DE102019123794A1 - Antriebseinheit für einen hybridischen Antriebsstrang - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (1) für einen hybridischen Antriebsstrang enthaltend eine Brennkraftmaschine (2), eine Elektromaschine (4) und eine zwischen einer Kurbelwelle (3) der Brennkraftmaschine (2) und einem Rotor (5) der Elektromaschine (4) radial innerhalb des Rotors (5) angeordneten Trennkupplung (6), wobei dem Rotor (5) eine Drehschwingungsisolationseinrichtung (8) nachgeschaltet ist, wobei die Drehschwingungsisolationseinrichtung (8) mittels einer Steckverbindung (22) drehschlüssig mit dem Rotor (5) verbunden ist und die Steckverbindung (22) aus dem Rotor (5) zugeordneten Innenprofilierung (19) der Trennkupplung (6) und einer an der Drehschwingungsisolationseinrichtung (8) komplementär ausgebildeten Außenprofilierung (20) gebildet ist. Um eine Geräuschbildung der Steckverbindung (22) zu eliminieren, ist ein Umfangsspiel dieser bedämpft unterbunden.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für einen hybridischen Antriebsstrang enthaltend eine Brennkraftmaschine, eine Elektromaschine und eine zwischen einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und einem Rotor der Elektromaschine radial innerhalb des Rotors angeordneten Trennkupplung, wobei dem Rotor eine Drehschwingungsisolationseinrichtung nachgeschaltet ist, wobei die Drehschwingungsisolationseinrichtung mittels einer Steckverbindung drehschlüssig mit dem Rotor verbunden ist und die Steckverbindung aus einer dem Rotor zugeordneten Innenprofilierung der Trennkupplung und einer an der Drehschwingungsisolationseinrichtung komplementär ausgebildeten Außenprofilierung gebildet ist.
- Eine gattungsgemäße Antriebseinheit ist beispielsweise aus der Druckschrift
WO 2015/172784 A2 - Aus der Druckschrift
DE 10 2014 214 634 A1 ist eine Rotationsbaugruppe beispielsweise für eine gattungsgemäße Antriebseinheit bekannt, bei der ein Bauteil eines Drehschwingungsdämpfers direkt an einem Lamellenträger drehfest fixiert ist. Aufgrund eines toleranz- beziehungsweise montagebedingten Umfangsspiels der Verbindung zwischen Lamellenträger und dem an diesem fixierten Bauteil können störende Geräusche auftreten. - Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer gattungsgemäßen Antriebseinheit. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Antriebseinheit vorzuschlagen, bei der eine Geräuschbildung an einer drehschlüssigen Verbindung zwischen dem Rotor und einer nachgeschalteten Drehschwingungsisolationseinrichtung zumindest verringert wird.
- Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
- Die vorgeschlagene Antriebseinheit ist für einen hybridischen Antriebsstrang vorgesehen und enthält eine beispielsweise drehschwingungsbehaftete Brennkraftmaschine, eine Elektromaschine und eine zwischen einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und einem Rotor der Elektromaschine radial innerhalb des Rotors angeordnete Trennkupplung. Der Stator der Elektromaschine kann fest mit dem Gehäuse der Brennkraftmaschine verbunden sein. Kurbelwelle und Rotor sind in bevorzugter Weise koaxial zueinander angeordnet. Die Trennkupplung kann vollständig radial innerhalb und axial im Bauraum des Rotors untergebracht sein. Eine Kupplungsbetätigungseinrichtung zur automatisierten Betätigung der Trennkupplung kann vollständig radial innerhalb des Bauraums der Elektromaschine untergebracht sein.
- Die Trennkupplung ist als Lamellenkupplung mit eingangsseitig und ausgangsseitig geschichteten, von der Kupplungsbetätigungseinrichtung axial beaufschlagten Lamellen gebildet, die axial abwechselnd in einen eingangsseitigen Innenlamellenträger und einen mit dem Rotor fest verbundenen oder einteilig aus diesem gebildeten Außenlamellenträger drehfest eingehängt sind. Zwischen der Kurbelwelle und der Trennkupplung kann ein Drehschwingungsdämpfer, beispielsweise ein Zweimassenschwungrad angeordnet sein. Die Trennkupplung kann auf einer koaxial zur Kurbelwelle und zum Rotor angeordneten, an dem Stator zentrierten Zwischenwelle angeordnet sein, mit der das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers und der Innenlamellenträger drehfest verbunden sind.
- Dem Rotor ist eine Drehschwingungsisolationseinrichtung nachgeschaltet, wobei die Drehschwingungsisolationseinrichtung mittels einer Steckverbindung drehschlüssig mit dem Rotor verbunden ist. Die Steckverbindung enthält eine Innenprofilierung, die beispielsweise identisch mit der Profilierung zur drehfesten Aufnahme der ausgangsseitigen Lamellen an dem Außenlamellenträger oder separat mit dem Rotor verbunden oder einteilig an diesem angearbeitet sein kann, und am Außenlamellenträger vorgesehen ist. Die Innenprofilierung kann als partielle Innenverzahnung, das heißt mit nicht vollständig umlaufenden, mit Zahngründen abwechselnden Zähnen, oder als vollständige Innenverzahnung mit regelmäßig über den Umfang angeordneten, mit Zahngründen abwechselnden Zähnen ausgebildet sein. In die Innenprofilierung der Trennkupplung ist eine komplementär ausgebildete Außenprofilierung gefügt, die beispielsweise eine partielle oder vollständige Außenverzahnung bilden kann. Beispielsweise kann ein Flanschteil der Drehschwingungsisolationseinrichtung ein Scheibenteil mit einer umlaufenden Außenverzahnung oder mehrere über den Umfang verteilte Arme aufweisen, an denen radial außen zu der Innenprofilierung komplementäre, partielle Außenprofilierungen vorgesehen sind.
- Zur Vermeidung einer Bildung von Geräuschen, beispielsweise ein Klappern der toleranzbehafteten und/oder zur Verbesserung des Fügevorgangs der Steckverbindung montagebedingt ein Umfangsspiel aufweisenden Profilierungen der gefügten Steckverbindung ist das Umfangsspiel der Steckverbindung bedämpft unterbunden. Beispielsweise können Geräusche durch verbleibende Drehungleichförmigkeiten der Brennkraftmaschine verursacht werden. Unter einem Umfangsspiel ist beispielsweise ein Freiraum zwischen Zähnen und Zahnflanken der Profilierungen der Steckverbindungen zu verstehen und ist nicht zu verwechseln mit einer Führung der Drehschwingungsisolationseinrichtung in Umfangsrichtung, die stets mit Umfangsspiel erfolgen kann und auch zur Vermeidung von zu hohem Verschleiß infolge Verzwängung mit Umfangsspiel erfolgen sollte.
- Die Drehschwingungsisolationseinrichtung ist an der Steckverbindung in bevorzugter Weise axial schwimmend aufgenommen und getriebeseitig, beispielsweise auf einer Getriebeeingangswelle axial fixiert. Der Rotor und die Trennkupplung sind gegenüber dem Stator axial fixiert, so dass innerhalb der Steckverbindung ein axialer Toleranzausgleich, ein Abbau von Axialversatz der Getriebeeingangswelle, ein Abbau von Taumelbewegungen beispielsweise bei einem vorliegenden Winkelversatz und dergleichen an der mit Umfangsspiel behafteten, jedoch bezüglich des Umfangsspiels bedämpften Steckverbindung erfolgen kann. Durch das bedämpfte Umfangsspiel können derartige Ausgleichsbewegungen unter Kraftaufwand zwar erfolgen, ein freies, ein Klappern verursachendes Umfangsspiel liegt jedoch aufgrund der Bedämpfung des Umfangsspiels nicht vor.
- Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Antriebseinheit ist die Außenprofilierung innerhalb der Innenprofilierung in Umfangsrichtung elastisch vorgespannt. Dies bedeutet, dass die Außenprofilierung in Anlagekontakt mit der Innenprofilierung mittels mindestens eines Federelements gedrückt wird. Die Steifigkeit des mindestens einen Federelements ist dabei so bemessen, dass auftretende Rückstellkräfte von Drehschwingungen überwunden werden.
- Beispielsweise kann an dem Rotor ein Vorspannteil befestigt sein. Dieses Vorspannteil enthält beispielsweise über den Umfang verteilt an einem Befestigungsring einteilig aufgenommene Federelemente, welche gegenüber der Drehschwingungsisolationseinrichtung in Umfangsrichtung vorgespannt sind. Beispielsweise können die Federelemente gegen Gegenprofile eines Eingangsteils der Drehschwingungsisolationseinrichtung, beispielsweise ein Seitenteil eines Eingangsteils eines Drehschwingungsdämpfers in Umfangsrichtung oder mit einem Umfangsanteil vorgespannt sein.
- Das zumindest eine Federelement oder ein dieses einteilig ausbildendes Vorspannteil kann beispielsweise an einem die Außenprofilierung ausbildenden Flanschteil befestigt sein und die Außenprofilierung im entspannten Zustand über die Innenprofilierung hinaus verbreitern. Nach dem Fügen der Steckverbindung bildet das zumindest eine Federelement eine Vorspannung gegenüber der Innenprofilierung aus, wobei das zumindest eine Federelement beispielsweise als in Federfenstern des Flanschteils mit der Außenprofilierung und eines die Innenprofilierung vorspannenden, mit dem Flanschteil verdrehbar verbundenen Vorspannteils aufgenommen ist und das Flanschteil und das Vorspannteil in Umfangsrichtung verdreht. Alternativ oder zusätzlich kann das Flanschteil ein in Umfangsrichtung elastische Biegebalken aufweisendes Vorspannteil enthalten, wobei die Biegebalken in Umfangsrichtung gegenüber Anlagekontakten der Außenprofilierung an der Innenprofilierung eine Vorspannung gegenüber der Innenprofilierung ausbilden. Beispielsweise können bei einer Ausbildung der Steckverbindung als Steckverzahnung mit einer Innenverzahnung und einer Außenverzahnung die Zahnflanken der Innen- und Außenverzahnung in eine Umfangsrichtung beispielsweise in Zugrichtung aneinandergelegt sein, während die Biegebalken gegen zumindest einem Teil der gegenüberliegenden Zahnflanken der Innenverzahnung vorgespannt sind.
- Die Steifigkeit des zumindest einen Federelements kann einstellbar ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein als Schraubendruckfeder ausgebildetes Federelement entsprechend bezüglich seiner Länge, seiner Drahtstärke, Windungszahl und/oder dergleichen ausgelegt sein. Ein Biegebalken kann beispielsweise zur Einstellung seiner Steifigkeit in Umfangsrichtung entsprechend tailliert ausgebildet sein.
- Alternativ oder zusätzlich zur Bedämpfung des Umfangsspiels mittels zumindest eines Federelements kann zwischen der Drehschwingungsisolationseinrichtung und dem Rotor eine Reibeinrichtung wirksam angeordnet sein. Die Reibeinrichtung kann an der Drehschwingungsisolationseinrichtung befestigt sein und von radial innen gegen die Innenprofilierung oder ein anderes Bauteil oder eine andere Reibfläche des Rotors vorgespannt sein. Der Reibeingriff kann mittels einer Reibpaarung Stahl/Stahl oder einer Reibpaarung Stahl/Reibmaterial, wie beispielsweise Reibmaterial eines Papier-, Gemenge- oder Sinterbelags ausgebildet sein. Der Reibeingriff kann fliehkraftabhängig vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein mit der Drehschwingungsisolationseinrichtung verbundenes Fliehgewicht mit oder ohne Reibbelag von radial innen gegen eine Reibfläche des Rotors fliehkraftabhängig vorgespannt werden und damit einen Reibeingriff mit diesem ausbilden.
- Alternativ oder zusätzlich kann die Reibeinrichtung, beispielsweise zumindest ein axial gegen den mit oder ohne einen Reibbelag versehenen Rotor vorgespannter und an der Drehschwingungsisolationseinrichtung befestigter Arm mit oder ohne Reibbelag axial gegen den Rotor in Reibeingriff gebracht sein.
- Die Drehschwingungsisolationseinrichtung eliminiert in bevorzugter Weise über die Steckverbindung übertragene, verbleibende Drehschwingungen beispielsweise der Brennkraftmaschine. Hierzu kann die Drehschwingungsisolationseinrichtung einen Drehschwingungsdämpfer und/oder ein Fliehkraftpendel enthalten. Das mit dem Rotor mittels der bedämpften Steckverbindung verbundene Flanschteil kann daher im Falle eines vorhandenen Drehschwingungsdämpfers das Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers bilden. Dem Eingangsteil ist entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung ein gegenüber diesem um eine Drehachse beispielsweise um eine Drehachse der Getriebeeingangswelle begrenzt verdrehbar angeordnetes Ausgangsteil nachgeschaltet, welches beispielsweise mittels einer Ausgangsnabe mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbunden und axial auf dieser fixiert ist. Das Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers kann zwei axial beabstandete, miteinander verbundene und auf der Ausgangsnabe verdrehbar zentrierte Seitenteile enthalten, zwischen denen ein als Scheibenteil ausgebildetes, mit der Ausgangsnabe verbundenes Ausgangsteil angeordnet ist. Die Federeinrichtung kann aus über den Umfang verteilt angeordneten Schraubendruckfedern gebildet sein, die jeweils in axial gegenüberliegenden Federfenstern der Seitenteile und des Scheibenteils aufgenommen und von diesen in Umfangsrichtung beaufschlagt sind. Eines der Seitenteile ist hierbei mit dem die Steckverbindung mit dem Rotor bildenden Flanschteil verbunden oder bildet radial außen als Flanschteil selbst die Außenprofilierung.
- Enthält die Drehschwingungsisolationseinrichtung ein Fliehkraftpendel, kann das Flanschteil mit der Außenprofilierung der Steckverbindung mit einem Pendelmassenträger verbunden sein oder die Außenprofilierung direkt an dem Pendelmassenträger vorgesehen sein. Der Pendelmassenträger kann als Pendelflansch ausgebildet sein, an dem mittels Pendellagern beidseitig Pendelmassenteile angeordnet sind, wobei axial gegenüberliegende Pendelmassenteile jeweils mittels Ausnehmungen des Pendelflanschs durchgreifenden Verbindungsmitteln zu Pendelmassen verbunden sind und die Pendellager zwischen den Pendelmassenteilen und den Pendelmassen eingestellt sind.
- Alternativ kann der Pendelmassenträger aus zwei axial beabstandeten und miteinander verbundenen Seitenteilen gebildet sein, zwischen denen über den Umfang verteilt Pendelmassen angeordnet sind, wobei die Pendellager zwischen den Seitenteilen und den Pendelmassen ausgebildet sind und das die Außenprofilierung tragende Flanschteil mit einem der Seitenteile verbunden wie beispielsweise vernietet oder die Außenprofilierung direkt an eines der beiden Seitenteile angearbeitet sein kann.
- Alternativ kann ein Fliehkraftpendel vorgesehen sein, bei dem der Pendelmassenträger als Pendelflansch ausgebildet ist und die Pendellager axial in Linie mit radial übereinander liegenden Laufbahnen für eine Pendelrolle zwischen dem Pendelflansch und in Ausnehmungen des Pendelflanschs angeordneten Mittelteilen ausgebildet sind. Beidseitig des Pendelflanschs sind Pendelmassenteile angeordnet, wobei axial gegenüberliegende Pendelmassenteile jeweils mit einem Mittelteil verbunden sind. Das Flanschteil mit der Außenprofilierung kann mit dem Pendelflansch verbunden, beispielsweise vernietet sein oder die Außenprofilierung kann direkt an dem Pendelflansch radial außen angearbeitet sein.
- Die Drehschwingungsisolationseinrichtung, ein Drehschwingungsdämpfer und/oder ein Fliehkraftpendel dieser kann teilweise oder vollständig in den Bauraum der Elektromaschine integriert sein.
- Zur Vereinfachung der Montage der Außenprofilierung in die Innenprofilierung, das heißt beispielsweise zum Fügen eines Getriebes mit einer auf dessen Getriebeeingangswelle vormontierten Drehschwingungsisolationseinrichtung an die vorgeschlagene Antriebseinheit kann das zumindest eine Federelement vollständig vorgespannt fixiert sein. Hierzu kann das Flanschteil mit der Außenprofilierung und das Vorspannteil bei vorgespanntem zumindest einem Federelement aufeinander fixiert sein, so dass die Außenprofilierung mit Umfangsspiel in die Innenprofilierung gefügt werden kann. Beispielsweise können in dem Flanschteil und im dem Vorspannteil bei vorgespanntem zumindest einem Federelement fluchtende Öffnungen vorgesehen sein, durch welche jeweils ein Montagestift eingebracht werden kann, welcher nach der Ausbildung der Steckverbindung entfernt werden kann, so dass das zumindest eine Federelement mittels des Vorspannteils die Außenprofilierung gegen die Innenprofilierung vorspannt und damit das Umfangsspiel bedämpft unterbindet.
- Die Erfindung wird anhand der in den
1 bis19 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Diese zeigen: -
1 den oberen Teil einer um eine Drehachse angeordneten Antriebseinheit im Schnitt, -
2 die Steckverbindung der Antriebseinheit der1 im Schnitt, -
3 eine Teilansicht der Steckverbindung der2 , -
4 eine Teilansicht einer gegenüber der Steckverbindung der2 und3 abgeänderten Steckverbindung, -
5 einen Schnitt durch die Steckverbindung der4 , -
6 eine gegenüber den Steckverbindungen der2 bis5 abgeänderte Steckverbindung in Teilansicht, -
7 eine Teilansicht der nicht vorgespannten Steckverbindung der2 und3 nach dem Fügen und vor dem Verspannen, -
8 einen Schnitt durch die Steckverbindung der7 , -
9 eine Teilansicht einer gegenüber den Steckverbindungen der2 bis8 abgeänderten Steckverbindung, -
10 eine für die Antriebseinheit der1 geeignete Steckverbindung mit einer Reibeinrichtung im Schnitt, -
11 eine gegenüber der Steckverbindung der10 abgeänderte Steckverbindung im Schnitt, -
12 eine gegenüber den Steckverbindungen der10 und11 abgeänderte Steckverbindung im Schnitt, -
13 eine gegenüber den Steckverbindungen der10 bis12 abgeänderte Steckverbindung im Schnitt, -
14 einen Teilschnitt durch eine gegenüber den Steckverbindungen der vorhergehenden Figuren abgeänderte Steckverbindung mit einem an dem Rotor befestigten Vorspannteil, -
15 eine alternative Befestigung des Vorspannteils der Steckverbindung der14 an dem Rotor, -
16 eine Teilansicht des Vorspannteils der14 , -
17 eine Teilansicht von radial außen auf das Vorspannteil der14 , -
18 eine Teilansicht eines gegenüber dem Vorspannteil der14 bis17 abgeänderten Vorspannteils und -
19 ein Detail des Vorspannteils der18 . - Die
1 zeigt den oberen Teil der um die Drehachsed angeordneten Antriebseinheit1 im Schnitt. Die Antriebseinheit1 enthält die Brennkraftmaschine2 , von der nur die Kurbelwelle3 dargestellt ist, die Elektromaschine4 mit dem Rotor5 , die innerhalb des Rotors5 angeordnete Trennkupplung6 , den zwischen der Kurbelwelle3 und der Trennkupplung6 angeordneten Drehschwingungsdämpfer7 und die dem Rotor5 nachgeschaltete Drehschwingungsisolationseinrichtung8 , die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Drehschwingungsdämpfer9 ausgebildet ist. In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Drehschwingungsisolationseinrichtung8 als Fliehkraftpendel oder als Kombination eines Drehschwingungsdämpfers mit einem Fliehkraftpendel ausgebildet sein. - Der Stator
10 der Elektromaschine4 ist fest mit dem nicht dargestellten Gehäuse der Brennkraftmaschine2 verbunden und nimmt mittels dem Hohlwellenansatz11 den Wellenabschnitt12 verdrehbar auf. Auf dem Hohlwellenansatz11 ist die Betätigungseinrichtung13 der Trennkupplung6 verdrehbar aufgenommen. - Der Drehschwingungsdämpfer
7 ist eingangsseitig mit der Kurbelwelle3 befestigt und ausgangsseitig mit dem Wellenabschnitt12 drehfest verzahnt. Der Innenlamellenträger14 der Trennkupplung6 ist drehfest mit dem Wellenabschnitt12 verbunden. In dem Innenumfang des Rotors5 ist der Außenlamellenträger15 angeordnet. Zwischen dem Innenlamellenträger14 und dem Außenlamellenträger15 sind axial abwechselnd geschichtet jeweils drehfest die Lamellen16 ,17 der Trennkupplung6 eingehängt und axial von der Betätigungseinrichtung13 gegen die Endlamelle18 beaufschlagbar, um die Trennkupplung6 zu betätigen. - Der Außenlamellenträger
15 weist zur drehfesten Aufnahme der Lamellen17 und der Drehschwingungsisolationseinrichtung8 die Innenprofilierung19 - hier eine Innenverzahnung auf. - Die Innenprofilierung
19 bildet mit der zu dieser komplementär ausgebildeten Außenprofilierung20 - hier eine Außenverzahnung - des Flanschteils21 der Drehschwingungsisolationseinrichtung8 die Steckverbindung22 . Das Flanschteil21 ist radial innen mit dem Seitenteil23 verbunden. Das Seitenteil23 ist axial beabstandet mit dem Seitenteil24 verbunden und bildet das Eingangsteil25 des Drehschwingungsdämpfers9 der Drehschwingungsisolationseinrichtung8 . Axial zwischen den Seitenteilen23 ,24 ist das Scheibenteil26 angeordnet, welches mit der Ausgangsnabe27 verbunden, beispielsweise verschweißt ist und mit dieser das Ausgangsteil28 bildet. Die Ausgangsnabe27 ist drehfest mit der Getriebeeingangswelle29 eines nicht dargestellten Getriebes verbunden. Das Seitenteil23 und damit das Eingangsteil25 ist auf der Ausgangsnabe27 verdrehbar zentriert. Die Ausgangsnabe27 und damit die Drehschwingungsisolationseinrichtung8 ist axial auf der Getriebeeingangswelle29 fixiert. - Ein Axialausgleich zwischen Kurbelwelle
3 und Getriebeeingangswelle29 findet damit innerhalb der Steckverbindung22 statt. Hierzu sind die Innenprofilierung19 und die Außenprofilierung20 axial schwimmend angeordnet. - Zwischen den Seitenteilen
23 ,24 einerseits und dem Scheibenteil26 andererseits ist die in Umfangsrichtung wirksame Federeinrichtung39 vorgesehen, deren Schraubendruckfedern40 über den Umfang verteilt in aus den Seitenteilen23 ,24 und dem Scheibenteil ausgenommenen Federfenstern41 ,42 ,43 untergebracht und bei einer Relativverdrehung der Seitenteile23 ,24 gegenüber dem Scheibenteil von radial ausgerichteten Fensterwandungen beaufschlagbar sind. - Die Steckverbindung
22 weist toleranzbehaftet oder montagebedingt zur einfacheren Ausbildung der Fügung ein Umfangsspiel auf. Um dieses während des Betriebs der Antriebseinheit1 zu eliminieren und damit Geräusche wie beispielsweise Klappergeräusche zu vermeiden, ist die Außenprofilierung20 in eine Drehrichtung gegenüber der Innenprofilierung19 in Umfangsrichtung vorgespannt. Hierzu sind an dem Flanschteil21 über den Umfang verteilt Federelemente30 mit einer vorgegebenen Steifigkeit beziehungsweise Elastizität aufgenommen, die die Außenprofilierung20 gegen die Innenprofilierung19 in Umfangsrichtung vorspannen. In bevorzugter Weise erfolgt eine Vorspannung in Zugrichtung, so dass Innenprofilierung19 und Außenprofilierung20 unter Zug bereits vorgespannt aneinander liegen und bei einem Drehmomentwechsel in Schubrichtung die Außenprofilierung20 an die gegenüberliegenden Flanken der Innenprofilierung19 entgegen der Wirkung der Federelemente30 verlagert wird. - Die
2 und3 zeigen die Steckverbindung22 der Antriebseinheit1 im Detail im Schnitt und in Teilansicht. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Federelemente30 als radial erweiterte, nach radial außen offene, jeweils zwischen zwei Zähne33 ,34 der Innenprofilierung19 eingreifende, über den Umfang verteilt angeordnete Biegebalken31 ausgebildet, die an dem Befestigungsring32 einteilig aufgenommen sind. Der Befestigungsring32 bildet mit den Biegebalken31 das Vorspannteil44 , welches mittels der Niete35 mit dem Flanschteil21 verbunden ist. Der Biegebalken31 tritt mit einer Zahnflanke36 in Kontakt und spannt den zugehörigen Zahn38 der Außenprofilierung20 gegen die der Zahnflanke36 in Umfangsrichtung gegenüberliegende Zahnflanke37 der Innenprofilierung19 vor. Der Biegebalken31 weist zur Einstellung dessen Steifigkeit in Umfangsrichtung die Taillierung58 auf. - Die
4 und5 zeigen in Teilansicht und im Schnitt die gegenüber der Steckverbindung22 der vorhergehenden Figuren abgeänderte Steckverbindung22a auf. Im Unterschied zu der Steckverbindung22 ist das Vorspannteil44a der Steckverbindung22a in das Flanschteil21a eingehängt. Hierzu durchgreifen die Laschen45a des Vorspannteils die Öffnungen46a des Flanschteils21a axial und sind auf der gegenüberliegenden Seite nach radial innen umgelegt. Weiterhin sind die Biegebalken31a radial außen von dem Flanschteil21a weg axial umgebogen, so dass deren Steifigkeit ohne Taillierung einstellbar ausgebildet und das Fügen der Steckverbindung22a vereinfacht ist. - Die
6 zeigt eine gegenüber den Steckverbindungen22 ,22a der vorhergehenden Figuren abgeänderte Steckverbindung22b in Teilansicht. Im Unterschied zu diesem sind die an dem Befestigungsring32b angeordneten Biegebalken31b des Vorspannteils44b ausgehend von ihrer Aufnahme an dem Befestigungsring32b in Umfangsrichtung verlagert in der Innenprofilierung19b aufgenommen. Damit kann die Steifigkeit der Biegebalken31b beispielsweise abhängig von der Belastung in Umfangsrichtung eingestellt werden. - Die
7 und8 zeigen die Steckverbindung22 der1 bis3 während deren Fügevorgangs. Zur Verringerung der axialen Fügekräfte sind die Biegebalken31 in Umfangsrichtung vorgespannt, so dass der Umfangsspalt47 zwischen den Biegebalken31 und den Zähnen33 ,34 der Innenprofilierung19 erhalten bleibt. Hierzu sind in dem Flanschteil21 und in den Biegebalken31 mit in Umfangsrichtung vorgespannten Biegebalken31 fluchtende Öffnungen48 ,49 vorgesehen, in die jeweils ein Montagestift50 eingebracht ist. Nach dem Fügen der Steckverbindung22 werden die Montagestifte50 entfernt und die Vorspannung der Biegebalken31 gegenüber der Innenprofilierung19 stellt sich ein. - Die
9 zeigt die gegenüber den Steckverbindungen22 ,22a ,22b der vorhergehenden Figuren abgeänderte Steckverbindung22c im Schnitt. Im Unterschied zu den Steckverbindungen22 ,22a ,22b weist die Steckverbindung22c das Vorspannteil44c mit starren radial erweiterten und über den Umfang verteilt angeordneten Armen31c auf, die verdrehbar an den Nieten35c aufgenommen sind. In axial gegenüberliegenden Federfenstern51c ,52c des Flanschteils21c und den Armen31c sind in Umfangsrichtung wirksame, als Schraubendruckfedern53c ausgebildete Federelemente30c aufgenommen und von Fensterwandungen der Federfenster51c ,52c in Umfangsrichtung beaufschlagt. Hierzu entsteht im nicht verspannten Zustand der Steckverbindung22c ein Umfangsversatz zwischen den Armen31c und den Flanken der Außenprofilierung20c , wobei nach dem Fügen der Steckverbindung die Arme31c und die Außenprofilierung20c entgegen der Wirkung der Schraubendruckfedern53c in Umfangsrichtung gegen die Innenprofilierung19c verspannt sind. - Die
10 bis13 zeigen die alternativ für die Antriebseinheit1 der1 geeigneten, gegenüber den Steckverbindungen22 ,22a ,22b ,22c der vorhergehenden Figuren abgeänderte Steckverbindungen22d ,22e ,22f ,22g , welche ein gemeinsames Wirkprinzip einer Ausbildung eines Reibmoments jeweils zwischen dem Flanschteil21d ,21e ,21f ,21g und dem Rotor5d ,5e ,5f ,5g aufweisen, um das Umfangsspiel zwischen den Innenprofilierungen19d ,19e ,19f ,19g und den Außenprofilierungen20d ,20e ,20f ,20g zu eliminieren. Aufgrund der Einführung eines Reibmoments ist über das Umfangsspiel zwischen diesen eine Reibhysterese ausgebildet, die ein Klappern der Steckverbindungen22d ,22e ,22f ,22g unterbindet, wobei das eingestellte Reibmoment größer ist als ein geräuschbildendes Drehmoment an der Steckverbindung22d ,22e ,22f ,22g . - Die
10 zeigt die Steckverbindung22d , bei der die Reibeinrichtung54d die Reibscheibe44d enthält, die mittels der Niete35d an dem Flanschteil21d befestigt ist, im Schnitt. Die Reibscheibe44d ist radial außen axial umgelegt und mittels einer radialen Vorspannung gegen die Innenprofilierung19d radial mittels einer Metall-Metall-Reibpaarung vorgespannt. - Die
11 zeigt die der Steckverbindung22d der10 ähnliche Steckverbindung22e mit der Reibeinrichtung54e im Schnitt. Im Unterschied zu der Steckverbindung22d enthält die Reibscheibe44e an ihrem axialen Ansatz den zwischen die Innenprofilierung19e und der Reibscheibe44e vorgespannten Reibbelag55e . - Die
12 zeigt im Unterschied zu der Steckverbindung22e der11 die Steckverbindung22f , bei der die mit dem Reibbelag55f ausgestattete Reibscheibe44f der Reibeinrichtung54f im ruhenden Zustand der Steckverbindung22f nicht gegen die Innenprofilierung19f radial vorgespannt ist. Der axiale Ansatz56f der Reibscheibe44f enthält auf der dem Reibbelag55f abgewandten Seite das Fliehgewicht57f . Dreht der Rotor5f um seine Drehachse, wird das Fliehgewicht57f fliehkraftbedingt nach radial außen beschleunigt und das Reibmoment zwischen dem Reibbelag55f und der Innenprofilierung19f wird aufgebaut. Durch die nicht vorhandene Reibung während der Montage ist diese vorteilhafterweise vereinfacht. - Die
13 zeigt die Steckverbindung22g im Schnitt, bei der die Reibscheibe44g der Reibeinrichtung54g radial außen die Innenprofilierung19g übergreift und mittels des an der Reibscheibe44g angebrachten Reibbelags55g einen Reibeingriff mit der Stirnseite der Innenprofilierung19g ausbildet. Die axiale Vorspannung der Reibscheibe44g gegen die Innenprofilierung19g erfolgt mittels einer axialen Festlegung der Drehschwingungsisolationseinrichtung auf der axial fest gelagerten Getriebeeingangswelle und einer mit axial vorgegebenem Abstand ausgebildeten Verbindung zwischen dem Getriebegehäuse und dem Gehäuse der Brennkraftmaschine beziehungsweise des Stators. - Die
14 zeigt die gegenüber der Antriebseinheit1 der1 abgeänderte Antriebseinheit1h mit der in Umfangsrichtung mittels den Federelementen30h vorgespannten Steckverbindung22h im Teilschnitt. Im Unterschied zu den Steckverbindungen der Antriebseinheit1 ist das Vorspannteil44h mit den Federelementen30h mittels der Verstemmung59h fest mit dem Rotor5h beziehungsweise mit der mit diesem fest verbundenen Innenprofilierung19h verbunden. Die Federelemente30h sind über den Umfang verteilt an dem Vorspannteil44h nach radial innen erweitert angeordnet und bilden in Umfangsrichtung elastische Zungen60h aus, welche in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Umfangsrichtung gegen entsprechende Gegenprofile61h der Drehschwingungsisolationseinrichtung8h , hier dem Seitenteil23h des Eingangsteils25h des Drehschwingungsdämpfers9h der Drehschwingungsisolationseinrichtung8h vorgespannt sind. Die Steckverbindung22h ist hiervon räumlich getrennt zwischen der Innenprofilierung19h und der an dem Flanschteil21h , welches mit dem Seitenteil23h drehfest verbunden ist, radial außen angeordneten Außenprofilierung20h mit Umfangsspiel ausgebildet. - Die
15 zeigt im Schnittdetail die gegenüber der Verstemmung59h der14 abgeänderte Verbindung des Vorspannteils44h mit der Innenprofilierung19h mittels der über den Umfang verteilt angeordneten Schrauben62h . - Die
16 zeigt ein Detail des Vorspannteils44h der14 in Ansicht mit dem Befestigungsring32h und dem nach radial innen erweiterten Federelement30h mit der in Umfangsrichtung elastisch ausgebildeten Zunge60h , die hier gegen das gestrichelt dargestellte Gegenprofil61h der Drehschwingungsisolationseinrichtung8h (14 ) in Umfangsrichtung vorgespannt ist. - Die
17 zeigt das Vorspannteil44h der14 ,16 und17 von radial außen mit dem Befestigungsring32h , dem Federelement30h und der gegen das Gegenprofil61h des Seitenteils23h der Drehschwingungsisolationseinrichtung8h vorgespannten Zunge60h . Die Zunge60h ist zur Einstellung einer vorgegebenen Elastizität beziehungsweise Steifigkeit in Umfangsrichtung bogenförmig ausgebildet. - Die
18 zeigt in Teilansicht eine zu der Vorspannung der Steckverzahnung22h der14 bis17 alternative Vorspannung des Vorspannteils44i gegenüber dem Seitenteil23i des Eingangsteils25i eines ansonsten dem Drehschwingungsdämpfer9h der14 entsprechenden Drehschwingungsdämpfers beziehungsweise einer Antriebseinheit1h . An dem Befestigungsring32i des Vorspannteils44i sind nach radial innen erweitert und über den Umfang verteilt die Federelemente30i angeordnet, die radial innen schräg und damit mit einem Umfangsanteil umgelegte Zungen60i aufweisen, die in Umfangsrichtung eine vorgegebene Elastizität aufweisen. Die Zungen60i sind gegen bogenförmig ausgebuchtete Gegenprofile61i des Seitenteils23i in Umfangsrichtung vorgespannt. - Die
19 zeigt eines der Federelemente30i mit der schräg axial umgelegten Zunge60i im Detail. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Antriebseinheit
- 1h
- Antriebseinheit
- 2
- Brennkraftmaschine
- 3
- Kurbelwelle
- 4
- Elektromaschine
- 5
- Rotor
- 5d
- Rotor
- 5e
- Rotor
- 5f
- Rotor
- 5g
- Rotor
- 5h
- Rotor
- 6
- Trennkupplung
- 7
- Drehschwingungsdämpfer
- 8
- Drehschwingungsisolationseinrichtung
- 8h
- Drehschwingungsisolationseinrichtung
- 9
- Drehschwingungsdämpfer
- 9h
- Drehschwingungsdämpfer
- 10
- Stator
- 11
- Hohlwellenansatz
- 12
- Wellenabschnitt
- 13
- Betätigungseinrichtung
- 14
- Innenlamellenträger
- 15
- Außenlamellenträger
- 16
- Lamelle
- 17
- Lamelle
- 18
- Endlamelle
- 19
- Innenprofilierung
- 19b
- Innenprofilierung
- 19c
- Innenprofilierung
- 19d
- Innenprofilierung
- 19e
- Innenprofilierung
- 19f
- Innenprofilierung
- 19g
- Innenprofilierung
- 19h
- Innenprofilierung
- 20
- Außenprofilierung
- 20c
- Außenprofilierung
- 20d
- Außenprofilierung
- 20e
- Außenprofilierung
- 20f
- Außenprofilierung
- 20g
- Außenprofilierung
- 20h
- Außenprofilierung
- 21
- Flanschteil
- 21a
- Flanschteil
- 21c
- Flanschteil
- 21d
- Flanschteil
- 21e
- Flanschteil
- 21f
- Flanschteil
- 21g
- Flanschteil
- 21h
- Flanschteil
- 22
- Steckverbindung
- 22a
- Steckverbindung
- 22b
- Steckverbindung
- 22c
- Steckverbindung
- 22d
- Steckverbindung
- 22e
- Steckverbindung
- 22f
- Steckverbindung
- 22g
- Steckverbindung
- 22h
- Steckverbindung
- 23
- Seitenteil
- 23h
- Seitenteil
- 23i
- Seitenteil
- 24
- Seitenteil
- 25
- Eingangsteil
- 25h
- Eingangsteil
- 25i
- Eingangsteil
- 26
- Scheibenteil
- 27
- Ausgangsnabe
- 28
- Ausgangsteil
- 29
- Getriebeeingangswelle
- 30
- Federelement
- 30c
- Federelement
- 30h
- Federelement
- 30i
- Federelement
- 31
- Biegebalken
- 31a
- Biegebalken
- 31b
- Biegebalken
- 31c
- Arm
- 32
- Befestigungsring
- 32b
- Befestigungsring
- 32h
- Befestigungsring
- 32i
- Befestigungsring
- 33
- Zahn
- 34
- Zahn
- 35
- Niet
- 35c
- Niet
- 35d
- Niet
- 36
- Zahnflanke
- 37
- Zahnflanke
- 38
- Zahn
- 39
- Federeinrichtung
- 40
- Schraubendruckfeder
- 41
- Federfenster
- 42
- Federfenster
- 43
- Federfenster
- 44
- Vorspannteil
- 44a
- Vorspannteil
- 44b
- Vorspannteil
- 44c
- Vorspannteil
- 44h
- Vorspannteil
- 44i
- Vorspannteil
- 44d
- Reibscheibe
- 44e
- Reibscheibe
- 44f
- Reibscheibe
- 44g
- Reibscheibe
- 45a
- Lasche
- 46a
- Öffnung
- 47
- Umfangsspalt
- 48
- Öffnung
- 49
- Öffnung
- 50
- Montagestift
- 51c
- Federfenster
- 52c
- Federfenster
- 53c
- Schraubendruckfeder
- 54d
- Reibeinrichtung
- 54e
- Reibeinrichtung
- 54f
- Reibeinrichtung
- 54g
- Reibeinrichtung
- 55e
- Reibbelag
- 55f
- Reibbelag
- 55g
- Reibbelag
- 56f
- Ansatz
- 57f
- Fliehgewicht
- 58
- Taillierung
- 59h
- Verstemmung
- 60h
- Zunge
- 60i
- Zunge
- 61h
- Gegenprofil
- 61i
- Gegenprofil
- 62h
- Schraube
- d
- Drehachse
- 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
-
- WO 2015/172784 A2 [0002]
- DE 102014214634 A1 [0003]
Claims (10)
- Antriebseinheit (1, 1h) für einen hybridischen Antriebsstrang enthaltend eine Brennkraftmaschine (2), eine Elektromaschine (4) und eine zwischen einer Kurbelwelle (3) der Brennkraftmaschine (2) und einem Rotor (5, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h) der Elektromaschine (4) radial innerhalb des Rotors (5, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h) angeordneten Trennkupplung (6), wobei dem Rotor (5, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h) eine Drehschwingungsisolationseinrichtung (8, 8h) nachgeschaltet ist, wobei die Drehschwingungsisolationseinrichtung (8, 8h) mittels einer Steckverbindung (22, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g, 22h) drehschlüssig mit dem Rotor (5, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h) verbunden ist und die Steckverbindung (22, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g, 22h) aus einem dem Rotor (5, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h) zugeordneten Innenprofilierung (19, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 19h) und einer an der Drehschwingungsisolationseinrichtung (8, 8h) komplementär ausgebildeten Außenprofilierung (20, 20c, 20d, 20e 20f, 20g, 20h) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umfangsspiel der Steckverbindung (22, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g, 22h) bedämpft unterbunden ist.
- Antriebseinheit (1, 1h) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Außenprofilierung (20, 20c) innerhalb der Innenprofilierung (19, 19b, 19c) in Umfangsrichtung elastisch vorgespannt ist. - Antriebseinheit (1h) nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rotor (5h) ein eine Vorspannung gegenüber der Drehschwingungsisolationseinrichtung (8h) einstellendes Vorspannelement (44h, 44i) befestigt ist. - Antriebseinheit (1) nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass an einem die Außenprofilierung (20, 20c) ausbildenden Flanschteil (21, 21a, 21c) ein eine Vorspannung gegenüber der Innenprofilierung (19, 19b, 19c) einstellendes Federelement (30, 30c) befestigt ist. - Antriebseinheit (1) nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (30) zumindest einen in Umfangsrichtung elastischen Biegebalken (31, 31a, 31b) aufweist, welcher in Umfangsrichtung gegenüber eines Anlagekontakts der Außenprofilierung (20, 20c) an der Innenprofilierung (19, 19c) eine Vorspannung gegenüber der Innenprofilierung (19, 19b, 19c) ausbildet. - Antriebseinheit (1) nach
Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Steifigkeit des Biegebalkens (31) mittels einer Taillierung (58) und/oder einer Auslenkung in axiale Richtung und/oder in Umfangsrichtung einstellbar ausgebildet ist. - Antriebseinheit nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Drehschwingungsisolationseinrichtung und dem Rotor (5d, 5e, 5f, 5g) eine Reibeinrichtung (54d, 54e, 54f, 54g) wirksam angeordnet ist. - Antriebseinheit nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Reibscheibe (44d, 44e, 44f) der Reibeinrichtung (54d, 54e, 54f) an einem Flanschteil (21d, 21e, 21f) der Drehschwingungsisolationseinrichtung befestigt ist und von radial innen gegen die Innenprofilierung (19d, 19e, 19f) vorgespannt ist. - Antriebseinheit nach
Anspruch 6 oder7 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Reibeingriff der Reibeinrichtung (54f) fliehkraftabhängig vorgesehen ist. - Antriebseinheit (1) nach einem der
Ansprüche 1 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschwingungsisolationseinrichtung (8) einen Drehschwingungsdämpfer (9) und/oder ein Fliehkraftpendel enthält.
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