EP2606260A1 - Torque transmission device - Google Patents

Torque transmission device

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Publication number
EP2606260A1
EP2606260A1 EP11740676.9A EP11740676A EP2606260A1 EP 2606260 A1 EP2606260 A1 EP 2606260A1 EP 11740676 A EP11740676 A EP 11740676A EP 2606260 A1 EP2606260 A1 EP 2606260A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
transmission device
torque transmission
unit
clutch
gear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11740676.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ferdinand Tangl
Stefan Pichler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magna Steyr Fahrzeugtechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Steyr Daimler Puch Fahrzeugtechnik AG and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Steyr Daimler Puch Fahrzeugtechnik AG and Co KG filed Critical Steyr Daimler Puch Fahrzeugtechnik AG and Co KG
Publication of EP2606260A1 publication Critical patent/EP2606260A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/22—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using friction clutches or brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/005—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles by locking of wheel or transmission rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3425—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission characterised by pawls or wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/001—Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle

Definitions

  • the present invention relates to a torque transmission device for a motor vehicle with a locking mechanism for locking at least one wheel connected to an output shaft of the torque transmission device of the motor vehicle.
  • torque transmitting devices with a locking mechanism find application in a variety of motor vehicle types, particularly in electric or hybrid vehicles.
  • the locking mechanism may e.g. serve as a parking brake to prevent the vehicle from rolling away in a parked state. It is of particular importance that the locking is reliable, so that a backup of the vehicle is always guaranteed even at high loads acting on the locking mechanism - for example, when parking the vehicle on a slope.
  • Such locking mechanisms must also be designed in such a way that they can also be inserted in a still slowly rolling vehicle. This requires a very robust design of the locking mechanism, which is associated with corresponding manufacturing costs.
  • the above object is achieved by a torque transmission device having the features of claim 1.
  • the torque transmission device according to the invention comprises a differential gear which is connected to the output shaft and a drive unit which are connected to one another in a drive-effective connection via a coupling unit.
  • Torque transmission device is engageable with a rotatable component of the torque transmitting device, which is operatively disposed between the wheel of the vehicle and the clutch unit.
  • the locking mechanism is not provided functionally between the drive unit and the clutch unit, but lies "behind” the clutch unit as viewed from the drive unit partial decoupling of the drive unit from the at least one wheel, without the forces acting upon the torque transmission device during a load (eg when the vehicle is parked on a gradient) having to be absorbed by the clutch unit, which is functional between the wheel and the clutch unit arranged locking mechanism is thus arranged "in front" of the coupling unit and ensures in each case for a secure locking regardless of a configuration of the coupling unit.
  • a load e.g when the vehicle is parked on a gradient
  • this acts as damping, which degrades the vibrations acting between the locking mechanism and the drive unit within the aforementioned time period of approximately 0.5 seconds, or at least modulates them in time such that the signals indicated by the "before” and " Do not act simultaneously on the locking mechanism behind generated by the locking mechanism components load peaks. Not the sum of the two loads must therefore be used for dimensioning the locking mechanism, but only the higher of the two loads.
  • the locking mechanism comprises a pawl which is positively engageable with a ratchet wheel which is rotatably connected to the rotatable component.
  • a locking mechanism is structurally simple to implement and at the same time ensures reliable locking of the rotatable component relative to the locking mechanism.
  • the pawl is pivotally mounted on a housing of the torque transmission device and is configured such that a locking or a release by a pivoting webbing of the pawl can be realized.
  • the rotatable component may be a component of the differential gear, in particular a basket of the differential gear.
  • the coupling unit comprises a slip clutch.
  • the slip clutch may for example be a multi-plate clutch.
  • Such coupling units are inexpensive and reliable and are available in various embodiments. The above-described adaptation of the damping characteristic in the region between the locking mechanism and the drive unit is therefore possible in a simple manner by the choice of a coupling unit with suitable performance parameters.
  • the torque transmission device comprises a transmission or reduction gear, which is on the input side with the drive unit in drive-active connection and the output side is in communication with the differential gear, wherein the over or reduction gear is formed in particular as a planetary gear.
  • the coupling unit is functionally between the transmission or reduction gear and the drive unit arranged.
  • the coupling unit comprises an input shaft and an output shaft, wherein the input shaft is in communication with a rotor of the drive unit designed as an electric motor and the output shaft is directly or indirectly in drive connection with an input member of the differential gear.
  • the figure shows a motor-gear unit 10, which comprises an electric motor 12, which communicates via a reduction gear 14 with a basket 16 of a differential gear 18 drivingly connected.
  • a drive of the differential gear 18 allows the output of the drive torque generated by the electric motor 12 on half-waves 20a, 20b, which are connected to not shown wheels of a motor vehicle.
  • the electric motor 12 has a rotor which is non-rotatably connected to a hollow shaft 22.
  • the hollow shaft 22 is connected to a functionally between the electric motor 12 and the reduction gear 14 arranged slip clutch 24 in connection.
  • the slip clutch 24 is designed as a multi-plate clutch and comprises alternately arranged outer plates 26a and inner plates 26b, which form a plate pack.
  • a plate spring 28 presses the blades 26a, 26b with a predefined force against each other to provide a well-defined coupling between the hollow shaft 22 coaxially surrounding the half shaft 20b and an input shaft 30 of the reduction gear 14.
  • the reduction gear 14 is formed as a two-stage planetary gear.
  • the input shaft 30 is connected to a sun gear 32 in a rotationally fixed connection, which in turn meshes with a first planetary gear 34.
  • Gears 34a of the first planetary gear set 34 are each in rotationally fixed connection with a toothed wheel 36a of a second planetary gear set 36, wherein the toothed wheels 34a have a larger diameter than the toothed wheels 36a.
  • the gears 36a of the second planetary gear set 36 mesh with a ring gear 38 which is fixed to a housing 40 which at least partially surrounds the reduction gear 14.
  • a torque is transmitted via the clutch 24 and the gear 14 to the differential gear 18, since the gears 36 a, which are mounted together with the Zahmädern 34 a on a planet carrier, not shown, roll on the ring gear 38 and thus simultaneously drive the differential carrier 16 to a rotational movement.
  • a parking lock 42 which comprises a pawl 44.
  • the pawl 44 has at least one pawl tooth 46, which with a complementarily formed toothing of a ratchet wheel 48 in the form of conclusive intervention can be brought.
  • the ratchet wheel 48 is in turn rotatably mounted on the differential carrier 16.
  • the parking lock 42 When the parking position of the vehicle is to be secured, the parking lock 42 is activated and the pawl 44 is brought into engagement with the ratchet wheel 48 by a suitable actuation mechanism, which is thus secured against rotation. This has the consequence that also a rotation of the differential carrier 16 - and thus the half-waves 20a, 20b - is prevented. In other words, the vehicle can not be moved because the parking lock 42 directly blocks the differential gear 18.
  • the lock is very reliable, since it is independent of the properties of the slip clutch 24, which is functionally arranged "behind" the parking lock 42, when one considers a parked state of the vehicle.
  • the above-described position of the slip clutch 24 relative to the other components of the motor-gear unit 10 is accompanied with the further advantage that the parking brake 42 must be designed for lower loads than in conventional engine-gearbox units. If, in fact, the vehicle still moves somewhat when the parking lock 42 is activated, loads acting on the components of the parking lock 42 that are transmitted from the wheels via the differential gear 18 to the parking lock 42 act. In addition, there are loads that are generated by the components between the parking brake 42 and the electric motor 12, since these also have to be braked. If the peaks of the two loads overlap in time, there is an addition of the two loads. The parking lock 42 must therefore be designed accordingly robust.
  • the functional position of the slip clutch 24 between the electric motor 12 and the parking brake 42 can influence the rigidity of this "part" of the engine / transmission unit 10. That is to say, the braking of the components arranged in this area Loads and the resulting vibrations are attenuated by the slip clutch 24 so that they are substantially already subsided when the due to the lower rigidity of the system between the wheels and the parking brake 42 only after about half a second occurring load peaks on the parking brake 42nd The load peaks therefore do not add up and the maximum load to be absorbed by the parking brake 42 is substantially lower than in conventional systems.

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Abstract

The present invention relates to a torque transmission device for a motor vehicle, with a blocking mechanism for locking at least one motor vehicle wheel connected to an output shaft of the torque transmission device. The torque transmission device comprises a differential gearing connected to the output shaft and a drive unit, said differential gearing and drive unit being connected to each other effectively in terms of drive via a clutch unit. The blocking mechanism can be brought into engagement with a rotatable component of the torque transmission device, which component is functionally arranged between the wheel and the clutch unit.

Description

DREHMOMENTÜBERTRAGUNGSEINRICHTUNG  TORQUE TRANSMISSIONS
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Sperrmechanismus zur Arretierung von zumindest einem mit einer Ausgangswelle der Drehmomentübertragungseinrichtung verbundenen Rad des Kraftfahrzeugs. Derartige Drehmomentübertragungseinrichtungen mit einem Sperrmechanismus finden bei einer Vielzahl von Kraftfahrzeugtypen Anwendung, insbesondere bei Elektro- oder Hybridfahrzeugen. Der Sperrmechanismus kann z.B. als Parksperre dienen, um ein Wegrollen des Fahrzeugs in einem abgestellten Zustand zu verhindern. Dabei ist es von besonderer Be- deutung, dass die Arretierung zuverlässig erfolgt, so dass eine Sicherung des Fahrzeugs auch bei hohen auf den Sperrmechanismus wirkenden Lasten - beispielsweise bei einem Parken des Fahrzeugs an einer Steigung - stets gewährleistet ist. Derartige Sperrmechanismen müssen zudem derart ausgelegt sein, dass sie auch bei einem noch langsam rollenden Fahr- zeug eingelegt werden können. Dies erfordert eine sehr robuste Ausgestaltung des Sperrmechanismus, was mit entsprechenden Herstellungskosten verbunden ist. The present invention relates to a torque transmission device for a motor vehicle with a locking mechanism for locking at least one wheel connected to an output shaft of the torque transmission device of the motor vehicle. Such torque transmitting devices with a locking mechanism find application in a variety of motor vehicle types, particularly in electric or hybrid vehicles. The locking mechanism may e.g. serve as a parking brake to prevent the vehicle from rolling away in a parked state. It is of particular importance that the locking is reliable, so that a backup of the vehicle is always guaranteed even at high loads acting on the locking mechanism - for example, when parking the vehicle on a slope. Such locking mechanisms must also be designed in such a way that they can also be inserted in a still slowly rolling vehicle. This requires a very robust design of the locking mechanism, which is associated with corresponding manufacturing costs.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Drehmomentübertragungs- einrichtung zu schaffen, die kostengünstig herstellbar ist und die gleichzeitig eine zuverlässige Arretierung ermöglicht. It is therefore an object of the invention to provide a Drehmomentübertragungs- device that is inexpensive to produce and at the same time allows reliable locking.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung umfasst ein mit der Ausgangswelle in Verbindung stehendes Differentialgetriebe und eine Antriebseinheit, die über eine Kupplungseinheit miteinander in einer antriebswirksamen Verbindung stehen. Der Sperrmechanismus der The above object is achieved by a torque transmission device having the features of claim 1. The torque transmission device according to the invention comprises a differential gear which is connected to the output shaft and a drive unit which are connected to one another in a drive-effective connection via a coupling unit. The locking mechanism of
Drehmomentübertragungseinrichtung ist mit einer drehbaren Komponente der Drehmomentübertragungseinrichtung in Eingriff bringbar, die funktionell zwischen dem Rad des Fahrzeugs und der Kupplungseinheit angeordnet ist.  Torque transmission device is engageable with a rotatable component of the torque transmitting device, which is operatively disposed between the wheel of the vehicle and the clutch unit.
Mit anderen Worten ist der Sperrmechanismus in funktioneller Hinsicht nicht zwischen der Antriebseinheit und der Kupplungseinheit vorgesehen, sondern liegt von der Antriebseinheit aus gesehen„hinter" der Kupplungseinheit. Durch die Positionierung der Kupplungseinheit zwischen der An- triebseinheit und dem Sperrmechanismus wird im arretierten Zustand eine zumindest partielle Entkopplung der Antriebseinheit von dem zumindest einen Rad erreicht, ohne dass die bei einer Belastung (z.B. bei einem Parken des Fahrzeugs an einer Steigung] auf die Drehmomentübertragungseinrichtung wirkenden Kräfte durch die Kupplungseinheit aufge- nommen werden müssen. Der funktionell zwischen dem Rad und der Kupplungseinheit angeordnete Sperrmechanismus ist somit„vor" der Kupplungseinheit angeordnet und sorgt in jedem Fall für eine sichere Arretierung unabhängig von einer Ausgestaltung der Kupplungseinheit. Ein weiterer Vorteil der vorstehend beschriebenen Anordnung der Komponenten der Drehmomentübertragungseinrichtung besteht darin, dass die zwischen dem Rad und dem Sperrmechanismus angeordneten Komponenten und die zwischen dem Sperrmechanismus und der Antriebseinheit angeordneten Komponenten zeitlich versetzt abgebremst werden, wenn der Sperrmechanismus nicht in einem ruhenden Zustand aller Kompo- nenten aktiviert wird. Um den Sperrmechanismus so zu dimensionieren, dass auch in solchen Situationen stets eine zuverlässige Arretierung des zumindest einen Rades gewährleistet ist, muss als maximal auftretende Belastung üblicherweise die Summe der Kräfte berücksichtigt werden, die durch das Abbremsen der„vor" und der„hinter" dem Sperrmechanismus liegenden Komponenten erzeugt werden. Da die Steifigkeiten der beteiligten Komponenten zwischen dem Rad und dem Sperrmechanismus relativ gering sind, dauert es bei einem langsam rollenden Fahrzeug vom Einrasten des Sperrmechanismus bis zum Erreichen der ersten Belastungsspitze in etwa eine halbe Sekunde. Zwischen dem Sperrmechanismus und der Antriebseinheit liegen demgegenüber in der Regel wesentlich höhere Steifigkeiten vor, so dass die in Zusammenhang mit einem Einrasten des Sperrmechanismus dort auftretenden Belastungen mit hochfrequenteren Schwingungen einhergehen. Durch eine geeignete Auslegung der Kupp- lungseinheit wirkt diese als Dämpfung, die die zwischen dem Sperrmechanismus und der Antriebseinheit wirkenden Schwingungen innerhalb des vorgenannten Zeitraums von in etwa 0,5 Sekunden abbaut oder zumindest zeitlich so moduliert, dass die durch die„vor" und„hinter" dem Sperrmechanismus liegenden Komponenten erzeugten Belastungsspitzen nicht gleichzeitig auf den Sperrmechanismus wirken. Nicht die Summe der beiden Belastungen muss daher zur Dimensionierung des Sperrmechanismus herangezogen werden, sondern lediglich die höhere der beiden Belastungen. Zwar wurden die Vorteile der erfindungsgemäj3en Drehmomentübertragungseinrichtung nur beispielhaft anhand eines Kraftfahrzeugs beschrieben, allerdings versteht es sich, dass die diskutierte Drehmomentübertragungseinrichtung grundsätzlich auch in anderen Bereichen zum Einsatz gelangen kann. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Sperrmechanismus eine Sperrklinke, die mit einem Klinkenrad formschlüssig in Eingriff bringbar ist, das drehfest mit der drehbaren Komponente verbunden ist. Ein derartiger Sperrmechanismus ist kon- struktiv einfach umzusetzen und gewährleistet gleichzeitig eine zuverlässige Arretierung der drehbaren Komponente relativ zu dem Sperrmechanismus. Insbesondere ist die Sperrklinke verschwenkbar an einem Gehäuse der Drehmomentübertragungseinrichtung befestigt und ist derart ausgestaltet, dass ein Arretieren bzw. ein Lösen durch eine Schwenkbe- webung der Sperrklinke realisierbar ist. In other words, the locking mechanism is not provided functionally between the drive unit and the clutch unit, but lies "behind" the clutch unit as viewed from the drive unit partial decoupling of the drive unit from the at least one wheel, without the forces acting upon the torque transmission device during a load (eg when the vehicle is parked on a gradient) having to be absorbed by the clutch unit, which is functional between the wheel and the clutch unit arranged locking mechanism is thus arranged "in front" of the coupling unit and ensures in each case for a secure locking regardless of a configuration of the coupling unit.Another advantage of the above-described arrangement of the components of Drehmomentübertr agungseinrichtung is that the components arranged between the wheel and the locking mechanism and the components arranged between the locking mechanism and the drive unit are decelerated with a time delay, if the locking mechanism is not in a stationary state of all components. is activated. In order to dimension the locking mechanism so that even in such situations, a reliable locking of the at least one wheel is guaranteed, usually the sum of the forces must be taken into account as the maximum load occurring by the braking of the "before" and the "behind" the Locking mechanism lying components are generated. Since the stiffness of the components involved between the wheel and the locking mechanism are relatively low, it takes in a slowly rolling vehicle from engagement of the locking mechanism to reach the first peak load in about half a second. In contrast, between the locking mechanism and the drive unit are generally much higher stiffness, so that in connection with a locking of the locking mechanism occurring there occurring loads associated with high-frequency oscillations. By means of a suitable design of the clutch unit, this acts as damping, which degrades the vibrations acting between the locking mechanism and the drive unit within the aforementioned time period of approximately 0.5 seconds, or at least modulates them in time such that the signals indicated by the "before" and " Do not act simultaneously on the locking mechanism behind generated by the locking mechanism components load peaks. Not the sum of the two loads must therefore be used for dimensioning the locking mechanism, but only the higher of the two loads. Although the advantages of the torque transmission device according to the invention have been described by way of example only with reference to a motor vehicle, it is understood that the torque transmission device discussed can in principle also be used in other areas. According to an advantageous embodiment of the present invention, the locking mechanism comprises a pawl which is positively engageable with a ratchet wheel which is rotatably connected to the rotatable component. Such a locking mechanism is structurally simple to implement and at the same time ensures reliable locking of the rotatable component relative to the locking mechanism. In particular, the pawl is pivotally mounted on a housing of the torque transmission device and is configured such that a locking or a release by a pivoting webbing of the pawl can be realized.
Die drehbare Komponente kann ein Bauteil des Differentialgetriebes sein, insbesondere ein Korb des Differentialgetriebes. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung umfasst die Kupplungseinheit eine Rutschkupplung. Die Rutschkupplung kann beispielsweise eine Lamellenkupplung sein. Derartige Kupplungseinheiten sind kostengünstig und zuverlässig und stehen in den unterschiedlichsten Ausführungsformen zur Verfügung. Die vorstehend beschriebene Anpassung der Dämpfungscharakteristik im Bereich zwischen dem Sperrmechanismus und der Antriebseinheit ist daher auf einfache Weise durch die Wahl einer Kupplungseinheit mit geeigneten Leistungsparametern möglich. Es kann vorgesehen sein, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung ein Über- oder Untersetzungsgetriebe umfasst, das eingangsseitig mit der Antriebseinheit in antriebswirksamer Verbindung steht und das aus- gangsseitig mit dem Differentialgetriebe in Verbindung steht, wobei das Über- oder Untersetzungsgetriebe insbesondere als Planetengetriebe aus- gebildet ist. Insbesondere ist die Kupplungseinheit funktionell zwischen dem Über- oder Untersetzungsgetriebe und der Antriebseinheit angeordnet. The rotatable component may be a component of the differential gear, in particular a basket of the differential gear. According to a further advantageous embodiment of the torque transmission device according to the invention, the coupling unit comprises a slip clutch. The slip clutch may for example be a multi-plate clutch. Such coupling units are inexpensive and reliable and are available in various embodiments. The above-described adaptation of the damping characteristic in the region between the locking mechanism and the drive unit is therefore possible in a simple manner by the choice of a coupling unit with suitable performance parameters. It can be provided that the torque transmission device comprises a transmission or reduction gear, which is on the input side with the drive unit in drive-active connection and the output side is in communication with the differential gear, wherein the over or reduction gear is formed in particular as a planetary gear. In particular, the coupling unit is functionally between the transmission or reduction gear and the drive unit arranged.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Kupplungseinheit eine Ein- gangswelle und eine Ausgangswelle umfasst, wobei die Eingangswelle mit einem Rotor der als Elektromotor ausgebildeten Antriebseinheit in Verbindung steht und die Ausgangswelle direkt oder indirekt antriebswirksam mit einem Eingangsglied des Differentialgetriebes in Verbindung steht. Dadurch lässt sich eine kompakte und zuverlässige Bauweise realisieren. Furthermore, it can be provided that the coupling unit comprises an input shaft and an output shaft, wherein the input shaft is in communication with a rotor of the drive unit designed as an electric motor and the output shaft is directly or indirectly in drive connection with an input member of the differential gear. This makes it possible to realize a compact and reliable construction.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, der Zeichnung und den Unteransprüchen angegeben. Further embodiments of the invention are specified in the description, the drawing and the subclaims.
Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand einer vorteilhaf- ten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. The invention will be described below purely by way of example with reference to an advantageous embodiment with reference to the accompanying drawings.
Die Figur zeigt eine Motor-Getriebe-Einheit 10, die einen Elektromotor 12 umfasst, der über ein Untersetzungsgetriebe 14 mit einem Korb 16 eines Differentialgetriebes 18 antriebswirksam in Verbindung steht. Ein Antrieb des Differentialgetriebes 18 ermöglicht die Abgabe des von dem Elektromotor 12 erzeugten Antriebsmoments auf Halbwellen 20a, 20b, die mit nicht gezeigten Rädern eines Kraftfahrzeugs verbunden sind. Der Elektromotor 12 weist einen Rotor auf, der drehfest mit einer Hohlwelle 22 ver- bunden ist. Die Hohlwelle 22 steht mit einer funktionell zwischen dem E- lektromotor 12 und dem Untersetzungsgetriebe 14 angeordneten Rutschkupplung 24 in Verbindung. Die Rutschkupplung 24 ist als Lamellenkupplung ausgebildet und umfasst alternierend angeordnete Außenla- mellen 26a und Innenlamellen 26b, die ein Lamellenpaket bilden. Eine Tellerfeder 28 presst die Lamellen 26a, 26b mit einer vordefinierten Kraft gegeneinander, um eine wohldefinierte Kopplung zwischen der die Halbwelle 20b koaxial umgebenden Hohlwelle 22 und einer Eingangswelle 30 des Untersetzungsgetriebes 14 bereitzustellen. Das Untersetzungsgetriebe 14 ist als zweistufiges Planetengetriebe ausgebildet. Die Eingangswelle 30 steht mit einem Sonnenrad 32 in drehfester Verbindung, das wiederum mit einem ersten Planetenradsatz 34 kämmt. Zahnräder 34a des ersten Planetenradsatzes 34 stehen jeweils mit einem Zahnrad 36a eines zweiten Planetenradsatzes 36 in drehfester Verbin- dung, wobei die Zahnräder 34a einen größeren Durchmesser aufweisen als die Zahnräder 36a. Die Zahnräder 36a des zweiten Planetenradsatzes 36 kämmen mit einem Hohlrad 38, das an einem Gehäuse 40 befestigt ist, das zumindest teilweise das Untersetzungsgetriebe 14 umgibt. Bei einem Betrieb des Elektromotors 12 wird ein Drehmoment über die Kupplung 24 und das Getriebe 14 auf das Differentialgetriebe 18 übertragen, da sich die Zahnräder 36a, die zusammen mit den Zahmädern 34a an einem nicht gezeigten Planetenträger gelagert sind, an dem Hohlrad 38 abrollen und damit gleichzeitig den Differentialkorb 16 zu einer Drehbe- wegung antreiben. The figure shows a motor-gear unit 10, which comprises an electric motor 12, which communicates via a reduction gear 14 with a basket 16 of a differential gear 18 drivingly connected. A drive of the differential gear 18 allows the output of the drive torque generated by the electric motor 12 on half-waves 20a, 20b, which are connected to not shown wheels of a motor vehicle. The electric motor 12 has a rotor which is non-rotatably connected to a hollow shaft 22. The hollow shaft 22 is connected to a functionally between the electric motor 12 and the reduction gear 14 arranged slip clutch 24 in connection. The slip clutch 24 is designed as a multi-plate clutch and comprises alternately arranged outer plates 26a and inner plates 26b, which form a plate pack. A plate spring 28 presses the blades 26a, 26b with a predefined force against each other to provide a well-defined coupling between the hollow shaft 22 coaxially surrounding the half shaft 20b and an input shaft 30 of the reduction gear 14. The reduction gear 14 is formed as a two-stage planetary gear. The input shaft 30 is connected to a sun gear 32 in a rotationally fixed connection, which in turn meshes with a first planetary gear 34. Gears 34a of the first planetary gear set 34 are each in rotationally fixed connection with a toothed wheel 36a of a second planetary gear set 36, wherein the toothed wheels 34a have a larger diameter than the toothed wheels 36a. The gears 36a of the second planetary gear set 36 mesh with a ring gear 38 which is fixed to a housing 40 which at least partially surrounds the reduction gear 14. During operation of the electric motor 12, a torque is transmitted via the clutch 24 and the gear 14 to the differential gear 18, since the gears 36 a, which are mounted together with the Zahmädern 34 a on a planet carrier, not shown, roll on the ring gear 38 and thus simultaneously drive the differential carrier 16 to a rotational movement.
Wird das Fahrzeug mit der Motor-Getriebe-Einheit 10 an einer Steigung abgestellt, so würde es zurückrollen, da der Elektromotor 12 in einem stromlosen Zustand keinen relevanten Widerstand darstellt, der eine Drehbewegung der vorstehend beschriebenen Komponenten entscheidend hemmen würde. Um ein Zurückrollen des Fahrzeugs zu verhindern, ist eine Parksperre 42 vorgesehen, die eine Sperrklinke 44 umfasst. Die Sperrklinke 44 weist zumindest einen Klinkenzahn 46 auf, der mit einer komplementär ausgebildeten Verzahnung eines Klinkenrads 48 in form- schlüssigen Eingriff bringbar ist. Das Klinkenrad 48 ist wiederum drehfest an dem Differentialkorb 16 angeordnet. If the vehicle is parked with the engine / transmission unit 10 on a slope, then it would roll back because the electric motor 12 in a de-energized state is not a relevant resistance that would inhibit a rotational movement of the components described above crucial. To prevent the vehicle from rolling back, a parking lock 42 is provided, which comprises a pawl 44. The pawl 44 has at least one pawl tooth 46, which with a complementarily formed toothing of a ratchet wheel 48 in the form of conclusive intervention can be brought. The ratchet wheel 48 is in turn rotatably mounted on the differential carrier 16.
Wenn die Parkposition des Fahrzeugs gesichert werden soll, wird die Parksperre 42 aktiviert und die Sperrklinke 44 wird durch einen geeigneten Aktuierungsmechanismus in Eingriff mit dem Klinkenrad 48 gebracht, das damit drehfest gesichert ist. Dies hat zur Folge, dass auch eine Rotation des Differentialkorbs 16 - und damit der Halbwellen 20a, 20b - verhindert wird. Mit anderen Worten kann das Fahrzeug nicht mehr bewegt werden, da die Parksperre 42 direkt das Differentialgetriebe 18 blockiert. Die Arretierung ist sehr zuverlässig, da sie unabhängig von den Eigenschaften der Rutschkupplung 24 ist, die funktionell„hinter" der Parksperre 42 angeordnet ist, wenn man einen abgestellten Zustand des Fahrzeugs betrachtet. When the parking position of the vehicle is to be secured, the parking lock 42 is activated and the pawl 44 is brought into engagement with the ratchet wheel 48 by a suitable actuation mechanism, which is thus secured against rotation. This has the consequence that also a rotation of the differential carrier 16 - and thus the half-waves 20a, 20b - is prevented. In other words, the vehicle can not be moved because the parking lock 42 directly blocks the differential gear 18. The lock is very reliable, since it is independent of the properties of the slip clutch 24, which is functionally arranged "behind" the parking lock 42, when one considers a parked state of the vehicle.
Die vorstehend beschriebene Lage der Rutschkupplung 24 relativ zu den anderen Komponenten der Motor-Getriebe-Einheit 10 geht mit dem weiteren Vorteil einher, dass die Parksperre 42 für weniger große Belastungen ausgelegt sein muss als bei herkörnmlichen Motor-Getriebe-Einheiten. Wenn sich nämlich das Fahrzeug bei Aktivierung der Parksperre 42 noch etwas bewegt, so wirken auf die Komponenten der Parksperre 42 Belastungen, die von den Rädern kommend über das Differentialgetriebe 18 auf die Parksperre 42 übertragen werden. Hinzu kommen Belastungen, die durch die Komponenten zwischen der Parksperre 42 und dem Elektromo- tor 12 erzeugt werden, da auch diese abgebremst werden müssen. Wenn sich die Spitzen der beiden Belastungen zeitlich überlagern, kommt es zu einer Addition der beiden Belastungen. Die Parksperre 42 muss folglich entsprechend robust ausgelegt sein. Durch die funktionelle Lage der Rutschkupplung 24 zwischen dem Elektromotor 12 und der Parksperre 42 kann die Steifigkeit dieses„Teils" der Motor-Getriebe-Einheit 10 beeinflusst werden. Das heißt, die mit dem Abbremsen der in diesem Bereich angeordneten Komponenten in Zusam- menhang stehenden Belastungen und die daraus resultierenden Schwingungen werden durch die Rutschkupplung 24 derart gedämpft, dass sie im Wesentlichen bereits abgeklungen sind, wenn die aufgrund der geringeren Steifigkeit des Systems zwischen den Rädern und der Parksperre 42 erst nach in etwa einer halben Sekunde auftretenden Belastungsspitzen auf die Parksperre 42 wirken. Die Belastungsspitzen addieren sich daher nicht und die von der Parksperre 42 zu verkraftende Maximalbelastung ist wesentlich geringer als bei herkömmlichen Systemen. Die Parksperre 42 kann dementsprechend einfacher ausgestaltet werden, was zu Bauraumersparnissen und Kostenvorteilen führt. The above-described position of the slip clutch 24 relative to the other components of the motor-gear unit 10 is accompanied with the further advantage that the parking brake 42 must be designed for lower loads than in conventional engine-gearbox units. If, in fact, the vehicle still moves somewhat when the parking lock 42 is activated, loads acting on the components of the parking lock 42 that are transmitted from the wheels via the differential gear 18 to the parking lock 42 act. In addition, there are loads that are generated by the components between the parking brake 42 and the electric motor 12, since these also have to be braked. If the peaks of the two loads overlap in time, there is an addition of the two loads. The parking lock 42 must therefore be designed accordingly robust. The functional position of the slip clutch 24 between the electric motor 12 and the parking brake 42 can influence the rigidity of this "part" of the engine / transmission unit 10. That is to say, the braking of the components arranged in this area Loads and the resulting vibrations are attenuated by the slip clutch 24 so that they are substantially already subsided when the due to the lower rigidity of the system between the wheels and the parking brake 42 only after about half a second occurring load peaks on the parking brake 42nd The load peaks therefore do not add up and the maximum load to be absorbed by the parking brake 42 is substantially lower than in conventional systems.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Motor-Getriebe-Einheit10 engine-gear unit
12 Elektromotor 12 electric motor
14 Untersetzungsgetriebe 14 reduction gear
16 Differentialkorb 16 differential carrier
18 Differentialgetriebe  18 differential gear
20a, 20b Halbwelle  20a, 20b half wave
22 Hohlwelle  22 hollow shaft
24 Rutschkupplung  24 slip clutch
26a Außenlamelle  26a outer lamella
26b Innenlamelle  26b inner lamella
28 Tellerfeder  28 plate spring
30 Eingangswelle  30 input shaft
32 Sonnenrad  32 sun wheel
34 erster Planetenradsatz 34 first planetary gear set
36 zweiter Planetenradsatz36 second planetary gear set
34a, 36a Zahnrad 34a, 36a gear
38 Hohlrad  38 ring gear
40 Gehäuse  40 housing
42 Parksperre  42 parking lock
44 Sperrklinke  44 pawl
46 Klinkenzahn  46 ratchet tooth
48 Klinkenrad  48 ratchet wheel

Claims

Patentansprüche claims
Drehmomentübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Sperrmechanismus (42) zur Arretierung von zumindest einem mit einer Ausgangswelle (20a, 20b) der Drehmomentübertragungseinrichtung verbundenen Rad des Kraftfahrzeugs, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung ein mit der Ausgangswelle (20a, 20b) in Verbindung stehendes Differentialgetriebe (18) und eine Antriebseinheit (12) umfasst, die über eine Kupplungseinheit (24) miteinander in einer antriebswirksamen Verbindung stehen, wobei der Sperrmechanismus (42) mit einer drehbaren Komponente ( 16) der Drehmomentübertragungseinrichtung in Eingriff bringbar ist, die funktionell zwischen dem Rad und der Kupplungseinheit (24) angeordnet ist. A torque transmitting device for a motor vehicle having a locking mechanism (42) for locking at least one wheel of the motor vehicle connected to an output shaft (20a, 20b) of the torque transmitting device, wherein the torque transmitting device comprises a differential gear (18) and the output shaft (20a, 20b) a drive unit (12) which is in drive connection with each other via a clutch unit (24), the lock mechanism (42) being engageable with a rotatable component (16) of the torque transfer device operatively connected between the wheel and the clutch unit (16). 24) is arranged.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 , Torque transmission device according to claim 1,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass  By doing so, that is
der Sperrmechanismus (42) eine Sperrklinke (44) umfasst, die mit einem Klinkenrad (48) formschlüssig in Eingriff bringbar ist, das drehfest mit der drehbaren Komponente ( 16) verbunden ist.  the locking mechanism (42) comprises a pawl (44) which is positively engageable with a ratchet wheel (48) non-rotatably connected to the rotatable component (16).
Drehmomentübertragungsemrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass Torque transmission device according to claim 1 or 2, characterized in that it e e c e e n e that t
die drehbare Komponente ein Bauteil des Differentialgetriebes (18), insbesondere ein Korb (16) des Differentialgetriebes (18) ist.  the rotatable component is a component of the differential gear (18), in particular a basket (16) of the differential gear (18).
4. Drehmomentübertragungseinrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 4. torque transmission device according to at least one of the preceding claims, characterized in that
die Kupplungseinheit eine Rutschkupplung (24) umfasst. the coupling unit comprises a slip clutch (24).
Drehmomentübertragungseinrichtung Anspruch 4, Torque transmission device according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Rutschkupplung eine Lamellenkupplung (24) ist. the slip clutch is a multi-plate clutch (24).
Drehmomentübertragungseinrichtung nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, Torque transmission device according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Drehmomentübertragungseinrichtung ein Über- oder Untersetzungsgetriebe (14) umfasst, das eingangsseitig mit der Antriebseinheit (12) in antriebswirksamer Verbindung steht und das ausgang- seitig mit dem Differentialgetriebe (18) in Verbindung steht, wobei das Über- oder Untersetzungsgetriebe (14) insbesondere als Planetengetriebe ausgebildet ist. the torque transmission device comprises a transmission or reduction gear (14) which is in driving connection with the drive unit (12) on the input side and which is connected to the differential gear (18) on the output side, the overdrive or reduction gear (14) in particular as Planetary gear is formed.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 6, Torque transmission device according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Kupplungseinheit (24) funktionell zwischen dem Über- oder Untersetzungsgetriebe (14) und der Antriebseinheit (12) angeordnet ist. the coupling unit (24) is functionally arranged between the over or reduction gear (14) and the drive unit (12).
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 7, Torque transmission device according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Kupplungseinheit (24) eine Eingangswelle (22) und eine Ausgangswelle (30) umfasst, wobei die Eingangswelle (22) mit einem Rotor der als Elektromotor (12) ausgebildeten Antriebseinheit in Verbindung steht und die Ausgangswelle (30) direkt oder indirekt antriebswirksam mit einem Eingangsglied (16) des Differentialgetriebes (18) in Verbindung steht. the clutch unit (24) comprises an input shaft (22) and an output shaft (30), the input shaft (22) being in communication with a rotor of the drive unit formed as an electric motor (12) and the output shaft (30) driving directly or indirectly with one Input member (16) of the differential gear (18) is in communication.
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