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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Eine Kupplungsvorrichtung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs ist beispielsweise aus
DE 10 2014 212 805 A1 bekannt. Die Kupplungsvorrichtung ist eine Doppelkupplung und umfasst eine erste und zweite Kupplung und eine erste Betätigungsvorrichtung, die die erste Kupplung mit einer ersten Betätigungskraft beaufschlagt und dadurch betätigt und eine zweite Betätigungsvorrichtung, die die zweite Kupplung mit einer zweiten Betätigungskraft beaufschlagt und dadurch betätigt. Die erste Betätigungsvorrichtung umfasst einen in einem ersten Betätigungsgehäuse verschiebbaren ersten Betätigungskolben und die zweite Betätigungsvorrichtung umfasst wiederum einen in einem zweiten Betätigungsgehäuse verschiebbaren zweiten Betätigungskolben, jeweils zur Bewirkung der ersten und zweiten Betätigungskraft auf ein jeweiliges erstes und zweites Betätigungselement und von dort jeweils auf die erste und zweite Kupplung. Die erste und zweite Betätigungskraft wird über ein gemeinsames Abstützlager abgestützt.
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In Kupplungsvorrichtungen, bei denen die erste und zweite Kupplung gleichzeitig betätigt sind, beispielsweise wenn die erste Kupplung als KO-Kupplung und die zweite Kupplung als K1-Kupplung ausgebildet ist, kann es an einem gemeinsamen Abstützlager zu einer erhöhten Abstützbelastung kommen. Um diese Belastung aufnehmen zu können, muss das Abstützlager geeignet ausgelegt sein, wodurch dieses teuer ist und viel Bauraum einnimmt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kupplungsvorrichtung zu verbessern.
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Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch eine Kupplungsvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Entsprechend wird eine Kupplungsvorrichtung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs vorgeschlagen, mit einer ersten und zweiten Kupplung und einer ersten Betätigungsvorrichtung, die die erste Kupplung mit einer ersten Betätigungskraft beaufschlagt und dadurch betätigt und einer zweiten Betätigungsvorrichtung, die die zweite Kupplung mit einer zweiten Betätigungskraft beaufschlagt und dadurch betätigt, wobei die zweite Betätigungsvorrichtung einen in einem zweiten Betätigungsgehäuse verschiebbaren zweiten Betätigungskolben zur Bewirkung der zweiten Betätigungskraft auf ein zweites Betätigungselement und von dort auf die zweite Kupplung umfasst, wobei ein erstes Abstützlager die erste Betätigungskraft abstützt und ein zweites Abstützlager die zweite Betätigungskraft abstützt, wobei das zweite Abstützlager an dem zweiten Betätigungsgehäuse gelagert ist.
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Dadurch kann eine Trennung der Betätigungskraftabstützung der ersten und zweiten Kupplung erfolgen und eine gegenseitige Beeinflussung verringert oder verhindert werden. Bei gleichzeitiger Betätigung der ersten und zweiten Kupplung kann die erste und zweite Betätigungskraft aufgeteilt werden. Das erste und zweite Abstützlager kann weniger aufwendig und günstiger umgesetzt werden. Die Kupplungsvorrichtung wird dadurch verbessert.
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Das erste und zweite Abstützlager sind getrennt voneinander ausgeführt. Das zweite Abstützlager kann unmittelbar an dem zweiten Betätigungsgehäuse gelagert sein.
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Die Kupplungsvorrichtung kann nass laufend ausgeführt sein, das bedeutet von einem Kühlfluid durchströmt werden. Die Durchströmung kann auch eine Spritzkühlung sein.
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Die erste Kupplung kann einen ersten Kupplungseingang und einen ersten Kupplungsausgang sowie erste Kupplungslamellen umfassen, die eine Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Kupplungseingang und dem ersten Kupplungsausgang bewirken. Die zweite Kupplung kann einen zweiten Kupplungseingang und einen zweiten Kupplungsausgang sowie zweite Kupplungslamellen umfassen, die eine Drehmomentübertragung zwischen dem zweiten Kupplungseingang und dem zweiten Kupplungsausgang bewirken.
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Die erste Kupplung und die zweite Kupplung können radial übereinander angeordnet sein. Die ersten Kupplungslamellen und die zweiten Kupplungslamellen können radial übereinander angeordnet sein. Eine axiale Erstreckung der ersten Kupplung und eine axiale Erstreckung der zweiten Kupplung können sich axial überlappen.
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Die Kupplungsvorrichtung kann eine Doppelkupplung sein. Der erste Kupplungsausgang kann mit einer ersten Getriebeeingangswelle eines Getriebes verbunden sein und der zweite Kupplungsausgang kann mit einer zweiten Getriebeeingangswelle des Getriebes verbunden sein.
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Die erste Kupplung kann eine KO-Kupplung sein. Die zweite Kupplung kann eine K1-Kupplung sein. Die erste und zweite Kupplung kann gleichzeitig betätigt werden.
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Der erste Kupplungseingang kann mit einem ersten und/oder zweiten Antriebselement verbunden sein. Das erste Antriebselement kann ein Verbrennungsmotor sein. Das zweite Antriebselement kann ein Elektromotor sein. Das zweite Antriebselement kann radial über der ersten und/oder zweiten Kupplung angeordnet sein.
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Der zweite Kupplungseingang kann mit einem dritten Antriebselement verbunden sein. Das dritte Antriebselement kann ein Elektromotor sein.
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Der erste Kupplungsausgang kann mit einem Abtriebselement verbunden sein. Der zweite Kupplungsausgang kann mit dem Abtriebselement verbunden sein. Das Abtriebselement kann ein Getriebe sein, insbesondere ein DHT-Getriebe (Dedicated Hybrid Transmission). Der erste und zweite Kupplungsausgang können einteilig ausgeführt sein.
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Die Kupplungsvorrichtung kann in einem Hybridantriebsstrang eingesetzt sein. Das zweite Antriebselement kann Bestandteil einer P1-Hybrid Anordnung sein. Das dritte Antriebselement kann Bestandteil einer P3-Hybrid Anordnung sein.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt die Abstützung der ersten Betätigungskraft entlang eines ersten Kraftwegs und die Abstützung der zweiten Betätigungskraft entlang eines zweiten Kraftwegs, wobei der erste und zweite Kraftweg, insbesondere ausschließlich, getrennt voneinander sind. Eine Überschneidung oder ein gemeinsamer Verlauf des ersten und zweiten Kraftwegs kann unterbleiben.
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In einer speziellen Ausführung der Erfindung stützt das zweite Abstützlager die zweite Betätigungskraft an dem zweiten Betätigungsgehäuse ab.
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In einer weiteren speziellen Ausführung der Erfindung ist das zweite Abstützlager mit einem Zugelement gekoppelt, welches die zweite Betätigungskraft von der zweiten Kupplung auf das zweite Abstützlager überträgt.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung leitet das Zugelement die zweite Betätigungskraft in das zweite Abstützlager an einer von der zweiten Kupplung abgewandten Seite des zweiten Abstützlagers ein.
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Die zweite Betätigungskraft kann aus der zweiten Kupplung durch ein Verbindungselement auf das Zugelement übertragen werden. Das zweite Betätigungselement kann axial durch das Verbindungselement durchgreifen.
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Eine erste Rückstellfeder kann wirksam zwischen dem ersten Betätigungselement und dem Verbindungselement angeordnet sein. Eine zweite Rückstellfeder kann wirksam zwischen dem zweiten Betätigungselement und dem Verbindungselement angeordnet sein.
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Das Zugelement kann eine Zughülse sein. Das Verbindungselement kann ein Verbindungssteg sein.
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In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Abstützlager axial neben dem zweiten Betätigungskolben angeordnet.
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Der zweite Betätigungskolben kann axial zwischen dem zweiten Abstützlager und der zweiten Kupplung angeordnet sein.
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In einer speziellen Ausführung der Erfindung umfasst die erste Betätigungsvorrichtung einen in einem ersten Betätigungsgehäuse verschiebbaren ersten Betätigungskolben zur Bewirkung der ersten Betätigungskraft, wobei das erste Betätigungsgehäuse und das zweite Betätigungsgehäuse einteilig ausgeführt sind.
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Das erste und/oder zweite Betätigungsgehäuse kann radial innerhalb von der ersten und/oder zweiten Kupplung angeordnet sein.
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Der erste Betätigungskolben kann in dem ersten Betätigungsgehäuse und der zweite Betätigungskolben kann in dem zweiten Betätigungsgehäuse axial verschiebbar aufgenommen sein.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das erste Abstützlager zwischen einem feststehenden Gehäuse und einer Antriebswelle oder einem ersten Kupplungseingang, insbesondere einem Rotorträger, angeordnet und stützt die erste Betätigungskraft an dem Gehäuse ab.
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Das zweite Betätigungsgehäuse und das Gehäuse können voneinander verschieden sein.
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Die Antriebswelle kann mit dem ersten Kupplungseingang fest verbunden sein, beispielsweise vernietet oder verschweißt sein. Der erste Kupplungseingang kann einen Rotorträger umfassen, auf dem der Rotor des als Elektromotor ausgebildeten zweiten Antriebselements angeordnet ist, insbesondere befestigt ist.
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Das erste Abstützlager kann radial unter der ersten und/oder zweiten Kupplung angeordnet sein. Eine axiale Erstreckung des ersten Abstützlagers und/oder eine axiale Erstreckung des zweiten Abstützlagers und eine axiale Erstreckung der ersten und/oder zweiten Kupplung können sich axial überlappen.
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Das Gehäuse kann ein Kupplungsgehäuse, ein Getriebegehäuse oder ein Hybridmodulgehäuse sein.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das erste Abstützlager radial außen an dem Gehäuse und radial innen an der Antriebswelle aufgenommen.
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Das Gehäuse kann auf einer axialen Seite der ersten Kupplung angeordnet sein und das zweite Betätigungsgehäuse kann auf einer gegenüberliegenden axialen Seite der ersten Kupplung angeordnet sein.
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Es kann ein drittes Lager zwischen dem Gehäuse und der Antriebswelle angeordnet sein.
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Eine Axialkraft der Antriebswelle kann in einer ersten Axialrichtung von dem dritten Lager und eine Axialkraft der Antriebswelle in einer entgegengesetzten zweiten Axialrichtung von dem ersten Abstützlager abgestützt sein.
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Zwischen dem Gehäuse und der Antriebswelle kann ein Drehdichtring, beispielsweise ein Radialwellendichtring, angeordnet sein.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die erste und/oder zweite Betätigungsvorrichtung eine CSC-Betätigung und das erste und/oder zweite Betätigungsgehäuse ein CSC-Gehäuse und ein zweites Betätigungslager ist wirksam zwischen dem zweiten Betätigungskolben und dem zweiten Betätigungselement angeordnet.
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Zwischen dem ersten Betätigungskolben und dem ersten Betätigungselement kann ein erstes Betätigungslager angeordnet sein.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
- 1: Einen Querschnitt einer Kupplungsvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 2: Kupplungsvorrichtung aus 1 mit veranschaulichtem Kraftverlauf.
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1 zeigt einen Querschnitt einer Kupplungsvorrichtung 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
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Die Kupplungsvorrichtung 10 ist in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs angeordnet und umfasst eine erste 12 und zweite 14 Kupplung und eine erste Betätigungsvorrichtung 16, die die erste Kupplung 12 mit einer ersten Betätigungskraft beaufschlagt und dadurch betätigt und eine zweite 18 Betätigungsvorrichtung, die die zweite Kupplung 16 mit einer zweiten Betätigungskraft beaufschlagt und dadurch betätigt.
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Die erste Betätigungsvorrichtung 16 weist einen in einem ersten Betätigungsgehäuse 20 verschiebbaren ersten Betätigungskolben 22 auf, zur Bewirkung der ersten Betätigungskraft auf ein erstes Betätigungselement 24 und von dort auf die erste Kupplung 12.
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Die zweite Betätigungsvorrichtung 18 weist einen in einem zweiten Betätigungsgehäuse 26 verschiebbaren zweiten Betätigungskolben 28 auf, zur Bewirkung der zweiten Betätigungskraft auf ein zweites Betätigungselement 30 und von dort auf die zweite Kupplung 14.
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Zur Bewirkung einer Rückstellkraft ist zwischen dem ersten Betätigungselement 24 und dem ersten Kupplungseingang 32 eine erste Rückstellfeder 50 und zwischen dem zweiten Betätigungselement 30 und einem Verbindungselement 54 eine zweite Rückstellfeder 52 angeordnet. Das zweite Betätigungselement 30 durchgreift das Verbindungselement 54 axial und ist dabei axial gegenüber dem Verbindungselement 54 axial verschiebbar.
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Das erste und zweite Betätigungsgehäuse 20, 26 sind einteilig und insbesondere als CSC-Gehäuse ausgeführt. Das CSC-Gehäuse befindet sich radial innerhalb von der ersten und zweiten Kupplung 12, 14. Der erste Betätigungskolben 22 ist in dem ersten Betätigungsgehäuse 20 und der zweite Betätigungskolben 28 ist in dem zweiten Betätigungsgehäuse 26 axial verschiebbar aufgenommen. Insbesondere ist zwischen dem ersten und zweiten Betätigungskolben 22, 28 und dem ersten und zweiten Betätigungsgehäuse 20, 26 jeweils eine Dichtung angeordnet. Zwischen dem ersten Betätigungskolben 22 und dem ersten Betätigungselement 24 ist ein erstes Betätigungslager 46 und zwischen dem zweiten Betätigungskolben 26 und dem zweiten Betätigungselement 30 ist ein zweites Betätigungslager 48 angeordnet.
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Die Kupplungsvorrichtung 10 ist nass laufend ausgeführt und wird von einem Kühlfluid durchströmt. Die Durchströmung ist hierbei eine Spritzkühlung. Die erste Kupplung 12 weist einen als Außenlamellenträger ausgeführten ersten Kupplungseingang 32 und einen als Innenlamellenträger ausgeführten ersten Kupplungsausgang 34 sowie erste Kupplungslamellen 36 auf, die eine Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Kupplungseingang 32 und dem ersten Kupplungsausgang 34 bewirken.
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Die zweite Kupplung 14 weist einen als Innenlamellenträger ausgeführten, zweiten Kupplungseingang 38 und einen als Außenlamellenträger ausgeführten, zweiten Kupplungsausgang 40 sowie zweite Kupplungslamellen 42 auf, die eine Drehmomentübertragung zwischen dem zweiten Kupplungseingang 38 und dem zweiten Kupplungsausgang 40 bewirken.
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Die erste Kupplung 12 und die zweite Kupplung 14 sind radial übereinander angeordnet. Die ersten Kupplungslamellen 36 und die zweiten Kupplungslamellen 42 sind radial übereinander angeordnet. Eine axiale Erstreckung der ersten Kupplung 12 und eine axiale Erstreckung der zweiten Kupplung 14 überlappen sich axial.
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Die erste Kupplung 12 ist eine KO-Kupplung und die zweite Kupplung 14 ist eine K1-Kupplung. Der erste Kupplungseingang 32 ist mit einem ersten und zweiten Antriebselement verbunden. Das erste Antriebselement kann ein Verbrennungsmotor und das zweite Antriebselement ein Elektromotor sein. Ein Rotor 44 des Elektromotors ist radial über der ersten und zweiten Kupplung 12, 14 angeordnet und ist mit dem ersten Kupplungseingang 32 fest verbunden. Der zweite Kupplungseingang 38 ist mit einem dritten Antriebselement, beispielsweise mit einem Elektromotor verbunden.
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Der erste Kupplungsausgang 34 und der zweite Kupplungsausgang 40 sind miteinander einteilig ausgeführt und mit einem Abtriebselement verbunden. Das Abtriebselement kann ein Getriebe sein, insbesondere ein DHT-Getriebe (Dedicated Hybrid Transmission).
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Die Kupplungsvorrichtung 10 ist in einem Hybridantriebsstrang eingesetzt und das zweite Antriebselement ist Bestandteil einer P1-Hybrid Anordnung. Das dritte Antriebselement ist Bestandteil einer P3-Hybrid Anordnung.
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Die erste Betätigungskraft wird an einem ersten Abstützlager 62 abgestützt und die zweite Betätigungskraft wird an einem zweiten Abstützlager 60 abgestützt. Das zweite Abstützlager 60 ist dabei an dem zweiten Betätigungsgehäuse 26 gelagert und stützt die zweite Betätigungskraft an dem zweiten Betätigungsgehäuse 26 unmittelbar ab. Die zweite Betätigungskraft wird ausgehend von der zweiten Kupplung 14 auf den zweiten Kupplungsausgang 40 und von dort auf das als Verbindungssteg ausgeführte Verbindungselement 54 und weiter auf ein als Zughülse ausgebildetes Zugelement 56 und von dem Zugelement 56 weiter auf das zweite Abstützlager 60 übertragen. Ein Sicherungsring 58 zwischen dem Zugelement 56 und dem zweiten Abstützlager 60 überträgt die zweite Betätigungskraft auf das zweite Abstützlager 60.
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Das Zugelement 56 überträgt die zweite Betätigungskraft in das zweite Abstützlager 60 an einer von der zweiten Kupplung 14 abgewandten Seite des zweiten Abstützlagers 60. Das zweite Abstützlager 60 ist axial neben dem zweiten Betätigungskolben 28 angeordnet. Der zweite Betätigungskolben 28 ist axial zwischen dem zweiten Abstützlager 60 und der zweiten Kupplung 14 angeordnet.
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Die erste Betätigungskraft wird durch das erste Abstützlager 62, beispielsweise ein Schrägkugellager, an einem feststehenden Gehäuse 64 abgestützt. Das Gehäuse 64 kann ein Kupplungsgehäuse, ein Getriebegehäuse oder ein Hybridmodulgehäuse sein. Das erste und zweite Abstützlager 62, 60 sind getrennt voneinander ausgeführt. Das erste Abstützlager 62 ist radial unter der ersten und zweiten Kupplung 12, 14 angeordnet. Eine axiale Erstreckung des ersten Abstützlagers 62 und eine axiale Erstreckung der ersten und zweiten Kupplung 12, 14 überlappen sich axial.
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Das erste Abstützlager 62 ist zwischen dem Gehäuse 64 und einer Antriebswelle 66 angeordnet. Die Antriebswelle 66 ist mit dem ersten Kupplungseingang 32 fest verbunden ist, beispielsweise vernietet oder wie hier gezeigt verschweißt. Der erste Kupplungseingang 32 umfasst einen Rotorträger, auf dem der Rotor 44 des als Elektromotor ausgebildeten zweiten Antriebselements angeordnet ist.
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Das zweite Betätigungsgehäuse 26 und das Gehäuse 64 sind voneinander verschieden. Das Gehäuse 64 ist auf einer axialen Seite der ersten Kupplung 12 angeordnet und das zweite Betätigungsgehäuse 26 ist auf einer gegenüberliegenden axialen Seite der ersten Kupplung 12 angeordnet.
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Das erste Abstützlager 62 ist radial außen an dem Gehäuse 64 und radial innen an der Antriebswelle 66 aufgenommen. Das Gehäuse weist einen axialen Abschnitt 68 auf, an dem das erste Abstützlager 62 aufgenommen ist. An dem axialen Abschnitt 68 ist weiterhin ein drittes Lager 70 zwischen dem Gehäuse 64 und der Antriebswelle 66 angeordnet. Dadurch kann eine ausreichende Verkippsteifigkeit der Antriebswelle 66 und des hier als Rotorträger ausgeführten ersten Kupplungseingangs 32 bewirkt werden.
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Zusätzlich wird eine Axialkraft der Antriebswelle 66 in eine erste Axialrichtung 100 von dem dritten Lager 70 und eine Axialkraft der Antriebswelle 66 in eine entgegengesetzte, zweite Axialrichtung 102 von dem ersten Abstützlager 62 abgestützt. Die auf die Antriebswelle 66 einwirkende Axialkraft kann beispielsweise durch ein Zweimassenschwungrad kommen.
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Zwischen dem Gehäuse 64 und der Antriebswelle 66 ist ein Drehdichtring 72, beispielsweise ein Radialwellendichtring, angeordnet.
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In 2 ist die Kupplungseinrichtung 10 aus 1 mit veranschaulichtem Kraftverlauf dargestellt. Die Abstützung der ersten Betätigungskraft 74 erfolgt entlang eines ersten Kraftwegs 76 und die Abstützung der zweiten Betätigungskraft 78 erfolgt entlang eines zweiten Kraftwegs 80, wobei der erste und zweite Kraftweg 76, 80, insbesondere ausschließlich, getrennt voneinander sind. Eine Überschneidung oder ein gemeinsamer Verlauf des ersten und zweiten Kraftwegs 76, 80 unterbleibt. Dadurch kann eine gegenseitige Beeinflussung bei der Betätigung der ersten und zweiten Kupplung 12, 14 verhindert oder verringert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kupplungsvorrichtung
- 12
- erste Kupplung
- 14
- zweite Kupplung
- 16
- erste Betätigungsvorrichtung
- 18
- zweite Betätigungsvorrichtung
- 20
- erstes Betätigungsgehäuse
- 22
- erster Betätigungskolben
- 24
- erstes Betätigungselement
- 26
- zweites Betätigungsgehäuse
- 28
- zweiter Betätigungskolben
- 30
- zweites Betätigungselement
- 32
- erster Kupplungseingang
- 34
- erster Kupplungsausgang
- 36
- erste Kupplungslamellen
- 38
- zweiter Kupplungseingang
- 40
- zweiter Kupplungsausgang
- 42
- zweite Kupplungslamellen
- 44
- Rotor
- 46
- erstes Betätigungslager
- 48
- zweites Betätigungslager
- 50
- erste Rückstellfeder
- 52
- zweite Rückstellfeder
- 54
- Verbindungselement
- 56
- Zugelement
- 58
- Sicherungsring
- 60
- zweites Abstützlager
- 62
- erstes Abstützlager
- 64
- Gehäuse
- 66
- Antriebswelle
- 68
- axialer Abschnitt
- 70
- drittes Lager
- 72
- Drehdichtring
- 74
- erste Betätigungskraft
- 76
- erster Kraftweg
- 78
- zweite Betätigungskraft
- 80
- zweiter Kraftweg
- 100
- erste Axialrichtung
- 102
- zweite Axialrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014212805 A1 [0002]
