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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.
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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 angeordnet ist.
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Es besteht ein Ständiges Bedürfnis ein Hybridmodul möglichst bauraumsparend an beengte Bauraumverhältnisse anzupassen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine bauraumsparende Anpassung eines Hybridmoduls an beengte Bauraumverhältnisse ermöglichen.
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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.
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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 angekoppelte Trennkupplung zur wahlweisen Übertragung des gedämpften Drehmoments an eine Welle, einem eine Druckkammer aufweisenden und mit der Welle mitdrehbaren hydraulischen Aktor zur Betätigung der Trennkupplung und einer Kompensationseinrichtung zur Kompensation einer fliehkraftbedingten Veränderung einer von dem Aktor aufgebrachten Betätigungskraft, wobei die Kompensationseinrichtung zumindest teilweise in einem gemeinsamen Radiusbereich zu einer zwischen einer Gegenplatte und einer Anpressplatte der Trennkupplung reibschlüssig verpressbaren Kupplungsscheibe angeordnet ist.
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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 die Trennkupplung geleitete 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. Eine fliehkraftbedingte Veränderung der von dem Aktor aufgebrachten Betätigungskraft kann dadurch von der Kompensationseinrichtung zumindest teilweise, vorzugsweise zu einem Großteil oder vollständig, kompensiert werden, so dass es nicht erforderlich ist ein hydraulisches Betätigungsprofil zum Betätigen der Trennkupplung in Abhängigkeit von der aktuellen Drehzahl anzupassen. Dies ermöglicht eine einfache und bauraumsparende Ausgestaltung der zum Betätigen der Trennkupplung vorgesehenen Aktorik.
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Zudem kann die Kompensationseinrichtung zu einem Großteil der Trennkupplung axial versetzt angeordnet sein, so dass radialer Bauraumbedarf eingespart werden. Ein radiales Abstehen der Kompensationseinrichtung nach radial außen von der Trennkupplung kann vermieden sein. Stattdessen ist die Kompensationseinrichtung ganz oder teilweise in einem gemeinsamen Radiusbereich mit der Trennkupplung angeordnet, wobei die Trennkupplung und eine die Trennkupplung mit dem Mitnehmerring koppelnde, insbesondere als Steckverzahnung ausgestaltete, Koppeleinrichtung ebenfalls in einem so weit radial außen befindlichen Radiusbereich angeordnet sein können, dass radial innerhalb zu der Trennkupplung Bauraum zum axialen Einstecken des Aktors vorgehalten ist. 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 sind, 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/oder die Koppeleinrichtung können in radialer Richtung betrachtet die Druckkammer des Aktors zumindest teilweise überdecken. Die Trennkupplung und/oder 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 zur Trennkupplung axial versetzte Positionierung der Kompensationseinrichtung kann in den radial inneren Bauraum der Aktor eingesteckt werden, so dass eine bauraumsparende Anpassung eines Hybridmoduls an beengte Bauraumverhältnisse ermöglicht ist.
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Die Trennkupplung kann insbesondere über eine lösbare, insbesondere als Steckverzahnung ausgeführte, Koppeleinrichtung drehmomentübertragend und axial relativ verschiebbar mit dem Mitnehmerring gekoppelt sein. Vorzugsweise ist die Koppeleinrichtung radial außerhalb zu der Druckkammer zumindest teilweise in einem gemeinsamen Axialbereich mit der Druckkammer angeordnet. 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.
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Insbesondere greift die Kompensationseinrichtung direkt oder indirekt an der Anpressplatte und an der Gegenplatte zur Bereitstellung einer einem fliehkraftbedingten Anteil der von der Druckkammer aufgebrachten Betätigungskraft entgegen gerichteten Kompensationskraft an. Die Kompensationseinrichtung ist dadurch nicht in dem Aktor integriert, sondern in der Nähe der Trennkupplung vorgesehen. Da die Kompensationseinrichtung dadurch auf einem größeren Radius als die Druckkammer positioniert sein kann, greifen an der Kompensationseinrichtung größere Fliehkräfte an. Die Kompensationseinrichtung kann dadurch kleiner und bauraumsparender dimensioniert sein, als wenn die Kompensationseinrichtung auf dem Radiusbereich der Druckkammer vorgesehen wäre. Anstatt an einem Aktorgehäuse und einem relativ zu dem Aktorgehäuse axial verschiebbaren Kolben anzugreifen, greift die Kompensationseinrichtung an der Anpressplatte und der Gegenplatte an, um den fliehkraftbedingten Anteil der von der Druckkammer aufgebrachten Betätigungskraft ganz oder teilweise zu kompensieren.
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Vorzugsweise weist die Kompensationseinrichtung ein unter Fliehkrafteinfluss elastisch aufweitbares Federelement, insbesondere in der Art einer Tellerfeder, auf, wobei das Federelement ausgestaltet ist zur Bereitstellung der Kompensationskraft unter Fliehkrafteinfluss zu verkippen. Beispielsweise kann die Kompensationseinrichtung ein Federelement in der Art einer Tellerfeder aufweisen, die unter Fliehkrafteinfluss das Bestreben hat sich aufzuweiten. Diese elastische Verformung unter Fliehkrafteinfluss kann durch ein Anschlagen des Federelements an der Anpressplatte und/oder an der Gegenplatte und/oder durch eine entsprechende Formgestaltung des Federelements in ein Kippbewegung des Federelements um einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkt gewandelt werden. Das Federelement hat dadurch das Bestreben unter Fliehkrafteinfluss seine axiale Erstreckung zu ändern, wodurch eine dem fliehkraftbedingten Anteil der von der Druckkammer aufgebrachten Betätigungskraft entgegen gerichtete Federkraft von der Kompensationseinrichtung aufgebracht werden kann, um den fliehkraftbedingten Anteil der von der Druckkammer aufgebrachten Betätigungskraft zu kompensieren.
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Besonders bevorzugt weist das Federelement eine unter Fliehkrafteinfluss nach radial außen verbiegbare mit einem Anteil in axialer Richtung abstehende Federzunge auf. Die zumindest teilweise in axialer Richtung abstehende Federzunge kann unter Fliehkrafteinfluss nach radial außen gebogen werden, wodurch sich der Schwerpunkt des insbesondere in der Art einer Tellerfeder ausgestalteten Federelements nach radial außen verlagert. Dies führt zu einem an dem Federelement angreifenden Kippmoment, das zu einem Verkippen des Federelements und damit zu einem Bestreben eine Änderung der axialen Erstreckung des Federelements herbeizuführen. Dies wiederum führt zu einer fliehkraftabhängigen Federkraft des Federelements in axialer Richtung, die den fliehkraftbedingten Anteil der von der Druckkammer aufgebrachten Betätigungskraft zumindest teilweise kompensiert.
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Insbesondere 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 insbesondere 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 und/oder die Kompensationseinrichtung 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.
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Vorzugsweise greift die Kompensationseinrichtung an einer von der Kupplungsscheibe weg weisenden Axialseite der Druckscheibe an. Die Kompensationseinrichtung kann dadurch von der Druckscheibe vor Abrieb von Reibbelägen geschützt sein. Zudem ist vermieden, dass die Kompensationseinrichtung und die zu verpressende Kupplungsscheibe der Trennkupplung und/oder die Anpressplatte der Trennkupplung sich gegenseitig stören können. Zwischen der Trennkupplung und dem Drehschwingungsdämpfer braucht für die Kompensationseinrichtung kein Bauraum für die Kompensationseinrichtung vorgehalten werden.
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Besonders bevorzugt 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.
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Insbesondere ist der Aktor radial und/oder axial an der Welle abgestützt, 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.
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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 einer die Trennkupplung mit dem Mitnehmerring koppelnde, insbesondere als Steckverzahnung ausgestaltete, 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.
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Besonders bevorzugt 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 eine die Trennkupplung mit dem Mitnehmerring koppelnde, insbesondere als Steckverzahnung ausgestaltete, 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.
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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.
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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, 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. 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.
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Insbesondere 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.
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Vorzugsweise 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, das 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.
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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.
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Das in 1 dargestellte Kupplungsaggregat 10 kann in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleitete Drehschwingungen im zu übertragenen Drehmoment mit Hilfe eines Drehschwingungsdämpfers 12 dämpfen. Hierzu weist der Drehschwingungsdämpfer 12 ein Zweimassenschwungrad 14 auf, das eine Primärmasse 16 und eine über ein als Bogenfeder ausgestaltetes Energiespeicherelement 18 angekoppelte begrenzt relativ verdrehbare Sekundärmasse 20 aufweist. Die Primärmasse 16 weist einen angeschweißten Deckel 22 auf, wodurch ein Aufnahmeraum 24 teilweise begrenzt wird, in dem das Energiespeicherelement 18 mit Schmierfett geschmiert aufgenommen ist. Mit der als Ausgangsflansch ausgestalteten Sekundärmasse 20 ist ein Mitnehmerring 26 vernietet, der über eine Koppeleinrichtung 28, die beispielsweise als Steckverzahnung ausgestaltet ist, drehmomentübertragend aber axial verschiebbar mit einer Kupplungsscheibe 30 einer als Reibungskupplung ausgestalteten Trennkupplung 32 gekoppelt ist, die Teil des Kupplungsaggregats 10 ist.
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An der Sekundärmasse 20 ist zudem ein Fliehkraftpendel 34 ausgebildet, das auch innerhalb des Aufnahmeraums 24 angeordnet ist. Das Fliehkraftpendel 30 ist hierbei in axialer Richtung mittig zu dem Energiespeicherelement 18 angeordnet und radial innerhalb zu dem Energiespeicherelement 18 in einem gemeinsamen Axialbereich positioniert, so dass in radialer Richtung betrachtet das Energiespeicherelement 18 das Fliehkraftpendel 34 zu einem Großteil, insbesondere vollständig, überdecken kann. Das Fliehkraftpendel 30 weist an beiden Axialseiten eines Trägerflansches, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch die als Ausgangsflansch ausgebildete Sekundärmasse 20 ausgebildet ist, mehrere in Umfangsrichtung hintereinander gleichmäßig verteilte Pendelmassen 36 auf, die mit Hilfe geeignet gekrümmter Bahnen in den Pendelmassen 36 und dem Trägerflansch pendelbar geführt sind. Um den Aufnahmeraum 24 abzudichten, ist mit der Sekundärmasse 20 eine in Art einer Tellerfeder ausgestaltete Dichtmembran 38 vernietet, die mit einer Federvorspannung über einen Gleitring 40 relativ verdrehbar an dem Deckel 22 der Primärmasse 16 axial abgestützt ist. Zudem ist zwischen der Sekundärmasse 20 und der Primärmasse 16 ein Gleitlager 42 ausgebildet, das insbesondere zusätzlich den Aufnahmeraum 24 abdichten kann.
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Die Trennkupplung 32 weist eine Gegenplatte 44 und eine relativ zu der Gegenplatte 44 axial verlagerbare Anpressplatte 46 auf, um im geschlossenen Zustand der Trennkupplung 32 die Kupplungsscheibe 30 reibschlüssig zu verpressen. Zur Betätigung der Trennkupplung 32 ist ein hydraulisch betätigbarer Aktor 48 vorgesehen, der im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer zu einem Kraftfahrzeuggetriebe und/oder einem Rotor einer elektrischen Maschine zum rein elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs führenden Welle 50 drehfest verbunden ist. Die Welle 50 weist einen Versorgungskanal 52 auf, über den Hydrauliköl in eine Druckkammer 54 des mitrotierenden Aktors 48 gepumpt werden kann. Die Druckkammer 54 ist durch ein Aktorgehäuse 56 und einen relativ zu dem Aktorgehäuse 56 axial verlagerbaren Kolben 58 begrenzt. Wenn der Druck in der Druckkammer 54 ansteigt, wird der Kolben 58 aus dem Aktorgehäuse 56 ausgefahren, wodurch der Kolben 58 eine Druckscheibe 60 in axialer Richtung mitnimmt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Druckscheibe 60 über einen Zuganker 62 mit der einstückig mit dem Zuganker 62 ausgebildeten Anpressplatte 46 gekoppelt, so dass der von dem Zweimassenschwungrad 14 weg ausgefahrene Kolben 58 die Trennkupplung 32 schließen kann. Die Gegenplatte 44 der Trennkupplung 32, über die das von dem Drehschwingungsdämpfer 12 gedämpfte Drehmoment ausgeleitet wird, ist mit dem Aktorgehäuse 56, insbesondere durch Schwei-ßen, fest verbunden und/oder bildet einstückig zumindest ein Teil des Aktorgehäuses 56 aus. Das von der Trennkupplung 32 kommende Drehmoment kann dadurch über das Aktorgehäuse 56 des mitrotierenden Aktors 48 an die Welle 50 übertragen werden.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Aktor 48 radial innerhalb in die Trennkupplung 32 eingesteckt und in radialer Richtung geschachtelt ausgeführt. Der hierzu erforderliche Bauraum kann dadurch geschaffen werden, dass die durch die Koppeleinrichtung 28 gebildete Trennstelle zwischen dem Drehschwingungsdämpfer 12 und der Trennkupplung 32 radial außerhalb zu dem Aktorgehäuse 56 und radial innerhalb zu der Kupplungsscheibe 30 und/oder der Anpressplatte 46 der Trennkupplung 32 in einem zumindest teilweise gemeinsamen Axialbereich ausgebildet ist und hierbei insbesondere zumindest teilweise in einem gemeinsamen Radiusbereich mit dem Fliehkraftpendel 34 positioniert ist.
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Durch den mitrotierenden Aktor 48 können auf das in die Druckkammer 54 gepumpte Hydrauliköl Fliehkräfte wirken, die das Hydrauliköl nach radial außen drücken wollen und hierbei einen zusätzliche fliehkraftbedingten Anteil an der aufgebrachten Betätigungskraft für das Schließen der Trennkupplung 32 verursachen. Dieser fliehkraftbedingten Anteil an der aufgebrachten Betätigungskraft kann durch eine an der Gegenplatte 44 und der Anpressplatte 46 angreifende Kompensationseinrichtung 64 kompensiert werden, die eine von der Druckkammer 54 aufgebrachten fliehkraftbedingten Anteil der Betätigungskraft eine ebenfalls fliehkraftbedingte Gegenkraft in vergleichbarer Höhe entgegensetzt. Die zu einem Großteil der Trennkupplung 32 axial versetzte und in einem gemeinsamen Radiusbereich mit der Gegenplatte 44, der Anpressplatte 46 und der Kupplungsscheibe 30 vorgesehene Kompensationseinrichtung 64 kann beispielsweise ein Federelement 66 aufweisen, dessen Form an eine Tellerfeder angelehnt sein kann. Das Federelement 66 kann eine mit einem Anteil in axialer Richtung und mit einem Anteil nach radial innen abstehende Federzunge 68 aufweisen. Unter Fliehkrafteinfluss kann die Federzunge 68 elastisch nach radial außen gebogen werden, wodurch sich der Schwerpunkt des Federelements 66 verlagert und ein fliehkraftabhängiges Kippmoment an dem Federelement 66 angreift. Dieses Kippmoment will das Federelement 66 um einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkt verkippen, wodurch eine fliehkraftabhängige Federkraft von dem Federelement 66 auf die Gegenplatte 44 und die Anpressplatte 46 aufgeprägt wird, die dem fliehkraftabhängigen Anteil der von der Druckkammer 54 aufgebrachten Betätigungskraft entgegengerichtet ist und zumindest teilweise kompensiert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kupplungsaggregat
- 12
- Drehschwingungsdämpfer
- 14
- Zweimassenschwungrad
- 16
- Primärmasse
- 18
- Energiespeicherelement
- 20
- Sekundärmasse
- 22
- Deckel
- 24
- Aufnahmeraum
- 26
- Mitnehmerring
- 28
- Koppeleinrichtung
- 30
- Kupplungsscheibe
- 32
- Trennkupplung
- 34
- Fliehkraftpendel
- 36
- Pendelmasse
- 38
- Dichtmembran
- 40
- Gleitring
- 42
- Gleitlager
- 44
- Gegenplatte
- 46
- Anpressplatte
- 48
- Aktor
- 50
- Welle
- 52
- Versorgungskanal
- 54
- Druckkammer
- 56
- Aktorgehäuse
- 58
- Kolben
- 60
- Druckscheibe
- 62
- Zuganker
- 64
- Kompensationseinrichtung
- 66
- Federelement
- 68
- Federzunge
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009059944 A1 [0002]
