DE10297304B4

DE10297304B4 - Übertragungseinheit für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Kupplungen und eine elektrische Maschine

Info

Publication number: DE10297304B4
Application number: DE10297304.0T
Authority: DE
Inventors: Ciriaco Bonfilio; Patrick Luczak; Eric Marie
Original assignee: Valeo Embrayages SAS
Current assignee: Valeo Embrayages SAS
Priority date: 2001-10-08
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2016-06-23
Anticipated expiration: 2022-10-03
Also published as: FR2830589A1; WO2003031809A1; DE10297304T5; FR2830589B1

Abstract

Übertragungseinheit für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Kupplungen (20, 60) und eine elektrische Maschine (80), die zwischen dem Verbrennungsmotor des Fahrzeuges und seinem Getriebe angeordnet sind, wobei jede der Kupplungen (20, 60) einen Einrückmechanismus (21, 61–161) umfasst, dem eine Reibscheibe (22–122, 65–165) zugeordnet ist, und wobei die elektrische Maschine (80) aus einem Rotor (81) und einem Stator (82) besteht, wobei der erste Einrückmechanismus (21) drehfest mit der Kurbelwelle (10) des Verbrennungsmotors verbunden ist und die Reibscheibe (22–122), die ihm zugeordnet ist, mittels einer sich entlang der Achse der Einheit erstreckenden Zwischenwelle (35, 135) drehfest einerseits mit dem Rotor (81) der elektrischen Maschine und andererseits mit dem zweiten Einrückmechanismus (61–161) verbunden ist, wobei der Rotor (81) der elektrischen Maschine (80) vermittels einer Scheibe (52, 152) drehfest mit der Zwischenwelle (35, 135) verbunden ist, und wobei die dem zweiten Einrückmechanismus (61–161) zugeordnete zweite Reibscheibe (65–165) drehfest mit der Eingangswelle (11) des Getriebes verbunden ist, wobei der Rotor (81) der elektrischen Maschine (80) und somit der zweite Einrückmechanismus (61–161) von einem Lager (47) getragen und zentriert sind, das fest mit ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Übertragungseinheit für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Sie betrifft insbesondere eine Übertragungseinheit für ein Kraftfahrzeug mit zwei Kupplungen und einer elektrischen Maschine, die zwischen dem Verbrennungsmotor des Fahrzeuges und seinem Getriebe angeordnet sind, wobei jede der Kupplungen einen Einrückmechanismus umfasst, der zu einer Reibscheibe gehört, und wobei die elektrische Maschine einen Rotor und einen Stator umfasst, wobei der erste Einrückmechanismus drehfest mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden ist und die Reibscheibe, die ihm zugeordnet ist, drehfest einerseits mit dem Rotor der elektrischen Maschine und andererseits mit dem zweiten Einrückmechanismus verbunden ist, wobei die dem zweiten Einrückmechanismus zugeordnete Reibscheibe drehfest mit der Eingangswelle des Getriebes verbunden ist.
Eine derartige Einheit gestattet es zum Beispiel, nach dem Ausrücken der zwei Kupplungen den Verbrennungsmotor anzuhalten und ihn durch Trägheit wieder zu starten und/oder die elektrische Maschine als Motor funktionieren zu lassen, die, wenn sie durch den Motor angetrieben wird, als Generator funktionieren kann.
Eine derartige Einheit ist zum Beispiel von der Art, die in dem Dokument FR 2 797 230 A1 beschrieben ist.
Aus der EP 0 621 152 A1 ist eine Übertragungseinheit für Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art bekannt, bei der der Rotor der elektrischen Maschine und somit auch der zweite Einrückmechanismus von einem Lager getragen und zentriert sind, welches fest mit einem den Stator tragenden Gehäuse verbunden und axial zwischen den zwei Kupplungen angeordnet ist. Das Lager wird dabei von einem Lagerschild getragen, der zwischen der ersten Kupplung und der elektrischen Maschine angeordnet ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Übertragungseinheit der oben genannten Art vorzuschlagen, die einfach herzustellen ist, wenig axialen Raumbedarf hat, die wenige Teile umfasst und bei der eine genaue Zentrierung des Rotors sichergestellt ist, um die Spiele zu reduzieren, das heißt den Rotor-Stator-Zwischenraum, und damit den Wirkungsgrad der elektrischen Maschine zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Übertragungseinheit nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung gemäß Anspruch 1 ist es, dass die den Rotor mit der Zwischenwelle verbindende Scheibe von einer Nabe getragen ist, die innerlich Rillen aufweist, die mit äußeren Rillen zusammenwirken, die auf der Peripherie des Endes der Zwischenwelle ausgebildet sind, und dass der Lagerschild eine mittige Öffnung aufweist, in der das Lager angeordnet ist, welches die Nabe zentriert.
Gemäß Anspruch 2 ist es bei der erfindungsgemäßen Lösung wesentlich, dass die den Rotor mit der Zwischenwelle verbindende Scheibe und die Zwischenwelle aus einem einzigen Stück bestehen, und dass der Lagerschild eine mittige Öffnung aufweist, in der das Lager angeordnet ist, welches die Zwischenwelle und die Scheibe zentriert.
Vorteilhafterweise ist der Lagerschild in Glockenform ausgebildet.
Vorteilhafterweise wird das Ende der Zwischenwelle auf der Seite der Kurbelwelle von einer Sacklochbohrung getragen, die in der Kurbelwelle ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist die Reibscheibe in der Nähe des Endes der Zwischenwelle auf der Seite der Kurbelwelle mittels eines Flansches fest mit der Zwischenwelle verbunden.
Vorteilhafterweise bestehen der Flansch und die Zwischenwelle aus einem einzigen Stück. Gemäß einer Variante wird der Flansch von einer innerlich mit Rillen versehenen Nabe getragen, die mit äußeren Rillen zusammenwirkt, die auf der Peripherie der Zwischenwelle ausgebildet sind.
Vorzugsweise ist zur Betätigung jeder der zwei Kupplungen jeweils eine Ausrückvorrichtung vorgesehen, wobei zumindest eine der Ausrückvorrichtungen von konzentrischer Art ist.
Vorteilhafterweise ist die zur Betätigung der ersten Kupplung vorgesehene Ausrückvorrichtung von konzentrischer Art und umfasst zwei in der Beziehung Zylinder-Kolben stehende Teile, die eine Kammer variablen Volumens definieren, welche durch einen hohlen Kanal in dem Lagerschild mit Hydraulikfluid gespeist wird; vorzugsweise wird der ortfeste Teil der Kammer mit variablem Volumen von dem Lagerschild getragen, wobei die Ausrückvorrichtung sich axial zwischen dem Lagerschild und der ersten Kupplung erstreckt; vorteilhafterweise umgibt die Ausrückvorrichtung die Zwischenwelle.
Die zur Betätigung der zweiten Kupplung vorgesehene Ausrückvorrichtung ist vorzugsweise von konzentrischer Art und umfasst zwei in der Beziehung Zylinder-Kolben stehende Teile, die eine Kammer variablen Volumens definieren, die mit Hydraulikfluid gespeist wird; vorteilhafterweise erstreckt sich die Ausrückvorrichtung axial zwischen der mit der zweiten Kupplung verbundenen Reibscheibe und dem Getriebe; vorzugsweise umgibt die Ausrückvorrichtung die Eingangswelle des Getriebes.
Zumindest eine der Reibscheiben ist vorteilhafterweise von starrer Art.
Vorzugsweise ist zumindest eine der Reibscheiben von der Art eines Torsionsdämpfers.
Vorteilhafterweise umfasst zumindest einer der Einrückmechanismen eine Verschleißausgleichvorrichtung.
Das Lager ist vorzugsweise im Lot des Rotors der elektrischen Maschine angeordnet.
Um den Gegenstand der Erfindung besser zu verstehen, werden nun im Sinne von rein veranschaulichenden und keine Einschränkung darstellenden Beispielen in den beigefügten Zeichnungen dargestellte Ausführungsformen beschrieben.
In diesen Zeichnungen ist:
1: eine teilweise axiale Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Einheit;
2: eine zu 1 analoge Ansicht, die eine Variante zeigt;
3: eine zu 2 analoge Ansicht, die eine Variante zeigt.
Bezug auf 1 nehmend ist zu sehen, dass eine Übertragungseinheit, die zwischen einem Verbrennungsmotor, von dem bei 10 das Ende der Kurbelwelle zu sehen ist, und einem Getriebe, von dem bei 11 die Eingangswelle zu sehen ist, angeordnet ist, eine erste Kupplung 20, eine zweite Kupplung 60 und eine elektrische Maschine 80 umfasst.
Die erste Kupplung 20 umfasst einen Einrückmechanismus 21, den sogenannten ersten Mechanismus, der mit einer Reibscheibe 22 und einer Gegendruckplatte 23 verbunden ist.
Der erste Einrückmechanismus 21 umfasst einen Deckel 24, eine Druckplatte 25 und eine Membran 26.
Der Deckel 24 ist aus Metall, hier aus tiefgezogenem Blech; er weist senkrecht zu der Achse der Einheit einen in der Mitte ein Loch aufweisenden Boden von im Großen und Ganzen transversaler Orientierung auf, der an seiner äußeren Peripherie mit einer ringförmigen Befestigungsrandleiste 27 versehen ist; der Deckel 24 besitzt so im Großen und Ganzen die Form eines flachen Tellers.
Eine Kupplung umfasst Einrückmittel, die Ausrückmitteln zugeordnet sind; diese können Ausrückhebel sein, die auf axial wirkende Schraubenfedern einwirken können, die die Einrückmittel bilden; gemäß einer Variante bestehen die Ausrückhebel aus Fingern, die zu dem mittleren Abschnitt eines Teils gehören, dessen äußere Peripherie axial elastisch ist oder der eine axiale Elastizität fehlt, wobei sie auf eine Tellerfeder einwirkt, die die Einrückmittel bildet.
Hier gehören die Einrück- und Ausrückmittel zu ein und dem selben Teil, der Membran 26, die einen peripheren Abschnitt in Form einer Tellerfeder umfasst, der sich innen in einen mittleren Abschnitt fortsetzt, der durch einseitige Schlitze in radiale Finger unterteilt ist; die Schlitze münden nach innen in eine mittige Öffnung, welche von der Membran 26 aufgewiesen wird, deren Form im freien Zustand kegelstumpfförmig ist. Die Schlitze münden an ihrer äußeren Peripherie in vergrößerte Öffnungen, die den Boden der Schlitze bilden.
Die Finger der Membran 26 bilden Ausrückhebel und damit die Ausrückmittel, während der periphere Abschnitt der Membran 26 in Form der Tellerfeder die Einrückmittel der Kupplung bildet, wobei die Öffnungen in der inneren Peripherie der Tellerfeder der Membran 26 eingefügt sind.
Die Ausrückmittel sind dafür vorgesehen, um nach Belieben der Wirkung der Einrückmittel durch die Einwirkung eines Ausrücklagers 28 entgegenzuwirken, das zu einer Ausrückvorrichtung 29 der konzentrischen Art gehört, um den axialen Raumbedarf zwischen einem sogenannten Lagerschild 40, der fest mit einem den Stator der elektrischen Maschine tragenden Gehäuse verbunden ist und dessen Rolle nachstehend offenbar wird, und dem Einrückmechanismus 21 zu reduzieren.
Wie in dem Dokument US 5 141 091 A beschrieben, kann das Ausrücklager 28 zu einer durch ein Kabel betätigbaren, konzentrischen Ausrückvorrichtung gehören, wobei dieses Lager dann auf einem translationsbeweglich und drehfest geführten Teil angebracht ist, wobei das Teil in einem Schrauben-Mutter-Verhältnis zu einem translationsfest und drehbeweglich geführten Teil steht. Das geführte Teil trägt eine Rolle, auf der sich das Steuerkabel aufwickelt. Für weitere Einzelheiten beziehe man sich auf das Dokument US 5 141 091 A .
Als Variante kann das geführte Teil zum Beispiel durch einen transversalen Elektromotor betätigt werden.
Hier ist die konzentrische Ausrückvorrichtung 29 von hydraulischer Art und umfasst zwei in einer Zylinder-Kolben-Beziehung stehende Teile, das heißt einen ortsfesten Teil 30, der einen ringförmigen, einseitig offenen Hohlraum 31 von axialer Orientierung begrenzt, und einem Kolben 32, der relativ zu dem ortsfesten Teil axial beweglich ist.
Dieser Kolben 32 trägt das Ausrücklager 28 und dringt in den Hohlraum 31 ein, um mit diesem eine Arbeitskammer variablen Volumens zu bilden, wobei der Hohlraum 31 über einen in dem Lagerschild 40 ausgehöhlten Kanal 33 mit einer Leitung in Verbindung steht, die mit einem Hauptzylinder verbunden ist, der durch ein Auskupplungspedal oder einen Aktor mit Elektromotor betätigt wird, der entsprechend durch einen Rechner vorgegebenen Programmen gesteuert wird. Die Arbeitskammer kann daher unter Druck gesetzt oder abgelassen werden, wobei das die Kammer füllende Steuerfluid üblicherweise Öl ist. Der ortsfeste Teil 30 könnte aus einem einzige Teil aus einem formbaren Material bestehen.
Der ortsfeste Teil 30 kann zur Reduzierung des radialen Raumbedarfs zwei koaxiale Teile umfassen, das heißt einen äußeren Körper, der ein metallisches Führungsrohr umgibt, das axial länger ist als der äußere Körper. Der Boden des Hohlraums 31 kann durch eine transversale Randleiste begrenzt werden, die zu dem Führungsrohr gehört, das mittels eines Montagezwischenstücks an den äußeren Körper angefügt ist. Eine statische Dichtung ist zwischen dem äußeren Körper und dem Führungsrohr vorgesehen, das an seinem freien Ende einen Anschlag trägt, um die Bewegung des Kolbens 32 zu begrenzen, wenn die Ausrückvorrichtung 29 nicht auf dem Lagerschild 40 montiert ist.
Eine Vorspannfeder 34 wirkt zwischen dem äußeren Körper aus formbarem Material und dem Ausrücklager 28, um dieses konstant an den Ausrückmitteln 26 anliegen zu lassen.
Das Ausrücklager 28 umfasst ein Kugellager mit einem drehenden Ring, der ein Profil für einen punktweisen Kontakt mit den inneren Enden der Finger der Membran 26 aufweist, und einem nicht drehenden Ring, der axial an dem Kolben 32 angefügt ist, der so das Lager 28 trägt.
Hier ist der Außenring des Wälzlagers drehend, während der Innenring des Wälzlagers drehfest ist und an seiner inneren Peripherie eine radiale, an einer vorderen Schulter des Kolbens 32 anliegende Randleiste aufweist, wobei die Randleiste durch eine Federscheibe mit axialer Wirkung, hier eine Tellerfeder, die an dem Kolben anliegt, an die Schulter gepresst wird. Das Lager 28 hat eine Fahnenform, so dass der Innenring des Kugellagers dazu bestimmt ist, das vordere, durchmesserreduzierte Ende des äußeren Körpers zu umgeben, um den axialen Raumbedarf zu reduzieren, da der äußere Körper dazu bestimmt ist, an dem Boden des Lagerschilds 40 direkt mittels Ohren oder indirekt mittels einer Anpassplatte und einer Bajonettemontage befestigt zu werden.
Der äußere Körper weist hier Befestigungsohren auf und das Lager 28 ist von selbstzentrierender Art, denn es kann sich radial im Kontakt mit der Schulter des Kolbens unter der Kontrolle der Federscheibe mit axialer Wirkung bewegen.
Ein nicht bezeichneter Schutzbalg ist für ein gutes Gleiten des Kolbens 32 vorgesehen.
Wie dem auch sei ist die Ausrückvorrichtung 29 von konzentrischer Art, denn sie ist dazu bestimmt, von einer sogenannten Zwischenwelle 35 durchquert zu werden. Die Vorrichtung 29 umgibt somit die Welle 35.
Der Einrückmechanismus 21 ist mit der Reibscheibe 22 verbunden.
Die Reibscheibe 22 trägt an ihrer äußeren Peripherie zumindest einen Reibbelag, der dazu bestimmt ist, unter Wirkung der Einrückmittel 26 zwischen zwei Platten eingeklemmt zu werden.
Die Reibbeläge sind fest mit einem Träger verbunden, der hier auf starre Weise an die Zwischenwelle 35 angekoppelt ist.
Die Zwischenwelle 35 durchquert somit die Ausrückvorrichtung 29 und trägt die Reibscheibe 22 mittels eines Flansches 36, den sie aufweist und dessen äußere Peripherie hier durch Nieten 37 fest mit der inneren Peripherie der Reibscheibe 22 verbunden ist. Üblicherweise ist das Ende der Zwischenwelle 35 auf der Seite des Verbrennungsmotors in einer Sacklochbohrung 38 aufgenommen, die unter Einfügung eines Wälzlagers von der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors getragen wird, das heißt hier von der Kurbelwelle 10 des Verbrennungsmotors.
Der Träger der Reibscheibe 22 kann in dem Belag versenkt sein. Hier sind zwei identische Beläge axial auf beiden Seiten des axial elastischen Trägers angeordnet, indem sie an diesem durch Kleben befestigt werden; dies gestattet es den axialen Raumbedarf zu reduzieren, in dem die tote Dicke der Beläge, die für den Vernietungsvorgang bestimmt ist, wegfällt, wenn als Alternative die Beläge an dem Träger durch Vernietung befestigt werden, wobei der Träger an seiner äußeren Peripherie so ausgebildet ist, dass er axial elastisch und zunehmend platter ist. Hier können die Reibbeläge zum Beispiel direkt in die mittleren Auflageflächenbereiche der dreigliedrigen Blätter geklebt werden, die in dem Dokument FR 2 693 778 A1 beschrieben sind, auf das man sich für Einzelheiten beziehen möge.
Der Belag der Reibscheibe 22 ist dafür ausgelegt, zwischen der Druckplatte 25 des ersten Einrückmechanismus 21 und der Gegendruckplatte 23 eingespannt zu werden.
Die Gegendruckplatte 23 weist eine mittige Öffnung auf, durch die sie am Ende der Kurbelwelle 10 zentriert ist, an der sie mittels Schrauben 42 über einen von der Kurbelwelle 10 umfassten Befestigungsflansch befestigt ist.
Die Gegendruckplatte 23 und der Einrückmechanismus 21 bilden das Trägheitsschwungrad, das mit der Kurbelwelle 10 des Verbrennungsmotors verbunden ist, wenn die erste Kupplung 20 ausgerückt ist.
Der Deckel 24 ist hier durch Schrauben 41 an seiner äußeren Peripherie am Rand eines Rings befestigt, den die Gegendruckplatte 23 an ihrer Peripherie aufweist.
Die Druckplatte 25 weist für den Kontakt mit der äußeren Peripherie der Tellerfeder der Membran 26 einen ringförmigen Wulst von axialer Orientierung auf, der zu dem Boden des Deckels 24 zeigt; dieser Wulst ist unterteilt und wird mit der Druckplatte 25 geformt.
Die innere Peripherie der Tellerfeder der Membran 26 ist auf kipp- oder schwenkbare Weise zwischen einem primären Widerlager, das hier aus dem Boden des Deckels 24 durch Tiefziehen hervorgeht, und einem hier elastischen, sekundären Widerlager montiert, das von einer kegelstumpfförmigen Scheibe gebildet wird, die am Deckel 24 vermittels Laschen angebracht ist, die durch Schneiden und Falzen des Bodens des Deckels 24 hervorgehen. Die Laschen durchqueren axial die vergrößerten Öffnungen der Membran 26 und sind an ihrem freien Ende radial nach außen umgebogen, um eine Klemmkröpfung für die Scheibe zu bilden.
Die Druckplatte 25 ist drehbar mit dem Deckel 24 durch axial elastische, tangentiale Zungen 43 verbunden, die eine axiale Bewegung der Druckplatte 25 relativ zu dem Deckel 24 gestatten, der selber mit der Gegendruckplatte 23 verbunden ist; die Zungen 43 sind mit dem Deckel 24 durch Nieten 44 verbunden und mit radial abstehenden Füßen der Druckplatte 25 ebenso durch Nieten 45.
Wie sich versteht, üben die Zungen 43 somit eine elastische Rückstellwirkung der Druckplatte 25 in Richtung des Bodens des Deckels 24 aus und die Druckplatte 25 weist frontal eine Reibfläche für den Kontakt mit dem betreffenden Belag der Reibscheibe 22 auf, während die Gegendruckplatte 23 frontal eine Reibfläche für den Kontakt mit den Reibbelägen der Scheibe 22 aufweist.
Die Kupplung ist daher normalerweise eingerückt und das Motormoment wird von der Abtriebswelle oder Kurbelwelle 10 auf die Zwischenwelle 35 über die erste Kupplung 20 übertragen. In dieser Position hat die Tellerfeder der Membran 26, die die Einrückmittel der Kupplung bilden, Kontakt einerseits an ihrer inneren Peripherie mit der primären Auflage und andererseits an ihrer äußeren Peripherie mit dem Wulst der Druckplatte 25. Die Membran 26 drängt somit die Druckplatte 25 in Richtung der Platte 23, so dass die Reibbeläge der Reibscheibe 22 zwischen der Druckplatte 25 und der Gegendruckplatte 23 eingespannt sind.
Die Reibscheibe 22 wird somit in Drehung versetzt, so dass der Flansch 36, der an die Beläge angekoppelt ist, die Zwischenantriebswelle 35 in Drehung versetzt.
In dieser Position ist der Kolben 32 der Ausrückvorrichtung 29 in der eingefahrenen Stellung, unterer Teil der 1, und der Hohlraum 31 ist druckfrei. Wenn der Hohlraum 31 unter Druck gesetzt wird, verschiebt sich der Kolben 32 nach links, oberer Teil der 1, und nimmt somit das Ausrücklager 28 mit, das dann auf die Finger der Membran 26 drückt, um diese zu schwenken. Die Membran 26 verlässt somit ihre primäre Auflage, um an der sekundären Auflage zur Anlage zu kommen. In diesem Fall vermindert sich die von der Membran 26 auf die Druckplatte 25 ausgeübte Belastung und verschwindet dann, wobei die Druckplatte 25 dann unter der Rückstellwirkung der Zungen 43 der Bewegung der Membran 26 folgt. Die Reibbeläge kommen dann frei und die Kupplung ist ausgerückt. Das Motormoment wird dann nicht übertragen.
Wenn der Hohlraum 31 vom Druck entlastet wird, führt die Membran 26 den Kolben 32 zurück nach hinten und die Reibbeläge werden eingespannt.
Das Ende der Zwischenwelle 35, das demjenigen gegenüberliegt, das in der Kurbelwelle 10 zentriert ist, trägt außen Rillen, die mit inneren Rillen zusammenwirken, die in einer Nabe 51 ausgebildet sind, die von einer Scheibe 52 getragen wird, die durch Nieten 53 fest mit einem inneren Bundring 54 der Gegendruckplatte 50 der zweiten Kupplung 60 verbunden ist.
Der Flansch 40 weist eine mittige Öffnung 46 auf, in der ein Wälzlager 47 für die Zentrierung der Nabe 51 untergebracht ist.
Der innere Bundring 54 der Gegendruckplatte 50 setzt sich innen in einen Zylindermantel 55 mit axialer Orientierung fort.
Der Rotor 81 umfasst ein Blechpaket aus Weicheisen, das durch Aufschrumpfen an der äußeren Peripherie des Zylindermantels 55 angebracht ist, die an ihrem Ende einen Bund 56 aufweist, der einen Anschlag für den Rotor 81 bildet. Das Blechpaket wird somit warm durch Aufpassen auf die äußere Peripherie des Zylindermantels 55 bis zum Kontakt mit dem Bund 56 angebracht.
Die ringförmigen Bleche bilden somit einen Kranz von axialer Orientierung, der durch Aufschrumpfen an dem Zylindermantel 55 angebracht ist.
Die Bleche können durch Oxidieren isoliert werden oder mit Isolierungen versehen werden.
Der Stator 82 wird auf ähnliche Weise wie der Rotor 81 aus einem Paket ringförmiger Bleche aus Weicheisen hergestellt, die einen Kranz von axialer Orientierung bilden. In den Blechen sind Einschnitte für den Durchtritt von Elektrodrahtwicklungen 83, 84 hergestellt, wobei der Rotor 81 und der Stator 82 schematisch dargestellt sind.
Indem in die Statorwicklungen ein geregelter elektrischer Strom injiziert wird, wird die elektrische Maschine 80 in einen Anlasser für den Verbrennungsmotor des Fahrzeugs verwandelt, wenn die Kupplung 20 eingerückt ist.
Hierzu muss eine Steuervorrichtung elektronischer Art vorgesehen werden. Der Motor ist hier von der Art eines asynchronen Elektromotors. Die elektrische Maschine kann natürlich von der Art eines synchronen Elektromotors oder dergleichen sein.
Wenn der Motor sich dreht, spielt die elektrische Maschine die Rolle eines Wechselstromgenerators. Man kann den Verbrennungsmotor jederzeit abtrennen und mittels der Maschine wieder anlassen. Die Maschine kann eine elektrische Bremse bilden und dem Verbrennungsmotor einen Energieüberschuss zuführen um ihn zu unterstützen oder zu verhindern, dass dieser abstirbt; man kann sogar Schwingungen herausfiltern.
Für weitere Einzelheiten beziehe man sich auf das Dokument WO98/05882 A1 .
Als Alternative wird der Rotor 81 an der äußeren Peripherie des Zylindermantels 55 mittels Rillen oder durch Kegelpassung befestigt. Auf alle Fälle ist der Rotor 81 sowohl drehfest als auch axial fest mit der Scheibe 52 und der Gegendruckplatte 50 verbunden.
Natürlich kann der Rotor 81 an dem Zylindermantel 55 mittels Schrauben befestigt werden, die an der Befestigungsscheibe zur Anlage kommen, wobei sie das Blechpaket auf ähnliche Weise durchqueren, wie es in dem Dokument DE 32 27 810 C2 beschrieben ist. Man kann auch Federelemente einsetzten.
Der Stator 82 ist hier durch Aufschrumpfen an seiner äußeren Peripherie an einem Gehäuse wie beispielsweise der Glocke der zweiten Kupplung befestigt. Jede andere Art von Befestigung wie zum Beispiel Verschrauben ist vorstellbar.
Es versteht sich, dass die Befestigung durch Aufschrumpfen die Reduzierung des radialen Raumbedarfs begünstigt.
Die Kupplung kann natürlich mit einer Abnutzungsnachstellvorrichtung versehen sein, um die Abnutzung der Beläge zu kompensieren und die Membran in einer konstanten Position zu halten, wenn die Kupplung eingerückt ist.
In 1 ist die Kupplung 20 von der gedrückten Art, den das Lager 28 wird wirksam, indem es auf die Membran 26 zentral drückt. Als Alternative ist die Kupplung von der gezogenen Art. In diesem Fall ist das Lager an ein Anlageteil angehängt, das hinter der Membran wirkt und die mittige Öffnung der Membran durchquert.
Der Ausrückvorgang wird durch Ziehen über ein Anlageteil an den Fingern der Membran bewirkt.
In diesem Fall hat der periphere Abschnitt der Tellerfeder der Membran an ihrer äußeren Peripherie Kontakt mit einem von dem Deckel getragenen Auflager und an ihrer inneren Peripherie mit dem Wulst der Druckplatte. Für weitere Einzelheiten beziehe man sich zum Beispiel auf das Dokument FR 2 606 477 A1 , das ebenso eine Abnutzungsnachstellvorrichtung zeigt; daraus ergibt sich, dass der Wulst der Druckplatte 25 relativ zu der Druckplatte 25 beweglich sein kann, um die Abnutzung der Reibbeläge zu kompensieren, wobei in Umfangsrichtung wirkende Federn zwischen der Druckplatte 25 und dem Wulst wirken und Rampenmittel den axialen Abstand zwischen dem Wulst und der Druckplatte 25 variieren lassen.
Der Zylindermantel 55 geht mit der Gegendruckplatte 50 aus einer Formung hervor. Als Alternative ist er an der Platte beispielsweise durch Schrauben angebracht.
Die Gegendruckplatte 50 ist dazu bestimmt, mit einer Reibscheibe zusammenzuwirken, die dem Einrückmechanismus 61 der zweiten Kupplung 60 zugeordnet ist.
Der Mechanismus 61 umfasst einen Deckel 62, der an seiner äußeren Peripherie fest mit der Gegendruckplatte 50 verbunden ist.
Eine Druckplatte 63 ist an dem Deckel 62 über tangentiale Zungen 64 angebunden.
Die Gegendruckplatte 50 und die Druckplatte 63 sind dazu bestimmt, zwischen sich die Beläge einer Reibscheibe 65 einzuklemmen, deren Nabe 66 mittels länglicher Rillen fest mit der Eingangswelle 11 des Getriebes verbunden ist.
Die Gegendruckplatte 50 ist somit dazu bestimmt, auf ausrückbare Weise mit der Eingangswelle 11 des Getriebes verbunden zu sein.
Hier sind die in Umfangsrichtung wirksamen Torsionsdämpfermittel kinematisch zwischen den Belägen der Reibscheibe 65 und ihrer Nabe 66 angeordnet; diese Torsionsdämpfermittel umfassen in Umfangsrichtung wirksame elastische Mittel und axial wirksame Reibmittel.
Die Torsionsdämpfermittel umfassen hier einen Hauptdämpfer und einen Nebendämpfer.
Eine derartige Anordnung ist an sich bekannt und wird hier nicht ausführlicher beschrieben.
Wie in der Figur zu sehen ist, sind die elastischen Mittel Schraubenfedern 67, 68, die sich in Umfangsrichtung erstrecken, und die Reibmittel umfassen Reibscheiben.
Für Genaueres betreffs der Reibscheibe 65 beziehe man sich auf das Dokument FR 2 792 698 A1 .
Wie bei der ersten Kupplung 20, besitzt die zweite Kupplung 60 eine Membran 69 und ist von der gedrückten Art; für die Betätigung dieser Kupplung ist eine Ausrückvorrichtung 71 vorgesehen, die analog zu der mit der ersten Kupplung 20 verbundenen Ausrückvorrichtung 29 ist; die Kupplung ist in der oberen rechten Hälfte der Figur eingerückt und in der unteren rechten Hälfte der Figur ausgerückt dargestellt.
Die zweite Kupplung 60 umfasst hier eine Abnutzungsausgleichvorrichtung 75 der in dem Dokument FR 2 739 158 A1 beschriebenen Art.
Der Motor 80 kann dazu dienen, die Geschwindigkeit der Wellen 35 und 11 zu synchronisieren, um das Schalten der Gänge zu erleichtern. In diesem Fall ist es interessant, dass das mit der Ausrückvorrichtung 71 verbundene Lager durch einen Empfänger betätigt wird, dessen Sender durch einen Aktor betätigt wird, der von einem Rechner gesteuert wird, der Informationen empfängt, die von Aufnehmern kommen, die die Geschwindigkeit der Wellen 35 und 11 aufnehmen.
Natürlich kann jede Art von elektrischer Maschine mit axialem oder radialem Magnetfluss in Frage kommen. Die Maschine 80 kann von auf die vorgenannte Art asynchroner Art, von synchroner Art mit Magnet im Luftspalt oder versenktem Magnet, mit Flussumschaltung mit Einzel- oder Hybridmagneten mit Erregung durch Spulen am Stator, mit schleiffreiem Abgriff, mit variabler Reluktanz, mit einfacher oder doppelter Erregung, mit Transversalfluss mit Vernier-Effekt sein.
Die elektrische Maschine kann von synchroner Art mit einem Schleifringsystem sein.
2 zeigt eine zu 1 analoge Einheit mit der Ausnahme, dass hier die Zwischenwelle 135 auf der einen Seite Rillen trägt, um durch die Reibscheibe 22 mittels Rillen in Drehung versetzt zu werden, die im Inneren einer Nabe 166 ausgebildet sind, die von einem Flansch 136 getragen wird, der fest mit der Reibscheibe 22 verbunden ist, und auf der anderen Seite den Rotor 81 der elektrischen Maschine 80 trägt.
3 zeigt eine zu 2 analoge Einheit mit der Ausnahme, dass hier die Reibscheibe 122 der ersten Kupplung 20 von der Art eines Torsionsdämpfers ist und die Reibscheibe 165 der zweiten Kupplung 30 von der starren Art ist.

Claims

Übertragungseinheit für ein Kraftfahrzeug, umfassend zwei Kupplungen (20, 60) und eine elektrische Maschine (80), die zwischen dem Verbrennungsmotor des Fahrzeuges und seinem Getriebe angeordnet sind, wobei jede der Kupplungen (20, 60) einen Einrückmechanismus (21, 61–161) umfasst, dem eine Reibscheibe (22–122, 65–165) zugeordnet ist, und wobei die elektrische Maschine (80) aus einem Rotor (81) und einem Stator (82) besteht, wobei der erste Einrückmechanismus (21) drehfest mit der Kurbelwelle (10) des Verbrennungsmotors verbunden ist und die Reibscheibe (22–122), die ihm zugeordnet ist, mittels einer sich entlang der Achse der Einheit erstreckenden Zwischenwelle (35, 135) drehfest einerseits mit dem Rotor (81) der elektrischen Maschine und andererseits mit dem zweiten Einrückmechanismus (61–161) verbunden ist, wobei der Rotor (81) der elektrischen Maschine (80) vermittels einer Scheibe (52, 152) drehfest mit der Zwischenwelle (35, 135) verbunden ist, und wobei die dem zweiten Einrückmechanismus (61–161) zugeordnete zweite Reibscheibe (65–165) drehfest mit der Eingangswelle (11) des Getriebes verbunden ist, wobei der Rotor (81) der elektrischen Maschine (80) und somit der zweite Einrückmechanismus (61–161) von einem Lager (47) getragen und zentriert sind, das fest mit einem den Stator (82) tragenden Gehäuse verbunden und axial zwischen den zwei Kupplungen (20, 60) angeordnet und von einem Lagerschild (40) getragen ist, der zwischen der ersten Kupplung (20) und der elektrischen Maschine (80) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die den Rotor (81) mit der Zwischenwelle (35) verbindende Scheibe (52) von einer Nabe (51) getragen ist, die innerlich Rillen aufweist, die mit äußeren Rillen zusammenwirken, die auf der Peripherie des Endes der Zwischenwelle (35) ausgebildet sind, und dass der Lagerschild (40) eine mittige Öffnung (46) aufweist, in der das Lager (47) angeordnet ist, welches die Nabe (51) zentriert.
Einheit nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Rotor (81) mit der Zwischenwelle (35) verbindende Scheibe (152) und die Zwischenwelle (135) aus einem einzigen Stück bestehen, und dass der Lagerschild (40) eine mittige Öffnung (46) aufweist, in der das Lager (47) angeordnet ist, welches die Zwischenwelle (135) und die Scheibe (152) zentriert.
Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerschild (40) in Glockenform ausgebildet ist.
Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der Zwischenwelle (35, 135) auf der Seite der Kurbelwelle (10) von einer Sacklochbohrung (38) getragen ist, die in der Kurbelwelle (10) ausgebildet ist.
Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe des Endes der Zwischenwelle (35, 135) auf der Seite der Kurbelwelle (10) die Reibscheibe (22, 122) mittels eines Flansches (36, 136) fest mit der Zwischenwelle (35, 135) verbunden ist.
Einheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (36) und die Zwischenwelle (35) aus einem einzigen Stück bestehen.
Einheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (136) von einer innerlich mit Rillen versehenen Nabe getragen wird, die mit den äußeren Rillen zusammenwirkt, die auf der Peripherie der Zwischenwelle (135) ausgebildet sind.
Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Betätigung jeder der zwei Kupplungen (20, 60) jeweils eine Ausrückvorrichtung (29, 71) vorgesehen ist, wobei zumindest eine der Ausrückvorrichtungen (29, 71) von konzentrischer Art ist.
Einheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Betätigung der ersten Kupplung (20) vorgesehene Ausrückvorrichtung (29) von konzentrischer Art ist und zwei, in der Beziehung Zylinder-Kolben stehende Teile umfasst, die eine Kammer variablen Volumens definieren, die durch einen hohlen Kanal (33) in dem Lagerschild (40) mit Hydraulikfluid gespeist wird.
Einheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der ortfeste Teil der Kammer mit variablem Volumen von dem Lagerschild (40) getragen wird, wobei die Ausrückvorrichtung (29) sich axial zwischen dem Lagerschild (40) und der ersten Kupplung (20) erstreckt.
Einheit nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrückvorrichtung (29) die Zwischenwelle (35, 135) umgibt.
Einheit nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Betätigung der zweiten Kupplung (60) vorgesehene Ausrückvorrichtung (71) von konzentrischer Art ist und zwei, in der Beziehung Zylinder-Kolben stehende Teile umfasst, die eine Kammer variablen Volumens definieren, die mit Hydraulikfluid gespeist wird.
Einheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrückvorrichtung (71) sich axial zwischen der der zweiten Kupplung (60) zugeordneten Reibscheibe (65–165) und dem Getriebe erstreckt.
Einheit nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrückvorrichtung (71) die Eingangswelle (11) des Getriebes umgibt.
Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Reibscheiben (22, 165) von starrer Art ist.
Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Reibscheiben (65, 122) von der Art eines Torsionsdämpfers ist.
Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Einrückmechanismen (61) eine Verschleißausgleichvorrichtung umfasst.
Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (46, 47) im Lot des Rotors (81) der elektrischen Maschine angeordnet ist.