WO2024132014A1 - Torque transmission device for a drive train of a motor vehicle, and drive train of a motor vehicle - Google Patents

Torque transmission device for a drive train of a motor vehicle, and drive train of a motor vehicle Download PDF

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WO2024132014A1
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torque
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transmission component
torque transmission
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David SCHNÄDELBACH
Julien URBAN
Romain Vogt
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16H55/17—Toothed wheels
    • F16H55/18—Special devices for taking up backlash

Definitions

  • Torque transmission device for a drive train of a motor vehicle and drive train of a motor vehicle
  • the invention relates to a torque transmission device for a drive train of a motor vehicle and to a drive train of a motor vehicle.
  • This rattling occurs between a gear of a transmission that connects an electric machine to the torque transmission device and a K0 clutch.
  • a first aspect of the present invention comprises a torque transmission device for a drive train of a motor vehicle.
  • the torque transmission device has an input with which an incoming torque can be introduced into the torque transmission device.
  • the input can be connected to an internal combustion engine.
  • the input can also comprise a vibration damper with which vibrations of an internal combustion engine can be dampened before entering a separating clutch.
  • the torque transmission device comprises an output with which an outgoing torque from the torque transmission device can be transmitted.
  • the output can be connected to a manual transmission and/or to a torque converter.
  • the output can also be designed as a single piece.
  • the torque transmission device has a separating clutch for releasably connecting the input to the output, wherein the separating clutch comprises a first and a second coupling part which can be releasably connected to one another.
  • the first coupling part is connected to the input in a rotationally fixed or torque-transmitting manner and the second coupling part is connected to the output in a rotationally fixed or torque-transmitting manner.
  • the first coupling part can form part of the input and the second coupling part part of the output.
  • the second coupling part alone can also form the output.
  • the torque transmission device further comprises a power transmission component with which the separating clutch can be connected to an electrical machine.
  • the power transmission component can be ring-shaped.
  • the power transmission component can also surround the second clutch part, e.g. similar to a rolling bearing, whose inner ring (which can be formed by the second clutch part) is surrounded by an outer ring (which can be formed by the power transmission component).
  • At least one energy-absorbing element is arranged between the separating clutch or between the second clutch part and the power transmission component. This prevents noise or gear rattling between a rotor shaft of an electric machine in a drive train and the power transmission component. This also means that "preloading" by an electric machine is not required, which can save energy.
  • the rolling elements arranged between the inner and outer ring can be formed by the at least one energy-absorbing element.
  • movements from the inner ring or from the second clutch part are passed on to the outer ring or to the power transmission component and vice versa.
  • the at least one energy absorbing element may comprise at least one spring.
  • the at least one energy-absorbing element can also have two springs with different spring constants in order to achieve a multi-stage design.
  • the at least one energy-absorbing element can thus have a soft first stage up to a small moment and a second stage that is stiffer than the first stage.
  • the at least one spring can be a compression spring.
  • the at least one energy-absorbing element can be designed as a straight spring or as an arc spring. Compression and arc springs can be useful if different spring rates and frictions are required. Arc springs can also be used as a stop.
  • the at least one energy-absorbing element can also be designed when rotating clockwise and counterclockwise or in the boost and recuperation directions so that it can cover the maximum torques of an electric machine.
  • the at least one energy-absorbing element can have a characteristic curve that is symmetrical in the boost and recuperation directions and covers the torques of an electric machine that lead to rattling.
  • the second coupling part can have at least one first receptacle within which the at least one energy absorbing element is arranged.
  • Each first receptacle may have a stop for the at least one energy absorbing element at its ends.
  • the force transmission component can have at least one second receptacle within which the at least one energy absorbing element is arranged.
  • Every second receptacle can have a stop at its ends for the at least one energy absorbing element.
  • the second coupling part can have at least one stop element with which the maximum offset from the second coupling part to the power transmission component can be adjusted.
  • the force transmission component can have a recess for each stop element of the second coupling part, so that a stop element of the second coupling part can be abutted against the ends of the recess, whereby the relative angle of rotation of the second coupling part to the force transmission component can be limited.
  • the power transmission component can be designed to interact with a gear, a chain or a belt.
  • the power transmission component can be designed as a gear.
  • the power transmission component can also have external teeth or internal teeth.
  • the power transmission component can have a friction-reducing coating.
  • the coating can be applied to the external teeth or to the internal teeth.
  • the power transmission component can have helical gearing or double helical gearing. This creates a radial and axial force component proportional to the transmitted torque. These can be caused by an electrical machine that transmits forces to the power transmission component. Additionally or alternatively, these force components can be caused when they are transmitted from the power transmission component to an electrical machine.
  • a friction-reducing coating such as an axial bearing or a radial and axial bearing, can be arranged between the power transmission component and the second coupling part.
  • the torque transmission device can have a bearing in the axial and/or radial direction, so that the second coupling part in the radial and can absorb forces in the axial direction, which arise, for example, from radial and/or axial force components from helical gearing.
  • the power transmission component can also form part of a transmission for connection to an electrical machine.
  • the power transmission component can be designed in one piece. This simplifies the structure of the torque transmission device.
  • the force transmission component can be annular and have a T-shaped cross-section.
  • the power transmission component can have a radial section and an axial section.
  • the radial portion of the force transmission component which extends in the radial direction, may have at least one second receptacle for partially receiving at least one energy absorbing element.
  • the second coupling part may have at least a first receptacle for partially receiving at least one energy absorbing element.
  • the at least one second receptacle can be arranged in the force transmission component in such a way that the at least one energy-absorbing element can be introduced into the at least one second receptacle from the axial direction or that the at least one energy-absorbing element can be introduced into the at least one second receptacle from the radial direction.
  • the at least one first receptacle can also be arranged in the second coupling part in such a way that the at least one energy-absorbing element can be introduced into the at least one first receptacle from the axial direction or that the at least one energy-absorbing element can be introduced into the at least one first receptacle from the radial direction.
  • the second coupling part can be designed such that the force transmission component is arranged on its radial outer side.
  • the at least one energy absorbing element can be arranged in the radial direction between the second coupling part and the force transmission component.
  • the at least one energy-absorbing element can be arranged centrally in the axial direction between the second coupling part and the force transmission component.
  • the different arrangements can be used to respond to different mechanical requirements.
  • the radial portion of the force transmission component which extends in the radial direction, can be C-shaped, and the opening of the C-shape can be oriented inward in the radial direction.
  • Each leg of the C-shape can have at least one second receptacle.
  • a first of the two equally aligned legs of the C-shape can be formed integrally with the axial section.
  • a second of the two equally aligned legs of the C-shape can be attached to the axial section or can be designed as a separate component.
  • the second leg of the C-shape can be fastened to the first leg in a force-fitting and/or form-fitting manner, for example by means of a rivet or a screw.
  • the second leg of the C-shape can also be fastened to the axial section of the force transmission component, e.g. with a toothing, in a force-locking and/or form-locking manner.
  • the second leg can be designed as a spacer disk that can be arranged between the second coupling part and a securing element in order to minimize play between the power transmission component and the second coupling part.
  • the spacer disk may have at least one second receptacle for partially receiving at least one energy absorbing element.
  • the spacer disc can be circular in shape.
  • the axial portion of the power transmission component which extends in the axial direction, can have a groove for a securing element, e.g. designed as a locking ring or as a snap ring, in order to secure the power transmission component in the axial direction on the second coupling part.
  • a securing element e.g. designed as a locking ring or as a snap ring
  • the torque transmission device can comprise a securing element which can be inserted into a groove and which has at least one second receptacle.
  • first and/or the second leg of the C-shape can each have an axial stop for the second coupling part in order to adjust the axial position.
  • Two stops can be arranged opposite each other and at the same radial height or at different radial heights.
  • At least one axial stop can be arranged below the toothing or above the at least one energy absorbing element or below the at least one energy absorbing element.
  • the power transmission component can be centered radially outward on the second coupling part.
  • At least one of the surfaces of the second coupling part that contact the force transmission component or at least one of the surfaces of the force transmission component that contact the second coupling part can be designed to be crowned in order to prevent jamming when the second coupling part tilts relative to the force transmission component.
  • the second coupling part is made in one piece.
  • the second coupling part can be arranged between two legs of the power transmission component.
  • the second coupling part can be designed in two parts.
  • the two parts of the second coupling part can be connected to each other in a rotationally fixed and/or force-locking and/or form-locking manner, e.g. by means of rivets.
  • the second coupling part can be C-shaped in an axial cross section or can be designed similarly to a tuning fork.
  • a second of the two equally aligned parts of the C-shape can be designed to be attachable to a first of the two equally aligned parts of the C-shape.
  • the first and/or the second part of the C-shape can also have at least one axial stop for the force transmission component. Furthermore, the first and/or the second part of the C-shape can have at least one first receptacle within which the at least one energy absorbing element is arranged.
  • the first and/or the second part of the C-shape can also have at least one first receptacle of the second coupling part per energy absorbing element.
  • the force transmission component can also have at least one second receptacle per energy absorbing element.
  • first and/or the second part of the C-shape can center the force transmission component in the radial direction on its radial outer side.
  • the radial section of the force transmission component which extends in the radial direction, can have a groove on each of its two axial end faces, into which the second coupling part engages in order to connect the second coupling part and the force transmission component to one another in a force-fitting and/or form-fitting manner.
  • the at least one energy-absorbing element is designed to be supercritical, so that the frequency at which the at least one energy-absorbing element is operated is greater than the natural frequency.
  • a second aspect of the present invention includes a drive train of a motor vehicle.
  • the drive train can have an electric machine which comprises a rotor shaft.
  • the rotor shaft can form part of a transmission of the drive train.
  • the drive train can also include a transmission that connects the rotor shaft to the torque transmission device or to the second clutch part of the separating clutch of the torque transmission device.
  • the torque transmission device With the help of the torque transmission device, the eigenforms of the transmission that are in the drivable range can be shifted below the idle speed of the internal combustion engine with the at least one energy-absorbing element. These eigenforms can violate the target curve for tensile insulation. The insulation can be improved by this at least one energy-absorbing element.
  • the drive train can comprise a manual transmission which is arranged at the output of the torque transmission device and which is connected to the output of the torque transmission device in a torque-transmitting manner.
  • This idea concerns - in simplified terms - the arrangement of a damper or at least one energy-absorbing element in the electric machine power flow between the combustion engine or internal combustion engine and the gearing to an electric machine.
  • This damper can transmit the electric motor torque (pull and thrust) or the torque of an electric machine and is not located in the power flow between the internal combustion engine and a manual transmission of a drive train.
  • This damper can be designed for the full electric motor torque.
  • the stop torque at which gear rattling occurs can at least cover the range at which there is a flank changeA/gear rattling (torque has a zero crossing) within the gear(s) between a torque transmission device and an electrical machine
  • the damper reduces the rotational irregularity in the gearing, which is introduced by the combustion engine, to such an extent that the areas in which flank changes can occur are reduced.
  • the gearwheel or a second clutch part of a separating clutch of a torque transmission device was firmly connected to the output of the torque transmission device or was made in one piece.
  • a power transmission component or a gear ring is connected to the second clutch part of the torque transmission device via the damper.
  • the stiffness of the damper or the energy-absorbing elements can be selected so that the new eigenform (electric motor/gearbox/gearwheel via the damper or power transmission component) of the newly generated degree of freedom is below the idle speed, so that isolation is guaranteed.
  • the friction can be adjusted by arranging the friction points. The further out, the greater the friction (force x p x radius). If the friction is too great, a plain bearing or other friction-reducing measures (component/coating) can be integrated.
  • the gear can be positioned using a centering device and an axial stop, the gear can move and tilt within the clearance.
  • the axial stop can be placed as close as possible (in the radial direction) to the gear teeth in order to avoid generating a large tilting moment.
  • the damper or at least one energy-absorbing element can shift the transmission's eigenforms that are in the drivable range below the idle speed. This can also improve the traction insulation in the drive train.
  • features of a torque transmission device having the at least one energy absorbing element or a damper are mentioned in bullet points.
  • first and/or the second leg of the C-shape can each have an axial stop for the second coupling part in order to adjust the axial position.
  • the axial stop can ...
  • the force transmission component can be centered radially on the second clutch part, directly below the toothing and/or below the at least one energy-absorbing element and/or above the at least one energy-absorbing element and/or at the level of the at least one energy-absorbing element and/or to the housing and/or to the output of the torque transmission device.
  • the radial centering can be provided with a friction-reducing measure (such as coating, plain bearings, radial bearings).
  • a friction-reducing measure such as coating, plain bearings, radial bearings.
  • the at least one energy-absorbing element can be arranged in the axial direction below the gear or below the power transmission component or in the axial direction next to the gear/power transmission component.
  • the at least one energy-absorbing element/damper can be designed for partial load.
  • a stop torque is selected depending on the excitation and the achievable spring rate so that there are as few zero crossings or flank changes in the gearing between the torque transmission device and the electric machine as possible.
  • the at least one energy-absorbing element/damper can also be designed for full load.
  • the damper or at least one energy-absorbing element is not a damper, but can be designed to be supercritical. This means that the generated eigenmodes and the resulting anti-resonances are not used to dampen defined frequencies.
  • the damper/at least one energy-absorbing element can be designed in the boost and recuperation direction so that it covers the maximum electric motor torques (full load).
  • the damper/the at least one energy-absorbing element can be designed in such a way that its springs have a symmetrical characteristic curve in the boost and recuperation directions.
  • the damper can be designed in the boost and recuperation directions in such a way that it covers the critical electric motor moments that could lead to rattling (partial load).
  • Fig. 1 A is a sectional view of a torque transmission device for a drive train of a motor vehicle according to a first embodiment
  • Fig. 1B is an enlarged view of Figure 1A;
  • Fig. 1C is an enlarged view of Figure 1B;
  • Fig. 2A and 2B are perspective views of a second coupling part of a separating clutch of the torque transmission device and of a force transmission component of the torque transmission device;
  • Fig. 3 a spatial view of a power transmission component of the
  • Fig. 4 is a spatial view of a second coupling part of a
  • Fig. 5 is a sectional view of a torque transmission device according to a second embodiment
  • Fig. 6 is a sectional view of a torque transmission device according to a third embodiment
  • Fig. 7 is a sectional view of a torque transmission device according to a fourth embodiment
  • Fig. 8 is a sectional view of a torque transmission device according to a fifth embodiment
  • Fig. 9 is a sectional view of a torque transmission device according to a sixth embodiment.
  • Fig. 10 is a sectional view of a torque transmission device according to a seventh embodiment
  • Fig. 11 is a schematic representation of a drive train of a
  • Fig. 12 a diagram of a vibration analysis or the torque on the gearing between the torque transmission device and the electrical machine as a function of time
  • Fig. 13 is a diagram of the magnification function for the forced damped oscillation.
  • Figure 1 A shows a sectional view of a torque transmission device 1 for a drive train 50 of a motor vehicle according to a first Embodiment.
  • Figure 1B shows an enlarged view of Figure 1A
  • Figure 1C shows an enlarged view of Figure 1B.
  • Figures 2A and 2B show spatial views of a second coupling part 6 of a separating clutch 4 of the torque transmission device 1 and of a power transmission component 7 of the torque transmission device 1.
  • Figure 3 shows a spatial view of a power transmission component of the torque transmission device 1
  • Figure 4 shows a spatial view of a second coupling part 6 of a separating clutch 4 of the torque transmission device 1.
  • Figure 1A shows a torque transmission device 1 for a drive train 50 of a motor vehicle.
  • the torque transmission device 1 has an input 2 that can be connected to an internal combustion engine 51 and with which an incoming torque can be introduced into the torque transmission device 1.
  • the input 2 comprises a vibration damper 24 with which vibrations of an internal combustion engine 51 can be dampened.
  • the torque transmission device 1 has an output 3 which can be connected to a manual transmission 55 and with which an outgoing torque from the torque transmission device 1 can be transmitted.
  • the torque transmission device 1 comprises a separating clutch 4 for releasably connecting the input 2 to the output 3.
  • the separating clutch 4 has a first and a second coupling part 5, 6.
  • the first clutch part 5 is connected to the input 2 in a rotationally fixed or torque-transmitting manner and the second clutch part 6 is connected to the output 3 in a rotationally fixed or torque-transmitting manner.
  • the first clutch part 5 forms part of the input 2 and the second clutch part 6 forms part of the output, whereby the second clutch part 6 can even form the output 3.
  • Figure 1A shows that the torque transmission device 1 has a power transmission component 7 with which the separating clutch 4 can be connected to an electric machine 52.
  • the power transmission component 7 is ring-shaped
  • the power transmission component 7 also surrounds the second coupling part 6, e.g. similar to a rolling bearing, whose inner ring (which can be formed by the second coupling part 6) is surrounded by an outer ring (which can be formed by the power transmission component 7).
  • Energy absorbing elements 8 are arranged between the separating clutch 4 or between the second clutch part 6 and the power transmission component 7.
  • the rolling elements arranged between the inner and outer ring are formed by the at least one energy-absorbing element 8. In contrast to the rolling bearing, movements from the inner ring or the second coupling part are passed on to the outer ring or the power transmission component and vice versa.
  • the energy-absorbing elements 8 have a spring.
  • an energy-absorbing element 8 it is also possible for an energy-absorbing element 8 to have two springs with different spring constants in order to achieve a multi-stage design.
  • Each spring is a compression spring and is designed as a straight spring.
  • Figures 1B, 1C and 2A show that the second coupling part 6 has a plurality of first receptacles 9, each for partially receiving an energy-absorbing element 8.
  • Each first receptacle 9 has a stop for an energy-absorbing element 8 at its ends.
  • the force transmission component 7 has a plurality of second receptacles 10, within each of which an energy-absorbing element 8 is arranged.
  • Each second receptacle 10 has a stop for an energy-absorbing element 8 at its ends.
  • the elements 8 In the interaction of the stops of the first and second receptacles 9, 10 and the energy absorbing elements 8, which are clamped between the power transmission component 7 and the second coupling part 6, in the case of relative rotation of the power transmission component 7 and the second coupling part 6, the elements 8 always reset the relative rotation.
  • the second coupling part 6 has various stop elements 11 with which the maximum offset from the second coupling part 6 to the force transmission component 7 can be adjusted.
  • the force transmission component 7 has a recess 12 per stop element 11 of the second coupling part 6, so that a stop element 11 of the second coupling part 6 can be abutted against the ends of the recess 12. This makes it possible to limit the relative angle of rotation of the second coupling part 6 to the force transmission component 7.
  • the power transmission component 7 is designed to interact with a gear.
  • the power transmission component 7 is designed as a gear with external teeth. This is a helical gear.
  • the power transmission component 7 thus forms part of a transmission 54 for connection to an electric machine 52.
  • the force transmission component 7 is formed in one piece and is annular and has a T-shaped cross section.
  • the force transmission component 7 has a radial section 13 and an axial section 14 (cf. Figure 1 B), wherein the radial section 13, which extends in the radial direction R, has a plurality of second receptacles 10 for partially receiving an energy absorbing element 8.
  • the second coupling part 6 has a plurality of first receptacles 9 for partially receiving an energy absorbing element 8.
  • every second receptacle 10 is arranged in the force transmission component 7 in such a way that the energy-absorbing element 8 can be introduced into the second receptacle 10 from the axial direction A.
  • every second receptacle 10 and every first receptacle 9 has a shape that is complementary to the energy-absorbing element 8.
  • the first and second receptacles 9, 10 are each semicircular.
  • the axial portion 14 of the power transmission component 7, which extends in the axial direction A, has a groove 23 for a securing element 20, designed as a snap ring, in order to secure the power transmission component 7 in the axial direction A on the second coupling part 6.
  • the second coupling part 6 is designed such that the force transmission component 7 is arranged on its radial outer side.
  • the energy absorbing elements 8 are arranged centrally in the axial direction A between the second coupling part 6 and the force transmission component 7.
  • the surfaces of the second coupling part 6 which contact the force transmission component 7 are spherical in order to prevent jamming when the second coupling part 6 tilts relative to the force transmission component 7.
  • Figures 5, 6 and 7 show a sectional view of a torque transmission device 1 according to a second, third and fourth embodiment.
  • the second coupling part 6 is formed in one piece and is arranged between two legs 15, 16 of the force transmission component 7.
  • Each leg 15, 16 of the C-shape has a second receptacle 10, wherein a first of the two equally aligned legs 15 of the C-shape is formed integrally with the axial section 14. A second of the two equally aligned legs 16 of the C-shape can be attached to the axial section 14.
  • Figure 5 shows that the axial portion 14 of the force transmission component 7, which extends in the axial direction A, has a groove 23 for a securing element 20, designed as a snap ring, in order to secure the second coupling part 6 in the axial direction A.
  • the second leg 16 is designed as a spacer disk 19, which is arranged between the second coupling part 6 and the securing element 20 in order to minimize play between the force transmission component 7 and the second coupling part 6.
  • the spacer disk 19 has a second receptacle 10 for partially receiving an energy-absorbing element 8 (as already described with regard to the second leg 16).
  • the spacer disk 19 is designed in the shape of a circular disk.
  • the torque transmission device 1 comprises a securing element 20 which can be inserted into a groove 23 and which has the second receptacle 10.
  • Figure 7 which shows a fourth embodiment of the torque transmission device 1
  • the second leg 16 of the C-shape is fastened to the axial section 14 of the force transmission component 7 in a force-locking and form-locking manner by means of a toothing.
  • Figure 7 shows that the axial section 14 of the force transmission component 7, which extends in the axial direction A, has a groove 23 for a securing element 20, designed as a snap ring, in order to secure the second coupling part 6 in the axial direction A.
  • first and second legs 15, 16 of the C-shape each have an axial stop 17 for the second coupling part 6 in order to adjust the axial position.
  • the two stops 17, 17 are arranged opposite one another and at the same radial height. To be more precise, the axial stops 17, 17 are arranged below the toothing and above the energy-absorbing element 8.
  • Figures 8 to 10 each show a sectional view of a torque transmission device 1 according to a fifth, sixth and seventh embodiment.
  • each of the three figures shows that the second coupling part 6 is formed in two parts and that the two parts 21, 22 of the second coupling part 6 are connected to one another in a rotationally fixed or force-locking and/or form-locking manner, e.g. by means of rivets.
  • the second coupling part 6 is C-shaped in an axial cross section or is designed similar to a tuning fork.
  • a second of the two equally aligned parts 22 of the C-shape is designed to be attachable to a first of the two equally aligned parts 21 of the C-shape or is designed as a separate component.
  • the first and second parts 21, 22 of the C-shape have a plurality of first receptacles 9, within each of which an energy-absorbing element 8 is arranged.
  • the first and second parts 21, 22 of the C-shape have a first receptacle 9 for each energy-absorbing element 8.
  • the force transmission component 7 has a second receptacle 10 for each energy-absorbing element 8.
  • Figures 8 to 10 show that the first and second parts 21, 22 of the C-shape center the force transmission component 7 in the radial direction R on their radial outer side.
  • the radial section 13 of the force transmission component 7, which extends in the radial direction R, has a groove 18 on each of its two axial end faces, into which the second coupling part 6 engages in order to connect the second coupling part 6 and the force transmission component 7 to one another in a force-fitting and form-fitting manner.
  • Figure 11 shows a schematic representation of a drive train 50 of a motor vehicle.
  • the drive train 50 has an internal combustion engine 51 and a torque transmission device 1, as explained in the figures above, wherein the torque transmission device 1 comprises a vibration damper 24 which connects the input 2 of the torque transmission device 1 to the internal combustion engine 51 in a torque-transmitting manner. Furthermore, the drive train 50 has an electric machine 52, which comprises a rotor shaft 53, and a transmission 54, which connects the rotor shaft 53 to the torque transmission device 1 or to the second clutch part 6 of the separating clutch 4 of the torque transmission device 1.
  • a manual transmission 55 is arranged at the output 3 of the torque transmission device 1 and is connected to the output 3 of the torque transmission device 1 in a torque-transmitting manner.
  • the energy-absorbing elements 8 are designed to be supercritical (cf. Figure 13 - a diagram of the magnification function for the forced, damped oscillation - area to the right of root 2), so that the frequency at which the energy-absorbing elements 8 are operated is greater than the natural frequency, whereby excitation of the electric machine 52 by the gearbox 55 and/or by the internal combustion engine 51 can be prevented.
  • the energy absorbing elements 8 are designed when rotating clockwise and counterclockwise or in the boost and recuperation directions so that they cover the maximum torques of the electric machine 52.
  • the energy-absorbing elements 8 have a characteristic curve that is symmetrical in the boost and recuperation directions and covers the torques of the electric machine 52 that lead to rattling.
  • Figure 12 shows a diagram of a vibration analysis or the torque on the gearing between the torque transmission device 1 and the electric machine 52 as a function of time.
  • This diagram compares the design of a drive train 50 without energy absorbing elements 8 with a design with energy absorbing elements 8.
  • Figure 12 shows that the rotational irregularity from the internal combustion engine 51 has various zero crossings, which can lead to rattling.
  • Figure 12 shows that in the drive train 50 with energy absorbing elements 8, these zero crossings are avoided, thus preventing rattling.
  • Torque transmission device 18 Groove 19 Spacer
  • Stop element 53 rotor shaft

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a torque transmission device (1) for a drive train (50) of a motor vehicle, having: - an input (2) by means of which an input torque can be introduced into the torque transmission device (1), - an output (3) by means of which an output torque can be forwarded from the torque transmission device (1), - a disconnect clutch (4) for releasably connecting the input (2) to the output (3), - wherein the disconnect clutch (4) comprises a first and a second clutch part (5, 6), - wherein the first clutch part (5) is connected in a torque-transmitting manner to the input (2) and the second clutch part (6) is connected in a torque-transmitting manner to the output (3), - a force transmission component (7) by means of which the disconnect clutch (4) can be connected to an electric machine (52), - wherein at least one energy-absorbing element (8) is arranged between the disconnect clutch (4) or between the second clutch part (6) and the force transmission component (7).

Description

Drehmomentübertraqunqseinrichtunq für einen Antriebsstranq eines Kraftfahrzeuges sowie Antriebsstranq eines Kraftfahrzeuges Torque transmission device for a drive train of a motor vehicle and drive train of a motor vehicle
Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges sowie einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. The invention relates to a torque transmission device for a drive train of a motor vehicle and to a drive train of a motor vehicle.
Bei der Umgestaltung eines bestehenden Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges in ein Hybridantriebkonzept ist während der Entwicklung aufgefallen, dass bei geringen Lasten ein Verzahnungsklappern (Flankenwechsel bei geringen Lasten) auftritt. When converting an existing drive train of a motor vehicle into a hybrid drive concept, it was noticed during development that gear chatter (flank change at low loads) occurs at low loads.
Dieses Klappern tritt zwischen einem Zahnrad eines Getriebes, das eine elektrische Maschine mit der Drehmomentübertragungseinrichtung verbindet, und einer K0-Kupp- lung auf. This rattling occurs between a gear of a transmission that connects an electric machine to the torque transmission device and a K0 clutch.
Bei einem bekannten Lösungsansatz wird die elektrische Maschine soweit "vorgespannt", dass die Last so hoch ist, dass es zu keinem Verzahnungsklappern kommen kann. Das führt allerdings bei höheren Drehzahlen zu extrem großen Leistungen, die ggf. nicht benötigt werden bzw. zu großen Verlusten. In a known solution, the electric machine is "preloaded" so that the load is so high that no gear rattling can occur. However, at higher speeds this leads to extremely high power levels that may not be needed or to large losses.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehmomentübertragungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges sowie einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges anzugeben, welche bzw. welcher kostengünstig und materialsparend herstellbar ist sowie oben geschildertes Verzahnungsklappern unterbindet. It is therefore an object of the present invention to provide a torque transmission device for a drive train of a motor vehicle and a drive train of a motor vehicle, which can be produced cost-effectively and in a material-saving manner and prevents the gear rattling described above.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. This object is achieved by the features of the independent patent claims. Further advantageous developments are the subject of the subclaims.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Drehmomentübertragungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. A first aspect of the present invention comprises a torque transmission device for a drive train of a motor vehicle.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung weist einen Eingang, mit welchem ein eingehendes Drehmoment in die Drehmomentübertragungseinrichtung einbringbar, auf. Zudem kann der Eingang mit einer Verbrennungskraftmaschine verbindbar sein. Der Eingang kann auch einen Schwingungsdämpfer umfassen, mit welchem Schwingungen einer Verbrennungskraftmaschine vor Eingang in eine Trennkupplung dämpfbar sind. Des Weiteren umfasst die Drehmomentübertragungseinrichtung einen Ausgang, mit welchem ein ausgehendes Drehmoment aus der Drehmomentübertragungseinrichtung weiterleitbar ist. Der Ausgang kann mit einem Schaltgetriebe und/oder mit einem Drehmomentwandler verbindbar sein. Der Ausgang kann auch einteilig ausgebildet sein. The torque transmission device has an input with which an incoming torque can be introduced into the torque transmission device. In addition, the input can be connected to an internal combustion engine. The input can also comprise a vibration damper with which vibrations of an internal combustion engine can be dampened before entering a separating clutch. Furthermore, the torque transmission device comprises an output with which an outgoing torque from the torque transmission device can be transmitted. The output can be connected to a manual transmission and/or to a torque converter. The output can also be designed as a single piece.
Zudem weist die Drehmomentübertragungseinrichtung eine Trennkupplung zum lösbaren Verbinden des Eingangs mit dem Ausgang auf, wobei die Trennkupplung einen ersten und einen zweiten Kupplungsteil umfasst, die miteinander lösbar verbindbar sind. In addition, the torque transmission device has a separating clutch for releasably connecting the input to the output, wherein the separating clutch comprises a first and a second coupling part which can be releasably connected to one another.
Der erste Kupplungsteil ist drehfest oder drehmomentübertragend mit dem Eingang und der zweite Kupplungsteil drehfest oder drehmomentübertragend mit dem Ausgang verbunden. Dabei kann das erste Kupplungsteil einen Teil des Eingangs und das zweite Kupplungsteil einen Teil des Ausgangs bilden. Auch kann das zweite Kupplungsteil alleine den Ausgang bilden. The first coupling part is connected to the input in a rotationally fixed or torque-transmitting manner and the second coupling part is connected to the output in a rotationally fixed or torque-transmitting manner. The first coupling part can form part of the input and the second coupling part part of the output. The second coupling part alone can also form the output.
Ferner umfasst die Drehmomentübertragungseinrichtung ein Kraftübertragungsbauteil, mit welchem die Trennkupplung mit einer elektrischen Maschine verbindbar ist. Das Kraftübertragungsbauteil kann ringförmig ausgebildet sein. Auch kann das Kraftübertragungsbauteil das zweite Kupplungsteil umgeben, z. B. ähnlich wie bei einem Wälzlager, dessen Innenring (vom zweitem Kupplungsteil ausbildbar) von einem Außenring (vom Kraftübertragungsbauteil ausbildbar) umgeben wird. The torque transmission device further comprises a power transmission component with which the separating clutch can be connected to an electrical machine. The power transmission component can be ring-shaped. The power transmission component can also surround the second clutch part, e.g. similar to a rolling bearing, whose inner ring (which can be formed by the second clutch part) is surrounded by an outer ring (which can be formed by the power transmission component).
Zwischen der Trennkupplung bzw. zwischen dem zweiten Kupplungsteil und dem Kraftübertragungsbauteil ist wenigstens ein Energie absorbierendes Element angeordnet. Dadurch sind Geräusche bzw. ein Verzahnungsklappern zwischen einer Rotorwelle einer elektrischen Maschine eines Antriebsstrangs und dem Kraftübertragungsbauteil verhinderbar. Dadurch wird zudem das "Vorspannen" durch eine elektrische Maschine nicht benötigt, wodurch Energie gespart werden kann. So können in Analogie zum vorgenannten Beispiel mit dem Wälzlager die zwischen Innen- und Außenring angeordneten Wälzkörper von dem wenigstens einen Energie absorbierenden Element gebildet werden. Im Unterschied zum Wälzlager werden Bewegungen vom Innenring bzw. vom zweiten Kupplungsteil an den Außenring bzw. an das Kraftübertragungsbauteil und umgekehrt weitergeleitet. Das wenigstens eine Energie absorbierende Element kann wenigstens eine Feder aufweisen. At least one energy-absorbing element is arranged between the separating clutch or between the second clutch part and the power transmission component. This prevents noise or gear rattling between a rotor shaft of an electric machine in a drive train and the power transmission component. This also means that "preloading" by an electric machine is not required, which can save energy. In analogy to the above example with the rolling bearing, the rolling elements arranged between the inner and outer ring can be formed by the at least one energy-absorbing element. In contrast to the rolling bearing, movements from the inner ring or from the second clutch part are passed on to the outer ring or to the power transmission component and vice versa. The at least one energy absorbing element may comprise at least one spring.
Auch kann das wenigstens eine Energie absorbierende Element zwei Federn mit unterschiedlichen Federkonstanten aufweisen, um eine Mehrstufigkeit zu realisieren. So kann das wenigstens eine Energie absorbierende Element eine weiche, erste Stufe bis zu einem geringen Moment und eine zweite, im Vergleich zur ersten Stufe steifere Stufe aufweisen. The at least one energy-absorbing element can also have two springs with different spring constants in order to achieve a multi-stage design. The at least one energy-absorbing element can thus have a soft first stage up to a small moment and a second stage that is stiffer than the first stage.
Die wenigstens eine Feder kann eine Druckfeder sein. Das wenigstens eine Energie absorbierende Element kann als Geradfeder oder als Bogenfeder ausgebildet sein. Druck- und Bogenfedern können sinnvoll sein, wenn unterschiedliche Federraten und Reibungen benötigt werden. Bogenfedern können auch als Anschlag verwendet werden. The at least one spring can be a compression spring. The at least one energy-absorbing element can be designed as a straight spring or as an arc spring. Compression and arc springs can be useful if different spring rates and frictions are required. Arc springs can also be used as a stop.
Auch kann das wenigstens eine Energie absorbierende Element beim Drehen im und entgegen dem Uhrzweigersinn bzw. in Boost- und in Rekuperationsrichtung so ausgebildet sein, dass dieses die maximalen Drehmomente einer elektrischen Maschine abdecken kann. The at least one energy-absorbing element can also be designed when rotating clockwise and counterclockwise or in the boost and recuperation directions so that it can cover the maximum torques of an electric machine.
Ferner kann das wenigstens eine Energie absorbierende Element eine in Boost- und in Rekuperationsrichtung symmetrische Kennlinie aufweisen, die die Drehmomente einer elektrischen Maschine, die zum Klappern führen, abdeckt. Furthermore, the at least one energy-absorbing element can have a characteristic curve that is symmetrical in the boost and recuperation directions and covers the torques of an electric machine that lead to rattling.
Des Weiteren kann das zweite Kupplungsteil wenigstens eine erste Aufnahme aufweisen, innerhalb welcher das wenigstens eine Energie absorbierende Element angeordnet ist. Furthermore, the second coupling part can have at least one first receptacle within which the at least one energy absorbing element is arranged.
Jede erste Aufnahme kann an ihren Enden einen Anschlag für das wenigstens eine Energie absorbierende Element aufweisen. Each first receptacle may have a stop for the at least one energy absorbing element at its ends.
Zudem kann das Kraftübertragungsbauteil wenigstens eine zweite Aufnahme aufweisen, innerhalb welcher das wenigstens eine Energie absorbierende Element angeordnet ist. In addition, the force transmission component can have at least one second receptacle within which the at least one energy absorbing element is arranged.
Jede zweite Aufnahme kann an ihren Enden einen Anschlag für das wenigstens eine Energie absorbierende Element aufweisen. Every second receptacle can have a stop at its ends for the at least one energy absorbing element.
Im Zusammenspiel der Anschläge der ersten und zweiten Aufnahmen und den Energie absorbierenden Elementen, die zwischen dem Kraftübertragungsbauteil und dem zweiten Kupplungsteil eingespannt sein können, können bei relativer Verdrehung von Kraftübertragungsbauteil und zweitem Kupplungsteil Energie absorbierende Elemente die relative Verdrehung stets rückstellen. The interaction of the stops of the first and second mounts and the energy absorbing elements located between the power transmission component and the second coupling part can be clamped, in the event of relative rotation of the power transmission component and the second coupling part, energy absorbing elements can always restore the relative rotation.
Des Weiteren kann das zweite Kupplungsteil wenigstens ein Anschlagelement aufweisen, mit welchem der maximale Versatz von zweitem Kupplungsteil zu Kraftübertragungsbauteil einstellbar ist. Furthermore, the second coupling part can have at least one stop element with which the maximum offset from the second coupling part to the power transmission component can be adjusted.
Das Kraftübertragungsbauteil kann eine Aussparung pro Anschlagelement des zweiten Kupplungsteils aufweisen, sodass ein Anschlagelement des zweiten Kupplungsteils gegen die Enden der Aussparung anschlagbar ist, wodurch der relative Verdrehwinkel von zweitem Kupplungsteil zu Kraftübertragungsbauteil begrenzbar ist. The force transmission component can have a recess for each stop element of the second coupling part, so that a stop element of the second coupling part can be abutted against the ends of the recess, whereby the relative angle of rotation of the second coupling part to the force transmission component can be limited.
Außerdem kann das Kraftübertragungsbauteil ausgebildet sein, mit einem Zahnrad, mit einer Kette oder mit einem Riemen wechselzuwirken. In addition, the power transmission component can be designed to interact with a gear, a chain or a belt.
So kann das Kraftübertragungsbauteil als Zahnrad ausgebildet sein. The power transmission component can be designed as a gear.
Auch kann das Kraftübertragungsbauteil eine Außenverzahnung oder eine Innenverzahnung aufweisen. The power transmission component can also have external teeth or internal teeth.
Das Kraftübertragungsbauteil kann eine reibungsreduzierende Beschichtung aufweisen. Die Beschichtung kann auf der Außenverzahnung oder auf der Innenverzahnung angebracht sein. The power transmission component can have a friction-reducing coating. The coating can be applied to the external teeth or to the internal teeth.
Das Kraftübertragungsbauteil kann eine Schrägverzahnung oder eine Doppeltschrägverzahnung aufweisen. Dadurch entsteht proportional zum übertragenen Moment eine radiale und axiale Kraftkomponente. Diese können von einer elektrischen Maschine verursacht werden, die Kräfte an das Kraftübertragungsbauteil weiterleitet. Zusätzlich oder alternativ können diese Kraftkomponenten verursacht werden, bei deren Weiterleitung von dem Kraftübertragungsbauteil an eine elektrische Maschine. The power transmission component can have helical gearing or double helical gearing. This creates a radial and axial force component proportional to the transmitted torque. These can be caused by an electrical machine that transmits forces to the power transmission component. Additionally or alternatively, these force components can be caused when they are transmitted from the power transmission component to an electrical machine.
Ferner kann, z. B. im Lichte obiger Ausführungen, zwischen dem Kraftübertragungsbauteil und dem zweiten Kupplungsteil eine reibungsreduzierende Beschichtung, ein Gleitlager oder ein Wälzlager, wie z. B. ein Axiallager oder ein Radial- und Axiallager, angeordnet sein. Furthermore, for example in light of the above statements, a friction-reducing coating, a plain bearing or a rolling bearing, such as an axial bearing or a radial and axial bearing, can be arranged between the power transmission component and the second coupling part.
Zusätzlich kann die Drehmomentübertragungseinrichtung eine Lagerung in axialer und/oder radialer Richtung aufweisen, sodass das zweite Kupplungsteil in radialer und axialer Richtung Kräfte aufnehmen kann, die z. B. von radialen und/oder axialen Kraftkomponenten von einer Schrägverzahnung herrühren. In addition, the torque transmission device can have a bearing in the axial and/or radial direction, so that the second coupling part in the radial and can absorb forces in the axial direction, which arise, for example, from radial and/or axial force components from helical gearing.
Auch kann das Kraftübertragungsbauteil einen Teil eines Getriebes zur Verbindung mit einer elektrischen Maschine bilden. The power transmission component can also form part of a transmission for connection to an electrical machine.
Des Weiteren kann das Kraftübertragungsbauteil einstückig ausgebildet sein. Dies vereinfacht den Aufbau der Drehmomentübertragungseinrichtung. Furthermore, the power transmission component can be designed in one piece. This simplifies the structure of the torque transmission device.
Das Kraftübertragungsbauteil kann ringförmig ausgebildet sein und einen T-förmigen Querschnitt aufweisen. The force transmission component can be annular and have a T-shaped cross-section.
So kann das Kraftübertragungsbauteil einen radialen Abschnitt und einen axialen Abschnitt aufweisen. The power transmission component can have a radial section and an axial section.
Der radiale Abschnitt des Kraftübertragungsbauteils, der sich in radialer Richtung erstreckt, kann wenigstens eine zweite Aufnahme zum teilweisen Aufnehmen wenigstens eines Energie absorbierenden Elements aufweisen. The radial portion of the force transmission component, which extends in the radial direction, may have at least one second receptacle for partially receiving at least one energy absorbing element.
Das zweite Kupplungsteil kann wenigstens eine erste Aufnahme zum teilweisen Aufnehmen wenigstens eines Energie absorbierenden Elements aufweisen. The second coupling part may have at least a first receptacle for partially receiving at least one energy absorbing element.
Des Weiteren kann die wenigstens eine zweite Aufnahme derart im Kraftübertragungsbauteil angeordnet sein, dass das wenigstens eine Energie absorbierende Element aus axialer Richtung in die wenigstens eine zweite Aufnahme einbringbar ist oder dass das wenigstens eine Energie absorbierende Element aus radialer Richtung in die wenigstens eine zweite Aufnahme einbringbar ist. Furthermore, the at least one second receptacle can be arranged in the force transmission component in such a way that the at least one energy-absorbing element can be introduced into the at least one second receptacle from the axial direction or that the at least one energy-absorbing element can be introduced into the at least one second receptacle from the radial direction.
Auch kann die wenigstens eine erste Aufnahme derart im zweiten Kupplungsteil angeordnet sein, dass das wenigstens eine Energie absorbierende Element aus axialer Richtung in die wenigstens eine erste Aufnahme einbringbar ist oder dass das wenigstens eine Energie absorbierende Element aus radialer Richtung in die wenigstens eine erste Aufnahme einbringbar ist. The at least one first receptacle can also be arranged in the second coupling part in such a way that the at least one energy-absorbing element can be introduced into the at least one first receptacle from the axial direction or that the at least one energy-absorbing element can be introduced into the at least one first receptacle from the radial direction.
Außerdem kann die wenigstens eine erste und/oder die wenigstens eine zweite Aufnahme eine Form aufweisen, die komplementär zum wenigstens einen Energie absorbierende Element ausgebildet ist. Dabei kann die wenigstens eine erste und/oder die wenigstens eine zweite Aufnahme halbkreisförmig ausgebildet sein. In addition, the at least one first and/or the at least one second receptacle can have a shape that is complementary to the at least one energy-absorbing element. The at least one first and/or the at least one second receptacle can be semicircular.
Zudem kann der zweite Kupplungsteil derart ausgebildet sein, dass an seiner radialen Außenseite das Kraftübertragungsbauteil angeordnet ist. Das wenigstens eine Energie absorbierende Element kann in radialer Richtung zwischen dem zweiten Kupplungsteil und dem Kraftübertragungsbauteil angeordnet sein.In addition, the second coupling part can be designed such that the force transmission component is arranged on its radial outer side. The at least one energy absorbing element can be arranged in the radial direction between the second coupling part and the force transmission component.
Alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine Energie absorbierende Element in axialer Richtung mittig zwischen dem zweiten Kupplungsteil und dem Kraftübertragungsbauteil angeordnet sein. Mit den unterschiedlichen Anordnungen kann auf unterschiedliche mechanische Anforderungen reagiert werden. Alternatively or additionally, the at least one energy-absorbing element can be arranged centrally in the axial direction between the second coupling part and the force transmission component. The different arrangements can be used to respond to different mechanical requirements.
Des Weiteren kann der radiale Abschnitt des Kraftübertragungsbauteils, der sich in radialer Richtung erstreckt, C-förmig ausgebildet sein, und die Öffnung der C-Form in radialer Richtung nach innen orientiert sein. Furthermore, the radial portion of the force transmission component, which extends in the radial direction, can be C-shaped, and the opening of the C-shape can be oriented inward in the radial direction.
Jeder Schenkel der C-Form kann die wenigstens eine zweite Aufnahme aufweisen.Each leg of the C-shape can have at least one second receptacle.
Ein erster der beiden gleich ausgerichteten Schenkel der C-Form kann einstückig mit dem axialen Abschnitt ausgebildet sein. A first of the two equally aligned legs of the C-shape can be formed integrally with the axial section.
Ein zweiter der beiden gleich ausgerichteten Schenkel der C-Form kann an dem axialen Abschnitt anbringbar sein bzw. als separates Bauteil ausgestaltet sein. A second of the two equally aligned legs of the C-shape can be attached to the axial section or can be designed as a separate component.
Der zweite Schenkel der C-Form kann an dem ersten Schenkel kraft- und/oder formschlüssig, beispielsweise mithilfe einer Niets oder einer Schraube, befestigbar sein.The second leg of the C-shape can be fastened to the first leg in a force-fitting and/or form-fitting manner, for example by means of a rivet or a screw.
Auch kann der zweite Schenkel der C-Form an dem axialen Abschnitt des Kraftübertragungsbauteils, z. B. mit einer Verzahnung, kraft- und/oder formschlüssig befestigbar sein. The second leg of the C-shape can also be fastened to the axial section of the force transmission component, e.g. with a toothing, in a force-locking and/or form-locking manner.
Ferner kann der zweite Schenkel als Distanzscheibe ausgebildet sein, die zwischen dem zweiten Kupplungsteil und einem Sicherungselement anordenbar ist, um Spiel zwischen Kraftübertragungsbauteil und zweitem Kupplungsteil zu minimieren. Furthermore, the second leg can be designed as a spacer disk that can be arranged between the second coupling part and a securing element in order to minimize play between the power transmission component and the second coupling part.
Die Distanzscheibe kann die wenigstens eine zweite Aufnahme zum teilweisen Aufnehmen wenigstens eines Energie absorbierenden Elements aufweisen. The spacer disk may have at least one second receptacle for partially receiving at least one energy absorbing element.
Dabei kann die Distanzscheibe kreisscheibenförmig ausgebildet sein. The spacer disc can be circular in shape.
Der axiale Abschnitt des Kraftübertragungsbauteils, der sich in axialer Richtung erstreckt, kann eine Nut für ein Sicherungselement, z. B. ausgebildet als Sicherungsring oder als Sprengring, aufweisen, um das Kraftübertragungsbauteil in axialer Richtung am zweiten Kupplungsteil zu sichern. So kann also die Drehmomentübertragungseinrichtung ein Sicherungselement umfassen, das in eine Nut einsetzbar ist und das die wenigstens eine zweite Aufnahme aufweist. The axial portion of the power transmission component, which extends in the axial direction, can have a groove for a securing element, e.g. designed as a locking ring or as a snap ring, in order to secure the power transmission component in the axial direction on the second coupling part. Thus, the torque transmission device can comprise a securing element which can be inserted into a groove and which has at least one second receptacle.
Des Weiteren kann der erste und/oder der zweite Schenkel der C-Form jeweils einen axialen Anschlag für das zweite Kupplungsteil aufweisen, um die axiale Position einzustellen. Furthermore, the first and/or the second leg of the C-shape can each have an axial stop for the second coupling part in order to adjust the axial position.
Zwei Anschläge können gegenüberliegend und auf gleicher radialer Höhe oder auf unterschiedlichen radialen Höhen angeordnet sein. Two stops can be arranged opposite each other and at the same radial height or at different radial heights.
Wenigstens ein axialer Anschlag kann unterhalb der Verzahnung oder oberhalb des wenigstens einen Energie absorbierenden Elements oder unterhalb des wenigstens einen Energie absorbierenden Elements angeordnet sein. At least one axial stop can be arranged below the toothing or above the at least one energy absorbing element or below the at least one energy absorbing element.
Ferner kann das Kraftübertragungsbauteil radial außen auf dem zweiten Kupplungsteil zentriert sein. Furthermore, the power transmission component can be centered radially outward on the second coupling part.
Außerdem kann wenigstens eine der Flächen des zweiten Kupplungsteils, die das Kraftübertragungsbauteil kontaktieren, oder wenigstens eine der Flächen des Kraftübertragungsbauteils, die das zweite Kupplungsteil kontaktieren, ballig ausgeführt sein, um ein Verklemmen bei Verkippen des zweiten Kupplungsteils relativ zum Kraftübertragungsbauteil zu verhindern. In addition, at least one of the surfaces of the second coupling part that contact the force transmission component or at least one of the surfaces of the force transmission component that contact the second coupling part can be designed to be crowned in order to prevent jamming when the second coupling part tilts relative to the force transmission component.
Auch ist es denkbar, dass das zweite Kupplungsteil einteilig ausgebildet ist. It is also conceivable that the second coupling part is made in one piece.
Dabei kann das zweite Kupplungsteil zwischen zwei Schenkeln des Kraftübertragungsbauteils angeordnet sein. The second coupling part can be arranged between two legs of the power transmission component.
Alternativ kann das zweite Kupplungsteil zweiteilig ausgebildet sein. Alternatively, the second coupling part can be designed in two parts.
Die zwei Teile des zweiten Kupplungsteils können drehfest und/oder kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sein, z. B. mittels Nieten. The two parts of the second coupling part can be connected to each other in a rotationally fixed and/or force-locking and/or form-locking manner, e.g. by means of rivets.
Das zweite Kupplungsteil kann in einem axialen Querschnitt C-förmig ausgebildet sein oder ähnlich einer Stimmgabel ausgebildet sein. The second coupling part can be C-shaped in an axial cross section or can be designed similarly to a tuning fork.
Ein zweiter der beiden gleich ausgerichteten Teile der C-Form kann an einem ersten der beiden gleich ausgerichteten Teile der C-Form anbringbar ausgebildet sein. A second of the two equally aligned parts of the C-shape can be designed to be attachable to a first of the two equally aligned parts of the C-shape.
Auch kann der erste und/oder der zweite Teil der C-Form wenigstens einen axialen Anschlag für das Kraftübertragungsbauteil aufweisen. Ferner kann der erste und/oder der zweite Teil der C-Form wenigstens eine erste Aufnahme aufweisen, innerhalb welcher das wenigstens eine Energie absorbierende Element angeordnet ist. The first and/or the second part of the C-shape can also have at least one axial stop for the force transmission component. Furthermore, the first and/or the second part of the C-shape can have at least one first receptacle within which the at least one energy absorbing element is arranged.
Der erste und/oder der zweite Teil der C-Form kann auch pro Energie absorbierenden Element wenigstens eine erste Aufnahme des zweiten Kupplungsteils aufweisen.The first and/or the second part of the C-shape can also have at least one first receptacle of the second coupling part per energy absorbing element.
Auch kann das Kraftübertragungsbauteil pro Energie absorbierenden Element wenigstens eine zweite Aufnahme aufweisen. The force transmission component can also have at least one second receptacle per energy absorbing element.
Außerdem kann der erste und/oder der zweite Teil der C-Form an seiner radialen Außenseite das Kraftübertragungsbauteil in radialer Richtung zentrieren. In addition, the first and/or the second part of the C-shape can center the force transmission component in the radial direction on its radial outer side.
Des Weiteren kann der radiale Abschnitt des Kraftübertragungsbauteils, der sich in radialer Richtung erstreckt, an seinen beiden axialen Stirnseiten jeweils eine Nut aufweisen, in welche das zweite Kupplungsteil eingreift, um das zweite Kupplungsteil und das Kraftübertragungsbauteil kraft- und/oder formschlüssig miteinander zu verbinden.Furthermore, the radial section of the force transmission component, which extends in the radial direction, can have a groove on each of its two axial end faces, into which the second coupling part engages in order to connect the second coupling part and the force transmission component to one another in a force-fitting and/or form-fitting manner.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Energie absorbierende Element überkritisch ausgelegt ist, sodass die Frequenz, bei der das wenigstens eine Energie absorbierende Element betrieben wird, größer ist als die Eigenfrequenz. Furthermore, it can be provided that the at least one energy-absorbing element is designed to be supercritical, so that the frequency at which the at least one energy-absorbing element is operated is greater than the natural frequency.
Dadurch kann eine Anregung einer elektrischen Maschine und/oder von der Verbrennungskraftmaschine unterbindbar sein. This can prevent excitation of an electrical machine and/or the internal combustion engine.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. A second aspect of the present invention includes a drive train of a motor vehicle.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale der Drehmomentübertragungseinrichtung, wie sie unter dem ersten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges Anwendung finden können. It is expressly pointed out that the features of the torque transmission device as mentioned under the first aspect can be used individually or in combination with one another in the drive train of a motor vehicle.
Anders ausgedrückt, die oben unter dem ersten Aspekt der Erfindung genannten Merkmale betreffend die Drehmomentübertragungseinrichtung können auch hier unter dem zweiten Aspekt der Erfindung mit weiteren Merkmalen kombiniert werden. In other words, the features mentioned above under the first aspect of the invention relating to the torque transmission device can also be combined here with further features under the second aspect of the invention.
Ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges kann eine Verbrennungskraftmaschine und eine Drehmomentübertragungseinrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung aufweisen. Dabei kann die Drehmomentübertragungseinrichtung einen Schwingungsdämpfer, welcher den Eingang der Drehmomentübertragungseinrichtung drehmomentübertragend mit der Verbrennungskraftmaschine verbindet, aufweisen. A drive train of a motor vehicle may comprise an internal combustion engine and a torque transmission device according to the first aspect of the invention. The torque transmission device can have a vibration damper which connects the input of the torque transmission device to the internal combustion engine in a torque-transmitting manner.
Zudem kann der Antriebsstrang eine elektrische Maschine, welche eine Rotorwelle umfasst, aufweisen. Dabei kann die Rotorwelle einen Teil eines Getriebes des Antriebsstrangs bilden. In addition, the drive train can have an electric machine which comprises a rotor shaft. The rotor shaft can form part of a transmission of the drive train.
Auch kann der Antriebsstrang ein Getriebe, welches die Rotorwelle mit der Drehmomentübertragungseinrichtung bzw. mit dem zweiten Kupplungsteil der Trennkupplung der Drehmomentübertragungseinrichtung verbindet, umfassen. Mithilfe der Drehmomentübertragungseinrichtung können die Eigenformen vom Getriebe, die sich im fahrbaren Bereich befinden, mit dem wenigstens einen Energie absorbierenden Element unter die Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine verschoben werden. Diese Eigenformen können die Zugisolationszielkurve verletzen. Durch dieses wenigstens eine Energie absorbierende Element kann die Isolation verbessert werden. The drive train can also include a transmission that connects the rotor shaft to the torque transmission device or to the second clutch part of the separating clutch of the torque transmission device. With the help of the torque transmission device, the eigenforms of the transmission that are in the drivable range can be shifted below the idle speed of the internal combustion engine with the at least one energy-absorbing element. These eigenforms can violate the target curve for tensile insulation. The insulation can be improved by this at least one energy-absorbing element.
Zudem kann der Antriebsstrang ein Schaltgetriebe, das am Ausgang der Drehmomentübertragungseinrichtung angeordnet ist und das mit dem Ausgang der Drehmomentübertragungseinrichtung drehmomentübertragend verbunden ist, umfassen. In addition, the drive train can comprise a manual transmission which is arranged at the output of the torque transmission device and which is connected to the output of the torque transmission device in a torque-transmitting manner.
Nachfolgend wird der oben dargestellte Erfindungsgedanke nochmals und ergänzend mit anderen Worten ausgedrückt. In the following, the inventive concept presented above is expressed again and additionally in other words.
Dieser Gedanke betrifft - vereinfacht dargestellt - im E-Maschinenkraftfluss, zwischen Verbrenner bzw. Verbrennungskraftmaschine und Verzahnung zu einer elektrischen Maschine einen Dämpfer bzw. wenigstens ein Energie absorbierendes Element anzuordnen. This idea concerns - in simplified terms - the arrangement of a damper or at least one energy-absorbing element in the electric machine power flow between the combustion engine or internal combustion engine and the gearing to an electric machine.
Dieser Dämpfer kann das E-Maschinenmoment (Zug und Schub) bzw. das Moment einer elektrischen Maschine übertragen und ist nicht im Kraftfluss zwischen Verbrennungskraftmaschine und einem Schaltgetriebe eines Antriebsstrangs angeordnet. Dieser Dämpfer kann auf das volle E-Maschinenmoment ausgelegt sein. This damper can transmit the electric motor torque (pull and thrust) or the torque of an electric machine and is not located in the power flow between the internal combustion engine and a manual transmission of a drive train. This damper can be designed for the full electric motor torque.
Das Anschlagmoment, bei dem es zu einem Verzahnungsklappern kommt, kann mindestens den Bereich abdecken, bei denen es zu einem FlankenwechselA/erzah- nungsklappern (Moment hat einen Nulldurchgang) innerhalb der Verzahnung(en) zwischen einer Drehmomentübertragungseinrichtung und einer elektrischen Maschine kommen kann. Durch den Dämpfer wird die Drehungleichförmigkeit, die durch den Verbrenner eingeleitet wird, in der Verzahnung soweit reduziert, dass die Bereiche in denen es zu Flankenwechseln kommen kann, reduziert werden. The stop torque at which gear rattling occurs can at least cover the range at which there is a flank changeA/gear rattling (torque has a zero crossing) within the gear(s) between a torque transmission device and an electrical machine The damper reduces the rotational irregularity in the gearing, which is introduced by the combustion engine, to such an extent that the areas in which flank changes can occur are reduced.
Bisher war das Zahnrad bzw. ein zweiter Kupplungsteil einer Trennkupplung einer Drehmomentübertragungseinrichtung fest mit dem Ausgang der Drehmomentübertragungseinrichtung verbunden bzw. einteilig ausgeführt. Durch den Einsatz des Dämpfers bzw. des wenigstens einen Energie absorbierenden Elements, wird ein Kraftübertragungsbauteil bzw. ein Zahnkranz über den Dämpfer an den zweiten Kupplungsteil der Drehmomentübertragungseinrichtung angebunden. Previously, the gearwheel or a second clutch part of a separating clutch of a torque transmission device was firmly connected to the output of the torque transmission device or was made in one piece. By using the damper or at least one energy-absorbing element, a power transmission component or a gear ring is connected to the second clutch part of the torque transmission device via the damper.
Die Steifigkeit des Dämpfers bzw. der Energie absorbierenden Elemente kann so gewählt werden, dass die neue Eigenform (E-Maschine/Getriebe/Zahnrad über den Dämpfer bzw. Kraftübertragungsbauteil) vom neu generierten Freiheitsgrad unterhalb der Leerlaufdrehzahl liegt, damit eine Isolation gewährleistet ist. The stiffness of the damper or the energy-absorbing elements can be selected so that the new eigenform (electric motor/gearbox/gearwheel via the damper or power transmission component) of the newly generated degree of freedom is below the idle speed, so that isolation is guaranteed.
Dadurch, dass es sich bei solchen Verzahnungen in der Regel um Schrägverzahnungen handelt (wegen der Akustik), müssen in der Anbindung Radial- und Axialkräfte abgestützt werden. Die axiale Abstützung muss in beide Richtungen erfolgen, da die elektrische Maschine boosten bzw. rekuperieren kann. Diese Kräfte sind abhängig vom E-Maschinenmoment, was dazu führt, dass auch die Reibung lastabhängig ist. Die Reibung wird durch Radial- und Axialkräfte erzeugt. Because such gears are usually helical gears (due to acoustics), radial and axial forces must be supported in the connection. The axial support must be in both directions, as the electric machine can boost or recuperate. These forces depend on the electric machine torque, which means that the friction is also load-dependent. The friction is generated by radial and axial forces.
Die Reibung kann durch die Anordnung der Reibstellen angepasst werden. Je weiter Außen, desto größer wird die Reibung (Kraft x p x Radius). Wenn die Reibung zu groß ist, kann auch ein Gleitlager oder andere reibungsreduzierende Maßnahmen (Bau- teil/Beschichtung) integriert werden. The friction can be adjusted by arranging the friction points. The further out, the greater the friction (force x p x radius). If the friction is too great, a plain bearing or other friction-reducing measures (component/coating) can be integrated.
Dadurch, dass das Zahnrad über eine Zentrierung und einen axialen Anschlag positioniert werden kann, kann sich das Zahnrad innerhalb des Spiels verschieben und verkippen. Um das Verkippen möglichst klein zu halten, kann der axiale Anschlag möglichst nahe (in radialer Richtung) an die Verzahnung gelegt werden, um kein großes Kippmoment zu erzeugen. Because the gear can be positioned using a centering device and an axial stop, the gear can move and tilt within the clearance. To keep the tilting as small as possible, the axial stop can be placed as close as possible (in the radial direction) to the gear teeth in order to avoid generating a large tilting moment.
Durch den Dämpfer bzw. das wenigstens eine Energie absorbierende Element können die Eigenformen vom Getriebe, die sich im fahrbaren Bereich befinden, unter die Leerlaufdrehzahl verschoben werden. Dadurch kann auch die Zugisolation im Antriebsstrang verbessert werden. Nachstehend werden Merkmale einer Drehmomentübertragungseinrichtung, die das wenigstens eine Energie absorbierendes Element bzw. einen Dämpfer aufweist, stichpunktartig erwähnt. The damper or at least one energy-absorbing element can shift the transmission's eigenforms that are in the drivable range below the idle speed. This can also improve the traction insulation in the drive train. Below, features of a torque transmission device having the at least one energy absorbing element or a damper are mentioned in bullet points.
So kann der erste und/oder der zweite Schenkel der C-Form jeweils einen axialen Anschlag für das zweite Kupplungsteil aufweisen, um die axiale Position einzustellen.Thus, the first and/or the second leg of the C-shape can each have an axial stop for the second coupling part in order to adjust the axial position.
Der axiale Anschlag kann ... The axial stop can ...
- direkt unterhalb der Verzahnung angeordnet sein, und/oder - be located directly below the gear teeth, and/or
- nach links und rechts auf gleicher radialer Höhe angeordnet sein, und/oder - be arranged at the same radial height to the left and right, and/or
- nach links und rechts auf unterschiedlichen radialen Höhen angeordnet sein, und/oder - be arranged at different radial heights to the left and right, and/or
- oberhalb des wenigstens einen Energie absorbierenden Elements angeordnet sein, und/oder - be arranged above the at least one energy absorbing element, and/or
- auf Höhe des wenigstens einen Energie absorbierenden Elements angeordnet sein, und/oder - be arranged at the level of the at least one energy absorbing element, and/or
- unterhalb des wenigstens einen Energie absorbierenden Elements angeordnet sein, und/oder - be arranged below the at least one energy absorbing element, and/or
- ballig ausgeführt sein, und/oder - be crowned, and/or
- mit reibungsreduzierender Maßnahme (Beschichtung, Gleitlager, Axiallager) versehen sein. - be provided with friction-reducing measures (coating, plain bearings, axial bearings).
Des Weiteren kann das Kraftübertragungsbauteil radial am zweiten Kupplungsteil zentriert sein, und zwar direkt unterhalb der Verzahnung und/oder unterhalb des wenigstens einen Energie absorbierenden Elements und/oder oberhalb des wenigstens einen Energie absorbierenden Elements und/oder auf Höhe des wenigstens einen Energie absorbierenden Elements und/oder zum Gehäuse und/oder zum Ausgang der Drehmomentübertragungseinrichtung. Furthermore, the force transmission component can be centered radially on the second clutch part, directly below the toothing and/or below the at least one energy-absorbing element and/or above the at least one energy-absorbing element and/or at the level of the at least one energy-absorbing element and/or to the housing and/or to the output of the torque transmission device.
Die radiale Zentrierung kann mit einer reibungsreduzierender Maßnahme (wie z. B. Beschichtung, Gleitlager, Radiallager) versehen werden. The radial centering can be provided with a friction-reducing measure (such as coating, plain bearings, radial bearings).
Ferner kann das wenigstens eine Energie absorbierende Element in axialer Richtung unter des Zahnrads bzw. unter dem Kraftübertragungsbauteil oder in axialer Richtung neben dem Zahnrad / Kraftübertragungsbauteil angeordnet sein. Das wenigstens eine Energie absorbierende Element / der Dämpfer kann auf Teillast ausgelegt sein. Ein Anschlagsmoment ist in Abhängigkeit der Anregung und der erreichbaren Federrate so gewählt, dass es möglichst zu keinen Nulldurchgängen bzw. zu Flankenwechseln der Verzahnung zwischen Drehmomentübertragungseinrichtung und elektrischer Maschine kommt. Auch kann das wenigstens eine Energie absorbierende Element / der Dämpfer auf Volllast ausgelegt werden. Furthermore, the at least one energy-absorbing element can be arranged in the axial direction below the gear or below the power transmission component or in the axial direction next to the gear/power transmission component. The at least one energy-absorbing element/damper can be designed for partial load. A stop torque is selected depending on the excitation and the achievable spring rate so that there are as few zero crossings or flank changes in the gearing between the torque transmission device and the electric machine as possible. The at least one energy-absorbing element/damper can also be designed for full load.
Der Dämpfer bzw. das wenigstens eine Energie absorbierende Element ist kein Tilger, sondern kann überkritisch ausgelegt sein. Das bedeutet, dass die generierten Eigenformen und die dadurch resultierenden Antiresonanzen nicht verwendet werden, um definierte Frequenzen zu tilgen. The damper or at least one energy-absorbing element is not a damper, but can be designed to be supercritical. This means that the generated eigenmodes and the resulting anti-resonances are not used to dampen defined frequencies.
Der Dämpfer / das wenigstens eine Energie absorbierende Element kann in Boost- und Rekuperationsrichtung so ausgelegt sein, dass er/es die max. E-Maschinenmo- mente abdeckt (Volllast). The damper/at least one energy-absorbing element can be designed in the boost and recuperation direction so that it covers the maximum electric motor torques (full load).
Der Dämpfer / das wenigstens eine Energie absorbierende Element kann so ausgelegt sein, dass dessen Federn eine in Boost- und in Rekuperationsrichtung symmetrische Kennlinie haben. Dabei kann der Dämpfer in Boost- und in Rekuperationsrichtung so ausgelegt sein, dass er die kritischen E-Maschinenmomente, die zum Klappern führen könnten, abdeckt (Teillast). The damper/the at least one energy-absorbing element can be designed in such a way that its springs have a symmetrical characteristic curve in the boost and recuperation directions. The damper can be designed in the boost and recuperation directions in such a way that it covers the critical electric motor moments that could lead to rattling (partial load).
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen schematisch: The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments in conjunction with the accompanying drawings. The following schematically show:
Fig. 1 A eine Schnittansicht auf eine Drehmomentübertragungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges nach einem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 1 A is a sectional view of a torque transmission device for a drive train of a motor vehicle according to a first embodiment;
Fig. 1 B eine vergrößerte Ansicht aus Figur 1A; Fig. 1B is an enlarged view of Figure 1A;
Fig. 1C eine vergrößerte Ansicht aus Figur 1 B; Fig. 1C is an enlarged view of Figure 1B;
Fig. 2A und 2B räumliche Ansichten eines zweiten Kupplungsteils einer Trennkupplung der Drehmomentübertragungseinrichtung und eines Kraftübertragungsbauteil der Drehmomentübertragungseinrichtung; Fig. 3 eine räumliche Ansicht auf ein Kraftübertragungsbauteil derFig. 2A and 2B are perspective views of a second coupling part of a separating clutch of the torque transmission device and of a force transmission component of the torque transmission device; Fig. 3 a spatial view of a power transmission component of the
Drehmomentübertragungseinrichtung; torque transmission device;
Fig. 4 eine räumliche Ansicht auf ein zweites Kupplungsteil einerFig. 4 is a spatial view of a second coupling part of a
Trennkupplung der Drehmomentübertragungseinrichtung; Torque transmission clutch disconnect;
Fig. 5 eine Schnittansicht auf eine Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel; Fig. 5 is a sectional view of a torque transmission device according to a second embodiment;
Fig. 6 eine Schnittansicht auf eine Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel; Fig. 6 is a sectional view of a torque transmission device according to a third embodiment;
Fig. 7 eine Schnittansicht auf eine Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem vierten Ausführungsbeispiel; Fig. 7 is a sectional view of a torque transmission device according to a fourth embodiment;
Fig. 8 eine Schnittansicht auf eine Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem fünften Ausführungsbeispiel; Fig. 8 is a sectional view of a torque transmission device according to a fifth embodiment;
Fig. 9 eine Schnittansicht auf eine Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem sechsten Ausführungsbeispiel; Fig. 9 is a sectional view of a torque transmission device according to a sixth embodiment;
Fig. 10 eine Schnittansicht auf eine Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem siebten Ausführungsbeispiel; Fig. 10 is a sectional view of a torque transmission device according to a seventh embodiment;
Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs einesFig. 11 is a schematic representation of a drive train of a
Kraftfahrzeuges; motor vehicle;
Fig. 12 ein Diagramm einer Schwingungsanalyse bzw. das Drehmoment an der Verzahnung zwischen Drehmomentübertragungseinrichtung und elektrischer Maschine als Funktion der Zeit; und Fig. 12 a diagram of a vibration analysis or the torque on the gearing between the torque transmission device and the electrical machine as a function of time; and
Fig. 13 ein Diagramm der Vergrößerungsfunktion für die erzwungene, gedämpfte Schwingung. Fig. 13 is a diagram of the magnification function for the forced damped oscillation.
In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Gegenstände verwendet. In the following description, the same reference symbols are used for the same items.
Figur 1 A zeigt eine Schnittansicht auf eine Drehmomentübertragungseinrichtung 1 für einen Antriebsstrang 50 eines Kraftfahrzeuges nach einem ersten Ausführungsbeispiel. Zudem zeigen Figuren 1 B eine vergrößerte Ansicht aus Figur 1A und Figur 1 C eine vergrößerte Ansicht aus Figur 1 B. Figure 1 A shows a sectional view of a torque transmission device 1 for a drive train 50 of a motor vehicle according to a first Embodiment. In addition, Figure 1B shows an enlarged view of Figure 1A and Figure 1C shows an enlarged view of Figure 1B.
In den Figuren 2A und 2B sind räumliche Ansichten eines zweiten Kupplungsteils 6 einer Trennkupplung 4 der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 und eines Kraftübertragungsbauteils 7 der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 dargestellt. Dabei zeigt Figur 3 eine räumliche Ansicht auf ein Kraftübertragungsbauteil der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 und Figur 4 eine räumliche Ansicht auf ein zweites Kupplungsteil 6 einer Trennkupplung 4 der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 . Figures 2A and 2B show spatial views of a second coupling part 6 of a separating clutch 4 of the torque transmission device 1 and of a power transmission component 7 of the torque transmission device 1. Figure 3 shows a spatial view of a power transmission component of the torque transmission device 1 and Figure 4 shows a spatial view of a second coupling part 6 of a separating clutch 4 of the torque transmission device 1.
Der Einfachheit und Kürze halber werden nachstehend die Figuren 1A bis 4 gemeinsam beschrieben. For simplicity and brevity, Figures 1A to 4 are described together below.
Genauer dargestellt, zeigt Figur 1 A eine Drehmomentübertragungseinrichtung 1 für einen Antriebsstrang 50 eines Kraftfahrzeuges. In more detail, Figure 1A shows a torque transmission device 1 for a drive train 50 of a motor vehicle.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 hat einen Eingang 2, der mit einer Verbrennungskraftmaschine 51 verbindbar ist und mit welchem ein eingehendes Drehmoment in die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 einbringbar ist. Der Eingang 2 umfasst einen Schwingungsdämpfer 24, mit welchem Schwingungen einer Verbrennungskraftmaschine 51 dämpfbar sind. The torque transmission device 1 has an input 2 that can be connected to an internal combustion engine 51 and with which an incoming torque can be introduced into the torque transmission device 1. The input 2 comprises a vibration damper 24 with which vibrations of an internal combustion engine 51 can be dampened.
Zudem hat die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 einen Ausgang 3, der mit einem Schaltgetriebe 55 verbindbar ist und mit welchem ein ausgehendes Drehmoment aus der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 weiterleitbar ist. In addition, the torque transmission device 1 has an output 3 which can be connected to a manual transmission 55 and with which an outgoing torque from the torque transmission device 1 can be transmitted.
Außerdem geht aus Figur 1A hervor, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 eine Trennkupplung 4 zum lösbaren Verbinden des Eingangs 2 mit dem Ausgang 3 umfasst. Die Trennkupplung 4 hat einen ersten und einen zweiten Kupplungsteil 5, 6.Furthermore, it can be seen from Figure 1A that the torque transmission device 1 comprises a separating clutch 4 for releasably connecting the input 2 to the output 3. The separating clutch 4 has a first and a second coupling part 5, 6.
Der erste Kupplungsteil 5 ist drehfest oder drehmomentübertragend mit dem Eingang 2 und der zweite Kupplungsteil 6 drehfest oder drehmomentübertragend mit dem Ausgang 3 verbunden. Anders ausgedrückt, bildet das erste Kupplungsteil 5 einen Teil des Eingangs 2 und das zweite Kupplungsteil 6 einen Teil des Ausgangs, wobei sogar das zweite Kupplungsteil 6 den Ausgang 3 bilden kann. The first clutch part 5 is connected to the input 2 in a rotationally fixed or torque-transmitting manner and the second clutch part 6 is connected to the output 3 in a rotationally fixed or torque-transmitting manner. In other words, the first clutch part 5 forms part of the input 2 and the second clutch part 6 forms part of the output, whereby the second clutch part 6 can even form the output 3.
Des Weiteren zeigt Figur 1A, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 ein Kraftübertragungsbauteil 7 aufweist, mit welchem die Trennkupplung 4 mit einer elektrischen Maschine 52 verbindbar ist. Das Kraftübertragungsbauteil 7 ist ringförmig ausgebildet. Auch umgibt das Kraftübertragungsbauteil 7 das zweite Kupplungsteil 6, z. B. ähnlich wie bei einem Wälzlager, dessen Innenring (vom zweitem Kupplungsteil 6 ausbildbar) von einem Außenring (vom Kraftübertragungsbauteil 7 ausbildbar) umgeben wird. Furthermore, Figure 1A shows that the torque transmission device 1 has a power transmission component 7 with which the separating clutch 4 can be connected to an electric machine 52. The power transmission component 7 is ring-shaped The power transmission component 7 also surrounds the second coupling part 6, e.g. similar to a rolling bearing, whose inner ring (which can be formed by the second coupling part 6) is surrounded by an outer ring (which can be formed by the power transmission component 7).
Zwischen der Trennkupplung 4 bzw. zwischen dem zweiten Kupplungsteil 6 und dem Kraftübertragungsbauteil 7 sind Energie absorbierende Elemente 8 angeordnet. Energy absorbing elements 8 are arranged between the separating clutch 4 or between the second clutch part 6 and the power transmission component 7.
Dadurch sind Geräusche zwischen einer Rotorwelle 53 einer elektrischen Maschine 52 eines Antriebsstrangs 50 und dem Kraftübertragungsbauteil 7 verhinderbar. Somit kann Verzahnungsklappern (Flankenwechsel) vermieden werden. Auch wird dadurch das "Vorspannen" durch eine elektrische Maschine nicht benötigt, wodurch Energie gespart werden kann. So werden in Analogie zum vorgenannten Beispiel mit dem Wälzlager die zwischen Innen- und Außenring angeordneten Wälzkörper von dem wenigstens einen Energie absorbierenden Element 8 gebildet. Im Unterschied zum Wälzlager werden Bewegungen vom Innenring bzw. vom zweiten Kupplungsteil an den Außenring bzw. an das Kraftübertragungsbauteil und umgekehrt weitergeleitet. This prevents noise between a rotor shaft 53 of an electric machine 52 of a drive train 50 and the power transmission component 7. This means that gear chattering (flank change) can be avoided. This also means that "preloading" by an electric machine is not required, which can save energy. In analogy to the above example with the rolling bearing, the rolling elements arranged between the inner and outer ring are formed by the at least one energy-absorbing element 8. In contrast to the rolling bearing, movements from the inner ring or the second coupling part are passed on to the outer ring or the power transmission component and vice versa.
Wie beispielsweise aus den Figuren 2A bis 4 zu erkennen, weisen die Energie absorbierenden Elemente 8 eine Feder auf. Es ist aber auch möglich, dass z. B. ein Energie absorbierendes Element 8 zwei Federn mit unterschiedlichen Federkonstanten aufweist, um eine Mehrstufigkeit zu realisieren. Jede Feder ist eine Druckfeder und als Geradfeder ausgebildet. As can be seen from Figures 2A to 4, for example, the energy-absorbing elements 8 have a spring. However, it is also possible for an energy-absorbing element 8 to have two springs with different spring constants in order to achieve a multi-stage design. Each spring is a compression spring and is designed as a straight spring.
In den Figuren 1 B, 1 C und 2A ist dargestellt, dass das zweite Kupplungsteil 6 mehrere erste Aufnahmen 9 jeweils zum teilweisen Aufnehmen eines Energie absorbierenden Elements 8 hat. Dabei weist jede erste Aufnahme 9 an ihren Enden einen Anschlag für ein Energie absorbierendes Element 8 auf. Figures 1B, 1C and 2A show that the second coupling part 6 has a plurality of first receptacles 9, each for partially receiving an energy-absorbing element 8. Each first receptacle 9 has a stop for an energy-absorbing element 8 at its ends.
Ebenfalls in den Figuren 1 B, 1 C und 2A gezeigt, hat das Kraftübertragungsbauteil 7 mehrere zweite Aufnahmen 10, innerhalb welcher jeweils ein Energie absorbierendes Element 8 angeordnet ist. Jede zweite Aufnahme 10 hat an ihren Enden einen Anschlag für ein Energie absorbierendes Element 8. Also shown in Figures 1B, 1C and 2A, the force transmission component 7 has a plurality of second receptacles 10, within each of which an energy-absorbing element 8 is arranged. Each second receptacle 10 has a stop for an energy-absorbing element 8 at its ends.
Im Zusammenspiel der Anschläge der ersten und zweiten Aufnahmen 9, 10 und den Energie absorbierenden Elementen 8, die zwischen dem Kraftübertragungsbauteil 7 und dem zweiten Kupplungsteil 6 eingespannt sind, können bei relativer Verdrehung von Kraftübertragungsbauteil 7 und zweitem Kupplungsteil 6 die Elemente 8 die relative Verdrehung stets rückstellen. In the interaction of the stops of the first and second receptacles 9, 10 and the energy absorbing elements 8, which are clamped between the power transmission component 7 and the second coupling part 6, in the case of relative rotation of the power transmission component 7 and the second coupling part 6, the elements 8 always reset the relative rotation.
Gemäß den Figuren 2B, 3 und 4 hat das zweite Kupplungsteil 6 diverse Anschlagelemente 11 , mit welchen der maximale Versatz von zweitem Kupplungsteil 6 zu Kraftübertragungsbauteil 7 einstellbar ist. According to Figures 2B, 3 and 4, the second coupling part 6 has various stop elements 11 with which the maximum offset from the second coupling part 6 to the force transmission component 7 can be adjusted.
Außerdem hat das Kraftübertragungsbauteil 7 eine Aussparung 12 pro Anschlagelement 11 des zweiten Kupplungsteils 6, sodass ein Anschlagelement 11 des zweiten Kupplungsteils 6 gegen die Enden der Aussparung 12 anschlagbar ist. Dadurch ist der relative Verdrehwinkel von zweitem Kupplungsteil 6 zu Kraftübertragungsbauteil 7 begrenzbar. In addition, the force transmission component 7 has a recess 12 per stop element 11 of the second coupling part 6, so that a stop element 11 of the second coupling part 6 can be abutted against the ends of the recess 12. This makes it possible to limit the relative angle of rotation of the second coupling part 6 to the force transmission component 7.
Wie beispielsweise in den Figuren 2A und 2B dargestellt, ist das Kraftübertragungsbauteil 7 ausgebildet, mit einem Zahnrad wechselzuwirken. So ist das Kraftübertragungsbauteil 7 als Zahnrad mit einer Außenverzahnung ausgebildet. Dabei handelt es sich um eine Schrägverzahnung. Somit bildet das Kraftübertragungsbauteil 7 einen Teil eines Getriebes 54 zur Verbindung mit einer elektrischen Maschine 52. As shown in Figures 2A and 2B, for example, the power transmission component 7 is designed to interact with a gear. The power transmission component 7 is designed as a gear with external teeth. This is a helical gear. The power transmission component 7 thus forms part of a transmission 54 for connection to an electric machine 52.
Gemäß Figur 1 ist das Kraftübertragungsbauteil 7 einstückig und ringförmig ausgebildet und hat einen T-förmigen Querschnitt. According to Figure 1, the force transmission component 7 is formed in one piece and is annular and has a T-shaped cross section.
Dabei hat das Kraftübertragungsbauteil 7 einen radialen Abschnitt 13 und einen axialen Abschnitt 14 (vgl. Figur 1 B), wobei der radiale Abschnitt 13, der sich in radialer Richtung R erstreckt, mehrere zweite Aufnahmen 10 zum teilweisen Aufnehmen eines Energie absorbierenden Elements 8 aufweist. The force transmission component 7 has a radial section 13 and an axial section 14 (cf. Figure 1 B), wherein the radial section 13, which extends in the radial direction R, has a plurality of second receptacles 10 for partially receiving an energy absorbing element 8.
Das zweite Kupplungsteil 6 hat mehrere erste Aufnahmen 9 zum teilweisen Aufnehmen eines Energie absorbierenden Elements 8. The second coupling part 6 has a plurality of first receptacles 9 for partially receiving an energy absorbing element 8.
Entsprechend den Figuren 1 B und 1 C ist jede zweite Aufnahme 10 derart im Kraftübertragungsbauteil 7 angeordnet ist, dass das Energie absorbierende Element 8 aus axialer Richtung A in die eine zweite Aufnahme 10 einbringbar ist. Gleiches gilt für die ersten Aufnahmen 9 im zweiten Kupplungsteil 6. According to Figures 1 B and 1 C, every second receptacle 10 is arranged in the force transmission component 7 in such a way that the energy-absorbing element 8 can be introduced into the second receptacle 10 from the axial direction A. The same applies to the first receptacles 9 in the second coupling part 6.
Dabei hat jede zweite Aufnahme 10 und jede erste Aufnahme 9 eine Form, die komplementär zum Energie absorbierenden Element 8 ausgebildet ist. Im vorliegenden Fall sind die erste und zweite Aufnahme 9, 10 jeweils halbkreisförmig ausgebildet. Der axiale Abschnitt 14 des Kraftübertragungsbauteils 7, der sich in axialer Richtung A erstreckt, hat eine Nut 23 für ein Sicherungselement 20, ausgebildet als Sprengring, um das Kraftübertragungsbauteil 7 in axialer Richtung A am zweiten Kupplungsteil 6 zu sichern. In this case, every second receptacle 10 and every first receptacle 9 has a shape that is complementary to the energy-absorbing element 8. In the present case, the first and second receptacles 9, 10 are each semicircular. The axial portion 14 of the power transmission component 7, which extends in the axial direction A, has a groove 23 for a securing element 20, designed as a snap ring, in order to secure the power transmission component 7 in the axial direction A on the second coupling part 6.
Dabei ist der zweite Kupplungsteil 6 derart ausgebildet, dass an seiner radialen Außenseite das Kraftübertragungsbauteil 7 angeordnet. The second coupling part 6 is designed such that the force transmission component 7 is arranged on its radial outer side.
Konkreter geschildert, sind die Energie absorbierenden Elemente 8 in axialer Richtung A mittig zwischen dem zweiten Kupplungsteil 6 und dem Kraftübertragungsbauteil 7 angeordnet ist. More specifically, the energy absorbing elements 8 are arranged centrally in the axial direction A between the second coupling part 6 and the force transmission component 7.
Ferner sind gemäß Figur 1 C die Flächen des zweiten Kupplungsteils 6, die das Kraftübertragungsbauteil 7 kontaktieren, ballig ausgeführt, um ein Verklemmen bei Verkippen des zweiten Kupplungsteils 6 relativ zum Kraftübertragungsbauteil 7 zu verhindern. Furthermore, according to Figure 1C, the surfaces of the second coupling part 6 which contact the force transmission component 7 are spherical in order to prevent jamming when the second coupling part 6 tilts relative to the force transmission component 7.
Figuren 5, 6 und 7 zeigen eine Schnittansicht auf eine Drehmomentübertragungseinrichtung 1 nach einem zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeispiel. Figures 5, 6 and 7 show a sectional view of a torque transmission device 1 according to a second, third and fourth embodiment.
Genau genommen zeigen genannte Figuren lediglich das zweite Kupplungsteil 6 und das Kraftübertragungsbauteil 7. Strictly speaking, the figures mentioned only show the second coupling part 6 and the power transmission component 7.
Allen Figuren gemeinsam ist, dass das zweite Kupplungsteil 6 einteilig ausgebildet ist und zwischen zwei Schenkeln 15, 16 des Kraftübertragungsbauteils 7 angeordnet ist.What all figures have in common is that the second coupling part 6 is formed in one piece and is arranged between two legs 15, 16 of the force transmission component 7.
Ferner zeigen alle drei Figuren 5 bis 7, dass der radiale Abschnitt 13 des Kraftübertragungsbauteils 7, der sich in radialer Richtung R erstreckt, C-förmig ausgebildet ist, und die Öffnung der C-Form in radialer Richtung R nach innen orientiert ist. Furthermore, all three figures 5 to 7 show that the radial section 13 of the force transmission component 7, which extends in the radial direction R, is C-shaped, and the opening of the C-shape is oriented inwards in the radial direction R.
Dabei hat jeder Schenkel 15, 16 der C-Form eine zweite Aufnahme 10, wobei ein erster der beiden gleich ausgerichteten Schenkel 15 der C-Form einstückig mit dem axialen Abschnitt 14 ausgebildet ist. Ein zweiter der beiden gleich ausgerichteten Schenkel 16 der C-Form ist an dem axialen Abschnitt 14 anbringbar. Each leg 15, 16 of the C-shape has a second receptacle 10, wherein a first of the two equally aligned legs 15 of the C-shape is formed integrally with the axial section 14. A second of the two equally aligned legs 16 of the C-shape can be attached to the axial section 14.
Figur 5 zeigt, dass der axiale Abschnitt 14 des Kraftübertragungsbauteils 7, der sich in axialer Richtung A erstreckt, eine Nut 23 für ein Sicherungselement 20, ausgebildet als Sprengring, aufweist, um das zweite Kupplungsteil 6 in axialer Richtung A zu sichern. Ferner ist in Figur 5 dargestellt, dass der zweite Schenkel 16 als Distanzscheibe 19 ausgebildet ist, die zwischen dem zweiten Kupplungsteil 6 und dem Sicherungselement 20 angeordnet ist, um Spiel zwischen Kraftübertragungsbauteil 7 und zweitem Kupplungsteil 6 zu minimieren. Nochmals wird klarstellend erwähnt, dass die Distanzscheibe 19 eine zweite Aufnahme 10 zum teilweisen Aufnehmen eines Energie absorbierenden Elements 8 aufweist (wie bereits beschrieben betreffend den zweiten Schenkel 16). Dabei ist die Distanzscheibe 19 kreisscheibenförmig ausgebildet. Figure 5 shows that the axial portion 14 of the force transmission component 7, which extends in the axial direction A, has a groove 23 for a securing element 20, designed as a snap ring, in order to secure the second coupling part 6 in the axial direction A. Furthermore, Figure 5 shows that the second leg 16 is designed as a spacer disk 19, which is arranged between the second coupling part 6 and the securing element 20 in order to minimize play between the force transmission component 7 and the second coupling part 6. It is mentioned again for the sake of clarity that the spacer disk 19 has a second receptacle 10 for partially receiving an energy-absorbing element 8 (as already described with regard to the second leg 16). The spacer disk 19 is designed in the shape of a circular disk.
Wie angedeutet umfasst also die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 ein Sicherungselement 20, das in eine Nut 23 einsetzbar ist und das die zweite Aufnahme 10 aufweist. As indicated, the torque transmission device 1 comprises a securing element 20 which can be inserted into a groove 23 and which has the second receptacle 10.
In Figur 6, welche ein drittes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 zeigt, ist der zweite Schenkel 16 der C-Form an dem ersten Schenkel 15 kraftschlüssig mithilfe einer Schraube befestigt. In Figure 6, which shows a third embodiment of the torque transmission device 1, the second leg 16 of the C-shape is non-positively fastened to the first leg 15 by means of a screw.
In Figur 7, die ein viertes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 darstellt, ist der zweite Schenkel 16 der C-Form an dem axialen Abschnitt 14 des Kraftübertragungsbauteils 7 mit einer Verzahnung kraft- und formschlüssig befestigt. In Figure 7, which shows a fourth embodiment of the torque transmission device 1, the second leg 16 of the C-shape is fastened to the axial section 14 of the force transmission component 7 in a force-locking and form-locking manner by means of a toothing.
Zudem zeigt Figur 7, dass der axiale Abschnitt 14 des Kraftübertragungsbauteils 7, der sich in axialer Richtung A erstreckt, eine Nut 23 für ein Sicherungselement 20, ausgebildet als Sprengring, aufweist, um das zweite Kupplungsteil 6 in axialer Richtung A zu sichern. In addition, Figure 7 shows that the axial section 14 of the force transmission component 7, which extends in the axial direction A, has a groove 23 for a securing element 20, designed as a snap ring, in order to secure the second coupling part 6 in the axial direction A.
Außerdem weisen der erste und der zweite Schenkel 15, 16 der C-Form jeweils einen axialen Anschlag 17 für das zweite Kupplungsteil 6 auf, um die axiale Position einzustellen. In addition, the first and second legs 15, 16 of the C-shape each have an axial stop 17 for the second coupling part 6 in order to adjust the axial position.
Dabei sind die zwei Anschläge 17, 17 gegenüberliegend und auf gleicher radialer Höhe angeordnet. Noch genauer geschildert, sind die axialen Anschläge 17, 17 unterhalb der Verzahnung und oberhalb des Energie absorbierenden Elements 8 angeordnet. The two stops 17, 17 are arranged opposite one another and at the same radial height. To be more precise, the axial stops 17, 17 are arranged below the toothing and above the energy-absorbing element 8.
Abschließend sei betreffend die Figuren 5 bis 7 erwähnt, dass das Kraftübertragungsbauteil 7 radial außen auf dem zweiten Kupplungsteil 6 zentriert ist. Figuren 8 bis 10 zeigen jeweils eine Schnittansicht auf eine Drehmomentübertragungseinrichtung 1 nach einem fünften, sechsten und siebten Ausführungsbeispiel.Finally, with regard to Figures 5 to 7, it should be mentioned that the power transmission component 7 is centered radially outward on the second coupling part 6. Figures 8 to 10 each show a sectional view of a torque transmission device 1 according to a fifth, sixth and seventh embodiment.
Genau genommen zeigen genannte Figuren lediglich das zweite Kupplungsteil 6 und das Kraftübertragungsbauteil 7. Strictly speaking, the figures mentioned only show the second coupling part 6 and the power transmission component 7.
Jede der drei Figuren zeigt, dass das zweite Kupplungsteil 6 zweiteilig ausgebildet ist und dass die zwei Teile 21 , 22 des zweiten Kupplungsteils 6 drehfest bzw. kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind, z. B. mittels Nieten. Each of the three figures shows that the second coupling part 6 is formed in two parts and that the two parts 21, 22 of the second coupling part 6 are connected to one another in a rotationally fixed or force-locking and/or form-locking manner, e.g. by means of rivets.
Gemäß den Figuren 8 bis 10 ist das zweite Kupplungsteil 6 in einem axialen Querschnitt C-förmig ausgebildet bzw. ähnlich einer Stimmgabel ausgebildet. According to Figures 8 to 10, the second coupling part 6 is C-shaped in an axial cross section or is designed similar to a tuning fork.
Ein zweiter der beiden gleich ausgerichteten Teile 22 der C-Form ist an einem ersten der beiden gleich ausgerichteten Teile 21 der C-Form anbringbar ausgebildet bzw. als separates Bauteil ausgestaltet. A second of the two equally aligned parts 22 of the C-shape is designed to be attachable to a first of the two equally aligned parts 21 of the C-shape or is designed as a separate component.
Dabei weisen der erste und der zweite Teil 21 , 22 der C-Form mehrere erste Aufnahmen 9 auf, innerhalb welcher jeweils ein Energie absorbierendes Element 8 angeordnet ist. Anders formuliert, weist der erste und der zweite Teil 21 , 22 der C-Form pro Energie absorbierenden Element 8 eine erste Aufnahme 9 auf. Das Kraftübertragungsbauteil 7 hat pro Energie absorbierenden Element 8 eine zweite Aufnahme 10.The first and second parts 21, 22 of the C-shape have a plurality of first receptacles 9, within each of which an energy-absorbing element 8 is arranged. In other words, the first and second parts 21, 22 of the C-shape have a first receptacle 9 for each energy-absorbing element 8. The force transmission component 7 has a second receptacle 10 for each energy-absorbing element 8.
Ferner zeigen die Figuren 8 bis 10, dass der erste und der zweite Teil 21 , 22 der C- Form an ihrer radialen Außenseite das Kraftübertragungsbauteil 7 in radialer Richtung R zentrieren. Furthermore, Figures 8 to 10 show that the first and second parts 21, 22 of the C-shape center the force transmission component 7 in the radial direction R on their radial outer side.
In Figur 8 weist der radiale Abschnitt 13 des Kraftübertragungsbauteils 7, der sich in radialer Richtung R erstreckt, an seinen beiden axialen Stirnseiten jeweils eine Nut 18 auf, in welche das zweite Kupplungsteil 6 eingreift, um das zweite Kupplungsteil 6 und das Kraftübertragungsbauteil 7 kraft- und formschlüssig miteinander zu verbinden.In Figure 8, the radial section 13 of the force transmission component 7, which extends in the radial direction R, has a groove 18 on each of its two axial end faces, into which the second coupling part 6 engages in order to connect the second coupling part 6 and the force transmission component 7 to one another in a force-fitting and form-fitting manner.
Figur 11 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs 50 eines Kraftfahrzeuges. Figure 11 shows a schematic representation of a drive train 50 of a motor vehicle.
Der Antriebsstrang 50 weist eine Verbrennungskraftmaschine 51 und eine Drehmomentübertragungseinrichtung 1 auf, wie in den Figuren zuvor erläutert, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 einen Schwingungsdämpfer 24 umfasst, welcher den Eingang 2 der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 drehmomentübertragend mit der Verbrennungskraftmaschine 51 verbindet. Des Weiteren hat der Antriebsstrang 50 eine elektrische Maschine 52, welche eine Rotorwelle 53 umfasst, und ein Getriebe 54, welches die Rotorwelle 53 mit der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 bzw. mit dem zweiten Kupplungsteil 6 der Trennkupplung 4 der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 verbindet. The drive train 50 has an internal combustion engine 51 and a torque transmission device 1, as explained in the figures above, wherein the torque transmission device 1 comprises a vibration damper 24 which connects the input 2 of the torque transmission device 1 to the internal combustion engine 51 in a torque-transmitting manner. Furthermore, the drive train 50 has an electric machine 52, which comprises a rotor shaft 53, and a transmission 54, which connects the rotor shaft 53 to the torque transmission device 1 or to the second clutch part 6 of the separating clutch 4 of the torque transmission device 1.
Am Ausgang 3 der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 ist ein Schaltgetriebe 55 angeordnet, das mit dem Ausgang 3 der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 drehmomentübertragend verbunden ist. A manual transmission 55 is arranged at the output 3 of the torque transmission device 1 and is connected to the output 3 of the torque transmission device 1 in a torque-transmitting manner.
Die Energie absorbierenden Elemente 8 sind überkritisch ausgelegt (vgl. Figur 13 - ein Diagramm der Vergrößerungsfunktion für die erzwungene, gedämpfte Schwingung - Bereich rechts von Wurzel 2), sodass die Frequenz, bei der die Energie absorbierenden Elemente 8 betrieben werden, größer ist als die Eigenfrequenz, wodurch eine Anregung der elektrischen Maschine 52 von dem Schaltgetriebe 55 und/oder von der Verbrennungskraftmaschine 51 unterbindbar ist. The energy-absorbing elements 8 are designed to be supercritical (cf. Figure 13 - a diagram of the magnification function for the forced, damped oscillation - area to the right of root 2), so that the frequency at which the energy-absorbing elements 8 are operated is greater than the natural frequency, whereby excitation of the electric machine 52 by the gearbox 55 and/or by the internal combustion engine 51 can be prevented.
Dabei sind die Energie absorbierenden Elemente 8 beim Drehen im und entgegen dem Uhrzweigersinn bzw. in Boost- und in Rekuperationsrichtung so ausgebildet, dass diese die maximalen Drehmomente der elektrischen Maschine 52 abdecken.The energy absorbing elements 8 are designed when rotating clockwise and counterclockwise or in the boost and recuperation directions so that they cover the maximum torques of the electric machine 52.
Ferner haben die Energie absorbierenden Elemente 8 eine in Boost- und Rekuperationsrichtung symmetrische Kennlinie, die die Drehmomente der elektrischen Maschine 52, die zum Klappern führen, abdeckt. Furthermore, the energy-absorbing elements 8 have a characteristic curve that is symmetrical in the boost and recuperation directions and covers the torques of the electric machine 52 that lead to rattling.
Figur 12 zeigt ein Diagramm einer Schwingungsanalyse bzw. das Drehmoment an der Verzahnung zwischen Drehmomentübertragungseinrichtung 1 und elektrischer Maschine 52 als Funktion der Zeit. Figure 12 shows a diagram of a vibration analysis or the torque on the gearing between the torque transmission device 1 and the electric machine 52 as a function of time.
Dieses Diagramm vergleicht den Aufbau eines Antriebsstrangs 50 ohne Energie absorbierende Elemente 8 mit einem Aufbau mit Energie absorbierenden Elementen 8.This diagram compares the design of a drive train 50 without energy absorbing elements 8 with a design with energy absorbing elements 8.
Beim Antriebsstrang 50 ohne Energie absorbierende Elemente 8 zeigt Figur 12, dass die Drehungleichförmigkeit aus der Verbrennungskraftmaschine 51 diverse Null- Durchgänge aufweist, die zu einem Klappern führen können. In the drive train 50 without energy absorbing elements 8, Figure 12 shows that the rotational irregularity from the internal combustion engine 51 has various zero crossings, which can lead to rattling.
Hingegen zeigt Figur 12 beim Antriebsstrang 50 mit Energie absorbierenden Elementen 8, dass diese Null-Durchgänge vermieden werden, und somit ein Klappern unterbunden wird. Bezuqszeichenliste In contrast, Figure 12 shows that in the drive train 50 with energy absorbing elements 8, these zero crossings are avoided, thus preventing rattling. List of reference symbols
Drehmomentübertragungsein18 Nut richtung 19 Distanzscheibe Torque transmission device 18 Groove 19 Spacer
Eingang 20 SicherungselementInput 20 fuse element
Ausgang 21 Teil des zweiten KupplungsteilsOutput 21 Part of the second coupling part
Trennkupplung 22 Teil des zweiten Kupplungsteils erster Kupplungsteil 23 Nut zweiter Kupplungsteil 24 Schwingungsdämpfer Kraftübertragungsbauteil Separating clutch 22 Part of the second clutch part First clutch part 23 Groove Second clutch part 24 Vibration damper Power transmission component
Energie absorbierendes Element 50 Antriebsstrang zweite Aufnahme 51 Verbrennungskraftmaschine erste Aufnahme 52 elektrische MaschineEnergy absorbing element 50 Drive train second receptacle 51 Internal combustion engine first receptacle 52 Electric machine
Anschlagelement 53 Rotorwelle Stop element 53 rotor shaft
Aussparung 54 Getriebe radialen Abschnitt 55 Getriebe / Schaltgetriebe axialen Abschnitt erster Schenkel A axiale Richtung zweiter Schenkel R radiale Richtung axialer Anschlag Recess 54 Gearbox radial section 55 Gearbox / manual transmission axial section first leg A axial direction second leg R radial direction axial stop

Claims

Patentansprüche Patent claims
1 . Drehmomentübertragungseinrichtung (1 ) für einen Antriebsstrang (50) eines Kraftfahrzeuges aufweisend: 1 . Torque transmission device (1) for a drive train (50) of a motor vehicle, comprising:
- einen Eingang (2), mit welchem ein eingehendes Drehmoment in die Drehmomentübertragungseinrichtung (1 ) einbringbar ist, - an input (2) with which an incoming torque can be introduced into the torque transmission device (1),
- einen Ausgang (3), mit welchem ein ausgehendes Drehmoment aus der Drehmomentübertragungseinrichtung (1 ) weiterleitbar ist, - an output (3) with which an outgoing torque from the torque transmission device (1) can be transmitted,
- einer Trennkupplung (4) zum lösbaren Verbinden des Eingangs (2) mit dem Ausgang (3), - a separating coupling (4) for detachably connecting the input (2) to the output (3),
- wobei die Trennkupplung (4) einen ersten und einen zweiten Kupplungsteil (5, 6) umfasst, - wherein the separating clutch (4) comprises a first and a second coupling part (5, 6),
- wobei der erste Kupplungsteil (5) drehmomentübertragend mit dem Eingang (2) und der zweite Kupplungsteil (6) drehmomentübertragend mit dem Ausgang (3) verbunden ist, - wherein the first clutch part (5) is connected to the input (2) in a torque-transmitting manner and the second clutch part (6) is connected to the output (3) in a torque-transmitting manner,
- ein Kraftübertragungsbauteil (7), mit welchem die Trennkupplung (4) mit einer elektrischen Maschine (52) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Kupplungsteil (6) und dem Kraftübertragungsbauteil (7) wenigstens ein Energie absorbierendes Element (8) angeordnet ist. - a power transmission component (7) with which the separating clutch (4) can be connected to an electrical machine (52), characterized in that at least one energy-absorbing element (8) is arranged between the second coupling part (6) and the power transmission component (7).
2. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, 2. Torque transmission device according to claim 1 or 2,
- wobei das wenigstens eine Energie absorbierende Element (8) wenigstens eine Feder aufweist, oder - wherein the at least one energy absorbing element (8) comprises at least one spring, or
- wobei das wenigstens eine Energie absorbierende Element (8) zwei Federn mit unterschiedlichen Federkonstanten aufweist, um eine Mehrstufigkeit zu realisieren. - wherein the at least one energy absorbing element (8) has two springs with different spring constants in order to realize a multi-stage design.
3. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kraftübertragungsbauteil (7) ausgebildet ist, mit einem Zahnrad, mit einer Kette oder mit einem Riemen wechselzuwirken, und/oder 3. Torque transmission device according to claim 1 or 2, wherein the power transmission component (7) is designed to interact with a gear, with a chain or with a belt, and/or
- wobei das Kraftübertragungsbauteil (7) als Zahnrad ausgebildet ist. - wherein the power transmission component (7) is designed as a gear.
4. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,4. Torque transmission device according to one of the preceding claims,
- wobei zwischen dem Kraftübertragungsbauteil (7) und dem zweiten Kupplungsteil (6) eine reibungsreduzierende Beschichtung, ein Gleitlager oder ein Wälzlager angeordnet ist, und/oder - wherein a friction-reducing coating, a plain bearing or a rolling bearing is arranged between the power transmission component (7) and the second coupling part (6), and/or
- wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (1 ) eine Lagerung in axialer und/oder in radialer Richtung (A, R) aufweist. - wherein the torque transmission device (1) has a bearing in the axial and/or radial direction (A, R).
5. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,5. Torque transmission device according to one of the preceding claims,
- wobei das Kraftübertragungsbauteil (7) einen radialen Abschnitt (13) und einen axialen Abschnitt (14) aufweist, und - wherein the force transmission component (7) has a radial portion (13) and an axial portion (14), and
- wobei der radiale Abschnitt (13) des Kraftübertragungsbauteils (7), der sich in radialer Richtung (R) erstreckt, C-förmig ausgebildet ist, und die Öffnung der C- Form in radialer Richtung (R) nach innen orientiert ist. - wherein the radial portion (13) of the force transmission component (7), which extends in the radial direction (R), is C-shaped, and the opening of the C-shape is oriented inwards in the radial direction (R).
6. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 5, 6. Torque transmission device according to claim 5,
- wobei der erste und/oder der zweite Schenkel (15, 16) der C-Form jeweils einen axialen Anschlag (17) für das zweite Kupplungsteil (6) aufweist, um die axiale Position einzustellen. - wherein the first and/or the second leg (15, 16) of the C-shape each has an axial stop (17) for the second coupling part (6) in order to adjust the axial position.
7. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,7. Torque transmission device according to one of the preceding claims,
- wobei wenigstens eine der Flächen des zweiten Kupplungsteils (6) , die das Kraftübertragungsbauteil (7) kontaktieren, oder wenigstens eine der Flächen des Kraftübertragungsbauteils (7), die das zweite Kupplungsteil (6) kontaktieren, ballig ausgeführt ist, um ein Verklemmen bei Verkippen des zweiten Kupplungsteils (6) relativ zum Kraftübertragungsbauteil (7) zu verhindern. - wherein at least one of the surfaces of the second coupling part (6) which contact the force transmission component (7), or at least one of the surfaces of the force transmission component (7) which contact the second coupling part (6), is spherical in order to prevent jamming when the second coupling part (6) tilts relative to the force transmission component (7).
8. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,8. Torque transmission device according to one of the preceding claims,
- wobei das zweite Kupplungsteil (6) zweiteilig ausgebildet ist, und - wherein the second coupling part (6) is formed in two parts, and
- wobei die zwei Teile (21 , 22) des zweiten Kupplungsteils (6) drehtest und/oder kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind. - wherein the two parts (21, 22) of the second coupling part (6) are connected to one another in a rotationally and/or force-fitting and/or form-fitting manner.
9. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,9. Torque transmission device according to one of the preceding claims,
- wobei das Kraftübertragungsbauteil (7) einen radialen Abschnitt (13) und einen axialen Abschnitt (14) aufweist, und - wherein the force transmission component (7) has a radial portion (13) and an axial portion (14), and
- wobei sich der radiale Abschnitt (13) des Kraftübertragungsbauteils (7), der sich in radialer Richtung (R) erstreckt, an seinen beiden axialen Stirnseiten jeweils eine Nut (18) aufweist, in welche das zweite Kupplungsteil (6) eingreift, um das zweite Kupplungsteil (6) und das Kraftübertragungsbauteil (7) kraft- und/oder formschlüssig miteinander zu verbinden. - wherein the radial section (13) of the force transmission component (7), which extends in the radial direction (R), has a groove (18) on each of its two axial end faces, into which the second coupling part (6) engages in order to connect the second coupling part (6) and the force transmission component (7) to one another in a force-fitting and/or form-fitting manner.
10. Antriebsstrang (50) eines Kraftfahrzeuges aufweisend: 10. Drive train (50) of a motor vehicle comprising:
- eine Verbrennungskraftmaschine (51), - an internal combustion engine (51),
- eine Drehmomentübertragungseinrichtung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, - a torque transmission device (1) according to one of the preceding claims,
- wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (1 ) einen Schwingungsdämpfer (24) aufweist, welcher den Eingang (2) der Drehmomentübertragungseinrichtung (1 ) drehmomentübertragend mit der Verbrennungskraftmaschine (51 ) verbindet, - wherein the torque transmission device (1) has a vibration damper (24) which connects the input (2) of the torque transmission device (1) to the internal combustion engine (51) in a torque-transmitting manner,
- eine elektrische Maschine (52), welche eine Rotorwelle (53) umfasst, und- an electric machine (52) comprising a rotor shaft (53), and
- ein Getriebe (54), welches die Rotorwelle (53) mit dem zweiten Kupplungsteil (6) der Trennkupplung (4) der Drehmomentübertragungseinrichtung (1) verbindet. - a gear (54) which connects the rotor shaft (53) to the second coupling part (6) of the separating clutch (4) of the torque transmission device (1).
PCT/DE2023/100901 2022-12-19 2023-11-21 Torque transmission device for a drive train of a motor vehicle, and drive train of a motor vehicle WO2024132014A1 (en)

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