keine oder nur eine sehr geringe (z. B. weniger als 5 Winkelgrad) Relativverdrehung möglich ist. Die drehfest verbundenen Teile sind insbesondere formschlüssig miteinander verbunden.
-
Formschlüssige Verbindungen entstehen insbesondere durch das Ineinandergreifen von mindestens zwei Verbindungspartnern bzw. Teilen. Dadurch können sich die Verbindungspartner auch ohne oder bei unterbrochener Kraftübertragung nicht lösen. Anders ausgedrückt ist bei einer formschlüssigen Verbindung der eine Verbindungspartner dem anderen im Weg.
-
Reibschlüssige (bzw. kraftschlüssige) Verbindungen setzen insbesondere eine Normal-Kraft auf die miteinander zu verbindenden Flächen voraus. Ihre gegenseitige Verschiebung ist verhindert, solange die durch die Haftreibung bewirkte Gegen-Kraft nicht überschritten wird. Der Kraft- beziehungsweise Reibschluss ist verloren und die Flächen rutschen aufeinander, wenn die tangential wirkende Last-Kraft größer als die Haftreibungs-Kraft ist.
-
Der Verbindungsbereich wird insbesondere durch mindestens eine, ggf. mehrere Reibpaarungen zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite gebildet. Der Verbindungsbereich ist entlang einer radialen Richtung unmittelbar benachbart zu der Nabe angeordnet, d. h. zwischen Nabe und Verbindungsbereich ist insbesondere kein anderes Bauteil angeordnet.
-
Infolge der Anordnung des Verbindungsbereichs im Bereich der Nabe kann eine kompakte Bauform realisiert werden. Weiter können die Massenträgheitsmomente der mit der Nabe bzw. mit einer Getriebeeingangswelle (drehfest) verbundenen Teile reduziert werden, so dass auch die Anschlagmomente (bei Veränderung von Drehmomenten) verringert werden können.
-
Insbesondere erstreckt sich die Nabe entlang einer radialen Richtung bis zu einem größten ersten Außendurchmesser (der Nabe), wobei der Verbindungsbereich innerhalb eines zweiten Außendurchmessers (größter Außendurchmesser des Verbindungsbereichs) angeordnet ist, der höchstens 120 %, bevorzugt höchstens 100 %, des ersten Außendurchmessers beträgt.
-
Insbesondere weist die Nabe eine Wellenaufnahme (z. B. eine Bohrung mit einer Keilverzahnung) zur Verbindung mit einer Welle auf, wobei die Wellenaufnahme einen größten Innendurchmesser (z. B. Durchmesser der Wellenaufnahme im Bereich der Zahnfüße der Verzahnung) aufweist, wobei der Verbindungsbereich innerhalb eines zweiten Außendurchmessers angeordnet ist, der höchstens 250 %, bevorzugt höchstens 200 %, besonders bevorzugt höchstens 175 % des größten Innendurchmessers beträgt.
-
Insbesondere weist die Eingangsseite mindestens zwei (scheibenförmige, sich entlang der Umfangsrichtung und der radialen Richtung erstreckende) Außenlamellen und die Ausgangsseite mindestens zwei (scheibenförmige, sich entlang der Umfangsrichtung und der radialen Richtung erstreckende) Innenlamellen auf, wobei zwischen jeweils einer Innenlamelle und einer Außenlamelle eine reibschlüssige Verbindung vorliegt.
-
Insbesondere sind die Lamellen gegenüber einer axialen Richtung vorgespannt, z. B. über eine Tellerfeder, eine Wellscheibe oder eine Schraubenfeder.
-
Insbesondere ist zwischen jeweils einer Innenlamelle und einer Außenlamelle ein Reibmaterial (z. B. ein Material bekannter Reibbeläge von Lamellenkupplungen) angeordnet.
-
Insbesondere ist jede Innenlamelle unmittelbar mit der Nabe drehfest verbunden, z. B. über eine Innenverzahnung. Insbesondere weist die Nabe eine korrespondierende Nabenverzahnung auf.
-
Insbesondere ist jede Außenlamelle mit dem Flansch drehfest verbunden. Insbesondere ist ein Käfig vorgesehen, der mit dem Flansch drehfest verbunden ist. Insbesondere weist der Käfig eine Käfigverzahnung auf, die mit einer korrespondierenden Außenverzahnung der Außenlamellen zur Ausbildung der drehfesten Verbindung zusammenwirkt.
-
Insbesondere ist zumindest eine (bevorzugt jede) Lamelle aus einem Werkstoff, der eine geringere Oxidationsneigung als Eisen aufweist (also aus einem unedleren Werkstoff besteht).
-
Insbesondere besteht zumindest eine Lamelle aus einem Edelstahl-Werkstoff.
-
Insbesondere ist die Lamelle wärmebehandelt und/oder oberflächenbehandelt.
-
Insbesondere ist durch die vorgeschlagene Drehmomentübertragungseinrichtung auch eine aus der
EP 3 404 278 A1 bekannte Versatzausgleichvorrichtung realisiert, bei der über eine Lamellenkupplung (vorliegend die Eingangsseite und Ausgangsseite) eine Versatzausgleichsfunktion (Winkelversatz und/oder Parallelversatz zwischen einer Achse einer Nabe und eines Flansches) realisiert ist. Im Gegensatz zur
EP 3 404 278 A1 erfolgt hier nur eine Drehmomentübertragung über den Verbindungsbereich und nicht zusätzlich über eine formschlüssige Verbindung zwischen Flansch und Nabe.
-
Die vorliegenden Beschreibungen sind insbesondere auf einen Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung gerichtet, bei dem weder ein Winkelversatz noch ein Parallelversatz vorliegt.
-
Es wird weiter eine Antriebsanordnung vorgeschlagen, zumindest umfassend eine Antriebseinheit und ein Getriebe mit einer Getriebeeingangswelle sowie die beschriebene Drehmomentübertragungseinrichtung, die eine Nabe und einen Flansch umfasst, wobei ein Antriebsdrehmoment der Antriebseinheit über den Flansch auf die Nabe und von der Nabe auf die Getriebeeingangswelle übertragbar ist.
-
Es wird weiter ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest umfassend die beschriebene Antriebsanordnung mit mindestens einem Rad und einer Antriebseinheit, die ein Antriebsdrehmoment zum Antrieb des Kraftfahrzeuges bereitstellt. Die Antriebseinheit ist insbesondere eine elektrische Maschine. Über die Antriebsanordnung wird ein Antriebsdrehmoment über die Drehmomentbegrenzungseinrichtung und das Getriebe auf das mindestens eine Rad des Kraftfahrzeuges übertragen.
-
Die Ausführungen zur Drehmomentübertragungseinrichtung gelten insbesondere gleichermaßen für die Antriebsanordnung und das Kraftfahrzeug und umgekehrt.
-
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
-
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
- 1: eine Drehmomentübertragungseinrichtung in einer Explosionsdarstellung in perspektivischer Ansicht;
- 2: die Drehmomentübertragungseinrichtung nach 1, in einer Ansicht entlang der axialen Richtung;
- 3: die Drehmomentübertragungseinrichtung nach 1 und 2, in einer Seitenansicht im Schnitt;
- 4: die Drehmomentübertragungseinrichtung nach 1 bis 3, mit einem Parallelversatz zwischen Nabe und Flansch, in einer Seitenansicht im Schnitt;
- 5: die Drehmomentübertragungseinrichtung nach 1 bis 4, mit einem Winkelversatz der Achsen von Nabe und Flansch, in einer Seitenansicht im Schnitt;
- 6: eine Schnittdarstellung der 3, mit einem Schnitt durch die Nabe, eine Innenlamelle und den Käfig; in einer Ansicht entlang der axialen Richtung;
- 7: eine Schnittdarstellung der 4, mit einem Schnitt durch die Nabe, eine Innenlamelle und den Käfig; in einer Ansicht entlang der axialen Richtung;
- 8: eine Schnittdarstellung der 3, mit einem Schnitt durch die Nabe und den Flansch; in einer Ansicht entlang der axialen Richtung; und
- 9: eine Antriebsanordnung in einer Seitenansicht.
-
Die 1 zeigt eine Drehmomentübertragungseinrichtung 1 in einer Explosionsdarstellung in perspektivischer Ansicht. 2 zeigt die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 nach 1, in einer Ansicht entlang der axialen Richtung 17. 3 zeigt die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 nach 1 und 2, in einer Seitenansicht im Schnitt. 4 zeigt die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 nach 1 bis 3, mit einem Parallelversatz 29 zwischen Nabe 2 und Flansch 3, in einer Seitenansicht im Schnitt. 5 zeigt die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 nach 1 bis 4, mit einem Winkelversatz 30 der Achsen von Nabe 2 und Flansch 3, in einer Seitenansicht im Schnitt. 6 zeigt eine Schnittdarstellung der 3, mit einem Schnitt durch die Nabe 2, eine Innenlamelle 15 und den Käfig 26; in einer Ansicht entlang der axialen Richtung 17. 7 zeigt eine Schnittdarstellung der 4, mit einem Schnitt durch die Nabe 2, eine Innenlamelle 15 und den Käfig 26; in einer Ansicht entlang der axialen Richtung 17. 8 zeigt eine Schnittdarstellung der 3, mit einem Schnitt durch die Nabe 2 und den Flansch 3; in einer Ansicht entlang der axialen Richtung 17. Die 1 bis 8 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.
-
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 umfasst eine Nabe 2 und einen Flansch 3, die über eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung 4 drehmomentübertragend miteinander verbindbar sind. Die Drehmoment-übertragungseinrichtung 1 weist eine drehfest mit dem Flansch 3 verbundene Eingangsseite 5 und eine drehfest mit der Nabe 2 verbundene Ausgangsseite 6 auf, wobei die Eingangsseite 5 mit der Ausgangsseite 6 nur in einem Verbindungsbereich 7 und nur reibschlüssig verbunden ist. Der Verbindungsbereich 7 ist entlang einer radialen Richtung 8 unmittelbar benachbart zu der Nabe 2 angeordnet.
-
Die Nabe 2 erstreckt sich entlang der radialen Richtung 8 bis zu einem größten ersten Außendurchmesser 9 der Nabe 2, wobei der Verbindungsbereich 7 innerhalb eines zweiten Außendurchmessers 10 (größter Außendurchmesser des Verbindungsbereichs 7) angeordnet ist.
-
Die Nabe 2 weist eine Wellenaufnahme 11 (eine Bohrung mit einer Keilverzahnung) zur Verbindung mit einer Welle 12 auf, wobei die Wellenaufnahme 11 einen größten Innendurchmesser 13 (Durchmesser der Wellenaufnahme 11 im Bereich der Zahnfüße der Verzahnung) aufweist, wobei der Verbindungsbereich 7 innerhalb eines zweiten Außendurchmessers 10 angeordnet ist.
-
Die Eingangsseite 5 weist vier scheibenförmige, sich entlang der Umfangsrichtung 23 und der radialen Richtung 8 erstreckende Außenlamellen 14 und die Ausgangsseite 6 vier scheibenförmige, sich entlang der Umfangsrichtung 23 und der radialen Richtung 8 erstreckende Innenlamellen 15 auf, wobei zwischen jeweils einer Innenlamelle 15 und einer Außenlamelle 14 eine reibschlüssige Verbindung 16 vorliegt.
-
Die Lamellen 14, 15 sind gegenüber einer axialen Richtung 17 über eine Tellerfeder 31 vorgespannt.
-
Zwischen jeweils einer Innenlamelle 15 und einer Außenlamelle 14 ist ein Reibmaterial 18 angeordnet.
-
Jede Innenlamelle 15 ist unmittelbar mit der Nabe 2 über eine Innenverzahnung 24 drehfest verbunden. Die Nabe 2 weist eine korrespondierende Nabenverzahnung 27 auf.
-
Jede Außenlamelle 14 ist mit dem Flansch 3 drehfest verbunden. Es ist ein Käfig 26 vorgesehen, der mit dem Flansch 3 drehfest verbunden ist. Der Käfig 26 weist eine Käfigverzahnung 28 auf, die mit einer korrespondierenden Außenverzahnung 25 der Außenlamellen 14 zur Ausbildung der drehfesten Verbindung zusammenwirkt.
-
Der Käfig 26 ist über Verbindungsmittel 32 (z. B. Schrauben) mit dem Flansch drehfest verbunden.
-
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 realisiert eine Versatzausgleichsfunktion (Winkelversatz 30, siehe 5 und Parallelversatz 29 zwischen einer Achse einer Nabe 2 und eines Flansches 3, siehe 4).
-
9 zeigt eine Antriebsanordnung 19 in einer Seitenansicht. Die Antriebsanordnung 19 umfasst eine Antriebseinheit 20 und ein Getriebe 21 mit einer Getriebeeingangswelle 22 sowie die beschriebene Drehmomentübertragungseinrichtung 1, die eine Nabe 2 und einen Flansch 3 umfasst, wobei ein Antriebsdrehmoment der Antriebseinheit 20 über den Flansch 3 auf die Nabe 2 und von der Nabe 3 auf die Getriebeeingangswelle 22 übertragbar ist. Zwischen der Antriebseinheit 20 (bzw. der Antriebswelle) und dem Flansch 3 ist ein Dämpfer 33 sowie eine Kupplung 34 angeordnet. Der Flansch 3 bildet die Kupplungsscheibe der Kupplung 34.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Drehmomentübertragungseinrichtung
- 2
- Nabe
- 3
- Flansch
- 4
- Drehmomentbegrenzungseinrichtung
- 5
- Eingangsseite
- 6
- Ausgangsseite
- 7
- Verbindungsbereich
- 8
- radiale Richtung
- 9
- erster Außendurchmesser
- 10
- zweiter Außendurchmesser
- 11
- Wellenaufnahme
- 12
- Welle
- 13
- Innendurchmesser
- 14
- Außenlamelle
- 15
- Innenlamelle
- 16
- reibschlüssige Verbindung
- 17
- axiale Richtung
- 18
- Reibmaterial
- 19
- Antriebsanordnung
- 20
- Antriebseinheit
- 21
- Getriebe
- 22
- Getriebeeingangswelle
- 23
- Umfangsrichtung
- 24
- Innenverzahnung
- 25
- Außenverzahnung
- 26
- Käfig
- 27
- Nabenverzahnung
- 28
- Käfigverzahnung
- 29
- Parallelversatz
- 30
- Winkelversatz
- 31
- Tellerfeder
- 32
- Verbindungsmittel
- 33
- Dämpfer
- 34
- Kupplung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2527681 A2 [0002]
- EP 3404278 A1 [0003, 0025]
