DE4331852C2 - Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug nach dem. Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Antriebsanordnung für Kraftfahrzeuge mit einer Trennkupplung zwischen der Kurbelwelle und der Schwungmasse und einer Anfahr- und Schaltkupplung zwischen der Schwungmasse und dem Getriebe ist aus der DE-OS 30 23 294 bekannt. Dort wird ein auf beide Kupplungen wirkender Betätigungsmechanismus beschrieben, der in einer Hohlwelle des Getriebes konzentrisch ineinander angeordnete Betätigungselemente vorsieht, die beim Öffnen der Kupplungen eine jeweils aufeinander zugerichtete Bewegung ausführen. Die für die Kupplungsbetätigung erforderliche Kraft wird dabei in einem Doppelkolbensystem erzeugt, das an der der Brennkraftmaschine abgewandten Seite des Getriebegehäuses außen befestigt ist. Dieses Doppelkolbensystem erfordert sehr viel Bauraum sowie eine komplizierte Montage, weil mittels zweier Kontermuttern eine exakte Einstellung des als Zugstange wirkenden Betätigungselementes erforderlich ist.

Außerdem ist aus der DE-OS 39 07 030 eine Antriebsanordnung bekannt, bei der die Kupplungen der Kraftübertragungselemente als Druckstäbe ausgebildet sind. Diese Kraftübertragungselemente sind zudem so ineinander angeordnet, daß bei Betätigung einer Kupplung das zugehörige Kraftübertragungselement zur Sicherung gegen Verknicken vom anderen Kraftübertragungselement gestützt wird.

Aus der DE 37 37 192 A1 ist eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe angeordneten Schwungmasse bekannt, wobei hier das Kraftübertragungselement als Druckstange ausgebildet ist. Über eine spezifische Anordnung der Druckstange zu den anderen Komponenten wird erreicht, dass die bei den Trennkupplungen in einer vorgegebenen zeitlichen Folge gelöst werden. Der hierbei betriebene konstruktive Aufwand ist sehr hoch. Weiterhin ist aus der DE 30 13 299 A1 eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe angeordneten Schwungmasse bekannt, wobei bei der hier gezeigten Kupplung das Kraftübertragungselement ebenfalls als eine Druckstange ausgebildet ist. Auch hier wird mit relativ hohem konstruktiven Aufwand eine Betätigung der entsprechenden separaten Trennkupplungen u. a. über die entsprechende Druckstange realisiert.

Nachteilig bei den bekannten Antriebsanordnungen ist, dass die Betätigungsvorrichtungen für die entsprechenden Kupplungen in konstruktiv sehr aufwendigerweise realisiert sind, so dass unter Berücksichtigung des Bauraums, der Bauteile, des Gewichts und der Kosten diese noch nicht optimal ausgebildet ist, insbesondere bzgl. des Einsatzes des Kraftübertragungselemente in Zusammenwirkung mit anderen Komponenten diese verbesserungswürdig ist.

Die Aufgabe der Erfindung liegt nun darin, eine gattungsgemäße Antriebsanordnung vorzustellen, die einfacher aufgebaut ist, weniger Bauraum bedarf und somit Gewicht und Kosten der Antriebsanordnung reduziert.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Im Unterschied zu den bisher bekannten Antriebsanordnungen wird hier vorgeschlagen, die Schalt- und die Trennkupplung mit nur einer Betätigungsvorrichtung und nur einem Kraftübertragungselement in einfacher Weise zu betätigen. Dazu ist eine Krafterzeugungseinrichtung vorgesehen, die einen durch die Getriebeeingangswelle hindurchgeführten Druckstab betätigt, dessen Spitze in einer Doppelkupplungsvorrichtung auf die Druckplatte der Membranfeder der Schaltkupplung wirkt. Die Rückseite dieser Druckplatte wirkt ihrerseits bei weiterem Hineinschieben der Druckstange in die Doppelkupplungsvorrichtung auf die Druckplatte der Membranfeder der Trennkupplung, so daß mit nur einer einzigen Betätigungsvorrichtung und nur einem Kraftübertragungselement beide Kupplungen einzeln oder gemeinsam aktiviert und/oder passiviert werden können.

Zur Durchführung bestimmter Kupplungsvorgänge ist außerdem vorgesehen, daß achsparallel zu dem Kraftübertragungselement in der Druckplatte der Membranfeder der Trennkupplung eine etwa zylinderförmige Klinke vorhanden ist, mit der die Trennkupplung in einer Bohrung der Schwungradachse ein- und ausklinkbar ist. Dazu weist die Klinke im Bereich der Schwungradachse entlang ihres Kreisumfanges eine Ringnut auf, die über halbkreisförmige, axiale Einbuchtungen verfügt. Diese Einbuchtungen sind in Richtung zum Druckstab und von diesem wegweisend etwa um einen Halbkreisradius gegeneinander versetzt. Schließlich ist diese Ringnut über wenigstens eine axiale Nut auf der Zylinderoberfläche der Klinke mit dem motorseitigen Ende dieser Klinke verbunden. Letztlich ist bezüglich der Klinke vorgesehen, daß diese in der Andrückplatte der Membranfeder der Trennkupplung um ihre Längsachse drehbar gelagert ist.

In der Schwungradachse vorhandene Paßstifte können durch Drehen und Verschieben der Klinke in der Bohrung der Schwungradachse die Membranfeder der Trennkupplung arretieren. Durch nochmaliges Betätigen der Membranfeder durch den Druckstab ist die Trennkupplung wieder lösbar.

Durch diese spezielle Bauweise kann mit nur einer Betätigungsvorrichtung und mit nur einem Kraftübertragungselement die Antriebsanordnung in alle Kupplungszustände gebracht werden, die bisher nur mit zwei Betätigungsvorrichtungen und zwei Kraftübertragungselementen möglich waren.

Mit dieser Konstruktion wurde der Raumbedarf für diese Doppelkupplungsvorrichtung außerdem erheblich verringert und er Bauteil-, Gewichts- und Kostenaufwand deutlich reduziert.

Sofern die Schwungmasse als Läufer einer Elektromaschine in einem Hybrid-Antriebs- System ausgebildet ist, kann als besonderer Vorteil der Antriebsanordnung außerdem genannt werden, daß zum alleinigen Betrieb der Elektromaschine keine äu­ ßere Kraft für die Trennkupplung mehr nötig ist.

Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung läßt sich mit Hilfe eines in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutern. Im Einzelnen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Doppelkupplungsvor­ richtung der Antriebsanordnung,

Fig. 2 einer Außenansicht der Schaltklinke und

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Schwungradachse im Bereich der Paßstifte.

Die in Fig. 1 dargestellte Doppelkupplungsvorrichtung 3 ist in­ tegraler Bestandteil einer Antriebsanordnung für ein Kraftfahr­ zeug mit einer zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Ge­ triebe angeordneten Schwungmasse, die mit dem Getriebe über eine Anfahr- und Schaltkupplung 24 und mit der Brennkraftmaschine über eine Trennkupplung 25 verbunden ist. Auf der Eingangsseite dieser Doppelkupplungsvorrichtung 3 ist die Kurbelwelle 1 der Brenn­ kraftmaschine mit der Schwungradachse 11 des Schwungmassenkörpers verbunden, der gleichzeitig das Gehäuse für die Doppelkupplungs­ vorrichtung darstellt.

Auf der Abtriebsseite ist die Doppelkupplungsvorrichtung mit der Getriebeeingangswelle 9 verbunden, durch die das als Druckstange 7 ausgebildete Kraftübertragungselement hindurchgeführt und wie bei den gattungsgleichen Antriebsanordnungen auf der der Brenn­ kraftmaschine abgewandten Seite des Getriebes gelagert ist. Be­ tätigt wird diese Druckstange durch eine nicht dargestellte An­ triebsanordnung innerhalb oder außerhalb des Getriebegehäuses.

Die Druckseite der Druckstange 7 ist gegen eine Druckplatte 16 gerichtet, die an einer Federzunge 19 der Membranfeder 20 befe­ stigt ist. Die Membranfeder 20 wird an ihrem äußeren Rand von ei­ ner Nut 14 aufgenommen und übt in ihrer Ausgangsstellung eine die Anfahr- und Schaltkupplung 24 schließende Federkraft auf ein An­ preßstück 22 aus. In gleicher Weise übt die an einem Befesti­ gungsmittel 13 angelenkte Federzunge 18 der Membranfeder 21 in ihrer Ausgangsstellung eine Federkraft auf ein Anpreßstück 23 aus und schließt so die Trennkupplung 25.

Die in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung zeigt, daß die Kupplungen 24 und 25 mit nur einer Druckstange 7 unabhängig voneinander betätigt werden können. Zur Öffnung der Trennkupplung 25 wird die Druckstange von der nicht dargestellten Betätigungsvorrichtung in Richtung auf das Kupplungssystems be­ wegt. Dabei drückt die Druckstange 7 gegen die Druckplatte 16, so daß die in der Nut 14 gehaltene Membranfeder 20 vom Anpreßstück 22 abhebt und so die Anfahr- und Schaltkupplung 24 öffnet. In diesem Zustand ist die Trennkupplung 25 noch geschlossen, so daß der Antriebsmotor über die Kurbelwelle 1 sein Antriebsmoment an die Schwungmasse weiterleiten kann.

Zur Betätigung der Trennkupplung 25 wird der Druckstab 7 über die nicht dargestellte Betätigungsvorrichtung weiter in die Doppel­ kupplungsvorrichtung 3 hineinbewegt. Dabei stößt dann die Druck­ seite 12 der Druckplatte 16 auf die Druckplatte 17, so daß die am Befestigungsmittel 13 angelenkte Membranfeder 21 das Anpreßstück 23 freigibt, die Trennkupplung 25 öffnet und die Schwungmasse vom Verbrennungsmotor und Getriebe getrennt ist.

In der Druckplatte 17 ist achsparallel zum Druckstab 7 eine Klin­ ke 15 angeordnet, die in dieser Druckplatte 17 um ihre Längsachse drehbar gelagert ist, und von dem Druckstab 7 über die Druck­ platte 16 und die Druckplatte 17 in einer Bohrung 10 der Schwung­ radachse 11 axial verschieblich angeordnet ist.

Diese Klinke 15 ist in einer Draufsicht in Fig. 2 dargestellt. Sie dient zum Arretieren der Trennkupplungsglieder im geöffneten Zustand. Dazu verfügt die Klinke gemäß den Fig. 1 und 2 über eine ringnutartige Vertiefung 8 an ihrer Außenseite, die durch wenigstens eine achsparallele Nut 26 mit dem verbrennungsmotor­ seitigen Ende der Klinke verbunden ist.

In die Bohrung 10 der Schwungradachse 11 ragen vorzugsweise drei Paßstifte 5, die in Fig. 3 im Querschnitt durch die Schwungrad­ achse 11 dargestellt sind. Mit Hilfe dieser Paßstifte 5 läßt sich die Klinke 15 in der in die Schwungradachse 11 eingeschobenen Po­ sition arretieren. Dazu wird unter Drehung der Klinke 15 wenig­ stens einer der Paßstifte 5 durch die Nut 26 in die Ringnut 8 der Klinke eingeschoben und dort in etwa halbkreisförmigen Einbuch­ tungen 6 der Ringnut eingerastet. Durch nochmaliges Betätigen der Klinke 15 in axiale Richtung durch die Druckstange 7 und die Druckplatte 16 läßt sich der Paßstift 5 durch die Nut 26 aus der Ringnut 8 der Klinke herausführen und die bis dahin arretierte Trennkupplung 25 wieder lösen.

Bei Fahrzeugen mit einem Hybridantrieb, bei dem das Schwungrad zugleich als Läufer einer Elektromaschine ausgeführt ist, kann damit zusätzlich bei offener Trennkupplung 25 und geschlossener Schaltkupplung 24 bei stillstehenden Verbrennungsmotor die Elek­ tromaschine mit der Antriebsseite verbunden werden. Dadurch wer­ den je nach Auslegung der Elektromaschine erweiterte Motor-Start- Stop Anwendungen oder Einwellenhybridantriebe möglich.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Kurbelwelle

2

Gehäuse

3

Doppelkupplungsvorrichtung

5

Paßstift

6

Einbuchtung

7

Druckstange

8

Nut

9

Getriebeeingangswelle

10

Bohrung

11

Schwungradachse

12

Rückseite der Druckplatte

13

Befestigungsmittel

14

Nut

15

Klinke

16

Druckplatte

17

Druckplatte

18

Federzunge

19

Federzunge

20

Membranfeder

21

Membranfeder

22

Anpreßstück

23

Anpreßstück

24

Schaltkupplung

25

Trennkupplung

26

Nut

Claims (5)

1. Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe angeordneten Schwungmasse, die mit dem Getriebe über eine Anfahr- und Schaltkupplung (24) und mit der Brennkraftmaschine über eine Trennkupplung (25) verbunden ist, und mit mindestens einer Betätigungsvorrichtung für die Kupplungen, welche im wesentlichen aus einer Krafterzeugungseinrichtung und einem Kraftübertragungselement (7) besteht, welches in einer Hohlwelle (9) des Getriebes geführt wird und an einem Ende mit der Krafterzeugungseinrichtung und am anderen Ende mit den konzentrisch zueinander angeordneten Kupplungen (24, 25) verbunden ist, und wobei das Kraftübertragungselement als Druckstange ausgebildet ist, die nur zur Betätigung der beiden Kupplungen (24, 25) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass dazu die Druckstange (7) auf eine erste Druckplatte (16) einer ersten Membranfeder (20) drückt, deren in einer Nut (14) gelagerte Federzunge (19) dabei ein Anpressstück (22) freigibt und so die Schaltkupplung (24) löst, dass zur Lösung der Trennkupplung (25) die Druckstange (7) noch weiter in das Kupplungsgehäuse (2) hineinwirkt, so dass die Rückseite (12) der Druckplatte (16) gegen eine mit einer zweiten Druckplatte (17) verbundene Klinkte (15) wirkt, wobei die zweite Druckplatte (17) einer Membranfeder (21) zugeordnet ist, deren Federzunge (18) in Befestigungskörpern (13) angelenkt ist und wobei die Klinke (15) durch die axiale Verschiebung der Druckstange (7) in einer Bohrung (10) in der Schwungradachse (11) in Ausrückstellung der Trennkupplung (25) arretierbar und zum Einrücken der Trennkupplung wieder lösbar ist.

2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (15) an ihrem zylindrischen Umfang über eine Ring­ nut (8) verfügt, die etwa halbkreisförmige Einbuchtungen (6) zur Aufnahme von Arretierungspaßstiften (5) aufweist.

3. Antriebsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die halbkreisförmigen Einbuchtungen (6) gegen­ einander versetzt angeordnet sind.

4. Antriebsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klinke (15) in der Druckplatte (17) um ihre Längsachse drehbar angeordnet ist.

5. Antriebsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Paßstifte (5) radial in die Bohrung (10) der Schwungradachse (11) weisend angeordnet sind.