DE102008013911A1

DE102008013911A1 - Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102008013911A1
Application number: DE102008013911A
Authority: DE
Inventors: Herbert Meyer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2009-09-17
Anticipated expiration: 2028-03-13
Also published as: US8276729B2; FR2928584B1; US20090229946A1; FR2928584A1; ITMI20090370A1; DE102008013911B4; IT1393342B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einer Brennkraftmaschine, deren kraftabgabewelle über ein Schwungrad mit integriertem Drehschwingungsdämpfer und eine Trennkupplung auf ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe des Kraftfahrzeuges treibt, wobei die Trennkupplung mit der Sekundärmasse des Drehschwingungsdämpfers auf einer Eingangswelle des Wechselgetriebes drehbar gelagert ist und sich ein Nabenabschnitt der Trennkupplung mittelbar oder unmittelbar an der Kraftabgabewelle in axialer Richtung abstützt. Zur Vermeidung innerer Verspannungen und ggf. von Taumelbewegungen der Trennkupplung wird vorgeschlagen, dass die radial verlaufenden Anlageflächen (60a, 66a) zwischen der Kraftabgabewelle (12) und dem Nabenabschnitt (42a) mittelbar oder unmittelbar sphärisch ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige Antriebsvorrichtungen, insbesondere mit einem Zweimassen-Schwungrad als Drehschwingungsdämpfer und einer nachgeschalteten Trennkupplung bzw. einer Einscheiben-Trocken-Reibungskupplung sind vielfach bekannt und serienmäßig in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Bei einem Zusammentreffen ungünstiger Toleranzen in der Abtriebsvorrichtung können Fluchtungsfehler auftreten, die die Kupplungsfunktion stören können.
Bekannt sind z. B. Kupplungsausrückmechanismen mit selbstzentrierenden Ausrücklagern (vgl. z. B. DE 7245141 U1 ), deren Anlaufring sphärisch ausgebildet ist, um das Ausrücklager von Störkräften und -momenten zu entlasten. Damit können aber die ggf. an der Trennkupplung auftretenden Taumelbewegungen nicht eliminiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebsvorrichtung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, die bei der gegebenen Konstruktion mit einem Drehschwingungsdämpfer mit baulich einfachsten Mitteln den ggf. durch Fluchtungsfehler auftretenden Störungen entgegenwirkt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beinhalten die weiteren Patentansprüche.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass radial verlaufende Anlageflächen zwischen der Kraftabgabewelle (Kurbelwelle) der Brennkraftmaschine und dem Nabenabschnitt des Gehäuses der Trennkupplung bzw. der sekundären Masse des Drehschwingungsdämpfers mittelbar oder unmittelbar sphärisch ausgebildet sind. Dem Vorschlag liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei ggf. vorhandenen Fluchtungsfehlern und einer dadurch bedingten (geringen) Taumelbewegung des Kraftabgabewellenendes und/oder der Trennkupplung diese eliminiert werden kann, wenn die durch das Kupplungsausrücklager ausgeübte Axialkraft über die sphärischen Anlageflächen abgestützt wird. Dabei wird die gesamte Sekundärmasse mit der Trennkupplung bei geringstem fertigungstechnischem Aufwand zusätzlich zentriert und es werden Störungen wie ggf. auftretendes Kupplungsrupfen oder Vibrationserscheinungen vermehrt ausgeschaltet.
In fertigungstechnisch günstiger Weise kann an der Kraftabgabewelle eine Führungshülse bzw. Lagerflansch befestigt sein, an der dann die radialen Anlageflächen zwischen der Führungshülse und dem Nabenabschnitt vorgesehen sind. Die Führungshülse kann einheitlich mit dem Schwungrad an der Kraftabgabewelle angeschraubt sein.
Ein primärseitiger Abschnitt des Schwungrades kann auf der oben erwähnten Führungshülse drehbar gelagert sein. Der primärseitige Abschnitt des Schwungrades kann sich hier aus einem mit der Kurbelwelle verschraubten Mitnehmerblech, einem daran befestigten Zwischenflansch sowie einem Primärteil des Drehschwingungsdämpfers zusammensetzen. Mit den erfindungsgemäßen sphärischen Anlageflächen kann eine montagebedingte Verkippung oder eine Verkippung durch Betriebslasten zwischen dem Kurbelwellenende bzw. dem daran befestigten Lagerflansch und dem Nabenabschnitt der Trennkupplung ausgeglichen werden.
Desweiteren wird vorgeschlagen, dass zwischen der Kraftabgabewelle oder der Führungshülse und dem Nabenabschnitt eine Einstellscheibe angeordnet ist und dass die Einstellscheibe einerseits mit sphärischen Anlageflächen ausgeführt ist. Neben der fertigungstechnischen Vereinfachung können zudem Toleranzen in axialer Richtung ausgeglichen werden. Bevorzugt kann dabei die Einstellscheibe mit sphärischen Anlageflächen an sphärischen Anlageflächen der Führungshülse anliegen:
Die Kraft, die die Einstellscheibe zu einer Ausgleichs-Verschiebung zwingt, ergibt sich aus der zur Kupplungsbetätigung erforderlichen Kraft. Dabei kann die Einstellscheibe eine mögliche Taumelbewegung bzw. Schiefstellung des Kurbelwellenendes oder der Führungshülse durch eine Radialbewegung auf einer sphärischen Anlagefläche ausgleichen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Einstellscheibe innerhalb eines Abdeckringes eines Nadellagers angeordnet sein, welches Nadellager zwischen der Führungshülse und einer radial äußeren Abstandshülse der Primärmasse des Drehschwingungsdämpfers positioniert ist. Damit bildet die Einstellscheibe mit dem Nadellager eine Montageeinheit, die prozesssicher auf die Führungshülse aufschiebbar ist.
Die Krümmungsradien der sphärischen Anlageflächen sind bevorzugt abgestimmt auf Fluchtungsfehler bei der Montage und/oder auf durch Biegemomente an der Kraftabgabewelle (bei Hubkolben-Brennkraftmaschinen durch Zünddrücke einzelner Zylinder) entstehende, periodisch auftretende Fluchtungsfehler und gleichen somit Taumelbewegungen der die Sekundärmasse des Drehschwingungsdämpfers bildenden Bauteile aus.
Der Drehschwingungsdämpfer kann in bekannter Weise als Zweimassen-Schwungrad ausgeführt sein, mit einer mit der Kraftabgabewelle der Brennkraftmaschine über Mitnehmerbleche drehfest verbundenen Primärmasse und einer mit dem Gehäuse der Trennkupplung gekoppelten Sekundärmasse und mit dazwischen geschalteten Dämpfungsfedern.
Ferner kann der Nabenabschnitt des Gehäuses der Trennkupplung auf der Eingangswelle des Wechselgetriebes und die Eingangswelle des Wechselgetriebes in der Führungshülse über Nadellager drehbar gelagert sein, um unter Ausnutzung der insbesondere bei Ausrückvorgängen auftretenden Axialkraft auf die sphärischen Anlageflächen den Ausgleich von Fluchtungsfehlern herzustellen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in:
1 einen teilweisen Längsschnitt einer Antriebsvorrichtung mit zwischen einer Kraftabgabewelle einer Brennkraftmaschine und einem nachgeschalteten Geschwindigkeits-Wechselgetriebe angeordneten Schwungrad mit einem integrierten Drehschwingungsdämpfer, einer Trennkupplung und einer Einstellscheibe mit sphärischen Anlageflächen; und
2 eine Einzelheit Z gemäß 1 im Bereich der sphärischen Anlageflächen zwischen der Führungshülse und der Einstellscheibe, sowie mit dem angrenzenden Nabenabschnitt.
Die 1 zeigt eine Antriebsvorrichtung 10 für Kraftfahrzeuge, die jedoch nur soweit beschrieben ist, als dies für das Verständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist. Im Detail nicht beschriebene Bauteile zum Drehschwingungsdämpfer und zur Trennkupplung sind in dem Fachmann geläufiger Bauweise ausgeführt.
Gemäß 1 sind zwischen der Kraftabgabewelle bzw. Kurbelwelle 12 der Brennkraftmaschine (nicht weiter dargestellt) und der Eingangswelle 14 eines Geschwindigkeits-Wechselgetriebes (z. B. einem Schaltgetriebe) innerhalb einer Kupplungsglocke 16 ein Schwungrad 18 mit integriertem Drehschwingungsdämpfer 20 und einer nachgeschalteten Trennkupplung 22 angeordnet. Die Kupplungsglocke 16 ist an das Kurbelgehäuse 17 der Brennkraftmaschine (nur angedeutet) in üblicher Weise angeflanscht.
Die besagten Bauteile 18, 20, 22 bilden die an die Kurbelwelle 12 trieblich angebundene Schwungmasse, die sich am Drehschwingungsdämpfer 20, der als Zweimassenschwungrad ausgeführt ist, in eine Primärmasse und eine Sekundärmasse aufteilt.
Der primärseitige Abschnitt des Schwungrades 18 setzt sich zusammen aus einem scheibenförmigen, mit der Kurbelwelle 12 verschraubten Mitnehmerblech 24, einem am Mitnehmerblech 24 mittels Schrauben 26 befestigten Zwischenflansch 28 und dem flanschförmigen Primärteil 30 des Drehschwingungsdämpfers 20. Der Zwischenflansch 28 und das Primärteil 30 sind unter Zwischenschaltung einer Abstandshülse 32 über Schrauben 34 aneinander befestigt.
Der sekundärseitige Abschnitt des Schwungrades 18 weist ein flanschförmiges Sekundärteil 36 auf, das über umfangsverteilte Dämpfungsfedern 38 und 40 in bekannter Weise an das Primärteil 30 gekoppelt ist und das trieblich mit einer Basisplatte 42 der Trennkupplung 22 verbunden ist.
Die Basisplatte 42 ist über einen Nabenabschnitt 42a auf der Eingangswelle 14 des Wechselgetriebes über ein radial führendes Nadellager 44 verdrehbar gelagert. Ferner zählen zur sekundärseitigen Schwungmasse u. a. die in Drehrichtung formschlüssig mit der Eingangswelle 14 verbundene Mitnehmerschei be 46 und die Anpressplatte 48 der Trennkupplung 22, sowie deren mit der Basisplatte 42 über Schrauben 50 verbundenes Gehäuse 52.
Die Trennkupplung 22 ist mittels eines Ausrücklagers 54 (nur teilweise ersichtlich) und einer hydraulischen Betätigungseinrichtung gegen die Vorspannkraft einer Tellerfeder 56 der Trennkupplung 22 ausrückbar, wobei das Ausrücklager 54 eine Kraft in Richtung des Pfeiles F ausübt.
Ferner ist die Abstandshülse 32 mit dem Primärteil 30 über ein weiteres Nadellager 58 auf einer Führungshülse 60 drehbar gelagert, wobei die Führungshülse 60 wie aus 1 ersichtlich über Schrauben 62 zusammen mit dem Mitnehmerblech 24 fest mit der Kurbelwelle 12 verbunden ist. Innerhalb der Führungshülse 60 ist ein Nadellager 64 angeordnet, in dem die Eingangswelle 14 des Wechselgetriebes drehbar gelagert ist.
Die besagten Nadellager (oder Rollenlager) 44, 58, 64 bilden Radiallager, die wie folgt wirken:
Im ausgerückten Zustand der Trennkupplung 22 (z. B. bei einem Anfahrvorgang des Kraftfahrzeuges und bei getretenem Kupplungspedal) dreht die Kurbelwelle 12 mit dem Schwungrad 18, dem Drehschwingungsdämpfer 20 und der Trennkupplung 22, während die Mitnehmerscheibe 56 und die Eingangswelle 14 stehen. Die Relativdrehzahlen liegen in den Nadellagern 44, 58 und 64 an.
Im eingerückten Zustand der Trennkupplung 22 und ggf. bei einer Leistungsübertragung liegen nahezu keine Relativdrehzahlen an, jedoch werden im Drehschwingungsdämpfer 20 in bekannter Weise Drehungleichförmigkeiten der Brennkraftmaschine gedämpft, wobei die geringen Drehwinkelunterschiede ebenfalls über die Nadellager 44, 58, 64 aufgenommen werden.
Zur Abstützung der insbesondere bei einem Ausrückvorgang an der Trennkupplung 22 auftretenden Axialkraft F (vgl. 2) der drehenden Bauteile an der Führungshülse 60 weist diese an ihrer freien Stirnseite eine rotationssymmetrische, sphärische Anlagefläche 60a auf, an der eine ebenfalls rotationssymmetrische, sphärische Anlagefläche 66a einer Einstellscheibe 66 anliegt.
Die Einstellscheibe 66 definierter Dicke ist innerhalb einer Abdeckscheibe 58a des Nadellagers 58 positioniert und wirkt über diese Abdeckscheibe 58a mit einer radialen Anlauffläche 42b des Nabenabschnittes des Basisteils 42 zusammen.
Die Axialkraft F wird somit über das Basisteil 42 der Trennkupplung 22, über die Abdeckscheibe 58a und die Einstellscheibe 66 an der mit der Kurbelwelle 12 fest verbundenen Führungshülse 60 abgestützt.
Über die aneinander anliegenden, sphärischen Anlageflächen 60a, 66a kann dabei ein Ausgleich von durch ungünstige Kumulation von Toleranzen ggf. auftretenden Fluchtungsfehlern ausgeglichen werden, die zu einer Taumelbewegung im Drehschwingungsdämpfer 20 und in der Trennkupplung 22 führen könnten. Störungen und Verspannungen in der Antriebsvorrichtung 10 können mit baulich geringstem Aufwand zumindest vermindert werden.
Die Krümmungsradien r der sphärischen Anlageflächen 60a, 66a sind abgestimmt auf Fluchtungsfehler bei der Montage und/oder auf durch Biegemomente an der Kurbelwelle 12 entstehende, periodisch auftretende Fluchtungsfehler. Die Anlageflächen 60a, 66a können ferner geometrisch und werkstoffspezifisch so ausgelegt sein, dass keine unzulässigen Werkstoffspannungen oder Pressungen auftreten.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Ggf. können die besagten sphärischen Anlageflächen 60a, 66a auch unmit telbar zwischen der Kurbelwelle 12 (bei entsprechender axialer Verlängerung) und dem Nabenabschnitt 42a vorgesehen sein; gleiches gilt bei der Verwendung der Führungshülse 60, die ebenfalls unmittelbar mit dem Nabenabschnitt 42a entsprechend zusammenwirken könnte.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 7245141 U1 [0003]

Claims

Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einer Brennkraftmaschine, deren Kraftabgabewelle (12) über ein Schwungrad (18) einen Drehschwingungsdämpfer (20) und eine Trennkupplung (22) auf ein Geschwindigkeits-Wechselgetriebe des Kraftfahrzeuges treibt, wobei sich ein Nabenabschnitt (42a) der Trennkupplung (22) mittelbar oder unmittelbar an der Kraftabgabewelle (12) in axialer Richtung abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass radial verlaufende Anlageflächen (60a, 66a) zwischen der Kraftabgabewelle (12) und dem Nabenabschnitt (42a) der Trennkupplung (22) sphärisch ausgebildet sind.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kraftabgabewelle (12) eine Führungshülse (60) befestigt ist und dass die radialen Anlageflächen (60a, 66a) zwischen der Führungshülse (60) und dem Nabenabschnitt (42a) vorgesehen sind.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein primärseitiger Abschnitt (24, 28, 30) des Schwungrads (18) auf der Führungshülse (60) drehbar gelagert ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kraftabgabewelle (12) oder der Führungshülse (60) und dem Nabenabschnitt (42a) eine Einstellscheibe (66) angeordnet ist und dass die Einstellscheibe (66) mit einer sphärischen Anlagefläche (66a) ausgeführt ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellscheibe (66) mit einer sphärischen Anlagefläche (66a) an einer sphärischen Anlagefläche (60a) der Führungshülse (60) anliegt.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellscheibe (66) innerhalb eines Abdeckringes (58a) eines Radiallagers (58) angeordnet ist, welches Radiallager (58) zwischen der Führungshülse (60) und einer radial äußeren Abstandshülse (32) der Primärmasse des Drehschwingungsdämpfers (20) positioniert ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmungsradien (r) der sphärischen Anlageflächen (60a, 66a) abgestimmt sind auf Fluchtungsfehler bei der Montage und/oder auf durch Biegemomente an der Kraftabgabewelle (12) entstehende, periodisch auftretende Fluchtungsfehler.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (22) mit der Sekundärmasse des Drehschwingungsdämpfers (20) auf einer Eingangswelle (14) des Wechselgetriebes drehbar gelagert ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer (20) als Zweimassen-Schwungrad ausgeführt ist, mit einer mit der Kraftabgabewelle (12) der Brennkraftmaschine über Mitnehmerbleche (24, 28) drehfest verbundenen Primärmasse (30) und einer mit dem Basisteil (42) der Trennkupplung (22) gekoppelten Sekundärmasse und mit dazwischen geschalteten Dämpfungsfedern (38, 40).
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenabschnitt (42a) des Basisteils (42) der Trennkupplung (22) auf der Eingangswelle (14) des Wechselgetriebes und die Eingangswelle (14) des Wechselgetriebes in der Führungshülse (60) über Radiallager (44, 64) drehbar gelagert sind.