DE102021115521B3

DE102021115521B3 - Drehmomentübertagungseinrichtung und Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102021115521B3
Application number: DE102021115521.5A
Authority: DE
Inventors: Stephan Maienschein
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-06-16
Filing date: 2021-06-16
Publication date: 2022-09-29
Anticipated expiration: 2041-06-17
Also published as: WO2022262896A1; CN117295905A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung (15) und einen Antriebsstrang (10) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (15) einen um eine Drehachse (70) drehbar gelagerten Rotorträger (50), eine Eingangsnabe (55), eine Ausgangsnabe (60) und einen Torsionsdämpfer (65) aufweist, wobei der Rotorträger (50) einen sich in axialer Richtung radial außen zu der Eingangsnabe (55) erstreckenden Befestigungsabschnitt (80) und einen sich in radialer Richtung erstreckenden ersten Flanschabschnitt (75) aufweist, wobei der Befestigungsabschnitt (80) und die Eingangsnabe (55) auf einer ersten Axialseite (90) des ersten Flanschabschnitts (75) angeordnet und mit dem ersten Flanschabschnitt (75) verbunden sind, wobei der Torsionsdämpfer (65) wenigstens ein erstes Energiespeicherelement (130, 135) und ein Dämpferausgangsteil (145) aufweist, das einen sich in radialer Richtung erstreckenden zweiten Flanschabschnitt (150) und ein sich in axialer Richtung entlang der Drehachse (70) erstreckenden und mit dem Energiespeicherelement (130, 135) wirkverbundenen Betätigungsabschnitt (155) aufweist, wobei radial innenseitig der zweite Flanschabschnitt (150) mit der Ausgangsnabe (60) und radial außenseitig mit dem Betätigungsabschnitt (155) drehmomentschlüssig verbunden ist, wobei der zweite Flanschabschnitt (150) axial zwischen einer auf der zur ersten Axialseite (90) abgewandten zweiten Axialseite (95) des ersten Flanschabschnitts (75) und der Ausgangsnabe (60) angeordnet ist, wobei der erste Flanschabschnitt (75) wenigstens eine durch den Betätigungsabschnitt (155) durchgriffene und sich in axialer Richtung erstreckende Durchgangsöffnung (175) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit einem Rotorträger für einen Elektromotor und zumindest einem Torsionsdämpfer.
Aus der WO 2020/ 030 215 A1 sind bereits Drehmomentübertragungseinrichtungen mit einem Rotorträger für einen Elektromotor und einem Torsionsdämpfer bekannt.
Als weiterer Stand der Technik wird auf die DE 11 2018 005 228 T5 , die FR 2 802 265 A1 die US 11 028 899 B1 , DE 10 2013 213 422 A1 .
Es ist demgemäß die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Drehmomentübertragungseinrichtung und einen verbesserten Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen.
Die Aufgabe wir mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Maßnahmen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Es wurde erkannt, dass eine verbesserte Drehmomentübertragungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung einen um eine Drehachse drehbar gelagerten Rotorträger, eine Eingangsnabe, eine Ausgangsnabe und einen Torsionsdämpfer aufweist. Der Rotorträger weist einen sich in axialer Richtung radial außen zu der Eingangsnabe erstreckenden Befestigungsabschnitt und einen sich in radialer Richtung erstreckenden ersten Flanschabschnitt auf. Der Befestigungsabschnitt und die Eingangsnabe sind auf einer ersten Axialseite des ersten Flanschabschnitts angeordnet und mit dem ersten Flanschabschnitt verbunden. Der Torsionsdämpfer weist ein erstes Energiespeicherelement und ein Dämpferausgangsteil auf, wobei das Dämpferausgangsteil einen sich in radialer Richtung erstreckenden zweiten Flanschabschnitt und ein sich in axialer Richtung entlang der Drehachse erstreckenden und mit dem ersten Energiespeicherelement wirkverbundenen Betätigungsabschnitt aufweist. Radial innenseitig ist der zweite Flanschabschnitt mit der Ausgangsnabe und radial außenseitig ist der zweite Flanschabschnitt mit dem Betätigungsabschnitt drehmomentschlüssig verbunden. Der zweite Flanschabschnitt ist axial zwischen dem ersten Flanschabschnitt und der Ausgangsnabe angeordnet. Der erste Flanschabschnitt weist wenigstens eine durch den Betätigungsabschnitt durchgriffene und sich in axialer Richtung erstreckende Durchgangsöffnung auf. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung einen besonders geringen axialen Bauraumbedarf aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Torsionsdämpfer ein Dämpfereingangsteil auf. Das Dämpfereingangsteil weist einen sich in radialer Richtung erstreckenden dritten Flanschabschnitt und einen sich in axialer Richtung entlang der Drehachse und mit dem dritten Flanschabschnitt verbundenen Koppelabschnitt auf. Der dritte Flanschabschnitt ist an der ersten Axialseite des ersten Flanschabschnitts befestigt. Der Koppelabschnitt erstreckt sich von der ersten Axialseite weg und ist mit dem ersten Energiespeicherelement wirkverbunden. Dabei ist der Koppelabschnitt radial innenseitig zu dem Betätigungsabschnitt angeordnet. Durch ein über die Eingangsnabe in die Drehmomentübertragungseinrichtung einleitbares erstes Drehmoment ist der erste Flanschabschnitt des Rotorträgers gegen die Wirkung des ersten Energiespeicherelements gegenüber dem Betätigungsabschnitt zur Drehmomentübertragung des ersten Drehmoments an die Ausgangsnabe verdrehbar. Dadurch ist in radialer Richtung der Bauraumbedarf besonders gering bzw. hat der Torsionsdämpfer eine hohe Däm pferkapazität.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Torsionsdämpfer ein zweites Energiespeicherelement auf, wobei das erste Energiespeicherelement in Umfangsrichtung beabstandet zu dem zweiten Energiespeicherelement angeordnet ist. Der Betätigungsabschnitt ist in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Energiespeicherelement und dem zweiten Energiespeicherelement angeordnet und ist mit beiden Energiespeicherelementen wirkverbunden. Dadurch kann das Dämpferausgangsteil besonders leicht ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Durchgangsöffnung teilringförmig ausgebildet ist und erstreckt sich in Umfangsrichtung bezogen auf die Drehachse über wenigstens ein erstes Winkelsegment. Der Betätigungsabschnitt erstreckt sich in Umfangsrichtung bezogen auf die Drehachse über ein zweites Winkelsegment, wobei das zweite Winkelsegment kleiner als das erste Winkelsegment ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist der erste Flanschabschnitt im Wesentlichen scheibenförmig in einer Drehebene zu der Drehachse verlaufend angeordnet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der erste Flanschabschnitt besonders einfach beispielsweise aus einem Blech kostengünstig hergestellt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Drehmomentübertragungseinrichtung einen Lagerdeckel und eine Lageranordnung auf, wobei der Lagerdeckel einen in axialer Richtung erstreckenden Lagerabschnitt aufweist. Radial zwischen der Eingangsnabe und dem Lagerabschnitt ist die Lageranordnung zur Lagerung der Eingangsnabe an dem Lagerabschnitt angeordnet. Der Lagerabschnitt erstreckt sich in Richtung der ersten Axialseite und weist eine axiale Überdeckung mit dem Torsionsdämpfer und/oder dem Befestigungsabschnitt auf. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Antriebsstrang in axialer Richtung und in radialer Richtung besonders wenig Bauraumbedarf hat.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Dämpferausgangsteil einen sich in radialer Richtung erstreckenden zweiten Flanschabschnitt auf, wobei der zweite Flanschabschnitt radial außen mit dem Betätigungsabschnitt und radial innen mit der Ausgangsnabe verbunden ist. Der zweite Flanschabschnitt ist auf einer dem Torsionsdämpfer abgewandten zweiten Axialseite des ersten Flanschabschnitts angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Lagerdeckel einen sich in radialer Richtung erstreckenden Deckelabschnitt auf, der sich radial außen an den Lagerabschnitt anschließt, wobei der Deckelabschnitt sich vom Lagerabschnitt radial nach außen erstreckt, wobei axial zwischen der ersten Axialseite und dem Deckelabschnitt der Torsionsdämpfer angeordnet ist. Dadurch kann der axiale Baurraumbedarf für die Drehmomentübertragungseinrichtung weiter reduziert werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Eingangsnabe auf einer der Ausgangsnabe zugewandten Seite einen ersten Zentrierabsatz mit einer an einer äußeren Umfangsseite des ersten Zentrierabsatzes angeordneten ersten Zentrierfläche auf. Die Ausgangsnabe weist an einer inneren Umfangsseite einen zweiten Zentriersatz mit einer zweiten Zentrierfläche auf. Der erste Zentrierabsatz greift in den zweiten Zentrierabsatz ein. Die erste Zentrierfläche und die zweite Zentrierfläche sind zur Ausrichtung der Ausgangsnabe zu der Eingangsnabe in radialer Richtung ausgebildet. Dadurch wird eine zuverlässige Ausrichtung der Ausgangsnabe gegenüber der Eingangsnabe sichergestellt.
Ein verbesserter Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug kann dadurch bereitgestellt werden, dass der Antriebsstrang eine Drehmomentübertragungseinrichtung, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, eine Brennkraftmaschine, eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator aufweist. Eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ist mit der Eingangsnabe drehmomentschlüssig verbunden Der Stator ist radial außen zu dem Rotor angeordnet, wobei der Rotor radial außenseitig des Befestigungsabschnitts auf dem Befestigungsabschnitt angeordnet und befestigt ist. Der Torsionsdämpfer ist mit der Eingangsnabe drehmomentschlüssig verbunden und ausgebildet, eine Drehungleichförmigkeit kommend von der Brennkraftmaschine zwischen der Eingangsnabe und der Ausgangsnabe zumindest teilweise zu tilgen. Dadurch kann die elektrische Maschine radial außenseitig zu dem Torsionsdämpfer mit einer axialen Überdeckung der Drehmomentübertragungseinrichtung befestigt werden, sodass der Antriebsstrang insgesamt in radialer Richtung und in axialer Richtung besonders kompakt ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Rotor eine sich in einer Drehebene erstreckende Stirnseite auf, wobei die Stirnseite und der Befestigungsabschnitt bündig abschließen. Dadurch kann in axialer Richtung der Befestigungsabschnitt besonders schlank ausgebildet sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 einen Halblängsschnitt durch eine Teildarstellung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs;
2 einen Ausschnitt einer in 1 gezeigten Drehmomentübertragungseinrichtung;
3 eine Seitenansicht mit einer in 1 markierten Blickrichtung A auf den in 1 gezeigten Antriebsstrang; und
4 einen in 1 markierten Ausschnitt B des in 1 gezeigten Antriebsstrangs.
1 zeigt einen Halblängsschnitt durch einen Ausschnitt eines Antriebsstrangs 10 eines Kraftfahrzeugs.

Der Antriebsstrang 10 weist eine Drehmomentübertragungseinrichtung 15, eine nur ansatzweise in 1 dargestellte Brennkraftmaschine 20, eine elektrische Maschine 25 und eine Übersetzungseinrichtung 26 auf. Die Brennkraftmaschine 20 und die elektrische Maschine 25 sind jeweils zum Antrieb des Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Bereitstellung einer Traktionskraft zum Antrieb des Kraftfahrzeugs, ausgebildet und bilden gemeinsam einen Hybridantrieb für das Kraftkraftfahrzeug aus. Der Hybridantrieb kann seriell oder parallel betrieben werden. Auch kann die elektrische Maschine 25 generatorisch betrieben werden, um elektrische Energie zu erzeugen und eine Traktionsbatterie des Antriebsstrangs 10 zu laden.
Die Brennkraftmaschine 20 weist eine Kurbelwelle 30 und ein Motorgehäuse 35 auf. Die Kurbelwelle 30 ist drehbar um eine Drehachse 70 in dem Motorgehäuse 35 gelagert. An der Kurbelwelle 30 stellt die Brennkraftmaschine 20 bei Aktivierung ein mit Drehungleichförmigkeiten überlagertes erstes Drehmoment M1 bereit.
Die Übersetzungseinrichtung 26 weist ein Getriebegehäuse 36 auf, das an dem Motorgehäuse 35 drehfest befestigt ist und sich an das Motorgehäuse 35 stirnseitig anschließt. Das Getriebegehäuse 36 begrenzt einen Gehäuseinnenraum 37, wobei in dem Gehäuseinnenraum 37 die Drehmomentübertragungseinrichtung 15 und die elektrische Maschine 25 angeordnet sind. Die elektrische Maschine 25 ist beispielhaft als Innenläufer ausgebildet und weist einen Rotor 40 und einen Stator 45 auf. Der Stator 45 ist drehfest mit dem Getriebegehäuse 36 verbunden. Der Stator 45 kann eine oder mehrere Wicklungen aufweisen, um ein elektrisches Drehfeld zum Antrieb des Rotors 40 bereitzustellen.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 15 weist einen Rotorträger 50, eine Eingangsnabe 55, eine Ausgangsnabe 60, einen Torsionsdämpfer 65, einen Lagerdeckel 100 und eine Lageranordnung 105 auf.
Radial innenseitig greift in die Eingangsnabe 55 die Kurbelwelle 30 ein, wobei die Kurbelwelle 30 und die Eingangsnabe 55 drehmomentschlüssig, insbesondere drehfest, beispielsweise über eine Welle-Nabe-Verbindung, miteinander verbunden sind. Die Ausgangsnabe 60 ist axial beabstandet zu der Eingangsnabe 55 auf einer zur Brennkraftmaschine 20 abgewandten Seite angeordnet. Die Ausgangsnabe 60 greift in montiertem Zustand in eine Getriebeeingangswelle 200 der Übersetzungseinrichtung 26 ein. Dabei ist die Ausgangsnabe 60 beispielsweise mittels einer Welle-Nabe-Verbindung drehmomentschlüssig mit der Getriebeeingangswelle 200 verbunden.
Der Rotorträger 50 ist drehbar um die Drehachse 70 gelagert. Der Rotorträger 50 ist beispielhaft topfförmig ausgebildet und kann beispielsweise aus einem ebenen Blechmaterial tiefgezogen oder stanzgebogen sein. Der Rotorträger 50 weist einen sich in radialer Richtung in der Ausführungsform im Wesentlichen in einer Drehebene senkrecht zu der Drehachse 70 erstreckenden ersten Flanschabschnitt 75 und einen sich in axialer Richtung im Wesentlichen parallel zu der Drehachse 70 erstreckenden Befestigungsabschnitt 80 auf. Der Befestigungsabschnitt 80 und der erste Flanschabschnitt 75 sind einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Der Befestigungsabschnitt 80 ist radial außenseitig an dem ersten Flanschabschnitt 75 angeordnet und befestigt. Der Befestigungsabschnitt 80 kann beispielsweise im Wesentlichen hohlzylindrisch um die Drehachse 70 ausgebildet sein. An einer ersten äußeren Umfangsseite des Befestigungsabschnitts 80 ist der Rotor 40 der elektrischen Maschine 25 an dem Befestigungsabschnitt 80 befestigt.
In der Ausführungsform ist der erste Flanschabschnitt 75 im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet. Dabei kann eine erste Axialseite 90, die stirnseitig auf der zur Brennkraftmaschine 20 zugewandten Seite angeordnet ist, im Wesentlichen plan ausgebildet sein und sich im Wesentlichen in radialer Richtung senkrecht nach außen hin erstrecken. Der erste Flanschabschnitt 75 weist ferner eine zweite Axialseite 95 auf, die axial gegenüberliegend zu der ersten Axialseite 90 angeordnet ist. Auf der zur zweiten Axialseite 95 zugewandten Seite ist die Ausgangsnabe 60 angeordnet.
Radial innenseitig ist der erste Flanschabschnitt 75 des Rotorträgers 50 beispielhaft über eine Schweißverbindung 85 mit der Eingangsnabe 55 drehfest verbunden. Die Eingangsnabe 55 und der Befestigungsabschnitt 80 erstrecken sich im Wesentlichen auf der gemeinsamen ersten Axialseite 90 des ersten Flanschabschnitts 75. Dabei weisen die Eingangsnabe 55 und der Befestigungsabschnitt 80 eine axiale Überdeckung auf. Unter einer axialen Überdeckung wird verstanden, dass bei Projektion zweier Komponenten, in radialer Richtung beispielsweise des Befestigungsabschnitts 80 und der Eingangsnabe 55, in eine erste Projektionsebene, in der die Drehachse 70 verläuft, sich in der Projektionsebene die beiden Komponenten, beispielsweise der Befestigungsabschnitt 80 und die Eingangsnabe 55, überlappen.
Der Lagerdeckel 100 weist einen sich in radialer Richtung erstreckenden Deckelabschnitt 110 und einen sich radial innen an den Deckelabschnitt 110 anschließenden, in axialer Richtung parallel zu der Drehachse 70 erstreckenden Lagerabschnitt 115 auf. Der Deckelabschnitt 110 erstreckt sich in radialer Richtung und kann in einer Drehebene senkrecht zu der Drehachse 70 angeordnet sein. Dabei ist radial innenseitig der Deckelabschnitt 110 mit dem Lagerabschnitt 115 drehfest verbunden. Radial außenseitig kann der Deckelabschnitt 110 mit dem Motorgehäuse 35 drehfest verbunden sein. Der Lagerabschnitt 115 kann beispielsweise hohlzylindrisch um die Drehachse 70 verlaufend ausgebildet sein. Der Lagerabschnitt 115 und der Deckelabschnitt 110 können beispielsweise einstückig und materialeinheitlich, beispielsweise gegossen, hergestellt sein. Der Lagerabschnitt 115 erstreckt sich in Richtung der Ausgangsnabe 60 vom Deckelabschnitt 110 in axialer Richtung weg und läuft axial auf den ersten Flanschabschnitt 75 zu. Dabei greift der Lagerabschnitt 115 in einen Ringspalt 125 zwischen dem Befestigungsabschnitt 80 und der Eingangsnabe 55 ein. Der Lagerabschnitt 115 weist somit eine axiale Überdeckung sowohl mit dem Befestigungsabschnitt 80 als auch mit der Eingangsnabe 55 auf.
Der Lagerabschnitt 115 bildet mit einer ersten inneren Umfangsseite und die Eingangsnabe 55 bildet mit einer zweiten Umfangsseite eine Lageraufnahme 120 aus, wobei die Lageraufnahme 120 ringförmig um die Drehachse 70 verlaufend ausgebildet ist. In der Lageraufnahme 120 ist die Lageranordnung 105 angeordnet. Die Lageranordnung 105 kann beispielsweise ein Wälzlager, insbesondere ein Kugellager oder ein Tonnenlager, aufweisen. Von besonderem Vorteil ist, wenn das Wälzlager ausschließlich einreihig ist. Die Eingangsnabe 55 ist über die Lageranordnung 105 drehbar um die Drehachse 70 an dem Lagerdeckel 100 gelagert.
Radial zwischen dem Befestigungsabschnitt 80 und dem Lagerabschnitt 115 ist der Torsionsdämpfer 65 angeordnet. Somit weisen der Lagerabschnitt 115 und der Torsionsdämpfer 65 eine axiale Überdeckung auf. Durch den Eingriff des Lagerabschnitts 115 und der Anordnung des Lagerabschnitts 115 und der Lageranordnung 105 in den Ringspalt 125 kann der Antriebsstrang 10 in Axialrichtung besonders kompakt ausgebildet sein. Dies wird ferner dadurch sichergestellt, dass der Torsionsdämpfer 65 axial zwischen der ersten Axialseite 90 und dem Deckelabschnitt 110 angeordnet ist.
Der Torsionsdämpfer 65 weist ein erstes Energiespeicherelement 130, ein in 1 verdecktes zweites Energiespeicherelement 135, ein Dämpfereingangsteil 140 und ein Dämpferausgangsteil 145 auf. Das erste Energiespeicherelement 130 und/oder das zweite Energiespeicherelement 135 können beispielsweise als Bogenfeder oder als Druckfeder ausgebildet sein. Das erste Energiespeicherelement 130 und/oder das zweite Energiespeicherelement 135 sind vorzugsweise in Umfangsrichtung tangential oder auf einer Kreisbahn um die Drehachse 70 verlaufend ausgerichtet.
Das Dämpferausgangsteil 145 weist einen zweiten Flanschabschnitt 150 und einen Betätigungsabschnitt 155 auf, wobei der zweite Flanschabschnitt 150 scheibenförmig und im Wesentlichen sich in radialer Richtung erstreckend ausgebildet ist. Radial außen ist an dem zweiten Flanschabschnitt 150 der Betätigungsabschnitt 155 angeordnet. Der Betätigungsabschnitt 155 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der Drehachse 70. Radial innenseitig ist der zweite Flanschabschnitt 150 mit der Ausgangsnabe 60 verbunden. Vorzugsweise sind der zweite Flanschabschnitt 150, der Betätigungsabschnitt 155 und die Ausgangsnabe 60 einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Der zweite Flanschabschnitt 150 ist auf der zur zweiten Axialseite 95 zugewandten Seite angeordnet. In Axialrichtung ist der zweite Flanschabschnitt 150 zwischen dem ersten Flanschabschnitt 75 und der Ausgangsnabe 60 angeordnet. Dabei sind der zweite Flanschabschnitt 150 und der erste Flanschabschnitt 75 durch einen Axialspalt 160 benachbart nebeneinander angeordnet.
Das Dämpfereingangsteil 140 weist einen sich in radialer Richtung erstreckenden dritten Flanschabschnitt 165 und einen sich in axialer Richtung entlang der Drehachse 70 und mit dem dritten Flanschabschnitt 165 verbundenen Koppelabschnitt 170 auf. Der Koppelabschnitt 170 erstreckt sich parallel zu der Drehachse 70. Der Koppelabschnitt 170 ist mit dem dritten Flanschabschnitt 165 verbunden. Vorzugsweise sind der Koppelabschnitt 170 und der dritte Flanschabschnitt 165 einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Dabei weist das Dämpfereingangsteil 140 eine im Wesentlichen L-förmige Ausgestaltung auf.
Der dritte Flanschabschnitt 165, der radial außen mit dem Koppelabschnitt 170 verbunden ist, liegt an der ersten Axialseite 90 an und ist mittels einer Nietverbindung mit dem ersten Flanschabschnitt 75 verbunden. Der Koppelabschnitt 170 weist eine axiale Überdeckung zu dem Befestigungsabschnitt 80 auf und erstreckt sich in Richtung des Deckelabschnitts 110.
Radial zwischen dem Befestigungsabschnitt 80 und dem Koppelabschnitt 170 ist der Betätigungsabschnitt 155 angeordnet. Sowohl der Betätigungsabschnitt 155 als auch der Koppelabschnitt 170 sind jeweils mit dem Energiespeicherelement 130, 135 gekoppelt und wirkverbunden.
Radial außenseitig des Befestigungsabschnitts 80 ist an dem Befestigungsabschnitt 80 der Rotor 40 der elektrischen Maschine 25 drehfest angebunden. Radial innenseitig kann das Energiespeicherelement 130, 135 an dem Befestigungsabschnitt 80 anliegen und/oder stützt der Befestigungsabschnitt 80 das Energiespeicherelement 130, 135 radial nach außen hin ab, sodass unter Fliehkrafteinwirkung eine Position des Energiespeicherelements 130, 135 gesichert ist.
Der Rotor 40 weist auf einer dem Lagerdeckel 100 und der Brennkraftmaschine 20 zugewandten Seite eine Stirnseite 215 auf. Die Stirnseite 215 erstreckt sich im Wesentlichen in einer Drehebene. Der Befestigungsabschnitt 80 und die Stirnseite 215 schließen bündig ab, sodass ein axialer Abstand zwischen dem Deckelabschnitt 110 und dem Rotor 40 besonders gering ist. Dadurch ist der axiale Bauraumbedarf für die Drehmomentübertragungseinrichtung besonders gering.
2 zeigt einen Ausschnitt der in 1 gezeigten Drehmomentübertragungseinrichtung 15, wobei aus Übersichtlichkeitsgründen auf die Darstellung des Torsionsdämpfers 65 verzichtet wird.
Der Rotorträger 50 weist wenigstens eine Durchgangsöffnung 175 auf. Die Durchgangsöffnung 175 ist in dem ersten Flanschabschnitt 75 angeordnet und erstreckt sich vollständig durch den ersten Flanschabschnitt 75 zwischen der ersten Axialseite 90 und der zweiten Axialseite 95. Die Durchgangsöffnung 175 verläuft dabei im Wesentlichen parallel zu der Drehachse 70 durch den ersten Flanschabschnitt 75. Dabei ist in radialer Richtung die Durchgangsöffnung 175 zwischen dem Lagerabschnitt 115 und dem Befestigungsabschnitt 80 angeordnet. Die Durchgangsöffnung 175 weist zumindest teilweise eine radiale Überlappung mit dem Energiespeicherelement 130, 135 auf.
Dabei wird unter einer radialen Überdeckung verstanden, dass bei Projektion zweier Komponenten in axialer Richtung in eine zweite Projektionsebene, die senkrecht zu der Drehachse 70 verläuft, sich die beiden Komponenten, beispielsweise in 2 der Torsionsdämpfer 65, insbesondere das Energiespeicherelement 130, 135 und die Durchgangsöffnung 175 in der zweiten Projektionsebene überlappen.
3 zeigt eine Seitenansicht mit einer in 1 markierten Blickrichtung A auf den in 1 gezeigten Antriebsstrang 10.
Das erste Energiespeicherelement 130 und das zweite Energiespeicherelement 135 sind in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordnet. Zwischen dem ersten Energiespeicherelement 130 und dem zweiten Energiespeicherelement 135 greift der Betätigungsabschnitt 155 des Dämpferausgangsteil 145 ein. Der Betätigungsabschnitt 155 weist eine erste Seitenfläche 180 auf. Die erste Seitenfläche 180 liegt an einem ersten Ende des ersten Energiespeicherelements 130 an. In Umfangsrichtung gegenüberliegend zu der ersten Seitenfläche 180 weist der Betätigungsabschnitt 155 eine zweite Seitenfläche 185 auf, wobei die zweite Seitenfläche 185 an einem zweiten Ende des zweiten Energiespeicherelements 135 anliegt. Durch das Anliegen des ersten Energiespeicherelements 130 an der ersten Seitenfläche 180 und des zweiten Energiespeicherelements 135 an der zweiten Seitenfläche 185 sind die Energiespeicherelemente 130, 135 jeweils mit dem Betätigungsabschnitt 155 wirkverbunden.
Die Durchgangsöffnung 175 erstreckt sich Umfangsrichtung auf einer Kreisbahn um die Drehachse 70 und ist somit zumindest teilringförmig ausgebildet. Die Durchgangsöffnung 175 wird durch den Betätigungsabschnitt 155 durchgriffen, wobei der Betätigungsabschnitt 155 von der zweiten Axialseite 95 über die erste Axialseite 90 (vgl. 1) in den Ringspalt 125 hereinragt. Die Durchgangsöffnung 175 schließt in Umfangsrichtung ein erstes Winkelsegment α ein. Der Betätigungsabschnitt 155 ist in Umfangsrichtung schmaler ausgebildet als die Durchgangsöffnung 175. Dabei schließt der Betätigungsabschnitt 155 ein zweites Winkelsegment β ein, das deutlich kleiner als das erste Winkelsegment α ist. Durch das deutlich größere erste Winkelsegment α der Durchgangsöffnung 175 kann der Betätigungsabschnitt 155 in Umfangsrichtung in der Durchgangsöffnung 175 bewegt werden.
Das erste Winkelsegment α und das zweite Winkelsegment β können derart aufeinander abgestimmt sein, dass die jeweils zugewandte Seitenflächen 180, 185 an einem in Umfangsrichtung zugeordneten Ende 186, 187 der Durchgangsöffnung 175 anschlägt, bevor das Energiespeicherelement 130, 135 vollständig gestaucht, beispielsweise auf Block gefahren, ist. Dadurch kann eine mechanische Beschädigung des Energiespeicherelements 130, 135 und des Dämpferausgangsteil 145 vermieden werden.
4 zeigt einen in 1 markierten Ausschnitt B des in 1 gezeigten Antriebsstrangs 10.
Auf einer zur Brennkraftmaschine 20 abgewandten Seite weist die Eingangsnabe 55 einen ersten Zentrierabsatz 190 auf. Der erste Zentrierabsatz 190 weist an einer dritten äußeren Umfangsseite eine erste Zentrierfläche 195 auf. Die erste Zentrierfläche 195 läuft dabei auf einer Kreisbahn um die Drehachse 70.
Die Ausgangsnabe 60 weist an einer inneren Umfangsseite einen zweiten Zentrierabsatz 205 mit einer zweiten Zentrierfläche 210 auf. Der zweite Zentrierabsatz 250 ist auf einer der zweiten Axialseite 90 zugewandten Seite der Ausgangsnabe 60 angeordnet. Die zweite Zentrierfläche 210 verläuft in einer Kreisbahn um die Drehachse 70. In montiertem Zustand des Antriebsstrangs 10 sind der erste Zentrierabsatz 190 und der zweite Zentrierabsatz 205 teilweise radial überlappend angeordnet, sodass der erste Zentrierabsatz 190 in den zweiten Zentrierabsatz 205 eingreift. Die erste Zentrierfläche 195 liegt an der zweiten Zentrierfläche 210 an. Dadurch dass die Eingangsnabe 55 radial außenseitig in ihrer radialen Position durch die Lageranordnung 105 definiert festgelegt ist, kann durch das Anliegen der ersten und zweiten Zentrierfläche 195, 210 eine radiale Position des Dämpferausgangsteils 145 und der Ausgangsnabe 60 definiert in radialer Richtung festgelegt werden, um eine gute Montagemöglichkeit und Einschubmöglichkeit für die Getriebeeingangswelle 200 in die Ausgangsnabe 60 sicherzustellen.
Im Folgenden werden die 1 bis 4 zur Beschreibung der Funktionsweise des Antriebsstrangs 10 gemeinsam erläutert. Wie bereits erwähnt stellt die Brennkraftmaschine 20 das erste Drehmoment M1 bei Aktivierung bereit. Ein Drehmomentfluss des ersten Drehmoments M1 ist in 1 mittels strichlierter Linie dargestellt.
Das erste Drehmoment M1 wird von der Kurbelwelle 30 über die Eingangsnabe 55 an den ersten Flanschabschnitt 75 übertragen. Vom ersten Flanschabschnitt 75 wird das erste Drehmoment M1 an den dritten Flanschabschnitt 165 übertragen. Vom dritten Flanschabschnitt 165 wird das Drehmoment M1 an den Koppelabschnitt 170 des Dämpfereingangsteils 140 übertragen. Der Koppelabschnitt 170 betätigt das Energiespeicherelement 130, 135.
Durch ein an der Getriebeeingangswelle 200 wirkendes Gegenmoment MG, das entgegen zu dem ersten Drehmoment M1 gerichtet ist, verspannt das erste Drehmoment M1 das erste Energiespeicherelement 130. Das erste Drehmoment M1 wird über das erste Energiespeicherelement 130 an den Betätigungsabschnitt 155 übertragen. Dabei wird in Umfangsrichtung gegenüber einer in 3 gezeigten Ruhelage des ersten Flanschabschnitts 78 der erste Flanschabschnitt 78 in Umfangsrichtung gegenüber dem Betätigungsabschnitt 155 bewegt. Durch die in 3 gezeigte Ausgestaltung der Durchgangsöffnung 175 wird somit eine relative Bewegungsmöglichkeit des ersten Flanschabschnitts 75 gegenüber dem Betätigungsabschnitt 155 sichergestellt.
Das erste Drehmoment M1 wird über den Betätigungsabschnitt 155 und den zweiten Flanschabschnitt 150 zu der Ausgangsnabe 60 übertragen.
Wird die elektrische Maschine 25 zusätzlich oder alternativ zur Brennkraftmaschine 20 zum Antrieb des Kraftfahrzeugs eingesetzt, so stellt die elektrische Maschine 25 das zweite Drehmoment M2 bereit. Das zweite Drehmoment M2 wird über den Befestigungsabschnitt 80 in den Rotorträger 50 eingeleitet. Das zweite Drehmoment M2 wird in den ersten Flanschabschnitt 75 weitergeleitet. Vom ersten Flanschabschnitt 75 erfolgt die Drehmomentübertragung im Wesentlichen analog zu der Drehmomentübertragung des ersten Drehmoments M1 über den Torsionsdämpfer 65 hin zu der Ausgangsnabe 60, wobei jedoch im Unterschied zu der Übertragung des ersten Drehmoments M1 das von der elektrischen Maschine 25 bereitgestellte zweite Drehmoment M2 im Wesentlichen frei von Drehungleichförmigkeiten ist, sodass zwar das Energiespeicherelement 130, 135 bei der Übertragung des zweiten Drehmoments M2 gestaucht wird, jedoch der Torsionsdämpfer 65 ausschließlich zur Drehmomentübertragung des zweiten Drehmoments M2 dient, jedoch dabei im Wesentlichen keine Drehungleichförmigkeiten zu tilgen hat.
Durch die in den 1 bis 4 beschriebene Ausgestaltung ist der Antriebsstrang 10 in axialer Richtung besonders kompakt ausgebildet. Ferner ist die Bauform des Rotorträgers 50 besonders einfach und dadurch besonders kostengünstig. Des Weiteren wird durch die Begrenzung der Bewegung des Betätigungsabschnitts 155 in der Durchgangsöffnung 175 zuverlässig eine Überlastung des Energiespeicherelements 130, 135 verhindert, sodass eine hohe Lebensdauer des Torsionsdämpfers 65 sichergestellt ist. Ferner kann durch die in den 1 bis 4 gezeigte Ausgestaltung ein hoher Geräusch- und Schwingungskomfort durch den in den Bauraum integrierten Torsionsdämpfer 65 für den Antriebsstrang 10 bereitgestellt werden, wobei der Torsionsdämpfer 65 eine hohe Dämpferkapazität aufweisen kann.
Bezugszeichenliste

10: Antriebsstrang
15: Drehmomentübertragungseinrichtung
20: Brennkraftmaschine
25: elektrische Maschine
26: Übersetzungseinrichtung
30: Kurbelwelle
35: Motorgehäuse
36: Getriebegehäuse
37: Gehäuseinnenraum
40: Rotor
45: Stator
50: Rotorträger
55: Eingangsnabe
60: Ausgangsnabe
65: Torsionsdämpfer
70: Drehachse
75: erster Flanschabschnitt
80: Befestigungsabschnitt
85: Schweißverbindung
90: erste Axialseite
95: zweite Axialseite
100: Lagerdeckel
105: Lageranordnung
110: Deckelabschnitt
115: Lagerabschnitt
120: Lageraufnahme
125: Ringspalt
130: erstes Energiespeicherelement
135: zweites Energiespeicherelement
140: Dämpfereingangsteil
145: Dämpferausgangsteil
150: zweiter Flanschabschnitt
155: Betätigungsabschnitt
160: Axialspalt
165: dritter Flanschabschnitt
170: Koppelabschnitt
175: Durchgangsöffnung
180: erste Seitenfläche
185: zweite Seitenfläche
186: Ende der Durchgangsöffnung
187: Ende der Durchgangsöffnung
190: erster Zentrierabsatz
195: erste Zentrierfläche
200: Getriebeeingangswelle
205: zweiter Zentrierabsatz
210: zweite Zentrierfläche
215: Stirnseite
M1: erstes Drehmoment
M2: zweites Drehmoment
MG: Gegenmoment
α: erstes Winkelsegment
β: zweites Winkelsegment

Claims

Drehmomentübertragungseinrichtung (15) für einen Antriebsstrang (10) eines Kraftfahrzeugs, - aufweisend einen um eine Drehachse (70) drehbar gelagerten Rotorträger (50), eine Eingangsnabe (55), eine Ausgangsnabe (60) und einen Torsionsdämpfer (65), - wobei der Rotorträger (50) einen sich in axialer Richtung radial außen zu der Eingangsnabe (55) erstreckenden Befestigungsabschnitt (80) und einen sich in radialer Richtung erstreckenden ersten Flanschabschnitt (75) aufweist, - wobei der Befestigungsabschnitt (80) und die Eingangsnabe (55) auf einer ersten Axialseite (90) des ersten Flanschabschnitts (75) angeordnet und mit dem ersten Flanschabschnitt (75) verbunden sind, - wobei der Torsionsdämpfer (65) wenigstens ein erstes Energiespeicherelement (130, 135) und ein Dämpferausgangsteil (145) aufweist, das einen sich in radialer Richtung erstreckenden zweiten Flanschabschnitt (150) und ein sich in axialer Richtung entlang der Drehachse (70) erstreckenden und mit dem Energiespeicherelement (130, 135) wirkverbundenen Betätigungsabschnitt (155) aufweist, - wobei radial innenseitig der zweite Flanschabschnitt (150) mit der Ausgangsnabe (60) und radial außenseitig mit dem Betätigungsabschnitt (155) drehmomentschlüssig verbunden ist, - wobei der zweite Flanschabschnitt (150) axial zwischen einer auf der zur ersten Axialseite (90) abgewandten zweiten Axialseite (95) des ersten Flanschabschnitts (75) und der Ausgangsnabe (60) angeordnet ist, - wobei der erste Flanschabschnitt (75) wenigstens eine durch den Betätigungsabschnitt (155) durchgriffene und sich in axialer Richtung erstreckende Durchgangsöffnung (175) aufweist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (15) nach Anspruch 1, - wobei der Torsionsdämpfer (65) ein Dämpfereingangsteil (140) und wenigstens ein erstes Energiespeicherelement (130) aufweist, - wobei das Dämpfereingangsteil (140) einen sich in radialer Richtung erstreckenden dritten Flanschabschnitt (165) und einen sich in axialer Richtung entlang der Drehachse (70) sowie mit dem dritten Flanschabschnitt (165) verbundenen Koppelabschnitt (170) aufweist, - wobei der dritte Flanschabschnitt (165) an der ersten Axialseite (90) angeordnet und an dem ersten Flanschabschnitt (75) des ersten Flanschabschnitts (75) befestigt ist, - wobei sich der Koppelabschnitt (170) von der ersten Axialseite (90) wegerstreckt und mit dem ersten Energiespeicherelements (130) wirkverbunden ist, - wobei der Koppelabschnitt (170) radial innenseitig zu dem Betätigungsabschnitt (155) angeordnet ist, - wobei durch ein über die Eingangsnabe (55) in die Drehmomentübertragungseinrichtung (15) einleitbares erstes Drehmoment (M1) der erste Flanschabschnitt (75) des Rotorträgers (50) gegen die Wirkung des ersten Energiespeicherelements (130) gegenüber dem Betätigungsabschnitt (155) verdrehbar sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung (15) nach Anspruch 2, - wobei der Torsionsdämpfer (65) ein zweites Energiespeicherelement (135) aufweist, - wobei das erste Energiespeicherelement (130) in Umfangsrichtung beabstandet zu dem zweiten Energiespeicherelement (135) angeordnet ist, - wobei der Betätigungsabschnitt (155) in Umfangsrichtung zwischen dem ersten Energiespeicherelement (130) und dem zweiten Energiespeicherelement (135) angeordnet und mit beiden Energiespeicherelementen (130, 135) wirkverbunden ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Durchgangsöffnung (175) teilringförmig ausgebildet ist und sich in Umfangsrichtung bezogen auf die Drehachse (70) über ein erstes Winkelsegment (α) erstreckt, - wobei der Betätigungsabschnitt (155) in Umfangsrichtung bezogen auf die Drehachse (70) über ein zweites Winkelsegment (β) erstreckt, - wobei das zweite Winkelsegment (β) kleiner ist als das erste Winkelsegment (α).
Drehmomentübertragungseinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der erste Flanschabschnitt (75) im Wesentlichen scheibenförmig in einer Drehebene zu der Drehachse (70) verlaufend angeordnet ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - aufweisend einen Lagerdeckel (100) und eine Lageranordnung (105), - wobei der Lagerdeckel (100) einen sich in axialer Richtung erstreckenden Lagerabschnitt (115) aufweist, - wobei radial zwischen der Eingangsnabe (55) und dem Lagerabschnitt (115) die Lageranordnung (105) zur Lagerung der Eingangsnabe (55) an dem Lagerabschnitt (115) angeordnet ist, - wobei der Lagerabschnitt (115) sich in Richtung der ersten Axialseite (90) erstreckt und eine axiale Überdeckung mit dem Torsionsdämpfer (65) und/oder dem Befestigungsabschnitt (80) aufweist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (15) nach Anspruch 6, - wobei der Lagerdeckel (100) einen sich in radialer Richtung erstreckenden Deckelabschnitt (110) aufweist, der sich radial außen an den Lagerabschnitt (115) anschließt, - wobei der Deckelabschnitt (110) sich vom Lagerabschnitt (115) radial nach außen erstreckt, - wobei axial zwischen der ersten Axialseite (90) und dem Deckelabschnitt (110) der Torsionsdämpfer (65) angeordnet ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Eingangsnabe (55) auf einer der Ausgangsnabe (60) zugewandten Seite einen ersten Zentrierabsatz (190) mit einer an einer äußeren Umfangsseite des ersten Zentrierabsatzes (190) angeordneten ersten Zentrierfläche (195) aufweist, - wobei die Ausgangsnabe (60) an einer inneren Umfangsseite einen zweiten Zentriersatz (205) mit einer zweiten Zentrierfläche (210) aufweist, - wobei der erste Zentrierabsatz (190) in den zweiten Zentrierabsatz (205) eingreift, - wobei die erste Zentrierfläche (190) und die zweite Zentrierfläche (195) zur Ausrichtung der Ausgangsnabe (60) zu der Eingangsnabe (55) in radialer Richtung ausgebildet sind.
Antriebsstrang (10) für ein Kraftfahrzeug, - aufweisend eine Drehmomentübertragungseinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eine Brennkraftmaschine (20), eine elektrische Maschine (25) mit einem Rotor (40) und einem Stator (45), - wobei eine Kurbelwelle (30) der Brennkraftmaschine (20) mit der Eingangsnabe (55) drehmomentschlüssig verbunden ist, - wobei der Stator (45) radial außen zu dem Rotor (40) angeordnet ist, - wobei der Rotor (40) radial außenseitig des Befestigungsabschnitts (80) auf dem Befestigungsabschnitt (80) angeordnet und befestigt ist, - wobei der Torsionsdämpfer (65) mit der Eingangsnabe (55) drehmomentschlüssig verbunden und ausgebildet ist, eine Drehungleichförmigkeit kommend von der Brennkraftmaschine (20) zwischen der Eingangsnabe (55) und der Ausgangsnabe (60) zumindest teilweise zu tilgen.
Antriebsstrang (10) nach Anspruch 9, - wobei der Rotor (40) eine sich in einer Drehebene erstreckende Stirnseite (215) aufweist, die der Brennkraftmaschine (20) zugewandt ist, - wobei die Stirnseite (215) und der Befestigungsabschnitt (80) bündig abschließen.