DE112009001792B4 - Antriebsstrang - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit einem zwischen einer Antriebseinheit mit einer Antriebswelle und einem Getriebe mit einer Getriebeeingangswelle angeordneten hydrodynamischen Drehmomentwandler.
- Derartige Antriebsstränge sind in Kraftfahrzeugen insbesondere bei Automatgetrieben bekannt, wobei der hydrodynamische Drehmomentwandler insbesondere als Flüssigkeitskupplung wirksam ist. In der Regel ist der Drehmomentwandler auf einem Getriebestumpf aufgenommen. Weiterhin ist aus der
DE 10 2006 042 441A1 bekannt, die Lagerung der Getriebeeingangswelle des Getriebes mittels einer am Außenumfang der Getriebeeingangswelle angeordneten, am Gehäuse befestigten Nabe vorzunehmen. DieDE 198 22 665 A1 offenbart ein Pilotlager für die Getriebeeingangswelle, bei dem der Außenumfang der Getriebeeingangswelle in einer Pilotbuchse des Gehäuses gelagert ist. Derartige Lagerungen der Getriebeeingangswelle am Außenumfang erfordern zusätzlichen Bauraum und sind bei Verwendung von Naben kostenaufwendig. - Als weiterer Stand der Technik wird auf die
US 3 027 720 A , dieUS 3 901 030 A und dieUS 3 965 680 A verwiesen, die auf den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 lesbar sind. - Aufgabe der Erfindung ist daher die vorteilhafte Weiterbildung von Antriebssträngen mit einer bauraumoptimierten und kostengünstigen Lagerung der Getriebeeingangswelle des Getriebes gegenüber einem Gehäuse des hydrodynamischen Drehmomentwandlers.
- Die Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei der Antriebsstrang mit einem zwischen einer Antriebseinheit mit einer Antriebswelle und einem Getriebe mit einer Getriebeeingangswelle angeordneten hydrodynamischen Drehmomentwandler versehen ist, wobei ein Gehäuse des hydrodynamischen Drehmomentwandlers von der Antriebseinheit drehangetrieben wird und ein Ausgangsteil des hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit der Getriebeeingangswelle drehschlüssig verbunden ist, wobei das Gehäuse gegenüber der Getriebeeingangswelle auf einem Innendurchmesser der Getriebeeingangswelle abgestützt ist. Durch die Lagerung beziehungsweise Abstützung der Getriebeeingangswelle an einem axialen Ansatz, der axial in die Ausnehmung der Getriebeeingangswelle eingreift, kann eine kostengünstige Lösung vorgeschlagen werden, die keinen zusätzlichen radialen Bauraum beansprucht und daher bauraumneutral ist, so dass der Bauraum des die Getriebeeingangswelle im Innenumfang axial übergreifenden Bereichs am Außenumfang der Getriebeeingangswelle zur Unterbringung von weiteren Bauteilen des Drehmomentwandlers wie Naben zur Aufnahme von Wandlerüberbrückungskupplungen, Turbinenrädern und/oder in dem Innenraum des Gehäuse angeordneten Bauteilen von Drehschwingungsdämpfern verwendet werden kann. Weiterhin kann an diesem Bereich eine Außenprofilierung wie Verzahnung für Abtriebsnaben und dergleichen vorgesehen werden, so dass auch axialer Bauraum gewonnen werden kann.
- Im Sinne der Erfindung ist unter Antriebseinheit beispielsweise eine Brennkraftmaschine oder ein hybridischer Antrieb mit Zuschaltung einer Elektromaschine zu verstehen. Das Getriebe kann ein automatisiertes Getriebe mit diskreten Schaltstufen, ein kontinuierlich verstellbares Getriebe wie Umschlingungsmittel- oder Toroidgetriebe oder dergleichen sein.
- Der hydrodynamische Drehmomentwandler kann ein zwei oder mehrkanaliger Drehmomentwandler mit einer integrierten Wandlerüberbrückungskupplung und einem ein- oder mehrstufigen Drehschwingungsdämpfer und/oder einem Fliehkraftpendel sein, wobei eine Drehschwingungsdämpfung zwischen der geschlossenen oder schlupfenden Wandlerüberbrückungskupplung und der Getriebeeingangswelle und/oder zwischen dem Turbinenrad und der Getriebeeingangswelle erfolgen kann. Der Drehmomentwandler kann als reine Flüssigkeitskupplung mit einem das Turbinenrad antreibenden und vom Gehäuse angetriebenen Pumpenrad sein. Alternativ kann ein mittels eines Freilaufs mit dem Gehäuse des Getriebes verbundenes Leitrad aus Druckguss oder aus Blech vorgesehen sein. Weiterhin kann der Drehmomentwandler als sogenannter Mehrfunktionswandler ausgebildet sein, bei dem über zusätzliche Kupplungen die Antriebseinheit vom Drehmomentwandler abgekoppelt und/oder das Getriebe vom Drehmomentwandler abgekoppelt werden kann. Mit dem Gehäuse des Drehmomentwandlers kann eine Elektromaschine parallel geschaltet sein. Beispielsweise kann das Gehäuse mit einem Rotor einer Elektromaschine verbunden sein.
- Erfindungsgemäß kann am Gehäuse des Drehmomentwandlers ein axialer Ansatz vorgesehen werden, der axial in an der Stirnseite der Getriebeeingangswelle vorgesehene Ausnehmung oder Öffnung, die beispielsweise gebohrt sein kann, eingreift. In vorteilhafter Weise ist diese Öffnung zylindrisch ausgebildet und nimmt den axialen Ansatz wie Zapfen verdrehbar auf. Hierzu kann radial zwischen dem axialen Ansatz und der zylindrischen Ausnehmung eine Lagerung vorgesehen sein, die eine Gleitlagerung oder eine Nadellagerung mit einem Nadellager ist. Dabei kann ein Gleitlager oder Nadellager vor der Montage wie Ineinanderstecken von Ansatz und Ausnehmung während der Montage des Drehmomentwandlers am Getriebe auf den Ansatz oder den Innenumfang der Getriebeeingangswelle montiert wie gepresst sein.
- Erfindungsgemäß ist bei einer Hohlbohrung der Getriebeeingangswelle zur Zuführung von Wandlermedium beispielsweise zur Steuerung der Wandlerüberbrückungskupplung und/oder Versorgung des Drehmomentwandlers mit Wandlermedium je nach Art der Steuerung der Wandlerüberbrückungskupplung und Lager der Zuführöffnungen eine Abdichtung der Getriebeeingangswelle gegenüber dem axialen Ansatz vorgesehen. Hierzu kann eine radial dichtende Ringdichtung in dem axialen Ansatz vorgesehen sein, die beispielsweise gegenüber dem radial außerhalb angeordneten Gleitlager, das wiederum gegenüber dem Innenumfang der Getriebeeingangswelle dichtet, abdichtet. Andere Ausführungsbeispiele können dynamische Dichtungen wie Radialwellendichtringe oder dergleichen vorsehen, die direkt den axialen Ansatz gegenüber dem Innenumfang der Getriebeeingangswelle abdichtet. Dabei kann ein Lager, insbesondere ein Wälzlager wie Nadellager innerhalb der Dichtung zur Hohlbohrung angeordnet und damit effektiv geschmiert werden, so dass eine separate Schmierung des Wälzlagers entfallen kann.
- Eine alternative Abdichtung des axialen Ansatzes gegenüber der Getriebeeingangswelle kann unabhängig von diesem erfolgen, indem axial beabstandet zu diesem eine Verschlusskugel in die Getriebeeingangswelle eingebracht ist. Diese kann beispielsweise von der Ausnehmung der Getriebeeingangswelle von deren Stirnseite her gegen einen durch die mit einem kleineren Durchmesser gebohrte Hohlbohrung gebildeten Absatz gepresst werden. Dabei kann die Verschlusskugel eine radiale und/oder axiale Dichtfläche mit der Getriebeeingangswelle ausbilden.
- Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der axiale Ansatz massiv, beispielsweise in Form eines Zapfens ausgebildet sein. Ein derartiger Ansatz wird in vorteilhafter Weise zur Drehachse zentriert mit dem Gehäuse verschweißt.
- Der Drehmomentwandler kann außerhalb seines Gehäuses einen auf die Drehachse des Drehmomentwandlers zentrierten axialen Ansatz aufweisen, der in eine Öffnung der Antriebswelle wie Kurbelwelle der Antriebseinheit eingreift und ein Pilotlager des Drehmomentwandlers in der Antriebswelle bildet, wobei entsprechende Drehlager zwischen Ansatz und Öffnung als Gleit- oder Wälzlager ausgebildet sein können und das Pilotlager so ausgebildet ist, dass ein Achsversatz und/oder eine Achsverschwenkung zwischen den Drehachsen des Drehmomentwandlers und der Antriebswelle ausgeglichen werden können. Es hat sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die beiden axialen Ansätze zur Bildung des Pilotlagers und zur Lagerung der Getriebeeingangswelle am Gehäuse einteilig ausgebildet werden. Hierzu können diese als ein gemeinsamer Zapfen oder als zylindrisch massives Bauteil vorgesehen sein, das in einer zentralen Öffnung des Gehäuses aufgenommen ist und mit diesem dicht verschweißt ist.
- Alternativ zu einer massiven Ausgestaltung kann der axiale Ansatz aus Blech hergestellt, beispielsweise mittels Blechumformungsverfahren geprägt sein. Dabei können an dem Ansatz ein sich radial erstreckender Flansch oder Arme vorgesehen sein mittels derer der Ansatz fest mit dem Gehäuse verbunden ist. Beispielsweise können Flansch oder Arme mittels dichter Nieten, beispielseise mittels aus dem Gehäuse ausgestellter Nietwarzen mit dem Gehäuse vernietet sein. Alternativ kann der Ansatz mit dem Gehäuse verstemmt sein. Hierzu kann der Ansatz an einem axialen Absatz angelegt und gegen diesen verstemmt werden. Es versteht sich, dass auch andere Befestigungsmöglichkeiten des z. B. aus Blech hergestellten Ansatzes an dem Gehäuse von dem erfinderischen Gedanken umfasst sind.
- Nach dem erfinderischen Gedanken ist auch ein hydrodynamischer Drehmomentwandler als separates Bauteil für einen oben beschriebenen Antriebsstrang mit einem Gehäuse mit einem innerhalb des Gehäuses um eine Drehachse des Gehäuses angeordneten axialen Ansatz zum axialen Eingriff in eine stirnseitige Öffnung einer Getriebeeingangswelle eines dem hydrodynamischen Drehmomentwandlers nachgeschalteten Getriebes erfasst, wobei die oben für die Ausgestaltung des axialen Ansatzes beschriebenen Ausgestaltungsformen auch auf einen unabhängig vom gesamten Antriebsstrang ausgestalteten Drehmomentwandler in vorteilhafter Weise anwendbar sind.
- Die Erfindung wird anhand der in den
1 bis6 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen: -
1 einen schematisch dargestellten Antriebsstrang, -
2 ein Detail des Antriebsstrangs der1 als Schnitt mit einer Lagerung der Getriebeeingangswelle am Gehäuse mittels eines axial in die Getriebeeingangswelle eingreifenden axialen Ansatz, -
3 eine alternative Ausgestaltung der Lagerung der2 mit einem einteiligen Zapfen für eine Pilotlagerung der Getriebeeingangswelle am Gehäuse und eine Pilotlagerung des Gehäuses an der Antriebswelle der Antriebseinheit, -
4 eine gegenüber der2 veränderte Abdichtung der Getriebeeingangswelle, -
5 ein gegenüber der2 veränderter axialer Ansatz aus Blech und -
6 eine alternative Befestigung des axialen Ansatzes aus5 am Gehäuse. -
1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang1 mit einer Antriebseinheit2 , beispielsweise einer Brennkraftmaschine, mit einer Antriebswelle3 wie Kurbelwelle, die mittels eines Antriebsblechs wie Flexplate4 drehschlüssig mit dem Gehäuse6 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers5 verbunden ist. Das Ausgangsteil7 , beispielsweise eine Abtriebsnabe, ist drehschlüssig mit der Getriebeeingangswelle8 des Getriebes9 verbunden. Das Getriebe9 ist ein Automatgetriebe mit von einer Steuereinheit eingestellbaren Übersetzungen, wobei das vom Drehomentwandler in die Getriebeeingangswelle eingeleitete Drehmoment drehzahlgewandelt auf eine nicht dargestellte Getriebeausgangswelle und nachfolgend auf die Antriebsräder übertragen wird. - Der Drehmomentwandler
5 wird über dessen Gehäuse6 von der Antriebseinheit2 angetrieben. Durch die Wandlerüberbrückungskupplung10 wird das in das Gehäuse6 eingetragene Drehmoment bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung unter Zwischenschaltung des Drehschwingungsdämpfers11 direkt über das Ausgangsteil7 in die Getriebeeingangswelle8 eingeleitet und bei geöffneter Wandlerüberbrückungskupplung10 auf das Pumpenrad12 übertragen, das das Turbinenrad13 antreibt. Vom Turbinenrad wird das Drehmoment unter Zwischenschaltung des Turbinendämpfers14 über das Ausgangsteil in die Getriebeeingangswelle8 eingeleitet. Das mittels des Freilaufs16 in einer Drehrichtung gehäusefest angeordnete Leitrad15 dient bei großen Differenzdrehzahlen zwischen Pumpenrad12 und Turbinenrad13 der Drehmomenterhöhung. - Der Drehmomentwandler
5 ist in nicht dargestellter Weise am Gehäuse des Getriebes9 aufgenommen. Die Getriebeeingangswelle8 ist auf dem Gehäuse6 des Drehmomentwandlers5 gelagert. Um Bauraum zu sparen, weist die Getriebeeingangswelle8 eine Ausnehmung17 auf, in die ein am Gehäuse6 befestigter axialer Ansatz18 axial eingreift. Zwischen dem Innenumfang der Ausnehmung17 und dem Ansatz18 ist eine Lagerung19 angeordnet. - Aus der
2 geht ein konstruktiv ausgeführtes Detail einer Lagerung der Getriebeeingangswelle8 am Gehäuse6 des Drehmomentwandlers5 (1 ) hervor. Die Getriebeeingangswelle8 weist eine Hohlbohrung20 auf, durch die vom Getriebe her Wandlermedium in den Drehmomentwandler gedrückt wird, oder aus ihm abließt Die Hohlbohrung20 ist am stirnseitigen Ende der Getriebeeingangswelle8 radial zu der Ausnehmung17 erweitert, in der der axiale Ansatz18 in Form eines Zapfens axial aufgenommen ist. Der axiale Ansatz18 ist mit dem Gehäuse6 verschweißt und stützt die Getriebeeingangswelle8 am Innenumfang21 radial und verdrehbar ab. Hierzu ist eine Lagerung19 in Form eines Gleitlagers22 vorgesehen, das vorzugsweise am Innenumfang21 der Getriebeeingangswelle8 aufgenommen ist und in das der axiale Ansatz18 bei einer Montage des Drehmomentwandlers durch Aufstecken auf das Getriebe9 (1 ) eingeführt wird. Der axiale Ansatz18 weist eine Ringnut23 auf, in die ein Dichtring24 eingelegt ist, der gegen das Gleitlager22 radial abdichtet und ein Ausströmen von Wandlermedium verhindert. - Radial außerhalb ist am Außenumfang der Getriebeeingangswelle
8 eine Verzahnung25 vorgesehen, in die die als Ausgangsteil7 (1 ) des Drehmomentwandlers5 (1 ) ausgestaltete Abtriebsnabe26 drehschlüssig eingreift. Durch die Lagerung der Getriebeeingangswelle8 an ihrem Innenumfang21 kann der radiale Bauraum beispielsweise für die Abtriebsnabe26 genutzt werden. Weiterhin kann durch die axiale Überschneidung der Lagerung und die Verzahnung25 der Getriebeeingangswelle8 axialer Bauraum eingespart werden. - Außerhalb des Gehäuses
6 ist ein Zapfen27 für die Bildung eines Pilotlagers mit der Antriebswelle3 (1 ) vorgesehen. -
3 zeigt ein mit der2 vergleichbares Detail einer Lagerung der Getriebeeingangswelle8 am Gehäuse6 . Im Unterschied hierzu ist der Zapfen27 mit dem Ansatz18 einteilig unter Bildung eines zylindrischen Bauteils28 ausgeführt. Das zylindrische Bauteil28 kann aus Stangenmaterial spanend, geschmiedet, gesintert, mittels eines Masseumformungsverfahrens auch aus Blech oder dergleichen gefertigt sein. In dem Gehäuse6 ist zur Aufnahme des zylindrischen Bauteils28 eine zentrale Öffnung29 vorgesehen, durch die das Zylindrische Bauteil zentriert gesteckt wird und anschließend dicht verschweißt wird. Gleitlager22 und Dichtring24 werden entsprechend2 angeordnet. -
4 sieht eine gegenüber dem Detail der2 geänderte Dichtung der Hohlbohrung20 der Getriebeeingangswelle8 vor. Hierzu wird die Ringnut23 (2 ) im axialen Ansatz18 weggelassen und eine Verschlusskugel30 gegen einen durch die gestufte Hohlbohrung20 gebildeten Anschlag31 gepresst. Die Verschlusskugel30 dichtet dabei vorzugsweise am Innenumfang32 der Ausnehmung17 ab, kann jedoch alternativ oder zusätzlich an dem Anschlag31 abdichten. Die Anordnung des Gleitlagers22 erfolgt entsprechend3 . -
5 zeigt ein gegenüber den2 bis4 geändertes Detail mit einem aus Blech gefertigten axialen Ansatz33 . Der axiale Ansatz33 kann ein- oder mehrteilig aus Blechmaterial geprägt oder tiefgezogen sein, wobei ein sich radial erstreckender Flansch34 entlang dem Gehäuse6 geführt und positioniert ist. Die Befestigung erfolgt mittels einer Vernietung35 , die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch aus dem Gehäuse6 ausgedrückten Nietwarzen36 gebildet ist, die durch Öffnungen37 in dem Flansch34 geführt und gegen den Flansch34 vernietet werden. Die Anordnung des Zapfens27 erfolgt entsprechend2 , die Getriebeeingangswelle8 entspricht der Getriebeeingangswelle8 der4 , so dass die Aufnahme der Verschlusskugel30 entsprechend erfolgt. Das Gleitlager22 entspricht dem der4 . -
6 zeigt eine gegenüber der Vernietung35 der5 alternative Befestigung des aus Blech gebildeten axialen Ansatzes33 in Form einer Verstemmung38 . Hierzu ist der Flansch34 an einer Ausformung39 des Gehäuses6 angelegt und mittels aus der Ausformung39 geformten Verstemmnasen40 axial gesichert. Zapfen27 , Gleitlager22 und Verschlusskugel30 entsprechen denen der5 .
Claims (12)
- Antriebsstrang (1) in einem Kraftfahrzeug mit einem zwischen einer Antriebseinheit (2) mit einer Antriebswelle (3) und einem Getriebe (9) mit einer Getriebeeingangswelle (8) angeordneten hydrodynamischen Drehmomentwandler (5), wobei ein Gehäuse (6) des hydrodynamischen Drehmomentwandlers (5) von der Antriebseinheit (2) drehangetrieben wird und ein Ausgangsteil (7) des hydrodynamischen Drehmomentwandlers (5) mit der Getriebeeingangswelle (8) drehschlüssig verbunden ist, wobei das Gehäuse (6) gegenüber der Getriebeeingangswelle (8) auf einem Innenumfang (21) der Getriebeeingangswelle (8) gelagert ist, wobei ein am Gehäuse (6) vorgesehener axialer Ansatz (18, 33) in eine an einem dem Ansatz (18, 33) zugewandten Stirnfläche der Getriebeeingangswelle (8) eingebrachte zylindrische Ausnehmung (17) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hohlbohrung (20) der Getriebeeingangswelle (8) gegenüber dem axialen Ansatz (18, 33) abgedichtet ist.
- Antriebsstrang (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen dem axialen Ansatz (18, 33) und der zylindrischen Ausnehmung (17) ein Lager (19) vorgesehen ist. - Antriebsstrang (1) nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (19) ein Gleitlager (22) oder Nadellager ist. - Antriebsstrang (1) nach
Anspruch 2 oder3 , dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (19) vor der Montage von axialem Ansatz (18, 33) und Getriebeeingangswelle (8) auf den Ansatz (18, 33) oder den Innenumfang (21) der Getriebeeingangswelle (8) gepresst ist. - Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial dichtender Dichtring (24) in dem axialen Ansatz (18) vorgesehen ist.
- Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass axial beabstandet zu dem axialen Ansatz (18, 33) eine Verschlusskugel (30) in die Getriebeeingangswelle (8) eingebracht ist.
- Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Ansatz (18) massiv ausgebildet ist.
- Antriebsstrang nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Ansatz (18) mit dem Gehäuse (6) verschweißt ist. - Antriebsstrang (1) nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Ansatz (18) in Form eines einteiligen zylindrischen Bauteils (28) mit einem aus dem Gehäuse (6) auskragenden Zapfen (27) zur Bildung eines Pilotlagers mit der Antriebswelle (3) ausgebildet ist. - Antriebsstrang (1) nach
Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Bauteil (28) durch eine zentrale Öffnung (29) des Gehäuses (6) geführt und mit dem Gehäuse (6) dicht verschweißt ist. - Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Ansatz (33) aus Blech geprägt ist und mittels eines sich radial erstreckenden Flansches (34) mit dem Gehäuse (6) fest verbunden ist.
- Antriebsstrang (1) nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (34) mit dem Gehäuse (6) vernietet oder mittels einer Verstemmung (38) mit dem Gehäuse (6) fest verbunden ist.
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