DE3320950C2 - Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Antriebsanordnung ist bekannt geworden aus der DE-30 48 972-A1 (F02N5/04). In einer derartigen Antriebsan­ ordnung dient die elektrische Maschine zugleich als Lichtma­ schine und Anlasser für den Verbrennungsmotor. Darüber hinaus könnte aber bei entsprechender Bemessung der elektrischen Ma­ schine diese auch zum Antrieb des Fahrzeugs selbst herangezogen werden, wodurch ein Fahrzeughybridantrieb entsteht.

Nach diesem Prinzip arbeitet auch eine Antriebsanordnung, wie sie beispielsweise in der DE-29 25 675 (B60K9/04) gezeigt wird. Das dort gezeigte Ausführungsbeispiel baut jedoch sowohl in axialer als auch in radialer Richtung relativ groß. Außerdem ergibt sich dadurch, daß die elektrische Maschine gegenüber dem das Schwungrad haltenden Lager axial versetzt ist, der Nach­ teil, daß beim Betrieb der Anordnung nachteilige Verlagerungen des Läufers und folglich Veränderungen des Luftspaltes zwischen diesem und dem Ständer der elektrischen Maschine auftreten kön­ nen. Der Luftspalt zwischen Läufer und Ständer der elektrischen Maschine ist jedoch wesentlich verantwortlich für die in der elektrischen Maschine auftretenden Verluste und sollte deshalb nach Möglichkeit in sehr engen Grenzen konstant gehalten wer­ den.

Bei der gattungsgemäßen Antriebsanordnung nach der DE-30 48 972-A1 werden die Probleme im Zusammenhang mit der Änderung des Luftspaltes und der relativ großen Bauweise in axialer und ra­ dialer Richtung dadurch vermieden, daß von den beiden Kupplun­ gen die zweite schaltbare Kupplung zur Verbindung der Motorkur­ belwelle mit dem Schwungrad radial unter dem Läufer der elek­ trischen Maschine und zusammen mit dieser im wesentlichen in der Radialebene des dem Schwungrad zugeordneten Lagers angeord­ net wird. Die Betätigung des Doppelkupplungssystem erfolgt dort durch die Beaufschlagung der Druckplatten von innen heraus; die Betätigungskraft wird also für beide Kupplungen aus dem Bereich der Drehachse des Lagerzapfens heraus auf Tellerfedern übertra­ gen, deren Krafteinleitung auf die Druckplatten im Bereich der Reibbeläge der Kupplungen erfolgt. Die Anordnung der zweiten Kupplung radial unter dem Läufer der elektrischen Maschine führt jedoch dazu, daß die Reibfläche der zweiten Kupplung ver­ kleinert ist. Daraus wiederum resultiert das Problem, daß durch von innen heraus betätigte Tellerfedern kaum noch ausreichende Anpreßkräfte übertragen werden können.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine gattungsgemäße Antriebsanordnung derart weiterzubilden, daß unter Beibehaltung ihrer Vorteile im Hinblick auf die Ein­ stellung des Luftspalts und die axiale kurze Bauweise aus­ reichend große Anpreßkräfte übertragen werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Der Unteranspruch stellt eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung dar.

Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, für die Betätigung in Einrückrichtung die zweite Kupplung mittels eines die erste Kupplung übergreifenden Betätigungsteils von einer auf der der Motorkurbelwelle abgewandten Seite der ersten Kupplung angeord­ neten Tellerfeder zu beaufschlagen. Die Betätigung in Ausrück­ richtung ermöglicht ein an der vorgenannten Tellerfeder angrei­ fendes Ausrücklager. Mit dieser Maßnahme wird die zweite Kupp­ lung also nicht von innen heraus, sondern von außen herum be­ tätigt. Dadurch können ausreichend kräftige und im Durchmesser große Tellerfedern auf der der Motorkurbelwelle abgewandten Seite der ersten Kupplung untergebracht werden. Im Gegensatz zu der in der gattungsbildenden Anordnung vorgesehen Bauweise sollte dann die erste Kupplung von einem Betätigungsgestänge ausrückbar sein, das durch eine als Hohlwelle ausgebildete Ab­ triebswelle hindurch geführt ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil der erfindungs­ gemäßen Fahrzeugantriebsanordnung mit dem durch jeweils eine Kupplung mit der Motorkurbelwelle bzw. mit der Abtriebswelle verbindbaren Schwungrad und der auf dieses einwirkenden elektrischen Maschine etwa gemäß Schnittlinien I-I nach Fig. 3,

Fig. 2 einen Teil eines anderen Längsschnittes durch diese Antriebsanordnung etwa gemäß den Schnitt­ linien II-II nach Fig. 3 und

Fig. 3 eine Teildraufsicht in vergrößertem Maßstab auf die Antriebsanordnung.

In der Zeichnung ist mit 1 eine schwungradlose Kurbelwelle eines herkömmlichen Hubkolben-Verbrennungsmotors, wie er zum Antrieb von Kraftfahrzeugen üblich ist, mit 2 eine erste Kupplung zur Verbindung eines insgesamt mit 5 angegebe­ nen, die Ungleichförmigkeiten der Motorkurbelwelle 1 ausgleichenden Schwung­ rades mit einer zu einem hier nicht weiter dargestellten Geschwindigkeitswech­ selgetriebe führenden Abtriebswelle 45, mit 3 eine das Schwungrad 5 mit der Motorkurbelwelle 1 verbindenden zweiten Kupplung und mit 4 eine beispielsweise nach Art einer Asynchronmaschine ausgebildete elektrische Maschine bezeichnet. Die erste, als Trenn- und Anfahrkupplung zu bezeichnende Kupplung 2 entspricht im wesentlichen den Ausführungen herkömmlicher Kraftfahrzeugkupplungen und weist ein axial feststehendes Druckplattenteil 13 sowie ein axial bewegliches Druckplattenteil 15 auf, zwischen denen die Kupplungsbeläge 49 einer mit einem Nabenteil 46 drehfest, aber axial verschiebbar mittels einer Steckverzahnung 47 auf der Abtriebswelle 45 gehaltenen Kupplungsscheibe 48a, 48b angeordnet sind.

Diese erste Kupplung 2 wird in Einrückrichtung von einer Tellerfeder 40 be­ lastet, die sich mit ihrem radial äußeren Rand an einer Ringfläche 11b eines Schwungradträgerteils 11 abstützt und in ihrem mittleren Teil gegen einen Be­ tätigungsnocken 42 des axial beweglichen Druckplattenteils 15 anliegt. Am ra­ dial inneren Rand der Tellerfeder 40 greift ein Scheibenteil 41 eines Ausrückla­ gers 43 an, das von einer durch die hohle Abtriebswelle 45 geführten Betäti­ gungsstange 44 in Ausrückrichtung betätigbar ist.

Das axial beweglich gehaltene Druckplattenteil 15 der ersten Kupplung 2 ist, wie näher aus der Fig. 3 ersichtlich ist, über mehrere am Umfang verteilte Blattfe­ dern 36 mit dem radial äußeren Ringflansch 11a des Schwungradträgerteils 11 verbunden. Die Blattfedern 36 bringen nach Überdrücken der Tellerfeder 40 das axial bewegliche Druckplattenteil 15 außer Eingriff mit den Kupplungsbe­ lägen 49 der Kupplungsscheibe 48a, 48b.

Auch das axial feststehende Druckplattenteil 13 der ersten Kupplung 2 ist mit dem Ringflansch 11a des Schwungradträgerteils 11 verbunden (Fig. 2). Dazu weist dieses axial feststehende Druckplattenteil 13, ebenso wie ein axial fest­ stehendes Druckplattenteil 14 der zweiten Kupplung 3 gleichmäßig über den Umfang verteilt eine Reihe von radial vorstehenden Befestigungsaugen 13a bzw. 14a auf, die unter Verwendung von Befestigungsschrauben 50 mit dem Ring­ flansch 11a der Schwungradträgerscheibe 11 verbunden sind. Neben den Befesti­ gungsschrauben 50 sind darüber hinaus auch noch, wie in der Fig. 3 ersichtlich ist, Paßstifte 51 vorgesehen, die eine Fixierung dieser miteinander verbundenen Teile in Umfangsrichtung besorgen.

An dem feststehenden Druckplattenteil 13 der ersten Kupplung sind darüber hinaus noch, und zwar ebenfalls vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang ver­ teilt, zweite radial vorstehende Befestigungsaugen 13b angebracht, an denen mittels einer Befestigungsschraube 32 vorzugsweise ringförmige Abstützbleche 31 gehalten sind, die mit einem hakenförmig um die erste Kupplung herumgreifen­ den Ende 31a zur Abstützung einer die zweite Kupplung beaufschlagenden Tel­ lerfeder 30 dienen. Am radial inneren Rand der Tellerfeder 30 greift ein Aus­ rücklager 28 an, das eine Ausnehmung 29 zum Eingriff eines hier nicht gezeig­ ten Betätigungshebels aufweist. Diese Tellerfeder 30 ist an ihrer dem Abstütz­ blech 31a gegenüberliegenden Stirnseite an einem Haltenocken 33 des festste­ henden Druckplattenteils 13 der ersten Kupplung 2 abgestützt und betätigt mit ihrem radial äußeren Rand über ein mit fingerartigen Vorsprüngen 34a versehe­ nes Betätigungsteil 34 ein axial bewegliches Druckplattenteil 16 der zweiten Kupplung 3. Dabei greifen diese fingerartigen Vorsprünge 34a über die erste Kupplung 2 hinweg durch an dem Ringflansch 11a der Schwungradträgerscheibe 11 angebrachte Ausnehmungen hindurch und beaufschlagen den radial äußeren Rand von an dem beweglichen Druckplattenteil 16 der zweiten Kupplung 3 angeord­ neten radialen Vorsprüngen 16a. Diese Vorsprünge 16a greifen dabei durch Aus­ nehmungen 52 des feststehenden Druckplattenteils 14 der zweiten Kupplung 3 und sind ihrerseits über Blattfedern 35 mit dem Ringflansch 11a der Schwung­ radträgerscheibe 11 verbunden. Zur Befestigung dieser Blattfedern 35 sowie der das bewegliche Druckplattenteil 15 der ersten Kupplung 2 haltenden Blattfe­ dern 36 an dem Ringflansch 11a bzw. den radialen Vorsprüngen 16a bzw. 15a der axial beweglichen Druckplattenteile 15 bzw. 16 sind Niete 37 bis 39 vorge­ sehen, die in der Fig. 3 näher dargestellt sind.

Die zweite Kupplung 3, deren Kupplungsbeläge 17 im Verhältnis zu den an die­ ser Stelle auftretenden, relativ hohen, ungedämpften Drehschwingungen der Mo­ torkurbelwelle relativ klein bemessen sind und deshalb eine relativ starke Tel­ lerfeder 30 zum Aufbringen einer ausreichend hohen Einrückkraft benötigen, ist radial unterhalb des Läufers 25 der elektrischen Maschine 4 angeordnet. Der Läufer 25 ist dabei in das feststehende Druckplattenteil 14 der zweiten Kupp­ lung integriert, indem sein Blechpaket unter Verwendung einer Ringscheibe 26 und Schrauben 27 in einer Ausnehmung am äußeren Umfang der Druckplatte 14 befestigt ist. Der Ständer 24 der elektrischen Maschine 4 ist seinerseits an dem feststehenden Motorgehäuse gehalten, indem sein Blechpaket zusammen mit dem dem Kupplungsgehäuse 21 zugeordneten Flansch 21a unter Zwischenschaltung eines Abstandsringes 22 und eines Druckringes 23 an dem hier nicht weiter ge­ zeigten Motorgehäuse befestigt ist.

Die elektrische Maschine 4 ist dabei zusammen mit der zweiten Kupplung 3 in der Ebene des dem Schwungrad 4 zugeordneten Lagers 6 angeordnet, so daß keine den Luftspalt zwischen dem Ständer 24 und dem Läufer 25 der elektri­ schen Maschine 4 verändernde Kippmomente auftreten können.

Die Lagerung 6 des Schwungrades 5 erfolgt dabei in der Weise, daß ein mit der Schwungradträgerscheibe 11 über einen radialen Flansch 10a verbundenes zen­ trales Radteil 10 in der Kurbelwelle 1 des hier nicht weiter gezeigten An­ triebsmotors gelagert ist. Dazu dienen zwei mit relativ großem Abstand ange­ ordnete Kugellagerreihen 6, deren Außenring 7 mit einem Flansch 7a unter Zwischenschaltung einer Distanzbuchse 19 an dem Ringflansch 1a der Motorkur­ belwelle 1 mit Schrauben 20 befestigt ist. Die in der Zeichnung linke Kugelreihe des Kugellagers 6 wird dabei durch einen Innenring 8 gehalten, der auf einem Absatz des zentralen Radteils 10 mit Hilfe einer auf einem Endgewinde 12 auf­ geschraubten Mutter 9 gehalten ist.

Zusammen mit dem Ringflansch 7a des Lageraußenrings 7 sind auch Mitnehmer­ scheiben 18a der Kupplungsscheibe 18 der zweiten Kupplung 3 direkt am Ring­ flansch 1a der Motorkurbelwelle 1 befestigt, wobei zwischen den Mitnehmer­ scheiben 18a und der Kupplungsscheibe 18 Federelemente vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung unnachgiebig, dagegen in axialer Richtung eine gewisse Fe­ derung ermöglichen, um beim Abheben des axial beweglichen Druckplatten­ teils 16 auch einen Freigang der Kupplungsbeläge 17 an dem feststehenden Druckplattenteil 14 zu ermöglichen.

Durch die konzentrische Anordnung der elektrischen Maschine 4 und der zweiten Kupplung 3 wird die axiale Baulänge dieser aus dem Schwungrad 5, den beiden Kupplungen 2 und 3 und der elektrischen Maschine 4 bestehenden Baueinheit re­ lativ kurz, was für den Einbau einer derartigen Einheit in herkömmliche Kraft­ fahrzeuge mit dem dort nur begrenzt zur Verfügung stehenden Bauraum wesent­ lich ist. Da mit einer derartigen Bauweise der zweiten Kupplung 3, die mit den hohen ungedämpften Momenten der Motorkurbelwelle beaufschlagt wird, die Reibfläche der Kupplungsbeläge relativ klein wird, muß zur Aufrechterhaltung eines sicheren Kupplungsschließens eine relativ starke, im Außendurchmesser große Tellerfeder 30 vorgesehen werden, die jedoch innerhalb der Kupplungen nicht unterzubringen wäre. Aus diesem Grunde wird die der zweiten Kupplung zugeordnete Tellerfeder an die der Motorkurbelwelle abgewandte Seite der ersten Kupplung 2 verlegt und auch mit einem dort angeordneten Ausrücklager 28 betätigt, während die erste Kupplung 2, an der eine geringere, nämlich ge­ glättete Momentenbelastung auftritt, durch eine radial kleinere, im Innenraum angebrachte Tellerfeder beaufschlagt werden kann.

Claims (2)

1. Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Hubkol­ ben-Verbrennungsmotor, einer ersten schaltbaren Kupplung zur Verbindung eines der Motorkurbelwelle zugeordneten Schwungrades mit einer über ein Getriebe zu den Antriebs­ rädern des Fahrzeugs führenden Abtriebswelle, einer zwei­ ten schaltbaren Kupplung zur Verbindung der Motorkurbel­ welle mit dem Schwungrad, das die Druckplatten der schalt­ baren Kupplungen umfaßt, und mit einer elektrischen Ma­ schine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs und/oder Anlassen des Verbrennungsmotors, die einen mit ortsfesten Gehäuse­ teilen des Verbrennungsmotors verbindbaren Ständer und einen mit dem Schwungrad verbundenen Läufer aufweist, wo­ bei die zweite Kupplung radial unter dem Läufer der elek­ trischen Maschine und zusammen mit dieser im wesentlichen in der radialen Ebene des dem Schwungrad zugeordneten La­ gers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei­ te Kupplung (3) mittels eines die erste Kupplung (2) über­ greifenden Betätigungsteils (34) von einer auf der der Motorkurbelwelle (1) abgewandten Seite der ersten Kupplung (2) angeordneten Tellerfeder (30) in Einrückrichtung und von einem an der Tellerfeder angreifenden Ausrücklager (28, 29) in Ausrückrichtung betätigbar ist.

2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die erste Kupplung (2) entgegen einer Tellerfeder (40) von einem durch die als Hohlwelle ausgebildete Ab­ triebswelle (45) geführten Betätigungsgestänge (41, 43, 44) ausrückbar ist.