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Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug enthaltend ein in einem Getriebegehäuse aufgenommenes Getriebe, insbesondere ein Doppelkupplungsgetriebe mit zumindest einer Getriebeeingangswelle und einer auf der zumindest einen Getriebeeingangswelle gelagerten Reibungskupplung, insbesondere eine Doppelkupplung.
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Gattungsgemäße Antriebsstränge sind hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt. Hierbei ist im einfachsten Fall eine Getriebeeingangswelle mittels einer Reibungskupplung mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbindbar. Wird aus technischen Gründen die Reibungskupplung auf der Getriebeeingangswelle gelagert, müssen die axialen Betätigungskräfte zur Betätigung der Reibungskupplung von der Getriebeeingangswelle gegengehalten werden. Hierzu ist ein Eingangsteil der Reibungskupplung, beispielsweise eine Gegendruckplatte an einem Axialanschlag aufgenommen. In weitergebildeten Antriebssträngen ist das Getriebe als Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Teilgetrieben ausgebildet, welche über jeweils eine Getriebeeingangswelle, die mittels einer für jedes Teilgetriebe eine Reibungskupplung enthaltenden Doppelkupplung alternativ oder überschneidend mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbindbar sind. Hierbei ist eine der Getriebeeingangswellen als Hohlwelle ausgebildet, die die andere Getriebeeingangswelle in sich aufnimmt. Die Doppelkupplung ist dabei vollständig auf einer oder teilweise auf beiden Getriebeeingangswellen verdrehbar gelagert, wobei die Betätigungskräfte ein entsprechender Axialanschlag, beispielsweise ein Festlager wie Getriebelager zwischen Getriebeeingangswelle und Getriebegehäuse aufnimmt. Die den Axialanschlag enthaltende Getriebeeingangswelle wird während der Betätigung einer der Reibungskupplungen, beispielsweise bei der Betätigung einer zugedrückten Reibungskupplung axial belastet, so dass unter fehlender Last an dem Axialanschlag beispielsweise auftretende Rasselgeräusche wahrgenommen werden können, die bei Belastung des Axialanschlags in der Regel ausbleiben. Derartige Geräusche entstehen beispielsweise bei geringer Vorlast oder im Spieldurchgang durch Modenkopplung beispielsweise zwischen Festlager, Reibungskupplung und Getriebeeingangswelle. Aus der
WO2009/052783 A1 ist ein Antriebsstrang mit einem Doppelkupplungsgetriebe bekannt, bei dem jede Kupplungsscheibe der Reibungskupplungen einer Doppelkupplung einen speziell ausgebildeten Drehschwingungsdämpfer aufweist.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug mit einer einfachen Verhinderung oder Erniedrigung von Geräuschen infolge Modenkopplung.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Der vorgeschlagene Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug enthält ein in einem Getriebegehäuse aufgenommenes Getriebe mit zumindest einer mittels eines Getriebelagers verdrehbar und einseitig axial fest gelagerten Getriebeeingangswelle und einer auf der zumindest einen Getriebeeingangswelle gelagerten Reibungskupplung. Das Getriebelager wird durch Wechselwirkungen zwischen Betätigungskräften der Reibungskupplung und Axialkräfte beispielsweise resultierend aus einer Schrägverzahnung einer Zahnradpaarung unterschiedlich belastet. Um in allen Betriebszuständen die Vorspannung auf das Getriebelager aufrecht erhalten zu können, ist die zumindest eine Getriebeeingangswelle zwischen einem axialen Festlager der Reibungskupplung auf der zumindest einen Getriebeeingangswelle und dem Getriebegehäuse drehentkoppelt axial vorgespannt. In besonders vorteilhafter Weise kann das Getriebe als Doppelkupplungsgetriebe mit der zumindest einen, als Hohlwelle ausgebildeten Getriebeeingangswelle und einer in dieser geführten zweiten Getriebeeingangswelle und einer zumindest teilweise auf der zumindest einen Getriebeeingangswelle gelagerten Doppelkupplung vorgesehen sein. Hierbei ist die Doppelkupplung bevorzugt auf der Hohlwelle komplett oder zumindest teilweise gelagert. Die Hohlwelle ist hierbei gegen das Getriebe vorgespannt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen einem Axialanschlag der zumindest einen Getriebeeingangswelle und dem Getriebegehäuse ein mittels eines Drehlagers verdrehbar angeordneter und axial wirksam vorgespannter Energiespeicher vorgesehen. Der Energiespeicher kann eine in einem Kraftweg zwischen dem Axialanschlag und dem Getriebegehäuse vorgespannte Tellerfeder sein. Alternativ kann der Energiespeicher aus einem Tellerfederpaket mit mehreren hintereinander geschalteten Tellerfedern oder aus anderen Federelementen mit axialer Wirkung gebildet sein. Die Drehentkoppelung zwischen der drehenden Getriebeeingangswelle und dem stehenden Gehäuse erfolgt mittels eines Drehlagers, beispielsweise eines Gleit- oder Wälzlagers. Hierbei kann sich ein Lagerring direkt oder indirekt an dem Axialanschlag abstützen und der andere Lagerring als Anlage für den Energiespeicher dienen. Der Abstand zwischen dem Axialanschlag und dem Getriebegehäuse wird durch im Wesentlichen axial steile Bauelemente wie um die Getriebeeingangswelle angeordnete Hülsen wie Blechhülsen, Abstandselemente und/oder dergleichen gebildet. Hierbei kann ein Abstandselement unter axial zwischen dem Getriebegehäuse und dem Axialanschlag vorgesehenen Funktionsbauteilen, beispielsweise Betätigungsvorrichtungen der Reibungskupplungen, Wandungen, der Nabe einer Kupplungsscheibe und dergleichen durchtauchen. Die Funktionsbauteile weisen hierzu entsprechende, beispielsweise über den Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen auf. Beispielsweise kann der Energiespeicher mittels zumindest eines, beispielsweise mehrerer axial hintereinander angeordneter, um die zumindest eine Getriebeeingangswelle angeordneten Hülsenteile an dem Getriebegehäuse direkt axial abgestützt sein. Alternativ kann der Energiespeicher gegenüber einem axial fest mit dem Getriebegehäuse verbundenen Funktionsbauteil, beispielsweise an einer Betätigungsvorrichtung einer oder beider Reibungskupplungen abgestützt sein. Die Betätigungsvorrichtung kann beispielsweise ein Hülsenteil einer elektrisch betätigten Betätigungsmechanik, ein Gehäuse eines hydrostatisch betätigten Nehmerzylinders oder dergleichen sein. Die Betätigungsvorrichtung ist dabei fest mit dem Getriebegehäuse verbunden, so dass die Vorspannkraft des Energiespeichers indirekt über die Betätigungsvorrichtung an dem Getriebegehäuse abgestützt ist.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Drehentkoppelung des Energiespeichers an der abgewandten und dem Getriebegehäuse zugewandten Seite von mit unterschiedlicher Drehzahl gegenüber dem Getriebegehäuse drehenden und auf der Getriebeeingangswelle gelagerten Komponenten, beispielsweise einem auf dieser verdrehbar gelagerten Eingangsteil wie Gegendruckplatte der Reibungskupplung(en) und einer drehschlüssig mit der Getriebeeingangswelle verbundenen Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung, vorzusehen. Beispielsweise kann zwischen dem Axialanschlag und dem Drehlager ein Wälzlager einer Lagerung eines Eingangsteils der Reibungskupplung auf Block angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann zwischen Axialanschlag und Drehlager, bevorzugt zwischen dem Wälzlager des Eingangsteils und dem Drehlager eine Nabe einer Kupplungsscheibe der Reibungskupplung auf Block angeordnet sein. Hierbei kann das Drehlager auf einer axial auf Block mit dem Axialanschlag liegenden Nabe einer Kupplungsscheibe der Reibungskupplung angeordnet sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann hierbei der Energiespeicher zwischen dem Drehlager und einem das Drehlager radial außen axial übergreifenden, sich axial am Getriebegehäuse abstützenden Hülsenteil verspannt sein.
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Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die gegen das Getriebegehäuse vorgespannte Getriebeeingangswelle, beispielsweise die Hohlwelle eines Doppelkupplungsgetriebes mit einer Nabe der Kupplungsscheibe der zugehörigen Reibungskupplung drehschlüssig und axial verlagerbar verbunden ist, um beispielsweise einen Verschleiß der Reibringe auszugleichen. Hierzu kann die beispielsweise als Wälzlager ausgebildete Lagerung der Gegendruckplatte, beispielsweise einer beiden Reibungskupplungen einer Doppelkupplung gemeinsamen Gegendruckplatte, axial fest auf der Getriebeeingangswelle aufgenommen sein. Hierbei kann sich das Drehlager unmittelbar oder durch Zwischenlegung einer Distanzscheibe axial steif abstützen. Die axial verlagerbare Nabe der Kupplungsscheibe ist dabei auf der dem Drehlager gegenüber liegenden Seite des Wälzlagers angeordnet. Um die Gegendruckplatte axial zwischen Nabe und Drehlager auf der Getriebeeingangswelle lagern zu können, kann beispielsweise das die Hebel zur Betätigung der Reibungskupplung oder der Reibungskupplungen einer Doppelkupplung axial abstützende und mit der Druckplatte fest verbundene Gehäuse axial den radial innen über den Umfang segmentierten und mit derselben Drehzahl drehenden Hebel zur Betätigung der zugehörigen Reibungskupplung durchgreifen und mittels des Wälzlagers auf der Getriebeeingangswelle verdrehbar und axial fest gelagert sein.
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Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 einen Teilschnitt durch einen Teil eines Antriebsstrangs mit einer Doppelkupplung,
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2 einen Teilschnitt durch den Antriebsstrang der 1 mit einer Darstellung der Kraftverhältnisse,
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3 einen Teilschnitt durch einen gegenüber dem Antriebsstrang der 1 geänderten Antriebsstrang
und
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4 einen Teilschnitt durch einen gegenüber dem Antriebsstrang der 3 geänderten Antriebsstrang.
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1 zeigt die obere Hälfte des um die Drehachse d angeordneten Antriebsstrangs 1 mit der zwischen dem Getriebegehäuse 2 eines nicht näher dargestellten Doppelkupplungsgetriebes und einer Kurbelwelle 3 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine angeordneten Doppelkupplung 4, deren Reibungskupplungen 5, 6 eingangsseitig unter Zwischenschaltung des Drehschwingungsdämpfers 7 mit der Kurbelwelle 3 und ausgangsseitig mit jeweils einer Getriebeeingangswelle 8, 8a des Doppelkupplungsgetriebes verbunden sind. Die Getriebeeingangswelle 8 ist als Hohlwelle ausgebildet und nimmt in sich die Getriebeeingangswelle 8a auf. Die radial innerhalb der Reibungskupplung 6 angeordnete Reibungskupplung 5 ist als Mehrscheibenkupplung ausgebildet, deren gemeinsamer Innenlamellenträger 9 drehfest auf der mit der Getriebeeingangswelle 8 drehschlüssig verbundenen Nabe 10 aufgenommen ist. Die Reibscheiben 11, 12 sind hierbei zum Ausgleich von Verschleiß gegenüber dem Innenlamellenträger 9 axial verlagerbar aufgenommen. Die radial äußere Reibungskupplung 6 ist als Einscheibenkupplung ausgebildet, deren Kupplungsscheibe 13 axial verlagerbar und drehschlüssig mittels der Nabe 14 auf der Getriebeeingangswelle 8a aufgenommen ist. Die Doppelkupplung 4 weist das beiden Reibungskupplungen 5, 6 gemeinsame Trägersystem 16 auf, welches mittels des Wälzlagers 17 verdrehbar auf der Getriebeeingangswelle 8 gelagert und axial durch den Axialanschlag 18 fixiert ist. Die als zugedrückte Kupplungen ausgebildeten Reibungskupplungen 5, 6 werden mittels der aus den in dem Gehäuse 19 aufgenommenen Nehmerzylinder 20, 21 gebildeten Betätigungsvorrichtung 39 betätigt, welche mittels der Hebel 22, 23 die Anpressplatten 24, 25 gegen die mit dem Trägersystem 16 fest verbundenen Gegendruckplatten 26, 27 und damit gegen den Axialanschlag 18 belasten, so dass die Reibscheiben 11, 12, 28 der Reibungskupplungen 5, 6 einen Reibschluss mit Anpress- und Gegendruckplatten ausbilden und damit ein von der Kurbelwelle 3 über den Drehschwingungsdämpfer 7, die Steckverzahnung 29 und das mit dem Trägersystem 16 verbundene Antriebsblech 30 eingetragenes Drehmoment je nach Schaltzustand der Reibungskupplungen 5, 6 über die Naben 10, 14 auf die Getriebeeingangswellen 8, 8a übertragen.
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Um insbesondere bei größeren zu übertragenden Drehmomenten Geräusche aufgrund zu geringer oder fehlender Vorlast (Spieldurchgang) am Getriebelager 41 zu vermeiden, ist das Getriebelager 41 axial gegenüber dem Getriebegehäuse 2 vorgespannt. Hierzu stützt sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der hier aus den beiden seriell angeordneten Tellerfedern 33 gebildete Energiespeicher 32 an dem Getriebegehäuse 2 ab und spannt die Schrägverzahnung 31 gegen das Getriebegehäuse 2 vor. Die axiale Abstützung des Energiespeichers 32 an dem Axialanschlag 18 erfolgt durch Blocklage des Wälzlagers 17 und der Nabe 10, wobei der Energiespeicher 32 mittels des Drehlagers 34 auf der Nabe 10 aufgenommen und gegenüber dieser drehentkoppelt ist. Die Tellerfedern 33 des Energiespeichers 32 liegen radial außen an dem Außenring 35 des Drehlagers 34 und radial innen an dem Hülsenteil 36, das mittels des Kragens 37 das Drehlager 34 radial außen axial übergreift und damit einen Schutz für das Drehlager 34 und einen Käfig für den Energiespeicher 32 bildet. An das Hülsenteil 36 schließt sich ein weiteres Hülsenteil 38, das einteilig mit dem Hülsenteil 36 ausgebildet sein kann, an, welches sich an dem Gehäuse 19 der Betätigungsvorrichtung 39 unter axialer Vorspannung des Energiespeichers 32 abstützt. Das Gehäuse 19 ist axial steif an der Anlagefläche 40 des Getriebegehäuses 2 angelegt. Alternativ hierzu kann sich das Hülsenteil 36 direkt am Getriebegehäuse 2 abstützen.
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Die 2 zeigt den Antriebsstrang 1 der 1 mit eingezeichneten Wirkkräften in entsprechender Abbildung mit den Reibungskupplung 5, 6. Durch die Betätigungsvorrichtung 39 werden auf die Hebel 22, 23 die einzelnen Betätigungskräfte FB1, FB2 der Reibungskupplungen 5, 6 aufgebracht. Dabei ergibt sich an dem Axialanschlag 18 die summierte Betätigungskraft FB = FB1 + FB2. An der Schrägverzahnung 31, die schematisch für alle wirksamen Schrägverzahnungen der Getriebeeingangswelle 8 steht, resultiert abhängig vom anliegenden Drehmoment die Axialkraft FA. Unter bestimmten Umständen, beispielsweise bei größeren übertragenen Drehmomenten kann die resultierende Axialkraft Fres = FB – FA gleich Null, nahe Null oder negativ werden, so dass während eines sogenannten Spieldurchgangs am Getriebelager 41 Geräusche auftreten könnten. Dies wird durch die Vorspannkraft FV des zwischen Axialanschlag 18 und Getriebegehäuse 2 wirksam angeordneten Energiespeichers 32 vermieden. Die resultierende Axialkraft Fres ergibt sich dabei zu FRes = FB + FV – FA und ist damit immer größer Null beziehungsweise größer als eine zur Ausbildung eines Spieldurchgangs herabgesetzte Kraft, so dass Geräuschbildung wirksam unterbunden wird.
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Die 3 zeigt den gegenüber dem Antriebsstrang 1 der 1 abgeänderten Antriebsstrang 1a in ähnlicher Darstellung. Im Unterschied zu dem Antriebsstrang 1 ist die Doppelkupplung 4a durch zwei als Einscheibenkupplungen ausgebildete Reibungskupplungen 5a, 6a mit einer zentralen, mittels des Wälzlagers 17a auf der Getriebeeingangswelle 8a gelagerten Gegendruckplatte 26a gebildet. Die Vorspannung des Energiespeichers 32a erfolgt entsprechend durch Blocklage des Wälzlagers 17a und der Nabe 10a gegen den Axialanschlag 18a. Das Drehlager 34a ist auf der Nabe 10a aufgenommen, der Energiespeicher ist zwischen dem Drehlager 34a und dem Hülsenteil 36a verspannt. Das sich an das Hülsenteil 36a anschließende Hülsenteil 38a ist unter der gegenüber der Betätigungsvorrichtung 39 der 1 geänderten Betätigungsvorrichtung 39a durchgeführt und stützt sich direkt an dem Getriebegehäuse 2a ab. Zur Sicherstellung des Trennverhaltens der Reibungskupplung 5a ist die Mitnehmerscheibe 43a gegenüber der Nabe 10a mittels der Verzahnung 44a axial verschiebbar aufgenommen.
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Die 4 zeigt in leichter Abänderung gegenüber dem Antriebsstrang 1a der 3 den in ähnlicher Darstellung dargestellten Antriebsstrang 1b. Dieser weist axial gegenüber der Nabe 10b axial entkoppelte Reibscheiben 11b der Kupplungsscheibe 9b der Reibungskupplung 5b auf, um eine axiale Verlagerung dieser gegenüber der Nabe 10b bei Verschleiß zu ermöglichen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die axiale Entkoppelung mittels der zwischen den Flanschteilen 42b, 43b der Kupplungsscheibe 9b angeordneten Steckverzahnung 44b.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsstrang
- 1a
- Antriebsstrang
- 1b
- Antriebsstrang
- 2
- Getriebegehäuse
- 2a
- Getriebegehäuse
- 3
- Kurbelwelle
- 4
- Doppelkupplung
- 4a
- Doppelkupplung
- 5
- Reibungskupplung
- 5a
- Reibungskupplung
- 5b
- Reibungskupplung
- 6
- Reibungskupplung
- 6a
- Reibungskupplung
- 7
- Drehschwingungsdämpfer
- 8
- Getriebeeingangswelle
- 8a
- Getriebeeingangswelle
- 9
- Innenlamellenträger
- 9b
- Kupplungsscheibe
- 10
- Nabe
- 10a
- Nabe
- 10b
- Nabe
- 11
- Reibscheibe
- 11b
- Reibscheibe
- 12
- Reibscheibe
- 13
- Kupplungsscheibe
- 14
- Nabe
- 16
- Trägersystem
- 17
- Wälzlager
- 17a
- Wälzlager
- 18
- Axialanschlag
- 18a
- Axialanschlag
- 19
- Gehäuse
- 20
- Nehmerzylinder
- 21
- Nehmerzylinder
- 22
- Hebel
- 23
- Hebel
- 24
- Anpressplatte
- 25
- Anpressplatte
- 26
- Gegendruckplatte
- 26a
- Gegendruckplatte
- 27
- Gegendruckplatte
- 28
- Reibscheibe
- 29
- Steckverzahnung
- 30
- Antriebsblech
- 31
- Schrägverzahnung
- 32
- Energiespeicher
- 32a
- Energiespeicher
- 33
- Tellerfeder
- 34
- Drehlager
- 34a
- Drehlager
- 35
- Außenring
- 36
- Hülsenteil
- 36a
- Hülsenteil
- 37
- Kragen
- 38
- Hülsenteil
- 38a
- Hülsenteil
- 39
- Betätigungsvorrichtung
- 39a
- Betätigungsvorrichtung
- 40
- Anlagefläche
- 41
- Getriebelager
- 42b
- Flanschteil
- 43a
- Mitnehmerscheibe
- 43b
- Flanschteil
- 44a
- Verzahnung
- 44b
- Steckverzahnung
- d
- Drehachse
- FA
- Axialkraft
- FB
- summierte Betätigungskraft
- FB1
- Betätigungskraft
- FB2
- Betätigungskraft
- FRes
- resultierende Axialkraft
- FV
- Vorspannkraft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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