DE102019104075A1

DE102019104075A1 - Kompakte Kupplungsanordnung mit einfacher Montierbarkeit

Info

Publication number: DE102019104075A1
Application number: DE102019104075.2A
Authority: DE
Inventors: Christian DINGER; Christian Hügel; Robert Maier; Pascal Carl; Reiner Neukum
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-02-19
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2020-08-20

Abstract

Die Erfindung betrifft Kupplungsanordnung (10) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer Verbrennungskraftmaschine (12), wobei die Kupplungsanordnung (10) aufweist:ein Gehäuse (14), das einen Nassraum begrenzt,einen zu dem Gehäuse (14) relativ drehbar um eine Drehachse (D) gelagerten Trägerkörper (16),mindestens eine erste Kupplung (18), die über den Trägerkörper (16) einen ersten Erstkupplungsbestandteil (20) zur drehfesten Verbindung mit einer Eingangswelle (22) aufweist und einen mit dem ersten Erstkupplungsbestandteil (20) drehverbindbaren zweiten Erstkupplungsbestandteil (24) aufweist,mindestens eine Dämpfereinheit (26), die innerhalb des den Nassraum begrenzenden Gehäuses (14) angeordnet ist und mit dem Trägerkörper (16) wechselwirkt.. Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren zur Montage dieser Kupplungsanordnung (10). Diese Ausgestaltung der Kupplungsanordnung (10) erlaubt eine kompakte Bauform bei einfacher Montage.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, mit drei Kupplungen.
Die Kupplungsanordnung eignet sich insbesondere für eine Hybridantriebseinheit. Eine Hybridantriebseinheit ist zwischen einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor und einem Getriebe angeordnet. Die Hybridantriebseinheit umfasst ein Hybridmodul mit einer Kupplungsanordnung, an die der Elektromotor sowie der Verbrennungsmotor angebunden sind. Die Kupplungsanordnung umfasst eine Dreifachkupplung, bestehend aus einer Doppelkupplung mit zwei Kupplungen sowie aus einer Trennkupplung zur Ankopplung eines Antriebselements, beispielsweise des Verbrennungsmotors.
Derartige Kupplungsanordnungen umfassen aufgrund ihrer Vielzahl von Komponenten üblicherweise einen entsprechenden Bauraum.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine möglichst kompakte Kupplungsanordnung zu schaffen, die leicht montierbar ist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Kupplungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Die Erfindung betrifft somit eine Kupplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Kupplungsanordnung aufweist:

ein Gehäuse, das einen Nassraum begrenzt,
einen zu dem Gehäuse relativ drehbar um eine Drehachse gelagerten Trägerkörper, mindestens eine erste Kupplung, die über den Trägerkörper einen ersten Erstkupplungsbestandteil zur drehfesten Verbindung mit einer Eingangswelle aufweist und einen mit dem ersten Erstkupplungsbestandteil drehverbindbaren zweiten Erstkupplungsbestandteil aufweist,
mindestens eine Dämpfereinheit, die innerhalb des den Nassraum begrenzenden Gehäuses angeordnet ist und mit dem Trägerkörper wechselwirkt.

Die Eingangswelle ist insbesondere eine Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors.
Die Formulierung Nassraum bedeutet hierbei, dass es sich um eine nasslaufende, also ölgeschmierte Kupplung handelt.
Insbesondere eignet sich eine Dämpfereinheit, die normalerweise in Drehmomentwandlern verwendet wird. Dies hat den Vorteil, dass sowohl die Nassraumtrennung zwischen der Dämpfereinheit und Kupplungen, als auch eine zusätzliche Blechebene für den Kupplungsantrieb entfällt. Neben dem Dämpfer wird die Dreifachkupplung angeordnet. Für die Anbindung eines Elektromotors kann eine Zahnradstufe eingesetzt werden, welches getriebeseitig von der Kupplungsanordnung angeordnet ist. Die Zahnradstufe umfasst insbesondere mindestens ein Zahnrad am Elektromotor und ein Zahnrad an der Kupplungsanordnung.
Optional ist der zweite Erstkupplungsbestandteil mit einer Abtriebswelle verbindbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Kupplungsanordnung weiterhin aufweisend vorgesehen:

eine zweite Kupplung, die zwei miteinander drehverbindbare Zweitkupplungsbestandteile aufweist und mit einem ersten Zweitkupplungsbestandteil drehfest an dem zweiten Erstkupplungsbestandteil der ersten Kupplung angeordnet ist, und die mit einem zweiten Zweitkupplungsbestandteil mit einer ersten Abtriebswelle verbindbar ist, und
eine dritte Kupplung, die zwei miteinander drehverbindbare Drittkupplungsbestandteile aufweist und mit einem ersten Drittkupplungsbestandteil drehfest an dem zweiten Erstkupplungsbestandteil der ersten Kupplung angeordnet ist, und die mit einem zweiten Drittkupplungsbestandteil mit einer zweiten Abtriebswelle verbindbar ist.

Durch die Integration der Dämpfereinheit in den Nassraum kann insbesondere axialer Bauraum entlang der Drehachse eingespart werden.
Zur Betätigung der als Reibungskupplung ausgebildeten Kupplungsanordnung, insbesondere zum Schließen der Reibungskupplung, kann ein hydraulisches Fluid, insbesondere Öl, in eine Druckkammer gepumpt werden, wodurch sich der Druck in der Druckkammer erhöht. Der ansteigende Druck in der Druckkammer kann die Federkraft des außerhalb der Druckkammer an dem Drucktopf angreifenden Federelements überwinden und den Drucktopf axial verlagern. Der Drucktopf kann dadurch gegen eine Anpressplatte drücken und einen Reibbelag zwischen der von dem Drucktopf axial verlagerten Anpressplatte und einer in axialer Richtung feststehenden Gegenplatte reibschlüssig verpressen, um die Reibungskupplung zu schließen und einen Drehmomentfluss über die Reibungskupplung herzustellen. Die Reibungskupplung kann insbesondere als Lamellenkupplung ausgestaltet sein, bei der mit einem Außenlamellenträger drehfest verbundene aber axial verlagerbare, insbesondere als Reibbeläge oder Stahlplatten ausgestaltete, Außenlamellen und mit einem Innenlamellenträger drehfest verbundene aber axial verlagerbare, insbesondere als Stahlplatten oder Reibbeläge ausgestaltete, Innenlamellen alternierend hintereinander vorgesehen sind, die zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte reibschlüssig verpresst werden können, um einen Drehmomentfluss zwischen dem Außenlamellenträger und dem Innenlamellenträger herbeizuführen. Im Zugbetrieb kann das in einer Brennkraftmaschine und/oder einer elektrischen Maschine erzeugte Drehmoment über den Außenlamellenträger eingeleitet und über den Innenlamellenträger, insbesondere an eine Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, ausgeleitet werden oder umgekehrt. Wenn der Druck in der Druckkammer reduziert wird, kann die Federkraft des Federelements den Drucktopf zurück in seine, insbesondere der geöffneten Stellung der Reibungskupplung entsprechenden, axialen Ausgangsstellung zurück verlagert werden, wobei das in der Druckkammer zuvor hineingepumpte hydraulische Fluid zu einem Ausgang verdrängt werden kann. Die Kupplungsbetätigung kann alternativ auch über Kolbenausrücksysteme erfolgen.
Besonders bevorzugt kann die Dämpfereinheit ein Zweimassenschwungrad sein. Dies bedeutet technisch, dass die Primärmasse und die über das insbesondere als Bogenfeder ausgestaltete Energiespeicherelement an die Primärmasse begrenzt verdrehbar angekoppelte Sekundärmasse ein Masse-Feder-System ausbilden können, das in einem bestimmten Frequenzbereich Drehungleichförmigkeiten in der Drehzahl und in dem Drehmoment der von einem Kraftfahrzeugmotor erzeugten Antriebsleistung dämpfen kann. Hierbei können das Massenträgheitsmoment der Primärmasse und/oder der Sekundärmasse sowie die Federkennlinie des Energiespeicherelements derart ausgewählt sein, dass Schwingungen im Frequenzbereich der dominierenden Motorordnungen des Kraftfahrzeugmotors gedämpft werden können. Das Massenträgheitsmoment der Primärmasse und/oder der Sekundärmasse kann insbesondere durch eine angebrachte Zusatzmasse beeinflusst werden. Die Primärmasse kann eine Scheibe aufweisen, mit welcher ein Deckel verbunden sein kann, wodurch ein im Wesentlichen ringförmiger Aufnahmeraum für das Energiespeicherelement begrenzt sein kann. Die Primärmasse kann beispielsweise über in den Aufnahmeraum hinein abstehende Einprägungen tangential an dem Energiespeicherelement anschlagen. In den Aufnahmeraum kann ein Ausgangsflansch der Sekundärmasse hineinragen, der an dem gegenüberliegenden Ende des Energiespeicherelements tangential anschlagen kann. Wenn der Drehschwingungsdämpfer Teil eines Zweimassenschwungrads ist, kann die Primärmasse eine mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors koppelbare Schwungscheibe aufweisen. Wenn der Drehschwingungsdämpfer als Riemenscheibenentkoppler Teil einer Riemenscheibenanordnung zum Antrieb von Nebenaggregaten eines Kraftfahrzeugs mit Hilfe eines Zugmittels ist, kann die Primärmasse eine Riemenscheibe ausbilden, an deren radial äußeren Mantelfläche das Zugmittel, insbesondere ein Keilriemen, zur Drehmomentübertragung angreifen kann. Wenn der Drehschwingungsdämpfer als Scheibendämpfer insbesondere einer Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung verwendet wird, kann die Primärmasse mit einem Reibbeläge tragenden Scheibenbereich gekoppelt sein, während die Sekundärmasse mit einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt sein kann.
Vorzugsweise ist auch die Verwendung eines Fliehkraftpendels mit mindestens einer Pendelmasse vorgesehen. Die mindestens eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels hat unter Fliehkrafteinfluss das Bestreben eine möglichst weit vom Drehzentrum entfernte Stellung anzunehmen. Die „Nulllage“ ist also die radial am weitesten vom Drehzentrum entfernte Stellung, welche die Pendelmasse in der radial äußeren Stellung einnehmen kann. Bei einer konstanten Antriebsdrehzahl und konstantem Antriebsmoment wird die Pendelmasse diese radial äußere Stellung einnehmen. Bei Drehzahlschwankungen lenkt die Pendelmasse aufgrund ihrer Massenträgheit entlang ihrer Pendelbahn aus. Die Pendelmasse kann dadurch in Richtung des Drehzentrums verschoben werden. Die auf die Pendelmasse wirkende Fliehkraft wird dadurch aufgeteilt in eine Komponente tangential und eine weitere Komponente normal zur Pendelbahn. Die tangentiale Kraftkomponente stellt die Rückstellkraft bereit, welche die Pendelmasse wieder in ihre „Nulllage“ bringen will, während die Normalkraftkomponente auf ein die Drehzahlschwankungen einleitendes Krafteinleitungselement, insbesondere eine mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors verbundene Schwungscheibe, einwirkt und dort ein Gegenmoment erzeugt, das der Drehzahlschwankung entgegenwirkt und die eingeleiteten Drehzahlschwankungen dämpft. Bei besonders starken Drehzahlschwankungen kann die Pendelmasse also maximal ausgeschwungen sein und die radial am weitesten innen liegende Stellung annehmen. Die in dem Trägerflansch und/oder in der Pendelmasse vorgesehenen Bahnen weisen hierzu geeignete Krümmungen auf, in denen ein insbesondere als Laufrolle ausgestaltetes, Koppelelement geführt sein kann. Vorzugsweise sind mindestens zwei Laufrollen vorgesehen, die jeweils an einer Laufbahn des Trägerflanschs und einer Pendelbahn der Pendelmasse geführt sind. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse vorgesehen. Vorzugsweise sind mehrere Pendelmassen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt an dem Trägerflansch geführt. Die träge Masse der Pendelmasse und/oder die Relativbewegung der Pendelmasse zum Trägerflansch sind insbesondere zur Dämpfung eines bestimmten Frequenzbereichs von Drehungleichförmigkeiten, insbesondere einer Motorordnung des Kraftfahrzeugmotors, ausgelegt. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse und/oder mehr als ein Trägerflansch vorgesehen. Beispielsweise sind zwei über insbesondere als Abstandsbolzen ausgestaltete Bolzen oder Niete miteinander verbundene Pendelmassen vorgesehen, zwischen denen in axialer Richtung des Drehschwingungsdämpfers der Trägerflansch positioniert ist. Alternativ können zwei, insbesondere im Wesentlichen Y-förmig miteinander verbundene, Flanschteile des Trägerflanschs vorgesehen sein, zwischen denen die Pendelmasse positioniert ist.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Montage einer Kupplungsanordnung besteht darin, dass
eine Zentralschraube durch eine Öffnung der Dämpfereinheit geführt wird, und vorzugsweise anschließend mit einer ein korrelierendes Innengewinde aufweisenden Deckkappe derart verbunden wird, dass die Zentralschraube gegen ein Herausfallen gesichert ist,
die Kupplungsanordnung eine als Einfädelhilfe ausgebildete Zentrieranordnung zur getrennten Montage an einem Schraubenkopf der Zentralschraube aufweist und dass die Dämpfereinheit mit der Zentralschraube und die Kupplungsanordnung einen Kupplungsverbund bilden,
das Gehäuse mit dem Kupplungsverbund, aufweisend die Kupplungsanordnung und die Dämpfereinheit, zu einem Montageverbund verbunden wird, wobei vorzugsweise eine Schutzkappe an das freistehende Ende des Montageverbunds angefügt wird.
Getrennte Montage zwischen der Zentrieranordnung und der Zentralschraube bedeutet hierbei, dass die Zentrieranordnung nur als Einfädelhilfe dient und die beiden Komponenten nicht unmittelbar miteinander zusammengefügt werden. Im Betrieb der Kupplungsanordnung kann somit zwischen der Zentrieranordnung und der Zentralschraube eine Relativdrehzahl bestehen.
Die Zentralschraube ermöglicht die Montage der Kupplungsanordnung im Rahmen eines Hybridmodules an den als Kurbelwellenstumpf vorgesehenen Teil der Eingangswelle der Verbrennungskraftmaschine mit nur einer Schraube, sodass es sich um eine kompakte Bauweise handelt. Bei der Montage des Innenbereichs des Hybridmodules kann diese Zentralschraube optional als Auffädelhilfe der einzelnen Komponenten genutzt werden.
Da noch keine Abtriebs- beziehungsweise Getriebewellen in dem Hybridmodul stecken, kann dieses Hybridmodul von seiner Getriebeseite aus über die Zentralschraube an den Kurbelwellenstumpf angeschraubt werden.
Besonders vorteilhaft ist, dass das bis zu diesem Schritt montierte Modul ausgeliefert und an einer anderen Stelle final montiert werden kann. Die finale Montage kann über das unkomplizierte Anschrauben der Zentralschraube erfolgen.
Eine zu dem vorgenannten Verfahren bevorzugte Maßnahme sieht vor, dass die Zentralschraube des Montageverbunds, aufweisend die Kupplungsanordnung, die Dämpfereinheit und das Gehäuse, ohne optionale Deckkappe und ohne optionale Schutzkappe, zur Drehachse koaxial an eine Eingangswelle einer Verbrennungskraftmaschine geschraubt wird, wobei der Kupplungsverbund, aufweisend die Kupplungsanordnung und die Dämpfereinheit, formschlüssig mit der Eingangswelle verbunden wird, wobei der Formschluss insbesondere über eine Hirth-Verzahnung erfolgt.
Die Hirth-Verzahnung ist ein formschlüssiges, selbstzentrierendes und leicht lösbares Verbindungselement. Hirth-Verzahnungen verbinden Maschinenelemente mit hoher Präzision bei optimaler Drehmomentkapazität.
Bevorzugt kann sein, dass für die Hirth-Verzahnung der Kupplungsverbund, aufweisend die Kupplungsanordnung und die Dämpfereinheit, sowie die Eingangswelle jeweils miteinander korrelierende Zahnprofile aufweisen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Eingangswelle das Zahnprofil über einen, insbesondere angeschraubten, Zahnprofiladapter mit dem entsprechenden Zahnprofil aufweist, wobei der Zahnprofiladapter vor der Verbindung des Montageverbunds, aufweisend die Kupplungsanordnung, die Dämpfereinheit und das Gehäuse, an die Eingangswelle mit der Eingangswelle verbunden wird. Dies hat den Vorteil, dass die insbesondere als Kurbelwelle ausgebildete Eingangswelle nicht modifiziert werden muss.
Alternativ kann ein Verfahren zur Montage einer Kupplungsanordnung vorsehen, dass ein Dichtkörper, insbesondere ein Dichtblech, als nassraumbegrenzende Wandung an eine Verbrennungskraftmaschine montiert wird,
die Dämpfereinheit mit einer Standardverschraubung an eine korrelierend ausgebildete Eingangswelle geschraubt wird,
mindestens die erste Kupplung, vorzugsweise die erste, zweite und dritte Kupplung mit dem Gehäuse verbunden wird beziehungsweise werden,
optional ein Elektromotor und ein Übersetzungssystem, insbesondere ein Zahnrad, mit einer korrelierend ausgebildeten Übersetzungseinheit der Kupplungsanordnung verbunden wird,
die Kupplungsanordnung eine als Einfädelhilfe ausgebildete Zentrieranordnung aufweist, wobei die Dämpfereinheit über die Zentrieranordnung zur getrennten Montage an die Kupplungsanordnung gefügt wird, und wobei das Gehäuse an die Verbrennungskraftmaschine montiert, insbesondere verschraubt, wird. Auch diese Montagemaßnahme hat den Vorteil, dass die als Kurbelwelle ausgebildete Eingangswelle nicht verändert werden muss zur Montage der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung.
Getrennte Montage bedeutet über die gesamte Lehre der Erfindung, dass die Zentrieranordnung insbesondere als Einfädelhilfe dient und die Komponenten nicht unmittelbar miteinander zusammengefügt werden. Es besteht somit keine unmittelbare Wirkverbindung.
Ein weiteres alternatives Verfahren zur Montage einer Kupplungsanordnung sieht vor, dass
ein Dichtkörper, insbesondere ein Dichtblech, als nassraumbegrenzende Wandung an eine Verbrennungskraftmaschine montiert wird,
die Dämpfereinheit mit einer Standardverschraubung an eine korrelierend ausgebildete Eingangswelle geschraubt wird,
mindestens die erste Kupplung, vorzugsweise die erste, zweite und dritte Kupplung mit der Dämpfereinheit verbunden wird beziehungsweise werden, wobei die Kupplungsanordnung eine als Einfädelhilfe ausgebildete Zentrieranordnung aufweist, um die Dämpfereinheit über die Zentrieranordnung zur getrennten Montage mit der Kupplungsanordnung zu verbinden, wobei optional eine entlang der Drehachse verlaufende Montagehilfsvorrichtung verwendet wird,
mindestens ein Teil des Gehäuses, optional das vollständige Gehäuse an die Verbrennungskraftmaschine montiert wird,
optional ein Elektromotor und ein Übersetzungssystem, insbesondere ein Zahnrad, mit einer korrelierend ausgebildeten Übersetzungseinheit der Kupplungsanordnung verbunden wird, wobei zumindest nach diesem Schritt das Gehäuse vollständig montiert wird,
die optionale Montagehilfsvorrichtung entfernt wird.
Der Unterschied zur vorgenannten Montagemaßnahme besteht darin, dass der Aufbau in Einzelteilen am finalen Montageort geschehen sollte. Weiterhin wird das Modul ausgehend von der Motorseite montiert.
Bei jeder Montagemaßnahme ist bevorzugt, dass abschließend mindestens eine Abtriebswelle, besonders bevorzugt eine Getriebevollwelle und eine Getriebehohlwelle, mit der Kupplungsanordnung verbunden wird beziehungsweise werden.
Insbesondere ist bei jeder Montagemaßnahme bevorzugt, dass die Zentrieranordnung insbesondere eine Einführhilfe aufweist, um die Dämpfereinheit und die Zentrieranordnung zueinander zentriert zusammenzuführen. Diese Einführhilfe kann als Einführfase ausgebildet sein oder anderweitig zur Zentrierung und leichteren Führung ausgebildet sein.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

1: eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer bevorzugten Kupplungsanordnung,
2: eine schematische Ansicht eines ersten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
3: schematische Ansicht eines gegenüber 2 nächsten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1,
4: schematische Ansicht eines gegenüber 3 nächsten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1,
5: schematische Ansicht eines gegenüber 4 nächsten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1,
6: schematische Ansicht eines gegenüber 5 nächsten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1,
7: schematische Ansicht eines gegenüber 6 nächsten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1,
8: schematische Ansicht eines gegenüber 7 nächsten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1,
9: schematische Ansicht eines gegenüber 8 nächsten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1,
10: schematische Ansicht eines gegenüber 9 nächsten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1,
11: eine schematische Ansicht eines zum ersten Ausführungsbeispiel ähnlichen Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einem Zahnprofiladapter,
12: schematische Ansicht eines gegenüber 10 nächsten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1,
13: schematische Ansicht eines gegenüber 11 nächsten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1,
14: eine schematische Ansicht eines ersten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
15: schematische Ansicht eines gegenüber 14 nächsten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1,
16: schematische Ansicht eines gegenüber 15 nächsten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1,
17: schematische Ansicht eines gegenüber 16 nächsten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1,
18: schematische Ansicht eines gegenüber 17 nächsten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1,
19: schematische Ansicht eines gegenüber 18 nächsten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1,
20: eine schematische Ansicht eines Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, als alternative Maßnahme zum dritten Ausführungsbeispiel nach 16, und
21: schematische Ansicht eines gegenüber 20 nächsten Montagezustands für eine Montage der bevorzugten Kupplungsanordnung nach 1.

1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Kupplungsanordnung 10 für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Dabei weist die Kupplungsanordnung 10 auf:

ein Gehäuse 14, das einen Nassraum begrenzt,
einen zu dem Gehäuse 14 relativ drehbar um eine Drehachse D gelagerten Trägerkörper 16,
eine zu dem Gehäuse 14 relativ drehbar um die Drehachse D gelagerte Eingangswelle 22,
eine erste Kupplung 18, die über den Trägerkörper 16 ein drehfest mit der Eingangswelle 22 verbundenes erstes Erstkupplungsbestandteil 20 und ein mit dem ersten Erstkupplungsbestandteil 20 drehverbindbares zweites Erstkupplungsbestandteil 24 aufweist,
eine zweite Kupplung 28, die zwei miteinander drehverbindbare Zweitkupplungsbestandteile 30, 32 aufweist und mit einem ersten Zweitkupplungsbestandteil 30 drehfest an dem zweiten Erstkupplungsbestandteil 24 der ersten Kupplung 18 angeordnet ist, und die mit einem zweiten Zweitkupplungsbestandteil 28 mit einer ersten Abtriebswelle 66a verbindbar ist, und eine dritte Kupplung 34, die zwei miteinander drehverbindbare Drittkupplungsbestandteile 36, 38 aufweist und mit einem ersten Drittkupplungsbestandteil 36 drehfest an dem zweiten Erstkupplungsbestandteil 24 der ersten Kupplung 18 angeordnet ist, und die mit einem zweiten Drittkupplungsbestandteil 38 mit einer zweiten Abtriebswelle 66b verbindbar ist, weiterhin aufweisend mindestens eine Dämpfereinheit 26, die innerhalb des den Nassraum begrenzenden Gehäuses 14 angeordnet ist und mit dem Trägerkörper 16 wechse lwi rkt.

Die Eingangswelle 22 ist insbesondere eine Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors.
Eine derart ausgebildete Kupplung heißt auch Dreifachkupplung und ist im Folgenden stets schematisiert dargestellt.
Durch die Integration der Dämpfereinheit 26 in das als Nassraum ausgebildete Gehäuse 14 kann insbesondere axialer Bauraum entlang der Drehachse D eingespart werden.
Die Formulierung Nassraum bedeutet hierbei, dass es sich um eine nasslaufende, also ölgeschmierte Kupplungsanordnung 10 handelt.
Die Dämpfereinheit 26 ist insbesondere ein Zweimassenschwungrad.
Die Kupplungsanordnung 10 eignet sich insbesondere als Hybridmodul. Dies bedeutet, es erfolgt eine Verwendung einer Verbrennungskraftmaschine 12 und eines achsparallel angeordneten Elektromotors 58. Dazu kann beispielsweise eine Übersetzungseinheit 62 am Gehäuse 14 und ein entsprechend mit der Übersetzungseinheit 62 korrelierendes Übersetzungssystem 60 am Elektromotor 58 vorgesehen sein. Die Übersetzungseinheit 62 und das damit korrelierende Übersetzungssystem 60 können beispielsweise Zahnräder sein. Möglich sind allerdings auch andere Drehmomentübertragungsmöglichkeiten, beispielsweise ein Kettenantrieb.
Die 2 bis 10 zeigen bevorzugte Verfahrensschritte zur Montage der vorgenannten Kupplungsanordnung 10 an eine Verbrennungskraftmaschine 12 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Die 11 bis 13 zeigen bevorzugte Verfahrensschritte zur Montage der vorgenannten Kupplungsanordnung 10 an eine Verbrennungskraftmaschine 12 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, das gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich eines Zahnprofiladapters 52 modifiziert ist.
Die 14 bis 19 zeigen bevorzugte Verfahrensschritte zur Montage der vorgenannten Kupplungsanordnung 10 an eine Verbrennungskraftmaschine 12 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Die 20 und 21 zeigen bevorzugte Verfahrensschritte zur Montage der vorgenannten Kupplungsanordnung 10 an eine Verbrennungskraftmaschine 12 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
2 zeigt somit eine Zentralschraube 40 bevor und 3 zeigt die Zentralschraube 40 nachdem sie durch eine Öffnung der Dämpfereinheit 26 geführt wurde.
Nach 4 wird die Zentralschraube 40 anschließend mit einer ein korrelierendes Innengewinde aufweisenden Deckkappe 42 derart verbunden, dass die Zentralschraube 40 gegen ein Herausfallen gesichert ist.
Aus 5 zeigt sich ein Kupplungsmodul, aufweisend die erste, zweite und dritte Kupplung 18, 28, 34, wobei die Kupplungsanordnung 10 eine Zentrieranordnung 44 zur getrennten Montage mit einem Schraubenkopf der Zentralschraube 40 aufweist.
Getrennte Montage zwischen der Zentrieranordnung 44 und der Zentralschraube 40 bedeutet hierbei, dass die Zentrieranordnung 44 nur als Einfädelhilfe dient und die beiden Komponenten nicht unmittelbar miteinander zusammengefügt werden. Im Betrieb der Kupplungsanordnung 10 kann somit zwischen der Zentrieranordnung 44 und der Zentralschraube 40 eine Relativdrehzahl bestehen. Es besteht somit keine unmittelbare Wirkverbindung.
In 6 ist dargestellt, dass die mit der Dämpfereinheit 26 verbundene Zentralschraube 40 verbunden ist, wobei die Verbindung über die als Einfädelhilfe ausgebildete Zentrieranordnung 44 mit der Kupplungsanordnung 10 zu einem Kupplungsverbund erfolgt.
Gemäß 7 ist vorgesehen, dass das Gehäuse 14 mit dem Kupplungsverbund, aufweisend die Kupplungsanordnung 10 und die Dämpfereinheit 26, zu einem Montageverbund verbunden wird.
8 zeigt, dass eine Schutzkappe 48 an das freistehende Ende des Montageverbunds angefügt ist. Die in 8 insgesamt dargestellte Konfiguration ist eine fertige Liefereinheit, die in ebendieser Form an anderer Stelle verbaut werden kann.
Das weitere Verbauen zeigt sich ab 9 und sieht vor, dass die Zentralschraube 40 des Montageverbunds, aufweisend die Kupplungsanordnung 10, die Dämpfereinheit 26 und das Gehäuse 14, ohne die Deckkappe 42 und ohne die Schutzkappe 48, zur Drehachse D koaxial an eine Eingangswelle 22 einer Verbrennungskraftmaschine 12 geschraubt., Dabei wird der Kupplungsverbund, aufweisend die Kupplungsanordnung 10 und die Dämpfereinheit 26, formschlüssig mit der Eingangswelle 22 verbunden, wobei der Formschluss insbesondere über eine Hirth-Verzahnung 50 erfolgt.
Die Hirth-Verzahnung 50 ist ein formschlüssiges, selbstzentrierendes und leicht lösbares Verbindungselement. Hirth-Verzahnungen 50 verbinden Maschinenelemente mit hoher Präzision bei optimaler Drehmomentkapazität.
Eine montierte Kupplungsanordnung 10 ist schematisch in 10 dargestellt. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass für die Hirth-Verzahnung 50 der Kupplungsverbund, aufweisend die Kupplungsanordnung 10 und die Dämpfereinheit 26, sowie die Eingangswelle 22 jeweils miteinander korrelierende Zahnprofile aufweisen.
Gemäß den ersten Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, dass die Eingangswelle 22 der Verbrennungskraftmaschine 12 selbst eine Hirth-Verzahnung 50 aufweist.
Es kann jedoch auch bevorzugt sein, dass die Hirth-Verzahnung 50 nachträglich aufgebracht wird, insbesondere mittels eines Zahnprofiladapters 52. Dies ist in den 11, 12 und 13 dargestellt und bedeutet mithin, dass die Eingangswelle 22 das Zahnprofil über den, insbesondere angeschraubten, Zahnprofiladapter 52 mit dem entsprechenden Zahnprofil aufweist. Dabei wird der Zahnprofiladapter 52 vor der Verbindung des Montageverbunds, aufweisend die Kupplungsanordnung 10, die Dämpfereinheit 26 und das Gehäuse 14, an die Eingangswelle 22 mit der Eingangswelle 22 verbunden.
So zeigt 11 den Zahnprofiladapter 52 im in der Eingangswelle 22 eingeschraubten Zustand.
12 gilt analog zu 9, jedoch mit dem Zahnprofiladapter 52. Weiterhin gilt 13 analog zu 10, jedoch mit dem Zahnprofiladapter 52.
14 zeigt eine Dämpfereinheit 26, die für ein Montageverfahren der Kupplungsanordnung 10 nach einem dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist. Es zeigt sich, dass zur Drehachse ein Wälzlager zum Stabilisieren der Dämpfereinheit 26 vorgesehen ist. Weiterhin weist die Dämpfereinheit 26 eine Schraube einer Standardverschraubung 56 auf. Standardverschraubung 56 bedeutet hierbei eine Verschraubung nach Stand der Technik.
Nach 15 ist vorgesehen, dass ein Dichtkörper 54, insbesondere als Dichtblech ausgebildet, als nassraumbegrenzende Wandung an eine Verbrennungskraftmaschine 12 montiert wird.
Die Dämpfereinheit 26 wird, wie zuvor erläutert, mit der Standardverschraubung 56 an eine korrelierend ausgebildete Eingangswelle 22 geschraubt.
Gemäß 16 ist vorgesehen, dass die erste, zweite und dritte Kupplung 28, 28, 34 mit dem Gehäuse 14 verbunden werden. Die Fügerichtung des Gehäuses 14 wird durch einen Pfeil symbolisiert.
Gemäß 17 wird ein Elektromotor 58 und ein Übersetzungssystem 60, insbesondere ein Zahnrad, mit einer korrelierend ausgebildeten Übersetzungseinheit 62 der Kupplungsanordnung 10, insbesondere ebenfalls ein Zahnrad, verbunden. Die Fügerichtung des Elektromotors 58 wird durch einen Pfeil symbolisiert.
Aus 18 ist erkennbar, dass die Kupplungsanordnung 10 eine als Einfädelhilfe ausgebildete Zentrieranordnung 44 aufweist, wobei die Dämpfereinheit 26, zentrierend über die Zentrieranordnung 44, mit der Kupplungsanordnung 10 verbunden wird, wie in 19 zusammengefügt zu erkennen. Dabei wird das Gehäuse 14 zudem an die Verbrennungskraftmaschine 12 montiert, insbesondere verschraubt.
Im vierten Ausführungsbeispiel sind die Merkmale beziehungsweise Maßnahmen des dritten Ausführungsbeispiels, dargestellt in den 14 und 15 ebenfalls vorhanden.
Anstelle der Merkmale beziehungsweise Maßnahmen des dritten Ausführungsbeispiels dargestellt in den 16 bis 18 gelten allerdings die Merkmale beziehungsweise Maßnahmen nach den 20 und 21.
Im Anschluss an die Konfiguration nach den 20 und 21 sind gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel wieder die Merkmale beziehungsweise Maßnahmen der fertig montierten Kupplungsanordnung 10 nach 19 des dritten Ausführungsbeispiels auf das vierte Ausführungsbeispiel zu übertragen.
So ist nach 20 vorgesehen, dass die erste, zweite und dritte Kupplung 18, 28, 34 mit der Dämpfereinheit 26 verbunden werden, wobei die Kupplungsanordnung 10 eine Zentrieranordnung 44 aufweist, um die Dämpfereinheit 26, zentrierend über die Zentrieranordnung 44, mit der Kupplungsanordnung 10 zu verbinden, wobei eine entlang der Drehachse D verlaufende Montagehilfsvorrichtung 64 verwendet wird.
Nach 21 ist vorgesehen, dass mindestens ein Teil des Gehäuses 14 an die Verbrennungskraftmaschine 12 montiert wird. Dies ist dann der Fall, wenn ebenfalls ein Elektromotor 58 zu montieren ist. Ohne Elektromotor 58 wird gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel direkt das vollständige Gehäuse 14 montiert.
Somit ist vorgesehen, dass der Elektromotor 58 und ein Übersetzungssystem 60, insbesondere ein Zahnrad, mit einer korrelierend ausgebildeten Übersetzungseinheit 62 der Kupplungsanordnung 10 verbunden wird, wobei nach diesem Schritt das Gehäuse 14 vollständig montiert wird. Abschließend wird die optionale Montagehilfsvorrichtung 64 entfernt, siehe 19.
Bei sämtlichen Montageverfahren ist vorgesehen, dass abschließend mindestens eine Abtriebswelle 66, besonders bevorzugt eine Getriebevollwelle 66a und eine Getriebehohlwelle 66b, mit der Kupplungsanordnung 10 verbunden werden.
Weiterhin ist insbesondere vorgesehen, dass die Zentrieranordnung 44 insbesondere eine Einführhilfe 46 aufweist, um die Dämpfereinheit 26 und die Zentrieranordnung 44 zueinander zentriert zusammenzuführen. Wie in den Figuren symbolisch dargestellt, kann die Einführhilfe 46 hierzu eine Fase beziehungsweise eine winkelige Führung aufweisen.
Bezugszeichenliste

10: Kupplungsanordnung
12: Verbrennungskraftmaschine
14: Gehäuse
16: Trägerkörper
18: Erste Kupplung
20: Erster Erstkupplungsbestandteil
22: Eingangswelle
24: Zweiter Erstkupplungsbestandteil
26: Dämpfereinheit
28: Zweite Kupplung
30: Erster Zweitkupplungsbestandteil
32: Zweiter Zweitkupplungsbestandteil
34: Dritte Kupplung
36: Erster Drittkupplungsbestandteil
38: Zweiter Drittkupplungsbestandteil
40: Zentralschraube
42: Deckkappe
44: Zentrieranordnung
46: Einführhilfe
48: Schutzkappe
50: Hirth-Verzahnung
52: Zahnprofiladapter
54: Dichtkörper
56: Standardverschraubung
58: Elektromotor
60: Übersetzungssystem
62: Übersetzungseinheit
64: Montagehilfsvorrichtung
66: Abtriebswelle
66a: Getriebevollwelle
66b: Getriebehohlwelle
D: Drehachse

Claims

Kupplungsanordnung (10) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer Verbrennungskraftmaschine (12), wobei die Kupplungsanordnung (10) aufweist: - ein Gehäuse (14), das einen Nassraum begrenzt, - einen zu dem Gehäuse (14) relativ drehbar um eine Drehachse (D) gelagerten Trägerkörper (16), - mindestens eine erste Kupplung (18), die über den Trägerkörper (16) einen ersten Erstkupplungsbestandteil (20) zur drehfesten Verbindung mit einer Eingangswelle (22) aufweist und einen mit dem ersten Erstkupplungsbestandteil (20) drehverbindbaren zweiten Erstkupplungsbestandteil (24) aufweist, - mindestens eine Dämpfereinheit (26), die innerhalb des den Nassraum begrenzenden Gehäuses (14) angeordnet ist und mit dem Trägerkörper (16) wechselwirkt.
Kupplungsanordnung (10) nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend - eine zweite Kupplung (28), die zwei miteinander drehverbindbare Zweitkupplungsbestandteile (30, 32) aufweist und mit einem ersten Zweitkupplungsbestandteil (30) drehfest an dem zweiten Erstkupplungsbestandteil (24) der ersten Kupplung (18) angeordnet ist, und die mit einem zweiten Zweitkupplungsbestandteil (32) mit einer ersten Abtriebswelle (66a) verbindbar ist, und - eine dritte Kupplung (34), die zwei miteinander drehverbindbare Drittkupplungsbestandteile (36, 38) aufweist und mit einem ersten Drittkupplungsbestandteil (36) drehfest an dem zweiten Erstkupplungsbestandteil (24) der ersten Kupplung (18) angeordnet ist, und die mit einem zweiten Drittkupplungsbestandteil (38) mit einer zweiten Abtriebswelle (66b) verbindbar ist.
Verfahren zur Montage einer Kupplungsanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Zentralschraube (40) durch eine Öffnung der Dämpfereinheit (26) geführt wird, und vorzugsweise anschließend mit einer ein korrelierendes Innengewinde aufweisenden Deckkappe (42) derart verbunden wird, dass die Zentralschraube (40) gegen ein Herausfallen gesichert ist, - die Kupplungsanordnung (10) eine Zentrieranordnung (44) zur getrennten Montage gegenüber einem Schraubenkopf der Zentralschraube (40) aufweist und dass die Dämpfereinheit (26) mit der Zentralschraube (40) und die Kupplungsanordnung (10) zu einem Kupplungsverbund verbunden werden, - das Gehäuse (14) mit dem Kupplungsverbund, aufweisend die Kupplungsanordnung (10) und die Dämpfereinheit (26), zu einem Montageverbund verbunden wird, wobei vorzugsweise eine Schutzkappe (48) an das freistehende Ende des Montageverbunds angefügt wird.
Verfahren zur Montage einer Kupplungsanordnung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralschraube (40) des Montageverbunds, aufweisend die Kupplungsanordnung (10), die Dämpfereinheit (26) und das Gehäuse (14), ohne optionale Deckkappe (42) und ohne optionale Schutzkappe (48), zur Drehachse (D) koaxial an eine Eingangswelle (22) einer Verbrennungskraftmaschine (12) geschraubt wird, wobei der Kupplungsverbund, aufweisend die Kupplungsanordnung (10) und die Dämpfereinheit (26), formschlüssig mit der Eingangswelle (22) verbunden wird, wobei der Formschluss insbesondere über eine Hirth-Verzahnung (50) erfolgt.
Verfahren zur Montage einer Kupplungsanordnung (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für die Hirth-Verzahnung (50) der Kupplungsverbund, aufweisend die Kupplungsanordnung (10) und die Dämpfereinheit (26), sowie die Eingangswelle (22) jeweils miteinander korrelierende Zahnprofile aufweisen.
Verfahren zur Montage einer Kupplungsanordnung (10) Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (22) das Zahnprofil über einen, insbesondere angeschraubten, Zahnprofiladapter (52) mit dem entsprechenden Zahnprofil aufweist, wobei der Zahnprofiladapter (52) vor der Verbindung des Montageverbunds, aufweisend die Kupplungsanordnung (10), die Dämpfereinheit (26) und das Gehäuse (14), an die Eingangswelle (22) mit der Eingangswelle (22) verbunden wird.
Verfahren zur Montage einer Kupplungsanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Dichtkörper (54) als nassraumbegrenzende Wandung an eine Verbrennungskraftmaschine (12) montiert wird, - die Dämpfereinheit (26) mit einer Standardverschraubung (56) an eine korrelierend ausgebildete Eingangswelle (22) geschraubt wird, - mindestens die erste Kupplung (18), vorzugsweise die erste, zweite und dritte Kupplung (18, 28, 34) mit dem Gehäuse (14) verbunden wird beziehungsweise werden, - optional ein Elektromotor (58) und ein Übersetzungssystem (60), insbesondere ein Zahnrad, mit einer korrelierend ausgebildeten Übersetzungseinheit (62) der Kupplungsanordnung (10) verbunden wird, - die Kupplungsanordnung (10) eine Zentrieranordnung (44) aufweist, wobei die Dämpfereinheit (26) über die Zentrieranordnung (44) zur getrennten Montage an die Kupplungsanordnung (10) gefügt wird, und wobei das Gehäuse (14) an die Verbrennungskraftmaschine (12) montiert, insbesondere verschraubt, wird.
Verfahren zur Montage einer Kupplungsanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Dichtkörper (54) als nassraumbegrenzende Wandung an eine Verbrennungskraftmaschine (12) montiert wird, - die Dämpfereinheit (26) mit einer Standardverschraubung (56) an eine korrelierend ausgebildete Eingangswelle (22) geschraubt wird, - mindestens die erste Kupplung (18), vorzugsweise die erste, zweite und dritte Kupplung (28, 28, 34) mit der Dämpfereinheit (26) verbunden wird beziehungsweise werden, wobei die Kupplungsanordnung (10) eine Zentrieranordnung (44) aufweist, um die Dämpfereinheit (26) über die Zentrieranordnung (44) zur getrennten Montage mit der Kupplungsanordnung (10) zu verbinden, wobei optional eine entlang der Drehachse (D) verlaufende Montagehilfsvorrichtung (64) verwendet wird, - mindestens ein Teil des Gehäuses (14), optional das vollständige Gehäuse (14) an die Verbrennungskraftmaschine (12) montiert wird, - optional ein Elektromotor (58) und ein Übersetzungssystem (60), insbesondere ein Zahnrad, mit einer korrelierend ausgebildeten Übersetzungseinheit (62) der Kupplungsanordnung (10) verbunden wird, wobei zumindest nach diesem Schritt das Gehäuse (14) vollständig montiert wird, - die optionale Montagehilfsvorrichtung (64) entfernt wird.
Verfahren zur Montage einer Kupplungsanordnung (10) nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass abschließend mindestens eine Abtriebswelle (66), besonders bevorzugt eine Getriebevollwelle (66a) und eine Getriebehohlwelle (66b), mit der Kupplungsanordnung (10) verbunden wird beziehungsweise werden.
Verfahren zur Montage einer Kupplungsanordnung (10) nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrieranordnung (44) insbesondere eine Einführhilfe (46) aufweist, um die Dämpfereinheit (26) und die Zentrieranordnung (44) zueinander zentriert zusammenzuführen.