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Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinheit, ein Verfahren zur Herstellung der Drehmomentübertragungseinheit sowie ein Hybridgetriebe mit der Drehmomentübertragungseinheit.
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Parksperreinrichtungen zur Sicherung der Position eines parkenden Fahrzeuges sind seit langem bekannt. Üblicherweise wurden dazu sogenannte Handbremsen eingesetzt, die mechanisch eine Bremswirkung auf Räder des Kraftfahrzeuges ausüben, um diese im Stillstand zu blockieren und derart das geparkte Fahrzeug in der Parkposition zu sichern.
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Andere bekannte Parksperreinrichtungen wirken hingegen auf die Antriebsachse des Fahrzeugs zwecks Blockade der angetriebenen Räder. Die Blockadewirkung soll auch eintreten, wenn eine Trennkupplung zwischen Motor und Getriebe des Kraftfahrzeugs geöffnet ist und somit keine Motorbremse auf das Fahrzeug wirkt. Das bedeutet, dass beim Parken des Kraftfahrzeuges die Bremswirkung des Motors nicht genutzt werden kann, um ein unbeabsichtigtes Wegrollen des Fahrzeugs zu verhindern. Entsprechend wird üblicherweise vorgesehen, dass die Parksperreinrichtung auf die Abtriebsseite des Getriebes und somit auf den Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges selbst wirkt, um die Rotationsbewegung von Rädern zu blockieren.
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Hier wird für gewöhnlich ein Sperrrad angeordnet, welches mit einer Getriebewelle drehfest verbunden ist. Dieses Sperrrad hat eine Verzahnung, üblicherweise eine Außenverzahnung, in die eine Sperrklinke der Parksperreinrichtung eingreifen kann, um die Drehbewegung der Welle zu blockieren. Solch eine Parksperreinrichtung ist beispielsweise aus der
DE 101 41 995 A1 bekannt. Demgegenüber ist aus der
DE 195 35 239 C1 eine Parksperreinrichtung bekannt, bei welcher das Parksperrenrad an einem Flansch einer Antriebswelle angenietet ist.
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Insofern die Parksperreinrichtung als im Normalbetrieb geöffnet ausgestaltet ist, weist sie jedoch den Nachteil auf, dass bei einem Ausfall unter Unterbrechung der Energieversorgung eines mit der Parksperreinrichtung ausgestatteten Kraftfahrzeugs die Sperrklinke nicht in die Verzahnung des Sperrrades eingreift und demzufolge keine Drehblockade des Antriebsstranges erfolgt.
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Dieser Nachteil wird durch Parksperreinrichtungen ausgeglichen, die im Normalbetrieb geschlossen ausgeführt sind. Oberhalb einer definierten Drehzahl wird die Sperrklinke vom Sperrrad abgewiesen, wobei es allerdings trotzdem mechanischen Kontakt zwischen der Sperrklinke und der Verzahnung des Sperrrades geben kann, der zu erhöhtem Verschleiß führen kann. Unterhalb dieser definierten Drehzahl greift die Sperrklinke in die Verzahnung des Sperrrades ein. Dies ist jedoch mit einer Vielzahl von auf die Verzahnung wirkenden Impulsen verbunden, die sich hinsichtlich des Verschleißes auch nachteilig auswirken.
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Ebenso erfolgt durch und bei dem Einrastvorgang der Sperrklinke in die Verzahnung eine hohe mechanische Belastung, insbesondere bei von dem Rotor einer angeschlossenen elektrischen Rotationsmaschine ausgeübten Drehimpulsen, die umso stärker sind, je torsionssteifer die Welle ausgeführt ist, z.B. bei geringem axialen Abstand zwischen Sperrrad und Sitz des Rotors auf der Welle
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Insbesondere bei Hybridgetrieben kann die Welle auch noch wenigstens eine zusätzliche Verzahnung aufweisen, zur Ausbildung einer Getriebestufe eines mit dieser zusätzlichen Verzahnung kämmenden Zahnrades. Aus Platzgründen ist diese zusätzliche Verzahnung oftmals ein integraler Bestandteil der Welle und demzufolge aus dem Wellenmaterial gefertigt.
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1 zeigt eine herkömmliche Parksperreinrichtung 20, mit einer in 2 dargestellten Welle 10.
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Die Parksperreinrichtung 20 umfasst eine um ihre Längsachse 11 drehbare Welle 10 und darauf angeordnet ein Sperrrad 21. Das Sperrrad 21 weist an seiner radialen Außenseite eine Verzahnung 22 auf. Die Parksperreinrichtung 20 umfasst des Weiteren eine Sperrklinke 23, die mittels einer Antriebseinheit 24 die in der dargestellten Bewegung 25 bewegbar ist, derart geschwenkt werden kann, dass sie in die Verzahnung 22 der Sperrrades 21 eingreift. Es ist hier ersichtlich, dass beim Eingriff der Sperrklinke 23 in die Verzahnung 22 in Abhängigkeit der beim Eingriff realisierten Geschwindigkeiten hohe mechanische Belastungen auftreten, die insbesondere bei hoher Lebensdauer zu Verschleiß führen können.
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2 zeigt in perspektivischer Ansicht eine herkömmlich ausgeführte Welle 10, bei der die Verzahnung 22 und somit das Sperrrad 21 integrale Bestandteile des Wellenkörpers sind. Hier ist ebenfalls ersichtlich, dass axial unmittelbar neben der Verzahnung 22 des Sperrrades 21 eine Wellen-Außenverzahnung 12 angeordnet ist, die zusammen mit einem hier nicht dargestellten weiteren Zahnrad eine Getriebestufe ausbilden kann.
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Des Weiteren umfasst die dargestellte Welle 10 einen Rotorsitz 16 zur Aufnahme eines Rotors einer elektrischen Rotationsmaschine sowie an dem dem Sperrrad 21 axial gegenüberliegenden Ende eine Steckverzahnung 15 zur Aufnahme von Kupplungskomponenten einer mit der Welle 10 zusammenwirkenden Kupplung. Bei dieser Ausführungsform einer herkömmlichen Welle 10 sind somit die Wellen-Außenverzahnung 12 sowie auch die Verzahnung 22 des Sperrrades 21 aus gleichem Material hergestellt. Dies macht es notwendig, entweder die Welle 10 insgesamt aus einem sehr harten Material auszuführen, um die notwendige Verschleißbeständigkeit der Verzahnung 22 des Sperrrades 21 zu realisieren, oder aber auf eine höhere Härte und demzufolge Verschleißbeständigkeit der Verzahnung 22 des Sperrrades 21 zu verzichten, um die Welle 10 insgesamt effizient fertigen zu können.
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Dies führt häufig zu einer Diskrepanz bei der Erfüllung der Zielstellungen einer effizienten Fertigung sämtlicher von der Welle ausgebildeter Verzahnungen und dem gewünschten Härtegrad zwecks Minderung von Verschleiß, da Verzahnungen mit hoher Härte nur mit einem entsprechend hohen Fertigungsaufwand herstellbar sind.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drehmomentübertragungseinheit sowie ein Verfahren zur Herstellung der Drehmomentübertragungseinheit und ein Hybridgetriebe mit der Drehmomentübertragungseinheit zur Verfügung zu stellen, die in effizienter, platzsparender und kostengünstiger Weise die Betätigung einer Parksperreinrichtung mit hoher Lebensdauer erlauben.
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Diese Aufgabe wird durch die Drehmomentübertragungseinheit nach Anspruch 1 und durch ein Verfahren zur Herstellung der Drehmomentübertragungseinheit nach Anspruch 3 oder 4 gelöst. Des Weiteren wird zur Lösung der Aufgabe ein Hybridgetriebe gemäß Anspruch 5 zur Verfügung gestellt.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinheit sind im Unteranspruch 2 angegeben.
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Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
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Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinheit für ein Hybridgetriebe eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Welle zur mechanischen Kopplung mit einem Rotor einer elektrischen Rotationsmaschine und ein Sperrrad für eine Parksperreinrichtung zur Blockierung einer Rotationsbewegung der Drehmomentübertragungseinheit, wobei das Sperrrad eine Verzahnung umfasst und die Verzahnung zumindest bereichsweise eine größere Härte aufweist als die Welle. Das Sperrrad ist mittels Niete drehfest mit der Welle verbunden.
Die Außenverzahnung ist zum Eingriff einer Sperrklinke einer Parksperreinrichtung ausgestaltet, sodass dadurch eine Blockierung einer Rotationsbewegung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges bewirkbar ist.
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Insbesondere ist dabei die Verzahnung eine Außenverzahnung, in vorteilhafter Ausführungsform mit sich radial erstreckenden Zähnen. Aufgrund der Härte dieser Verzahnung ist eine lange Lebensdauer der Verzahnung gewährleistet. Durch die Nietung kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Drehmomentübertragungseinheit auch eine axiale Fixierung der beiden Bauteile Sperrrad und Welle aneinander realisiert sein.
Der Körper der Welle kann weiterhin eine Wellen-Außenverzahnung ausbilden, die zumindest bereichsweise eine geringere Härte aufweist als das Sperrrad. Die Wellen-Außenverzahnung ist aus dem Material des Wellenkörpers ausgebildet und ist demzufolge ein integraler Bestandteil der Welle, sodass der Wellenkörper und die Wellenverzahnung ein homogenes Bauteil ausbilden.
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Hier ergibt sich der Vorteil, dass die Wellen-Außenverzahnung aufgrund der geringeren Härte durch ein geeignetes Fertigungsverfahren in effizienter Weise herstellbar ist, obwohl durch die erfindungsgemäße Nietung die aus Welle und Sperrrad realisierte Baueinheit bereichsweise eine sehr große Härte aufweist, nämlich in der Verzahnung des Sperrrades.
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Das Sperrrad wird als Einzelteil hergestellt und kann in einem eigenen und dem Material sowie den Anforderungen an das Sperrrad angepassten Härteprozess gefertigt werden, unabhängig von der Welle.
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Aufgrund der bei der Vernietung und/oder im Betrieb der Drehmomentübertragungseinheit erfolgenden Druckspannung auf die Lochlaibung an einem jeweiligen Niet und der dadurch bedingten Festigkeitssteigerung des vorverformten Materials wird eine sehr robuste Verbindung zwischen Sperrrad und Welle ermöglicht, insbesondere, wenn die Parksperreinrichtung im normalen Zustand geschlossen ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Niete im Wesentlichen achsparallel zur Längsachse der Welle verlaufen, wobei die Niete zumindest bereichsweise in einem Absatz der Welle und zumindest bereichsweise im Sperrrad angeordnet sind.
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Der Absatz der Welle erstreckt sich dabei radial, so dass er eine axiale Anlagefläche ausbildet, an der das Sperrrad axial anliegt.
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In einer nicht beanspruchten Ausführungsform ist vorgesehen, dass wenigstens eines der Niete einen nach der Positionierung des Niets in der Welle und im Sperrrad durch Umformung erzeugtem Schließkopf aufweist.
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Der Schließkopf ist somit in dieser Ausführungsform nachträglich nach der Positionierung des Niets realisiert worden.
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Ein Nietkopf des betreffenden Niets kann dabei ein Halbrundkopf sein, oder auch ein Linsenkopf oder ein Senkkopf. Das Niet wird dabei so in den Absatz der Welle und in das Sperrrad eingebracht, dass der Nietkopf einseitig an einem der beiden Bauteile Sperrrad und Welle, z.B. am Wellenabsatz, anliegt. Der gegenüberliegende Endabschnitt ragt aus dem jeweils anderen Bauteil heraus und wird danach durch Druck- und/oder Schlagumformung zu einem Schließkopf umgeformt.
Es bietet sich an, für diese Ausführungsform der Nietung ein Vollniet zu verwenden.
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Eine andere, nicht beanspruchte Variante der Nietung sieht dagegen vor, dass wenigstens eines der Niete ein mittels Clinchen eingebrachtes Niet ist. Entsprechend kann dieses Niet auch als Clinch-Niet bezeichnet werden. Im Gegensatz zum herkömmlichen Clinchen, bei dem ein Stempel zwei miteinander zu verbindende Fügepartner durch Verformung der beiden Fügepartner und Ausbildung eines Hinterschnitts miteinander verbindet, ist hier allerdings vorgesehen, dass in einem der beiden Bauteile Sperrrad und Welle bereits ein Sackloch mit an der Seite des Lochgrundes ausgebildeter radialer Aufweitung existiert. Durch Eintreiben des Niets in dieses Sackloch und Stauchung des Niets am Lochgrund vergrößert sich das Niet radial, sodass es selbst einen Hinterschnitt in der radialen Aufweitung ausbildet. Dadurch ist dem Niet der translatorische Freiheitsgrad entlang seiner Längsachse blockiert. Am axial gegenüberliegenden Ende weist das Niet zum Beispiel ebenfalls einen Schließkopf auf, mit dem es an dem jeweils anderen Bauteil von Sperrrad und Welle anliegt, sodass derart die beiden Bauteile Sperrrad und Welle entlang der Längsrichtung des Niets aneinander fixiert sind.
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Gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Nietung ist vorgesehen, dass wenigstens eines der Niete ein Gewindeniet mit Außengewinde ist, dessen Außengewinde mit einem Innengewinde in einem der beiden Bauteile Sperrrad und Welle eine Gewindeverbindung realisiert und einen durch Umformung erzeugtem Schließkopf aufweist, der am jeweils anderen Bauteil anliegt.
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Bei der Fertigung dieser Nietverbindung ragt der dem Außengewinde gegenüberliegende Endabschnitt des Niets aus dem jeweils anderen Bauteil heraus und wird durch Druck- und/oder Schlagumformung zu einem Schließkopf umgeformt. In vorteilhafter Ausführungsform ist hier vorgesehen, dass das Gewindeniet ein stirnseitig im Körper des Gewindeniets angeordnetes Formelement zur Einbringung eines Drehmoments aufweist.
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Dieses Formelement kann insbesondere ein Innensechskant oder auch ein Innensechsrund sein. In vorteilhafter Ausführungsform ist vorgesehen, dass dieses Formelement in dem dem Außengewinde axial gegenüberliegenden Endabschnitt angeordnet ist.
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Dieses Formelement erlaubt das Einschrauben des Gewindeniets in das Innengewinde durch Einbringung eines Drehmoments über das Formelement. Hat das Gewindeniet seine Soll-Position in axialer Richtung erreicht, wird es in dem das Formelement aufweisenden Endabschnitt durch Druck- und/oder Schlagumformung umgeformt, sodass es einen Schließkopf ausbildet.
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Bei der Welle als eines der beiden mittels Nietung zu verbindenden Bauteile ist in vorteilhafter Ausführungsform vorgesehen, dass eine jeweilige von der Erfindung umfasste Nietung in oder durch einen von der Welle integral ausgebildeten Absatz der Welle ausgeführt ist.
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Die Nietverbindungen, insbesondere die Gewindeniete, eignen sich insbesondere bei beengten Bauraumverhältnissen an der Welle, da für die Herstellung der Nietverbindungen ein relativ geringer Platzbedarf bei der Montage besteht.
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Ein weiterer Aspekt der vorlegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinheit, bei dem eine Welle zur mechanischen Kopplung mit einem Rotor einer elektrischen Rotationsmaschine und ein Sperrrad für eine Parksperreinrichtung zur Blockierung einer Rotationsbewegung der Drehmomentübertragungseinheit bereit gestellt werden, wobei das Sperrrad eine Verzahnung umfasst und die Verzahnung zumindest bereichsweise eine größere Härte als die Welle aufweist, und das Sperrrad mittels Niete drehfest mit der Welle verbunden wird.
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Dabei kann dieses Verfahren derart realisiert werden, dass wenigstens eines der Niete in der Welle und im Sperrrad positioniert wird, so dass es diese beiden Bauteile durchdringt, und ein Nietkopf dieses Niets an einem der beiden Bauteile Welle und Sperrrad anliegt, und dann durch Umformung eines diesem Nietkopf gegenüberliegenden Endabschnitts ein Schließkopf des Niets ausgebildet wird.
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Dadurch sind die beiden Bauteile Welle und Sperrrad durch die beiden vom Niet ausgebildeten Köpfe in axialer Richtung aneinander fixiert.
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Ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren sieht vor, dass in einem der beiden Bauteile Sperrrad und Welle ein Sackloch mit an der Seite des Lochgrundes ausgebildeter radialer Aufweitung ausgebildet wird, und ein Niet in dieses Sackloch eingetrieben wird, so dass es am Lochgrund gestaucht und radial vergrößert wird, sodass es selbst einen Hinterschnitt in der radialen Aufweitung ausbildet.
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Dadurch ist dem Niet der translatorische Freiheitsgrad entlang seiner Längsachse blockiert. Am axial gegenüberliegenden Ende weist das Niet zum Beispiel ebenfalls einen Schließkopf auf, mit dem es an dem jeweils anderen Bauteil von Sperrrad und Welle anliegt, sodass derart die beiden Bauteile Sperrrad und Welle entlang der Längsrichtung des Niets aneinander fixiert sind.
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Alternativ kann ein erfindungsgemäßes Verfahren derart ausgeführt werden, dass wenigstens eines der Niete ein Gewindeniet mit Außengewinde ist, welches in ein Innengewinde in einem der beiden Bauteile Sperrrad und Welle eingeschraubt wird, und durch Umformung ein Schließkopf des Gewindeniets erzeugt wird, der am jeweils anderen Bauteil anliegt.
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Somit ragt der dem Außengewinde gegenüberliegende Endabschnitt des Niets aus dem jeweils anderen Bauteil nach dem Einschraubvorgang heraus, und wird dann durch Druck- und/oder Schlagumformung zu einem Schließkopf umgeformt.
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Insofern hier das Gewindeniet ein stirnseitig im Körper des Gewindeniets angeordnetes Formelement zur Einbringung eines Drehmoments aufweist, ist vorgesehen, dass durch die Druck- und/oder Schlagumformung auch dieses Formelement bzw. dass dieses Formelement ausbildenden Material umgeformt wird, sodass dieses Formelement bei Ausbildung des Schließkopfes zumindest bereichsweise zerstört wird.
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Zudem wird durch die Erfindung ein Hybridgetriebe zur Verfügung gestellt, welches eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinheit sowie wenigstens eine elektrische Rotationsmaschine umfasst, deren Rotor drehfest mit der Welle der Drehmomentübertragungseinheit gekoppelt ist, und weiterhin eine Parksperreinrichtung zum Eingriff in die Verzahnung des Sperrrades der Drehmomentübertragungseinheit umfasst.
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Insbesondere kann dieses Hybridgetriebe derart ausgestaltet sein, dass der axiale Abstand zwischen Rotor und Sperrrad relativ gering ist, insbesondere nicht größer ist als der Durchmesser der Welle der Drehmomentübertragungseinheit.
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Entsprechend ist die Welle der Drehmomentübertragungseinheit zwischen Sperrrad und Rotor sehr kurz und demzufolge sehr torsionssteif ausgeführt, wobei jedoch gegebenenfalls vom Rotor auf die Welle übertragene Drehimpulse trotzdem vom Sperrrad aufgrund dessen großer Härte der Verzahnung aufgenommen werden können.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Hybridgetriebes ist vorgesehen, dass das Sperrrad die Zusatzfunktion hat, ein Nadellager zur Lagerung der Welle axial zu sichern.
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Mit diesem Hybridgetriebe kann somit auch eine Hybrid-Antriebsanordnung zur Verfügung gestellt werden, welche ein erfindungsgemäßes Hybridgetriebe sowie eine Verbrennungskraftmaschine aufweist, deren Abtrieb mechanisch mit einer Anschlusseinrichtung des Hybridgetriebes gekoppelt ist.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
- 1: eine Parksperreinrichtung gemäß dem Stand der Technik,
- 2: eine Welle mit Sperrrad gemäß dem Stand der Technik,
- 3: ein gemäß der vorliegenden Erfindung separates Sperrrad,
- 4: ein Vollniet in perspektivischer Ansicht,
- 5: einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinheit einer ersten Ausführungsform,
- 6: einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinheit einer zweiten Ausführungsform,
- 7: einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinheit einer 3. Ausführungsform,
- 8: eine Welle mit erfindungsgemäß angeordnetem Sperrrad in stirnseitiger Ansicht,
- 9: ein Gewindeniet in Ansicht von der Seite, und
- 10: das Gewindeniet aus 9 in stirnseitiger Ansicht.
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Auf 1 und 2 ist bereits zur Erläuterung des Standes der Technik eingegangen worden.
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3 zeigt ein Sperrrad 21, welches gemäß dem Grundgedanken der Erfindung als separates und hartes Bauteil, zumindest im Bereich seiner Verzahnung 22, auszuführen ist.
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Es ist ersichtlich, dass das Sperrrad 21 bereits vorgefertigte Bohrungen zur Aufnahme von Nieten aufweist.
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4 zeigt zunächst ein gemäß der Erfindung zu verwendendes Niet 30 zur Fixierung des Sperrrades. Dieses Niet 30 ist als Vollniet ausgestaltet und umfasst einen Nietkopf 31.
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Die 5-7 stellen unterschiedliche Möglichkeiten der Befestigung dieses Sperrrades 21 an der Welle anhand der gezeigten Ausschnitte aus einem erfindungsgemäßen Hybridgetriebe dar, in denen wesentliche Aspekte der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinheit ersichtlich sind. 5 zeigt die Verwendung dieses Niets 30 zur Befestigung des Sperrrades 21. Hier ist das Niet 30 durch eine Bohrung in einem Absatz 13 der Welle 10 sowie durch das Sperrrad 21 hindurchgeschoben worden, sodass der Nietkopf 31 in einem im Absatz 13 vorhandenen Freistich 33 sitzt. Dadurch ragt das Niet 30 aus dem Sperrrad 21 axial hervor. An dieser Stelle ist durch Umformung des Niets 30 ein Schließkopf 32 erzeugt worden. Dadurch ist das Sperrrad 21 in axialer Richtung sowie auch in Umfangsrichtung am Absatz 13 der Welle 10 fixiert. Dabei liegt das Sperrrad 21 an einer axialen Anlagefläche 14 des Absatzes 13 an. Der Absatz 13 bildet dabei an seiner radialen Außenseite die Wellen-Außenverzahnung 12 aus.
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6 zeigt eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinheit. Hier ist ein Niet in Form eines sogenannten Clinch-Niets 40 verwendet worden. Dieses Clinch-Niet 40 ist in ein Sackloch 41 im Absatz 13 der Welle 10 eingebracht worden. Dieses Sackloch 41 weist an seinem Lochgrund 42 eine radiale Aufweitung 43 auf. Durch Eintreiben des Clinch-Niets 40 von der Seite des Sperrrades 21 aus wird dieses Clinch-Niet 40 auf dem Loch und 42 gestaucht, sodass es in die radiale Aufweitung 43 verformt wird bzw. in die radiale Aufweitung 43 hineinfließt. Derart bildet das Clinch-Niet 40 in der radialen Aufweitung 43 einen Hinterschnitt 44 aus, der dem Clinch-Niet 40 den axialen Freiheitsgrad entlang seiner Längsachse blockiert. An dem dem Hinterschnitt 44 axial gegenüberliegenden Ende umfasst das Clinch-Niet 40 einen Nietkopf 31, mit dem es am Sperrrad 21 anliegt. In dieser Weise ist das Sperrrad 21 am Absatz 13 der Welle 10 fixiert. 7 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinheit.
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Das hier verwendete Niet ist ein Gewindeniet 50. Dieses Gewindeniet 50 wird durch eine Bohrung im Sperrrad 21 in ein Innengewinde 53 im Absatz 13 der Welle 10 eingeschraubt, sodass ein Außengewinde 51 des Gewindeniets 50 zusammen mit dem Innengewinde 53 eine Gewindeverbindung realisiert.
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Dafür umfasst das Gewindeniet 50 in einer vorteilhaften Ausführungsform an seinem stirnseitigen, dem Außengewinde 51 abgewandten Ende ein Formelement 52 zur Einbringung eines Drehmoments auf das Gewindeniet 50 auf, wie es insbesondere den 9 und 10 entnehmbar ist. In der hier dargestellten Ausführungsform ist dieses Formelement 52 ein Innensechsrund.
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Nach der Einbringung dieses Gewindeniets 50 in das Sperrrad 21 sowie auch in den Absatz 13 der Welle 10, wird durch Umformung, insbesondere durch Schlag-Impulse, ein Schließkopf 32 an der Seite des Sperrrades 21 erzeugt, sodass auch in dieser Ausführungsform das Sperrrad 21 fest am Absatz 13 der Welle 10 fixiert ist.
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Wie Beispielhaft in 7 dargestellt, ist der axiale Abstand 61 des Sperrrades 21 zum Rotor 60 relativ klein, sodass der dazwischen befindliche Abschnitt der Welle 10 torsionssteif ist, sodass auf die Welle 10 wirkende Dreh-Impulse im Wesentlichen ungedämpft weitergegeben werden. Aufgrund der relativ hohen Härte der Verzahnung 22 des Sperrrades 21 bewirken jedoch aufgebrachte Dreh-Impulse in der Verzahnung nicht oder nur unwesentlich Verschleiß.
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Es erklärt sich von selbst, dass die in den 5-7 dargestellten Niete auf einem Teilumfang des Sperrrades in Mehrzahl angeordnet sind.
Aus den 5-7 ist zudem ersichtlich, dass das am Absatz 13 der Welle 10 fixierte Sperrrad 21 einen axialen Anschlag für ein auf einer zweiten Welle 63 sitzendes Nadellager 62 ausbildet, welches die Welle 10 auf der zweite Welle 63 abstützt.
Zudem ist in den 5-7 jeweils ein Wälzlager 64 erkennbar, zur Abstützung und Lagerung der Welle 10 in einem Gehäuse 65. Weiterhin ist auch der auf dem Rotorsitz 16 angeordnete Rotor 60 einer elektrischen Rotationsmaschine teilweise erkennbar.
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Mit der hier vorgeschlagenen Drehmomentübertragungseinheit wird eine Einrichtung zur Verfügung gestellt, die eine hohe Lebensdauer der Verzahnung des Sperrrades der Parksperreinrichtung mit einer effizienten Fertigung vereint.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Welle
- 11
- Längsachse
- 12
- Wellen-Außenverzahnung
- 13
- Absatz
- 14
- axiale Anlagefläche
- 15
- Steckverzahnung
- 16
- Rotorsitz
- 20
- Parksperreinrichtung
- 21
- Sperrrad
- 22
- Verzahnung
- 23
- Sperrklinke
- 24
- Antriebseinheit
- 25
- Bewegung
- 30
- Niet
- 31
- Nietkopf
- 32
- Schließkopf
- 33
- Freistich
- 40
- Clinch-Niet
- 41
- Sackloch
- 42
- Lochgrund
- 43
- Radiale Aufweitung
- 44
- Hinterschnitt
- 50
- Gewindeniet
- 51
- Außengewinde
- 52
- Formelement
- 53
- Innengewinde
- 60
- Rotor
- 61
- axialer Abstand
- 62
- Nadellager
- 63
- Zweite Welle
- 64
- Wälzlager
- 65
- Gehäuse
