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Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, insbesondere für den Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen mit einer Verbrennungsmaschine und einer Elektromaschine.
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Drehmomentübertragungsvorrichtungen sind im Stand der Technik in vielfacher Ausgestaltung bekannt. Drehmomentübertragungsvorrichtungen dienen insbesondere im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen mit einer Verbrennungsmaschine und einer Elektromaschine dazu, ein antriebsseitiges Drehmoment abtriebsseitig an ein Getriebe weiterzuleiten.
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So ist beispielsweise durch die
DE 199 37 545 A1 eine Drehmomentübertragungseinrichtung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer Verbrennungsmaschine und mit einer Elektromaschine bekannt geworden.
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Auch die
DE 10 2010 054 545 A1 offenbart eine solche Drehmomentübertragungsvorrichtung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer Verbrennungsmaschine und einer Elektromaschine. Dabei wird die Elektromaschine gebildet durch einen Stator und einen Rotor, wobei der Rotor mittels eines Rotorträgers drehbar gelagert angeordnet und gehalten ist.
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Die Rotorträger sind dabei gemäß dem Stand der Technik sehr aufwendig gestaltet, was den Gesamtaufbau der Drehmomentübertragungsvorrichtung aufwendig und teuer macht.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Drehmomentübertragungsvorrichtung zu schaffen, welche gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht ist.
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Dies wird hinsichtlich der Drehmomentübertragungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 erreicht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht eine Drehmomentübertragungsvorrichtung zum Übertragen eines Drehmoments von einem Rotor einer Elektromaschine auf eine Ausgangsnabe vor, wobei die Elektromaschine einen Stator und einen Rotor aufweist, wobei der Rotor radial innerhalb des Stators angeordnet ist, mit einer Trennkupplung mit einer Druckplatte und einer Gegendruckplatte und einer zwischen Druckplatte und Gegendruckplatte angeordneter Kupplungsscheibe, die radial innen die Ausgangsnabe aufweist, wobei der Rotor radial innen von einem Rotorträger getragen ist, der als einteiliges topfartiges Element, insbesondere aus Blech, ausgebildet ist. Dadurch wird eine einfache Ausbildung erreicht, weil ein günstig und einfach herstellbares Bauteil verwendet wird.
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Dabei ist es zweckmäßig, wenn das topfartige Element einen sich in axialer Richtung erstreckenden ersten Wandbereich und einen sich davon in radialer Richtung nach innen erstreckenden zweiten Wandbereich aufweist. Dadurch wird die topfartige Ausbildung erzielt, die die nötige Stabilität als auch die nötige Tragkraft aufweist.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn der Rotor mittels einer Aufnahme mit dem Rotorträger verbunden ist, wobei die Aufnahme als Presssitz oder mittels einer profilierten Mantelfläche des Rotorträgers, insbesondere mittels Verzahnung, Rändelung oder mittels einer Polygonform, oder mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere mittels Schweißung oder Klebung oder Lötung erfolgt. Dadurch kann eine leichte Verbindung erzeugt werden, wobei auch der Rotorträger als topfartiges Element einfach ausgebildet wird.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Kupplung einen Nachstellmechanismus aufweist zur Nachstellung eines Kupplungselements zum Ausgleich einer reduzierten Reibbelagsdicke aufgrund von Verschleiß, wobei dazu eine Rampenanordnung vorgesehen ist, mittels welcher bei Verdrehung des Kupplungselements dieses axial verlagert wird, wobei die Rampeneinrichtung in den ersten oder zweiten Wandbereich des topfartigen Elements eingebracht ist. Durch das einstückige Einbringen kann ein Zusatzteil vermieden werden.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn weiterhin auch Aufnahmen in dem ersten und/oder zweiten Wandbereich vorgesehen sind, zur Aufnahme von Kraftspeichern zur Beaufschlagung des Kupplungselements. Dadurch kann mittels einer Öffnung oder einer Tasche als Aufnahme für den oder die Kraftspeicher eine mehrfache Verwendung des topfartigen Elements erreicht werden. Es dient dem Tragen des Rotors und bildet weiterhin vorteilhaft Teile der Kupplung aus.
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Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Trennkupplung als Doppelkupplung mit einer Kupplungsscheibe mit zwei Reibbelägen ausgebildet ist, wobei zwischen den beiden Reibbelägen eine Zwischenplatte derart angeordnet ist, die radial außen an dem topfartigen Element befestigt ist, so dass die Zwischenplatte axial beweglich angeordnet ist. Alternativ kann die Trennkupplung eine Einscheibenkupplung sein.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn die Gegendruckplatte der Trennkupplung als Schwungrad ausgebildet ist, die radial außen an dem topfartigen Element verbunden angeordnet ist. Dabei ist die Gegendruckplatte als Schwungrad vorzugsweise als Blechteil scheibenförmig ausgebildet und ist mit dem topfartigen Element einteilig ausgebildet.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Gegendruckplatte der Trennkupplung mit dem topfartigen Element einteilig ausgebildet ist, wobei die einteilige Ausbildung durch einteiliges Herstellen aus einem Stück oder durch Verbinden, wie Verschweißen und/oder Verstiften und/oder Verschrauben erfolgt. Auch kann die einteilige Ausbildung des topfartigen Elements in entsprechender Art erfolgen.
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Vorteilhaft ist es, wenn das topfartige Element einstückig durch einteiliges Herstellen erfolgt und die Gegendruckplatte mit dem topfartigen Element zweiteilig hergestellt und diese Teile miteinander verbunden sind. Alternativ ist es vorteilhaft, wenn das topfartige Element mit seinem sich in axialer Richtung erstreckenden ersten Wandbereich und seinem sich davon in radialer Richtung nach innen erstreckenden zweiten Wandbereich zweiteilig hergestellt und miteinander verbunden ausgebildet ist und die Gegendruckplatte mit dem sich in axialer Richtung erstreckenden ersten Wandbereich einteilig hergestellt ist.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn das topfartigen Element radial innen von einem Träger getragen wird, welcher mittels eines Lagers an einer radial innen angeordneten Hülse gelagert angeordnet ist. Dabei wird der Träger bevorzugt durch eine Hülse eines hydraulischen Zentralausrückers getragen, mittels welchem die Kupplung hydraulisch betätigbar ist.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das topfartigen Element dem Wuchten der Vorrichtung dient, in dem daran Wuchtgewichte befestigbar sind und/ein Materialabtrag, wie durch Bohrungen, vornehmbar ist, um die Vorrichtung wuchten zu können.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert: Dabei zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung im Teilschnitt,
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2 ein vergrößerter Ausschnitt der 1,
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3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung im Teilschnitt, und
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4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsvorrichtung im Teilschnitt.
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Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 mit einer eingangsseitigen Dämpfereinrichtung 2, wobei das Eingangselement 3 der Dämpfereinrichtung 2 mit einem Abtriebselement einer Verbrennungsmaschine verbindbar ist. Das Ausgangselement 4 der Dämpfereinrichtung 2 ist vorteilhaft mit einer Getriebeeingangswelle verbindbar. Weiterhin weist die Drehmomentübertragungsvorrichtung 1 eine Elektromaschine 5 auf, die mit einem Stator 6 und einem Rotor 7 ausgebildet ist. Der Stator 6 wird dabei von einem Statorträger 8 getragen. Dabei umgreift der Statorträger 8 den Stator 6 radial außen und befestigt den Stator 6 durch den Statorträger 8 beispielsweise wie ein Gehäuse der Drehmomentübertragungsvorrichtung 1.
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Der Rotor 7 wird von einem Rotorträger 9 radial innen getragen. Dabei ist der Rotorträger 9 als topfartiges Element 10 ausgebildet, das einen ersten Wandbereich 11 und einen zweiten Wandbereich 12 aufweist. Der erste Wandbereich 11 erstreckt sich in axialer Richtung, wobei sich der zweite Wandbereich 12 in radialer Richtung erstreckt.
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Radial innerhalb des Rotorträgers 9 ist eine Trennkupplung 13 angeordnet, die mit einer Druckplatte 14 und einer Gegendruckplatte 15 ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist zwischen der Gegendruckplatte und der Druckplatte weiterhin eine Zwischenplatte 16 angeordnet. Zwischen der Druckplatte 14 und der Zwischenplatte 16 sowie zwischen der Zwischenplatte 16 und der Gegendruckplatte 15 ist jeweils ein Reibbelag 17, 18 einer Kupplungsscheibe 19, die als Doppelkupplungsscheibe ausgebildet, angeordnet. Radial innen ist die Kupplungsscheibe 19 mit einer Ausgangsnabe 20 drehfest verbunden, so dass eine Getriebeeingangswelle mit der Ausgangsnabe 20 verbindbar ist.
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Die Zwischenplatte 16 ist radial außen mittels eines Verbindungselements 21 mit dem topfartigen Element 10 des Rotorträgers 9 axial verlagerbar befestigt und gehalten. Dabei kann das Verbindungselement 21 ein Federblech oder Ähnliches sein, das eine drehfeste Verbindung in Umfangsrichtung bewirkt, aber dennoch eine axiale Beweglichkeit der Zwischenplatte erlaubt.
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Das Verbindungselement 21 kann somit auch als Blattfederring ausgestaltet sein, der radial innerhalb des Rotorträgers 9 mittels Schweißen, Verstiften, Verschrauben, Verstemmen etc. befestigt werden kann, um eine axiale Verlagerbarkeit der Zwischenplatte 16 zu erlauben.
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Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn der Rotorträger der Elektromaschine 5 als einteiliges topfartiges Element aus einem Blech gefertigt ist. Zur Abstützung der Kupplungsbetätigungskräfte ist die Gegendruckplatte 15 radial außen mit dem topfartigen Element 10 des Rotorträgers 9 drehfest verbunden, wie beispielsweise verschweißt, verstiftet, verschraubt etc. Dabei dient die Gegendruckplatte 15 auch als Schwungrad 22.
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Die Definition der einteiligen Ausbildung kann einerseits ein einteiliges Herstellen bedeuten, wobei auch ein zweiteiliges Herstellen und Verbinden darunter verstanden werden kann. So kann die Gegendruckplatte der Trennkupplung mit dem topfartigen Element einteilig ausgebildet sein, indem das topfartige Element einteilig hergestellt ist und die Druckplatte mit dem einteilig hergestellten topfartigen Element verbunden ist.
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Alternativ kann das topfartige Element zweiteilig ausgebildet sein und miteinander verbunden sein, wobei der sich in axialer Richtung erstreckende erste Wandbereich mit der Gegendruckplatte der Trennkupplung einteilig hergestellt sein kann, wobei der sich in radialer Richtung erstreckende zweite Wandbereich 12 dann mit dem sich in axialer Richtung erstreckenden ersten Wandbereich 11 verbunden ist. Dadurch wird erreicht, dass ein topfartiges Element mit einem Deckel hohl ausgebildet wird, wobei zwei Wandbereiche miteinander einteilig hergestellt sind und der zweite Wandbereich damit verbunden ist.
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Wie zu erkennen ist, ist der Rotorträger 9 derart ausgebildet, dass insbesondere der sich in radialer Richtung erstreckende zweite Wandbereich 12 multifunktional aufgebaut ist. So kann der zweite Wandbereich, alternativ auch der erste Wandbereich 11 Rampenanordnungen 23 aufweisen, die mit einem Kupplungselement 24 zusammenwirken, um eine Nachstellung mittels eines Nachstellmechanismus durchführen zu können, zum Ausgleich einer reduzierten Reibbelagsdicke aufgrund von Verschleiß. Die Rampenanordnung 23 ist einteilig in den zweiten Wandbereich 12 eingeprägt derart, dass in Umfangsrichtung sich Rampen mit veränderlichem axialen Weg bilden. Wird das Kupplungselement 24, welches sich an der Rampenanordnung anlegt in Umfangsrichtung verdreht, so wird dieses Kupplungselement 24 in axialer Richtung verlagert.
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Dadurch kann eine Nachstellung der Abstützung der Tellerfeder 25 vorgenommen werden, so dass ein Verschleiß der Reibbeläge 17, 18 ausgeglichen werden kann, und die Neigung der Tellerfeder 25 unabhängig von der Reibbelagsstärke der Reibbeläge 17, 18 ist. Dies bewirkt, dass die Betätigungskraft der Kupplung unabhängig von der Dicke der Reibbeläge ist.
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Zur Verdrehung des Kupplungselements 24 in Umfangsrichtung sind weiterhin Kraftspeicher 26, wie Druckfedern vorgesehen, die in Aufnahmen 27 des zweiten Wandbereichs 12 eingebracht sind. Dies ist beispielsweise in 3 zu erkennen.
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Weiterhin ist der Rotor 7 mit dem Rotorträger 9 vorteilhaft mittels eines Presssitzes verbunden. Alternativ kann auch eine formschlüssige Verbindung mittels einer profilierten Mantelfläche des Rotorträgers 9 vorgenommen werden, so dass die Mantelfläche radial außen eine Strukturierung erhält, die ähnlich einer Rändelung oder einer Polygonform vorgenommen ist. Diese wirkt mit der radial inneren Wandung des Rotors zusammen und verbindet diesen drehfest mit dem Rotorträger. Alternativ kann die Verbindung zwischen dem Rotor und dem Rotorträger auch mittels einer Schweißverbindung oder einer Verzahnung hergestellt werden.
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Gemäß 3 wird der Rotorträger 9 radial innen von einem Träger 28 getragen, der mittels eines Lagers 29 radial innen auf einer Hülse 30 aufgenommen ist. Die Hülse 30 ist dabei eine Hülse zur Aufnahme des Ausrücklagers 31. Die Befestigung des Trägers 28 auf dem Lager 29 kann mittels einer Deckscheibe 32 vorgenommen werden, die von einer Sensorfeder 33 der Trennkupplung 13 beaufschlagt wird. Dabei kann eine Verbindung zwischen dem Träger und dem Stützlager oder dem Stützlager und der Hülse durch Verstiften, Verschweißen oder sonstiges Verspannen vorgenommen werden.
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Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Deckscheibe 32 mehrfache Funktionen aufweist. So kann in der Trennkupplung 13 die Sensorfeder 33 auf der Deckscheibe 32 aufgelegt sein. Durch Relativbewegung der Sensorfeder 33 auf der Deckscheibe 32 bei Betätigung wird Verschleiß zwischen den Bauteilen erzeugt. Ähnlich wie Tellerfederbolzen muss die Kontaktfläche 34 der Sensorfeder gehärtet sein, was bei der Deckscheibe 32 in der Fertigung zu berücksichtigen ist.
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Weiterhin ist bei der Trennkupplung auch ein Deckelanschlag 35 vorgesehen, welcher in die Deckscheibe 32 integrierbar ist. Hierzu kann eine Auflagefläche herausgeformt werden, so dass entweder die Tellerfederzungen oder das Ausrücklager an den Deckelanschlag anstoßen.
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Weiterhin ist ein Stützlager 29 vorgesehen, welches die auftretenden Ausrückkräfte in Richtung auf das Getriebe abstützt. Hierzu ist ein axialer Anschlag 36 vorgesehen.
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Die Deckscheibe 32 kann auf dem Träger vernietet werden, wie beispielsweise mittels dreier Nieten. Alternativ kann die Vernietung auch mittels Tellerfederbolzen oder anderer Mittel durchgeführt werden. Alternativ kann bei geeigneten Werkstoffen auch eine Schweißverbindung vorgesehen werden.
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Wie bereits ausgeführt, kann der Rotorträger auch zur Wuchtung der Drehmomentübertragungsvorrichtung vorgesehen sein, indem das System mittels Wuchtgewichten oder mit mittels Materialabtrag gewuchtet wird, wobei die Wuchtgewichte und/oder der Materialabtrag an dem Rotorträger 9 vorgenommen werden bzw. angeordnet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehmomentübertragungsvorrichtung
- 2
- Dämpfereinrichtung
- 3
- Eingangselement
- 4
- Ausgangselement
- 5
- Elektromaschine
- 6
- Stator
- 7
- Rotor
- 8
- Statorträger
- 9
- Rotorträger
- 10
- topfartiges Element
- 11
- erster Wandbereich
- 12
- zweiter Wandbereich
- 13
- Trennkupplung
- 14
- Druckplatte
- 15
- Gegendruckplatte
- 16
- Zwischenplatte
- 17
- Reibbelag
- 18
- Reibbelag
- 19
- Kupplungsscheibe
- 20
- Ausgangsnabe
- 21
- Verbindungselement
- 22
- Schwungrad
- 23
- Rampenanordnung
- 24
- Kupplungselement
- 25
- Tellerfeder
- 26
- Kraftspeicher
- 27
- Aufnahme
- 28
- Träger
- 29
- Lager
- 30
- Hülse
- 31
- Ausrücklager
- 32
- Deckscheibe
- 33
- Sensorfeder
- 34
- Kontaktfläche
- 35
- Deckelanschlag
- 36
- axialer Anschlag
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19937545 A1 [0003]
- DE 102010054545 A1 [0004]
