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Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinheit, mit deren Hilfe eine, insbesondere als nasse Lamellenkupplung ausgestaltete, Reibungskupplung, die insbesondere Teil eines Hybridmoduls zum Ankuppeln einer Brennkraftmaschine und einer elektrischen Maschine an ein Kraftfahrzeuggetriebe ist, hydraulisch geöffnet und geschlossen werden kann.
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Aus
DE 10 2009 059 944 A1 ist ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs bekannt, wobei eine nasse Lamellenkupplung des Hybridmoduls im Momentenfluss zwischen einem Verbrennungsmotor und einem koaxial zum Hybridmodul angeordneten Elektromotor und eine weitere nasse Lamellenkupplung des Hybridmoduls im Momentenfluss zwischen dem Elektromotor und einem Kraftfahrzeuggetriebe im Antriebsstrang angeordnet sind. Um die jeweilige Lamellenkupplung zu betätigen kann jeweils ein Drucktopf gegen eine Federkraft eines Federelements hydraulisch axial verlagert werden, wobei der Drucktopf über zwei jeweils in einem separaten Halteblech eingesetzte Dichtungen abgedichtet ist.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis die Herstellungskosten einer Betätigungseinheit für eine Reibungskupplung zu reduzieren.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine kostengünstig herstellbare Betätigungseinheit für eine Reibungskupplung ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Betätigungseinheit 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.
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Erfindungsgemäß ist eine Betätigungseinheit für eine, insbesondere als Lamellenkupplung ausgestaltete. Reibungskupplung, insbesondere für ein Hybridmodul zum Ankuppeln einer Brennkraftmaschine und einer elektrischen Maschine an ein Kraftfahrzeuggetriebe, vorgesehen mit einem axial verlagerbaren Drucktopf zum reibschlüssigen Verpressen mindestens eines Reibbelags der Reibungskupplung, einer sich axial an dem Drucktopf anschließenden Druckkammer zur Aufnahme eines hydraulischen Fluids, einer Innenwandung zur radial inneren Begrenzung der Druckkammer, einem an einer von der Druckkammer weg weisenden Axialseite des Drucktopfs vorgesehenen Zentrierblech zur Positionierung eines mit einer axialen Federkraft an den Drucktopf angreifbaren Federelements und einem in der Innenwandung eingesetzten inneren Dichtelement zum Abdichten der Druckkammer, wobei das Zentrierblech einen in axialer Richtung verlaufenden rohrförmigen Dichtansatz zur Ausbildung einer an dem inneren Dichtelement dichtend anliegenden Dichtfläche aufweist.
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Da das innere Dichtelement in der Innenwandung eingesetzt ist, kann das innere Dichtelement leicht in der Innenwandung, die insbesondere Teil eines feststehenden oder mitdrehenden Gehäuses ist, vormontiert werden. Das innere Dichtelement kann bei der Montage beispielsweise über eine Einführungsschräge auf die Innenwandung aufgeschoben werden und hierbei elastisch auf einen größeren Durchmesser gedehnt werden, bis das innere Dichtelement in eine korrespondierende Dichtnut der Innenwandung zurückschnappen kann. Das innere Dichtelement kann in axialer Richtung an den Seitenwänden der Dichtnut anschlagen, so dass das innere Dichtelement als dynamische Dichtung leicht gegen die Dichtfläche eines axial verschiebbaren Dichtpartners abdichten kann. Ein separates Bauteil zur axialen Sicherung des inneren Dichtelements und zur Abtragung von auf dem inneren Dichtelement angreifenden axialen Kräften kann eingespart werden. Zudem ist es nicht erforderlich das innere Dichtelement an einem anderen Bauteil durch Vulkanisieren bewegungsfest zu fixieren, so dass der Vulkanisier-Schritt und die damit verbundenen Kosten eingespart sind. Gleichzeitig wird die an dem inneren Dichtelement angreifende und axial verschiebbare Dichtfläche nicht durch den Drucktopf selber, sondern durch das mit dem Drucktopf verbundene Zentrierblech ausgebildet. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass der Drucktopf zur Übertragung und Abstützung der beim Schließen der Reibungskupplung auftretenden Betätigungskräfte entsprechend massiv und mit einer entsprechend großen Materialdicke ausgestaltet sein muss, während das Zentrierblech lediglich ein Verkanten und/oder Verrutschen des Federelements verhindern soll. Das Zentrierblech weist eine geringere Materialdicke als der Drucktopf auf. Aufgrund der geringeren Materialdicke kann für das Zentrierblech ein deutlich geringerer Biegeradius zur Ausbildung des durch Umformen ausgebildeten Dichtansatzes vorgesehen werden, als dies beim Drucktopf möglich wäre. Der axiale Bauraumbedarf kann dadurch gering gehalten werden. Insbesondere kann das Zentrierblech aus einem Blech ausgestanzt sein, so dass die als Dichtfläche verwendete Oberfläche des Dichtansatzes bereits eine geringe Oberflächenrauigkeit aufweisen kann, die zu einem reduzierten Verschleiß des inneren Dichtelements führen kann. Für den Drucktopf kann hierbei eine hohe Oberflächenrauigkeit zugelassen werden, wodurch Herstellungstoleranzen und Herstellungskosten für den Drucktopf reduziert werden können. Es ist sogar prinzipiell möglich den Drucktopf als Schmiedeteil oder Gussteil auszugestalten. Durch das in der Innenwandung eingesetzte innere Dichtelement und die von dem Zentrierblech ausgebildete Dichtfläche kann bei einem geringen Bauraumbedarf eine leichte Montierbarkeit erreicht werden, so dass eine kostengünstig herstellbare Betätigungseinheit für eine Reibungskupplung ermöglicht ist.
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Zur Betätigung der Reibungskupplung, insbesondere zum Schließen der Reibungskupplung, kann ein hydraulisches Fluid, insbesondere Öl, in die 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. Das Zentrierblech kann das Federelement auch unter Last in der gewünschte korrekten Relativlage halten. Wenn das Federelement als Tellerfeder ausgestaltet sein sollte, kann das Zentrierblech von radial außen her und/oder von radial innen her den äußeren Kraftrand oder den inneren Kraftrand umgreifen beziehungsweise in den äußeren Kraftrand oder den inneren Kraftrand eingreifen, so dass ein radiale Relativlage des Federelements gesichert ist und ein Verkanten oder Verkippen vermieden wird. Vorzugsweise ist das Federelement als Schraubenfeder, insbesondere Druckfeder, ausgestaltet, wobei besonders bevorzugt mehrere auf einem gemeinsamen Radius angeordnete und/oder in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Federelement vorgesehen sind. Beispielsweise kann das Zentrierblech einen, insbesondere durch Tiefziehen hergestellten, von dem Drucktopf abstehenden Zentriernapf aufweisen, der an einem axialen Ende der Schraubenfeder in die Schraubenfeder eingesteckt ist und dadurch die Schraubenfeder in der gewünschten Relativlage zentriert. Ein Verrutschen, Verkanten oder Verkippen des Federelements kann dadurch vermieden werden.
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Das innere Dichtelement kann beispielsweise als Lippendichtung, A-Ring-Dichtung, O-Ring oder ähnliches ausgestaltet sein. Insbesondere ist das innere Dichtelement mit Spielpassung in eine Dichtnut der Innenwandung eingesetzt, wobei ein Teil des innere Dichtelements aus der Dichtnut nach radial außen herausragen kann, um die Dichtfläche des Dichtansatzes zu kontaktieren. Die axiale Erstreckung des Dichtansatzes entspricht insbesondere mindestens des maximal möglichen axialen Verlagerungsweg des Drucktopfes bei einem maximal zulässigen Verschleiß der Reibungskupplung. Vorzugsweise geht die axiale Erstreckung des Dichtansatzes und der Dichtfläche über den maximal möglichen axialen Verlagerungsweg des Drucktopfes hinaus, so dass axiale Einbautoleranzen kompensiert werden können und/oder an den axialen Enden der Dichtfläche Einführungsschrägen oder -radien vorgesehen sein können.
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Insbesondere umgreift der Dichtansatz des Zentrierblechs den Drucktopf radial innen. Der Dichtansatz kann dadurch an dem Drucktopf zentriert sein. Zudem kann der Dichtansatz sich dadurch an dem radial inneren Rand des Drucktopfs abstützen, so dass auch bei einer hohen Anpresskraft des inneren Dichtelements an der Dichtfläche der Dichtansatz nicht elastisch nachgeben kann. Der Dichtansatz wird dadurch versteift, wodurch der Dichtansatz auch bei einer sehr dünnen Materialstärke eine gute Dichtwirkung zusammen mit dem inneren Dichtelement erreichen kann.
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Vorzugsweise ragt der Dichtansatz des Zentrierblechs in die Druckkammer hinein. Die axiale Erstreckung des Dichtansatz kann dadurch deutlich größer als die Materialdicke des Drucktopfes gewählt sein. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass für die Druckkammer in der Regel eine bestimmtes Minimalvolumen vorgesehen ist, beispielsweise um eine gleichmäßige hydraulische Beaufschlagung des die Druckkammer begrenzenden Teils des Drucktopfes sicherzustellen, so dass innerhalb der Druckkammer freier Bauraum für den in die Druckkammer hinein abstehenden Teil des Dichtansatzes gefunden werden kann. Der axiale Bauraumbedarf kann dadurch gering gehalten werden.
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Besonders bevorzugt weist der Dichtansatz des Zentrierblechs einen axialen Endanschlag zur Begrenzung eines Minimalvolumens der Druckkammer auf. Der Dichtansatz kann soweit in die Druckkammer hineinragen, dass sein axiales Ende an einer dem Drucktopf axial gegenüberliegenden Wandung der Druckkammer anschlagen kann. Dadurch kann sichergestellt werden, dass ein gewünschtes Minimalvolumens der Druckkammer nicht unterschritten wird. Zudem kann sichergestellt werden, dass das Federelement unter Vorspannung gehalten wird. Ein unbeabsichtigtes Abrutschen des Federelements von dem Zentrierblech kann dadurch vermieden werden. Zudem können durch das Federelement verursachte Klappergeräusche vermieden werden.
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Insbesondere ist das Zentrierblech in axialer Richtung und/oder in radialer Richtung an dem Drucktopf, insbesondere dichtend, angepresst. Ein Leckagestrom des hydraulischen Fluids zwischen dem Zentrierblech und dem Drucktopf hindurch kann dadurch zumindest reduziert oder sogar vermieden werden. Beispielsweise ist das Zentrierblech mit dem Drucktopf verschweißt oder verklebt, wodurch sich zwischen dem Zentrierblech und dem Drucktopf bereits eine ausreichende Abdichtung ergeben kann.
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Vorzugsweise ist das Zentrierblech mit dem Drucktopf, insbesondere über Nietwarzen, vernietet. Das Zentrierblech kann dadurch bei einer geringen Bauteileanzahl verliersicher mit dem Drucktopf verbunden sein. Durch die Vernietung kann das Zentrierblech flächig auf die Axialseite des Drucktopfs angepresst sein, wodurch sich bereits eine gewisse Dichtwirkung zwischen dem Zentrierblech und dem Drucktopf einstellt.
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Besonders bevorzugt ist ein an dem Drucktopf und an einer nach radial außen weisenden Mantelfläche des Dichtansatzes angreifendes Zusatzdichtelement vorgesehen. Das Zusatzdichtelement kann eine, insbesondere selbstverstärkende, ausreichende Abdichtung zwischen dem Zentrierblech und dem Drucktopf herbeiführen, so dass kein hydraulisches Fluid zwischen dem Zentrierblech und dem Drucktopf als Leckagestrom austreten kann. Hierbei wirkt das Zusatzdichtelement als statisches Dichtelement, bei dem eine Relativbewegung der abzudichtenden Bauteile nicht vorgesehen ist. Das Zusatzdichtelement kann dadurch entsprechend einfach und kostengünstig ausgestaltet sein.
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Insbesondere ist über ein mit dem Drucktopf befestigtes Halteblech ein an dem Drucktopf dichtend anliegendes äußeres Dichtelement zum Abdichten der Druckkammer vorgesehen, wobei insbesondere das Halteblech zusätzlich das Zusatzdichtelement mit dem Drucktopf befestigt. Das äußere Dichtelement kann beispielsweise als Lippendichtung, A-Ring-Dichtung, O-Ring oder ähnliches ausgestaltet sein. Das äußere Dichtelement kann in eine durch den Drucktopf einerseits und das Halteblech andererseits axial begrenzte Dichtnut eingesetzt sein. Das äußere Dichtelement kann als dynamische Dichtung an einer Dichtfläche in axialer Richtung abgleiten, die beispielsweise durch ein die Druckkammer begrenzendes Gehäuse ausgebildet ist. Das Halteblech kann mit dem Drucktopf verschweißt, verklebt oder auf sonstige Weise, insbesondere durch Vernieten, befestigt sein. Falls ein Zusatzdichtelement zum Abdichten eines Spalts zwischen dem Zentrierblech und dem Drucktopf vorgesehen ist, kann sich das Halteblech auch soweit nach radial innen erstrecken, dass das Halteblech auch das Zusatzdichtelement befestigen kann. Das Zusatzdichtelement und/oder das äußere Dichtelement kann insbesondere mit dem Halteblech vormontiert sein und zusammen mit dem Halteblech bei der Montage auf den Drucktopf aufgesteckt werden.
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Vorzugsweise steht der Dichtansatz des Zentrierblechs von der Druckkammer weg von dem Drucktopf ab. Die axiale Erstreckung des Dichtansatz kann dadurch deutlich größer als die Materialdicke des Drucktopfes gewählt sein. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass für die Positionierung des Federelements in der Regel eine bestimmte axiale Erstreckung benötigt wird. Dadurch kann insbesondere radial innerhalb des Federelements für den von der Druckkammer weg abstehenden Teil des Dichtansatzes freier Bauraum gefunden werden. Der axiale Bauraumbedarf kann dadurch gering gehalten werden. Der Dichtansatz kann Teil eines an der von der Druckkammer weg weisenden Axialseite des Drucktopfes ausgebildeten Rücksprungs sein, der radial innerhalb des Federelements ausgebildet ist, so dass die Zentrierung des Federelements an dem Zentrierblech in axialer Richtung weiterhin möglichst nah an dem Drucktopf erfolgen kann.
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Besonders bevorzugt weist die Innenwandung einen Hydraulikkanal zur hydraulischen Kommunikation zwischen der Druckkammer und einer Druckquelle auf, wobei die Innenwandung insbesondere Teil eines Gehäuses für die Druckkammer ist. Die Innenwandung wird nicht nur zur Abdichtung des Druckraums mit Hilfe des inneren Dichtelements, sondern auch zur hydraulischen Kommunikation verwendet. Die Bauteileanzahl kann dadurch gering gehalten werden. Insbesondere ist der Hydraulikkanal und eine Dichtnut für das innere Dichtelement einstückig von der Innenwandung ausgebildet. Die Innenwandung kann beispielsweise als Rohr ausgestaltet sein, so dass ein die Innwandung ausbildendes drehbares Gehäuse, insbesondere über mindestens ein Nadellager, an eine Getriebeeingangswelle, gelagert und/oder abgestützt sein kann.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Hybridmodul zum Ankuppeln einer Brennkraftmaschine und einer elektrischen Maschine an ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit einer ersten Reibungskupplung zum Kuppeln einer Brennkraftmaschine mit einem Rotor einer elektrischen Maschine, einer zweiten Reibungskupplung zum Kuppeln des Rotors der elektrischen Maschine mit einer ersten Getriebeeingangswelle und/oder einer dritten Reibungskupplung zum Kuppeln des Rotors der elektrischen Maschine mit einer zweiten Getriebeeingangswelle und mindestens einer Betätigungseinheit, die wie vorstehend beschrieben aus und weitergebildet sein kann, zum Betätigen der ersten Reibungskupplung und/oder zum Betätigen der zweiten Reibungskupplung und/oder zum Betätigen der dritten Reibungskupplung. Durch das in der Innenwandung eingesetzte innere Dichtelement und die von dem Zentrierblech ausgebildete Dichtfläche kann bei einem geringen Bauraumbedarf eine leichte Montierbarkeit der Betätigungseinheit erreicht werden, so dass ein kostengünstig herstellbares Hybridmodul für eine Reibungskupplung ermöglicht ist.
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Die erste Reibungskupplung und/oder die zweite Reibungskupplung und/oder die dritte Reibungskupplung ist insbesondere als Lamellenkupplung, vorzugsweise als nasse Lamellenkupplung, ausgestaltet. Bei der nassen Lamellenkupplung können die Reibpaarungen in der Lamellenkupplung zur Abfuhr von Reibungswärme mit einem Fluid, insbesondere Öl, geschmiert sein. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine achsparallel zu der Getriebeeingangswelle angeordnet. Der Rotor der elektrische Maschine kann mit einem drehbaren und insbesondere koaxial zur Getriebeeingangswelle angeordneten Zahnrad gekoppelt sein. Das Zahnrad kann mit einem drehbaren Gehäuse drehfest verbunden sein, wobei das Gehäuse insbesondere die Druckkammer teilweise begrenzt und/oder die Innenwandung ausbildet. Das drehbare Gehäuse kann relativ drehbar auf einer Getriebeeingangswelle gelagert und/oder abgestützt sein. Die Koppelung des Rotor der elektrische Maschine mit dem Zahnrad kann insbesondere durch eine Stirnradverzahnung hergestellt sein. Das von der Brennkraftmaschine kommende Drehmoment kann insbesondere über einen zwischengeschalteten Drehschwingungsdämpfer in die erste Reibungskupplung eingeleitet werden. Der Drehschwingungsdämpfer weist vorzugsweise ein Zweimassenschwungrad und/oder ein Fliehkraftpendel auf.
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Das Zweimassenschwungrad kann eine Primärmasse und eine über ein, insbesondere als Bogenfeder ausgestaltetes, Energiespeicherelement begrenzt verdrehbare Sekundärmasse aufweisen. In einem Zugbetrieb kann das von einem Kraftfahrzeugmotor kommende Drehmoment in die Primärmasse eingeleitet werden, während in einem Schubbetrieb das von dem Antriebsstrang kommende Drehmoment in die Sekundärmasse eingeleitet werden kann. Die Primärmasse und die über das insbesondere als Bogenfeder ausgestaltete Energiespeicherelement an die Primärmasse begrenzt verdrehbar angekoppelte Sekundärmasse können ein Masse-Feder-System ausbilden, das in einem bestimmten Frequenzbereich Drehungleichförmigkeiten in der Drehzahl und in dem Drehmoment der von einem Kraftfahrzeugmotor erzeugten Antriebsleistung dämpfen kann. Hierbei kann 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.
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Das Fliehkraftpendel kann einen, insbesondere mit der Sekundärmasse des Zweimassenschwungrads befestigten, Trägerflansch aufweisen, an dem mindestens eine Pendelmasse pendelbar geführt ist, um ein der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtetes Rückstellmoment einzuleiten. 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 ist 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.
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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 schematische Schnittansicht eines Hybridmoduls für ein Hybrid-Kraftfahrzeug,
- 2: eine schematische Detailansicht einer ersten Ausführungsform einer Betätigungseinheit für das Hybridmodul aus 1 und
- 3: eine schematische Detailansicht einer zweiten Ausführungsform einer Betätigungseinheit für das Hybridmodul aus 1.
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Das in 1 dargestellte Hybridmodul 10 kann in einem Antriebsstrang eines Hybrid-Kraftfahrzeugs verwendet werden, um eine Brennkraftmaschine und eine elektrische Maschine mit einem, insbesondere als Doppelkupplungsgetriebe ausgestalteten, Kraftfahrzeuggetriebe zu koppeln. Hierzu kann ein in der Brennkraftmaschine erzeigtes Drehmoment über eine insbesondere als Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors ausgestaltete Motorwelle 12 in das Hybridmodul 10 eingeleitet werden. Mit der Motorwelle 12 ist ein Drehschwingungsdämpfer 14 befestigt, der im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Zweimassenschwungrad 16 und ein im Drehmomentfluss sekundärseitig nachgeschaltetes Fliehkraftpendel 18 aufweist. Von dem Fliehkraftpendel 18 des Drehschwingungsdämpfers 14 aus kann das von der Brennkraftmaschine kommende Drehmoment in eine auch als „K0-Kupplung“ bezeichnete erste Reibungskupplung 20 eingeleitet werden. Die erste Reibungskupplung ist als eine mit Öl geschmierte und gekühlte nasse Lamellenkupplung ausgestaltet, die über einen mit dem Fliehkraftpendel 18 verbundenen ersten Außenlamellenträger 22 einen mit einem Gehäuse 24 verbundenen ersten Innenlamellenträger 26 zur Drehmomentübertragung reibschlüssig ankuppeln kann. Das drehbare Gehäuse 24 ist mit einem Zahnrad 28 über eine Steckverzahnung drehfest befestigt, über das ein Rotor der achsparallel angeordneten elektrischen Maschine, insbesondere über eine Stirnradverzahnung, angekoppelt werden kann. Das Zahnrad 28 kann an einem feststehenden Getriebegehäuse 30 des Kraftfahrzeuggetriebes gelagert sein.
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In dargestellten Ausführungsbeispiel bildet der erste Innenlamellenträger 26 der ersten Reibungskupplung 20 gleichzeitig einen zweiten Außenlamellenträger 32 einer ebenfalls als nasse Lamellenkupplung ausgestalteten zweiten Reibungskupplung 34 aus, die auch als „K1-Kupplung“ bezeichnet wird. Ein zweiter Innenlamellenträger 36 kann über eine Steckverzahnung drehfest mit einer ersten Getriebeeingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann zusätzlich mit dem erste Innenlamellenträger 26 und dadurch zumindest mittelbar auch mit dem Gehäuse 24 und dem Zahnrad 28 ein dritter Außenlamellenträger 38 einer ebenfalls als nasse Lamellenkupplung ausgestalteten dritten Reibungskupplung 40 befestigt sein, die auch als „K2-Kupplung“ bezeichnet wird. Ein dritter Innenlamellenträger 42 kann über eine Steckverzahnung drehfest mit einer zweiten Getriebeeingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt sein.
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Um die erste Reibungskupplung 20 zu betätigen, ist eine erste Betätigungseinheit 44 vorgesehen, die einen gegen eine Federkraft eines ersten Federelements 46 hydraulisch axial verlagerbaren ersten Drucktopf 48 aufweist. Die zweite Reibungskupplung 34 kann von einer zweiten Betätigungseinheit 50 betätigt werden, die einen gegen eine Federkraft eines zweiten Federelements 52 hydraulisch axial verlagerbaren zweiten Drucktopf 54 aufweist. Entsprechend kann die dritte Reibungskupplung 40 von einer dritten Betätigungseinheit 56 betätigt werden, die einen gegen eine Federkraft eines dritten Federelements 58 hydraulisch axial verlagerbaren dritten Drucktopf 60 aufweist.
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In 2 ist exemplarisch die zweite Betätigungseinheit 50 im Detail dargestellt, wobei es grundsätzlich möglich ist, dass die erste Betätigungseinheit 44 und/oder die dritte Betätigungseinheit 56 analog ausgestaltet ist. Der zweite Drucktopf 54 begrenzt eine Axialseite eines von dem Gehäuse 24 ausgebildete Druckkammer 62, in die über einen Hydraulikkanal 63 ein hydraulisches Fluid gepumpt werden kann, um den Druck in der Druckkammer 62 zu erhöhen und den zweiten Drucktopf 54 gegen die Federkraft des als Druckfeder ausgestalteten zweiten Federelements 52 axial zu verlagern und die zweite Reibungskupplung 34 zu schließen. An der von der Druckkammer 62 weg weisenden Axialseite des zweiten Drucktopfs 54 ist ein Zentrierblech 64 befestigt, dessen Materialdicke deutlich geringer als die die Materialdicke des zweiten Drucktopfs 54 ist. Das Zentrierblech 64 weist in axialer Richtung abstehende Zentriernäpfe 66 auf, die jeweils in ein axiales Ende des als Schraubenfeder ausgestalteten zweiten Federelements 52 eingesteckt sind und dadurch das jeweilige zweite Federelement 52 genau positionieren sowie ein Verkanten und Verkippen verhindert. Das Zentrierblech 64 weist zusätzlich einen in axialer Richtung verlaufenden rohrförmigen Dichtansatz 68 auf, der den zweiten Drucktopf 54 radial innen umgreift und in die Druckkammer 62 hineinragt. Der Dichtansatz 68 kann mit einem Endanschlag 69 an dem Gehäuse 24 der Dichtkammer 62 axial anschlagen, beispielsweise um in der geöffneten Stellung der zweiten Reibungskupplung 34 das zweite Federelement 52 unter Vorspannung zu halten und/oder ein Minimalvolumen der Druckkammer 62 sicherzustellen.
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Der Dichtansatz 68 weist radial innen eine Dichtfläche 70 auf, an der ein inneres Dichtelement 72 dichtend anliegen kann. Das innere Dichtelement 72 ist in einer in einer Innenwandung 74 vorgesehenen Dichtnut 76 in axialer Richtung im Wesentlichen unbeweglich eingelassen und kann an der Dichtfläche 70 des Zentrierblechs 64 bei einer axialen Verlagerung des zweiten Drucktopfs 54 abgleiten. Die Innenwandung 74 kann insbesondere ein einstückiger Teil des mit der Drehzahl des ersten Innenlamellenträgers 26 mitdrehenden Gehäuses 24 sein. Zur Montage kann das innere Dichtelement 72 über eine Einführungsschräge 78 der Innenwandung 74 aufgesteckt und elastisch gedehnt werden, bis das innere Dichtelement 72 in die Dichtnut 76 einschnappen kann.
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Mit Hilfe eines mit dem zweiten Drucktopf 54 befestigten Halteblechs 80 kann ein äußeres Dichtelement 82 mit dem zweiten Drucktopf 54 befestigt werden. Das äußere Dichtelement 82 kann an dem zweiten Drucktopf 54 und an dem Gehäuse 24 der Druckkammer 62 in radialer Richtung dichtend anliegen und an dem Gehäuse 24 bei einer axialen Verlagerung des zweiten Drucktopfs 54 abgleiten. Gegebenenfalls kann das Halteblech 80 zusätzlich ein Zusatzdichtelement 84 mit dem zweiten Drucktopf 54 befestigen, so dass das gegebenenfalls vorgesehene Zusatzdichtelement 84 als statische Dichtung einen Spalt zwischen dem Dichtansatz 68 des Zentrierblechs 64 und dem zweiten Drucktopf 54 abdichten kann.
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Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform der Betätigungseinheit 44, 50, 56 ist im Vergleich zu der in 2 dargestellten Ausführungsform der Betätigungseinheit 44, 50, 56 vorgesehen, dass der Dichtansatz 68 auch von der Druckkammer 62 weg von dem zweiten Drucktopf 54 absteht. Das Zentrierblech 64 kann hierzu radial innerhalb zu dem zweiten Federelement 52 einen Rücksprung 86 ausbilden. Die Dichtfläche 70 des Dichtansatzes 68 kann gleich groß sein, wobei jedoch die Erstreckung des Dichtansatzes 68 in die Druckkammer 62 hinein reduziert werden kann, wodurch axialer Bauraum eingespart werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Hybridmodul
- 12
- Motorwelle
- 14
- Drehschwingungsdämpfer
- 16
- Zweimassenschwungrad
- 18
- Fliehkraftpendel
- 20
- erste Reibungskupplung
- 22
- erster Außenlamellenträger
- 24
- Gehäuse
- 26
- erster Innenlamellenträger
- 28
- Zahnrad
- 30
- Getriebegehäuse
- 32
- zweiter Außenlamellenträger
- 34
- zweite Reibungskupplung
- 36
- zweiter Innenlamellenträger
- 38
- dritter Außenlamellenträger
- 40
- dritte Reibungskupplung
- 42
- dritter Innenlamellenträger
- 44
- erste Betätigungseinheit
- 46
- erstes Federelement
- 48
- erster Drucktopf
- 50
- zweite Betätigungseinheit
- 52
- zweites Federelement
- 54
- zweiter Drucktopf
- 56
- dritte Betätigungseinheit
- 58
- drittes Federelement
- 60
- dritter Drucktopf
- 62
- Druckkammer
- 63
- Hydraulikkanal
- 64
- Zentrierblech
- 66
- Zentriernapf
- 68
- Dichtansatz
- 70
- Dichtfläche
- 72
- inneres Dichtelement
- 74
- Innenwandung
- 76
- Dichtnut
- 78
- Einführungsschräge
- 80
- Halteblech
- 82
- äußeres Dichtelement
- 84
- Zusatzdichtelement
- 86
- Rücksprung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009059944 A1 [0002]
