DE102019131170B3 - Powertrain for motor vehicles - Google Patents

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Dominic Melischko
Christoph Raber
Marc Finkenzeller
Jens Bohnen
Patrick Huber
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Abstract

Kupplungseinrichtung (1) zur schaltbaren Verbindung einer Antriebswelle (2) mit einer Abtriebswelle (3), wobei die Kupplungseinrichtung (1) zumindest eine Trommelbremse (4) sowie eine Betätigungseinrichtung (5) zum Betätigen der Trommelbremse (4) umfasst, wobei die Trommelbremse (4) zumindest eine zylindrische Kontaktfläche (6) und mindestens eine Bremsbacke (7) aufweist, die gegenüber der Kontaktfläche (6) verschwenkbar ist, wobei die Betätigungseinrichtung (5) zumindest ein Planetengetriebe (8) umfasst.Coupling device (1) for the switchable connection of a drive shaft (2) to an output shaft (3), the coupling device (1) comprising at least one drum brake (4) and an actuating device (5) for actuating the drum brake (4), the drum brake ( 4) has at least one cylindrical contact surface (6) and at least one brake shoe (7) which can be pivoted relative to the contact surface (6), the actuating device (5) comprising at least one planetary gear (8).

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug. Der Antriebsstrang umfasst zumindest eine erste Antriebseinheit und eine davon antreibbare Antriebswelle, eine zweite Antriebseinheit und eine davon antreibbare Abtriebswelle sowie eine Kupplungseinrichtung. Die Kupplungseinrichtung ist bevorzugt zwischen den zwei Antriebseinheiten eines Kraftfahrzeugs angeordnet und bildet eine sogenannte K0-Kupplung. Insbesondere ist das Kraftfahrzeug ein Hybridfahrzeug, wobei die zwei Antriebseinheiten eine Verbrennungskraftmaschine und eine elektrische Maschine umfassen, die über die Kupplungseinrichtung miteinander und/oder mit mindestens einer Achse oder einem Rad des Kraftfahrzeuges verbindbar sind.The invention relates to a drive train for a motor vehicle. The drive train comprises at least a first drive unit and a drive shaft that can be driven by it, a second drive unit and an output shaft that can be driven by it, and a coupling device. The coupling device is preferably arranged between the two drive units of a motor vehicle and forms a so-called K0 coupling. In particular, the motor vehicle is a hybrid vehicle, the two drive units comprising an internal combustion engine and an electrical machine which can be connected to one another and / or to at least one axle or one wheel of the motor vehicle via the coupling device.

Sogenannte KO-Kupplungen sind z. B. als trocken oder nasslaufende Lamellenkupplungen ausgeführt. Dabei sind verschiedene Betätigungseinrichtungen bekannt, z. B. hydraulische Betätigungseinrichtung oder Rampensysteme bzw. -aktoren.So-called KO clutches are z. B. designed as dry or wet multi-plate clutches. Various actuating devices are known, e.g. B. hydraulic actuator or ramp systems or actuators.

Die bekannten Kupplungseinrichtungen zur An- und Abkopplung einer Verbrennungskraftmaschine an eine elektrische Maschine bzw. an den Antriebsstrang sind technisch sehr aufwändig und dadurch kostenintensiv. Weiter ist die Betätigungseinrichtung häufig zumindest teilweise außerhalb der Kupplungseinrichtung bzw. eines Gehäuses der Kupplungseinrichtung angeordnet, so dass ein großer Bauraum beansprucht wird.The known coupling devices for coupling and uncoupling an internal combustion engine to an electrical machine or to the drive train are technically very complex and therefore costly. Furthermore, the actuating device is often at least partially arranged outside the coupling device or a housing of the coupling device, so that a large amount of installation space is required.

Aus der DE 10 2012 222 110 A1 ist eine Kupplungseinrichtung bekannt, die eine Reibungskupplung und eine Wirbelstrombremse als Betätigungseinrichtung aufweist. Über die Wirbelstrombremse ist ein Planetengetriebe antreibbar, das mit einem Rampensystem als Übersetzungseinrichtung zusammenwirkt, so dass die Reibungskupplung über die Übersetzungseinrichtung betätigbar ist.From the DE 10 2012 222 110 A1 a clutch device is known which has a friction clutch and an eddy current brake as an actuating device. A planetary gear can be driven via the eddy current brake and cooperates with a ramp system as a step-up device, so that the friction clutch can be actuated via the step-up device.

Aus der DE 10 2014 221 197 A1 und der DE 10 2015 214 935 A1 ist jeweils eine Kupplungseinrichtung bekannt, bei der die Betätigungseinrichtung ebenfalls ein Planetengetriebe sowie ein Rampensystem umfasst.From the DE 10 2014 221 197 A1 and the DE 10 2015 214 935 A1 a coupling device is known in each case, in which the actuating device also comprises a planetary gear and a ramp system.

Aus der DE 10 2016 219 226 A1 sind ein Verfahren zum Betätigen einer Magnetkupplung sowie eine Reibungskupplung bekannt.From the DE 10 2016 219 226 A1 a method for actuating a magnetic clutch and a friction clutch are known.

Aus der DE10 2005 025 296 A1 ist eine Trommelbremse sowie eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Trommelbremse bekannt, wobei die Trommelbremse zumindest eine zylindrische Kontaktfläche und mindestens eine Bremsbacke aufweist, die gegenüber der Kontaktfläche verschwenkbar ist.From the DE10 2005 025 296 A1 a drum brake and an actuating device for actuating the drum brake are known, the drum brake having at least one cylindrical contact surface and at least one brake shoe which is pivotable with respect to the contact surface.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lindern. Insbesondere soll ein Antriebsstrang mit einer Kupplungseinrichtung vorgeschlagen werden, wobei die Kupplungseinrichtung zu niedrigen Kosten herstellbar ist, kompakte Abmessungen aufweist, eine in die Kupplungseinrichtung integrierte Betätigungseinrichtung aufweist, eine elektrische Betätigung aufweist, ein regelbares und genau einstellbares Kupplungsmoment ermöglicht, eine nur geringe Betätigungsenergie zum Schalten der Kupplungseinrichtung erfordert, die durch die Betätigungseinrichtung verstärkbar ist und insbesondere einen energiefreien Zustand im geöffneten oder geschlossenen Zustand aufweist.The present invention is based on the object of at least partially alleviating the problems outlined above. In particular, a drive train with a coupling device is to be proposed, the coupling device being producible at low cost, having compact dimensions, having an actuating device integrated into the coupling device, having electrical actuation, enabling a controllable and precisely adjustable coupling torque, only low actuation energy for switching requires the coupling device, which can be reinforced by the actuating device and in particular has an energy-free state in the open or closed state.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Antriebsstrang gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.This object is achieved with a drive train according to the features of independent claim 1. Further advantageous configurations of the invention are specified in the dependent claims. The features listed individually in the dependently formulated claims can be combined with one another in a technologically meaningful manner and can define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred embodiments of the invention being presented.

Es wird eine Kupplungseinrichtung zur schaltbaren Verbindung einer Antriebswelle mit einer Abtriebswelle vorgeschlagen. Die Kupplungseinrichtung umfasst zumindest eine Trommelbremse sowie eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Trommelbremse. Die Trommelbremse weist zumindest eine zylindrische Kontaktfläche und mindestens eine Bremsbacke auf, die gegenüber der Kontaktfläche verschwenkbar ist. Die Betätigungseinrichtung umfasst zumindest ein Planetengetriebe.A coupling device is proposed for the switchable connection of a drive shaft to an output shaft. The coupling device comprises at least one drum brake and an actuating device for actuating the drum brake. The drum brake has at least one cylindrical contact surface and at least one brake shoe which can be pivoted with respect to the contact surface. The actuating device comprises at least one planetary gear.

Die Kupplungseinrichtung ist insbesondere in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Der Antriebsstrang umfasst zumindest eine erste Antriebseinheit und eine davon antreibbare Antriebswelle, eine zweite Antriebseinheit und eine davon antreibbare Abtriebswelle sowie die Kupplungseinrichtung, über die die Antriebswelle mit der Abtriebswelle schaltbar miteinander verbindbar ist.The clutch device is arranged in particular in a drive train of a motor vehicle. The drive train comprises at least a first drive unit and a drive shaft that can be driven by it, a second drive unit and an output shaft that can be driven by it, and the coupling device, via which the drive shaft can be connected to one another in a switchable manner.

Die Kupplungseinrichtung ist bevorzugt zwischen den zwei Antriebseinheiten eines Kraftfahrzeugs angeordnet und bildet eine sogenannte K0-Kupplung.The coupling device is preferably arranged between the two drive units of a motor vehicle and forms a so-called K0 coupling.

Insbesondere weist die Kupplungseinrichtung eine Drehachse auf, wobei die Antriebswelle und die Abtriebswelle insbesondere koaxial zur Drehachse angeordnet sind.In particular, the coupling device has an axis of rotation, the drive shaft and the output shaft being arranged in particular coaxially to the axis of rotation.

Trommelbremsen sind grundsätzlich bekannt. Insbesondere weisen diese mindestens eine, üblicherweise aber eine Mehrzahl von Bremsbacken auf. Die Kontaktfläche ist Bestandteil eines trommel- bzw. topfförmigen Gehäuseteils der Trommelbremse. Die mindestens eine Bremsbacke ist gegenüber der zylindrischen Kontaktfläche bewegbar angeordnet, so dass sie schaltbar kraftschlüssig mit der Kontaktfläche verbunden werden kann. Ist die mindestens eine Bremsbacke kraftschlüssig mit der Kontaktfläche verbunden, sind Antriebswelle und Abtriebswelle drehfest miteinander verbunden und die Antriebseinheiten miteinander gekoppelt (geschlossener Zustand der Kupplungseinrichtung). Liegt keine kraftschlüssige Verbindung vor, sind die Antriebseinheiten voneinander entkoppelt (offener Zustand der Kupplungseinrichtung).Drum brakes are known in principle. In particular, they have at least one, but usually a plurality of brake shoes. The contact surface is part of a drum-shaped or cup-shaped housing part of the drum brake. The at least one brake shoe is movably arranged with respect to the cylindrical contact surface, so that it can be connected to the contact surface in a switchable force-locking manner. If the at least one brake shoe is non-positively connected to the contact surface, the drive shaft and output shaft are non-rotatably connected to one another and the drive units are coupled to one another (closed state of the coupling device). If there is no frictional connection, the drive units are decoupled from one another (open state of the coupling device).

Auch Planetengetriebe sind grundsätzlich bekannt. Planetengetriebe umfassen regelmäßig die Komponenten Hohlrad, Sonnenrad, Planetenträger und Planeten. Sonnenrad und Hohlrad sind über mindestens einen Planeten (üblicherweise eine Mehrzahl von Planeten) miteinander verbunden, insbesondere über Verzahnungen. Der Planetenträger trägt die Drehachsen der Planeten, so dass die Planeten zusammen mit dem Planetenträger gegenüber den anderen Komponenten verdrehbar sind. Jeder Planet ist drehbar an einer, an dem Planetenträger angebundenen, Drehachse angeordnet. Insbesondere sind Drehachsen von Hohlrad, Sonnenrad, Planetenträger und Planeten parallel zueinander angeordnet, wobei bevorzugt die Drehachsen von Hohlrad, Sonnenrad und Planetenträger koaxial zueinander und die Drehachsen der Planeten beabstandet dazu angeordnet sind. Liegt keine äußere Krafteinwirkung vor, rotieren Hohlrad, Sonnenrad und Planetenträger (und die an den Planetenträger angebundenen Planetenräder) gemeinsam um die Drehachse.Planetary gears are also known in principle. Planetary gears regularly include the components ring gear, sun gear, planet carrier and planet. The sun gear and the ring gear are connected to one another via at least one planet (usually a plurality of planets), in particular via gears. The planet carrier carries the axes of rotation of the planets, so that the planets can be rotated together with the planet carrier with respect to the other components. Each planet is rotatably arranged on an axis of rotation connected to the planet carrier. In particular, the axes of rotation of the ring gear, sun gear, planet carrier and planet are arranged parallel to one another, the axes of rotation of ring gear, sun gear and planet carrier preferably being arranged coaxially to one another and the axes of rotation of the planets being arranged at a distance from them. If there is no external force, the ring gear, sun gear and planet carrier (and the planet gears connected to the planet carrier) rotate together around the axis of rotation.

Insbesondere ist die mindestens eine Bremsbacke an einem mit der Abtriebswelle drehfest verbundenem ersten Flansch verschwenkbar an einem Drehpunkt befestigt wobei die Kontaktfläche drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist. Insbesondere ist die Bremsbacke gegenüber einer radialen Richtung innerhalb der zylindrischen Kontaktfläche angeordnet.In particular, the at least one brake shoe is pivotably attached to a pivot point on a first flange that is connected non-rotatably to the output shaft, the contact surface being non-rotatably connected to the drive shaft. In particular, the brake shoe is arranged opposite a radial direction within the cylindrical contact surface.

Insbesondere ist die mindestens eine Bremsbacke über ein mit dem Planetengetriebe verbundenes Betätigungselement betätigbar und um den Drehpunkt verschwenkbar, wobei das Betätigungselement durch das Planetengetriebe betätigbar ist.In particular, the at least one brake shoe can be actuated via an actuating element connected to the planetary gear and can be pivoted about the pivot point, the actuating element being actuatable by the planetary gear.

Insbesondere ist die mindestens eine Bremsbacke durch das Betätigungselement zumindest in einer Umfangsrichtung betätigbar, so dass die Bremsbacke durch das Betätigungselement hin zur Kontaktfläche zur Ausbildung einer reibschlüssigen Verbindung mit der Kontaktfläche verschwenkbar ist. Insbesondere erstreckt sich die Bremsbacke ausgehend von dem Drehpunkt zumindest entlang einer Umfangsrichtung hin zu einem Ende der Bremsbacke. Insbesondere kontaktiert das Betätigungselement die Bremsbacke an dem Ende oder an einer Kontaktstelle der Bremsbacke, die zwischen dem Ende und dem Drehpunkt angeordnet ist. Insbesondere kann die Bremsbacke durch das Betätigungselement hin zur Kontaktfläche verschwenkt werden, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Bremsbacke und Kontaktfläche über das Betätigungselement herstellbar ist.In particular, the at least one brake shoe can be actuated by the actuating element at least in a circumferential direction, so that the brake shoe can be pivoted by the actuating element towards the contact surface in order to form a frictional connection with the contact surface. In particular, starting from the pivot point, the brake shoe extends at least along a circumferential direction to one end of the brake shoe. In particular, the actuating element contacts the brake shoe at the end or at a contact point of the brake shoe which is arranged between the end and the pivot point. In particular, the brake shoe can be pivoted towards the contact surface by the actuating element, so that a non-positive connection between the brake shoe and the contact surface can be established via the actuating element.

Insbesondere ist für jede Bremsbacke jeweils ein Betätigungselement vorgesehen.In particular, an actuating element is provided for each brake shoe.

Insbesondere ist das Betätigungselement drehfest mit einem Hohlrad des Planetengetriebes verbunden.In particular, the actuating element is non-rotatably connected to a ring gear of the planetary gear.

Insbesondere ist das Betätigungselement ein sich ausgehend von dem Hohlrad entlang der radialen Richtung nach außen erstreckender Hebel, durch den die Bremsbacke kontaktierbar ist. Insbesondere weist das Betätigungselement eine Kontaktoberfläche zur Kontaktierung der Bremsbacke auf, so dass die Bremsbacke bei Betätigung durch das Betätigungselement entlang der Kontaktoberfläche möglichst frei von Widerstand hin zur Kontaktfläche der Trommelbremse gleiten kann. Insbesondere weist die Bremsbacke eine Rolle auf, die auf der Kontaktoberfläche während der Verschwenkung der Bremsbacke abrollen kann.In particular, the actuating element is a lever which, starting from the ring gear, extends outward in the radial direction and by means of which the brake shoe can be contacted. In particular, the actuating element has a contact surface for making contact with the brake shoe, so that when actuated by the actuating element, the brake shoe can slide along the contact surface as free as possible from resistance to the contact surface of the drum brake. In particular, the brake shoe has a roller that can roll on the contact surface during the pivoting of the brake shoe.

Insbesondere ist ein Planetenträger des Planetengetriebes mit dem ersten Flansch drehfest verbunden. Insbesondere bildet der erste Flansch den Planetenträger.In particular, a planet carrier of the planetary gear is rotatably connected to the first flange. In particular, the first flange forms the planet carrier.

Insbesondere ist ein Sonnenrad des Planetengetriebes über eine kraftschlüssige Verbindung schaltbar mit einem zweiten Flansch verbindbar, wobei der zweite Flansch drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist.In particular, a sun gear of the planetary gear can be connected to a second flange in a switchable manner via a non-positive connection, the second flange being connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner.

Insbesondere umfasst die Betätigungseinrichtung zusätzlich (zu dem Planetengetriebe) eine Magnetkupplung. Durch die Magnetkupplung ist eine zu einer Drehachse der Kupplungseinrichtung parallele translatorische Bewegung eines ersten Teils der Betätigungseinrichtung bewirkbar. Infolge dieser Bewegung ist zumindest ein Reibkontakt zwischen dem ersten Teil und einem zweiten Teil der Betätigungseinrichtung herstellbar, wobei das erste Teil mit einem von Sonnenrad, Planetenträger und Hohlrad des Planetengetriebes drehfest verbunden ist. Durch den Reibkontakt erzeugt das erste Teil eine Relativverdrehung im Planetengetriebe, wobei durch die Relativverdrehung die mindestens eine Bremsbacke verschwenkbar ist.In particular, the actuating device comprises a magnetic coupling in addition (to the planetary gear). A translational movement of a first part of the actuating device parallel to an axis of rotation of the coupling device can be brought about by the magnetic coupling. As a result of this movement, at least one frictional contact can be established between the first part and a second part of the actuating device, the first part being non-rotatably connected to one of the sun gear, planet carrier and ring gear of the planetary gear. Due to the frictional contact, the first part generates a relative rotation in the planetary gear, whereby the Relative rotation the at least one brake shoe is pivotable.

Das zweite Teil ist z. B. der zweite Flansch, der mit der Antriebswelle drehfest und insbesondere ortsfest, also nicht gegenüber der Antriebswelle entlang der Drehachse verschiebbar, verbunden ist.The second part is e.g. B. the second flange, which is connected to the drive shaft in a rotationally fixed manner and in particular in a stationary manner, that is to say not displaceable relative to the drive shaft along the axis of rotation.

Insbesondere kann bei Bestromen der Magnetkupplung das erste Teil entlang der Drehachse verlagert werden, so dass das erste Teil das zweite Teil kontaktiert. In Abhängigkeit von der Bestromung der Magnetkupplung kann das zwischen den Teilen übertragene Drehmoment eingestellt werden.In particular, when the magnetic coupling is energized, the first part can be displaced along the axis of rotation so that the first part makes contact with the second part. The torque transmitted between the parts can be set as a function of the energization of the magnetic coupling.

Das erste Teil ist insbesondere das Sonnenrad bzw. eine mit dem Sonnenrad verbundene Reibfläche. Die Reibfläche bildet insbesondere mit dem zweiten Teil den Reibkontakt. Die Reibfläche kann z. B. über mindestens eine Blattfeder (oder ein anderes elastisch verformbares Federelement) an einem von Sonnenrad, Planetenträger und Hohlrad, bevorzugt dem Sonnenrad angeordnet sein. Über die Blattfeder kann die translatorische Bewegung zumindest teilweise kompensiert werden, so dass ein zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil übertragenes Drehmoment einstellbar ist.The first part is in particular the sun gear or a friction surface connected to the sun gear. The friction surface forms the frictional contact with the second part in particular. The friction surface can, for. B. be arranged via at least one leaf spring (or another elastically deformable spring element) on one of the sun gear, planet carrier and ring gear, preferably the sun gear. The translational movement can be at least partially compensated for via the leaf spring, so that a torque transmitted between the first part and the second part can be set.

Wird ein Drehmoment des zweiten Teils auf das Sonnenrad übertragen, erfolgt eine Relativverdrehung im Planetengetriebe. Diese Relativverdrehung umfasst eine Verdrehung des Sonnenrades gegenüber dem Planetenträger. Damit rotiert der mindestens eine Planet und über den Planet wird das Hohlrad verdreht. Mit dem Hohlrad wird das Betätigungselement verdreht und betätigt so die Bremsbacke.If a torque of the second part is transmitted to the sun gear, a relative rotation takes place in the planetary gear. This relative rotation includes a rotation of the sun gear with respect to the planet carrier. The at least one planet thus rotates and the ring gear is rotated via the planet. The actuating element is rotated with the ring gear and thus actuates the brake shoe.

Insbesondere ist die Magnetkupplung gegenüber der Kupplungseinrichtung rotatorisch entkoppelt angeordnet, insbesondere über ein erstes Lager, z. B. ein Wälzlager. Insbesondere ist die Magnetkupplung ortsfest angeordnet und führt keine mit der Kupplungseinrichtung oder dem Antriebsstrang gekoppelte Drehbewegung aus. Die Magnetkupplung ist insbesondere mit einer ortsfest angeordneten Spannungsquelle verbunden. Die Spannungsquelle führt ebenfalls keine mit der Kupplungseinrichtung oder dem Antriebsstrang gekoppelte Drehbewegung aus.In particular, the magnetic coupling is arranged rotatably decoupled from the coupling device, in particular via a first bearing, e.g. B. a roller bearing. In particular, the magnetic coupling is arranged in a stationary manner and does not perform any rotary movement coupled to the coupling device or the drive train. The magnetic coupling is in particular connected to a stationary voltage source. The voltage source also does not perform any rotary movement coupled to the coupling device or the drive train.

Insbesondere ist das Sonnenrad auf der Antriebswelle drehbar gelagert. Insbesondere ist das Sonnenrad gegenüber der Antriebswelle rotatorisch entkoppelt angeordnet, insbesondere über ein zweites Lager.In particular, the sun gear is rotatably mounted on the drive shaft. In particular, the sun gear is arranged so as to be rotationally decoupled from the drive shaft, in particular via a second bearing.

Es wird weiter ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest umfassend eine erste Antriebseinheit und eine davon antreibbare Antriebswelle, eine zweite Antriebseinheit und eine davon antreibbare Abtriebswelle sowie die bereits beschriebene Kupplungseinrichtung, über die die Antriebswelle mit der Abtriebswelle schaltbar miteinander verbindbar ist.A drive train for a motor vehicle is also proposed, at least comprising a first drive unit and a drive shaft drivable therefrom, a second drive unit and an output shaft drivable therefrom, and the coupling device already described, via which the drive shaft can be connected to the output shaft in a switchable manner.

Insbesondere ist die erste Antriebseinheit eine Verbrennungskraftmaschine und die zweite Antriebseinheit eine elektrische Maschine.In particular, the first drive unit is an internal combustion engine and the second drive unit is an electrical machine.

Die Ausführungen zu dem Antriebsstrang sind insbesondere auf die Kupplungseinrichtung übertragbar und umgekehrt.The statements relating to the drive train can in particular be transferred to the clutch device and vice versa.

Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.The use of indefinite articles (“a”, “an”, “an” and “an”), especially in the patent claims and the description reflecting them, is to be understood as such and not as a numerical word. The terms or components thus introduced are to be understood in such a way that they are present at least once and, in particular, can also be present several times.

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.As a precaution, it should be noted that the numerals used here (“first”, “second”, ...) primarily (only) serve to distinguish between several similar objects, sizes or processes, so in particular no dependency and / or sequence of these objects, sizes or prescribe processes to each other. Should a dependency and / or sequence be required, this is explicitly stated here or it is obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment. If a component can occur several times (“at least one”), the description of one of these components can apply equally to all or part of the majority of these components, but this is not mandatory.

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: einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges;
  • 2: eine Kupplungseinrichtung in einer Seitenansicht im Schnitt; und
  • 3: einen Teil der Kupplungseinrichtung nach 2 in einer Ansicht entlang der Drehachse.
The invention and the technical environment are explained in more detail below with reference to the accompanying figures. It should be pointed out that the invention is not intended to be restricted by the exemplary embodiments cited. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and to combine them with other components and findings from the present description. In particular, it should be pointed out that the figures and in particular the size relationships shown are only schematic. Show it:
  • 1 : a drive train of a motor vehicle;
  • 2 : a coupling device in a side view in section; and
  • 3 : a part of the coupling device according to 2 in a view along the axis of rotation.

1 zeigt einen Antriebsstrang 21 eines Kraftfahrzeuges. Der Antriebsstrang 21 umfasst eine erste Antriebseinheit 22 und eine zweite Antriebseinheit 23, die über eine Kupplungseinrichtung 1 schaltbar miteinander verbindbar sind. Die erste Antriebseinheit 22 ist eine Verbrennungskraftmaschine, die über ein Zweimassenschwungrad 24 und eine Antriebswelle 2 mit der Kupplungseinrichtung 1 verbunden ist, wobei die zweite Antriebseinheit 23 eine elektrische Maschine ist, die über eine Abtriebswelle 3 mit der Kupplungseinrichtung 1 verbunden ist. Die elektrische Maschine und die Abtriebswelle 3 sind über ein Getriebe 25 mit einem Rad 26 verbunden. Die Kupplungseinrichtung 1 bildet eine sogenannte K0-Kupplung. 1 shows a drive train 21st of a motor vehicle. The drive train 21st comprises a first drive unit 22nd and a second drive unit 23 that have a coupling device 1 are switchably connectable to each other. The first drive unit 22nd is an internal combustion engine that has a dual mass flywheel 24 and a drive shaft 2 with the coupling device 1 is connected, the second drive unit 23 is an electrical machine that has an output shaft 3 with the coupling device 1 connected is. The electric machine and the output shaft 3 are about a gear 25th with a wheel 26th connected. The coupling device 1 forms a so-called K0 coupling.

2 zeigt eine Kupplungseinrichtung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. 3 zeigt einen Teil der Kupplungseinrichtung 1 nach 2 in einer Ansicht entlang der Drehachse 18. Die 2 und 3 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. 2 shows a coupling device 1 in a side view in section. 3 shows part of the coupling device 1 to 2 in a view along the axis of rotation 18th . The 2 and 3 are described together below.

Die Kupplungseinrichtung 1 umfasst eine Trommelbremse 4 sowie eine Betätigungseinrichtung 5 zum Betätigen der Trommelbremse 4. Die Trommelbremse 4 weist eine zylindrische Kontaktfläche 6 und zwei Bremsbacken 7 auf, die gegenüber der Kontaktfläche 6 verschwenkbar ist. Die Betätigungseinrichtung 5 umfasst ein Planetengetriebe 8. Die Kupplungseinrichtung 1 weist eine Drehachse 18 auf, wobei die Antriebswelle 2 und die Abtriebswelle 3 koaxial zur Drehachse 18 angeordnet sind.The coupling device 1 includes a drum brake 4th and an actuator 5 to operate the drum brake 4th . The drum brake 4th has a cylindrical contact surface 6th and two brake shoes 7th on that opposite to the contact surface 6th is pivotable. The actuator 5 includes a planetary gear 8th . The coupling device 1 has an axis of rotation 18th on, with the drive shaft 2 and the output shaft 3 coaxial to the axis of rotation 18th are arranged.

Die Bremsbacken 7 sind jeweils an einem mit der Abtriebswelle 3 drehfest verbundenem ersten Flansch 9 verschwenkbar an einem Drehpunkt 10 befestigt, wobei die Kontaktfläche 6 drehfest mit der Antriebswelle 2 verbunden ist. Die Bremsbacken 7 sind gegenüber einer radialen Richtung 30 innerhalb der zylindrischen Kontaktfläche 6 angeordnet. Jede Bremsbacke 7 ist über jeweils ein mit dem Planetengetriebe 8 verbundenes Betätigungselement 11 betätigbar und um den Drehpunkt 10 verschwenkbar, wobei das Betätigungselement 11 durch das Planetengetriebe 8 betätigbar ist.The brake shoes 7th are each on one with the output shaft 3 rotatably connected first flange 9 pivotable at a pivot point 10 attached, the contact surface 6th rotatably with the drive shaft 2 connected is. The brake shoes 7th are opposite to a radial direction 30th within the cylindrical contact surface 6th arranged. Every brake shoe 7th is about one each with the planetary gear 8th connected actuator 11 operable and around the pivot point 10 pivotable, the actuating element 11 through the planetary gear 8th is actuated.

Jede Bremsbacke 7 ist durch jeweils ein Betätigungselement 11 zumindest in einer Umfangsrichtung 12 betätigbar, so dass die Bremsbacke 7 durch das Betätigungselement 11 hin zur Kontaktfläche 6 zur Ausbildung einer reibschlüssigen Verbindung mit der Kontaktfläche 6 verschwenkbar ist. Jede Bremsbacke 7 erstreckt sich ausgehend von dem Drehpunkt 10 zumindest entlang der Umfangsrichtung 12 hin zu einem Ende der Bremsbacke 7. Das Betätigungselement 11 kontaktiert die Bremsbacke 7 an dem Ende der Bremsbacke 7. Die Bremsbacke 7 kann durch das Betätigungselement 11 hin zur Kontaktfläche 6 verschwenkt werden, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Bremsbacke 7 und Kontaktfläche 6 über das Betätigungselement 11 herstellbar ist. Jedes Betätigungselement 11 ist drehfest mit dem Hohlrad 13 des Planetengetriebes 8 verbunden.Every brake shoe 7th is by one actuator each 11 at least in one circumferential direction 12th operable so that the brake shoe 7th by the actuator 11 towards the contact area 6th to form a frictional connection with the contact surface 6th is pivotable. Every brake shoe 7th extends from the pivot point 10 at least along the circumferential direction 12th towards one end of the brake shoe 7th . The actuator 11 contacts the brake shoe 7th at the end of the brake shoe 7th . The brake shoe 7th can through the actuator 11 towards the contact area 6th be pivoted, so that a positive connection between the brake shoe 7th and contact area 6th via the actuating element 11 can be produced. Every actuator 11 rotates with the ring gear 13 of the planetary gear 8th connected.

Das Betätigungselement 11 ist ein sich ausgehend von dem Hohlrad 13 entlang der radialen Richtung 30 nach außen erstreckender Hebel, durch den die Bremsbacke 7 kontaktierbar ist. Das Betätigungselement 11 weist eine Kontaktoberfläche 35 zur Kontaktierung der Bremsbacke 7 auf, so dass die Bremsbacke 7 bei Betätigung durch das Betätigungselement 11 entlang der Kontaktoberfläche 35 möglichst frei von Widerstand hin zur Kontaktfläche 6 der Trommelbremse 7 gleiten kann. Die Bremsbacke 7 weist eine Rolle 36 auf, die auf der Kontaktoberfläche 35 während der Verschwenkung der Bremsbacke 7 abrollen kann.The actuator 11 is a starting from the ring gear 13 along the radial direction 30th outwardly extending lever through which the brake shoe 7th is contactable. The actuator 11 has a contact surface 35 for contacting the brake shoe 7th on so that the brake shoe 7th when actuated by the actuating element 11 along the contact surface 35 as free as possible from resistance to the contact surface 6th the drum brake 7th can slide. The brake shoe 7th assigns a role 36 on that on the contact surface 35 during the pivoting of the brake shoe 7th can roll off.

Der Planetenträger 14 des Planetengetriebes 8 ist mit dem ersten Flansch 9 drehfest verbunden. Hier bildet der erste Flansch 9 den Planetenträger 14. Das Sonnenrad 15 des Planetengetriebes 8 ist über eine kraftschlüssige Verbindung schaltbar mit einem zweiten Flansch 16 verbindbar, wobei der zweite Flansch 16 drehfest mit der Antriebswelle 2 verbunden ist.The planet carrier 14th of the planetary gear 8th is with the first flange 9 non-rotatably connected. This is where the first flange forms 9 the planet carrier 14th . The sun gear 15th of the planetary gear 8th is switchable via a force-fit connection with a second flange 16 connectable, the second flange 16 rotatably with the drive shaft 2 connected is.

Die Betätigungseinrichtung 5 umfasst zusätzlich zu dem Planetengetriebe 8 eine Magnetkupplung 17. Durch die Magnetkupplung 17 ist eine zu einer Drehachse 18 der Kupplungseinrichtung 1 parallele translatorische Bewegung 19 eines ersten Teils, hier der Reibfläche 32, der Betätigungseinrichtung 5 bewirkbar. Infolge dieser Bewegung 19 ist zumindest ein Reibkontakt 20 zwischen dem ersten Teil und einem zweiten Teil der Betätigungseinrichtung 5 herstellbar, wobei der zweite Teil der zweite Flansch 16 ist. Die Reibfläche 32 ist über eine Blattfeder 34 mit dem Sonnenrad 15 des Planetengetriebes 8 drehfest verbunden. Durch den Reibkontakt 20 erzeugt das Sonnenrad 15 eine Relativverdrehung im Planetengetriebe 8, wobei durch die Relativverdrehung die Bremsbacken 7 verschwenkbar sind.The actuator 5 includes in addition to the planetary gear 8th a magnetic coupling 17th . Through the magnetic coupling 17th is an axis of rotation 18th the coupling device 1 parallel translational movement 19th a first part, here the friction surface 32 , the actuator 5 achievable. As a result of this movement 19th is at least a frictional contact 20th between the first part and a second part of the actuating device 5 manufacturable, wherein the second part of the second flange 16 is. The friction surface 32 is about a leaf spring 34 with the sun gear 15th of the planetary gear 8th non-rotatably connected. Through the frictional contact 20th generates the sun gear 15th a relative rotation in the planetary gear 8th , whereby the brake shoes due to the relative rotation 7th are pivotable.

Bei Bestromen der Magnetkupplung 17 kann die Reibfläche 32 entlang der Drehachse 18 verlagert werden, so dass der zweite Flansch 16 die mit dem Sonnenrad 15 über die Blattfeder 34 verbundene Reibfläche 32 kontaktiert. In Abhängigkeit von der Bestromung der Magnetkupplung 17 kann das zwischen den Teilen übertragene Drehmoment eingestellt werden. Die Reibfläche 32 bildet mit dem zweiten Flansch 16 den Reibkontakt 20.When energizing the magnetic coupling 17th can the friction surface 32 along the axis of rotation 18th be relocated so that the second flange 16 the one with the sun gear 15th about the leaf spring 34 connected friction surface 32 contacted. Depending on the energization of the magnetic coupling 17th the torque transmitted between the parts can be adjusted. The friction surface 32 forms with the second flange 16 the frictional contact 20th .

Wird ein Drehmoment des zweiten Flansches 16 (also von der Antriebswelle 2, z. B. aufgrund einer Differenzdrehzahl zwischen Antriebswelle 2 und Abtriebswelle 3) auf das Sonnenrad 15 übertragen, erfolgt eine Relativverdrehung im Planetengetriebe 8. Diese Relativverdrehung umfasst eine Verdrehung des Sonnenrades 15 gegenüber dem Planetenträger 14. Damit rotieren die Planeten 33 und über die Planeten 33 wird das Hohlrad 13 verdreht. Mit dem Hohlrad 13 werden die Betätigungselemente 11 verdreht und betätigen so die Bremsbacken 7.Becomes a torque of the second flange 16 (i.e. from the drive shaft 2 , e.g. B. due to a differential speed between the drive shaft 2 and output shaft 3 ) on the sun gear 15th transmitted, there is a relative rotation in the planetary gear 8th . This relative rotation includes a rotation of the sun gear 15th opposite the planet carrier 14th . So the planets rotate 33 and about the planets 33 becomes the ring gear 13 twisted. With the ring gear 13 are the actuators 11 twisted and thus actuate the brake shoes 7th .

Die Magnetkupplung 17 ist gegenüber der Kupplungseinrichtung 1 über ein als Wälzlager ausgeführtes erstes Lager 28 rotatorisch entkoppelt angeordnet. Die Magnetkupplung 17 ist ortsfest angeordnet und führt keine mit der Kupplungseinrichtung 1 oder dem Antriebsstrang 21 gekoppelte Drehbewegung aus. Die Magnetkupplung 17 ist mit einer ortsfest angeordneten Spannungsquelle 31 verbunden. Die Spannungsquelle 31 führt ebenfalls keine mit der Kupplungseinrichtung 1 oder dem Antriebsstrang 21 gekoppelte Drehbewegung aus.The magnetic coupling 17th is opposite the coupling device 1 via a first bearing designed as a roller bearing 28 Rotationally decoupled arranged. The magnetic coupling 17th is stationary and does not lead to the coupling device 1 or the drive train 21st coupled rotary movement. The magnetic coupling 17th is with a stationary voltage source 31 connected. The voltage source 31 also does not lead to the coupling device 1 or the drive train 21st coupled rotary movement.

Das Sonnenrad 15 ist auf der Antriebswelle 2 drehbar gelagert. Das Sonnenrad 15 ist gegenüber der Antriebswelle 2 über ein zweites Lager 29 rotatorisch entkoppelt angeordnet.The sun gear 15th is on the drive shaft 2 rotatably mounted. The sun gear 15th is opposite the drive shaft 2 via a second warehouse 29 Rotationally decoupled arranged.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
KupplungseinrichtungCoupling device
22
Antriebswelledrive shaft
33
AbtriebswelleOutput shaft
44th
Trommelbremsedrum brake
55
BetätigungseinrichtungActuator
66th
KontaktflächeContact area
77th
BremsbackeBrake shoe
88th
PlanetengetriebePlanetary gear
99
erster Flanschfirst flange
1010
Drehpunktpivot point
1111
BetätigungselementActuator
1212
UmfangsrichtungCircumferential direction
1313
HohlradRing gear
1414th
PlanetenträgerPlanet carrier
1515th
SonnenradSun gear
1616
zweiter Flanschsecond flange
1717th
MagnetkupplungMagnetic coupling
1818th
DrehachseAxis of rotation
1919th
BewegungMove
2020th
ReibkontaktFrictional contact
2121st
AntriebsstrangPowertrain
2222nd
erste Antriebseinheitfirst drive unit
2323
zweite Antriebseinheitsecond drive unit
2424
ZweimassenschwungradDual mass flywheel
2525th
Getriebetransmission
2626th
Radwheel
2727
BremsbelagBrake pad
2828
erstes Lagerfirst camp
2929
zweites Lagersecond camp
3030th
radiale Richtungradial direction
3131
SpannungsquelleVoltage source
3232
ReibflächeFriction surface
3333
Planetplanet
3434
BlattfederLeaf spring
3535
KontaktoberflächeContact surface
3636
Rollerole

Claims (9)

Antriebsstrang (21) für ein Kraftfahrzeug, zumindest umfassend eine erste Antriebseinheit (22), eine zweite Antriebseinheit (23) sowie eine Kupplungseinrichtung (1), über die die erste Antriebseinheit (22) mit der zweiten Antriebseinheit (23) schaltbar verbindbar ist, wobei die Kupplungseinrichtung (1) zumindest eine Trommelbremse (4) sowie eine Betätigungseinrichtung (5) zum Betätigen der Trommelbremse (4) umfasst, wobei die Trommelbremse (4) zumindest eine zylindrische Kontaktfläche (6) und mindestens eine Bremsbacke (7) aufweist, die gegenüber der Kontaktfläche (6) verschwenkbar ist, wobei die Betätigungseinrichtung (5) zumindest ein Planetengetriebe (8) umfasst.Drive train (21) for a motor vehicle, at least comprising a first drive unit (22), a second drive unit (23) and a coupling device (1) via which the first drive unit (22) can be switched to the second drive unit (23), wherein the coupling device (1) comprises at least one drum brake (4) and an actuating device (5) for actuating the drum brake (4), wherein the drum brake (4) has at least one cylindrical contact surface (6) and at least one brake shoe (7), which opposite the contact surface (6) is pivotable, wherein the actuating device (5) comprises at least one planetary gear (8). Antriebsstrang (21) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Bremsbacke (7) an einem mit der Abtriebswelle (3) drehfest verbundenem ersten Flansch (9) verschwenkbar an einem Drehpunkt (10) befestigt ist, wobei die Kontaktfläche (6) drehfest mit der Antriebswelle (2) verbunden ist.Drive train (21) after Claim 1 wherein the at least one brake shoe (7) is pivotably attached to a first flange (9) connected to the output shaft (3) in a rotationally fixed manner at a pivot point (10), the contact surface (6) being connected to the drive shaft (2) in a rotationally fixed manner. Antriebsstrang (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Bremsbacke (7) über ein mit dem Planetengetriebe (8) verbundenes Betätigungselement (11) betätigbar und um den Drehpunkt (10) verschwenkbar ist, wobei das Betätigungselement (11) durch das Planetengetriebe (8) betätigbar ist.Drive train (21) according to one of the preceding claims, wherein the at least one brake shoe (7) can be actuated via an actuating element (11) connected to the planetary gear (8) and pivoted about the pivot point (10), the actuating element (11) being through the Planetary gear (8) can be actuated. Antriebsstrang (21) nach Anspruch 3, wobei die mindestens eine Bremsbacke (7) durch das Betätigungselement (11) zumindest in einer Umfangsrichtung (12) betätigbar ist, so dass die Bremsbacke (7) durch das Betätigungselement (11) hin zur Kontaktfläche (6) zur Ausbildung einer reibschlüssigen Verbindung mit der Kontaktfläche (6) verschwenkbar ist.Drive train (21) after Claim 3 , wherein the at least one brake shoe (7) can be actuated by the actuating element (11) at least in a circumferential direction (12), so that the brake shoe (7) through the actuating element (11) towards the contact surface (6) to form a frictional connection with the contact surface (6) is pivotable. Antriebsstrang (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 und 4, wobei das Betätigungselement (11) drehfest mit einem Hohlrad (13) des Planetengetriebes (8) verbunden ist.Drive train (21) according to one of the preceding Claims 3 and 4th , wherein the actuating element (11) is rotatably connected to a ring gear (13) of the planetary gear (8). Antriebsstrang (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, wobei ein Planetenträger (14) des Planetengetriebes (8) mit dem ersten Flansch (9) drehfest verbunden ist.Drive train (21) according to one of the preceding Claims 2 to 5 , wherein a planet carrier (14) of the planetary gear (8) is rotatably connected to the first flange (9). Antriebsstrang (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, wobei ein Sonnenrad (15) des Planetengetriebes (8) über eine kraftschlüssige Verbindung schaltbar mit einem zweiten Flansch (16) verbindbar ist, wobei der zweite Flansch (16) drehfest mit der Antriebswelle (2) verbunden ist.Drive train (21) according to one of the preceding Claims 2 to 5 , wherein a sun gear (15) of the planetary gear (8) can be switched to a second flange (16) via a non-positive connection, the second flange (16) being non-rotatably connected to the drive shaft (2). Antriebsstrang (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, wobei die Betätigungseinrichtung (5) zusätzlich eine Magnetkupplung (17) umfasst; wobei durch die Magnetkupplung (17) eine zu einer Drehachse (18) der Kupplungseinrichtung (1) parallele translatorische Bewegung (19) eines ersten Teils der Betätigungseinrichtung (5) bewirkbar ist, wobei infolge dieser Bewegung (19) zumindest ein Reibkontakt (20) zwischen dem ersten Teil und einem zweiten Teil der Betätigungseinrichtung (5) herstellbar ist, wobei das erste Teil mit einem von Sonnenrad (15), Planetenträger (14) und Hohlrad (13) des Planetengetriebes (8) drehfest verbunden ist; wobei durch den Reibkontakt (20) das erste Teil eine Relativverdrehung im Planetengetriebe (8) erzeugt, wobei durch die Relativverdrehung die mindestens eine Bremsbacke (7) verschwenkbar ist.Drive train (21) according to one of the preceding Claims 2 to 5 , wherein the actuating device (5) additionally comprises a magnetic coupling (17); whereby a translational movement (19) of a first part of the actuating device (5) parallel to an axis of rotation (18) of the coupling device (1) can be brought about by the magnetic coupling (17), with at least one frictional contact (20) between as a result of this movement (19) the first part and a second part of the actuating device (5) can be produced, the first part being non-rotatably connected to one of the sun gear (15), planet carrier (14) and ring gear (13) of the planetary gear (8); wherein the first part generates a relative rotation in the planetary gear (8) through the frictional contact (20), the at least one brake shoe (7) being pivotable through the relative rotation. Antriebsstrang (21) nach Anspruch 8, wobei die Magnetkupplung (17) gegenüber der Kupplungseinrichtung (1) rotatorisch entkoppelt angeordnet ist.Drive train (21) after Claim 8 , wherein the magnetic coupling (17) is arranged rotatably decoupled from the coupling device (1).
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