DE102019219185B3 - Vorrichtung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang - Google Patents

Vorrichtung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang Download PDF

Info

Publication number
DE102019219185B3
DE102019219185B3 DE102019219185.1A DE102019219185A DE102019219185B3 DE 102019219185 B3 DE102019219185 B3 DE 102019219185B3 DE 102019219185 A DE102019219185 A DE 102019219185A DE 102019219185 B3 DE102019219185 B3 DE 102019219185B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
actuator
switching
unit
electric motor
switching position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102019219185.1A
Other languages
English (en)
Inventor
Lukas Legl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magna Powertrain GmbH and Co KG
Original Assignee
Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magna Powertrain GmbH and Co KG filed Critical Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority to DE102019219185.1A priority Critical patent/DE102019219185B3/de
Priority to PCT/EP2020/078904 priority patent/WO2021115667A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102019219185B3 publication Critical patent/DE102019219185B3/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/04Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D21/00Systems comprising a plurality of actuated clutches
    • F16D21/02Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways
    • F16D21/06Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways at least two driving shafts or two driven shafts being concentric
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/08Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/90Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91Electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00Special features of vehicle units
    • B60Y2400/40Actuators for moving a controlled member
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00Special features of vehicle units
    • B60Y2400/40Actuators for moving a controlled member
    • B60Y2400/405Electric motors actuators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00Special features of vehicle units
    • B60Y2400/42Clutches or brakes
    • B60Y2400/424Friction clutches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D11/00Clutches in which the members have interengaging parts
    • F16D11/08Clutches in which the members have interengaging parts actuated by moving a non-rotating part axially
    • F16D11/10Clutches in which the members have interengaging parts actuated by moving a non-rotating part axially with clutching members movable only axially
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00Friction clutches
    • F16D13/22Friction clutches with axially-movable clutching members
    • F16D13/38Friction clutches with axially-movable clutching members with flat clutching surfaces, e.g. discs
    • F16D13/52Clutches with multiple lamellae ; Clutches in which three or more axially moveable members are fixed alternately to the shafts to be coupled and are pressed from one side towards an axially-located member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D2023/123Clutch actuation by cams, ramps or ball-screw mechanisms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/304Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force
    • F16H2063/3056Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force using cam or crank gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/304Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force
    • F16H2063/3066Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force using worm gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H2063/3093Final output elements, i.e. the final elements to establish gear ratio, e.g. dog clutches or other means establishing coupling to shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/0021Transmissions for multiple ratios specially adapted for electric vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0034Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising two forward speeds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/304Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force
    • F16H63/3043Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force comprising friction clutches or brakes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
  • Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)

Abstract

Vorrichtung (1) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang umfassend eine Antriebskomponente (2), eine erste Abtriebskomponente (3), eine zweite Abtriebskomponente (4), eine Lamellenkupplung (5) sowie eine Schalteinheit (6), wobei die Schalteinheit (6) eine Aktuatoreinheit (7) und ein mittels der Aktuatoreinheit (7) axial bewegbares Stellglied (8) aufweist, wobei die Aktuatoreinheit (7) in einer ersten Schaltstellung der Schalteinheit (6) das Stellglied (8) in eine erste Position aktuiert und die Antriebskomponente (2) über das Stellglied (8) antriebswirksam mit der ersten Abtriebskomponente (3) verbunden ist, die Aktuatoreinheit (7) in einer zweiten Schaltstellung der Schalteinheit (6) das Stellglied (8) in eine zweite Position aktuiert und die Antriebskomponente (2) weder mit der ersten Abtriebskomponente (3) noch mit der zweiten Abtriebskomponente (4) antriebswirksam verbunden ist und die Aktuatoreinheit (7) in einer dritten Schaltstellung der Schalteinheit (6) das Stellglied (8) in eine dritte Position aktuiert und die Antriebskomponente (2) über die Lamellenkupplung (5) antriebswirksam mit der zweiten Abtriebskomponente (4) verbunden ist.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang umfassend eine Antriebskomponente, eine erste Abtriebskomponente, eine zweite Abtriebskomponente, eine Lamellenkupplung sowie eine Schalteinheit, wobei die Schalteinheit eine Aktuatoreinheit und ein mittels der Aktuatoreinheit axial bewegbares Stellglied aufweist.
  • Stand der Technik
  • Im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik, insbesondere im Bereich von Elektro- und Hybridfahrzeugen und/oder Allradkraftfahrzeugen, werden sogenannte „mode shift“ Einheiten, nämlich Einheiten zum Schalten zwischen zumindest zwei unterschiedlichen Fahrmodi (2WD, „two wheel drive“; 4WD, „four wheel drive“) bzw. Schaltstufen (erste Gangstufe, zweite Gangstufe) eingesetzt. Wird als Antriebseinheit eine elektrische Maschine eingesetzt so werden oftmals auch Vorrichtungen zum Schutz vor Überlast, wie beispielsweise Überlastkupplungen, insbesondere im Bereich des 4WD Fahrmodus, eingesetzt. Auch eine „Disconnect“ Funktion zur Unterbrechung des Drehmomentflusses ist in vielen Anwendungen wünschenswert. In der Regel sind zur Aktuierung aller dieser Funktionen mehrere Aktuatoren, wie Elektromotoren, und auch Schalteinheiten von Nöten.
  • Das Dokument DE 10 2015 201 931 A1 offenbart beispielsweise ein Antriebssystem für ein Hybridfahrzeug umfassend einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, und eine Kupplungsvorrichtung, welche ein Reibkraftschlusselement und ein Formschlusselement, welches parallel zu dem Reibkraftschlusselement geschaltet ist, aufweist. Die Kupplungsvorrichtung ist zur Einkopplung des Verbrennungsmotors in das Antriebssystem eingerichtet und in wenigstens folgende Zustände schaltbar: geöffnetes Formschlusselement und geschlossenes Reibkraftschlusselement zum Starten und/oder Synchronisieren des Verbrennungsmotors, geschlossenes Formschlusselement und geschlossenes Reibkraftschlusselement bei laufendem, synchronisierten Verbrennungsmotor zum Erzeugen eines verbrennungsmotorischen Abtriebs und geöffnetes Formschlusselement und geöffnetes Reibkraftschlusselement bei stehendem Verbrennungsmotor zum rein elektromotorischen Antrieb des Fahrzeugs.
  • Das Dokument DE 10 2017 205 942 A1 offenbart beispielsweise eine Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, welche zum Abgeben einer Antriebsleistung eine Kurbelwelle aufweist und mit einer Drehschwingungsreduzierungseinrichtung, welche zum Verringern von Drehschwingungen und zum Übertragen von Antriebleistung von der Kurbelwelle in Richtung zu einem antreibbaren Rad des Kraftfahrzeugs eingerichtet ist. Weiterhin umfasst das Hybridfahrzeug eine Kupplungseinrichtung mit einer Kupplungs-Eingangsseite, einer Kupplungs-Ausgangsseite, einer Formschlusskupplung und einer Reibschlusskupplung, wobei die Drehmomentübertragung von der Kupplungs-Eingangsseite auf die Kupplungs-Ausgangsseite und damit von der Kurbelwelle auf das antreibbare Rad, selektiv herstellbar ist. Die Drehmomentübertragung von der Kupplungs-Eingangsseite auf die Kupplungs-Ausgangsseite ist ermöglicht, sobald wenigstens eine der beiden Kupplungen geschlossen ist.
  • Weiterhin offenbart das Dokument DE 10 2011 085 201 A1 beispielsweise eine Vorrichtung für einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs mit einem Planentengetriebe, wobei das Planetengetriebe die Elemente Hohlrad, Sonnenrad und Steg aufweist, wobei ein erstes Element dieser Elemente des Planetengetriebes der Anbindung einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes dient und ein zweites Element dieser Elemente des Planetengetriebes der Anbindung einer elektrischen Maschine eines Hybridantriebs dient. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Kupplung und ein Schaltelement, über welches ein drittes Element dieser Elemente des Planetengetriebes in einer ersten Schaltstellung an einen Verbrennungsmotor des Hybridantriebs und in einer zweiten Schaltstellung an eines der beiden anderen Elemente des Planetengetriebes ankoppelbar ist.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang anzugeben, die es ermöglicht über eine Schalteinheit eine Schaltung zwischen drei Schaltstellungen zu gewährleisten, wobei gleichzeitig, ohne zusätzliche bauliche Maßnahmen eine „Disconnect“-Funktion sowie ein Überlastschutz realisiert werden.
  • Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß dem unabhängigen ersten Anspruch gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformender vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Antriebskomponente, eine erste Abtriebskomponente, eine zweite Abtriebskomponente, eine Lamellenkupplung sowie eine Schalteinheit.
  • Die Schalteinheit weist erfindungsgemäß eine Aktuatoreinheit und ein mittels der Aktuatoreinheit axial bewegbares Stellglied auf.
  • Die Richtungsangabe „axial“ beschreibt eine Richtung entlang oder parallel zu einer zentralen Achse der Vorrichtung. Die Richtungsangabe „radial“ beschreibt eine Richtung normal zu der zentralen Achse der Vorrichtung.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung aktuiert die Aktuatoreinheit in einer ersten Schaltstellung der Schalteinheit das Stellglied in eine erste Position, wobei in dieser ersten Schaltstellung die Antriebskomponente über das Stellglied antriebswirksam mit der ersten Abtriebskomponente verbunden ist.
  • Erfindungsgemäß aktuiert die Aktuatoreinheit in einer zweiten Schaltstellung der Schalteinheit das Stellglied in eine zweite Position, wobei in dieser zweiten Schaltstellung die Antriebskomponente weder mit der ersten Abtriebskomponente noch mit der zweiten Abtriebskomponente antriebswirksam verbunden ist.
  • Weiterhin erfindungsgemäß aktuiert die Aktuatoreinheit in einer dritten Schaltstellung der Schalteinheit das Stellglied in eine dritte Position, wobei in dieser dritten Schaltstellung die Antriebskomponente über die Lamellenkupplung antriebswirksam mit der zweiten Abtriebskomponente verbunden ist.
  • Über die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung ist es möglich drei Schaltstellungen über eine Schalteinheit mit einer Aktuatoreinheit und einem Stellglied zu stellen. Dieser einfache Aufbau schlägt sich insbesondere im Bauraumaufwand sowie in den Kosten nieder. Die Lamellenkupplung kann im geschlossenen, d.h. aktuierten Zustand, also in der dritten Schaltstellung der Schalteinheit als Überlastkupplung agieren. So werden durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Vorrichtung drei Schaltstellungen der Schalteinheit, wobei neben einer Schaltfunktion zwischen zwei Schaltstufen bzw. zwei Fahrmodi, nämlich in der ersten Schaltstellung und der dritten Schaltstellung, in der zweiten Schaltstellung eine „Disconnect“-Funktion und in der dritten Schaltstellung eine Überlastschutzfunktion realisiert werden können.
  • In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist die Aktuatoreinheit einen Elektromotor, ein Schneckengetriebe und eine Kugelrampeneinheit auf, wobei über eine Bestromungshöhe des Elektromotors die erste Schaltstellung, die zweite Schaltstellung und die dritte Schaltstellung der Schalteinheit stellbar sind. Durch diesen Aufbau können mittels eines einzigen Elektromotors drei Schaltstellungen der Schalteinheit, wobei neben einer Schaltfunktion zwischen zwei Schaltstufen bzw. zwei Fahrmodi, nämlich in der ersten Schaltstellung und der dritten Schaltstellung, in der zweiten Schaltstellung eine „Disconnect“-Funktion und in der dritten Schaltstellung eine Überlastschutzfunktion realisiert werden.
  • Weiterhin bevorzugt befindet sich die Schalteinheit in einem stromlosen Zustand des Elektromotors in der ersten Schaltstellung, in einem ersten bestromten Zustand des Elektromotors in der zweiten Schaltstellung und in einem zweiten bestromten Zustand des Elektromotors in der dritten Schaltstellung, wobei die Bestromungshöhe des Elektromotors zur Einstellung der zweiten Schaltstellung zwischen dem stromlosen Zustand des Elektromotors und der Bestromungshöhe des Elektromotors zur Einstellung der dritten Schaltstellung liegt.
  • Die Aktuatoreinheit weist vorzugsweise ein elastisches Element auf, das das Stellglied in der ersten Position vorspannt. Das elastische Element kann als Druckfeder ausgebildet sein und ist bevorzugt zwischen der Antriebskomponente und dem Stellglied angeordnet.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
    • 1 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Die in 1 dargestellte, beispielhafte Vorrichtung 1 für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang umfasst eine Antriebskomponente 2, eine erste Abtriebskomponente 3, eine zweite Abtriebskomponente 4, eine Lamellenkupplung 5 sowie eine Schalteinheit 6.
  • Die Antriebskomponente 2 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 als Kupplungskorb 2' der Lamellenkupplung 5 ausgebildet und antriebswirksam mit einer Antriebseinheit, wie beispielsweise einer elektrischen Maschine, verbunden.
  • Die erste Abtriebskomponente 3 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 als Hohlwelle 3' ausgebildet. Die Hohlwelle 3' weist einen ersten Fortsatz 14 auf. Der erste Fortsatz 14 umfasst einen sich radial erstreckenden ersten Abschnitt 14' und einen sich axial erstreckenden zweiten Abschnitt 14".
  • Die Richtungsangabe „axial“ beschreibt eine Richtung entlang oder parallel zu einer zentralen Achse 13 der Vorrichtung 1. Die Richtungsangabe „radial“ beschreibt eine Richtung normal auf die zentrale Achse 13 der Vorrichtung 1.
  • Die zweite Abtriebskomponente 4 ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 1 als Vollwelle 4' ausgebildet und erstreckt sich teilweise in axialer Richtung durch die Hohlwelle 3'. Die Vollwelle 4' weist einen zweiten Fortsatz 15 auf. Der zweite Fortsatz 15 erstreckt sich an einem Ende der Vollwelle 4' in einem Bereich außerhalb der Hohlwelle 3' in radialer Richtung.
  • Die Lamellenkupplung 5 umfasst neben dem Kupplungskorb 2' auch eine Vielzahl von Außenlamellen 16 und Innenlamellen 17, die abwechselnd zu einem Lamellenpaket angeordnet sind, sowie eine Kupplungsnabe 18. Die Außenlamellen 16 sind fest an einem Innenumfang des Kupplungskorbs 2' angeordnet. Die Innenlamellen 17 sind fest an einem Außenumfang der Kupplungsnabe 18 angeordnet.
  • Der zweite Fortsatz 15 der Vollwelle 4' ist über eine erste Verzahnung 19 antriebswirksam mit der Kupplungsnabe 18 der Lamellenkupplung 5 verbunden.
  • Die Schalteinheit 6 weist eine Aktuatoreinheit 7 und ein mittels der Aktuatoreinheit 7 axial bewegbares Stellglied 8 auf.
  • Die Aktuatoreinheit 7 weist einen Elektromotor 9, ein Schneckengetriebe 10 und eine Kugelrampeneinheit 11 auf. Das Schneckengetriebe 10 dient der Untersetzung des Drehmoments seitens des Elektromotors 9. Über die Kugelrampeneinheit 11 wird die rotatorische Bewegung seitens des Elektromotors 9 in eine translatorische, axiale Bewegung überführt. Das Stellglied 8 ist als axial verschiebbarer Kolben 8' ausgeführt. Die Kugelrampeneinheit 11 ist verstellwirksam zwischen dem ersten Abschnitt 14' des ersten Fortsatzes 14 der Hohlwelle 3' und dem Kolben 8' angeordnet. Der Kolben 8' weist einen sich radial erstreckenden dritten Fortsatz 24 und zwei Verzahnungsabschnitte, nämlich einen ersten Verzahnungsabschnitt 20 und einen zweiten Verzahnungsabschnitt 21, auf. Zwischen dem dritten radialen Fortsatz 24 und einer Stirnseite des Kupplungskorbs 2' ist eine Druckfeder 12' als elastisches Element 12 angeordnet. Der erste Verzahnungsabschnitt ist mit einem ersten Gegenverzahnungsabschnitt 22 in Eingriff bringbar. Der zweite Verzahnungsabschnitt 21 ist mit einem zweiten Gegenverzahnungsabschnitt 23 im Eingriff. Der erste Gegenverzahnungsabschnitt 22 ist an dem zweiten Abschnitt 14" des ersten Fortsatzes 14 der Hohlwelle 3' ausgebildet. Der zweite Gegenverzahnungsabschnitt 23 ist an dem Innenumfang des Kupplungskorbs 2' ausgebildet.
  • Die Schalteinheit 6 kann drei Schaltstellungen, nämlich eine erste Schaltstellung, eine zweite Schaltstellung und eine dritte Schaltstellung, einnehmen.
  • In der ersten Schaltstellung der Schalteinheit 6 ist der Elektromotor 9 der Aktuatoreinheit 7 stromlos geschaltet, der Kolben 8' befindet sich in einer ersten Position und die Druckfeder 12' weist ihre maximale Verbaulänge auf.
  • In der zweiten Schaltstellung der Schalteinheit 6 ist der Elektromotor 9 der Aktuatoreinheit 7 in einen ersten bestromten Zustand geschaltet, der Kolben 8' befindet sich in einer zweiten Position und die Druckfeder 12' wird vorgespannt.
  • In der dritten Schaltstellung der Schalteinheit 6 ist der Elektromotor 9 der Aktuatoreinheit 7 in einen zweiten bestromten Zustand geschaltet, der Kolben 8' befindet sich in einer dritten Position und die Druckfeder 12' wird weiter vorgespannt.
  • Eine Bestromungshöhe des Elektromotors 9 zur Schalung des ersten bestromten Zustands des Elektromotors 9 und somit zur Einstellung der zweiten Schaltstellung der Schalteinheit 6 liegt zwischen dem stromlosen Zustand des Elektromotors 9 und der Bestromungshöhe des Elektromotors 9 zur Schalung des zweiten bestromten Zustands des Elektromotors 9 und somit zur Einstellung der dritten Schaltstellung Schalteinheit 6.
  • Im Folgenden werden die Schaltvorgänge in Bezug auf 1 näher beschrieben:
    • Die Aktuatoreinheit 7 aktuiert in der ersten Schaltstellung der Schalteinheit 6 den Kolben 8' in die erste Position. In 1 ist diese Position des Kolbens 8' dargestellt. Der Elektromotor 9 der Aktuatoreinheit 7 ist stromlos geschaltet. Die Druckfeder 12' drückt den Kolben 8' in die erste Position und weist ihre maximale Verbaulänge auf. Der erste Verzahnungsabschnitt 20 ist mit dem ersten Gegenverzahnungsabschnitt 22 im Eingriff. Der zweite Verzahnungsabschnitt 21 ist mit dem zweiten Gegenverzahnungsabschnitt 23 im Eingriff. So wird in dieser ersten Schaltstellung der Kupplungskorb 2' über den Kolben 8' antriebswirksam mit der Hohlwelle 3' verbunden. Die Lamellenkupplung 5 wird nicht betätigt und befindet sich somit in einer offenen Stellung.
  • Die Aktuatoreinheit 7 aktuiert in der zweiten Schaltstellung der Schalteinheit 6 den Kolben 8' in die zweite Position. Zur Erreichung des ersten bestromten Zustands des Elektromotors 9 und somit der zweiten Position des Kolbens 8' wird der Elektromotor 9 bestromt und der Kolben 8' über die Kugelrampeneinheit 11 in Bezug auf 1 axial nach rechts verschoben, so dass der erste Verzahnungsabschnitt 20 mit dem ersten Gegenverzahnungsabschnitt 22 außer Eingriff gebracht wird. Diese zweite Schaltstellung der Schalteinheit 6 entspricht einer „Disconnect“-Funktion, denn weder die Hohlwelle 3' noch die Vollwelle 4' sind mit dem Kupplungskorb 2' antriebswirksam verbunden. Die Druckfeder 12' wird durch die axiale Bewegung des Kolbens 8' in die zweite Position zwischen dem dritten Fortsatz 24 und der Stirnseite des Kupplungskorbs 2' weiter vorgespannt. Die Lamellenkupplung 5 wird nicht betätigt und befindet sich somit in einer offenen Stellung.
  • Die Aktuatoreinheit 7 aktuiert in der dritten Schaltstellung der Schalteinheit 6 den Kolben 8' in die dritte Position. Zur Erreichung des zweiten bestromten Zustands des Elektromotors 9 und somit der dritten Position des Kolbens 8' wird der Elektromotor 9 weiter (höher) bestromt und der Kolben 8' über die Kugelrampeneinheit 11 in Bezug auf 1 axial noch weiter nach rechts verschoben, so dass der Kolben 8' die Lamellenkupplung 5 betätigt und in eine geschlossene Stellung überführt. So wird in der dritten Schaltstellung der Kupplungskorb 2' über die Lamellenkupplung 5 antriebswirksam mit der Vollwelle 4' verbunden. Über die dritte Schaltstellung der Schalteinheit 6 kann eine Überlastschutzfunktion durch die Lamellenkupplung 5 gewährleistet werden. Die Druckfeder 12' wird durch die weitere axiale Bewegung des Kolbens 8' in die dritte Position zwischen dem dritten Fortsatz 24 und der Stirnseite des Kupplungskorbs 2' weiter vorgespannt und wirkt mit maximaler Rückstellkraft auf den dritten Fortsatz 24 des Kolbens 8'.
  • Wir der Elektromotor 9 beispielsweise wieder stromlos geschaltet, so wird der Kolben 8' durch die Rückstellkraft der Druckfeder 12' wieder in die erste Position entsprechend 1 gedrückt - die Schalteinheit 6 befindet sich wieder in der ersten Schaltstellung. Die Druckfeder 12' dient bei diesem Rückstellvorgang gleichzeitig als Schutzelement für eine mögliche Zahn-Zahn Stellung zwischen dem ersten Verzahnungsabschnitt 20 und dem ersten Gegenverzahnungsabschnitt 22.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Vorrichtung
    2
    Antriebskomponente
    2'
    Kupplungskorb
    3
    Erste Abtriebskomponente
    3'
    Hohlwelle
    4
    Zweite Abtriebskomponente
    4'
    Welle
    5
    Lamellenkupplung
    6
    Schalteinheit
    7
    Aktuatoreinheit
    8
    Stellglied
    8'
    Kolben
    9
    Elektromotor
    10
    Schneckengetriebe
    11
    Kugelrampeneinheit
    12
    Elastisches Element
    12'
    Druckfeder
    13
    Zentrale Achse (der Vorrichtung)
    14
    Erster Fortsatz
    14'
    Erster Abschnitt (des ersten Fortsatzes)
    14"
    Zweiter Abschnitt (des ersten Fortsatzes)
    15
    Zweiter Fortsatz
    16
    Außenlamellen
    17
    Innenlamellen
    18
    Kupplungsnabe
    19
    Erste Verzahnung
    20
    Erster Verzahnungsabschnitt
    21
    Zweiter Verzahnungsabschnitt
    22
    Erster Gegenverzahnungsabschnitt
    23
    Zweiter Gegenverzahnungsabschnitt
    24
    Dritter Fortsatz

Claims (6)

  1. Vorrichtung (1) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang umfassend - eine Antriebskomponente (2), - eine erste Abtriebskomponente (3), - eine zweite Abtriebskomponente (4), - eine Lamellenkupplung (5) sowie - eine Schalteinheit (6), wobei die Schalteinheit (6) eine Aktuatoreinheit (7) und ein mittels der Aktuatoreinheit (7) axial bewegbares Stellglied (8) aufweist, wobei die Aktuatoreinheit (7) in einer ersten Schaltstellung der Schalteinheit (6) das Stellglied (8) in eine erste Position aktuiert und die Antriebskomponente (2) über das Stellglied (8) antriebswirksam mit der ersten Abtriebskomponente (3) verbunden ist, die Aktuatoreinheit (7) in einer zweiten Schaltstellung der Schalteinheit (6) das Stellglied (8) in eine zweite Position aktuiert und die Antriebskomponente (2) weder mit der ersten Abtriebskomponente (3) noch mit der zweiten Abtriebskomponente (4) antriebswirksam verbunden ist und die Aktuatoreinheit (7) in einer dritten Schaltstellung der Schalteinheit (6) das Stellglied (8) in eine dritte Position aktuiert und die Antriebskomponente (2) über die Lamellenkupplung (5) antriebswirksam mit der zweiten Abtriebskomponente (4) verbunden ist.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoreinheit (7) einen Elektromotor (9), ein Schneckengetriebe (10) und eine Kugelrampeneinheit (11) aufweist, wobei über eine Bestromungshöhe des Elektromotors (9) die erste Schaltstellung, die zweite Schaltstellung und die dritte Schaltstellung der Schalteinheit (6) stellbar sind.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schalteinheit (6) in einem stromlosen Zustand des Elektromotors (9) in der ersten Schaltstellung, in einem ersten bestromten Zustand des Elektromotors (9) in der zweiten Schaltstellung und in einem zweiten bestromten Zustand des Elektromotors (9) in der dritten Schaltstellung befindet, wobei die Bestromungshöhe des Elektromotors (9) zur Einstellung der zweiten Schaltstellung zwischen dem stromlosen Zustand des Elektromotors (9) und der Bestromungshöhe des Elektromotors (9) zur Einstellung der dritten Schaltstellung liegt.
  4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoreinheit (7) ein elastisches Element (12) aufweist das das Stellglied (8) in der ersten Position vorspannt.
  5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (12) als Druckfeder (12') ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (12) zwischen der Antriebskomponente (2) und dem Stellglied (8) angeordnet ist.
DE102019219185.1A 2019-12-09 2019-12-09 Vorrichtung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang Active DE102019219185B3 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019219185.1A DE102019219185B3 (de) 2019-12-09 2019-12-09 Vorrichtung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang
PCT/EP2020/078904 WO2021115667A1 (de) 2019-12-09 2020-10-14 Vorrichtung für einen kraftfahrzeugantriebsstrang

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019219185.1A DE102019219185B3 (de) 2019-12-09 2019-12-09 Vorrichtung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019219185B3 true DE102019219185B3 (de) 2020-10-15

Family

ID=72613701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019219185.1A Active DE102019219185B3 (de) 2019-12-09 2019-12-09 Vorrichtung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102019219185B3 (de)
WO (1) WO2021115667A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022114774B3 (de) 2022-06-13 2023-09-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kopplungseinheit zur reversiblen Kopplung einer Antriebsseite mit einer Abtriebsseite eines Antriebsstrangs

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011085201A1 (de) * 2011-10-26 2013-05-02 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung für einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs, Antriebsstrang und Verfahren zum Betreiben derselben
DE102015201931A1 (de) * 2015-02-04 2016-08-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Antriebssystem für ein Hybridfahrzeug
DE102015221368A1 (de) * 2015-11-02 2017-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abkoppelungseinrichtung Verbrennungsmotor PHEV-Getriebe
DE102017205942A1 (de) * 2017-04-06 2018-10-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Antriebsvorrichtung mit einer Kupplungseinrichtung, Antriebssystem mit dieser Antriebsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb des Antriebsystems
DE102018103065A1 (de) * 2018-02-12 2019-08-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kupplungseinheit mit Torsionsschwingungsdämpfer als Kupplungsträger, Hybridmodul mit Kupplungseinheit

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013012856A1 (de) * 2013-08-01 2015-02-05 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Schaltanordnung mit einer Kupplungs- und Synchronisierungseinrichtung für ein Getriebe
DE102013021963A1 (de) * 2013-12-20 2015-06-25 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Schaltgetriebe

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011085201A1 (de) * 2011-10-26 2013-05-02 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung für einen Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs, Antriebsstrang und Verfahren zum Betreiben derselben
DE102015201931A1 (de) * 2015-02-04 2016-08-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Antriebssystem für ein Hybridfahrzeug
DE102015221368A1 (de) * 2015-11-02 2017-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Abkoppelungseinrichtung Verbrennungsmotor PHEV-Getriebe
DE102017205942A1 (de) * 2017-04-06 2018-10-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Antriebsvorrichtung mit einer Kupplungseinrichtung, Antriebssystem mit dieser Antriebsvorrichtung und Verfahren zum Betrieb des Antriebsystems
DE102018103065A1 (de) * 2018-02-12 2019-08-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kupplungseinheit mit Torsionsschwingungsdämpfer als Kupplungsträger, Hybridmodul mit Kupplungseinheit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022114774B3 (de) 2022-06-13 2023-09-07 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Kopplungseinheit zur reversiblen Kopplung einer Antriebsseite mit einer Abtriebsseite eines Antriebsstrangs

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021115667A1 (de) 2021-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2655113B1 (de) Hybridmodul für einen triebstrang eines fahrzeuges
EP2718132B1 (de) Hybridmodul für einen triebstrang eines fahrzeuges
DE102013224481A1 (de) Fliehkraftpendel
DE112015000903B4 (de) Aktuator für eine Antriebsstrangkomponente
DE102013221643B4 (de) Rotor einer elektrischen Maschine
DE102014212805A1 (de) Doppelkupplungseinrichtung
DE102014202621A1 (de) Lageranordnung eines Getriebes
WO2018068781A1 (de) Kupplungsscheibe, reibungskupplungseinrichtung und antriebsstrang
WO2012149924A1 (de) Hybridmodul für einen triebstrang eines fahrzeuges
DE102019219185B3 (de) Vorrichtung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang
WO2015165750A1 (de) Hybridmodul
WO2020249155A1 (de) Hybridkupplungsmodul sowie antriebsstrang für ein fahrzeug mit dem hybridkupplungsmodul
DE102009025330A1 (de) Kühlmittelpumpe
WO2018158029A1 (de) Getriebeanordnung und verfahren zum betreiben einer getriebeanordnung
DE102019216566B3 (de) Betätigungsvorrichtung zur Betätigung eines kupplungsgesteuerten Verteilergetriebes sowie kupplungsgesteuertes Verteilergetriebe
DE102007042810A1 (de) Anordnung zur axialen Abstützung einer Endlamelle eines Lamellenpaketes mittels eines Sprengringes
DE102018217504B4 (de) Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug umfassend zumindest eine elektrische Maschine
DE102020123917A1 (de) Kupplungsanordnung und Schaltanordnung
DE102017211260B4 (de) Schwungstartkupplungsanordnung, Torsionsdämpferanordnung sowie Kraftfahrzeug
EP3788272A1 (de) Reibkupplungseinrichtung, hybridmodul und antriebsanordnung für ein kraftfahrzeug
DE102014207218A1 (de) Vorrichtung zur Antriebsanbindung eines Nebenaggregatetriebs eines Fahrzeugs
DE102018001858A1 (de) Drehmomentübertragungsanordnung, Antriebsstrang mit einer solchen Drehmomentübertragungsanordnung und Fliehkraftpendeleinrichtung für eine solche Drehmomentübertragungsanordnung
EP4217217A1 (de) Hybridantriebsstrang für ein kraftfahrzeug
DE102017127109B4 (de) Kupplungsbaugruppe und Hybridmodul
DE102015108800A1 (de) Welle-Nabe-Verbindung und Drehmomentübertragungsanordnung mit einer Welle-Nabe-Verbindung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final