DE102019130178A1 - Clutch unit, in particular for a hybrid module, for damped coupling of an internal combustion engine to a drive train of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Es ist ein Kupplungsaggregat (10) zum gedämpften Ankuppeln einer Brennkraftmaschine an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einem Drehschwingungsdämpfer (12) zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten, einem mit dem Drehschwingungsdämpfer (12) verbundenen Mitnehmerring (26) zum Ausleiten des gedämpften Drehmoments, einer an dem Mitnehmerring (26) über eine lösbare Koppeleinrichtung (28) drehmomentübertragend und axial relativ verschiebbar angekoppelte Trennkupplung (32) zur wahlweisen Übertragung des gedämpften Drehmoments an eine Welle (50) und einem eine Druckkammer (54) aufweisenden hydraulischen Aktor (48) zur Betätigung der Trennkupplung (32), wobei die Koppeleinrichtung (28) radial außerhalb zu der Druckkammer (54) zumindest teilweise in einem gemeinsamen Axialbereich mit der Druckkammer (54) angeordnet ist. Durch die radial äußere Positionierung der Koppeleinrichtung (28) kann in den radial inneren Bauraum der Aktor (48) eingesteckt werden, so dass eine bauraumsparende Anpassung eines Hybridmoduls an beengte Bauraumverhältnisse ermöglicht ist.A clutch unit (10) is provided for the damped coupling of an internal combustion engine to a drive train of a motor vehicle with a torsional vibration damper (12) for damping rotational irregularities, a driving ring (26) connected to the torsional vibration damper (12) for discharging the damped torque, one on the Driving ring (26) via a releasable coupling device (28) that transmits torque and is axially relatively displaceable coupled separating clutch (32) for the optional transmission of the damped torque to a shaft (50) and a hydraulic actuator (48) having a pressure chamber (54) for actuating the separating clutch (32), wherein the coupling device (28) is arranged radially outside of the pressure chamber (54) at least partially in a common axial area with the pressure chamber (54). As a result of the radially outer positioning of the coupling device (28), the actuator (48) can be inserted into the radially inner installation space, so that a hybrid module can be adapted to tight installation spaces in a space-saving manner.
Description
Die Erfindung betrifft ein insbesondere für ein Hybridmodul vorgesehenes Kupplungsaggregat, mit dessen Hilfe eine Brennkraftmaschine gedämpft an einen Antriebsstrang insbesondere eines Hybrid-Kraftfahrzeugs angekoppelt werden kann.The invention relates to a clutch unit provided in particular for a hybrid module, with the aid of which an internal combustion engine can be coupled in a damped manner to a drive train, in particular of a hybrid motor vehicle.
Aus
Es besteht ein Ständiges Bedürfnis ein Hybridmodul möglichst bauraumsparend an beengte Bauraumverhältnisse anzupassen.There is a constant need to adapt a hybrid module to tight installation space conditions in a manner that saves installation space as possible.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine bauraumsparende Anpassung eines Hybridmoduls an beengte Bauraumverhältnisse ermöglichen.It is the object of the invention to identify measures which enable a hybrid module to be adapted to tight installation spaces in a space-saving manner.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Kupplungsaggregat 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.The object is achieved according to the invention by a clutch unit with the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are given in the subclaims and the following description, each of which can represent an aspect of the invention individually or in combination.
Erfindungsgemäß ist ein Kupplungsaggregat, insbesondere für ein Hybridmodul, zum gedämpften Ankuppeln einer Brennkraftmaschine an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einem Drehschwingungsdämpfer zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten, einem mit dem Drehschwingungsdämpfer verbundenen Mitnehmerring zum Ausleiten des gedämpften Drehmoments, einer an dem Mitnehmerring über eine lösbare, insbesondere als Steckverzahnung ausgeführte, Koppeleinrichtung drehmomentübertragend und axial relativ verschiebbar angekoppelte Trennkupplung zur wahlweisen Übertragung des gedämpften Drehmoments an eine Welle und einem eine Druckkammer aufweisenden hydraulischen Aktor zur Betätigung der Trennkupplung, wobei die Koppeleinrichtung radial außerhalb zu der Druckkammer zumindest teilweise in einem gemeinsamen Axialbereich mit der Druckkammer angeordnet ist.According to the invention, a clutch unit, in particular for a hybrid module, for damped coupling of an internal combustion engine to a drive train of a motor vehicle is provided with a torsional vibration damper for damping rotational irregularities, a driving ring connected to the torsional vibration damper for diverting the damped torque, one on the driving ring via a detachable, in particular Coupling device designed as a spline, torque-transmitting and axially relatively displaceably coupled separating clutch for the optional transmission of the damped torque to a shaft and a hydraulic actuator having a pressure chamber for actuating the separating clutch, the coupling device radially outside of the pressure chamber at least partially in a common axial area with the pressure chamber is arranged.
Die insbesondere als Steckverzahnung zwischen dem Mitnehmerring und der Trennkupplung ausgeführte Koppeleinrichtung kann eine Trennstelle zwischen dem Drehschwingungsdämpfer einerseits und der Trennkupplung andererseits ausbilden. Dadurch können der Drehschwingungsdämpfer und die Trennkupplung als separate Baueinheiten nacheinander in einem Hybridmodul und/oder in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs verbaut werden und über eine axiale Relativbewegung bei der Montage miteinander verbunden werden. Da in der Koppeleinrichtung nur ein Drehmoment übertragen werden soll und keine axiale Abstützung vorgesehen ist, kann die Koppeleinrichtung entsprechend einfach und nur zu dem Zweck eine Drehmomentübertragung zu ermöglichen ausgestaltet sein, insbesondere als Steckverzahnung. Innerhalb der Koppeleinrichtung können die in tangentialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung aneinander drehmomentübertragend angreifenden Bauteile in Umfangsrichtung vorgespannt sein, um unnötige Klappergeräusche zu vermeiden. Zusätzlich oder alternativ kann auch im laufenden Betrieb eine axiale Relativbewegung innerhalb der Koppeleinrichtung zugelassen sein, beispielsweise um eine Übertragung von Axialschwingungen zu vermeiden beziehungsweise zumindest zu dämpfen. Vorzugsweise ist die Koppeleinrichtung auf einem größeren Radius ausgebildet als eine Befestigungsstelle des Mitnehmerrings mit dem Drehschwingungsdämpfer. Durch die mit Hilfe des Mitnehmerrings erreichte Anordnung der Koppeleinrichtung auf einem vergleichsweise großen Radius ist radial innerhalb der Koppeleinrichtung freier Bauraum geschaffen, der von der angekoppelten Welle und dem Aktor genutzt werden kann.The coupling device, designed in particular as a spline between the driver ring and the separating clutch, can form a separating point between the torsional vibration damper on the one hand and the separating clutch on the other. As a result, the torsional vibration damper and the separating clutch can be installed one after the other as separate structural units in a hybrid module and / or in a drive train of the motor vehicle and connected to one another via an axial relative movement during assembly. Since only one torque is to be transmitted in the coupling device and no axial support is provided, the coupling device can be configured correspondingly simply and only for the purpose of enabling torque transmission, in particular as a spline. Within the coupling device, the components which act on one another in a torque-transmitting manner in the tangential direction and / or in the circumferential direction can be prestressed in the circumferential direction in order to avoid unnecessary rattling noises. Additionally or alternatively, an axial relative movement within the coupling device can also be permitted during operation, for example in order to avoid or at least dampen a transmission of axial vibrations. The coupling device is preferably designed on a larger radius than a fastening point of the driver ring with the torsional vibration damper. The arrangement of the coupling device on a comparatively large radius achieved with the aid of the driver ring creates free installation space radially inside the coupling device, which can be used by the coupled shaft and the actuator.
Der Aktor kann ganz oder teilweise in den so geschaffenen Bauraum radial innerhalb zu der Trennkupplung und/oder zu dem Mitnehmerring eingesteckt werden, so dass sich ein geschachtelter Aufbau ergibt. Der axiale Bauraumbedarf kann dadurch gering gehalten werden. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass insbesondere bei einem Antriebsstrang für ein Hybrid-Kraftfahrzeug das ausgangsseitig anzukoppelnde Bauteil in der Regel eher radial innen als radial außen Bauraum benötigt. Da die Trennkupplung und die Koppeleinrichtung der Trennkupplung mit dem Mitnehmerring nicht radial innen, sondern radial außen angeordnet ist, kann die ausgangsseitige Anbindung der Welle in axialer Richtung besonders nah zu einer mit dem Drehschwingungsdämpfer verbundenen Antriebswelle des Brennkraftmaschine, insbesondere eine Kurbelwelle, vorgesehen sein und entsprechend weit in axialer Richtung in das Kupplungsaggregat hineinragen. Gleichzeitig sind die Trennkupplung und die Koppeleinrichtung sogar so weit radial außen positioniert, dass auch noch der Aktor für die Betätigung der Trennkupplung in das übrige Kupplungsaggregat hineinragen kann. Die Trennkupplung und die Koppeleinrichtung können in radialer Richtung betrachtet die Druckkammer des Aktors zumindest teilweise überdecken. Die Trennkupplung und die Koppeleinrichtung können die Welle und den Aktor von radial außen her umgreifen, wodurch ein besonders kompakter und bauraumsparender Antriebsstrang ermöglicht werden kann. Durch die radial äußere Positionierung der Koppeleinrichtung kann in den radial inneren Bauraum der Aktor eingesteckt werden, so dass eine bauraumsparende Anpassung eines Hybridmoduls an beengte Bauraumverhältnisse ermöglicht ist.The actuator can be plugged completely or partially into the installation space created in this way, radially inside to the separating clutch and / or to the driver ring, so that a nested structure results. The axial space requirement can thereby be kept low. In this case, use is made of the knowledge that, in particular in the case of a drive train for a hybrid motor vehicle, the component to be coupled on the output side generally requires installation space radially on the inside rather than on the radial outside. Since the separating clutch and the coupling device of the separating clutch with the driver ring are not arranged radially inside, but radially outside, the output-side connection of the shaft in the axial direction can be particularly close to a drive shaft of the internal combustion engine connected to the torsional vibration damper, in particular a crankshaft, and accordingly extend far in the axial direction into the clutch unit. At the same time, the separating clutch and the coupling device are positioned so far radially on the outside that the actuator for actuating the separating clutch can also protrude into the rest of the clutch assembly. The separating clutch and the coupling device, viewed in the radial direction, can at least partially cover the pressure chamber of the actuator. The separating clutch and the coupling device can encompass the shaft and the actuator from the radial outside, whereby a particularly compact and space-saving drive train can be made possible. Due to the radially outer positioning of the coupling device, the Actuator are plugged in, so that a space-saving adaptation of a hybrid module to tight spaces is possible.
Insbesondere weist der Drehschwingungsdämpfer zur Drehschwingungsdämpfung ein Zweimassenschwungrad mit einer mit einer Antriebswelle der Brennkraftmaschine verbindbaren Primärmasse und eine über ein, insbesondere als Bogenfeder ausgestaltetes, Energiespeicherelement begrenzt relativ verdrehbar an der Primärmasse angekoppelte Sekundärmasse auf, wobei die Sekundärmasse ein radial innerhalb zu dem Energiespeicherelement positioniertes Fliehkraftpendel zur Erzeugung eines einer Drehungleichförmigkeit im zu übertragenen Drehmoment entgegen gerichteten Rückstellmoments aufweist, wobei die Koppeleinrichtung zu dem Fliehkraftpendel axial versetzt, insbesondere außerhalb eines von der Primärmasse und/oder von der Sekundärmasse zumindest teilweise begrenzten abgedichteten Aufnahmeraum für das Energiespeicherelement, zumindest teilweise in einem gemeinsamen Radiusbereich mit dem Fliehkraftpendel angeordnet ist. Der Mitnehmerring ist insbesondere radial innerhalb zu dem Fliehkraftpendel mit der, vorzugsweise als scheibenförmiger Ausgangsflansch ausgestalteten Sekundärmasse verbunden, wobei der Mitnehmerring sich in seinem axialen Verlauf von der Sekundärmasse weg zu der Trennkupplung hin auf einen größeren Radius erweitert. Die Koppeleinrichtung kann dadurch in einem gemeinsamen Radiusbereich mit dem Fliehkraftpendel und/oder mit dem Energiespeicherelement angeordnet sein. Auf einem derartigen Radius ist genügend Bauraum radial innerhalb zu dem Mitnehmerring geschaffen, dass dort der Aktor zumindest teilweise, vorzugsweise zumindest zu einem Großteil, angeordnet sein kann. Insbesondere ist das Fliehkraftpendel in axialer Richtung im Wesentlichen mittig zu dem Energiespeicherelement angeordnet, so dass der axiale Bauraumbedarf für den Drehschwingungsdämpfer gering gehalten ist. Vorzugsweise bildet die Sekundärmasse einen Trägerflansch für das Fliehkraftpendel aus, an dem die mindestens eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels pendelbar geführt sein kann. Die Bauteileanzahl und der axiale Bauraumbedarf sind dadurch gering gehalten.In particular, the torsional vibration damper for torsional vibration damping has a dual-mass flywheel with a primary mass that can be connected to a drive shaft of the internal combustion engine and a secondary mass that is coupled relatively rotatably to the primary mass via an energy storage element, in particular designed as an arc spring, the secondary mass being a centrifugal pendulum positioned radially inside to the energy storage element Generation of a non-uniformity of rotation in the torque to be transmitted having a restoring torque, the coupling device being axially offset to the centrifugal pendulum, in particular outside a sealed receiving space for the energy storage element which is at least partially limited by the primary mass and / or by the secondary mass, at least partially in a common radius area with the centrifugal pendulum is arranged. The driver ring is connected in particular radially inside to the centrifugal pendulum with the secondary mass, preferably designed as a disk-shaped output flange, the driver ring expanding in its axial course away from the secondary mass towards the separating clutch to a larger radius. The coupling device can thereby be arranged in a common radius area with the centrifugal pendulum and / or with the energy storage element. On such a radius, sufficient installation space is created radially inside to the driver ring that the actuator can be arranged there at least partially, preferably at least to a large extent. In particular, the centrifugal pendulum is arranged in the axial direction essentially in the center of the energy storage element, so that the axial space requirement for the torsional vibration damper is kept low. The secondary mass preferably forms a carrier flange for the centrifugal pendulum, on which the at least one pendulum mass of the centrifugal pendulum can be guided in a pendulum fashion. The number of components and the axial space requirement are kept low.
In einem Zugbetrieb kann das von der Brennkraftmaschine kommende Drehmoment in die Primärmasse eingeleitet werden, während in einem Schubbetrieb das von dem Antriebsstrang kommende Drehmoment in die Sekundärmasse eingeleitet werden kann, wobei auch der umgekehrte Einbau möglich ist, bei dem in einem Zugbetrieb das von der Brennkraftmaschine kommende Drehmoment in die Sekundärmasse eingeleitet werden kann, während in einem Schubbetrieb das von dem Antriebsstrang kommende Drehmoment in die Primärmasse 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 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.In a pulling mode, the torque coming from the internal combustion engine can be introduced into the primary mass, while in a pushing mode the torque coming from the drive train can be introduced into the secondary mass, whereby the reverse installation is also possible, in a pulling mode that of the internal combustion engine The coming torque can be introduced into the secondary mass, while the torque coming from the drive train can be introduced into the primary mass in overrun mode. The primary mass and the secondary mass, which is coupled to the primary mass in a limitedly rotatable manner via the energy storage element, in particular designed as an arc spring, can form a mass-spring system that can dampen rotational irregularities in the speed and torque of the drive power generated by a motor vehicle engine in a certain frequency range. The mass moment of inertia of the primary mass and / or the secondary mass and the spring characteristic of the energy storage element can be selected in such a way that vibrations in the frequency range of the dominant engine orders of the motor vehicle engine can be dampened. The mass moment of inertia of the primary mass and / or the secondary mass can in particular be influenced by an attached additional mass. The primary mass can have a disk to which a cover can be connected, as a result of which a substantially annular receiving space for the energy storage element can be delimited. The primary mass can, for example, tangentially strike the energy storage element via impressions protruding into the receiving space. An output flange of the secondary mass, which can tangentially strike the opposite end of the energy storage element, can protrude into the receiving space.
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 die Primärmasse oder die Sekundärmasse, einwirkt und dort ein Gegenmoment erzeugt, dass 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. Die Pendelmasse kann kostengünstig durch ein Paket aufeinander gestapelter und miteinander verbundener Pendelbleche hergestellt sein, wobei insbesondere die vorzugsweise identisch geformten Pendelbleche durch Stanzen aus einem Metallblech hergestellt sein können. 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.Under the influence of centrifugal force, the at least one pendulum mass of the centrifugal pendulum strives to assume a position as far away as possible from the center of rotation. The "zero position" is therefore the position furthest radially from the center of rotation, which the pendulum mass can assume in the radially outer position. With a constant drive speed and constant drive torque, the pendulum mass will assume this radially outer position. In the event of speed fluctuations, the pendulum mass deflects along its pendulum path due to its inertia. The pendulum mass can thereby be shifted in the direction of the center of rotation. The centrifugal force acting on the pendulum mass is divided into a component tangential and a further component normal to the pendulum path. The tangential force component provides the restoring force that wants to bring the pendulum mass back into its "zero position", while the normal force component acts on a force introduction element that initiates the speed fluctuations, in particular the primary mass or the secondary mass, and there generates a counter-torque that counteracts the speed fluctuation and the initiated speed fluctuations dampen. In the case of particularly strong fluctuations in speed, the pendulum mass can therefore have swung out to the maximum and assume the radially most inner position. The paths provided in the carrier flange and / or in the pendulum mass have suitable curvatures for this purpose, in which a, in particular configured as a roller, coupling element can be performed. At least two rollers are preferably provided which are each guided on a track of the carrier flange and a pendulum track of the pendulum mass. In particular, more than one pendulum mass is provided. A plurality of pendulum masses are preferably guided on the carrier flange in a uniformly distributed manner in the circumferential direction. The inertial mass of the pendulum mass and / or the relative movement of the pendulum mass to the carrier flange is designed in particular to dampen a certain frequency range of rotational irregularities, in particular an engine order of the motor vehicle engine. The pendulum mass can be produced inexpensively by a package of pendulum plates stacked on top of one another and connected to one another, wherein in particular the preferably identically shaped pendulum plates can be produced by punching from a metal sheet. In particular, more than one pendulum mass and / or more than one carrier flange is provided. For example, two pendulum masses connected to one another via bolts or rivets designed in particular as spacer bolts are provided, between which the carrier flange is positioned in the axial direction of the torsional vibration damper. Alternatively, two flange parts of the carrier flange, in particular connected to one another in a substantially Y-shape, can be provided, between which the pendulum mass is positioned.
Vorzugsweise weist die Trennkupplung eine zwischen einer Gegenplatte und einer von dem Aktor relativ zu der Gegenplatte axial verlagerbaren Anpressplatte verpressbare Kupplungsscheibe auf, wobei die Kupplungsscheibe über eine Kupplungsscheibennabe mit der Koppeleinrichtung und die Gegenplatte, insbesondere einstückig, mit einem Aktorgehäuse des Aktors verbunden ist. Das von der Brennkraftmaschine kommende Drehmoment, das in dem Drehschwingungsdämpfer schwingungsgedämpft wurde, kann über die Kupplungsscheibe in die Trennkupplung eigeleitet und bei geschlossener Trennkupplung über die Gegenplatte und/oder die Anpressplatte ausgeleitet und an die Welle übertragen werden. Über die Welle kann das übertragene Drehmoment einem Kraftfahrzeuggetriebe zugeführt werden. Da der Aktor zumindest teilweise sowieso radial innerhalb zu der Trennkupplung und der Koppeleinrichtung vorgesehen ist, kann der Aktor zusätzlich für die Drehmomentübertragung von der Trennkupplung an die Welle funktionalisiert werden und diese Funktionen in einem gemeinsamen Bauteil zusammenfassen. Hierzu ist die Gegenplatte und/oder die Anpressplatte drehmomentübertragend mit dem Aktorgehäuse des Aktors verbunden, der wiederum drehfest mit der Welle verbunden ist. Das von der Trennkupplung zur Welle fließende Drehmoment kann über das Aktorgehäuse des Aktors geführt werden. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass zur Bereitstellung einer hinreichend großen Betätigungskraft in der Trennkupplung, die auch bei dem maximal vorgesehenen zu übertragenen Drehmoment ein Durchrutschen der Kupplungsscheibe reibschlüssig verhindern soll, das Aktorgehäuse bereits entsprechend steif und stabil ausgeführt sein muss, so dass das Aktorgehäuse eine ausreichende Festigkeit aufweist, um auch das gedämpfte Drehmoment übertragen zu können. Dadurch kann bei einer kleinen Bauteileanzahl eine sichere Drehmomentübertragung bei einem kleinen Bauraumbedarf erreicht werden.The separating clutch preferably has a clutch disc that can be pressed between a counter plate and a pressure plate that can be axially displaced by the actuator relative to the counter plate, the clutch disc being connected to the coupling device via a clutch disc hub and the counter plate being connected, in particular in one piece, to an actuator housing of the actuator. The torque coming from the internal combustion engine, which is vibration-damped in the torsional vibration damper, can be fed into the separating clutch via the clutch disc and, when the separating clutch is closed, discharged via the counter plate and / or the pressure plate and transmitted to the shaft. The transmitted torque can be fed to a motor vehicle transmission via the shaft. Since the actuator is at least partially anyway provided radially inside of the separating clutch and the coupling device, the actuator can also be functionalized for torque transmission from the separating clutch to the shaft and combine these functions in a common component. For this purpose, the counter-plate and / or the pressure plate is connected in a torque-transmitting manner to the actuator housing of the actuator, which in turn is connected non-rotatably to the shaft. The torque flowing from the separating clutch to the shaft can be routed via the actuator housing of the actuator. This makes use of the knowledge that in order to provide a sufficiently large actuating force in the separating clutch, which is intended to frictionally prevent the clutch disc from slipping through even with the maximum intended torque to be transmitted, the actuator housing must already be made correspondingly rigid and stable, so that the actuator housing has a has sufficient strength to be able to transmit the damped torque. As a result, with a small number of components, reliable torque transmission can be achieved with a small space requirement.
Besonders bevorzugt ist eine radial außerhalb zu der Koppeleinrichtung angeordnete Kompensationseinrichtung zur Kompensation einer fliehkraftbedingten Veränderung einer von dem Aktor aufgebrachten Betätigungskraft vorgesehen, wobei insbesondere die Kompensationseinrichtung ein an einer Gegenplatte und einer von dem Aktor relativ zu der Gegenplatte axial verlagerbaren Anpressplatte angreifendes Federelement aufweist, wobei das Federelement ausgestaltet ist unter Fliehkrafteinfluss durch ein elastisches Aufweiten die Anpressplatte von der Gegenplatte weg zu drücken. Wenn der Aktor mit der Drehzahl der Welle mitrotiert, wirkt auf das hydraulische Medium in der Druckkammer eine Fliehkraft, die das Bestreben hat immer mehr hydraulisches Medium von radial innen her in die radial äußere Druckkammer zu drücken, wodurch sich der Druck in der Druckkammer in Abhängigkeit von Drehzahl ändern kann. Durch den sich in der Druckkammer ändernden Druck könnte sich auch die an der Kupplungsscheibe angreifende Anpresskraft ändern, was ein ruckfreies Schließen und Öffnen der Trennkupplung erschweren würde. Durch die ebenfalls Fliehkräften ausgesetzte mit der Drehzahl der Gegenplatte mitrotierende Kompensationseinrichtung kann jedoch eine fliehkraftabhängige Kraft an der Gegenplatte und der Anpressplatte angreifen, die dem fliehkraftabhängigen Anteil der von der Druckkammer aufgebrachten Betätigungskraft entgegengerichtet ist und im Wesentlichen vollständig kompensieren kann. Hierzu kann die Kompensationseinrichtung beispielsweise ein Federelement in der Art einer Tellerfeder aufweisen, die an einem axialen Ende über eine abstehende Federzunge von radial innen her an der Anpressplatte oder an der Gegenplatte anschlägt, so dass an dieser Axialseite die radiale Relativlage vorgegeben ist. Wenn sich das Federelement unter Fliehkrafteinfluss aufweitet, kann dies zu einem Bestreben führen eine Schrägstellung des zwischen der Anpressplatte und der Gegenplatte verpressten Federelement zu vergrößern oder zu verringern, was mit einer Erhöhung beziehungsweise Verringerung einer in axialer Richtung weisenden Federkraft des Federelements verbunden ist, wodurch eine fliehkraftbedingte Veränderung der von dem Aktor aufgebrachten Betätigungskraft kompensiert werden kann.Particularly preferably, a compensation device arranged radially outside of the coupling device is provided to compensate for a centrifugal force-related change in an actuating force applied by the actuator, the compensation device in particular having a spring element engaging a counterplate and a pressure plate axially displaceable by the actuator relative to the counterplate, wherein the The spring element is designed to press the pressure plate away from the counterplate by means of an elastic expansion under the influence of centrifugal force. When the actuator rotates with the speed of the shaft, a centrifugal force acts on the hydraulic medium in the pressure chamber, which tends to push more and more hydraulic medium from the radial inside into the radially outer pressure chamber, whereby the pressure in the pressure chamber is dependent of speed can change. As a result of the pressure changing in the pressure chamber, the contact pressure acting on the clutch disc could also change, which would make it more difficult to close and open the separating clutch without jerking. Due to the compensation device, which is also exposed to centrifugal forces, which also rotates with the speed of the counterplate, a centrifugal force-dependent force can act on the counterplate and the pressure plate, which counteracts the centrifugal force-dependent portion of the actuating force applied by the pressure chamber and can essentially fully compensate it. For this purpose, the compensation device can have, for example, a spring element in the form of a plate spring, which strikes at one axial end via a protruding spring tongue from the radial inside on the pressure plate or on the counter-plate, so that the radial relative position is specified on this axial side. If the spring element expands under the influence of centrifugal force, this can lead to an attempt to increase or decrease an inclined position of the spring element pressed between the pressure plate and the counter-plate, which is associated with an increase or decrease in a spring force of the spring element pointing in the axial direction, whereby a Centrifugal force-related change in the actuating force applied by the actuator can be compensated.
Insbesondere ist die Kompensationseinrichtung zumindest teilweise in einem gemeinsamen Radiusbereich mit dem Energiespeicherelement, insbesondere radial außerhalb zu der Kupplungsscheibe und/oder in einem gemeinsamen Axialbereich mit der Kupplungsscheibe, angeordnet. Dadurch kann die Kompensationseinrichtung am radial äußeren Rand der Trennkupplung, insbesondere radial außerhalb zu der Kupplungsscheibe, angeordnet sein. Im Vergleich zu den auf dem Radius der Druckkammer des Aktors auftretenden Fliehkräften können auf dem für die Kompensationseinrichtung vorgesehenen großen Radius besonders große Fliehkräfte wirken, so dass die träge Masse der Kompensationseinrichtung und somit auch der Bauraumbedarf für die Kompensationseinrichtung gering gehalten werden kann.In particular, the compensation device is arranged at least partially in a common radius area with the energy storage element, in particular radially outside of the clutch disc and / or in a common axial area with the clutch disc. As a result, the compensation device can be arranged on the radially outer edge of the separating clutch, in particular radially outside of the clutch disc. Compared to the centrifugal forces occurring on the radius of the pressure chamber of the actuator, particularly large centrifugal forces can act on the large radius provided for the compensation device, so that the inertial mass of the compensation device and thus also the space required for the compensation device can be kept low.
Vorzugsweise weist der Aktor einen eine Axialseite der Druckkammer zumindest teilweise begrenzenden axial verlagerbaren Kolben auf, wobei mit dem Kolben eine mit der Trennkupplung, insbesondere mit der Anpressplatte der Trennkupplung, verbundene Druckscheibe verbunden ist, wobei die Druckscheibe die Koppeleinrichtung und zumindest einen Großteil der Trennkupplung axial überdeckt. Mit Hilfe der Druckscheibe kann die radial innen in der Druckkammer erzeugte Betätigungskraft an die radial außen vorgesehen Anpressplatte der Trennkupplung übertragen werden. Die Druckscheibe kann eine eher geringe Materialdicke in axialer Richtung aufweisen, so dass der axiale Bauraumbedarf gering gehalten ist. Gleichzeitig kann die Druckscheibe die Koppeleinrichtung und die Trennkupplung seitlich abdecken und vor getriebeseitigen Schmutzeintrag schützen. Die Koppeleinrichtung kann hierbei zu der Druckscheibe axial beabstandet vorgesehen sein, so dass eine gute Zugänglichkeit der Koppeleinrichtung bei der Montage und bei der Fertigung gegeben ist.The actuator preferably has an axially displaceable piston that at least partially delimits an axial side of the pressure chamber, with a pressure disk connected to the separating clutch, in particular to the pressure plate of the separating clutch, being connected to the piston, the pressure disk being the coupling device and at least a large part of the separating clutch axially covered. With the aid of the pressure disk, the actuating force generated radially on the inside in the pressure chamber can be transmitted to the pressure plate of the separating clutch provided radially on the outside. The thrust washer can have a rather small material thickness in the axial direction, so that the axial space requirement is kept low. At the same time, the thrust washer can laterally cover the coupling device and the separating coupling and protect against the ingress of dirt on the transmission side. The coupling device can be provided axially spaced apart from the thrust washer, so that there is good accessibility of the coupling device during assembly and manufacture.
Besonders bevorzugt ist ein den Drehschwingungsdämpfer mit einer Antriebswelle der Brennkraftmaschine verbindbares Verbindungsmittel vorgesehen, wobei der Mitnehmerring radial außerhalb zu dem Verbindungsmittel an einer über das Verbindungsmittel mit der Antriebswelle verbindbaren Primärmasse des Drehschwingungsdämpfers direkt oder indirekt relativ verdrehbar gelagert ist. Unnötige Schleppmomente können dadurch vermieden sein und/oder eine Zentrierung der Sekundärmasse an der Primärmasse vorgesehen sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann vor der Montage mit der Trennkupplung mit Hilfe des Verbindungsmittels mit der Antriebswelle befestigt, insbesondere verschraubt sein. Durch die Lagerung radial außerhalb des Verbindungsmittels ist es nicht erforderlich das Verbindungsmittel zu umgreifen und Montageöffnungen für das Verbindungsmittel in dem das Verbindungsmittel axial umgreifenden Teil vorzusehen. Der konstruktive Aufbau ist dadurch vereinfacht und der axiale Bauraumbedarf gering gehalten. Insbesondere kann mit Hilfe des Verbindungsmittels ein Rohransatz mit der Primärmasse befestigt werden, an dem die Sekundärmasse und/oder der Mitnehmerring direkt oder indirekt über ein Lager, vorzugsweise Gleitlager, gelagert ist. Insbesondere ist die Sekundärmasse und/oder der Mitnehmerring in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung durch die Lagerung abgestützt. Particularly preferably, a connecting means that can be connected to the torsional vibration damper with a drive shaft of the internal combustion engine is provided, wherein the driver ring is mounted radially outside of the connecting means on a primary mass of the torsional vibration damper, which can be connected to the drive shaft via the connecting means, so that it can be rotated directly or indirectly, directly or indirectly. Unnecessary drag torques can thereby be avoided and / or a centering of the secondary mass on the primary mass can be provided. The torsional vibration damper can be fastened, in particular screwed, to the drive shaft with the aid of the connecting means prior to assembly with the separating clutch. As a result of the mounting radially outside the connecting means, it is not necessary to encompass the connecting means and to provide assembly openings for the connecting means in the part which axially encompasses the connecting means. The structural design is simplified and the axial space requirement is kept low. In particular, the connecting means can be used to fasten a pipe attachment to the primary mass, on which the secondary mass and / or the driver ring is mounted directly or indirectly via a bearing, preferably a sliding bearing. In particular, the secondary mass and / or the driver ring is supported in the radial direction and / or in the axial direction by the bearing.
Insbesondere ist der Aktor radial und/oder axial an der Welle abgestützt ist, wobei insbesondere die Welle einen Versorgungskanal zur Beaufschlagung der Druckkammer des Aktors mit einem hydraulischen Medium, insbesondere Öl, aufweist. Durch die mechanische Abstützung an der Welle können auftretende Kräfte über die Welle abgestützt werden, insbesondere wenn das Aktorgehäuse des Aktors zur Übertragung des Drehmoments genutzt wird. Der in der Welle vorgesehenen Versorgungskanal kann beispielsweise durch eine in axialer Richtung verlaufende Sacklochbohrung und einen von der Sacklochbohrung nach radial außen abgehenden, insbesondere in eine am radial äußeren Umfang der Welle vorgesehene Ringnut mündenden, Verbindungsbohrung zusammengesetzt sein. Die Druckkammer kann dadurch von radial innen her mit dem hydraulischen Medium beaufschlagt werden, das beispielsweise an einem von dem Drehschwingungsdämpfer weg weisenden Axialende der Welle eingespeist wird, so dass eine an der Trennkupplung axial beabstandet vorbeilaufende Hydraulikleitung eingespart ist. Der axiale Bauraumbedarf kann dadurch gering gehalten werden.In particular, the actuator is supported radially and / or axially on the shaft, the shaft in particular having a supply channel for applying a hydraulic medium, in particular oil, to the pressure chamber of the actuator. Due to the mechanical support on the shaft, forces that occur can be supported via the shaft, in particular if the actuator housing of the actuator is used to transmit the torque. The supply channel provided in the shaft can be composed, for example, by a blind hole extending in the axial direction and a connecting hole extending radially outward from the blind hole, in particular opening into an annular groove provided on the radially outer circumference of the shaft. The pressure chamber can thus be acted upon from the radial inside with the hydraulic medium, which is fed in, for example, at an axial end of the shaft facing away from the torsional vibration damper, so that a hydraulic line running past the separating clutch at an axial distance is saved. The axial space requirement can thereby be kept low.
Vorzugsweise ist der Aktor ausgestaltet eine von dem Drehschwingungsdämpfer weg gerichtete Betätigungskraft bereitzustellen. Ein Kolben des Aktors kann dadurch an der von dem Drehschwingungsdämpfer weg weisenden Axialseite ausgefahren werden, so dass auch an der von dem Drehschwingungsdämpfer weg weisenden Axialseite die Betätigungskraft an die Trennkupplung geleitet werden kann. Dadurch kann der Leistungspfad für die Betätigungskraft der Trennkupplung an der Koppeleinrichtung vorbei geführt werden und eine gegenseitige Beeinträchtigung vermieden werden.The actuator is preferably designed to provide an actuating force directed away from the torsional vibration damper. A piston of the actuator can thereby be extended on the axial side facing away from the torsional vibration damper, so that the actuating force can also be passed to the separating clutch on the axial side facing away from the torsional vibration damper. As a result, the power path for the actuating force of the separating clutch can be routed past the coupling device and mutual interference can be avoided.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Welle mit einem Rotor einer elektrischen Maschine zum elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist oder den Rotor der elektrischen Maschine ausbildet. Das Kupplungsaggregat kann dadurch Teil eines Hybridmoduls sein, dass sowohl das in der Brennkraftmaschine erzeugte Drehmoment als auch das in der elektrischen Maschine erzeugte Drehmoment über die Welle an ein Kraftfahrzeuggetriebe übertragen kann. Wenn in der elektrischen Maschine im Generatorbetrieb mechanische Energie des Antriebsstrangs, insbesondere bei einem Abbremsen des Kraftfahrzeugs, in elektrische Energie umgewandelt, das heißt rekuperiert, werden soll, kann die Trennkupplung öffnen und das Schleppmoment des Drehschwingungsdämpfers und der Brennkraftmaschine abgeworfen werden.It is particularly preferably provided that the shaft is coupled to a rotor of an electrical machine for electrically driving the motor vehicle or that it forms the rotor of the electrical machine. The clutch assembly can be part of a hybrid module in that both the torque generated in the internal combustion engine and the torque generated in the electric machine can be transmitted to a motor vehicle transmission via the shaft. If mechanical energy of the drive train is to be converted into electrical energy, that is to say recuperated, in the electrical machine in generator mode, in particular when the motor vehicle is braked open the clutch and the drag torque of the torsional vibration damper and the internal combustion engine are thrown off.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:
-
1 : eine schematische Schnittansicht eines Kupplungsaggregats.
-
1 : a schematic sectional view of a clutch unit.
Das in
An der Sekundärmasse
Die Trennkupplung
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Aktor
Durch den mitrotierenden Aktor
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- KupplungsaggregatClutch unit
- 1212th
- DrehschwingungsdämpferTorsional vibration damper
- 1414th
- ZweimassenschwungradDual mass flywheel
- 1616
- PrimärmassePrimary mass
- 1818th
- EnergiespeicherelementEnergy storage element
- 2020th
- SekundärmasseSecondary mass
- 2222nd
- Deckelcover
- 2424
- AufnahmeraumRecording room
- 2626th
- MitnehmerringDrive ring
- 2828
- KoppeleinrichtungCoupling device
- 3030th
- KupplungsscheibeClutch disc
- 3232
- TrennkupplungDisconnect clutch
- 3434
- FliehkraftpendelCentrifugal pendulum
- 3636
- PendelmassePendulum mass
- 3838
- DichtmembranSealing membrane
- 4040
- GleitringSlip ring
- 4242
- Gleitlagerbearings
- 4444
- GegenplatteCounter plate
- 4646
- AnpressplattePressure plate
- 4848
- AktorActuator
- 5050
- Wellewave
- 5252
- VersorgungskanalSupply channel
- 5454
- DruckkammerPressure chamber
- 5656
- AktorgehäuseActuator housing
- 5858
- Kolbenpiston
- 6060
- DruckscheibeThrust washer
- 6262
- ZugankerTie rod
- 6464
- KompensationseinrichtungCompensation device
- 6666
- FederelementSpring element
- 6868
- FederzungeSpring tongue
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102009059944 A1 [0002]DE 102009059944 A1 [0002]
Claims (10)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102019130178.5A DE102019130178A1 (en) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | Clutch unit, in particular for a hybrid module, for damped coupling of an internal combustion engine to a drive train of a motor vehicle |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102019130178.5A DE102019130178A1 (en) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | Clutch unit, in particular for a hybrid module, for damped coupling of an internal combustion engine to a drive train of a motor vehicle |
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---|---|
DE102019130178A1 true DE102019130178A1 (en) | 2021-05-12 |
Family
ID=75584164
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021122815B3 (en) | 2021-09-03 | 2023-02-09 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | clutch assembly |
US12031590B2 (en) | 2020-08-04 | 2024-07-09 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Pressure medium-actuated separating clutch which is normally closed, comprising an actuation device which rotates therewith and axially overlaps with a damper device |
-
2019
- 2019-11-08 DE DE102019130178.5A patent/DE102019130178A1/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12031590B2 (en) | 2020-08-04 | 2024-07-09 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Pressure medium-actuated separating clutch which is normally closed, comprising an actuation device which rotates therewith and axially overlaps with a damper device |
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