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Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung für ein Hybridmodul umfassend eine elektrische Maschine und eine ankoppelbare Brennkraftmaschine, umfassend eine erste, eine zweite und eine dritte Teilkupplung, wobei die erste Teilkupplung zum Zuschalten der Brennkraftmaschine und die zweite und die dritte Teilkupplung zum Verteilen eines über die Brennkraftmaschine oder die elektrische Maschine eingebrachten Drehmoments zu verschiedenen Getriebestufen eines nachgeschalteten Getriebes dienen, sowie ein über die elektrische Maschine antreibbares, benachbart zu einer Wand eines Getriebegehäuses angeordnetes Zahnrad, das mit einem Rotor, der mit allen Teilkupplungen gekoppelt ist, drehfest verbunden ist und das über ein Wälzlager an einem Gehäuseboden des Getriebegehäuses gelagert ist.
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Eine solche, auch Dreifachkupplung genannte Kupplungseinrichtung kommt in bekannter Weise zur temporären Herstellung eines Momente übertragenden Kraftschlusses zwischen einer Antriebswelle einer Brennkraftmaschine oder eines Elektromotors und einer zu einem Getriebe laufenden Abtriebswelle zum Einsatz. In modernen Kraftfahrzeugen kommen zunehmend sogenannte Hybridmodule zum Einsatz, das heißt, dass zwei Antriebsaggregate vorgesehen sind, das eine in Form einer elektrischen Maschine, das andere in Form einer Brennkraftmaschine. Beide Maschinen können über die Kupplungseinrichtung selektiv oder auch kumulativ mit einem nachgeschalteten Getriebe gekoppelt werden. Hierzu weist die Kupplungseinrichtung insgesamt drei Teilkupplungen auf, wobei eine erste Teilkupplung, üblicherweise K0-Kupplung genannt, dazu dient, die Brennkraftmaschine mit dem nachgeschalteten Getriebe zu koppeln, wobei die einzelnen Getriebestufen dann selektiv über die zweite oder dritte Teilkupplung, üblicherweise K1- und K2-Kupplung genannt, geschaltet werden. Die elektrische Maschine ist mit einem Zahnrad der Kupplungseinrichtung gekoppelt, das über einen Rotor ebenfalls mit der zweiten Teilkupplung und der dritten Teilkupplung gekoppelt ist, sodass das über die elektrische Maschine eingeleitete Drehmoment ebenfalls auf die nachgeschalteten Getriebestufen verteilt werden kann. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, über die erste Teilkupplung, also die K0-Kupplung, auch die elektrische Maschine unmittelbar mit der Brennkraftmaschine zu koppeln, um diese zum Anlassen anzudrehen.
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Jede Teilkupplung umfasst jeweils ein entsprechendes Lamellenpaket mit Außen- und Innenlamellen sowie einen Außenlamellenträger und einen Innenlamellenträger, an denen die entsprechenden Außen- und Innenlamellen, die pro Teilkupplung ineinander greifen, axial verschiebbar geführt sind. Jedes Lamellenpaket ist in bekannter Weise über ein separates Druckelement, üblicherweise einen Drucktopf, separat axial zusammendrückbar, sodass durch Zusammendrücken des jeweiligen Lamellenpakets ein Kraft- bzw. Reibschluss erwirkt werden kann, der es ermöglicht, ein eingeleitetes Drehmoment von der jeweiligen Antriebsmaschine her weiterzuleiten.
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Der Aufbau und die Funktionsweise einer solchen, drei Teilkupplungen umfassenden Kupplungseinrichtung in Verbindung mit einem Hybridmodul umfassend eine elektrische Maschine und eine Brennkraftmaschine ist bekannt.
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Wie beschrieben, ist die elektrische Maschine mit einem Zahnrad der Kupplungseinrichtung gekoppelt. Die elektrische Maschine weist an ihrer Abtriebswelle ein entsprechendes Ritzel auf, dass mit dem Zahnrad kämt. Das Zahnrad selbst ist mit einem Rotor drehfest verbunden, der wiederum mit entsprechenden Teilen der drei Kupplungseinrichtungen, üblicherweise einem ihrer Lamellenträger, drehfest verbunden ist, sodass das von der elektrischen Maschine gelieferte Drehmoment über das Zahnrad und den Rotor auf die einzelnen Teilkupplungen gegeben wird, die dementsprechend mit dem jeweils gekoppelten Lamellenträger und den daran angeordneten Lamellen rotieren, während der jeweils andere Teil der jeweiligen Teilkupplung in Ruhe ist. Erst wenn die jeweilige Teilkupplung über das Druckelement, also den Drucktopf, betätigt und das Lamellenpaket axial zusammengedrückt wird, wird über die jeweilige Teilkupplung das Drehmoment weitergeleitet.
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Das Zahnrad ist über ein entsprechend ausgelegtes Wälzlager an einem Gehäuseboden des Getriebegehäuses radial und axial gelagert, wozu der Gehäuseboden üblicherweise einen entsprechenden Axialflansch mit einem radial äußeren Lagersitz aufweist, an dem der Innenring des Wälzlagers aufgelagert ist. Um die Anordnung möglichst kompakt auszuführen, erstreckt sich das Zahnrad, radial gesehen, benachbart und möglichst eng zu einer Wand des Getriebegehäuses. Aus Streitigkeitsgründen ist das Getriebegehäuse in diesem Bereich zweiteilig ausgeführt, das heißt, dass die Lagerwand in diesem Bereich einen unteren, quasi einen Teil des Gehäusebodens bildenden Abschnitt aufweist, an dem das Wälzlager fixiert ist, sowie einen sich radial weiter nach außen erstreckenden Abschnitt aufweist, der das Getriebegehäuse fortsetzt. Beide Gehäuseteile sind über Schraubverbindungen fest miteinander verbunden. Dies führt zwar zu einer stabilen, steifen Gehäuseausgestaltung, ist jedoch aufwendig in der Konstruktion.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Kupplungseinrichtung anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Kupplungseinrichtung der eingangsgenannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Gehäusewand und der Gehäuseboden ein einstückiges Getriebegehäuseteil sind.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, das bisher zweiteilige Gehäusekonstrukt im Bereich der Lagerung des Zahnrads respektive der Zahnradstufe einteilig auszuführen, das heißt, eine direkte Lagerabstützung des Zahnradlagers am Getriebegehäuseboden, der einteilig in die sich radial erstreckende Getriebegehäusewand übergeht, vorzusehen. Diese Ausgestaltung ist konstruktiv gesehen wesentlich einfacher, auch aus Herstellungs- und Montagesicht, da nur ein einstückiges Gehäusebauteil hergestellt und verbaut werden muss. Es sind also keine zwei separaten Gehäusebauteile, die diesen Gehäusebereich definieren, und die mit entsprechenden Befestigungsmitteln wie Bohrungen oder Innengewindebohrungen etc. zu versehen sind und über entsprechende Befestigungsmittel aneinander zu verschrauben sind, herzustellen und zu montieren. Auch resultiert aus der einstückigen Ausgestaltung eine axiale Kompaktierungsmöglichkeit, da keine der Befestigung zweier Bauteile aneinander dienenden axialen Überlappungsbereiche gegeben sind. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, den Abschnitt des Getriebegehäuses, der den Gehäuseboden bildet, hinreichend stabil auszuführen, sodass das Wälzlager ausreichend stabil abgestützt ist.
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Zweckmäßigerweise ist am Getriebegehäuseteil ein sich axial erstreckender Ringflansch mit einem radial außenliegenden Lagersitz, an dem das Wälzlager aufgenommen ist, vorgesehen. Auf diesem radialen Lagersitz sitzt der Innenring des Wälzlagers auf, wobei die entsprechenden Durchmesser so gewählt werden können, dass sich ein entsprechender Presssitz ergibt, der eine sichere Lagerfixierung ermöglicht. Dabei ist zweckmäßigerweise die Gehäusewand gleichzeitig als Anschlag für den Innenring des Wälzlagers vorgesehen, das heißt, dass dieser soweit axial aufgeschoben wird, bis er gegen die Gehäusewand läuft, worüber das Wälzlager seine axiale Endposition erreicht hat. Zur Sicherung an der anderen Lagerseite ist zweckmäßigerweise ein Sicherungsschraubring vorgesehen, der das Wälzlager respektive den Innenring an dieser Seite axial fixiert.
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Nasskupplungen, und um eine solche handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung, werden üblicherweise mit einer vollhydraulischen Kupplungsbetätigung ausgeführt. Zur Kupplungsbetätigung, also zum Schalten der einzelnen Teilkupplungen, dient ein Betätigungsfluid, also ein Öl, das gezielt in die jeweiligen Schaltbereiche der Teilkupplungen mit entsprechendem Druck gefördert wird, wobei zum Schalten der Teilkupplung das jeweilige Druckelement, also der Drucktopf, über den Öldruck axial bewegt wird. Neben der Zuführung eines Betätigungsfluids wird üblicherweise auch ein der Kühlung der Kupplungseinrichtung als solcher dienendes Fluid, üblicherweise wiederum ein Öl, zugeführt, über welches Kühlfluid die beim Betrieb entstehende Wärme abgeführt wird. Zur Zuführung des jeweiligen Fluids dienen Drehdurchführungen. Um diese zu realisieren, sind in Weiterbildung der Erfindung zweckmäßigerweise am Außenumfang des Rotors mehrere Umfangsnuten ausgebildet, von denen Kanäle in den Bereich der Teilkupplungen führen, und die über jeweilige Dichtelemente zum den Rotor übergreifenden Gehäuseboden hin abgedichtet sind, wobei am Gehäuseboden entsprechende Kanalabschnitte vorgesehen sind, von denen je wenigstens einer in einer Umfangsnut mündet. Eine Drehdurchführung wird also über eine rotorseitige, radial außenliegende Umfangsnut gebildet, wobei die Umfangsnut vom Gehäuseboden umgriffen ist. Entsprechende Dichtelemente, also geeignete Dichtringe, dichten die Umfangsnut zum Gehäuseboden hin ab. Der Rotor ist zum positionsfesten Gehäuseboden hin natürlich drehbar, das heißt, dass die Dichtelemente ebenfalls rotieren, gleichwohl aber abdichten. Von der jeweiligen Umfangsnut läuft rotorseitig wenigstens ein Kanal in den Bereich der Teilkupplungen, wo das jeweilige Fluid entweder der jeweiligen Teilkupplung zum Schalten zuzuführen ist, oder zur Kühlung der Kupplungseinrichtung insgesamt. Im Gehäuseboden sind entsprechende Kanalabschnitte vorgesehen, wobei jeweils wenigstens ein Kanalabschnitt in einer Umfangsnut mündet. Über diese Kanalabschnitte kann von außerhalb des Gehäusebodens zugeführtes Fluid in die Umfangsnut geführt und von dort weitergeleitet werden. Erfindungsgemäß sind nun bevorzugt mehrere Umfangsnuten in diesem Bereich zwischen Rotor und Gehäuseboden vorgesehen, das heißt, dass die Drehdurchführungen in möglichst kompakter Anordnung zueinander liegen und auch auf gleichem Radius liegen.
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Da bei der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung drei separate Teilkupplungen vorgesehen sind, denen jeweils individuell das entsprechende Betätigungsfluid zuzuführen ist, und da auch allgemein ein Kühlfluid zuzuführen ist, sieht eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass axial hintereinander vier Umfangsnuten am Außenumfang des Rotors ausgebildet sind, nämlich je eine zum Zuführen eines Betätigungsfluids zu jeweils einer Teilkupplung sowie eine zum Zuführen eines Kühlfluids zu den Teilkupplungen. Das heißt, dass alle vier erforderlichen Umfangsnuten in axialer Reihung hintereinander am Rotoraußenumfang ausgebildet sind und über entsprechende Dichtelemente zum radial umgreifenden Gehäuseboden hin abgedichtet sind. Im Gehäuseboden sind demzufolge wenigstens vier separate Kanalabschnitte ausgebildet, von denen jeweils mindestens einer in einer Umfangsnut mündet, sodass jeder Umfangsnut selektiv das jeweilige Fluid zugeführt werden kann. Erfindungsgemäß sind demzufolge sämtliche vier erforderlichen Drehdurchführungen in sehr kompakter Bauweise im Bereich zwischen Rotor und Gehäuseboden auf gleichem Radius respektive Umfang in sehr platzsparender, axialer Anordnung realisiert, was zu einer weiteren Kompaktierung führt, wie auch zu einer vereinfachte Konstruktion, da die vier Umfangsnuten am Rotoraußenumfang auf einfache Weise ausgebildet werden können, ebenso die entsprechenden rotorseitigen Kanäle wie auch die entsprechenden Kanalabschnitte im Gehäuseboden in Form einfacher Stichkanäle.
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Die Anordnung der Umfangsnuten sollte so sein, dass vermieden wird, dass ein in eine Umfangsnut mit Druck eingebrachtes Fluid leckagebedingt in eine andere Umfangsnut strömen kann. Da die Dichtelemente respektive Dichtringe konzeptbedingt eine gewisse Leckage zulassen, kann eine solche Überleitung möglicherweise gegeben sein, was zu Verlusten im Gesamtwirkungsgrad führen kann. Um dies zu vermeiden, kann entweder der Abstand der Umfangsnuten entsprechend bemessen werden.
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Um diesen jedoch so klein wie möglich zu halten, mithin also die axiale Kompaktierung möglichst beizubehalten, ist es zweckmäßig, wenn die Umfangsnut, die der Zuführung des Kühlfluids dient, zwischen zwei Umfangsnuten, die jeweils zum Zuführen eines Betätigungsfluids zu einer Teilkupplung dienen, vorgesehen ist. Das Kühlfluid wird mit deutlich weniger Druck zugeführt als das Betätigungsfluid. Das heißt, dass es hierbei kaum zu einem nennenswerten Fluidübertritt in eine der benachbarten, ein Betätigungsfluid zuführenden Umfangsnuten kommt. Im anderen Fall, wenn über eine solche Umfangsnut ein Betätigungsfluid zugeführt wird, ist ein geringer Leckageübertritt in die das Kühlfluid zuführende Umfangsnut unschädlich, da dieses ja lediglich der Kühlung, nicht aber dem Aufbau eines definierten Schaltdrucks dient. Das heißt, dass durch Zwischenschaltung der das Kühlfluid führenden Umfangsnut zwischen zwei ein Betätigungsfluid führende Umfangsnuten eine etwaige Leckageproblematik in diesem Bereich beseitigt wird.
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In Weiterbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass zwischen zwei benachbart zueinander angeordneten Umfangsnuten, die zum Zuführen eines Betätigungsfluids dienen, eine Sammelnut vorgesehen ist, die über eine oder mehrere Entlastungsbohrungen mit einem der Zufuhr von Kühlfluid in den Bereich der Teilkupplungen dienenden Kanal gekoppelt ist. Auch über eine solche, zwischen zwei Umfangsnuten geschaltete Sammelnut kann eine Leckageproblematik beseitigt werden. Kommt es beim Eindringen eines Betätigungsfluids in eine Umfangsnut zu einer leichten Leckage, so sammelt sich das Leckagefluid in der Sammelnut, von wo aus es über die Entlastungsbohrungen dem Kühlfluid zugeführt wird. Damit ist auch hier eine etwaige Leckage unproblematisch, wobei die Sammelnut entsprechend schmal ausgeführt werden kann, sodass sich keine nennenswerte axiale Verlängerung der Nutanordnung ergibt.
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Das heißt, dass demzufolge erfindungsgemäß bevorzugt stets zwei ein Betätigungsfluid führende Umfangsnuten über eine Zwischennut getrennt sind, wobei die Zwischennut entweder eine Sammelnut oder eine weitere, der Führung des Kühlfluids dienende Umfangsnut ist. Es ergibt sich also beispielsweise folgende Umfangsnutreihung: Umfangsnut für Betätigungsfluid-Sammelnut-Umfangsnut für Betätigungsfluid-Umfangsnut für Kühlfluid-Umfangsnut für Betätigungsfluid.
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Eine konkrete Erfindungsausgestaltung sieht dabei vor, dass, gesehen von der Seite der Teilkupplungen, zunächst die der zweiten Teilkupplung zugeordnete Umfangsnut, dann gegebenenfalls die Sammelnut, dann die der ersten Teilkupplung zugeordnete Umfangsnut, dann die Kühlfluid führende Umfangsnut und dann die der dritten Teilkupplung zugeordnete Umfangsnut vorgesehen ist. Die Reihung kann alternativ dazu auch umgekehrt oder anderweitig gewählt sein.
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Um auch innerhalb der Teilkupplungsanordnung eine möglichst kompakte Bauform zu realisieren, sieht eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung vor, dass die zweite und die dritte Teilkupplung radial ineinander geschachtelt sind und einen gemeinsamen Lamellenträger aufweisen, an dem radial außen die Innenlamellen der zweiten Teilkupplung und radial innen die Außenlamellen der dritten Teilkupplung axial geführt sind. Das heißt, dass zur Bildung des Innenlamellenträgers der zweiten Teilkupplung und des Außenlamellenträgers der dritten Teilkupplung ein einziges Lamellenträgerbauteil verwendet wird, das entsprechende äußere und innere Verzahnungsabschnitte aufweist, in denen die entsprechenden Lamellen drehfest, jedoch axial bewegbar geführt sind. Dies führt zu einer weiteren Kompaktierung, da, anders als zumeist üblich, keine zwei separaten Lamellenträgerbauteile zu verbauen sind.
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Eine weitere Kompaktierung kann dann erreicht werden, wenn alle drei Teilkupplungen radial ineinander geschachtelt sind, das heißt, dass auch die erste Teilkupplung, dann als radial am weitesten außenliegende Teilkupplung, in radial geschachtelter Anordnung zur folgenden zweiten Teilkupplung und dieser folgend die dritte Teilkupplung angeordnet ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
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Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung 1 für ein Hybridmodul umfassend eine ankoppelbare elektrische Maschine und eine ankoppelbare Brennkraftmaschine. Die Kupplungseinrichtung 1 umfasst drei separate Teilkupplungen, nämlich eine erste Teilkupplung 2, üblicherweise KO-Kupplung genannt, eine zweite Teilkupplung 3, üblicherweise K1-Kupplung genannt sowie eine dritte Teilkupplung 4, üblicherweise K2-Kupplung genannt. Jede der Teilkupplungen 2, 3, 4 weist in an sich bekannter Weise ein Lamellenpaket 5, 6, 7 auf, jeweils umfassend an einem Außenlamellenträger 8, 9, 10 angeordnete Außenlamellen 11, 12, 13, sowie zwischen diese greifende, an entsprechenden Innenlamellenträgern 14, 15, 16 angeordnete Innenlamellen 17, 18, 19, wobei die jeweiligen Lamellenpaarungen als Reiblamellen einerseits und Stahllamellen andererseits ausgeführt sind. Am jeweiligen Außen- und Innenlamellenträger 8, 9, 10 respektive 14, 15, 16 sind die jeweiligen Lamellen jeweils axial bewegbar geführt und mittels eines Druckelements 20, 21, 22, das jeweils axial bewegbar ist, gegen ein Widerlager 23, 24, 25 axial bewegbar, um das jeweilige Lamellenpaket in Reibschluss zu bringen. Bei der Ausgestaltung wie in der Figur gezeigt, sind der Außenlamellenträger 10 der Teilkupplung 4 und der Innenlamellenträger 15 der Teilkupplung 2 an einem gemeinsamen Bauteil ausgebildet.
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Die erste Teilkupplung 2 dient zum Zuschalten der Brennkraftmaschine, die hier nicht näher gezeigt ist, jedoch mit ihrer Antriebswelle an einem Achsstummel 26 angekoppelt wird, welche Achsstummel 26 mit dem Außenlamellenträger 8 der ersten Teilkupplung 2 gekoppelt ist. Der Innenlamellenträger 14 der ersten Teilkupplung 2 ist mit einem Rotor 27 drehfest verbunden. Wird demzufolge über das Druckelement 20 das Lamellenpaket 5 und damit die erste Teilkupplung 2 geschlossen, wird das brennkraftmaschinenseitig eingeleitete Drehmoment über die Teilkupplung 2 an den Rotor 27 gegeben.
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Wie die Figur zeigt, greift der Innenlamellenträger 14 mit dem zum Rotor 27 laufenden Abschnitt, der entsprechende Finger aufweist, durch entsprechende Ausnehmungen im gemeinsamen, den Außenlamellenträger 10 und den Innenlamellenträger 15 definierenden Lamellenträger der zweiten und dritten Teilkupplung 3,4, sodass zwangsläufig eine Rotation des Innenlamellenträgers 14 der ersten Teilkupplung 2 zu einer Rotation auch dieses gemeinsamen Lamellenträgers und damit einer teilweisen Rotation der zweiten und dritten Teilkupplungen 3, 4 führt. Ist nun die Brennkraftmaschine über die erste Teilkupplung 2 grundsätzlich angekoppelt, so kann durch entsprechende Betätigung der zweiten Teilkupplung 3 oder der dritten Teilkupplung 4 über das entsprechende Betätigungselement 21 oder 22 das über den Rotor 27 weitergeleitete Brennkraftmaschinen-Drehmoment über die jeweilige Teilkupplung 3, 4 und den Reibschluss des jeweiligen Lamellenpakets 6, 7 weitergeleitet werden. Innerhalb der zweiten Teilkupplung 3 wird das Drehmoment auf den Außenlamellenträger 9 geschaltet, der über eine verzahnte Nabe 28 mit einer nicht näher gezeigten ersten, zum nicht gezeigten Getriebe laufenden Antriebswelle verbunden ist, welche Antriebswelle mit der ersten Getriebestufe des Getriebes gekoppelt ist. Innerhalb der dritten Teilkupplung 4 wird das über den Rotor 27 eingeleitete Brennkraftmaschinen-Drehmoment auf den Innenlamellenträger 16 geleitet, der über eine verzahnte Nabe 29 mit einer zweiten, nicht näher gezeigten Ausgangswelle verbunden ist, die mit einer zweiten Getriebestufe des nicht gezeigten Getriebes gekoppelt ist. So kann durch jeweiliges Schalten entweder der zweiten Teilkupplung 3 oder der dritten Teilkupplung 4 das brennkraftmaschinenseitig eingeleitete Drehmoment wahlweise auf die erste oder zweite Getriebeeingangswelle geschaltet werden. Das heißt, dass hierfür demzufolge immer die Teilkupplung 2 zu betätigen ist, und eine der Teilkupplungen 3 oder 4.
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Gezeigt ist des Weiteren ein Zahnrad 30, mit dem die hier nicht näher gezeigte Elektromaschine mit einem an deren Antriebswelle angeordneten Ritzel gekoppelt ist respektive kämt. Das Zahnrad 30 ist über ein Wälzlager 31 an einem Getriebegehäusebauteil 32 gelagert und abgestützt. Das Getriebegehäusebauteil 32 ist einteilig ausgeführt und weist einen ersten Teilabschnitt 33 auf, der den Gehäuseboden 34 oder einen Teil des Gehäusebodens bildet. Das Getriebegehäuseteil 32 weist des Weiteren einen zweiten Teilabschnitt 35 auf, der eine sich radial erstreckende Gehäusewand 36 bildet, benachbart zu welcher sich das Zahnrad 30 radial erstreckt.
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Wie die Figur zeigt, weist das Getriebegehäuseteil 32 einen sich axial erstreckenden Ringflansch 37 auf, an dem ein radial außenliegender Lagersitz 38 ausgebildet ist, auf dem der hier geteilte Innenring 39 des Wälzlagers 31 aufsitzt. Der Innenring 39 ist axial an der Gehäusewand 36 abgestützt, die hierzu einen entsprechenden Anschlag 40 aufweist, sodass eine axiale Sicherung an diese Seite gegeben ist. An der gegenüberliegenden Seite erfolgt die axiale Sicherung mittels eines Sicherungsschraubrings 41.
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Das Zahnrad 30 selbst ist mit dem Rotor 27 beispielsweise über eine formschlüssige Verbindung an der Umfangsfläche oder Stirnfläche des Zahnrads, z.B. über einen Verzahnungsabschnitt 42 verdrehfest verbunden, sodass ein von der Elektromaschine geliefertes und über das Zahnrad 30 eingeleitetes Drehmoment auf den Rotor 27 gegeben wird. Dieser rotiert also bei Betrieb der Elektromaschine.
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Soll nun dieses Elektromaschinen-Drehmoment an das Getriebe gegeben werden, so wird entweder die zweite Teilkupplung 3 oder die dritte Teilkupplung 4 betätigt, sodass das Drehmoment auf die gewünschte Getriebestufe weitergeleitet wird, wie vorstehend bereits zum Brennkraftmaschinen-Drehmoment beschrieben, das wie beschrieben ebenfalls über den Rotor 27 und die Teilkupplungen 3, 4 verteilt wird. Anders als bei der Brennkraftmaschine ist zum Weiterleiten des Elektromaschinen-Drehmoments die Teilkupplung 2 jedoch nicht zu betätigen.
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Soll jedoch die Brennkraftmaschine angedreht werden, beispielsweise im Anlassfall, so kann ohne Betätigung der Teilkupplungen 3, 4 nur die erste Teilkupplung 2 geschlossen werden, sodass ein von der Elektromaschine geliefertes Drehmoment über das Zahnrad 30, den Rotor 27 sowie die erste Teilkupplung 2 und den Achsstummel 26 auf die angekoppelte Brennkraftmaschine zum Andrehen desselben gegeben wird.
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Wie beschrieben handelt es sich bei dem Getriebegehäuseteil 32 um ein einteiliges Gehäuseteil, an dem sowohl ein Abschnitt 33 des Gehäusebodens 34 sowie ein Teilabschnitt 35 einer Getriebegehäusewand 36 ausgebildet ist. Es handelt sich also um ein einfach konzipiertes, einteiliges Bauteil, das hinreichend steif ausgeführt werden kann.
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Um die einzelnen Teilkupplungen 2, 3, 4 separat zu schalten, dient jeweils ein unter Druck der jeweiligen Teilkupplung zugeführtes Betätigungsfluid, das in eine entsprechende Ringkammer eingebracht wird und in dieser einen entsprechenden Schaltdruck aufbaut, der dazu führt, dass das jeweilige Druckelement 20, 21 oder 22, also der entsprechende Drucktopf, axial verschoben wird und gegen das jeweilige Lamellenpaket 5, 6 oder 7 drückt, um dieses in Reibschluss zu bringen. Dieses jeweilige Betätigungsfluid wird von außerhalb zugeführt, und zwar über das Getriebegehäuseteil 32 respektive über den Teilabschnitt 33, der den Getriebegehäuseboden 34 bildet. Zusätzlich wird hierüber auch ein Kühlfluid zugeführt, dass allgemein in den Bereich der Teilkupplungen 2, 3, 4 gefördert wird, um insbesondere im Bereich der jeweiligen Lamellen eine Kühlung vorzunehmen und dort anfallende Wärme abzuführen.
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Um das Betätigungs- und das Kühlfluid den jeweiligen Kupplungsbereichen zuzuführen, sind insgesamt vier Drehdurchführungen 43, 44, 45, 46 vorgesehen, die jeweils in Form von Umfangsnuten 47, 48, 49, 50 am Außenumfang des Rotors 27 ausgebildet sind. Der Bereich dieser Umfangsnuten 47, 48, 49, 50 ist von dem Getriebegehäusebauteil 32 umgriffen, das heißt, dass dessen zylindrische Innenmantelfläche 51 radial benachbart zu den Umfangsnuten 47, 48, 49, 50 verläuft. Über entsprechende Dichtelemente 52, die in entsprechenden Radialnuten am Außenumfang des Rotors 27 aufgenommen sind, erfolgt die Abdichtung der rotorseitigen Umfangsnuten 47, 48, 49, 50 zu dem Getriebegehäuseteil 32. Von den Umfangsnuten 47, 48, 49, 50 laufen entsprechende Kanäle durch den Rotor 27 in den entsprechenden Bereich, wo das jeweilige Betätigungs- oder Kühlfluid abgegeben werden soll. Exemplarisch ist hier nur ein solcher Kanal 53 gezeigt, der sich axial erstreckt, und über den im gezeigten Beispiel das Kühlfluid eingebracht wird.
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Um das entsprechende Betätigungs- oder Kühlfluid in den Bereich der Umfangsnuten 47, 48, 49, 50 zu führen, sind am Getriebegehäuseteil 32 respektive im Bereich des Gehäusebodens Kanalabschnitte 54, 55, 56 ,57 vorgesehen, die hier nur gestrichelt gezeigt sind, wobei jeweils einer der Kanalabschnitte 54, 55, 56, 57 in einer der Umfangsnuten 47, 48, 49, 50 mündet. Auf diese Weise kann dezidiert ein Betätigungs- oder Kühlfluid in die jeweilige zugeordnete Umfangsnut geleitet werden und entweder gezielt die jeweilige Teilkupplung 2, 3, 4 geschaltet werden oder allgemein das Kühlfluid zugeführt werden. Die Anordnung ist bei der in der Figur exemplarisch gezeigten Kupplungseinrichtung 1 beispielsweise der Art, dass die Umfangsnut 47 und der Kanalabschnitt 54 das Betätigungsfluid für die zweite Teilkupplung 2 weiterleiten, während die Umfangsnut 48 und der Kanalabschnitt 55 das Betätigungsfluid für die erste Teilkupplung 2 weiterleiten. Die Umfangsnut 49 und der zugeordnete Kanalabschnitt 56 leiten das Kühlfluid, während die Umfangsnut 50 und der Kanalabschnitt 57 das Betätigungsfluid für die dritte Teilkupplung 4 weiterleiten. Natürlich sind die einzelnen Umfangsnuten 47, 48, 49, 50 über entsprechende radiale Bohrungen mit den entsprechenden rotorseitigen Kanälen verbunden, wobei exemplarisch eine solche Bohrung 58 gezeigt ist, die die Umfangsnut 49 mit dem Kanal 53 verbindet.
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Vorgesehen ist des Weiteren zwischen den Umfangsnuten 47 und 48 eine Entlastungsnut 59, von der aus eine oder mehrere Entlastungsbohrungen 60 hier in den Bereich des Kanals 53 führen. Über diese Sammelnut wird entsprechendes, aus einer der benachbarten Umfangsnuten 47 oder 48 leckendes Betätigungsfluid aufgesammelt und in den Kühlfluidbereich geführt, sodass hierüber sichergestellt ist, dass ein etwaiges Leckagefluid nicht in eine benachbarte, dem Schalten einer Teilkupplung dienende Umfangsnut gelangt, was zu einer Veränderung des Gesamtwirkungsgrades führen könnte. Zwar ist natürlich über die entsprechenden Dichtelemente 52 eine hinreichend gute Abdichtung der einzelnen Umfangsnuten zueinander gewährleistet, gleichwohl ergibt sich in diesem Bereich konzeptbedingt eine geringe Leckage, die jedoch durch Zwischenschalten einer solchen Sammelnut 59 unkritisch ist.
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Dadurch, dass zwischen den Umfangsnuten 48 und 50 die Umfangsnut 49, die dem Zuführen des Kühlfluids dient, dass unter geringen Druck zugeführt wird, verglichen mit dem Druck des Betätigungsfluids, angeordnet ist, ergibt sich in diesem Bereich ohnehin eine Entkopplung der beiden, das Betätigungsfluid führenden Umfangsnuten 48 und 50.
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Ersichtlich sind bei der Ausgestaltung alle vier Umfangsnuten in axial kompakter Anordnung auf gleichem Radius an dem Rotor 27 ausgebildet und zur zylindrischen Innenmantelfläche 51 des Getriebegehäuseteils 32 hin abgedichtet. Es ergibt sich eine einfache, jedoch kompakte Anordnung, die einfach auszubilden ist, was gleichermaßen auch für die Ausbildung der entsprechenden Kanäle respektive Kanalabschnitte gilt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungseinrichtung
- 2
- erste Teilkupplung
- 3
- zweite Teilkupplung
- 4
- dritte Teilkupplung
- 5
- Lamellenpaket
- 6
- Lamellenpaket
- 7
- Lamellenpaket
- 8
- Außenlamellenträger
- 9
- Außenlamellenträger
- 10
- Außenlamellenträger
- 11
- Außenlamelle
- 12
- Außenlamelle
- 13
- Außenlamelle
- 14
- Innenlamellenträger
- 15
- Innenlamellenträger
- 16
- Innenlamellenträger
- 17
- Innenlamelle
- 18
- Innenlamelle
- 19
- Innenlamelle
- 20
- Druckelement
- 21
- Druckelement
- 22
- Druckelement
- 23
- Widerlager
- 24
- Widerlager
- 25
- Widerlager
- 26
- Achsstummel
- 27
- Rotor
- 28
- Nabe
- 29
- Nabe
- 30
- Zahnrad
- 31
- Wälzlager
- 32
- Getriebegehäusebauteil
- 33
- erster Teilabschnitt
- 34
- Gehäuseboden
- 35
- zweiter Teilabschnitt
- 36
- Gehäusewand
- 37
- Ringflansch
- 38
- Lagersitz
- 39
- Innenring
- 40
- Anschlag
- 41
- Sicherungsschraubring
- 42
- Verzahnungsabschnitt
- 43
- erste Drehdurchführung
- 44
- zweite Drehdurchführung
- 45
- dritte Drehdurchführung
- 46
- vierte Drehdurchführung
- 47
- Umfangsnuten
- 48
- Umfangsnuten
- 49
- Umfangsnuten
- 50
- Umfangsnuten
- 51
- Innenmantelfläche
- 52
- Dichtelement
- 53
- Kanal
- 54
- Kanalabschnitt
- 55
- Kanalabschnitt
- 56
- Kanalabschnitt
- 57
- Kanalabschnitt
- 58
- Bohrung
- 59
- Umfangsnut
- 60
- Entlastungsbohrung
