DE102018104367A1

DE102018104367A1 - Kupplungsanordnung mit modularer Struktur, sowie Antriebseinheit

Info

Publication number: DE102018104367A1
Application number: DE102018104367.8A
Authority: DE
Inventors: Simon ORTMANN; Philippe Wagner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2019-08-29
Also published as: WO2019166049A1; DE112019001013A5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse (2), einem relativ zu dem Gehäuse (2) um eine Drehachse (3) drehbar gelagerten Träger (4), einer mit ihrem Rotor (5) rotatorisch mit dem Träger (4) gekoppelten elektrischen Maschine (6), mehreren Kupplungen (7, 8, 9), wobei jede Kupplung (7, 8, 9) mit einem Kupplungsbestandteil (10b, 10c, 11a) an dem Träger (4) drehfest aufgenommen ist, sowie einer zumindest einen Nehmerzylinder (12a, 12b) aufweisenden Betätigungsvorrichtung (13), wobei der zumindest eine Nehmerzylinder (12a, 12b) betätigend auf eine Kupplung (7, 8, 9) einwirkt, und wobei ein den Träger (4) in einem Betriebszustand relativ zu einem gehäusefesten Bereich (14) lagerndes Stützlager (15) sowie ein an einem Lagerring (16) des Stützlagers (15) angebrachtes Antriebsrad (17) als eine modulare Teileinheit (18) ausgebildet sind. Zudem betrifft die Erfindung eine Antriebseinheit (40) mit dieser Kupplungsanordnung (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung (auch als Hybridmodul bezeichnet) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, mit einem Gehäuse, einem relativ zu dem Gehäuse um eine Drehachse drehbar gelagerten Träger, einer mit ihrem Rotor rotatorisch mit dem Träger gekoppelten elektrischen Maschine, mehreren Kupplungen, wobei jede Kupplung mit einem Kupplungsbestandteil (d.h. einem ihrer beiden drehfest miteinander verbindbaren Kupplungsbestandteile) an dem Träger drehfest aufgenommen ist, sowie mit einer zumindest einen Nehmerzylinder aufweisenden Betätigungsvorrichtung, wobei der zumindest eine Nehmerzylinder betätigend auf eine Kupplung / eine der Kupplungen einwirkt. Zudem betrifft die Erfindung eine Antriebseinheit für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit dieser Kupplungsanordnung.
Gattungsgemäße Kupplungsanordnungen sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. In diesem Zusammenhang offenbart bspw. die WO 2017/186 227 A1 ein Hybridmodul und eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug.
Als Nachteil bekannter Kupplungsanordnungen hat es sich jedoch herausgestellt, dass diese häufig relativ großbauend ausgebildet sowie aufwändig montierbar sind. Insbesondere die in einigen Ausführungen mittels so genannter Drehdurchführungen versorgten Nehmerzylinder sind durch relativ viele Montageschritte in der Kupplungsanordnung zu integrieren. Weiterhin ist eine Lagerung zum Lagern der Kupplungsanordnung in Abstimmung auf diese Nehmerzylinder so zu montieren, dass eine Betätigung des Nehmerzylinders gewährleistet bleibt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere eine Kupplungsanordnung zur Verfügung zu stellen, die sowohl relativ klein bauend ausgebildet ist, als auch einfach montierbar ist.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein den Träger in einem Betriebszustand relativ zu einem gehäusefesten Bereich lagerndes Stützlager sowie ein an einem Lagerring des Stützlagers angebrachtes Antriebsrad als eine (erste) modulare Teileinheit ausgebildet sind.
Dadurch ist die Kupplungsanordnung geschickt getriebeseitig montierbar. Bauraum wird weiterhin eingespart, indem zusätzlich eine Antriebsfunktion an dem Stützlager integriert ist.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Die Montage der Kupplungsanordnung ist besonders einfach individuell auf den Kundenwunsch adaptierbar, wenn die Kupplungsanordnungen aus mehreren, bevorzugt mindestens drei, weiter bevorzugt genau drei modularen Teileinheiten zusammengesetzt ist.
Dabei ist es auch zweckmäßig, wenn das Gehäuse, der Träger, die Kupplungen sowie die elektrische Maschine als eine zweite modulare Teileinheit ausgebildet sind.
Die Betätigungsvorrichtung ist vorteilhafterweise als eine dritte modulare Teileinheit ausgebildet.
Weisen die Kupplungen jeweils ein verstellend auf mehrere Reibelemente der Kupplung einwirkendes Druckelement, wie einen Drucktopf, auf, ist die zweite modulare Teileinheit besonders geschickt mit den weiteren Teileinheiten montierbar.
Ist das Stützlager mit einem ersten Lagerring an einem (ersten) Stützabschnitt des Trägers aufgenommen, wobei der Stützabschnitt drehfest mit einem sich axial erstreckenden sowie mit dem Rotor rotatorisch gekoppelten Aufnahmeabschnitt des Trägers verbunden ist, lässt sich eine in axialer Richtung noch kompaktere Bauweise realisieren.
Ist das Antriebsrad kraftschlüssig, vorzugsweise über einen Presssitz, mit dem (ersten) Lagerring des Stützlagers drehfest verbunden, wird die Montage weiter vereinfacht.
Auch ist es für eine weitere Erleichterung der Montage zuträglich, wenn das Antriebsrad formschlüssig mit dem Träger, nämlich bevorzugt dem ersten Stützabschnitt, drehfest verbunden ist. Eine zwischen dem Antriebsrad und dem ersten Stützabschnitt umgesetzte (in Umfangsrichtung wirkende) Formschlussverbindung weist vorteilhafterweise einen Formschlussabschnitt, etwa eine Erhebung, an dem Antriebsrad sowie einen Gegenformschlussabschnitt, etwa eine Ausnehmung, an dem ersten Stützabschnitt auf. Die Ausnehmung ist weiter bevorzugt als eine Anprägung / Prägestruktur realisiert.
Auch ist es von Vorteil, wenn ein zweiter Lagerring des Stützlagers an dem gehäusefesten Bereich (etwa in Form eines mit dem Gehäuse der Kupplungsanordnung verbundenen Getriebegehäuse einer Getriebeeinrichtung) angebracht / aufgenommen ist und/oder der zumindest eine Nehmerzylinder in der axialen Richtung an diesem zweiten Lagerring abgestützt ist.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der zumindest eine Nehmerzylinder mit einem zumindest einen Kolben verschiebbar aufnehmenden Aktorgehäuse direkt oder indirekt axial (vorzugsweise über ein Abstützbauteil) an dem zweiten Lagerring abgestützt ist. Dadurch kann die Kupplungsanordnung im Aufbau weiter vereinfacht bzw. deren Stabilität erhöht werden.
Das Antriebsrad ist vorteilhafterweise als Antriebszahnrad ausgebildet. Dadurch ist eine Fluidpumpe, wie eine Ölpumpe, im Betrieb des Antriebsstranges besonders bauraumsparend antreibbar. Die Fluidpumpe ist vorzugsweise als Getriebepumpe eingesetzt.
Der Träger weist zweckmäßigerweise neben dem (ersten) Stützabschnitt bevorzugt einen weiteren (zweiten) Stützabschnitt auf, mittels welchem der Träger über ein weiteres (zweites, ebenfalls als Wälzlager ausgebildetes) Stützlager an dem Gehäuse der Kupplungsanordnung gelagert ist. Das weitere (zweite) Stützlager ist bevorzugt ebenfalls Bestandteil der ersten modularen Teileinheit. Dadurch wird die Kupplungsanordnung ausreichend fest im Betrieb abgestützt. Das zweite Stützlager ist auf einer den Reibelementen einer ersten Kupplung zugewandten axialen Seite des ersten Stützlagers (sowie des zumindest einen Nehmerzylinders) angeordnet.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn das (als Wälzlager ausgebildete erste) Stützlager ein Kugellager ist. Das (erste) Stützlager ist zweckmäßigerweise auf einer den Reibelementen einer ersten Kupplung abgewandten axialen Seite eines Gehäusebereiches des zumindest einen Nehmerzylinders angeordnet.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Antriebseinheit für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen sowie einer Getriebeeinrichtung, wobei eine Getriebeeingangswelle der Getriebeeinrichtung mit einem Kupplungsbestandteil einer Kupplung der Kupplungsanordnung drehfest verbunden ist.
Zur weiteren Reduzierung des Montageaufwands ist es diesbezüglich vorteilhaft, wenn die Getriebeeinrichtung ein fest mit dem Gehäuse der Kupplungsanordnung verbundenes Getriebegehäuse aufweist, wobei das den zumindest einen Nehmerzylinder in der axialen Richtung abstützende (erste) Stützlager relativ zu diesem Getriebegehäuse abgestützt ist.
In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein Hybridmodul (Kupplungsanordnung) mit modularer Struktur von Dreifachkupplung (erste, zweite und dritte Kupplung), CSC (Betätigungsvorrichtung mit Nehmerzylinder) und getriebeseitigem Lager (erstes Stützlager) mit integriertem Antrieb (Antriebsrad) der Getriebepumpe realisiert. Das Hybridmodul besteht vorzugsweise aus zumindest drei Teileinheiten. Die erste Teileinheit weist das Lager (erstes Stützlager) mit dem Zahnrad (Antriebsrad), das vorzugsweise getriebeseitig / am Getriebe vormontiert ist, auf. Die zweite Teileinheit ist das Hybridmodul seitens der Kupplungen, des Gehäuses und des Motors (elektrische Maschine). Die dritte Teileinheit ist das CSC an der Getriebeseite.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine Längsschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, und
2 eine Längsschnittdarstellung eines Detailbereiches der Kupplungsanordnung seitens einer zwei Kupplungen der Kupplungsanordnung betätigenden Betätigungsvorrichtung und eines seitens einer Getriebeeinrichtung abgestützten (ersten) Stützlagers.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung 1 ist in Verbindung mit 1 gut zu erkennen. Die Kupplungsanordnung 1 ist hierbei bereits in einer Antriebseinheit 40 eingesetzt. Die Antriebseinheit 40 bildet eine Einheit aus der Kupplungsanordnung 1 sowie einer Getriebeeinrichtung 30. Seitens der Getriebeeinrichtung 30 ist der Übersichtlichkeit halber lediglich ein Getriebegehäuse 32 sowie zwei in diesem Getriebegehäuse 32 verdrehbar aufgenommene Getriebeeingangswellen 31a, 31b dargestellt. Die Antriebseinheit 40 ist im Betrieb auf typische Weise Bestandteil eines Hybridantriebsstranges eines (hybriden) Kraftfahrzeuges. Wie nachfolgend näher beschrieben, ist die Kupplungsanordnung 1 als ein Hybridmodul ausgeführt.
Die Kupplungsanordnung 1 weist insgesamt drei Kupplungen 7, 8, 9 auf. Die Kupplungsanordnung 1 ist daher auch als Dreifachkupplung bezeichnet. Eine erste Kupplung 7 ist in Form einer Trennkupplung seitens eines Eingangs der Kupplungsanordnung 1 angeordnet. Der Eingang der Kupplungsanordnung 1 ist jener Bereich, der im Betrieb mit einer der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine rotatorisch gekoppelt ist. Eine zweite Kupplung 8 sowie eine dritte Kupplung 9 bilden gemeinsam eine Doppelkupplung aus, die mit den beiden Getriebeeingangswellen 26a, 26b zusammenwirkt.
Ein Eingangsteil 45 (auch als Verbindungs- / Zwischenteil bezeichnet) der Kupplungsanordnung 1 ist im Betrieb unmittelbar oder mittelbar mit einer Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine drehfest verbunden. Das Eingangsteil 45 ist entweder unmittelbar an der Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine drehfest angebracht oder mittelbar mittels einer Drehschwingungsdämpfeinrichtung, wie einem Zweimassenschwungrad, mit der Ausgangswelle verbunden. Das Eingangsteil 45 ist drehbar an einem Gehäuse 2 der Kupplungsanordnung 1 gelagert. Das Eingangsteil 45 ragt von einer axialen Außenseite des Gehäuses 2 (auch als Kupplungsgehäuse bezeichnet) in einen Innenraum 43 des Gehäuses 2 hinein.
In dem Innenraum 43 bildet das Eingangsteil 45 einen ersten Kupplungsbestandteil 10a der ersten Kupplung 7 mit aus. Das Eingangsteil 45 weist hierzu einen Tragbereich 46 des ersten Kupplungsbestandteils 10a auf. An dem Tragbereich 38 sind mehrere erste Reibelemente 21 der ersten Kupplung 7 drehfest sowie in axialer Richtung relativ zueinander verschieblich aufgenommen. An einem weiteren zweiten Kupplungsbestandteil 11a der ersten Kupplung 7 sind mehrere zweite Reibelemente 22 vorgesehen. Die zweiten Reibelemente 22 der ersten Kupplung 7 sind an einem Träger 4 drehfest sowie relativ zueinander axial verschieblich aufgenommen. Somit ist der zweite Kupplungsbestandteil 11a der ersten Kupplung 7 an dem Träger 4 aufgenommen. Der Träger 4 weist einen (zweiten) Stützabschnitt 28 auf, der diesen zweiten Kupplungsbestandteil 11a der ersten Kupplung 7 ausbildet / aufnimmt. Der zweite Stützabschnitt 28 ist zudem mittels eines als Schrägkugellager ausgebildeten (zweiten) Stützlagers 29 an dem Gehäuse 2 abgestützt.
Der zweite Stützbereich 28 ist drehfest mit einem hülsenförmigen Aufnahmeabschnitt 27 des Trägers 4 drehfest weiter verbunden. Zu diesem Zweck ist der zweite Stützabschnitt 28 an den Aufnahmeabschnitt 27 angeschweißt. An einem dem zweiten Stützabschnitt 28 axial gegenüberliegenden Ende des Aufnahmeabschnittes 27 ist an dem Aufnahmeabschnitt 27 ein weiterer (erster) Stützabschnitt 26 angebracht (mittels Verschraubung). Über diesen ersten Stützabschnitt 26 ist der Träger 4 über ein weiteres (erstes) Stützlager 26, in Form eines Kugellagers ausgebildet, gehäusefest abgestützt / gelagert, wie auch nachfolgend näher beschrieben.
Die Kupplungsanordnung 1 weist auch eine elektrische Maschine 6 auf. Die elektrische Maschine 6 ist koaxial zur Drehachse 3 der Kupplungsanordnung 1 angeordnet. Ein Rotor 5 der elektrischen Maschine 6 ist auf dem Aufnahmeabschnitt 27 (nämlich einer radialen Außenseite des Aufnahmeabschnittes 27) drehfest angebracht. Somit ist der Rotor 5 gemeinsam mit dem Träger 4 relativ zu einem Stator der elektrischen Maschine 6 drehbar gelagert.
Der Träger 4 ist zudem mit den beiden weiteren Kupplungen 8 und 9 verbunden. Der Träger 4 / der Aufnahmeabschnitt 27 nimmt unmittelbar einen ersten Kupplungsbestandteil 10b, 10c der zweiten Kupplung 8 sowie der dritten Kupplung 9 auf. Dies ist ebenfalls in 1 übersichtlich zu erkennen.
Ein erster Kupplungsbestandteil 10b der zweiten Kupplung 8 ist unmittelbar an einer radialen Innenseite des Aufnahmeabschnittes 27 aufgenommen. Mehrere erste Reibelemente 21 der zweiten Kupplung 8 sind drehfest sowie relativ zueinander axial verschieblich an dem Träger 4 / dem Aufnahmeabschnitt 27 aufgenommen. Ein zweiter Kupplungsbestandteil 11b der zweiten Kupplung 8 ist drehfest mit einer ersten Getriebeeingangswelle 31a der Getriebeeinrichtung 30 weiter verbunden. Der zweite Kupplungsbestandteil 11b der zweiten Kupplung 8 weist mehrere (zweite) Reibelemente 22 auf, die drehfest sowie relativ zueinander axial verschieblich an einem ersten Reibelementeträger 47a angebracht sind. Der erste Reibelementeträger 47a ist direkt weiter drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle 31a verbunden.
Entsprechend der zweiten Kupplung 8 ist die dritte Kupplung 9 aufgebaut. Die dritte Kupplung 9 ist mit ihren Reibelementen 21, 22 in axialer Richtung gesehen neben den Reibelementen 21, 22 der zweiten Kupplung 8 angeordnet. Die zweite Kupplung 8 ist zudem mit ihren Reibelementen 21, 22 radial außerhalb der Reibelemente 21, 22 der ersten Kupplung 7 angeordnet. Auch sind die Reibelemente 21, 22 der dritten Kupplung 9 radial außerhalb der Reibelemente 21, 22 der ersten Kupplung 7 angeordnet. Ein erster Kupplungsbestandteil 10c der dritten Kupplung 9 ist direkt an dem Träger 4 / Aufnahmeabschnitt 27 aufgenommen. Der erste Kupplungsbestandteil 10c ist, wie bereits der erste Kupplungsbestandteil 10b der zweiten Kupplung 8, unmittelbar an der radialen Innenseite des Aufnahmeabschnittes 27 vorgesehen. Mehrere erste Reibelemente 21 der dritten Kupplung 9, die Bestandteil des ersten Kupplungsbestandteils 10c sind, sind drehfest sowie axial relativ zueinander verschieblich an dem Aufnahmeabschnitt 27 aufgenommen. Ein zweiter Kupplungsbestandteil 11c der dritten Kupplung 9 weist mehrere zweite Reibelemente 22 auf, die drehfest sowie axial relativ zueinander verschieblich an einem zweiten Reibelementeträger 47b der dritten Kupplung 9 aufgenommen sind. Der zweite Reibelementeträger 47b ist mit der zweiten Getriebeeingangswelle 31b weiter verbunden.
Die Reibelemente 21, 22 der jeweiligen Kupplungen 7, 8, 9 wechseln sich jeweils in axialer Richtung je Kupplung 7, 8, 9 ab. In einer geschlossenen Stellung der jeweiligen Kupplung 7, 8, 9 sind deren Reibelemente 21, 22 in axialer Richtung reibkraftschlüssig aneinander angedrückt, sodass es zu einem drehfesten Verbund des jeweiligen ersten Kupplungsbestandteils 10a, 10b, 10c mit dem zweiten Kupplungsbestandteil 11a, 11b, 11c kommt. In einer geöffneten Stellung der jeweiligen Kupplung 7, 8, 9 sind deren Reibelemente 21, 22 dann so relativ zueinander beabstandet angeordnet, dass deren erster Kupplungsbestandteil 10a, 10b, 10c von dem zweiten Kupplungsbestandteil 11a, 11b, 11c rotatorisch entkoppelt ist.
Zur Betätigung der zweiten Kupplung 8 sowie der dritten Kupplung 9, d.h. zum Verbringen der jeweiligen Kupplung 8, 9 zwischen ihrer geöffneten und ihrer geschlossenen Stellung, ist eine Betätigungsvorrichtung 13 vorgesehen, die auch in 2 detailliert erkennbar ist. Die Betätigungsvorrichtung 13 ist als ein Doppelnehmerzylinder ausgeführt. Die Betätigungsvorrichtung 13 weist ein Versorgungsbauteil 33 auf. Das Versorgungsbauteil 33 ist als ein Aktorgehäuse ausgebildet. In dem Versorgungsbauteil 33 sind gemeinsam ein erster Nehmerzylinder 12a sowie ein zweiter Nehmerzylinder 12b der Betätigungsvorrichtung 13 integriert. Jeder Nehmerzylinder 12a, 12b ist als ein konzentrischer Nehmerzylinder 12a, 12b (CSC) ausgebildet. Der erste Nehmerzylinder 12a wirkt im Betrieb mittels eines ersten Druckelementes 23 in Form eines Drucktopfes verstellend auf die Reibelemente 21, 22 der zweiten Kupplung 8 ein, wohingegen der zweite Nehmerzylinder 12b mittels eines zweiten Druckelementes 24 in Form eines Drucktopfes verstellend auf die Reibelemente 21, 22 der dritten Kupplung 9 einwirkt.
Das Versorgungsbauteil 33 erfüllt zudem die Funktion einer Fluidversorgung der ersten und zweiten Nehmerzylinder 12a, 12b. Das Versorgungsbauteil 33 weist hierzu einen Grundabschnitt 51 auf. Der Grundabschnitt 51 ist radial von innen an dem Getriebegehäuse 32 abgestützt. In dieser Ausführung ist der Grundabschnitt 51 in dem Getriebegehäuse 32 / einem Durchgangsloch des Getriebegehäuses 32 eingepresst. In dem Versorgungsbauteil 33 ist je Nehmerzylinder 12a, 12b ein Fluidzuführkanal 37a, 37b umgesetzt. Der jeweilige Fluidzuführkanal 37a, 37b mündet in einen zwischen einem Kolben 34a, 34b des jeweiligen Nehmerzylinders 12a, 12b und einem Gehäusebereich 36a, 36b des Versorgungsbauteils 33 ausgebildeten Fluidraum 35a, 35b ein. In Abhängigkeit des Druckes in dem Fluidzuführkanal 37a, 37b ist somit der jeweilige Nehmerzylinder 12a, 12b betätigbar. Die Fluidzuführkanäle 37a, 37b sind in einem Verbindungsbereich des Versorgungsbauteils 33 mit dem Getriebegehäuse 32 über Dichtungen 48 (O-Ringe) abgedichtet. Die Kolben 34a, 34b (Ringkolben) sind auf übliche Weise mittels Betätigungslagern 38a, 38b an dem jeweiligen ersten oder zweiten Druckelement 23, 24 abgestützt. In diese Ausführung sind die Kolben 34a, 34b in radialer Richtung geschachtelt angeordnet, können jedoch gemäß weiteren Ausführungen auch axial geschachtelt, d.h. axial nebeneinander angeordnet sein. Somit sind die beiden Gehäusebereiche 36a und 36b ebenfalls radial geschachtelt angeordnet. Ein den ersten Kolben 34a aufnehmender erster Gehäusebereich 36a des ersten Nehmerzylinders 12a ist radial außerhalb eines den zweiten Kolben 34b verschieblich aufnehmenden zweiten Gehäusebereichs 36b des zweiten Nehmerzylinders 12 b angeordnet. Die Betätigungslager 38a, 38b sind jeweils als axiale Nadellager ausgebildet.
Zudem ist ersichtlich, dass das erste Betätigungslager 38a bevorzugt zu einer dem ersten Druckelement 23 axial zugewandten Seite über eine Shim-Scheibe 49 an dem ersten Druckelement 23 abgestützt ist. Das zweite Betätigungslager 38b ist zu einer dem zweiten Druckelement 24 axial zugewandten Seite über eine Shim-Scheibe 49 an dem zweiten Druckelement 24 abgestützt. Die jeweiligen Fluidräume 35a, 35b sind über Dichtringe 39a, 39b, die verschiebefest an dem Kolben 34a, 34b angeordnet sind, zur Umgebung hin abgedichtet.
Erfindungsgemäß ist an dem ersten Stützabschnitt 26 ein erstes Stützlager 15 aufgenommen. Dieses erste Stützlager 15 dient primär zur Lagerung des Trägers 4 relativ zu einem gehäusefesten Bereich 14. Der gehäusefeste Bereich 14 ist unmittelbarer Bestandteil des Getriebegehäuses 32, kann jedoch auch gemäß weiteren Ausführungen unmittelbarer Bestandteil des Gehäuses 2 der Kupplungsanordnung 1 sein. Der gehäusefeste Bereich 14 ist rohrförmig, nämlich als rohrförmiger Fortsatz des Getriebegehäuses 32, ausgebildet. Während der Grundabschnitt 51 des Versorgungsbauteils 33 an einer radialen Innenseite des gehäusefesten Bereichs 14 aufgenommen / befestigt, nämlich eingepresst, ist, ist das erste Stützlager 15 an einer radialen Außenseite des gehäusefesten Bereiches 14 abgestützt / aufgenommen, nämlich aufgepresst.
Ein erster Lagerring 16 des ersten Stützlagers 15, der relativ zu einem zweiten Lagerring 42 des ersten Stützlagers 15 wälzgelagert ist, ist an dem Träger 4, nämlich an dem ersten Stützabschnitt 26, fest aufgenommen. Der erste Stützabschnitt 26 bildet zu diesem Zwecke einen axial vorspringenden Lagerbereich 41 aus. An einer radialen Innenseite des Lagerbereiches 41 ist der erste Lagerring 16 kraftschlüssig, nämlich mittels eines Presssitzes, aufgenommen. Der erste Lagerring 16 bildet seitens des Lagerbereiches 41 einen Lossitz des ersten Stützlagers 15. Der zweite Lagerring 42 ist an einer radialen Außenseite des gehäusefesten Bereiches 14 kraftschlüssig, nämlich mittels eines Presssitzes, aufgenommen. Der zweite Lagerring 42 ist axial zwischen einem Absatz des gehäusefesten Bereichs 14 sowie dem Versorgungsbauteil 33, nämlich einem die Gehäusebereiche 36a, 36b aufweisenden Abschnitt des Versorgungsbauteils 33, eingespannt. Somit ist durch den zweiten Lagerring 42 ein Festsitz realisiert. Das Versorgungsbauteil 33 liegt auch (mit seinem die Gehäusebereiche 36a, 36b aufweisenden Abschnitt) in axialer Richtung an einer (axialen) Stirnseite des gehäusefesten Bereiches 14 an.
Mit dem ersten Lagerring 16 ist ein Antriebsrad 17 erfindungsgemäß drehfest gekoppelt. Das Antriebsrad 17 ist als ein hohles Zahnrad ausgebildet. Das Antriebsrad 17 ist im Betrieb zum Antrieb einer Getriebepumpe in Form einer Ölpumpe eingesetzt. Das Antriebsrad 17 bildet eine Außenverzahnung 52 aus. Die Außenverzahnung 52 ist axial benachbart zu dem ersten Stützabschnitt 26 angeordnet. Das Antriebsrad 17 ist mittels einer kraftschlüssigen Verbindung an dem ersten Lagerring 16 befestigt. Zu diesem Zwecke weist das Antriebsrad 17 axial benachbart zu der Außenverzahnung 52 einen an dem ersten Stützlager 15 anliegenden Auflagebereich 53 auf. Dieser Auflagebereich 53 ist auf einem an dem ersten Lagerring 16 ausgebildeten Gegenauflagebereich 54, befestigt, nämlich aufgepresst. Der Auflagebereich 53 ist in Form einer axial von der Außenverzahnung 52 aus vorstehenden Nase / eines Vorsprungs gebildet. Der Gegenauflagebereich 54 ist als eine stirnseitig geöffnete Nut / Stirnnut, die vorzugsweise in Umfangsrichtung umläuft, in dem ersten Lagerring 16 realisiert. Die Stirnnut ist in radialer Richtung nach außen geöffnet, das heißt von einer radialen Außenseite des ersten Lagerrings 16 her eingearbeitet.
Um den ersten Lagerring 16 bei der Montage der Kupplungsanordnung 1 an dem ersten Stützabschnitt 26 zu montieren, ist der erste Stützabschnitt 26 auf seiner der ersten Kupplung 7 axial abgewandten Seite mit einem Radius / einer Verrundung versehen. Dadurch lässt sich der erste Lagerring 16 mit seiner radialen Außenseite / seinem Außendurchmesser ungehindert in den ersten Stützabschnitt 26 / den Lagerbereich 41 axial einschieben.
Zusätzlich ist das Antriebsrad 17 über eine Formschlussverbindung 50 mit dem ersten Stützabschnitt 26 drehfest verbunden. Hierzu weist das Antriebsrad 17 im Bereich des Auflagebereichs 53 einen radial nach außen gerichteten Formschlussabschnitt 55, hier in Form einer Erhebung bzw. mehrerer in Umfangsrichtung verteilter Erhebungen, auf. Die Erhebungen können in der Zahl so gewählt sein und so ausgebildet sein, dass der Formschlussabschnitt 55 eine Verzahnung ausbildet. Der Formschlussabschnitt 55 steht in Umfangsrichtung gesehen in formschlüssigem Eingriff mit einem Gegenformschlussabschnitt 56 an dem ersten Stützabschnitt 26. Der Gegenformschlussabschnitt 56 weist je Erhebung des Formschlussabschnittes 55 eine Ausnehmung, vorzugsweise in Form einer Anprägung ausgebildet, auf. Jede Erhebung ist axial in einer Ausnehmung axial eingeschoben und in Umfangsrichtung an deren Seiten abgestützt. Die Ausnehmungen können in der Zahl so gewählt sein und so ausgebildet sein, dass der Gegenformschlussabschnitt 56 eine Gegenverzahnung ausbildet. Die zumindest eine Ausnehmung ist zu einer der ersten Kupplung 7 abgewandten axialen Seite des ersten Stützabschnittes 26 (im Lagerbereich 41) eingebracht. Dadurch ist das Antriebsrad 17 mit dem ersten Stützabschnitt 26 und damit mit dem Träger 4 drehfest verbunden.
Zudem ist in 1 zu erkennen, dass die erste Kupplung 7 mit einer (eigenen) Betätigungseinheit 44 versehen ist. Die Betätigungseinheit 44 ist als Nehmerzylinder, nämlich als konzentrischen Nehmerzylinder, wie bereits die ersten und zweiten Nehmerzylinder 12a, 12b, ausgeführt. Die Betätigungseinheit 44 wirkt mittels eines dritten Druckelementes 25 verstellend auf die Reibelemente 21, 22 der dritten Kupplung 9 ein.
Die Druckelemente 23, 24, 25 der jeweiligen Kupplungen 7, 8, 9 sind ebenfalls Bestandteil der jeweiligen Kupplung 7, 8, 9. Auch eine jeweils auf die Druckelemente 23, 24, 25 einwirkende Rückstellfeder 57a bis 57c Teil dieser Kupplungen 7, 8, 9.
Erfindungsgemäß ist die Kupplungsanordnung 1 in drei modulare / modular aufgebaute Teileinheiten 18, 19, 20 unterteilt. Eine erste modulare Teileinheit 18 umfasst das erste Stützlager 15 sowie das daran befestigte Antriebsrad 17. Eine zweite modulare Teileinheit 19 weist das Gehäuse 2, den Träger 4, die Kupplungen 7, 8, 9 mit ihren Bestandteilen sowie die elektrische Maschine 6 mit ihren Bestandteilen auf. Eine dritte modulare Teileinheit 20 weist die Bedienungsvorrichtung 13 hinsichtlich ihres Versorgungsbauteils 33 (samt der Nehmerzylinder 12a, 12b) auf. Die einzelnen somit gebildeten Baugruppen in Form der Teileinheiten 18, 19, 20 sind separat voneinander im Antriebsstrang montierbar und jeweils miteinander verbindbar.
In anderen Worten ausgedrückt, ist mit dem erfindungsgemäßen Ausrücker-Hybridmodul-Verbund (Kupplungsanordnung 1) eine Aufteilung der Lagerungsfunktion für den Rotor 5 des Hybridmoduls 1, des Antriebs der Ölpumpe sowie der Integration des CSC's (Nehmerzylinder 12a. 12b) umgesetzt. Eine Fluiddistribution (über Versorgungsbauteil) findet ähnlich einer Drehdurchführung statt. Um axial kurz zu bauen, werden Nadellager als Ausrücklager (Betätigungslager38a, 38b) für die Teilkupplungen (zweite Kupplung 8 und dritte Kupplung 9) eingesetzt. Es sind grundsätzlich drei Baugruppen (Teileinheiten 18, 19, 20) umgesetzt: Eine erste Baugruppe 18 weist das Lager (erstes Stützlager 15) und das Zahnrad (Antriebsrad 17) auf. Eine zweite Baugruppe 19 weist das Hybridmodul mit allen Kupplungen / Teilkupplungen 7, 8, 9, das Gehäuse 2, die E-Maschine 6 bis hin zu den Drucktöpfen (erstes und zweites Druckelement 23, 24) sowie den Kupplungsdeckel (erster Stützabschnitt 26) auf. Eine dritte Baugruppe 20 weist das CSC (Betätigungsvorrichtung 13) auf.
Daher ist für eine Dreifach-Kupplung (Kupplungsanordnung 1) bestehend aus einem Rotor 5 mit hybridmodulseitiger Lagerung (zweites Stützlager 29) sowie aus den Kupplungspaketen K0 (Reibelemente 21, 22 der ersten Kupplung 7), K1 (Reibelemente 21, 22 der zweiten Kupplung 8) sowie K2 (Reibelemente 21, 22 der dritten Kupplung 9) eine getriebeseitige Lagerung (erstes Stützlager 15) vorgeschlagen mit integriertem Zahnrad (Antriebsrad 17) für den Antrieb der Ölpumpe. Dieses Lager 15 ist im Betrieb zentriert über den Kupplungsdeckel (erster Stützabschnitt 26) mit dem Rotor 5 und bildet so zusammen mit dem hybridmodulseitigen Lager 29 die Lagerbasis. Vorteil dieser Anordnung ist die Möglichkeit, das Zahnrad 17 und das getriebeseitige Lager 15 (als erste Teileinheit 18) im Getriebe (Getriebeeinrichtung 30) vorzumontieren und so den Festsitz des Lagers 15 im Getriebe 30 zu realisieren. Wird die Kupplung (Kupplungsanordnung 1) montiert, wird der Kupplungsdeckel 26 über seinen Radius auf der rechten Seite den Lossitz des Lagers (15; Außendurchmesser) finden und sich dort aufschieben lassen. Partiell hat der Kupplungsdeckel 26 im rechten Bereich Ausnehmungen, z.B. Anprägungen, die zu einer Geometrie des Zahnrades 17 passen. So wird ein Durchrutschen des Lagersitzes (zwischen erstem Stützlager 15 und dem ersten Stützabschnitt 26) vermieden, bei Drehmomentbeaufschlagung des Zahnrades 17. Das Zahnrad 17 selbst ist vormontiert auf dem Lager 15 und dort idealerweise aufgepresst. Das Lager 15 wird zusammen mit dem Zahnrad 15 auf einen Sitz im Getriebe 30 gepresst. Somit hat der Kupplungsdeckel 26 einen Lagersitz für das Lager 15 und Ausnehmungen, welche einen Formschluss (Formschlussverbindung 50) zum Zahnrad 17 in Umfangsrichtung realisieren.
Das Ausrückerbauteil (Betätigungsvorrichtung 13) besteht aus einer Betätigung K1 (erster Nehmerzylinder 12a) sowie einer Betätigung K2 (zweiter Nehmerzylinder 12b).
Gehalten und versorgt werden die Betätigungen durch ein Gehäusebauteil (Versorgungsbauteil 33). Das Bauteil 33 übernimmt die folgenden Funktionen: Übernahme der Druckfluide sowie des Kühlöls für die Kupplung 1 von der Getriebeglocke (Getriebegehäuse 32). Hierfür sind im hinteren Bereich Übergabegeometrien vorgesehen, sowie Abdichtungen 48 zwischen denselben. Diese können standardmäßig als O-Ringe ausgelegt werden. Die Fluidkanäle (Fluidzuführkanäle 37a, 37b) sind im Bauteil 33 angedeutet. Des Weiteren sind hier die Führungsdurchmesser und die Druckräume (35a, 35b) verortet. Das Bauteil 33 stützt sich direkt in der Getriebeglocke 32 ab. Die Teilsysteme K1 und K2 (erster Nehmerzylinder 12a und zweiter Nehmerzylinder 12b) bestehen jeweils aus einem Kolben 34a, 34b, einem Lager (Betätigungslager 38a, 38b), wie hier einem Nadellager (Kugellager ebenfalls denkbar), sowie einer Shimscheibe 49 und zweier Dichtungen (Dichtringe 39a, 39b).
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsanordnung
2: Gehäuse
3: Drehachse
4: Träger
5: Rotor
6: elektrische Maschine
7: erste Kupplung
8: zweite Kupplung
9: dritte Kupplung
10a: erster Kupplungsbestandteil der ersten Kupplung
10b: erster Kupplungsbestandteil der zweiten Kupplung
10c: erster Kupplungsbestandteil der dritten Kupplung
11a: zweiter Kupplungsbestandteil der ersten Kupplung
11b: zweiter Kupplungsbestandteil der zweiten Kupplung
11c: zweiter Kupplungsbestandteil der dritten Kupplung
12a: erster Nehmerzylinder
12b: zweiter Nehmerzylinder
13: Betätigungsvorrichtung
14: gehäusefester Bereich
15: erstes Stützlager
16: erster Lagerring
17: Antriebsrad
18: erste modulare Teileinheit
19: zweite modulare Teileinheit
20: dritte modulare Teileinheit
21: erstes Reibelement
22: zweites Reibelement
23: erstes Druckelement
24: zweites Druckelement
25: drittes Druckelement
26: erster Stützabschnitt
27: Aufnahmeabschnitt
28: zweiter Stützabschnitt
29: zweites Stützlager
30: Getriebeeinrichtung
31a: erste Getriebeeingangswelle
31b: zweite Getriebeeingangswelle
32: Getriebegehäuse
33: Versorgungsbauteil
34a: erster Kolben
34b: zweiter Kolben
35a: erster Fluidraum
35b: zweiter Fluidraum
36a: erster Gehäusebereich
36b: zweiter Gehäusebereich
37a: erster Fluidzuführkanal
37b: zweiter Fluidzuführkanal
38a: erstes Betätigungslager
38b: zweiter Betätigungslager
39a: erster Dichtring
39b: zweiter Dichtring
40: Antriebseinheit
41: Lagerbereich
42: zweiter Lagerring
43: Innenraum
44: Betätigungseinheit
45: Eingangsteil
46: Tragbereich
47a: erster Reibelementeträger
47b: zweiter Reibelementeträger
48: Dichtung
49: Shim-Scheibe
50: Formschlussverbindung
51: Grundabschnitt
52: Außenverzahnung
53: Auflagebereich
54: Gegenauflagebereich
55: Formschlussverzahnung
56: Gegenformschlussverzahnung
57a: erste Rückstellfeder
57b: zweite Rückstellfeder
57c: dritte Rückstellfeder

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 2017/186227 A1 [0002]

Claims

Kupplungsanordnung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse (2), einem relativ zu dem Gehäuse (2) um eine Drehachse (3) drehbar gelagerten Träger (4), einer mit ihrem Rotor (5) rotatorisch mit dem Träger (4) gekoppelten elektrischen Maschine (6), mehreren Kupplungen (7, 8, 9), wobei jede Kupplung (7, 8, 9) mit einem Kupplungsbestandteil (10b, 10c, 11 a) an dem Träger (4) drehfest aufgenommen ist, sowie einer zumindest einen Nehmerzylinder (12a, 12b) aufweisenden Betätigungsvorrichtung (13), wobei der zumindest eine Nehmerzylinder (12a, 12b) betätigend auf eine Kupplung (7, 8, 9) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Träger (4) in einem Betriebszustand relativ zu einem gehäusefesten Bereich (14) lagerndes Stützlager (15) sowie ein an einem Lagerring (16) des Stützlagers (15) angebrachtes Antriebsrad (17) als eine modulare Teileinheit (18) ausgebildet sind.
Kupplungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2), der Träger (4), die Kupplungen (7, 8, 9) sowie die elektrische Maschine (6) als eine zweite modulare Teileinheit (19) ausgebildet sind.
Kupplungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungen (7, 8, 9) jeweils ein verstellend auf mehrere Reibelemente (21, 22) der Kupplung (7, 8, 9) einwirkendes Druckelement (23, 24, 25) aufweisen.
Kupplungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützlager (15) mit einem ersten Lagerring (16) an einem Stützabschnitt (26) des Trägers (4) aufgenommen ist, wobei der Stützabschnitt (26) drehfest mit einem sich axial erstreckenden sowie mit dem Rotor (5) rotatorisch gekoppelten Aufnahmeabschnitt (27) des Trägers (4) verbunden ist.
Kupplungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (13) als eine dritte modulare Teileinheit (20) ausgebildet ist.
Kupplungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (17) kraftschlüssig mit dem Lagerring (16) drehfest verbunden ist.
Kupplungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (17) formschlüssig mit dem Träger (4) drehfest verbunden ist.
Kupplungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) mit einem weiteren Stützabschnitt (28) mittels eines weiteren Stützlagers (29) an dem Gehäuse (2) gelagert ist.
Antriebseinheit (40) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einer Kupplungsanordnung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8 sowie einer Getriebeeinrichtung (30), wobei eine Getriebeeingangswelle (31a; 31b) der Getriebeeinrichtung (30) mit einem Kupplungsbestandteil (11b, 11c) einer Kupplung (8, 9) der Kupplungsanordnung (1) drehfest verbunden ist.
Antriebseinheit (40) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung (30) ein fest mit dem Gehäuse (2) der Kupplungsanordnung (1) verbundenes Getriebegehäuse (32) aufweist, wobei das das Antriebsrad (17) aufnehmende Stützlager (15) relativ zu diesem Getriebegehäuse (32) abgestützt ist.