DE112014005842T5

DE112014005842T5 - Übertragungseinheit, die mit einem Pendeldämpfer ausgestattet ist, der sich radial außerhalb einer Kupplungsvorrichtung erstreckt

Info

Publication number: DE112014005842T5
Application number: DE112014005842.4T
Authority: DE
Inventors: Gilles Lebas; Fabien Lebeau
Original assignee: Valeo Embrayages SAS
Current assignee: Valeo Embrayages SAS
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2016-09-01
Also published as: WO2015092216A1; FR3015605B1; FR3015605A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Übertragungseinheit für ein Kraftfahrzeug, die dazu bestimmt ist, die Kopplung zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle (6, 7) zu gewährleisten, wobei die Einheit umfasst: – ein Schwungrad (1), das dazu bestimmt ist, an der Antriebswelle befestigt zu werden; – eine Kupplungsvorrichtung (2); und – einen Pendeldämpfer (33), umfassend ein Trägerelement (34) und Pendelmassen (35), die beweglich auf dem Trägerelement (34) montiert sind.

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Kraftübertragungen für Kraftfahrzeuge.
Sie betrifft insbesondere eine Übertragungseinheit, die dazu bestimmt ist, zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs angeordnet zu werden.
Stand der Technik
Im Stand der Technik sind zur Ermöglichung einer Kopplung zwischen einer Antriebswelle, wie einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, und einer Abtriebswelle, wie einer Eingangswelle eines Getriebes, Übertragungseinheiten bekannt, die ein Antriebsschwungrad und eine Kupplungsvorrichtung verbinden. Das Schwungrad ist dazu bestimmt, an der Antriebswelle befestigt zu sein. Die Kupplungsvorrichtung umfasst einen Kupplungsdeckel, der am Schwungrad montiert ist, eine Kupplungsscheibe, die dazu bestimmt ist, drehfest mit der Abtriebswelle verbunden zu sein, eine Druckplatte, die drehfest mit dem Kupplungsdeckel verbunden ist, und eine ringförmige Membranfeder, die gelenkig auf dem Kupplungsdeckel montiert ist, um die Druckplatte axial zwischen einer eingerückten Position, in der die Kupplungsscheibe zwischen der Druckplatte und einer Zone des die Reaktionsplatte bildenden Schwungrades eingespannt ist, und einer ausgerückten Position, in der die Kupplungsscheibe freigegeben ist, zu belasten. Auf diese Weise wird in der eingerückten Position das Antriebsdrehmoment von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle übertragen.
Überdies weist ein Verbrennungsmotor auf Grund der Explosionen, die in den Zylindern des Motors nacheinander stattfinden, Drehungleichförmigkeiten auf, wobei die Frequenz der Drehungleichförmigkeiten insbesondere in Abhängigkeit von der Anzahl von Zylindern und der Drehgeschwindigkeit des Motors variiert. Um die durch die Drehungleichförmigkeiten des Verbrennungsmotors erzeugten Schwingungen zu filtern, ist es bekannt, in die vorgenannten Übertragungseinheiten Torsionsdämpfer mit elastischen Elementen und/oder Pendeldämpfer, auch Pendeloszillatoren oder Pendel genannt, einzubauen. Sind solche Dämpfer nicht vorhanden, würden die in das Getriebe eindringenden Schwingungen hier während des Betriebs Stöße, Geräusche oder Lärmbelästigungen, die besonders ungewollt sind, hervorrufen.
Die Entwicklung neuer treibstoffsparender Motorisierungen führt zur Erhöhung der Drehungleichförmigkeiten der Motoren und verlangt folglich eine Erhöhung der Leistungen bei der Filterung der Schwingungen. Die Pendeldämpfer sind besonders leistungsstark und ermöglichen es, eine wirksame Filterung der Drehungleichförmigkeiten im gesamten Betriebsbereich des Verbrennungsmotors zu erzielen. Allerdings führt der Einbau von Pendeldämpfern in die vorgenannten Übertragungseinheiten zu einer Erhöhung ihres Platzbedarfs. Dies ist umso störender, als die Filterleistungen der Drehungleichförmigkeiten eines Pendeldämpfers insbesondere mit der Masse der verwendeten Pendelmassen steigen, und dass somit, um zufriedenstellende Leistungen zu erzielen, die Pendeldämpfer einen großen Platzbedarf haben.
Nun sind die Übertragungseinheiten parallel zur dieser Anforderung der Erhöhung der Filterleistungen auch immer strengeren Einschränkungen hinsichtlich des Platzbedarfs unterworfen. Dies ist insbesondere bei Hybridanwendungen der Fall, bei denen die Übertragungseinheiten ferner eine elektrische Maschine umfassen, die zwischen dem Getriebe und dem Verbrennungsmotor angeordnet ist.
Gegenstand der Erfindung
Ein Gedanke, auf dem die Erfindung basiert, besteht darin, eine Übertragungseinheit vorzuschlagen, die dazu bestimmt ist, eine Antriebswelle mit einer Abtriebswelle zu koppeln, die sowohl kompakt ist als auch mit Mitteln ausgestattet ist, die es ermöglichen, die Schwingungen wirksam zu absorbieren.
Nach einer Ausführungsart stellt die Erfindung eine Übertragungseinheit für ein Kraftfahrzeug bereit, die dazu bestimmt ist, die Kopplung zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle zu gewährleisten, wobei die Einheit umfasst:

– ein Schwungrad, das dazu bestimmt ist, an der Antriebswelle befestigt zu werden;
– eine Kupplungsvorrichtung, umfassend: • einen am Schwungrad befestigten Deckel; • mindestens eine Kupplungsscheibe, die im Inneren des Deckels angeordnet ist, wobei die Kupplungsscheibe mit Reibbelägen versehen und dazu bestimmt ist, mit der Abtriebswelle drehfest verbunden zu sein; • mindestens eine Druckplatte, die drehfest mit dem Deckel verbunden und axial in Bezug zu dem besagten Deckel zwischen einer eingerückten Position und einer ausgerückten Position beweglich ist;
– einen Pendeldämpfer, umfassend ein Trägerelement und Pendelmassen, die beweglich auf dem Trägerelement montiert sind; wobei das Trägerelement des Pendeldämpfers am Deckel der Kupplungsvorrichtung und/oder am Schwungrad befestigt und derart angeordnet ist, dass sich die Pendelmassen radial außerhalb der Kupplungsvorrichtung erstrecken,
– wobei die Übertragungseinheit ferner umfasst: • eine elektrische Maschine, umfassend einen äußeren Stator und einen inneren Rotor, der um eine Achse X drehbeweglich ist, wobei der Rotor eine zentrale Öffnung aufweist; und • eine Zwischenwelle, die einerseits drehfest mit der Kupplungsscheibe verbunden und dazu bestimmt ist, mit der Abtriebswelle kinematisch verbunden zu werden; wobei die Zwischenwelle durch die zentrale Öffnung des Rotors hindurchgeht und mit dem Rotor drehfest verbunden ist.

Eine solche Übertragungseinheit ist besonders kompakt, da sich die Pendelmassen im Wesentlichen in der Axialebene der Kupplungsvorrichtung erstrecken. Ferner ermöglicht es eine solche Anordnung, einen besonders wirksamen Pendeldämpfer zu erhalten, da die Wirksamkeit eines Pendeldämpfers zunimmt, wenn der Schwerpunkt der Pendelmassen radial nach außen verlagert wird.
Nach weiteren vorteilhaften Ausführungsarten kann eine solche Einheit ein oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:

– das Trägerelement des Pendeldämpfers ist zwischen dem Schwungrad und dem Deckel der Kupplungsvorrichtung befestigt.
– das Trägerelement des Pendeldämpfers und der Deckel der Kupplungsvorrichtung sind durch gemeinsame Befestigungselemente am Schwungrad befestigt.
– das Schwungrad ist ein Zweimassen-Dämpfungs-Schwungrad, welches ein primäres Schwungrad, das dazu bestimmt ist, an der Antriebswelle befestigt zu sein, und ein sekundäres Schwungrad, die in Drehung zueinander beweglich sind, sowie Dämpfungsmittel umfasst, um zwischen dem primären und dem sekundären Schwungrad ein Drehmoment zu übertragen und die Drehungleichförmigkeiten zu dämpfen.
– das sekundäre Schwungrad weist eine kleiner radiale Dimension als die radiale Dimension des primären Schwungrades auf, und die Pendelmassen erstrecken sich radial außerhalb des sekundären Schwungrades.
– die Kupplungsvorrichtung ist eine Mehrscheibenvorrichtung, umfassend eine erste Druckplatte und eine zweite Zwischendruckplatte, die drehfest mit dem Deckel verbunden und axial in Bezug zu diesem beweglich sind, und eine erste Kupplungsscheibe, die mit Reibbelägen versehen ist, welche zwischen der ersten Druckplatte und der zweiten Zwischendruckplatte angeordnet sind, und eine zweite Kupplungsscheibe, die mit Reibbelägen versehen ist, welche zwischen der zweiten Zwischendruckplatte und dem Schwungrad angeordnet sind. Die Verbindung einer Mehrscheibenkupplung mit einem radial außerhalb der Mehrscheibenkupplung eingebauten Pendeldämpfer ermöglicht es, eine kompakte Übertragungseinheit zu erhalten, die es erlaubt, große Antriebsdrehmomente zu übertragen, und die besonders wirksam für die Filterung von Schwingungen ist.
– das Trägerelement des Pendeldämpfers ist zwischen dem Schwungrad und dem Deckel der Kupplungsvorrichtung befestigt und umfasst an der inneren Peripherie einen Rand, der Axialnuten aufweist, die mit radialen Vorsprüngen, welche an der äußeren Peripherie der zweiten Zwischendruckplatte ausgebildet sind, zusammenwirken, um die zweite Zwischendruckplatte mit dem Trägerelement drehfest zu verbinden und die zweite Zwischendruckplatte axial zu führen.
– jede der ersten und zweiten Kupplungsscheiben ist mit einer Nabe versehen, wobei die Nabe einer der Kupplungsscheiben einerseits Innenrillen, die dazu bestimmt sind, mit Rillen der Abtriebswelle zusammenzuwirken, und andererseits Außenrillen umfasst, die mit Innenrillen der Nabe der anderen Kupplungsscheibe zusammenwirken.
– die Anzahl von Kupplungsscheiben und zugehörigen Druckplatten kann zwischen 2 und 5 betragen.

Gemäß einer Ausführungsart stellt die Erfindung ein Kraftfahrzeug bereit, das mit einer vorangehend genannten Übertragungseinheit ausgestattet ist.
Die Erfindung wird besser verständlich und weitere Ziele, Details, Merkmale und Vorteile derselben gehen deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer besonderer Ausführungsarten der Erfindung hervor, die nur darstellenden und nicht beschränkenden Charakter haben und sich auf die beiliegenden Figuren beziehen.
In diesen Figuren:
• ist 1 eine Schnittansicht einer Übertragungseinheit, die dazu bestimmt ist, zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordnet zu werden, gemäß einer ersten Ausführungsart der Erfindung;
• ist 2 eine Schnittansicht in Perspektive des Zweimassenschwungrades, der Kupplungsvorrichtung und des Pendeldämpfers der Übertragungseinheit aus 1;
• ist 3 eine perspektivische Teilabrissansicht des Zweimassenschwungrades, der Kupplungsvorrichtung und des Pendeldämpfers der Übertragungseinheit aus 1;
• ist 4 eine perspektivische Ansicht des Zweimassenschwungrades, der Kupplungsvorrichtung und des Pendeldämpfers der Übertragungseinheit aus 1;
• sind die 5 und 6 Schnittansichten einer Übertragungseinheit nach einer zweiten und einer dritten Ausführungsart;
• ist 7 eine perspektivische Detailansicht einer Pendelmasse, von der eine Seite in einer Teilabrissansicht dargestellt ist.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsarten
In der Beischreibung und den Ansprüchen werden die Begriffe „äußerer” und „innerer” sowie die Richtungen „axial” und „radial” verwendet, um gemäß den in der Beschreibung angeführten Definitionen Elemente der Übertragungseinheit zu bezeichnen. Vereinbarungsgemäß ist die „radiale” Richtung orthogonal zur Drehachse X der Übertragungseinheit, welche die „axiale” Richtung bestimmt, und von innen nach außen beim Entfernen von der Achse X gerichtet, die „Umfangsrichtung” ist orthogonal zur Drehachse X der Übertragungseinheit und orthogonal zur radialen Richtung ausgerichtet. Die Begriffe „äußerer” und „innerer” werden verwendet, um die relative Position eines Elements in Bezug zu einem anderen bezogen auf die Achse X zu definieren, wobei ein Element nahe der Achse somit als inneres bezeichnet wird, im Gegensatz zu einem äußeren Element, das sich radial an der Peripherie befindet. Überdies werden die Begriffe „hinten” AR und „vorne” AV verwendet, um die relative Position eines Elements in Bezug zu einem anderen in Axialrichtung zu definieren, wobei ein Element, das dazu bestimmt ist, nahe dem Verbrennungsmotor angeordnet zu sein, mit hinten bezeichnet ist, und ein Element, das dazu bestimmt ist, nahe dem Getriebe angeordnet zu sein, mit vorne bezeichnet ist.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Übertragungseinheit zu sehen, die dazu bestimmt ist, zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordnet zu werden. Die Übertragungseinheit umfasst ein Schwungrad 1, das dazu bestimmt ist, an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, die nicht dargestellt ist, befestigt zu werden, und eine Kupplungsvorrichtung 2, die es ermöglicht, die Kurbelwelle an eine Eingangswelle 7 des Getriebes zu koppeln oder von dieser zu entkoppeln.
Bei der dargestellten Ausführungsart umfasst die Übertragungseinheit auch eine elektrische Maschine 3, die dazu bestimmt ist, in der Übertragungskette zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und der Eingangswelle 7 des Getriebes angeordnet zu sein. Die elektrische Maschine 3 umfasst einen Stator 4 und einen Rotor 5. Die Übertragungseinheit umfasst eine Zwischenwelle 6, die mit der Kupplungsvorrichtung 2 zusammenwirkt, und die ferner mit dem Rotor 5 der elektrischen Maschine 3 drehfest verbunden und dazu bestimmt ist, mit der Eingangswelle 7 des Getriebes kinematisch verbunden zu werden. Bei einer anderen Ausführungsart, die nicht dargestellt ist, umfasst die Übertragungseinheit keine elektrische Maschine, und wirkt die Eingangswelle 7 des Getriebes direkt mit der Kupplungsvorrichtung 2 zusammen.
Das Schwungrad 1 ist ein Zweimassendämpfungsschwungrad. Das Zweimassendämpfungsschwungrad umfasst ein primäres Schwungrad 8, das dazu bestimmt ist, an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors befestigt zu werden, und ein sekundäres Schwungrad 9, das auf dem primären Schwungrad zentriert und mit Hilfe eines Lagers 10, hier eines Wälzlagers, geführt ist. Die primären 8 und sekundären 9 Schwungräder sind um die Drehachse X beweglich und ferner in Bezug zueinander um die Achse X drehbeweglich.
Das primäre Schwungrad 8 umfasst eine zentrale radial innere Nabe 11, die das Lager 10 trägt, wobei sich ein ringförmiger Abschnitt 12 radial erstreckt und sich ein zylindrischer Abschnitt 13 axial nach vorne von der äußeren Peripherie des ringförmigen Abschnitts 12 aus erstreckt. Das primäre Schwungrad 8 ist hier ein flexibles Schwungrad. Mit anderen Worten ist sein ringförmiger Abschnitt 12, der sich radial zwischen der zentralen Nabe 11 und dem zylindrischen Abschnitt 13 erstreckt, zumindest teilweise von einem oder mehreren flexiblen Blechen gebildet. Ein solches primäres Schwungrad 8 ermöglicht es, Erregungen der Kurbelwelle in Axialrichtung zu dämpfen. Bei einer weiteren Ausführungsart sind der ringförmige Abschnitt 12 und der zylindrische Abschnitt 13 aus einem einstückigen Element hergestellt. Das primäre Schwungrad 8 umfasst auch einen ringförmigen Deckel 14, der an dem zylindrischen Abschnitt 13 befestigt ist. Der ringförmige Deckel 14 definiert mit dem ringförmigen Abschnitt 12 und dem zylindrischen Abschnitt 13 eine ringförmige Kammer 15.
Überdies trägt das primäre Schwungrad 8 einen zylindrischen radial äußeren Rand 68, der es ermöglicht, dem primären Schwungrad 8 eine zusätzliche Trägheit zu verleihen.
Die zentrale Nabe 11 umfasst einen ringförmigen radialen Teil, in dem Öffnungen ausgenommen sind. Diese Öffnungen sind gegenüber von Öffnungen angeordnet, die in dem radial inneren Abschnitt des ringförmigen Abschnitts 12 des primären Schwungrades 8 ausgenommen sind. Nicht dargestellte Befestigungsschrauben, die in den Öffnungen in Eingriff sind, ermöglichen die Befestigung des primären Schwungrades 8 am Ende der Kurbelwelle.
Das Zweimassendämpfungsschwungrad umfasst ferner Dämpfungsmittel mit elastischen Elementen, die es ermöglichen, das Drehmoment zu übertragen und die Drehungleichförmigkeiten zwischen den primären 8 und sekundären 9 Schwungrädern zu dämpfen, um die vom Verbrennungsmotor kommenden Schwingungen zu verringern.
Bei der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsart umfassen die Dämpfungsmittel eine erste und eine zweite Dämpfungsstufe, die in Serie geschaltet sind. Die erste Dämpfungsstufe umfasst gekrümmte elastische Elemente 16 mit Umfangswirkung, wie Spiralfedern, die in der ringförmigen Kammer 15 angeordnet und in Umfangsrichtung um die Achse X verteilt sind. Um die Reibung zwischen den gekrümmten elastischen Elementen 16 und dem zylindrischen Abschnitt 13 des primären Schwungrades 8 zu begrenzen, ist die ringförmige Kammer 15 mit einem Schmiermittel, vorzugsweise Fett, gefüllt. Die gekrümmten elastischen Elemente 16 erstrecken sich einerseits zwischen zwei Auflagesitzen, die von dem primären Schwungrad 8 getragen werden, und andererseits zwischen zwei Auflagelaschen, die auf einer Zwischenscheibe 17 vorgesehen sind. Die zweite Dämpfungsstufe umfasst eine Vielzahl von Gruppen von zwei elastischen Elementen, die nicht dargestellt sind, die sich radial innerhalb der gekrümmten elastischen Elemente erstrecken und eine Kopplung zwischen der Zwischenscheibe 17 und zwei Führungsscheiben 18, 19 gewährleisten. Die Führungsscheiben 18, 19 erstrecken sich axial beiderseits der Zwischenscheibe 17. Die geraden elastischen Elemente jeder Gruppe sind mit Hilfe eines Phasenelements, das nicht dargestellt und drehfrei in Bezug zu der Zwischenscheibe 17 und zu den Führungsscheiben 18, 19 ist, in Serie geschaltet. Die Führungsscheiben 18, 19 sind drehfest mit dem sekundären Schwungrad 9 verbunden. Für genauere Angaben ist ein solches Zweimassenschwungrad insbesondere in dem Dokument WO 2010 079273 beschrieben.
Das sekundäre Schwungrad 9 ist dazu bestimmt, die Reaktionsplatte der Kupplungsvorrichtung 2 zu bilden. Bei der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsart ist die Kupplungsvorrichtung 2 eine Mehrscheibenvorrichtung. Eine solche Mehrscheibenvorrichtung hat den Vorteil, dass sie die Übertragung von hohen Drehmomenten bei einem geringen radialen Platzbedarf ermöglicht.
Die Kupplungsvorrichtung 2 umfasst einen Deckel 20, der an der äußeren Peripherie des sekundären Schwungrades 9 befestigt ist, wie in 2 dargestellt. Der Deckel 20 umfasst eine Schürze mit axialer Ausrichtung und einen Boden mit radialer Ausrichtung. Die Kupplungsvorrichtung 2 umfasst auch zwei Kupplungsscheiben 21, 22, die mit Reibbelägen 23, 24 versehen und drehfest mit der Zwischenwelle 6 verbunden sind, und zwei Druckplatten 25, 26, die im Inneren des Deckels 20 angeordnet sind. Vorzugsweise kann die Anzahl von Kupplungsscheiben und zugehörigen Druckplatten zwischen 2 und 5 betragen. Die hintere Kupplungsscheibe 21 erstreckt sich zwischen dem sekundären Schwungrad 9, das die Reaktionsplatte bildet, und der Zwischendruckplatte 25. Die vordere Kupplungsscheibe 22 erstreckt sich zwischen der vorderen Druckplatte 26 und der Zwischendruckplatte 25.
Die vordere Druckplatte 26 ist drehfest mit dem Deckel 20 durch tangentiale elastische Laschen 27, die in den 1 und 4 dargestellt sind, verbunden. Die tangentialen elastischen Laschen 27 gestatten eine Axialbewegung der vorderen Druckplatte 26. Die Zwischendruckplatte 25 ist auch drehfest mit dem Deckel 20 verbunden und axial in Bezug zu diesem beweglich montiert, wie in der Folge im Detail beschrieben ist.
Überdies umfasst die Kupplungsvorrichtung 2 eine ringförmige Membranfeder 28 mit einer Tellerfeder, die einerseits auf der vorderen Druckplatte 26 und andererseits am Boden des Deckels 20 aufliegt. Die Membranfeder 28 umfasst Finger, die mit einem Kupplungsanschlag 29 in Kontakt sind, der es ermöglicht, die Membranfeder 28 um ihre Auflage gegen den Boden des Deckels 20 zu schwenken, um die vordere Druckplatte 26 axial zu verschieben.
In der eingerückten Position werden die vordere Druckplatte 26 und die Zwischendruckplatte 25 durch die Membranfeder 28 in Richtung des Schwungrades 1 belastet, wobei die Reibbeläge 23, 24 der beiden Kupplungsscheiben 21, 22 zwischen der Reaktionsplatte, die von dem sekundären Schwungrad 9 des Zweimassendämpfungsschwungrades gebildet ist, und der Zwischendruckplatte 25 bzw. zwischen dieser Zwischendruckplatte 25 und der vorderen Druckplatte 26 für die Übertragung eines Drehmoments zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und der Zwischenwelle 6 eingespannt sind. Zum Ausrücken wird auf die Finger der Membranfeder 28 über den Kupplungsanschlag 29 ein Schub ausgeübt. Auf diese Weise verringert sich die von der Membranfeder 28 auf die vordere Druckplatte 26 ausgeübte Belastung, so dass die vordere Druckplatte 26 unter der Wirkung der tangentialen elastischen Laschen 27 nach vorne zurückgestellt wird. Die vordere Druckplatte 26 und die Zwischendruckplatte 25 sind nun freigegeben, und die Übertragung des Drehmoments zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und der Zwischenwelle 6 ist unterbrochen.
Bei einer nicht dargestellten Variante kann die Kupplung vom normalerweise offenen Typ sein. In diesem Fall ist es die Bewegung des Kupplungsanschlags 29 nach hinten, die es ermöglicht, über die Membranfeder 28 die vordere Druckplatte 26 in Richtung des Schwungrades zu belasten. Bei einer solchen normalerweise offenen Kupplung weist die Membranfeder 28 eine Elastizität auf, die geeignet ist, ihre Finger in eine vordere Ruheposition zurückzubringen.
Die hintere Kupplungsscheibe 21 ist mit einer Nabe 30 ausgestattet, die Innenrillen umfasst, die mit Rillen zusammenwirken, die am hinteren Ende der Zwischenwelle 6 ausgebildet sind, um die hintere Kupplungsscheibe 21 und die Zwischenwelle 6 drehfest zu verbinden. Überdies umfasst die vordere Kupplungsscheibe 22 eine Nabe 31, die mit Innenrillen ausgestattet ist, die mit Rillen von komplementärer Form zusammenwirken, die an der äußeren Peripherie der Nabe 30 der vorderen Kupplungsscheibe 21 ausgebildet sind. Auf diese Weise ist auch die vordere Kupplungsscheibe 22 über die Nabe 30 der hinteren Kupplungsscheibe 21 drehfest mit der Zwischenwelle 6 verbunden. Eine solche Anordnung ist besonders kompakt und ermöglicht es ferner, bei der Montage die Einführung des Endes der Zwischenwelle 6 durch die Naben 30, 31 der Kupplungsscheiben 21, 22 zu erleichtern. Allerdings umfasst bei einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsart jede der Kupplungsscheiben 21, 22 eine Nabe, die Innenrillen aufweist, welche mit Rillen von komplementärer Form zusammenwirken, die am hinteren Ende der Zwischenwelle 6 ausgebildet sind.
Überdies ist die Übertragungseinheit mit einem Pendeldämpfer 33 ausgestattet. Der Pendeldämpfer 33 umfasst ein Trägerelement 34 und eine Vielzahl von Pendelmassen 35, die in Umfangsrichtung auf dem Trägerelement 34 verteilt sind. Das Trägerelement 34 ist von einer Scheibe gebildet, die drehfest mit dem sekundären Schwungrad 9 des Zweimassendämpfungsschwungrades und dem Deckel 20 der Kupplungsvorrichtung 2 verbunden ist. Wie in 2 dargestellt, ist das Trägerelement 34 in der Nähe seines Innenrandes zwischen dem sekundären Schwungrad 9 des Zweimassendämpfungsschwungrades und dem Deckel 20 der Kupplungsvorrichtung 2 sandwichartig angeordnet und an diesen befestigt. Um die Montagevorgänge zu erleichtern, sind das Trägerelement 34 und der Deckel 20 der Kupplungsvorrichtung 1 am sekundären Schwungrad 9 des Zweimassendämpfungsschwungrades durch gemeinsame Befestigungselemente 36, Schrauben bei der dargestellten Ausführungsart, befestigt. Das sekundäre Schwungrad 9 ist mit Befestigungslaschen 69 versehen, die in den 3 und 4 dargestellt sind und radial nach außen herausragen und die Befestigungselemente 36 des Trägerelements 34 des Deckels 20 aufnehmen.
Das Trägerelement 34 ist derart angeordnet, dass sich die Pendelmassen teilweise in der Ebene der Kupplungsvorrichtung 2 radial außerhalb des Deckels 20 der Kupplungsvorrichtung 2 und der Kupplungsscheiben 21, 22 erstrecken. Auf diese Weise ermöglicht es diese Anordnung, die Wirksamkeit des Pendeldämpfers 33 zu erhöhen, indem der Schwerpunkt der Pendelmassen 35 radial nach außen verlagert wird.
Es ist ferner anzumerken, dass sich die Pendelmassen 35 teilweise außerhalb des sekundären Schwungrades 9 erstrecken. Um einen Aufnahmeraum für die Pendelmassen auszunehmen, weist das sekundäre Schwungrad 9 einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser des primären Schwungrades 8 auf. Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 ist auch anzumerken, dass die Pendelmassen 35 in Umfangsrichtung beiderseits der Befestigungslaschen 69 angeordnet sind, wodurch es möglich ist, den Platzbedarf des Pendeldämpfers 33 weiter zu optimieren.
Überdies umfasst das Trägerelement 34 im Bereich seiner inneren Peripherie einen Rand 37 mit axialer Ausrichtung. Der Rand 37 weist Axialnuten auf. In diese Nuten dringen radiale Vorsprünge, die an der äußeren Peripherie der Zwischendruckplatte 25 ausgebildet sind, axial gleitend ein. Die Zwischendruckplatte 25 ist somit drehfest mit dem Trägerelement 34 und folglich dem Deckel 20 und dem sekundären Schwungrad 9 verbunden und axial in Bezug zu diesen beweglich.
Die Pendelmassen 35 sind geeignet, in Bezug zum Trägerelement 34 in einer Ebene orthogonal zur Drehachse X als Reaktion auf die Drehungleichförmigkeiten zu schwingen. Wie detailliert in 7 dargestellt, umfasst jede Pendelmasse 35 zwei Seiten 38, 39, die sich axial beiderseits des Trägerelements 34 erstrecken und axial mit Hilfe von zwei Verbindungsstreben 40 miteinander verbunden sind. Jede Verbindungsstrebe 40 durchquert axial eine zugehörige Öffnung 41, die in dem Trägerelement 34 ausgenommen ist. Ferner werden die Schwingungen der Pendelmassen 35 durch Führungsmittel geführt, die für jede Pendelmasse 35 zwei Rollelemente 42 umfassen, die jeweils mit einer ersten Rollspur, die von dem Trägerelement 34 getragen wird, und mit einer zweiten Rollspur, die von der Pendelmasse 35 getragen wird und sich gegenüber der ersten Rollspur erstreckt, zusammenwirken. Die ersten Rollspuren sind von dem Außenrand der Durchgangsöffnungen 41 der Verbindungsstreben 40 gebildet. Die zweiten Rollspuren werden von den Verbindungsstreben 40 getragen, die die Seiten 38, 39 jeder Pendelmasse 35 verbinden. Die Rollelemente 42 sind beispielsweise von einer zylindrischen Walze mit kreisförmigem Querschnitt gebildet. Die ersten und zweiten Rollspuren weisen eine allgemeine epizykloidale oder kreisförmige Form auf und sind derart angeordnet, dass die Schwingungsfrequenz der Pendelmassen 35 proportional zur Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle ist. Die Pendelmassen 35 umfassen ferner Anschlagelemente 43 aus Elastomermaterial, die es ermöglichen, die Stöße, wenn die Pendelmassen 35 am Endanschlag ankommen, oder wenn der Motor angehalten wird, zu dämpfen. Die Anschlagelemente 43 sind hier zwischen den beiden Seiten 38, 39 jeder Pendelmasse 35 angeordnet und gelangen am Rand der Durchgangsöffnungen 41 der Verbindungsstreben 40 zum Anschlag.
Die elektrische Maschine 3, die in 1 dargestellt ist, ist eine reversible drehende elektrische Maschine vom Typ Starter-Generator. Im Startermodus ist die Kupplungsvorrichtung 2 eingerückt, und die elektrische Maschine 3 ermöglicht das Starten des Verbrennungsmotors. Im Generatormodus ermöglicht es die elektrische Maschine 3, eine Batterie des Fahrzeugs aufzuladen und/oder die Strom verbrauchenden Elemente oder Ausrüstungen zu versorgen, wenn der Verbrennungsmotor läuft. Sie ist ferner dazu ausgeführt, Energie beim Bremsen des Fahrzeugs zu gewinnen. Die elektrische Maschine 3 kann insbesondere dazu vorgesehen sein, den Verbrennungsmotor beispielsweise an einer roten Ampel oder in Staus anzuhalten und ihn sodann wieder zu starten (Stop and Go-Funktion auf Englisch). Bei einer Ausführungsart ist sie geeignet, eine Mehrleistung zu liefern, die eine starke Beschleunigung des Fahrzeugs bewirkt (Boost-Funktion auf Englisch). Überdies ist die elektrische Maschine 3 geeignet, das Fahrzeug zumindest über eine kurze Distanz anzutreiben, wobei die Kupplungsvorrichtung 2 in diesem Fall ausgerückt und der Verbrennungsmotor angehalten ist.
Wie in 1 dargestellt, umfasst die reversible drehende elektrische Maschine 3 einen äußeren Stator 4 und einen inneren Rotor 5. Der Rotor 5 weist eine zentrale Öffnung auf, die den Durchgang der Zwischenwelle 6 ermöglicht. Der Stator 4 wird von einem Tragelement 44 getragen, das einerseits dazu bestimmt ist, auf dem Motorblock befestigt zu werden, und andererseits dazu bestimmt ist, auf dem Gehäuse des Getriebes befestigt zu werden. Das Tragelement 44 ist zwischen dem Gehäuse des Getriebes und dem Motorblock eingesetzt und dazu vorgesehen, die Befestigung des Getriebes am Motorblock zu ermöglichen. Mit anderen Worten bildet das Tragelement 44 einen hinteren Flansch 45, der mit Öffnungen 46 versehen ist, die den Durchgang von Befestigungselementen ermöglichen, um das Tragelement 45 am Motorblock zu befestigen.
Das Tragelement 44 umfasst eine äußere Umfangswand 47, deren Innenfläche von zylindrischer Form ist, um mit der äußeren Peripherie des Stators 4 zusammenzuwirken. Die Montage des Stators 4 in dem Trägerelement 44 kann durch Aufschrumpfen oder durch festes Einspannen erfolgen. Das Trägerelement 44 weist auch eine Innenscheibe 48 auf, die sich hinter dem Stator 4 und dem Rotor 5 erstreckt und eine Trennwand zwischen der Kupplungsvorrichtung 2 einerseits und der elektrischen Maschine 3 andererseits bildet. Das Trägerelement 44 definiert auch eine Lagerung, die sich im Inneren des Rotors 5 erstreckt, und in der sich zumindest teilweise der Kupplungsanschlag 29 erstreckt. Eine solche Anordnung ermöglicht es, den axialen Platzbedarf der Einheit zu optimieren. Die Lagerung ist durch eine axiale Schürze 49 und einen Boden 50 mit radialer Ausrichtung definiert. Der Boden 50 ist mit einer Bohrung versehen, die den Durchgang der Zwischenwelle 6 ermöglicht.
Überdies erstreckt sich ein axialer Rand 51 vom Boden der Lagerung nach vorne und bildet mit der Vorderseite des Bodens 50 der Lagerung eine zylindrische Bohrung zur Aufnahme eines Wälzlagers 52. Auf diese Weise begrenzt der Boden 50 der Lagerung motorseitig die zylindrische Aufnahmebohrung des Wälzlagers 52 und definiert eine hintere radiale Auflagefläche des Wälzlagers 52. Das Wälzlager 52 wirkt überdies mit der Zwischenwelle 6 dank eines Absatzes 53 zusammen, der eine vordere Auflagefläche des Wälzlagers 52 definiert. Das Wälzlager 52 ermöglicht somit die Zentrierung der Zwischenwelle 6 in Bezug zum Tragelement 44.
Das Wälzlager 52 umfasst einen Außenring, einen Innenring und Wälzkörper, die sich zwischen den Außen- und Innenringen erstrecken. Der Außenring ist axial am Tragelement 44 angehängt, während der Innenring axial an der Zwischenwelle angehängt ist. Auf diese Weise ist das Wälzlager 52 axial in Bezug zum Tragelement 44 einerseits und zur Zwischenwelle 6 andererseits fest. Ferner ermöglicht es eine solche Montage des Wälzlagers 52, die Zwischenwelle 6 axial in Bezug zum Tragelement 44 zu halten. Um die Innen- und Außenringe axial anzuhängen, können diese fest eingesteckt oder angeklebt werden. Alternativ ist es auch möglich, ein oder mehrere Feststellelemente, wie elastische Federringe oder Sicherungsringe, zu verwenden.
Der Kupplungsanschlag 29 ist ein Anschlag mit Fluidsteuerung. Der Anschlag 29 ist zur Achse X konzentrisch und wird von der Zwischenwelle 6 durchquert. Der Anschlag umfasst zwei Teile in Kolben-Zylinder-Anordnung, d. h. einen festen Teil 54, der einen ringförmigen Blindhohlraum mit axialer Ausrichtung begrenzt, und einen Kolben 55, der axial in Bezug zum festen Teil 54 beweglich montiert ist. Der Kolben 55 dringt in den Hohlraum ein, um mit diesem eine Arbeitskammer mit variablem Volumen zu definieren.
Der Hohlraum steht durch einen Kanal mit einer Anschlussleitung an ein Fluidzuleitungsrohr 56, das mit einem Hauptzylinder verbunden ist, in Verbindung. Die Arbeitskammer kann somit unter Druck gesetzt oder druckentlastet werden. Bei der dargestellten Ausführungsart umfasst der feste Teil 54 des Anschlags ein Führungsrohr 57 und einen äußeren Körper 58, der das Führungsrohr 57 umgibt. Das Führungsrohr 57, das beispielsweise metallisch ist, definiert den ringförmigen Hohlraum, in dem der Kolben 55 beweglich ist, und führt auf diese Weise den Kolben 55. Das Führungsrohr 57 ist mit dem äußeren Körper 58 zusammengefügt. Das Führungsrohr 57 wird von der Zwischenwelle 6 durchquert. Der äußere Körper 58 ist mit Mitteln zur Befestigung am Tragelement 44, die nicht dargestellt sind, ausgestattet.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsart ist der Kupplungsanschlag 29 ein durch einen elektrischen Aktuator gesteuerter Anschlag.
Der Anschlag 29 ist hier vom selbstzentrierenden Typ. Er umfasst ein Kugellager 59 mit einem profilierten drehenden Ring für einen punktuellen Kontakt mit den inneren Enden der Finger der Membranfeder 28 und einen nicht drehenden Ring, der axial an den Kolben 55 angehängt ist. Ein Dichtungsbalg 60 erstreckt sich zwischen dem äußeren Körper 58 und dem nicht drehenden Ring. Als Variante ist der Anschlag 29 vom gezogenen Typ, wobei der Anschlag 29 in diesem Fall durch Ziehen auf die Finger der Membranfeder 28 einwirkt.
Die innere Scheibe 48 des Tragelements 44 umfasst eine Ausnehmung für den Durchgang des Fluidzuleitungsrohrs 56 des Anschlags 29.
Der Rotor 5 wird von einer Nabe 61 getragen. Die Nabe 61 umfasst eine axiale Schürze zum Tragen des Rotors 5. Der Rotor 5 umfasst ein Paket von Blechen, das durch Aufschrumpfen auf die Außenfläche der axialen Schürze montiert ist. Auf diese Weise wird das Blechpaket heiß durch Pressen auf der Außenfläche der axialen Schürze montiert.
Die Nabe zum Tragen des Rotors 5 ist an der Zwischenwelle 6 befestigt. Dazu umfasst das vordere Ende der Zwischenwelle 6 einen Kragen 62, an dem ein innerer Flansch zur Anlage gelangt, der in der Stütznabe 61 des Rotors 5 ausgebildet ist und sich radial zum Inneren der axialen Schürze erstreckt. Befestigungsmittel, wie Schrauben 63, ermöglichen es, den inneren Flansch der Nabe 61 an dem Kragen 62 der Zwischenwelle 6 zu befestigen.
Die Zwischenwelle 6 ist an ihrem vorderen Ende mit einer Bohrung 64 versehen, die Rillen umfasst, die mit Rillen zusammenwirken, die am hinteren Ende der Eingangswelle 7 des Getriebes ausgebildet sind. Auf diese Weise wird das Drehmoment von der Zwischenwelle 6 auf die Eingangswelle 7 des Getriebes übertragen.
5 stellt eine Übertragungseinheit nach einer zweiten Ausführungsart dar. Diese Ausführungsart unterscheidet sich von der vorher beschriebenen Ausführungsart durch die Struktur ihres Zweimassenschwungrades und jene ihrer Kupplungsvorrichtung 2. Bei dieser Ausführungsart ist die Kupplungsvorrichtung 2 eine Einscheibenkupplung. Die Kupplungsvorrichtung 2 umfasst einen Deckel 20, der am sekundären Schwungrad 9 des Zweimassenschwungrades befestigt ist, in dem eine Kupplungsscheibe 65 und eine Druckplatte 66 angeordnet sind. Die Druckplatte 66 ist drehfest mit dem Deckel 20 verbunden und axial in Bezug zu diesem zwischen einer ausgerückten Position und einer eingerückten Position beweglich, in der die Kupplungsscheibe 65 zwischen dem sekundären Schwungrad 9 des Zweimassendämpfungsschwungrades und der Druckplatte 66 eingespannt ist. Wie bei der vorhergehenden Ausführungsart wird die Verschiebung der Druckplatte 66 zwischen ihren eingerückten und ausgerückten Positionen durch eine Membranfeder 28 und einen Kupplungsanschlag 29 gewährleistet.
Das Trägerelement 34 des Pendeldämpfers 33 ist ebenfalls in der Nähe seines Innenrandes zwischen dem sekundären Schwungrad 9 des Zweimassendämpfungsschwungrades und dem Deckel 20 der Kupplungsvorrichtung 2 befestigt. Auf diese Weise erstrecken sich die Pendelmassen teilweise radial außerhalb des sekundären Schwungrades 9 und teilweise radial außerhalb des Deckels 20 der Kupplungsvorrichtung 2. Das Trägerelement 33 des Pendeldämpfers 35 ist hier von einer flachen, nicht tiefgezogenen Scheibe gebildet, wodurch es möglich ist, die Genauigkeit der Geometrie der Rollspuren leichter zu gewährleisten.
Überdies ist das sekundäre Schwungrad 9 mit Hilfe eines Gleitlagers 67 in Bezug zum primären Schwungrad 8 zentriert und in Drehung geführt. Das Zweimassendämpfungsschwungrad ist nur mit einer einzigen Dämpfungsstufe versehen, umfassend gekrümmte elastische Elemente 16, die sich einerseits zwischen zwei Auflagesitzen, die von dem primären Schwungrad 8 getragen werden, und andererseits zwischen zwei Auflagelaschen, die auf der Scheibe 17 vorgesehen sind, erstrecken. Die Scheibe 17 ist drehfest mit dem sekundären Schwungrad 9 verbunden.
6 stellt eine dritte Ausführungsart dar, die ein Zweimassendämpfungsschwungrad, das zwei Dämpfungsstufen aufweist, wie unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben, mit einer Einscheibenkupplung, wie unter Bezugnahme auf 5 beschrieben, verbindet.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit mehreren besonderen Ausführungsarten beschrieben wurde, ist offensichtlich, dass sie keineswegs darauf beschränkt ist, und dass sie alle technischen Äquivalente der beschriebenen Mittel sowie ihre Kombinationen, wenn diese in den Rahmen der Erfindung fallen, umfasst.
Die Verwendung des Verbs „umfassen”, „aufweisen” oder „einschließen” und seiner konjugierten Formen schließt nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder weiterer Schritte als der in einem Anspruch erwähnten aus. Die Verwendung des unbestimmten Artikels „ein” oder „eine” für ein Element oder einen Schritt schließt, falls nicht anders angegeben, das Vorhandensein einer Vielzahl solcher Elemente oder Schritte nicht aus.
In den Ansprüchen ist jegliches Bezugszeichen in Klammern nicht als eine Beschränkung des Anspruchs zu interpretieren.

Claims

Übertragungseinheit für ein Kraftfahrzeug, die dazu bestimmt ist, die Kopplung zwischen einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle (6, 7) zu gewährleisten, wobei die Einheit umfasst: – ein Schwungrad (1), das dazu bestimmt ist, an der Antriebswelle befestigt zu werden; – eine Kupplungsvorrichtung (2), umfassend: • einen am Schwungrad (1) befestigten Deckel (20); • mindestens eine Kupplungsscheibe (21, 22, 65), die im Inneren des Deckels (20) angeordnet ist, wobei die Kupplungsscheibe (21, 22, 65) mit Reibbelägen (23, 24) versehen und dazu bestimmt ist, mit der Abtriebswelle (6, 7) drehfest verbunden zu sein; • mindestens eine Druckplatte (25, 26, 66), die drehfest mit dem Deckel (20) verbunden und axial in Bezug zu dem Deckel (20) zwischen einer eingerückten Position und einer ausgerückten Position beweglich ist; – einen Pendeldämpfer (33), umfassend ein Trägerelement (34) und Pendelmassen (35), die beweglich auf dem Trägerelement (34) montiert sind; wobei das Trägerelement (34) des Pendeldämpfers (33) an dem Deckel (20) der Kupplungsvorrichtung (2) und/oder am Schwungrad (1) befestigt und derart angeordnet ist, dass sich die Pendelmassen (35) radial außerhalb der Kupplungsvorrichtung (2) erstrecken, – eine elektrische Maschine (3), umfassend einen äußeren Stator (4) und einen inneren Rotor (5), der um eine Achse X drehbeweglich ist, wobei der Rotor (5) eine zentrale Öffnung aufweist; und – eine Zwischenwelle (6), die einerseits drehfest mit der Kupplungsscheibe (21, 22, 65) verbunden und dazu bestimmt ist, mit der Abtriebswelle (7) kinematisch verbunden zu werden; wobei die Zwischenwelle (6) durch die zentrale Öffnung des Rotors (5) hindurch geht und mit dem Rotor (5) drehfest verbunden ist.
Übertragungseinheit nach Anspruch 1, wobei das Trägerelement (34) des Pendeldämpfers (33) zwischen dem Schwungrad (1) und dem Deckel (20) der Kupplungsvorrichtung (2) befestigt ist.
Übertragungseinheit nach Anspruch 2, wobei das Trägerelement (34) des Pendeldämpfers (33) und der Deckel (20) der Kupplungsvorrichtung (2) am Schwungrad durch gemeinsame Befestigungselemente (36) befestigt sind.
Übertragungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Schwungrad (1) ein Zweimassen-Dämpfungs-Schwungrad (1) ist, umfassend ein primäres Schwungrad (8), das dazu bestimmt ist, an der Antriebswelle befestigt zu werden, und ein sekundäres Schwungrad (9), die in Drehung zueinander beweglich sind, und Dämpfungsmittel, um ein Drehmoment zu übertragen und die Drehungleichförmigkeiten zwischen dem primären (8) und dem sekundären (9) Schwungrad zu dämpfen.
Übertragungseinheit nach Anspruch 4, wobei das sekundäre Schwungrad (9) einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser des primären Schwungrades (8) aufweist, und wobei die Pendelmassen (35) sich radial außerhalb des sekundären Schwungrades (9) erstrecken.
Übertragungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kupplungsvorrichtung (2) eine Mehrscheibenvorrichtung ist, umfassend eine erste Druckplatte (26) und eine zweite Zwischendruckplatte (25), die drehfest mit dem Deckel (20) verbunden und axial in Bezug zu diesem beweglich sind, und eine erste Kupplungsscheibe (22), die mit Reibbelägen (24) versehen ist, welche zwischen der ersten Druckplatte (26) und der zweiten Zwischendruckplatte (25) angeordnet sind, und eine zweite Kupplungsscheibe (21), die mit Reibbelägen (23) versehen ist, welche zwischen der zweiten Zwischendruckplatte (25) und dem Schwungrad (1) angeordnet sind.
Übertragungseinheit nach Anspruch 6, wobei das Trägerelement (34) des Pendeldämpfers (33) zwischen dem Schwungrad (1) und dem Deckel (20) der Kupplungsvorrichtung (2) befestigt ist und an der inneren Peripherie einen Rand (37) umfasst, der Axialnuten aufweist, die mit an der äußeren Peripherie der zweiten Zwischendruckplatte (25) ausgebildeten radialen Vorsprüngen zusammenwirken, um die zweite Zwischendruckplatte (25) drehfest mit dem Trägerelement (34) zu verbinden und um die zweite Zwischendruckplatte (25) axial zu führen.
Übertragungseinheit nach Anspruch 6 oder 7, wobei jede der ersten und zweiten Kupplungsscheibe (21, 22) mit einer Nabe (30, 31) versehen ist, wobei die Nabe (30) einer der Kupplungsscheiben (21) einerseits Innenrillen, die dazu bestimmt sind, mit Rillen der Abtriebswelle (6, 7) zusammenzuwirken, und andererseits Außenrillen umfasst, die mit Innenrillen der Nabe (31) der anderen Kupplungsscheibe (22) zusammenwirken.
Übertragungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Anzahl von Kupplungsscheiben und zugehörigen Druckplatten zwischen 2 und 5 enthalten ist.
Kraftfahrzeug, welches mit einer Übertragungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgestattet ist.