DE102019123794A1

DE102019123794A1 - Antriebseinheit für einen hybridischen Antriebsstrang

Info

Publication number: DE102019123794A1
Application number: DE102019123794.7A
Authority: DE
Inventors: Stephan Maienschein; Florian Baral
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-09-05
Filing date: 2019-09-05
Publication date: 2021-03-11
Also published as: WO2021043364A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (1) für einen hybridischen Antriebsstrang enthaltend eine Brennkraftmaschine (2), eine Elektromaschine (4) und eine zwischen einer Kurbelwelle (3) der Brennkraftmaschine (2) und einem Rotor (5) der Elektromaschine (4) radial innerhalb des Rotors (5) angeordneten Trennkupplung (6), wobei dem Rotor (5) eine Drehschwingungsisolationseinrichtung (8) nachgeschaltet ist, wobei die Drehschwingungsisolationseinrichtung (8) mittels einer Steckverbindung (22) drehschlüssig mit dem Rotor (5) verbunden ist und die Steckverbindung (22) aus dem Rotor (5) zugeordneten Innenprofilierung (19) der Trennkupplung (6) und einer an der Drehschwingungsisolationseinrichtung (8) komplementär ausgebildeten Außenprofilierung (20) gebildet ist. Um eine Geräuschbildung der Steckverbindung (22) zu eliminieren, ist ein Umfangsspiel dieser bedämpft unterbunden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für einen hybridischen Antriebsstrang enthaltend eine Brennkraftmaschine, eine Elektromaschine und eine zwischen einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und einem Rotor der Elektromaschine radial innerhalb des Rotors angeordneten Trennkupplung, wobei dem Rotor eine Drehschwingungsisolationseinrichtung nachgeschaltet ist, wobei die Drehschwingungsisolationseinrichtung mittels einer Steckverbindung drehschlüssig mit dem Rotor verbunden ist und die Steckverbindung aus einer dem Rotor zugeordneten Innenprofilierung der Trennkupplung und einer an der Drehschwingungsisolationseinrichtung komplementär ausgebildeten Außenprofilierung gebildet ist.
Eine gattungsgemäße Antriebseinheit ist beispielsweise aus der Druckschrift WO 2015/172784 A2 bekannt. Die Antriebseinheit enthält eine drehschwingungsbehaftete Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und eine Elektromaschine mit einem Rotor, wobei zwischen der Kurbelwelle und dem Rotor eine Trennkupplung angeordnet ist. Dem Rotor ist ein Fliehkraftpendel nachgeschaltet, dessen Pendelmassenträger an einer Stirnseite des Rotors drehfest fixiert aufgenommen ist.
Aus der Druckschrift DE 10 2014 214 634 A1 ist eine Rotationsbaugruppe beispielsweise für eine gattungsgemäße Antriebseinheit bekannt, bei der ein Bauteil eines Drehschwingungsdämpfers direkt an einem Lamellenträger drehfest fixiert ist. Aufgrund eines toleranz- beziehungsweise montagebedingten Umfangsspiels der Verbindung zwischen Lamellenträger und dem an diesem fixierten Bauteil können störende Geräusche auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer gattungsgemäßen Antriebseinheit. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Antriebseinheit vorzuschlagen, bei der eine Geräuschbildung an einer drehschlüssigen Verbindung zwischen dem Rotor und einer nachgeschalteten Drehschwingungsisolationseinrichtung zumindest verringert wird.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
Die vorgeschlagene Antriebseinheit ist für einen hybridischen Antriebsstrang vorgesehen und enthält eine beispielsweise drehschwingungsbehaftete Brennkraftmaschine, eine Elektromaschine und eine zwischen einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und einem Rotor der Elektromaschine radial innerhalb des Rotors angeordnete Trennkupplung. Der Stator der Elektromaschine kann fest mit dem Gehäuse der Brennkraftmaschine verbunden sein. Kurbelwelle und Rotor sind in bevorzugter Weise koaxial zueinander angeordnet. Die Trennkupplung kann vollständig radial innerhalb und axial im Bauraum des Rotors untergebracht sein. Eine Kupplungsbetätigungseinrichtung zur automatisierten Betätigung der Trennkupplung kann vollständig radial innerhalb des Bauraums der Elektromaschine untergebracht sein.
Die Trennkupplung ist als Lamellenkupplung mit eingangsseitig und ausgangsseitig geschichteten, von der Kupplungsbetätigungseinrichtung axial beaufschlagten Lamellen gebildet, die axial abwechselnd in einen eingangsseitigen Innenlamellenträger und einen mit dem Rotor fest verbundenen oder einteilig aus diesem gebildeten Außenlamellenträger drehfest eingehängt sind. Zwischen der Kurbelwelle und der Trennkupplung kann ein Drehschwingungsdämpfer, beispielsweise ein Zweimassenschwungrad angeordnet sein. Die Trennkupplung kann auf einer koaxial zur Kurbelwelle und zum Rotor angeordneten, an dem Stator zentrierten Zwischenwelle angeordnet sein, mit der das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers und der Innenlamellenträger drehfest verbunden sind.
Dem Rotor ist eine Drehschwingungsisolationseinrichtung nachgeschaltet, wobei die Drehschwingungsisolationseinrichtung mittels einer Steckverbindung drehschlüssig mit dem Rotor verbunden ist. Die Steckverbindung enthält eine Innenprofilierung, die beispielsweise identisch mit der Profilierung zur drehfesten Aufnahme der ausgangsseitigen Lamellen an dem Außenlamellenträger oder separat mit dem Rotor verbunden oder einteilig an diesem angearbeitet sein kann, und am Außenlamellenträger vorgesehen ist. Die Innenprofilierung kann als partielle Innenverzahnung, das heißt mit nicht vollständig umlaufenden, mit Zahngründen abwechselnden Zähnen, oder als vollständige Innenverzahnung mit regelmäßig über den Umfang angeordneten, mit Zahngründen abwechselnden Zähnen ausgebildet sein. In die Innenprofilierung der Trennkupplung ist eine komplementär ausgebildete Außenprofilierung gefügt, die beispielsweise eine partielle oder vollständige Außenverzahnung bilden kann. Beispielsweise kann ein Flanschteil der Drehschwingungsisolationseinrichtung ein Scheibenteil mit einer umlaufenden Außenverzahnung oder mehrere über den Umfang verteilte Arme aufweisen, an denen radial außen zu der Innenprofilierung komplementäre, partielle Außenprofilierungen vorgesehen sind.
Zur Vermeidung einer Bildung von Geräuschen, beispielsweise ein Klappern der toleranzbehafteten und/oder zur Verbesserung des Fügevorgangs der Steckverbindung montagebedingt ein Umfangsspiel aufweisenden Profilierungen der gefügten Steckverbindung ist das Umfangsspiel der Steckverbindung bedämpft unterbunden. Beispielsweise können Geräusche durch verbleibende Drehungleichförmigkeiten der Brennkraftmaschine verursacht werden. Unter einem Umfangsspiel ist beispielsweise ein Freiraum zwischen Zähnen und Zahnflanken der Profilierungen der Steckverbindungen zu verstehen und ist nicht zu verwechseln mit einer Führung der Drehschwingungsisolationseinrichtung in Umfangsrichtung, die stets mit Umfangsspiel erfolgen kann und auch zur Vermeidung von zu hohem Verschleiß infolge Verzwängung mit Umfangsspiel erfolgen sollte.
Die Drehschwingungsisolationseinrichtung ist an der Steckverbindung in bevorzugter Weise axial schwimmend aufgenommen und getriebeseitig, beispielsweise auf einer Getriebeeingangswelle axial fixiert. Der Rotor und die Trennkupplung sind gegenüber dem Stator axial fixiert, so dass innerhalb der Steckverbindung ein axialer Toleranzausgleich, ein Abbau von Axialversatz der Getriebeeingangswelle, ein Abbau von Taumelbewegungen beispielsweise bei einem vorliegenden Winkelversatz und dergleichen an der mit Umfangsspiel behafteten, jedoch bezüglich des Umfangsspiels bedämpften Steckverbindung erfolgen kann. Durch das bedämpfte Umfangsspiel können derartige Ausgleichsbewegungen unter Kraftaufwand zwar erfolgen, ein freies, ein Klappern verursachendes Umfangsspiel liegt jedoch aufgrund der Bedämpfung des Umfangsspiels nicht vor.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Antriebseinheit ist die Außenprofilierung innerhalb der Innenprofilierung in Umfangsrichtung elastisch vorgespannt. Dies bedeutet, dass die Außenprofilierung in Anlagekontakt mit der Innenprofilierung mittels mindestens eines Federelements gedrückt wird. Die Steifigkeit des mindestens einen Federelements ist dabei so bemessen, dass auftretende Rückstellkräfte von Drehschwingungen überwunden werden.
Beispielsweise kann an dem Rotor ein Vorspannteil befestigt sein. Dieses Vorspannteil enthält beispielsweise über den Umfang verteilt an einem Befestigungsring einteilig aufgenommene Federelemente, welche gegenüber der Drehschwingungsisolationseinrichtung in Umfangsrichtung vorgespannt sind. Beispielsweise können die Federelemente gegen Gegenprofile eines Eingangsteils der Drehschwingungsisolationseinrichtung, beispielsweise ein Seitenteil eines Eingangsteils eines Drehschwingungsdämpfers in Umfangsrichtung oder mit einem Umfangsanteil vorgespannt sein.
Das zumindest eine Federelement oder ein dieses einteilig ausbildendes Vorspannteil kann beispielsweise an einem die Außenprofilierung ausbildenden Flanschteil befestigt sein und die Außenprofilierung im entspannten Zustand über die Innenprofilierung hinaus verbreitern. Nach dem Fügen der Steckverbindung bildet das zumindest eine Federelement eine Vorspannung gegenüber der Innenprofilierung aus, wobei das zumindest eine Federelement beispielsweise als in Federfenstern des Flanschteils mit der Außenprofilierung und eines die Innenprofilierung vorspannenden, mit dem Flanschteil verdrehbar verbundenen Vorspannteils aufgenommen ist und das Flanschteil und das Vorspannteil in Umfangsrichtung verdreht. Alternativ oder zusätzlich kann das Flanschteil ein in Umfangsrichtung elastische Biegebalken aufweisendes Vorspannteil enthalten, wobei die Biegebalken in Umfangsrichtung gegenüber Anlagekontakten der Außenprofilierung an der Innenprofilierung eine Vorspannung gegenüber der Innenprofilierung ausbilden. Beispielsweise können bei einer Ausbildung der Steckverbindung als Steckverzahnung mit einer Innenverzahnung und einer Außenverzahnung die Zahnflanken der Innen- und Außenverzahnung in eine Umfangsrichtung beispielsweise in Zugrichtung aneinandergelegt sein, während die Biegebalken gegen zumindest einem Teil der gegenüberliegenden Zahnflanken der Innenverzahnung vorgespannt sind.
Die Steifigkeit des zumindest einen Federelements kann einstellbar ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein als Schraubendruckfeder ausgebildetes Federelement entsprechend bezüglich seiner Länge, seiner Drahtstärke, Windungszahl und/oder dergleichen ausgelegt sein. Ein Biegebalken kann beispielsweise zur Einstellung seiner Steifigkeit in Umfangsrichtung entsprechend tailliert ausgebildet sein.
Alternativ oder zusätzlich zur Bedämpfung des Umfangsspiels mittels zumindest eines Federelements kann zwischen der Drehschwingungsisolationseinrichtung und dem Rotor eine Reibeinrichtung wirksam angeordnet sein. Die Reibeinrichtung kann an der Drehschwingungsisolationseinrichtung befestigt sein und von radial innen gegen die Innenprofilierung oder ein anderes Bauteil oder eine andere Reibfläche des Rotors vorgespannt sein. Der Reibeingriff kann mittels einer Reibpaarung Stahl/Stahl oder einer Reibpaarung Stahl/Reibmaterial, wie beispielsweise Reibmaterial eines Papier-, Gemenge- oder Sinterbelags ausgebildet sein. Der Reibeingriff kann fliehkraftabhängig vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein mit der Drehschwingungsisolationseinrichtung verbundenes Fliehgewicht mit oder ohne Reibbelag von radial innen gegen eine Reibfläche des Rotors fliehkraftabhängig vorgespannt werden und damit einen Reibeingriff mit diesem ausbilden.
Alternativ oder zusätzlich kann die Reibeinrichtung, beispielsweise zumindest ein axial gegen den mit oder ohne einen Reibbelag versehenen Rotor vorgespannter und an der Drehschwingungsisolationseinrichtung befestigter Arm mit oder ohne Reibbelag axial gegen den Rotor in Reibeingriff gebracht sein.
Die Drehschwingungsisolationseinrichtung eliminiert in bevorzugter Weise über die Steckverbindung übertragene, verbleibende Drehschwingungen beispielsweise der Brennkraftmaschine. Hierzu kann die Drehschwingungsisolationseinrichtung einen Drehschwingungsdämpfer und/oder ein Fliehkraftpendel enthalten. Das mit dem Rotor mittels der bedämpften Steckverbindung verbundene Flanschteil kann daher im Falle eines vorhandenen Drehschwingungsdämpfers das Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers bilden. Dem Eingangsteil ist entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung ein gegenüber diesem um eine Drehachse beispielsweise um eine Drehachse der Getriebeeingangswelle begrenzt verdrehbar angeordnetes Ausgangsteil nachgeschaltet, welches beispielsweise mittels einer Ausgangsnabe mit der Getriebeeingangswelle drehfest verbunden und axial auf dieser fixiert ist. Das Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers kann zwei axial beabstandete, miteinander verbundene und auf der Ausgangsnabe verdrehbar zentrierte Seitenteile enthalten, zwischen denen ein als Scheibenteil ausgebildetes, mit der Ausgangsnabe verbundenes Ausgangsteil angeordnet ist. Die Federeinrichtung kann aus über den Umfang verteilt angeordneten Schraubendruckfedern gebildet sein, die jeweils in axial gegenüberliegenden Federfenstern der Seitenteile und des Scheibenteils aufgenommen und von diesen in Umfangsrichtung beaufschlagt sind. Eines der Seitenteile ist hierbei mit dem die Steckverbindung mit dem Rotor bildenden Flanschteil verbunden oder bildet radial außen als Flanschteil selbst die Außenprofilierung.
Enthält die Drehschwingungsisolationseinrichtung ein Fliehkraftpendel, kann das Flanschteil mit der Außenprofilierung der Steckverbindung mit einem Pendelmassenträger verbunden sein oder die Außenprofilierung direkt an dem Pendelmassenträger vorgesehen sein. Der Pendelmassenträger kann als Pendelflansch ausgebildet sein, an dem mittels Pendellagern beidseitig Pendelmassenteile angeordnet sind, wobei axial gegenüberliegende Pendelmassenteile jeweils mittels Ausnehmungen des Pendelflanschs durchgreifenden Verbindungsmitteln zu Pendelmassen verbunden sind und die Pendellager zwischen den Pendelmassenteilen und den Pendelmassen eingestellt sind.
Alternativ kann der Pendelmassenträger aus zwei axial beabstandeten und miteinander verbundenen Seitenteilen gebildet sein, zwischen denen über den Umfang verteilt Pendelmassen angeordnet sind, wobei die Pendellager zwischen den Seitenteilen und den Pendelmassen ausgebildet sind und das die Außenprofilierung tragende Flanschteil mit einem der Seitenteile verbunden wie beispielsweise vernietet oder die Außenprofilierung direkt an eines der beiden Seitenteile angearbeitet sein kann.
Alternativ kann ein Fliehkraftpendel vorgesehen sein, bei dem der Pendelmassenträger als Pendelflansch ausgebildet ist und die Pendellager axial in Linie mit radial übereinander liegenden Laufbahnen für eine Pendelrolle zwischen dem Pendelflansch und in Ausnehmungen des Pendelflanschs angeordneten Mittelteilen ausgebildet sind. Beidseitig des Pendelflanschs sind Pendelmassenteile angeordnet, wobei axial gegenüberliegende Pendelmassenteile jeweils mit einem Mittelteil verbunden sind. Das Flanschteil mit der Außenprofilierung kann mit dem Pendelflansch verbunden, beispielsweise vernietet sein oder die Außenprofilierung kann direkt an dem Pendelflansch radial außen angearbeitet sein.
Die Drehschwingungsisolationseinrichtung, ein Drehschwingungsdämpfer und/oder ein Fliehkraftpendel dieser kann teilweise oder vollständig in den Bauraum der Elektromaschine integriert sein.
Zur Vereinfachung der Montage der Außenprofilierung in die Innenprofilierung, das heißt beispielsweise zum Fügen eines Getriebes mit einer auf dessen Getriebeeingangswelle vormontierten Drehschwingungsisolationseinrichtung an die vorgeschlagene Antriebseinheit kann das zumindest eine Federelement vollständig vorgespannt fixiert sein. Hierzu kann das Flanschteil mit der Außenprofilierung und das Vorspannteil bei vorgespanntem zumindest einem Federelement aufeinander fixiert sein, so dass die Außenprofilierung mit Umfangsspiel in die Innenprofilierung gefügt werden kann. Beispielsweise können in dem Flanschteil und im dem Vorspannteil bei vorgespanntem zumindest einem Federelement fluchtende Öffnungen vorgesehen sein, durch welche jeweils ein Montagestift eingebracht werden kann, welcher nach der Ausbildung der Steckverbindung entfernt werden kann, so dass das zumindest eine Federelement mittels des Vorspannteils die Außenprofilierung gegen die Innenprofilierung vorspannt und damit das Umfangsspiel bedämpft unterbindet.
Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 19 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Diese zeigen:

1 den oberen Teil einer um eine Drehachse angeordneten Antriebseinheit im Schnitt,
2 die Steckverbindung der Antriebseinheit der 1 im Schnitt,
3 eine Teilansicht der Steckverbindung der 2,
4 eine Teilansicht einer gegenüber der Steckverbindung der 2 und 3 abgeänderten Steckverbindung,
5 einen Schnitt durch die Steckverbindung der 4,
6 eine gegenüber den Steckverbindungen der 2 bis 5 abgeänderte Steckverbindung in Teilansicht,
7 eine Teilansicht der nicht vorgespannten Steckverbindung der 2 und 3 nach dem Fügen und vor dem Verspannen,
8 einen Schnitt durch die Steckverbindung der 7,
9 eine Teilansicht einer gegenüber den Steckverbindungen der 2 bis 8 abgeänderten Steckverbindung,
10 eine für die Antriebseinheit der 1 geeignete Steckverbindung mit einer Reibeinrichtung im Schnitt,
11 eine gegenüber der Steckverbindung der 10 abgeänderte Steckverbindung im Schnitt,
12 eine gegenüber den Steckverbindungen der 10 und 11 abgeänderte Steckverbindung im Schnitt,
13 eine gegenüber den Steckverbindungen der 10 bis 12 abgeänderte Steckverbindung im Schnitt,
14 einen Teilschnitt durch eine gegenüber den Steckverbindungen der vorhergehenden Figuren abgeänderte Steckverbindung mit einem an dem Rotor befestigten Vorspannteil,
15 eine alternative Befestigung des Vorspannteils der Steckverbindung der 14 an dem Rotor,
16 eine Teilansicht des Vorspannteils der 14,
17 eine Teilansicht von radial außen auf das Vorspannteil der 14,
18 eine Teilansicht eines gegenüber dem Vorspannteil der 14 bis 17 abgeänderten Vorspannteils und
19 ein Detail des Vorspannteils der 18.

Die 1 zeigt den oberen Teil der um die Drehachse d angeordneten Antriebseinheit 1 im Schnitt. Die Antriebseinheit 1 enthält die Brennkraftmaschine 2, von der nur die Kurbelwelle 3 dargestellt ist, die Elektromaschine 4 mit dem Rotor 5, die innerhalb des Rotors 5 angeordnete Trennkupplung 6, den zwischen der Kurbelwelle 3 und der Trennkupplung 6 angeordneten Drehschwingungsdämpfer 7 und die dem Rotor 5 nachgeschaltete Drehschwingungsisolationseinrichtung 8, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Drehschwingungsdämpfer 9 ausgebildet ist. In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Drehschwingungsisolationseinrichtung 8 als Fliehkraftpendel oder als Kombination eines Drehschwingungsdämpfers mit einem Fliehkraftpendel ausgebildet sein.
Der Stator 10 der Elektromaschine 4 ist fest mit dem nicht dargestellten Gehäuse der Brennkraftmaschine 2 verbunden und nimmt mittels dem Hohlwellenansatz 11 den Wellenabschnitt 12 verdrehbar auf. Auf dem Hohlwellenansatz 11 ist die Betätigungseinrichtung 13 der Trennkupplung 6 verdrehbar aufgenommen.
Der Drehschwingungsdämpfer 7 ist eingangsseitig mit der Kurbelwelle 3 befestigt und ausgangsseitig mit dem Wellenabschnitt 12 drehfest verzahnt. Der Innenlamellenträger 14 der Trennkupplung 6 ist drehfest mit dem Wellenabschnitt 12 verbunden. In dem Innenumfang des Rotors 5 ist der Außenlamellenträger 15 angeordnet. Zwischen dem Innenlamellenträger 14 und dem Außenlamellenträger 15 sind axial abwechselnd geschichtet jeweils drehfest die Lamellen 16, 17 der Trennkupplung 6 eingehängt und axial von der Betätigungseinrichtung 13 gegen die Endlamelle 18 beaufschlagbar, um die Trennkupplung 6 zu betätigen.
Der Außenlamellenträger 15 weist zur drehfesten Aufnahme der Lamellen 17 und der Drehschwingungsisolationseinrichtung 8 die Innenprofilierung 19 - hier eine Innenverzahnung auf.
Die Innenprofilierung 19 bildet mit der zu dieser komplementär ausgebildeten Außenprofilierung 20 - hier eine Außenverzahnung - des Flanschteils 21 der Drehschwingungsisolationseinrichtung 8 die Steckverbindung 22. Das Flanschteil 21 ist radial innen mit dem Seitenteil 23 verbunden. Das Seitenteil 23 ist axial beabstandet mit dem Seitenteil 24 verbunden und bildet das Eingangsteil 25 des Drehschwingungsdämpfers 9 der Drehschwingungsisolationseinrichtung 8. Axial zwischen den Seitenteilen 23, 24 ist das Scheibenteil 26 angeordnet, welches mit der Ausgangsnabe 27 verbunden, beispielsweise verschweißt ist und mit dieser das Ausgangsteil 28 bildet. Die Ausgangsnabe 27 ist drehfest mit der Getriebeeingangswelle 29 eines nicht dargestellten Getriebes verbunden. Das Seitenteil 23 und damit das Eingangsteil 25 ist auf der Ausgangsnabe 27 verdrehbar zentriert. Die Ausgangsnabe 27 und damit die Drehschwingungsisolationseinrichtung 8 ist axial auf der Getriebeeingangswelle 29 fixiert.
Ein Axialausgleich zwischen Kurbelwelle 3 und Getriebeeingangswelle 29 findet damit innerhalb der Steckverbindung 22 statt. Hierzu sind die Innenprofilierung 19 und die Außenprofilierung 20 axial schwimmend angeordnet.
Zwischen den Seitenteilen 23, 24 einerseits und dem Scheibenteil 26 andererseits ist die in Umfangsrichtung wirksame Federeinrichtung 39 vorgesehen, deren Schraubendruckfedern 40 über den Umfang verteilt in aus den Seitenteilen 23, 24 und dem Scheibenteil ausgenommenen Federfenstern 41, 42, 43 untergebracht und bei einer Relativverdrehung der Seitenteile 23, 24 gegenüber dem Scheibenteil von radial ausgerichteten Fensterwandungen beaufschlagbar sind.
Die Steckverbindung 22 weist toleranzbehaftet oder montagebedingt zur einfacheren Ausbildung der Fügung ein Umfangsspiel auf. Um dieses während des Betriebs der Antriebseinheit 1 zu eliminieren und damit Geräusche wie beispielsweise Klappergeräusche zu vermeiden, ist die Außenprofilierung 20 in eine Drehrichtung gegenüber der Innenprofilierung 19 in Umfangsrichtung vorgespannt. Hierzu sind an dem Flanschteil 21 über den Umfang verteilt Federelemente 30 mit einer vorgegebenen Steifigkeit beziehungsweise Elastizität aufgenommen, die die Außenprofilierung 20 gegen die Innenprofilierung 19 in Umfangsrichtung vorspannen. In bevorzugter Weise erfolgt eine Vorspannung in Zugrichtung, so dass Innenprofilierung 19 und Außenprofilierung 20 unter Zug bereits vorgespannt aneinander liegen und bei einem Drehmomentwechsel in Schubrichtung die Außenprofilierung 20 an die gegenüberliegenden Flanken der Innenprofilierung 19 entgegen der Wirkung der Federelemente 30 verlagert wird.
Die 2 und 3 zeigen die Steckverbindung 22 der Antriebseinheit 1 im Detail im Schnitt und in Teilansicht. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Federelemente 30 als radial erweiterte, nach radial außen offene, jeweils zwischen zwei Zähne 33, 34 der Innenprofilierung 19 eingreifende, über den Umfang verteilt angeordnete Biegebalken 31 ausgebildet, die an dem Befestigungsring 32 einteilig aufgenommen sind. Der Befestigungsring 32 bildet mit den Biegebalken 31 das Vorspannteil 44, welches mittels der Niete 35 mit dem Flanschteil 21 verbunden ist. Der Biegebalken 31 tritt mit einer Zahnflanke 36 in Kontakt und spannt den zugehörigen Zahn 38 der Außenprofilierung 20 gegen die der Zahnflanke 36 in Umfangsrichtung gegenüberliegende Zahnflanke 37 der Innenprofilierung 19 vor. Der Biegebalken 31 weist zur Einstellung dessen Steifigkeit in Umfangsrichtung die Taillierung 58 auf.
Die 4 und 5 zeigen in Teilansicht und im Schnitt die gegenüber der Steckverbindung 22 der vorhergehenden Figuren abgeänderte Steckverbindung 22a auf. Im Unterschied zu der Steckverbindung 22 ist das Vorspannteil 44a der Steckverbindung 22a in das Flanschteil 21a eingehängt. Hierzu durchgreifen die Laschen 45a des Vorspannteils die Öffnungen 46a des Flanschteils 21a axial und sind auf der gegenüberliegenden Seite nach radial innen umgelegt. Weiterhin sind die Biegebalken 31a radial außen von dem Flanschteil 21a weg axial umgebogen, so dass deren Steifigkeit ohne Taillierung einstellbar ausgebildet und das Fügen der Steckverbindung 22a vereinfacht ist.
Die 6 zeigt eine gegenüber den Steckverbindungen 22, 22a der vorhergehenden Figuren abgeänderte Steckverbindung 22b in Teilansicht. Im Unterschied zu diesem sind die an dem Befestigungsring 32b angeordneten Biegebalken 31b des Vorspannteils 44b ausgehend von ihrer Aufnahme an dem Befestigungsring 32b in Umfangsrichtung verlagert in der Innenprofilierung 19b aufgenommen. Damit kann die Steifigkeit der Biegebalken 31b beispielsweise abhängig von der Belastung in Umfangsrichtung eingestellt werden.
Die 7 und 8 zeigen die Steckverbindung 22 der 1 bis 3 während deren Fügevorgangs. Zur Verringerung der axialen Fügekräfte sind die Biegebalken 31 in Umfangsrichtung vorgespannt, so dass der Umfangsspalt 47 zwischen den Biegebalken 31 und den Zähnen 33, 34 der Innenprofilierung 19 erhalten bleibt. Hierzu sind in dem Flanschteil 21 und in den Biegebalken 31 mit in Umfangsrichtung vorgespannten Biegebalken 31 fluchtende Öffnungen 48, 49 vorgesehen, in die jeweils ein Montagestift 50 eingebracht ist. Nach dem Fügen der Steckverbindung 22 werden die Montagestifte 50 entfernt und die Vorspannung der Biegebalken 31 gegenüber der Innenprofilierung 19 stellt sich ein.
Die 9 zeigt die gegenüber den Steckverbindungen 22, 22a, 22b der vorhergehenden Figuren abgeänderte Steckverbindung 22c im Schnitt. Im Unterschied zu den Steckverbindungen 22, 22a, 22b weist die Steckverbindung 22c das Vorspannteil 44c mit starren radial erweiterten und über den Umfang verteilt angeordneten Armen 31c auf, die verdrehbar an den Nieten 35c aufgenommen sind. In axial gegenüberliegenden Federfenstern 51c, 52c des Flanschteils 21c und den Armen 31c sind in Umfangsrichtung wirksame, als Schraubendruckfedern 53c ausgebildete Federelemente 30c aufgenommen und von Fensterwandungen der Federfenster 51c, 52c in Umfangsrichtung beaufschlagt. Hierzu entsteht im nicht verspannten Zustand der Steckverbindung 22c ein Umfangsversatz zwischen den Armen 31c und den Flanken der Außenprofilierung 20c, wobei nach dem Fügen der Steckverbindung die Arme 31c und die Außenprofilierung 20c entgegen der Wirkung der Schraubendruckfedern 53c in Umfangsrichtung gegen die Innenprofilierung 19c verspannt sind.
Die 10 bis 13 zeigen die alternativ für die Antriebseinheit 1 der 1 geeigneten, gegenüber den Steckverbindungen 22, 22a, 22b, 22c der vorhergehenden Figuren abgeänderte Steckverbindungen 22d, 22e, 22f, 22g, welche ein gemeinsames Wirkprinzip einer Ausbildung eines Reibmoments jeweils zwischen dem Flanschteil 21d, 21e, 21f, 21g und dem Rotor 5d, 5e, 5f, 5g aufweisen, um das Umfangsspiel zwischen den Innenprofilierungen 19d, 19e, 19f, 19g und den Außenprofilierungen 20d, 20e, 20f, 20g zu eliminieren. Aufgrund der Einführung eines Reibmoments ist über das Umfangsspiel zwischen diesen eine Reibhysterese ausgebildet, die ein Klappern der Steckverbindungen 22d, 22e, 22f, 22g unterbindet, wobei das eingestellte Reibmoment größer ist als ein geräuschbildendes Drehmoment an der Steckverbindung 22d, 22e, 22f, 22g.
Die 10 zeigt die Steckverbindung 22d, bei der die Reibeinrichtung 54d die Reibscheibe 44d enthält, die mittels der Niete 35d an dem Flanschteil 21d befestigt ist, im Schnitt. Die Reibscheibe 44d ist radial außen axial umgelegt und mittels einer radialen Vorspannung gegen die Innenprofilierung 19d radial mittels einer Metall-Metall-Reibpaarung vorgespannt.
Die 11 zeigt die der Steckverbindung 22d der 10 ähnliche Steckverbindung 22e mit der Reibeinrichtung 54e im Schnitt. Im Unterschied zu der Steckverbindung 22d enthält die Reibscheibe 44e an ihrem axialen Ansatz den zwischen die Innenprofilierung 19e und der Reibscheibe 44e vorgespannten Reibbelag 55e.
Die 12 zeigt im Unterschied zu der Steckverbindung 22e der 11 die Steckverbindung 22f, bei der die mit dem Reibbelag 55f ausgestattete Reibscheibe 44f der Reibeinrichtung 54f im ruhenden Zustand der Steckverbindung 22f nicht gegen die Innenprofilierung 19f radial vorgespannt ist. Der axiale Ansatz 56f der Reibscheibe 44f enthält auf der dem Reibbelag 55f abgewandten Seite das Fliehgewicht 57f. Dreht der Rotor 5f um seine Drehachse, wird das Fliehgewicht 57f fliehkraftbedingt nach radial außen beschleunigt und das Reibmoment zwischen dem Reibbelag 55f und der Innenprofilierung 19f wird aufgebaut. Durch die nicht vorhandene Reibung während der Montage ist diese vorteilhafterweise vereinfacht.
Die 13 zeigt die Steckverbindung 22g im Schnitt, bei der die Reibscheibe 44g der Reibeinrichtung 54g radial außen die Innenprofilierung 19g übergreift und mittels des an der Reibscheibe 44g angebrachten Reibbelags 55g einen Reibeingriff mit der Stirnseite der Innenprofilierung 19g ausbildet. Die axiale Vorspannung der Reibscheibe 44g gegen die Innenprofilierung 19g erfolgt mittels einer axialen Festlegung der Drehschwingungsisolationseinrichtung auf der axial fest gelagerten Getriebeeingangswelle und einer mit axial vorgegebenem Abstand ausgebildeten Verbindung zwischen dem Getriebegehäuse und dem Gehäuse der Brennkraftmaschine beziehungsweise des Stators.
Die 14 zeigt die gegenüber der Antriebseinheit 1 der 1 abgeänderte Antriebseinheit 1h mit der in Umfangsrichtung mittels den Federelementen 30h vorgespannten Steckverbindung 22h im Teilschnitt. Im Unterschied zu den Steckverbindungen der Antriebseinheit 1 ist das Vorspannteil 44h mit den Federelementen 30h mittels der Verstemmung 59h fest mit dem Rotor 5h beziehungsweise mit der mit diesem fest verbundenen Innenprofilierung 19h verbunden. Die Federelemente 30h sind über den Umfang verteilt an dem Vorspannteil 44h nach radial innen erweitert angeordnet und bilden in Umfangsrichtung elastische Zungen 60h aus, welche in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Umfangsrichtung gegen entsprechende Gegenprofile 61h der Drehschwingungsisolationseinrichtung 8h, hier dem Seitenteil 23h des Eingangsteils 25h des Drehschwingungsdämpfers 9h der Drehschwingungsisolationseinrichtung 8h vorgespannt sind. Die Steckverbindung 22h ist hiervon räumlich getrennt zwischen der Innenprofilierung 19h und der an dem Flanschteil 21h, welches mit dem Seitenteil 23h drehfest verbunden ist, radial außen angeordneten Außenprofilierung 20h mit Umfangsspiel ausgebildet.
Die 15 zeigt im Schnittdetail die gegenüber der Verstemmung 59h der 14 abgeänderte Verbindung des Vorspannteils 44h mit der Innenprofilierung 19h mittels der über den Umfang verteilt angeordneten Schrauben 62h.
Die 16 zeigt ein Detail des Vorspannteils 44h der 14 in Ansicht mit dem Befestigungsring 32h und dem nach radial innen erweiterten Federelement 30h mit der in Umfangsrichtung elastisch ausgebildeten Zunge 60h, die hier gegen das gestrichelt dargestellte Gegenprofil 61h der Drehschwingungsisolationseinrichtung 8h ( 14) in Umfangsrichtung vorgespannt ist.
Die 17 zeigt das Vorspannteil 44h der 14, 16 und 17 von radial außen mit dem Befestigungsring 32h, dem Federelement 30h und der gegen das Gegenprofil 61h des Seitenteils 23h der Drehschwingungsisolationseinrichtung 8h vorgespannten Zunge 60h. Die Zunge 60h ist zur Einstellung einer vorgegebenen Elastizität beziehungsweise Steifigkeit in Umfangsrichtung bogenförmig ausgebildet.
Die 18 zeigt in Teilansicht eine zu der Vorspannung der Steckverzahnung 22h der 14 bis 17 alternative Vorspannung des Vorspannteils 44i gegenüber dem Seitenteil 23i des Eingangsteils 25i eines ansonsten dem Drehschwingungsdämpfer 9h der 14 entsprechenden Drehschwingungsdämpfers beziehungsweise einer Antriebseinheit 1h. An dem Befestigungsring 32i des Vorspannteils 44i sind nach radial innen erweitert und über den Umfang verteilt die Federelemente 30i angeordnet, die radial innen schräg und damit mit einem Umfangsanteil umgelegte Zungen 60i aufweisen, die in Umfangsrichtung eine vorgegebene Elastizität aufweisen. Die Zungen 60i sind gegen bogenförmig ausgebuchtete Gegenprofile 61i des Seitenteils 23i in Umfangsrichtung vorgespannt.
Die 19 zeigt eines der Federelemente 30i mit der schräg axial umgelegten Zunge 60i im Detail.
Bezugszeichenliste

1: Antriebseinheit
1h: Antriebseinheit
2: Brennkraftmaschine
3: Kurbelwelle
4: Elektromaschine
5: Rotor
5d: Rotor
5e: Rotor
5f: Rotor
5g: Rotor
5h: Rotor
6: Trennkupplung
7: Drehschwingungsdämpfer
8: Drehschwingungsisolationseinrichtung
8h: Drehschwingungsisolationseinrichtung
9: Drehschwingungsdämpfer
9h: Drehschwingungsdämpfer
10: Stator
11: Hohlwellenansatz
12: Wellenabschnitt
13: Betätigungseinrichtung
14: Innenlamellenträger
15: Außenlamellenträger
16: Lamelle
17: Lamelle
18: Endlamelle
19: Innenprofilierung
19b: Innenprofilierung
19c: Innenprofilierung
19d: Innenprofilierung
19e: Innenprofilierung
19f: Innenprofilierung
19g: Innenprofilierung
19h: Innenprofilierung
20: Außenprofilierung
20c: Außenprofilierung
20d: Außenprofilierung
20e: Außenprofilierung
20f: Außenprofilierung
20g: Außenprofilierung
20h: Außenprofilierung
21: Flanschteil
21a: Flanschteil
21c: Flanschteil
21d: Flanschteil
21e: Flanschteil
21f: Flanschteil
21g: Flanschteil
21h: Flanschteil
22: Steckverbindung
22a: Steckverbindung
22b: Steckverbindung
22c: Steckverbindung
22d: Steckverbindung
22e: Steckverbindung
22f: Steckverbindung
22g: Steckverbindung
22h: Steckverbindung
23: Seitenteil
23h: Seitenteil
23i: Seitenteil
24: Seitenteil
25: Eingangsteil
25h: Eingangsteil
25i: Eingangsteil
26: Scheibenteil
27: Ausgangsnabe
28: Ausgangsteil
29: Getriebeeingangswelle
30: Federelement
30c: Federelement
30h: Federelement
30i: Federelement
31: Biegebalken
31a: Biegebalken
31b: Biegebalken
31c: Arm
32: Befestigungsring
32b: Befestigungsring
32h: Befestigungsring
32i: Befestigungsring
33: Zahn
34: Zahn
35: Niet
35c: Niet
35d: Niet
36: Zahnflanke
37: Zahnflanke
38: Zahn
39: Federeinrichtung
40: Schraubendruckfeder
41: Federfenster
42: Federfenster
43: Federfenster
44: Vorspannteil
44a: Vorspannteil
44b: Vorspannteil
44c: Vorspannteil
44h: Vorspannteil
44i: Vorspannteil
44d: Reibscheibe
44e: Reibscheibe
44f: Reibscheibe
44g: Reibscheibe
45a: Lasche
46a: Öffnung
47: Umfangsspalt
48: Öffnung
49: Öffnung
50: Montagestift
51c: Federfenster
52c: Federfenster
53c: Schraubendruckfeder
54d: Reibeinrichtung
54e: Reibeinrichtung
54f: Reibeinrichtung
54g: Reibeinrichtung
55e: Reibbelag
55f: Reibbelag
55g: Reibbelag
56f: Ansatz
57f: Fliehgewicht
58: Taillierung
59h: Verstemmung
60h: Zunge
60i: Zunge
61h: Gegenprofil
61i: Gegenprofil
62h: Schraube
d: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2015/172784 A2 [0002]
DE 102014214634 A1 [0003]

Claims

Antriebseinheit (1, 1h) für einen hybridischen Antriebsstrang enthaltend eine Brennkraftmaschine (2), eine Elektromaschine (4) und eine zwischen einer Kurbelwelle (3) der Brennkraftmaschine (2) und einem Rotor (5, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h) der Elektromaschine (4) radial innerhalb des Rotors (5, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h) angeordneten Trennkupplung (6), wobei dem Rotor (5, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h) eine Drehschwingungsisolationseinrichtung (8, 8h) nachgeschaltet ist, wobei die Drehschwingungsisolationseinrichtung (8, 8h) mittels einer Steckverbindung (22, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g, 22h) drehschlüssig mit dem Rotor (5, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h) verbunden ist und die Steckverbindung (22, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g, 22h) aus einem dem Rotor (5, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h) zugeordneten Innenprofilierung (19, 19b, 19c, 19d, 19e, 19f, 19g, 19h) und einer an der Drehschwingungsisolationseinrichtung (8, 8h) komplementär ausgebildeten Außenprofilierung (20, 20c, 20d, 20e 20f, 20g, 20h) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umfangsspiel der Steckverbindung (22, 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g, 22h) bedämpft unterbunden ist.
Antriebseinheit (1, 1h) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenprofilierung (20, 20c) innerhalb der Innenprofilierung (19, 19b, 19c) in Umfangsrichtung elastisch vorgespannt ist.
Antriebseinheit (1h) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rotor (5h) ein eine Vorspannung gegenüber der Drehschwingungsisolationseinrichtung (8h) einstellendes Vorspannelement (44h, 44i) befestigt ist.
Antriebseinheit (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einem die Außenprofilierung (20, 20c) ausbildenden Flanschteil (21, 21a, 21c) ein eine Vorspannung gegenüber der Innenprofilierung (19, 19b, 19c) einstellendes Federelement (30, 30c) befestigt ist.
Antriebseinheit (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (30) zumindest einen in Umfangsrichtung elastischen Biegebalken (31, 31a, 31b) aufweist, welcher in Umfangsrichtung gegenüber eines Anlagekontakts der Außenprofilierung (20, 20c) an der Innenprofilierung (19, 19c) eine Vorspannung gegenüber der Innenprofilierung (19, 19b, 19c) ausbildet.
Antriebseinheit (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steifigkeit des Biegebalkens (31) mittels einer Taillierung (58) und/oder einer Auslenkung in axiale Richtung und/oder in Umfangsrichtung einstellbar ausgebildet ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Drehschwingungsisolationseinrichtung und dem Rotor (5d, 5e, 5f, 5g) eine Reibeinrichtung (54d, 54e, 54f, 54g) wirksam angeordnet ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reibscheibe (44d, 44e, 44f) der Reibeinrichtung (54d, 54e, 54f) an einem Flanschteil (21d, 21e, 21f) der Drehschwingungsisolationseinrichtung befestigt ist und von radial innen gegen die Innenprofilierung (19d, 19e, 19f) vorgespannt ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reibeingriff der Reibeinrichtung (54f) fliehkraftabhängig vorgesehen ist.
Antriebseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschwingungsisolationseinrichtung (8) einen Drehschwingungsdämpfer (9) und/oder ein Fliehkraftpendel enthält.