DE3320950A1

DE3320950A1 - Antriebsanordnung fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3320950A1
Application number: DE19833320950
Authority: DE
Inventors: Romanus Dipl Ing Scholz
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1983-06-10
Filing date: 1983-06-10
Publication date: 1984-12-13
Anticipated expiration: 2003-06-11
Also published as: DE3320950C2

Description

ANTRIEBSANORDNUNG FÜR EIN KRAFTFAHRZEUG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Antriebsanordnung ist beispielsweise aus der DE-OS 29 25 675 bekannt. Dabei dient die elektrische Maschine zugleich als Lichtmaschine und Anlasser für den Verbrennungsmotor. Darüber hinaus könnte aber bei entsprechender Bemessung der elektrischen Maschine diese auch zum Antrieb des Fahrzeugs selbst herangezogen werden, wodurch ein Fahrzeug-Hybridantrieb entsteht.
Diese bekannte Antriebsanordnung 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 Nachteil, daß beim Betrieb der Anordnung nachteilige Verlagerungen des Läufers und folglich Veränderungen des Luftspalts zwischen diesem und dem Ständer der elektrischen Maschine auftreten können. 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 Mög-lichkeit in sehr engen Grenzen konstant gehalten werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Antriebsanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei der die Gefahr der Änderung des Luftspalts der elektrischen Maschine nach Möglichkeit vermieden wird und die darüber hinaus axial möglichst kurz baut.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Dadurch, daß erfindungsgemäß die zweite Kupplung und die elektrische Maschine in der radialen Ebene des dem Schwungrad zugeordneten Lagers angeordnet sind, wird das Entstehen eines Hebelarms zwischen der Lagerung und der elektrischen Maschine und dadurch verursachte Verlagerungen des Läufers durch Kippmomente weitgehend ausgeschlossen. Die konzentrische Anordnung der zweiten Kupplung radial unterhalb des Läufers der elektrischen Maschine ermöglicht zudem eine außerordentlich kompakte und in axialer Richtung kurze Bauweise.
Da bei der erfindungsgemäßen Bauweise die wirksame Kupplungsfläche der zweiten Kupplung stark verkleinert wird und damit zum sicheren Schließen der Kupplung erhöhte Anpreßkräfte über die Tellerfeder aufgebracht werden müssen, ist es zweckmäßig, die diese Kupplung beaufschlagende Tellerfeder auf der der Motorkurbelwelle abgewandten Seite der ersten Kupplung anzuordnen, um eine ausreichend kräftige und im Durchmesser große Tellerfeder unterbringen zu können.
Im Gegensatz zur üblichen Bauweise solcher Antriebsanordnungen sollte dann die erste Kupplung von einem durch die als Hohlwelle ausgebildete Abtriebswelle geführten Betätigungsgestänge ausrückbar sein.
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 erfindungsgemäßen 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 Schnittlinien 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 herkömmlicher Hubkolben-Verbrennungsmotors, wie er zum Antrieb von Kraftfahrzeugen üblich ist, mit 2 eine erste Kupplung zur Verbindung eines insgesamt mit 5 angegebenen, die Ungleichförmigkeiten der Motorkurbelwelle 1 ausgleichenden Schwungrades mit einer zu einem hier nicht weiter dargestellten Geschwindigkeitswechselgetriebe 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 belastet, die sich mit ihrem radial äußeren Rand an einer Ringfläche 11b eines Schwungradträgerteils 11 abstützt und in ihrem mittleren Teil gegen einen Betätigungsnocken 42 des axial beweglichen Druckplattenteils 15 anliegt. Am radial inneren Rand der Tellerfeder 40 greift ein Scheibenteil 41 eines Ausrücklagers 43 an, das von einer durch die hohle Abtriebswelle 45 geführten Betätigungsstange 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 Blattfedern 36 mit dem radial äußeren Ringflansch 11a des Schwungradträgerteils 11 verbunden. Die Tellerfedern 36 bringen nach Überdrücken der Tellerfeder 40 das axial bewegliche Druckplattenteil 15 außer Eingriff mit den Kupplungsbelägen 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 feststehendes Druck-plattenteil 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 Ringflansch 11a der Schwungradträgerscheibe 11 verbunden sind. Neben den Befestigungsschrauben 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 verteilt, 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 herumgreifenden Ende 31a zur Abstützung einer die zweite Kupplung beaufschlagenden Tellerfeder 30 dienen. Am radial inneren Rand der Tellerfeder 30 greift ein Ausrücklager 28 an, das eine Ausnehmung 29 zum Eingriff eines hier nicht gezeigten Betätigungshebels aufweist. Diese Tellerfeder 30 ist an ihrer dem Abstützblech 31a gegenüberliegenden Stirnseite an einem Haltenocken 33 des feststehenden Druckplattenteils 13 der ersten Kupplung 2 ab-gestützt und betätigt mit ihrem radial äußeren Rand über ein mit fingerartigen Vorsprüngen 34a versehenes 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 angeordneten radialen Vorsprüngen 16 a. Diese Vorsprünge 16a greifen dabei durch Ausnehmungen 52 des feststehenden Druckplattenteils 14 der zweiten Kupplung 3 und sind ihrerseits über Blattfedern 35 mit dem Ringflansch 11a der Schwungradträgerscheibe 11 verbunden. Zur Befestigung dieser Blattfedern 35 sowie der das bewegliche Druckplattenteil 15 der ersten Kupplung 2 haltenden Blattfedern 36 an dem Ringflansch 11a bzw. den radialen Vorsprüngen 16a bzw. 15a der axial beweglichen Druckplattenteile 15 bzw. 16 sind Niete 37 bis 39 vorgesehen, die in der Fig. 3 näher dargestellt sind.
Die zweite Kupplung 3, deren Kupplungsbeläge 17 im Verhältnis zu den an dieser Stelle auftretenden, relativ hohen, ungedämpften Drehschwingungen der Motorkurbelwelle relativ klein bemessen sind und deshalb eine relativ starke Tellerfeder 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 Kupplung 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 gezeigten 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 elektrischen 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 zentrales Radteil 10 in der Kurbelwelle 1 des hier nicht weiter gezeigten Antriebsmotors gelagert ist. Dazu dienen zwei mit relativ großem Abstand angeordnete Kugellagerreihen 6, deren Außenring 7 mit einem Flansch 7a unter Zwischenschaltung einer Distanzbuchse 19 an dem Ringflansch la der Motorkurbelwelle 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 aufgeschraubten Mutter 9 gehalten ist.
Zusammen mit dem Ringflansch 7a des Lageraußenrings 7 sind auch Mitnehmerscheiben 18a der Kupplungsscheibe 18 der zweiten Kupplung 3 direkt am Ringflansch la der Motorkurbelwelle 1 befestigt, wobei zwischen den Mitnehmerscheiben 18a und der Kupplungsscheibe 18 Federelemente vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung unnachgiebig, dagegen in axialer Richtung eine gewisse Federung ermöglichen, um beim Abheben des axial beweglichen Druckplattenteils 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 relativ kurz, was für den Einbau einer derartigen Einheit in herkömmliche Kraftfahrzeuge mit dem dort nur begrenzt zur Verfügung stehenden Bauraum wesentlich 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 die-sem 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 geglättete Momentenbelastung auftritt, durch eine radial kleinere, im Innenraum angebrachte Tellerfeder beaufschlagt werden kann.
- Leerseite -

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Hubkolben-Verbrennungsmotor, einer ersten schaltbaren Kupplung zur Verbindung eines der Motorkurbelwelle zugeordneten Schwungrades mit einer über ein Getriebe zu den Antriebsrädern des Fahrzeugs führenden Abtriebswelle, einer zweiten schaltbaren Kupplung zur Verbindung der Motorkurbelwelle mit dem Schwungrad, das die Druckplatten der schaltbaren Kupplungen umfaßt, und mit einer elektrischen Maschine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs und/oder Anlassen des Verbrennungsmotors, die einen mit ortsfesten Gehäuseteilen des Verbrennungsmotors verbindbaren Ständer und einen mit dem Schwungrad verbundenen Läufer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplung (3) radial unter dem Läufer (25) der elektrischen Maschine (4) und zusammen mit dieser im wesentlichen in der radialen Ebene des dem Schwungrad (5, 11-16) zugeordneten Lagers (6) angeordnet ist.
2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplung (3) mittels eines die erste Kupplung (2) übergreifenden 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.
3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplung (2) entgegen einer Tellerfeder (40) von einem durch die als Hohlwelle ausgebildete Abtriebswelle (45) geführten Betätigungsgestänge (41, 43,44) ausrückbar ist.