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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, mit drei unabhängig voneinander betätigbaren Kupplungen. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Antriebseinheit mit dieser Kupplungsanordnung sowie einem Getriebe.
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Es besteht prinzipiell die Aufgabe, eine Kupplungsanordnung zur Verfügung zu stellen, die besonders platzsparend ausgebildet und in bestehende Antriebsstränge einfach integrierbar ist. Die Kupplungsanordnung soll zudem möglichst langlebig ausgebildet sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Genauer gesagt ist eine Kupplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse, einem relativ zu dem Gehäuse um eine Drehachse drehbar gelagerten Hauptträger, drei Kupplungen, die jeweils mit einem ihrer beiden wahlweise miteinander drehverbindbaren Kupplungsbestandteile an dem Hauptträger angebracht sind, wobei eine erste Kupplung mit ihren reibkraftschlüssig miteinander verbindbaren Reibelementen in Bezug auf die Drehachse in einer axialen Richtung versetzt zu mehreren reibkraftschlüssig miteinander verbindbaren Reibelementen einer zweiten Kupplung und in axialer Richtung sowie einer radialen Richtung in Bezug auf die Drehachse versetzt zu mehreren reibkraftschlüssig miteinander verbindbaren Reibelementen einer dritten Kupplung angeordnet ist, mit einer, mit der ersten Kupplung zusammenwirkenden ersten Betätigungseinheit, einer, mit der zweiten Kupplung zusammenwirkenden, zweiten Betätigungseinheit sowie einer, mit der dritten Kupplung zusammenwirkenden, dritten Betätigungseinheit vorgesehen, wobei jede Betätigungseinheit weiterhin einen hydraulischen Nehmerzylinder mit einem entlang der Drehachse fixierten Gehäusebestandteil und einem, mit dem Gehäusebestandteil einen hydraulischen Druckraum einschließenden, relativ zu dem Gehäusebestandteil verschiebbaren Kolben aufweist.
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Durch diese Ausführung wird eine besonders kompakte sowie langlebige Kupplungsanordnung zur Verfügung gestellt.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
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Demnach ist es auch von Vorteil, wenn der Kolben zumindest einer Betätigungseinheit, vorzugsweise jeder Betätigungseinheit, einen unmittelbar an einem der Reibelemente der jeweiligen Kupplung verschiebefest anliegenden Drucktopfbereich mit ausbildet / ausformt. Dabei wird in axialer Richtung deutlich Bauraum eingespart.
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In diesem Zusammenhang ist es zudem zweckmäßig, wenn der Drucktopfbereich stoffeinteiliger Bestandteil des Kolbens ist. Somit wird der Aufbau weiter vereinfacht.
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Jener durch den Kolben ausgebildete Drucktopfbereich der ersten Kupplung wird bevorzugt durch einen Tragbestandteil der dritten Kupplung axial durchdrungen.
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Von Vorteil ist es auch, wenn zumindest eine Betätigungseinheit, vorzugsweise jede Betätigungseinheit, ein Druckfederpaket aufweist, mittels dem der Kolben in der axialen Richtung (vorzugsweise in eine ausgerückte Stellung hinein) relativ zu dem Gehäusebestandteil vorgespannt ist.
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In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn das zumindest eine Druckfederpaket mehrere Rückstell- / Lüftfedern aufweist. Die Rückstell- / Lüftfedern sind als Schraubendruckfedern, Tellerfedern, oder ähnliche Federn, ausgebildet.
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Für eine bauraumsparende Anordnung hat es sich auch als zuträglich herausgestellt, wenn die zweite Kupplung mit ihren Reibelementen radial außerhalb der Reibelemente der dritten Kupplung sowie zumindest teilweise in axialer Richtung auf Höhe mehrerer Reibelemente der dritten Kupplung angeordnet ist. Die zweite Kupplung und dritte Kupplung sind dann radial miteinander kompakt verschachtelt angeordnet.
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Sind die zweite Kupplung sowie die dritte Kupplung nasslaufend ausgebildet und sind die zweite Kupplung sowie die dritte Kupplung im Betrieb über einen gemeinsamen Zuführpfad mit einem Fluid versorgt, wird der Aufbau der Hydraulikversorgung weiter vereinfacht. Auch die erste Kupplung ist zweckmäßigerweise nasslaufend ausgebildet.
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Ist der gemeinsame Zuführpfad in einem eine Drehdurchführung bildenden Versorgungsbestandteil des Hauptträgers eingebracht, wird der Aufbau weiter vereinfacht.
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In diesem Zusammenhang ist es weiterhin von Vorteil, wenn an jenem die Drehdurchführung bildenden Versorgungsbestandteil des Hauptteils ein Radialnadellager aufgenommen ist/sind, wobei das Radialnadellager zur Lagerung des Hauptträgers seitens einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes dient.
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Seitens der ersten Betätigungseinheit ist weiter bevorzugt ein gegensinnig zu dem Druckraum auf den Kolben wirkender Fliehfluidraum der ersten Kupplung radial innerhalb der Reibelemente der ersten Kupplung angeordnet. Dem entsprechend platzsparend können auch die zweiten und dritten Kupplungen ausgeführt sein, sodass es gemäß einer weiteren Ausführung auch vorteilhaft ist, wenn sowohl seitens der zweiten Betätigungseinheit ein gegensinnig zu dem Druckraum auf den Kolben wirkender Fliehfluidraum der zweiten Kupplung als auch seitens der dritten Betätigungseinheit ein gegensinnig zu dem Druckraum auf den Kolben wirkender Fliehfluidraum der dritten Kupplung radial innerhalb der Reibelemente der zweiten Kupplung und der dritten Kupplung angeordnet sind.
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Der jeweilige Fliehfluidraum ist weiter bevorzugt unmittelbar zwischen einem axial fest abgestützten Zusatzelement und dem Kolben des jeweiligen Nehmerzylinders / der jeweiligen Betätigungseinheit, ausgebildet.
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Hinsichtlich der Anordnung der Fliehfluidräume der zweiten und der dritten Kupplung hat es sich zusätzlich als vorteilhaft herausgestellt, wenn diese sowohl auf einer der ersten Kupplung axial abgewandten Seite eines Reibelementeträgers der zweiten Kupplung als auch auf einer der ersten Kupplung axial abgewandten Seite eines Reibelementeträgers der dritten Kupplung angeordnet sind. Der jeweilige Reibelementeträger bildet vorzugsweise einen Innenträger aus.
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Dichtungen zur Abgrenzung der Fliehfluidräume und/oder der Druckräume sind vorzugsweise an dem Gehäusebestandteil, dem Kolben und/oder dem Zusatzelement angebracht, weiter bevorzugt aufgespritzt.
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Hinsichtlich einer den Druckraum der ersten Betätigungseinheit der ersten Kupplung und/oder den Fliehfluidraum der ersten Kupplung versorgenden Fluidzuführung hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn diese zumindest eine in eine der Getriebeeingangswellen eingebrachte Fluidpassage aufweist. Diese zumindest eine Fluidpassage ist bevorzugt durch eine Bohrung, nämlich eine Sacklochbohrung, in einer sonst als Vollwelle ausgebildeten (ersten) Getriebeeingangswelle eingebracht. Eine entsprechende Leitung ist bevorzugt radial innerhalb dieser Getriebeeingangswelle eingepresst, um dadurch die zumindest eine Fluidpassage auszubilden.
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Die Kupplungsanordnung weist vorzugsweise einen achsparallel angeordneten Elektromotor zusätzlich auf, wobei ein Rotor somit mit einer Drehachse parallel / beabstandet zu der Drehachse der Kupplungsanordnung / des Hauptträgers angeordnet ist. Zur Kupplung mit dem Rotor weist der Hauptträger weiter bevorzugt einen Antriebsabschnitt auf, der etwa als ein Zahnrad ausgeformt ist.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kupplungsanordnung nach zumindest eine der zuvor beschriebenen Ausführungen und einem Getriebe, wobei die zweite Kupplung zwischen dem Hauptträger und einer ersten Getriebeeingangswelle des Getriebes und die dritte Kupplung zwischen dem Hauptträger und einer zweiten Getriebeeingangswelle des Getriebes wirkend eingesetzt sind.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist somit eine achsparallele Dreifachkupplung mit vollhydraulischer Betätigung realisiert.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in einer Figur näher erläutert.
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Es zeigt die einzige 1 eine Längsschnittdarstellung eines relevanten Bereichs einer Kupplungsanordnung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wie sie in einer Antriebseinheit eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges einsetzbar ist.
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Die Figur ist lediglich schematischer Natur und dient ausschließlich dem Verständnis der Erfindung.
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Die Kupplungsanordnung 1 ist hinsichtlich ihres Aufbaus in 1 besonders gut zu erkennen. Die Kupplungsanordnung 1 ist hierin bereits in einer Antriebseinheit 30 eingesetzt. Die Antriebseinheit 30 bildet eine Einheit aus der Kupplungsanordnung 1 sowie einem Getriebe 25 aus. Das Getriebe 25 ist der Übersichtlichkeit halber lediglich abschnittsweise, insbesondere seitens seiner zwei (koaxial zueinander in Bezug auf eine Drehachse 3 angeordneten) Getriebeeingangswellen 26a und 26b, veranschaulicht. Eine erste Getriebeeingangswelle 26a ist radial innerhalb einer zweiten Getriebeeingangswelle 26b angeordnet. Die zweite Getriebeeingangswelle 26b ist folglich als eine Hohlwelle ausgeführt. Die Antriebseinheit 30 ist im Betrieb auf typische Weise Bestandteil eines Hybridantriebsstranges eines (hybriden) Kraftfahrzeuges. Wie nachfolgend näher beschrieben, ist die Kupplungsanordnung 1 als ein Hybridmodul realisiert.
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Die Kupplungsanordnung 1 weist insgesamt drei Kupplungen 5, 6, 7 auf. Die Kupplungsanordnung 1 ist daher auch als Dreifachkupplung bezeichnet. Eine erste Kupplung 5 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 6 sowie eine dritte Kupplung 7 bilden gemeinsam eine Doppelkupplung aus, die mit den beiden Getriebeeingangswellen 26a, 26b zusammenwirkt.
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Eine Eingangswelle 36 der Kupplungsanordnung 1 ist im Betrieb unmittelbar oder mittelbar mit einer Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine drehfest verbunden.
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Die Eingangswelle 36 ist verdrehbar (um die Drehachse 3) an einem Gehäuse 2 der Kupplungsanordnung 1 gelagert. Zur radialen Abstützung relativ zu dem Gehäuse 2 nimmt die Eingangswelle 36 ein Nadellager 37 auf, das hier als Radialnadellager realisiert ist. Das Gehäuse 2 ist der Übersichtlichkeit halber lediglich hinsichtlich seines Zwischenwandbereichs veranschaulicht, der im Wesentlichen in radialer Richtung verläuft. Die Eingangswelle 36 ragt von einer axialen Außenseite des Gehäuses 2 entlang der Drehachse 3 der Kupplungsanordnung 1 in einen Innenraum 38 des Gehäuses 2 hinein.
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Axial innerhalb des Innenraums 38 ist ein erster Kupplungsbestandteil 8a der ersten Kupplung 5 an der Eingangswelle 36 angebracht / drehfest aufgenommen. Insbesondere ist ein in einer radialen Richtung nach außen abstehender Flanschbereich 39 der Eingangswelle 36 mit einem Tragbereich 40 der ersten Kupplung 5 drehfest verbunden, wie hier verschweißt. Der Tragbereich 40 bildet einen Innenträger (Innenlamellenträger) aus. An dem Tragbereich 40 sind mehrere erste Reibelemente 10 der ersten Kupplung 5 drehfest sowie in axialer Richtung zueinander relativverschieblich aufgenommen.
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Ein Hauptlager 43 ist als ein Rillenkugellager umgesetzt. Das Hauptlager 43 dient zur Lagerung eines nachfolgend näher beschriebenen Hauptträgers 4 relativ zu dem Gehäuse 2. Der Lagerinnenring 42 ist an dem Gehäuse 2 fest aufgenommen, wohingegen ein relativ zu dem Lagerinnenring 42 wälzgelagerter Lageraußenring 44 des Hauptlagers 43 an dem Hauptträger 4 drehfest aufgenommen ist. Somit ist die Eingangswelle 36 in axialer Richtung gehäusefest abgestützt. Das Hauptlager 42 überträgt im Wesentlichen nur Radialkräfte. Betätigungskräfte werden innerhalb der Teilkupplungen 6, 7 abgestützt. Nadellager sind einzusetzen, da die Kupplungsanordnung zwischen Gehäuse 2 und zweiter Getriebeeingangswelle 26b eingebaut ist und je nach Belastung aus den Getriebeeingangswellen 26a, 26b vorgespannt sein kann.
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Ein zweiter Kupplungsbestandteil 9a der ersten Kupplung 5 ist an dem Hauptträger 4 der Kupplungsanordnung 1 angebracht. Der Hauptträger 4 ist um die Drehachse 3 verdrehbar angeordnet. Der Hauptträger 4 weist einen topfförmig ausgebildeten ersten Stützabschnitt 45 auf, welcher erste Stützabschnitt 45 an seiner radialen Innenseite über das Hauptlager 43 an dem Gehäuse 2 abgestützt ist. Der zweite Kupplungsbestandteil 9a ist an einem in axialer Richtung verlaufenden Wandungsbereich 46 des ersten Stützabschnittes 45 unmittelbar ausgebildet. Mehrere zweite Reibelemente 11 sind an einer radialen Innenseite dieses Wandungsbereiches 46 drehfest sowie in axialer Richtung zueinander relativverschieblich aufgenommen. Der erste Stützabschnitt 45 / Hauptträger 4 bildet folglich einen Außenträger (Außenlamellenträger) der ersten Kupplung 5 aus. Die zweiten Reibelemente 11 der ersten Kupplung 5 sind als (einen Reibbelag aufweisende) Belaglamellen umgesetzt. Insgesamt sind drei zweite Reibelemente 11 in der ersten Kupplung 5 vorgesehen. In einer weiteren Ausführung sind vier zweite Reibelemente 11 in der ersten Kupplung 5 vorgesehen, um auch Momentenüberhöhungen zu übertragen. Es sind somit je nach Auslegung drei oder vier zweite Reibelemente 11 in der ersten Kupplung 5 denkbar. Die ersten Reibelemente 10 und die zweiten Reibelemente 11 der ersten Kupplung 5 sind in radialer Richtung auf gleicher Höhe angeordnet und wechseln sich in axialer Richtung gegenseitig ab.
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Die eine erste Teilkupplung der Doppelkupplung bildende zweite Kupplung 6 ist mit ihren Reibelementen 10, 11 radial außerhalb der Reibelemente 10, 11 der ersten Kupplung 5 angeordnet. An dem Hauptträger 4 ist ein erster Kupplungsbestandteil 8b der zweiten Kupplung 6 angebracht. Der erste Kupplungsbestandteil 8b der zweiten Kupplung 6 ist an einem topfförmig ausgebildeten zweiten Stützabschnitt 47 des Hauptträgers 4 angeordnet. Der zweite Stützabschnitt 47 ist fest mit dem ersten Stützabschnitt 45 verbunden. Der zweite Stützabschnitt 47 ist insbesondere über eine Art Steckverzahnung formschlüssig mit dem ersten Stützabschnitt 45 verbunden. Die beiden Stützabschnitte 45, 47 sind relativ zueinander über einen Sicherungsring 53 abgestützt. Der zweite Stützabschnitt 47 bildet einen hülsenförmigen Aufnahmebereich 49 aus, zu dessen radialer Innenseite mehrere erste Reibelemente 10 der zweiten Kupplung 6 drehfest sowie in axialer Richtung zueinander relativverschieblich aufgenommen sind. Der zweite Stützabschnitt 47 / Hauptträger 4 bildet folglich einen Außenträger (Außenlamellenträger) der zweiten Kupplung 6 aus.
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Ein zweiter Kupplungsbestandteil 9b der zweiten Kupplung 6 ist drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle 26a weiterverbunden. Der zweite Kupplungsbestandteil 9b weist einen (ersten) Reibelementeträger 28a auf, der unmittelbar an der ersten Getriebeeingangswelle 26a drehfest angebracht ist. Der erste Reibelementeträger 28a ist als Innenträger (Innenlamellenträger) der zweiten Kupplung 6 ausgestaltet. An einer radialen Außenseite des ersten Reibelementeträgers 28a sind mehrere zweite Reibelemente 11 der zweiten Kupplung 6 drehfest sowie in axialer Richtung zueinander relativverschieblich aufgenommen. In dieser Ausführung sind die zweiten Reibelemente 11 der zweiten Kupplung 6 als Belaglamellen realisiert und weisen entsprechende Reibbeläge auf. Insgesamt sind drei zweite Reibelemente 11 in der zweiten Kupplung 6 vorgesehen. Die ersten Reibelemente 10 und die zweiten Reibelemente 11 der zweiten Kupplung 6 sind in radialer Richtung auf gleicher Höhe angeordnet und wechsein sich in axialer Richtung gegenseitig ab.
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Die eine zweite Teilkupplung der Doppelkupplung bildende dritte Kupplung 7 ist mit ihren Reibelementen 10, 11 radial innerhalb der Reibelemente 10, 11 der zweiten Kupplung 6 angeordnet. Die ersten und zweiten Reibelemente 10, 11 der dritten Kupplung 7 sind zudem in axialer Richtung versetzt zu den ersten und zweiten Reibelementen 10, 11 der ersten Kupplung 5 angeordnet. Die ersten und zweiten Reibelemente 10,11 der dritten Kupplung 7 sind teilweise mit mehreren ersten und zweiten Reibelementen 10, 11 der zweiten Kupplung 6 in axialer Richtung auf gleicher Höhe angeordnet.
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Ein erster Kupplungsbestandteil 8c der dritten Kupplung 7 weist einen drehfest mit dem Hauptträger 4, nämlich dem zweiten Stützabschnitt 47, verbundenen Tragbestandteil 35 sowie mehrere erste Reibelemente 10 auf. Der Tragbestandteil 35 ist mit dem zweiten Stützabschnitt 47 über eine Art Steckverzahnung formschlüssig in Drehrichtung verbunden und über einen Sicherungsring 53 axial zu diesem abgestützt. Die ersten Reibelemente 10 sind an einer radialen Innenseite des Tragbestandteils 35 drehfest sowie in axialer Richtung zueinander relativverschieblich aufgenommen. Der Tragbestandteil 35 bildet somit einen Außenträger (Außenlamellenträger) der dritten Kupplung 7 aus. Der Tragbestandteil 35 ist ebenfalls Teil des Hauptträgers 4.
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Ein zweiter Kupplungsbestandteil 9c der dritten Kupplung 7 ist drehfest mit der zweiten Getriebeeingangswelle 26b weiterverbunden. Der zweite Kupplungsbestandteil 9c weist einen (zweiten) Reibelementeträger 28b auf, der unmittelbar an der zweiten Getriebeeingangswelle 26b drehfest angebracht ist. Der zweite Reibelementeträger 28b ist als Innenträger (Innenlamellenträger) der dritten Kupplung 7 ausgestaltet. An einer radialen Außenseite des zweiten Reibelementeträgers 28b sind mehrere zweite Reibelemente 11 der dritten Kupplung 7 drehfest sowie in axialer Richtung zueinander relativverschieblich aufgenommen. In dieser Ausführung sind die zweiten Reibelemente 11 der dritten Kupplung 7 als Belaglamellen realisiert und weisen entsprechende Reibbeläge auf. Insgesamt sind vier zweite Reibelemente 11 in der dritten Kupplung 7 vorgesehen. Die ersten Reibelemente 10 und die zweiten Reibelemente 11 der dritten Kupplung 7 sind in radialer Richtung auf gleicher Höhe angeordnet und wechseln sich in axialer Richtung gegenseitig ab.
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Alle drei Kupplungen 5, 6, 7 sind auf typische Weise als Reiblamellenkupplungen ausgebildet. Alle drei Kupplungen 5, 6, 7 sind als nasslaufende Kupplungen 5, 6, 7 ausgebildet. In einer geschlossenen Stellung der jeweiligen Kupplung 5, 6, 7 sind deren Reibelemente 10, 11 in axialer Richtung reibkraftschlüssig aneinander angedrückt, sodass es zu einem drehfesten Verbund des jeweiligen ersten Kupplungsbestandteils 8a, 8b, 8c mit dem zweiten Kupplungsbestandteil 9a, 9b, 9c der gleichen Kupplung 5, 6, 7 kommt. In einer geöffneten Stellung der jeweiligen Kupplung 5, 6, 7 sind deren Reibelemente 10, 11 so relativ zueinander beabstandet angeordnet, dass der jeweilige erste Kupplungsbestandteil 8a, 8b, 8c von dem zweiten Kupplungsbestandteil 9a, 9b, 9c rotatorisch entkoppelt ist.
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Ein Rotor einer elektrischen Maschine ist vorzugsweise über ein Endloszugmittel, wie hier eine Kette, mit einem Antriebsabschnitt rotatorisch gekoppelt; alternativ ist auch eine rotative Koppelung des Rotors mit dem Antriebsabschnitt über ein Zahnradgetriebe umgesetzt. In jedem Fall ist die elektrische Maschine folglich achsparallel, d.h. mit einer Rotationsachse des Rotors parallel zu der Drehachse 3 beabstandet angeordnet.
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Zur Betätigung der jeweiligen Kupplung 5, 6, 7 weist jede Kupplung 5, 6, 7 eine Betätigungseinheit 12a, 12b, 12c auf. Die jeweilige Betätigungseinheit 12a, 12b, 12c dient auf typische Weise zum Verstellen der jeweiligen Kupplung 5, 6, 7 zwischen ihrer geschlossenen und geöffneten Stellung. Alle Betätigungseinheiten 12a, 12b, 12c sind als hydraulische Betätigungseinheiten 12a, 12b, 12c realisiert. Jede Betätigungseinheit 12a, 12b, 12c weist einen hydraulischen Nehmerzylinder 13 auf. Die Betätigungseinheiten 12a, 12b, 12c sind prinzipiell gleich aufgebaut, sodass nachfolgend zunächst der prinzipielle Aufbau dieser Betätigungseinheiten 12a, 12b, 12c anhand der ersten Betätigungseinheit 12a der ersten Kupplung 5 repräsentativ beschrieben ist.
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Radial innerhalb der Reibelemente 10, 11 der ersten Kupplung 5 ist ein Druckraum 15 der ersten Betätigungseinheit 12a ausgebildet. Der Druckraum 15 ist jener Raum, der im Betrieb gezielt mit einem bestimmten Hydraulikdruck beaufschlagt wird, um eine Stellbewegung eines Kolbens 16 zu bewirken. Der Kolben 16 ist relativ zu einem Gehäusebestandteil 14 der ersten Betätigungseinheit 12a (axial) verschiebbar. Der Kolben 16 der ersten Betätigungseinheit 12a ist an einer radialen Außenseite der Eingangswelle 36 verschiebbar geführt. Der Druckraum 15 ist auf typische Weise zwischen dem Gehäusebestandteil 14 und dem Kolben 16 ausgebildet. Der Gehäusebestandteil 14 der ersten Betätigungseinheit 12a ist axial fest an der Eingangswelle 36 befestigt. In Bezug auf die zweite Betätigungseinheit 12b und die dritte Betätigungseinheit 12c sei darauf hingewiesen, dass die Gehäusebestandteile 14 der zweiten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c hingegen axial fest an einem Versorgungsbestandteil 21 des Hauptträgers 4 befestigt sind. Die Kolben 16 der zweiten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c sind an einer radialen Außenseite dieses Versorgungsbestandteils 21 verschiebbar geführt.
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Der Kolben 16 der ersten Betätigungseinheit 12a bildet radial außerhalb des Druckraumes 15 unmittelbar einen Drucktopfbereich 17 aus, der an einem endseitig angeordneten Reibelement in Form eines der ersten Reibelemente 10 der ersten Kupplung 5 axial anliegt. Zur Abdichtung des Druckraums 15 ist an einer radialen Innenseite des aus einem Metallblech gebildeten Kolbens 16, eine erste Dichtung 29a und an einer radialen Außenseite des Gehäusebestandteils 14 eine zweite Dichtung 29b angespritzt. Die beiden ersten und zweiten Dichtungen 29a, 29b dichten den Druckraum 15 zu seiner Umgebung hin ab. Die erste Dichtung 29a liegt dicht an der radialen Außenseite der Eingangswelle 36 an; die zweite Dichtung 29b liegt dicht an dem Kolben 16 an.
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Der Kolben 16 ist mittels eines Druckfederpaketes 18 in axialer Richtung (in eine Ausgangsstellung) relativ zu einem axialfesten Bereich vorgespannt. Das Druckfederpaket 18 besteht bevorzugt aus mehreren Schraubendruckfedern. Das Druckfederpaket 18 ist axial zwischen einem axialfest an der Eingangswelle 36 abgestützten Zusatzelement 27 und dem Kolben 16 eingespannt. An seiner radialen Innenseite ist das Zusatzelement 27 axial an dem Flanschbereich 39 abgestützt, an seiner radialen Außenseite ist das Zusatzelement 27 axial an dem Tragbereich 40 abgestützt. Axial zwischen dem Zusatzelement 27 und dem Kolben 16 ist auch ein (erster) Fliehfluidraum 22a ausgebildet, der zur Kompensation der im Betrieb fliehkraftbedingt auftretenden Druckschwankungen im Druckraum 15 eingesetzt ist. Um den ersten Fliehfluidraum 22a radial nach außen geschlossen zu halten, ist an dem Kolben 16 radial außerhalb der ersten Dichtung 29a eine weitere (dritte) Dichtung 29c angespritzt, die dicht an dem Zusatzelement 27 anliegt.
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Die zweiten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c / die Nehmerzylinder 13 der zweiten und dritten Betätigungseinheit 12b, 12c sind auf einer axial der ersten Kupplung 5 abgewandten Seite beider Reibelementeträger 28a, 28b angeordnet. Zur Aufnahme der beiden zweiten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c weist der Hauptträger 4 den hülsenförmigen Versorgungsbestandteil 21 auf. Der Versorgungsbestandteil 21 ist radial innerhalb des zweiten Stützabschnittes 47 angeordnet und mit diesem zweiten Stützabschnitt 47 drehfest (über eine Verschweißung) verbunden. Der Versorgungsbestandteil 21 nimmt die Nehmerzylinder 13 der zweiten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c auf und dient zugleich im Betrieb zur Versorgung dieser Nehmerzylinder 13 mit einem Fluid.
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Zudem fällt auf, dass die beiden zweiten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c teilweise ineinander integriert sind. So ist das Zusatzelement 27 der zweiten Betätigungseinheit 12b zugleich der Gehäusebestandteil 14 der dritten Betätigungseinheit 12c. Außerdem ist der Gehäusebestandteil 14 der zweiten Betätigungseinheit 12b unmittelbar durch den Hauptträger 4, nämlich seitens seines zweiten Stützabschnittes 47 und seines Versorgungsbestandteils 21, ausgebildet. Das Zusatzelement 27 der dritten Betätigungseinheit 12c ist wiederum axial an dem Versorgungsbestandteil 21 abgestützt.
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Die den Druckraum 15 radial nach innen abdichtenden ersten Dichtungen 29a der beiden zweiten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c sind, im Unterschied zu der ersten Betätigungseinheit 12a nicht am Kolben 16, sondern an dem Versorgungsbestandteil 21 (vorzugsweise in Form von O-Ringen oder Lippendichtringen (da hystereseärmer)) angebracht und an dem Kolben 16 dichtend in Anlage. Die beiden zweiten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c sind mit ihren Druckräumen 15 und Fliehfluidräumen 22b, 22c radial innerhalb der Reibelemente 10, 11 der dritten Kupplung 7 angeordnet. Der übrige Aufbau der Betätigungseinheiten 12b, 12c entspricht im Wesentlichen dem der ersten Betätigungseinheit 12a. Somit sind auch die Kolben 16 der zweiten und dritten Betätigungseinheit 12b, 12c an einer radialen Außenseite unmittelbar als Drucktopfbereich 17 ausgeformt und an einem endseitig angeordneten Reibelement, wie hier dem ersten Reibelement 10 axial abgestützt.
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Bezüglich der Fluidzufuhr in den ersten Fliehfluidraum 22a sowie in den Druckraum 15 der ersten Betätigungseinheit 12a ist zu erkennen, dass die erste Getriebeeingangswelle 26a einen Teil einer Fluidzuführung 50 der ersten Kupplung 5 ausbildet. Für den Druckraum 15 der ersten Betätigungseinheit 12a und den ersten Fliehfluidraum 22a sind voneinander getrennte Fluidpassagen 31a, 31b ausgebildet. Eine in den Druckraum 15 der ersten Betätigungseinheit 12a einmündende erste Fluidpassage 31a ist teilweise radial zwischen einer Leitung 32 und einer Bohrung 48 in der ersten Getriebeeingangswelle 26a ausgebildet. Eine in den ersten Fliehfluidraum 22a einmündende zweite Fluidpassage 31b ist zumindest teilweise durch die Leitung 32 umgesetzt.
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Eine die beiden zweiten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c versorgende Fluidzuführung ist teilweise in dem Versorgungsbestandteil 21 mit ausgebildet. Folglich dient der Versorgungsbestandteil 21 auch zur Leitung eines entsprechenden Fluids hin zu dem Druckraum 15 der zweiten Betätigungseinheit 12b bzw. der dritten Betätigungseinheit 12c. Ein Zuführpfad 19 der Fluidzuführung ist gemeinsam für die zweite und dritte Kupplung 6, 7 zumindest abschnittsweise ausgeführt. Wie in 1 erkennbar ist, ist dieser Zuführpfad 19 durch eine axiale Bohrung / Längsbohrung in dem als Drehdurchführung dienenden Versorgungsbestandteil 21 realisiert.
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Der Hauptträger 4 ist seitens seines Versorgungsbestandteils 21 auch relativ zu der zweiten Getriebeeingangswelle 26b gelagert. Hierzu ist der Versorgungsbestandteil 21 über zwei axial versetzte Radialnadellager 24 an der radialen Außenseite der zweiten Getriebeeingangswelle 26b abgestützt.
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Auch sei darauf hingewiesen, dass ein als Nadellager (Radialnadellager) ausgebildetes Pilotlager 52 zur zusätzlichen Abstützung der Eingangswelle 36 zur ersten Getriebeeingangswelle 26a dient. Die axiale Positionierung der gesamten Kupplungsanordnung 1 erfolgt über einen Sicherungsring an der zweiten Getriebeeingangswelle 26b.
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In anderen Worten ausgedrückt, ist eine Dreifachkupplung (Kupplungsanordnung 1) mit Kettenanbindung zu einem achsparallelen E-Motor (elektrische Maschine) umgesetzt. Die vollhydraulische Dreifachkupplung 1 besteht aus einer ersten Kupplung (K0; 5), einer zweiten Kupplung (K2; 6) und einer dritten Kupplung (K1; 7), wobei K1 mit der Hohlwelle (zweite Getriebeeingangswelle 26b) verbunden und als Anfahrkupplung ausgeführt ist. Die Kupplungen K1 und K2 sind radial geschachtelt, wobei K2 radial außerhalb K1 sitzt. Die Kühlung erfolgt über einen gemeinsamen Beölungspfad (Versorgungsbestandteil 21). Die Kupplung K1 umfasst vier Belaglamellen, Kupplung K0 vier oder drei Belaglamellen und K2 drei Belaglamellen. Der gesamte Aufbau wird über ein Nadellager (Radialnadellager) 24 auf der Hohlwelle 26b sowie einem Rillenkugellager 43 und einem weiteren Nadellager 37 am Kupplungsdeckel (Hauptträger 4) radial gelagert. Zwischen Vollwelle (erste Getriebeeingangswelle 26a) und der K0-Antriebswelle (Eingangswelle 36) ist ein Pilotlager 52 vorgesehen. Die Lager sind so ausgestaltet, dass sie die zusätzlich durch den E-Motor über das Kettenrad eingeleiteten Radialkräfte abstützen.
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Das Drucköl / Hydraulikmittel der Kupplungen K1 und K2 wird radial über Dreheinführungen an den Rotor (Versorgungsbestandteil 21) und weiter in die Druckräume (Druckräume 15) geleitet. Das Drucköl der K0 wird über die hohlgebohrte Vollwelle 26a an den Druckraum K0 15 übergeben. Das Kühlöl der Kupplungen K1 und K2 wird axial in den Rotor eingeleitet und durch Längsbohrungen (Zuführpfad 19) durch diesen hindurch in die Kupplung 6, 7 eingebracht. Das Kühlöl der Kupplung K0 wird durch eine in die hohlgebohrte Vollwelle 26a eingepresste Ölleitung 32 zur Verfügung gestellt. Die Druck- und Fliehölräume K1 und K2 15; 22b, 22c sind getriebeseitig von den beiden Innenlamellenträgern K1 und K2 (erste und zweite Reibelementeträger 28a, 28b) angeordnet, der Druck- und Fliehölraum 15; 22a der K0 motorseitig. Die Druck- und Fliehölräume von K1 und K2 15; 22b, 22c sind verschachtelt und befinden sich radial unterhalb des Innenlamellenträgers K1 28b. Am Innendurchmesser werden O- bzw. A-Ringe (bzw. Lippendichtringe) (Dichtungen 29a) zum Dichten verwendet, am Außendurchmesser hingegen sind angespritzte Dichtungen (29b, 29c) vorgesehen. Die Druck- sowie Fliehölräume 15; 22a der K0-Kupplung 5 sind radial unterhalb des antriebseitigen Innenlamellenträgers K0 (Tragbereich 40) angeordnet und sowohl am Innen- wie auch am Außendurchmesser durch angespritzte Dichtungen (29a, 29b, 29c) abgedichtet. Der Außenlamellenträger K2 (zweiter Stützabschnitt 47) ist am Rotor 21 angeschweißt. Weiterhin weist der Außenlamellenträger K2 getriebeseitig Fenster auf, durch die der Außenlamellenträger K1 (Tragbestandteil 35) hindurchgreift und mittels eines Sicherungsrings 53 axial fixiert ist. Der Außenlamellenträger K0 (erster Stützabschnitt 45) wird über Fenster auf den Außenlamellenträger K2 aufgesteckt und axial über einen Sicherungsring 53 fixiert. Ein radial überstehender Kragen des Außenlamellenträgers K0 dient hierbei zusätzlich der Drehzahlsicherung des Außenlamellenträgers K2. Radial wird der Außenlamellenträger K0 dabei zusätzlich über das Rillenkugellager 43 gehalten. Der Drucktopf K1 (Drucktopfbereich 17 des Kolbens 16 der zweiten Betätigungseinheit 12b) weist Fenster auf, durch die der Außenlamellenträger K1 hindurch greift. Die axiale Positionierung der Gesamtkupplung 1 erfolgt über einen Sicherungsring an der Hohlwelle 26b.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsanordnung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Drehachse
- 4
- Hauptträger
- 5
- erste Kupplung
- 6
- zweite Kupplung
- 7
- dritte Kupplung
- 8a
- erstes Kupplungsbestandteil der ersten Kupplung
- 8b
- erstes Kupplungsbestandteil der zweiten Kupplung
- 8c
- erstes Kupplungsbestandteil der dritten Kupplung
- 9a
- zweites Kupplungsbestandteil der ersten Kupplung
- 9b
- zweites Kupplungsbestandteil der zweiten Kupplung
- 9c
- zweites Kupplungsbestandteil der dritten Kupplung
- 10
- erstes Reibelement
- 11
- zweites Reibelement
- 12a
- erste Betätigungseinheit
- 12b
- zweite Betätigungseinheit
- 12c
- dritte Betätigungseinheit
- 13
- Nehmerzylinder
- 14
- Gehäusebestandteil
- 15
- Druckraum
- 16
- Kolben
- 17
- Drucktopfbereich
- 18
- Druckfederpaket
- 19
- Zuführpfad
- 21
- Versorgungsbestandteil
- 22a
- erster Fliehfluidraum
- 22b
- zweiter Fliehfluidraum
- 22c
- dritter Fliehfluidraum
- 24
- Radialnadellager
- 25
- Getriebe
- 26a
- erste Getriebeeingangswelle
- 26b
- zweite Getriebeeingangswelle
- 27
- Zusatzelement
- 28a
- erster Reibelementeträger
- 28b
- zweiter Reibelementeträger
- 29
- Dichtung
- 30
- Antriebseinheit
- 31a
- erste Fluidpassage
- 31b
- zweite Fluidpassage
- 32
- Leitung
- 35
- Tragbestandteil
- 36
- Eingangswelle
- 37
- Nadellager
- 38
- Innenraum
- 39
- Flanschbereich
- 40
- Tragbereich
- 42
- Lagerinnenring
- 43
- Hauptlager
- 44
- Lageraußenring
- 45
- erster Stützabschnitt
- 46
- Wandungsbereich
- 47
- zweiter Stützabschnitt
- 48
- Bohrung
- 49
- Aufnahmebereich
- 50
- Fluidzuführung
- 52
- Pilotlager
- 53
- Sicherungsring
