-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reibkupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit jeweils mehreren ersten und zweiten Reibpartnern, beispielsweise Mehrscheibenkupplungen oder Lamellenkupplungen.
-
Bei Reibkupplungen, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, sind beispielsweise Mehrscheibenkupplungen und Lamellenkupplungen bekannt. Als bekannt angenommene Mehrscheibenkupplungen weisen oft eine drehfeste Anbindung der verlagerbaren Kupplungsscheiben antriebs- oder abtriebsseitig über Blattfedern auf. Diese nehmen radial außerhalb Bauraum in Anspruch, so dass diese Kupplungen nur schwer einsetzbar sind, wenn der zur Verfügung stehende radiale Bauraum begrenzt ist. Als bekannt angenommene Lamellenkupplungen weisen jeweils einen mit dem Antrieb verbundenen Lamellenträger auf, in die die entsprechenden Außen- und Innenlamellen eingehängt werden. Die Anbindung ist hier zwar radial bauraumschonend, hat jedoch den Nachteil, dass beim axialen Verlagern der Lamellen Reibung zwischen den jeweiligen Lamellen und dem jeweiligen Lamellenträger entsteht, die die Momentenübertragung über die Reibkupplung und damit die Regelbarkeit der Reibkupplung beeinträchtigt.
-
Eine Reibkupplung, die auf den Oberbegriff des Anspruchs 1 lesbar ist, ist aus der
DE 10 2017 130 348 A1 bekannt.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu überwinden.
-
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
-
Die erfindungsgemäße Reibkupplung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges; umfasst mindestens einen ersten Reibpartner und mindestens einen zweiten Reibpartner, die miteinander lösbar in Reibschluss bringbar sind und die um eine gemeinsame Rotationsachse rotierbar sind, wobei der mindestens eine erste Reibpartner und der mindestens eine zweite Reibpartner zur Herstellung und zum Lösen des Reibschlusses in Richtung der Rotationsachse relativ zu einander verlagerbar sind. Mindestens ein erster Reibpartner oder mindestens ein zweiter Reibpartner ist drehfest mit einem in Richtung der Rotationsachse relativ zu dem jeweils anderen mindestens einen Reibpartner verlagerbaren Träger verbunden, wobei der Träger mit elastischen Rückstellmitteln zum Aufbringen einer Kraft in Richtung der Rotationsachse ausgebildet ist, die in Richtung der Rotationsachse vor und/oder hinter den Reibpartnern ausgebildet sind und die bevorzugt in einer Richtung radial zur Rotationsachse die Reibpartner nicht überragen. Alternativ ist es vorteilhaft möglich, dass die Rückstellmittel mit weniger als 90% ihrer Ausdehnung in radialer Richtung die Reibpartner in einer Richtung radial zur Rotationsachse überragen, bevorzugt mit weniger als 50%, insbesondere mit weniger als 30%.
-
Unter der relativen Verlagerbarkeit des mindestens einen ersten Reibpartners und des mindestens einen zweiten Reibpartners zueinander wird insbesondere verstanden, dass der mindestens eine erste Reibpartner gegen den mindestens einen zweiten Reibpartner verlagerbar ist oder umgekehrt. Bei den Reibpartnern kann es sich sowohl um Kupplungsscheiben oder Lamellen, als auch um Zwischenplatten oder Zwischenlamellen zum Herstellen des Reibschlusses mit Kupplungsscheiben oder Lamellen handeln, die in Richtung der Rotationsachse betrachtet axial zwischen Kupplungsscheiben oder Lamellen liegen. Bevorzugt ist eine Zwischenplatte mit dem Träger verbunden, wobei der Träger relativ zu einer Gegendruckplatte verschiebbar ist und weiterhin eine Anpressplatte ausgebildet ist, die ebenfalls relativ zu der Gegendruckplatte verschiebbar ist, die aber nicht direkt mit dem Träger gekoppelt ist. In Richtung der Rotationsachse betrachtet ist beispielsweise eine Anordnung von Gegendruckplatte, Kupplungsscheibe (als zweitem Reibpartner), Zwischenplatte (als erstem Reibpartner), Kupplungsscheibe (als zweitem Reibpartner), Anpressplatte (als erstem Reibpartner) bevorzugt. Es können auch mehrere Zwischenplatten mit entsprechenden Anzahlen von Kupplungsscheiben ausgebildet sein. Weiterhin ist eine Ausgestaltung mit einer Gegendruckplatte, einer Innenlamelle (als zweitem Reibpartner), einer Außen- oder Zwischenlamelle (als erstem Reibpartner), einer Innenlamelle (als zweitem Reibpartner) und einer Anpressplatte (als erstem Reibpartner), alternativ mit mehreren Paaren von Zwischenlamellen und Innenlamellen, vorteilhaft.
-
Durch die Ausbildung des Trägers mit Rückstellmitteln, die in Richtung der Rotationsachse (im Folgenden als axiale Richtung oder axial bezeichnet) vor und/oder hinter den Reibpartnern ausgebildet sind und die bevorzugt die Reibpartner in einer Richtung radial zur Rotationsachse (im Folgenden als radiale Richtung oder radial bezeichnet) nicht überragen, ist es möglich, einen kompakten Aufbau der Reibkupplung zu ermöglichen, da die Rückstellmittel nicht radial außerhalb oder innerhalb der Reibpartner liegen.
-
Es ist natürlich auch möglich, in einer Reibkupplung mehrere solche Träger auszubilden, die jeweils mit einem oder mehreren Reibpartnern verbunden sind. So kann insbesondere eine Reibkupplung mit mehreren ineinander angeordneten Trägern ausgeführt werden für Reibkupplungen mit mehr als einer Zwischenplatte oder Zwischenlamelle.
-
Der oder die Träger sind drehfest aber axial begrenzt verlagerbar geführt. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der einerseits Rückstellmittel in axialer Richtung auf einer Seite der Reibpartner ausgebildet sind und sich andererseits der Träger radial und axial auf einem Rückstellelement eines anderen Elementes der Reibkupplung, beispielsweise einer Anpressplatte, abstützt, da dann eine Führung in zwei Führungsebenen erfolgen kann. In dem die Führungsebenen vergleichsweise weit voneinander entfernt sind, kann eine exakte Führung erfolgen, ohne den Bauraum der Reibkupplung unnötig vergrößern zu müssen. Ist genug insbesondere axialer Bauraum vorhanden, können die zwei Führungsebenen auch auf einer Seite der Reibpartner angeordnet werden, wenn ein genügend großer Abstand zwischen den Führungsebenen möglich ist.
-
Die Rückstellmittel umfassen mindestens eine Blattfeder. Insbesondere Blattfedern lassen sich bauraumsparend ausbilden bei einer großen möglichen Variabilität der Federkonstante.
-
Der Träger wird in zwei Ebenen normal zur Rotationsachse radial geführt. Durch eine Führung des Trägers in zwei Ebenen kann eine exakte axiale Führung des Trägers erreicht werden, insbesondere, in dem eine Ebene durch die Rückstellmittel auf einer ersten axialen Seite der Reibpartner ausgebildet ist und die zweite Ebene auf einer zweiten axialen Seite der Reibpartner, die der ersten axialen Seite gegenüberliegt, ausgebildet ist. Alternativ kann auch eine Funktionstrennung vorgenommen werden, so dass die Rückstellkraft von anderen elastischen Elementen aufgebracht wird als von den elastischen Elementen, die für die Führung und/oder axiale Verlagerung der Träger zuständig sind. Die elastischen Elemente, die für die Führung und/oder axiale Verlagerung der Träger zuständig sind können also auch Kräfte verursachen, die der Öffnungsrichtung der Kupplung entgegengerichtet sind.
-
Eine erste Ebene ist durch die Befestigung der Rückstellmittel an dem Träger und eine zweite Ebene durch mindestens ein Kontaktelement definiert, welches an einem Rückstellelement für einen Reibpartner anliegt. Bevorzugt umfasst das Rückstellelement mindestens eine Anpressplattenblattfeder, über die eine Anpressplatte der Reibkupplung an einem anderen Element der Reibkupplung festgelegt ist und das Kontaktelement so an der Anpressplattenblattfeder anliegt, dass die Bewegung des Trägers mit der Bewegung der Anpressplatte synchronisiert erfolgt.
-
Bevorzugt ist der Träger topfartig ausgebildet. Bevorzugt umgreift der Träger die Reibpartner in Bezug auf die Rotationsachse radial innen oder außen. Ein topfartiger Träger, der radial außen oder radial innen um die Reibpartner bzw. deren Reibflächen herumgreift erlaubt auf einfache Weise die Kopplung der Bewegung einer Zwischenplatte oder Zwischenlamelle beispielsweise an die Bewegung einer Anpressplatte der Reibkupplung.
-
Bevorzugt sind mehrere Träger ausgebildet, die jeweils mit einer Gruppe von Reibpartnern verbunden sind.
-
Weiterhin wird ein Antriebsmodul, insbesondere ein Hybridmodul vorgeschlagen, umfassend einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor und eine Reibkupplung wie beschrieben. Bevorzugt ist die Reibkupplung zumindest teilweise innerhalb des Rotors ausgebildet. Dies erlaubt den Aufbau eines sowohl in radialer als in axialer Richtung kompakten Antriebsmoduls zum Aufbau eines hybriden Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs in Kombination mit einem Verbrennungsmotor und entsprechend einem Getriebe. Alternativ ist ein rein elektrischer Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs in Kombination mit einem entsprechenden Getriebe vorteilhaft möglich.
-
Die für die erfindungsgemäße Reibkupplung offenbarten Details und Vorteile lassen sich auf das Antriebsmodul, insbesondere Hybridmodul, und den entsprechenden Antriebsstrang übertragen und anwenden und jeweils umgekehrt.
-
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“,...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
-
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
- 1 - 4: verschiedene Ansichten eines ersten Beispiels eines Hybridmoduls mit einer Reibkupplung;
- 5 - 6: zwei Beispiele eines Kontaktelementes;
- 7 - 12: verschiedene Ansichten eines zweiten Beispiels einer Reibkupplung;
- 13 - 14: zwei Beispiele eines Kraftfahrzeugs mit Antriebsstrang.
-
1 zeigt ein Antriebsmodul 100, insbesondere Hybridmodul, mit einer Reibkupplung 1 im Längsschnitt. Die Reibkupplung 1 ist als Doppelkupplung mit einer ersten Teilkupplung 2 und einer zweiten Teilkupplung 3 ausgebildet. Beide Teilkupplungen 2, 3 sind dabei als Reibkupplungen ausgebildet. Die erste Teilkupplung 2 weist drei erste Reibpartner 4 auf. Die ersten Reibpartner 4 umfassen eine erste Anpressplatte 5, eine erste Zwischenplatte 6und eine erste Gegendruckplatte 7. Weiterhin ist eine entsprechende Anzahl von zweiten Reibpartnern 8 ausgebildet in Form zweier Kupplungsscheiben 9 mit entsprechenden Reibbelägen 10. Erste Reibpartner 4 und zweite Reibpartner 8 können miteinander lösbar in Reibschluss gebracht werden, um Drehmoment zwischen den ersten Reibpartnern 4 und den zweiten Reibpartnern 8 zu übertragen. Die Reibkupplung 1 und die Teilkupplungen 2, 3 weisen eine gemeinsame Rotationsachse 11 auf. Lösen und Schließen des Reibschlusses zwischen den Reibpartnern 4, 8 erfolgt durch eine relative Verlagerung der Reibpartner 4, 8 gegeneinander in Richtung der Rotationsachse 11. Im vorliegenden Beispiel sind die ersten Reibpartner 4 (die erste Anpressplatte 5 und die erste Zwischenplatte 6) in Richtung der Rotationsachse 11 gegen die erste Gegendruckplatte 7 verlagerbar und erzeugen so einen Reibschluss zwischen erster Anpressplatte 5, Kupplungsscheibe 9, erster Zwischenplatte 6, Kupplungsscheibe 9 und erster Gegendruckplatte 7. Hierzu ist die die erste Zwischenplatte 6 drehfest mit einem Träger 12 verbunden, der in Richtung der Rotationsachse 11 relativ zu den zweiten Reibpartnern 8 und der ersten Gegendruckplatte 7 verlagerbar ist. Durch die Bewegung des Trägers 12 wird auch einer der ersten Reibpartner 4, die erste Zwischenplatte 6, in Richtung der Rotationsachse 11 bewegt. Die erste Anpressplatte 5 wird durch Anpressplattenblattfedern 124 drehfest mit der restlichen Kupplung verbunden. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die erste Anpressplatte 5 dazu über die Anpressplattenblattfedern 124 mit einer zweiten Gegendruckplatte 20 der zweiten Teilkupplung 3 verbunden. Die erste Anpressplatte 5 wird über einen Drucktopf 13 von einem Betätigungssystem 14 bewegt. Der Träger 12 greift über Kontaktelemente 28 (siehe hierzu auch 2) die Bewegung der ersten Anpressplatte 5 auf einer mittleren Position der Anpressplattenblattfedern 124 ab. Dadurch bewegt sich der Träger 12 axial in Richtung der Rotationsachse 11 immer weniger als die erste Anpressplatte 5 und der Drucktopf 13. Die erste Zwischenplatte 6 wird durch den Träger 12 axial in Richtung der Rotationsachse 11 bewegt. Drucktopf 13 und Träger 12 sind nicht direkt miteinander verbunden.
-
Die Rückstellung des Trägers 12 erfolgt dabei über elastische Rückstellmittel 15, die hier als Blattfedern 16 ausgebildet sind. Im vorliegenden Beispiel weist die erste Teilkupplung 2 mehrere elastische Rückstellmittel 15 auf, die in Umfangsrichtung verteilt in einer Ebene normal zur Rotationsachse 11 angeordnet sind. Die Darstellung in 1 zeigt eines dieser elastischen Rückstellmittel 15. Die elastischen Rückstellmittel 15 bringen eine Rückstellkraft in Richtung der Rotationsachse 11 auf, die eine Rückstellung des Trägers 12 und damit des ersten Reibpartners 4 bewirkt, der drehfest mit dem Träger 12 verbunden ist, hier der erste Zwischenplatte 6. Im Falle einer normal offenen Kupplung wie hier gezeigt bewirkt eine Beaufschlagung des Drucktopfes 13 mit einer Betätigungskraft beispielsweise durch einen entsprechenden Nehmerzylinder des Betätigungssystems 14 eine Bewegung des Drucktopfes 13 im Bild nach links ein Schließen der ersten Teilkupplung 2. Sobald der Drucktopf 13 nicht mehr mit der entsprechenden Betätigungskraft beaufschlagt wird, bewirken die elastischen Rückstellmittel 15 ein Öffnen des Reibschlusses zwischen der ersten Zwischenplatte 6 und den zweiten Reibpartnern 8. Die erste Teilkupplung 2 ist wieder geöffnet.
-
Die elastischen Rückstellmittel 15 sind dabei in Richtung der Rotationsachse 11 in diesem Beispiel vor den Reibpartnern 4, 8 ausgebildet und überragen in einer radialen Richtung 17 radial zur Rotationsachse die Reibpartner 4, 8 nicht. Die elastischen Rückstellmittel 15 sind also in Richtung der Rotationsachse 11 (in axialer Richtung) neben den Reibpartnern 4, 8 ausgebildet und überragen diese in radialer Richtung 17 nicht. Dies erlaubt einen in radialer Richtung 17 kompakten Aufbau.
-
Die elastischen Rückstellmittel 15 bewirken eine Führung des Trägers 12 in radialer Richtung 17 in einer Ebene und eine Zentrierung des Trägers 12. Eine Führung in radialer Richtung 17 in einer zweiten Ebene erfolgt durch die Kontaktelemente 28, ebenso eine entsprechende Zentrierung des Trägers 12. Die Kontaktelemente 28 (siehe 2) weisen dazu einen Fortsatz 29 auf (vgl. 5 und 6), der sich in radialer Richtung 17 an den Rand der Anpressplattenblattfedern 124anlegen kann. Somit erfolgt eine Führung des Trägers 12 in radialer Richtung 17 in zwei Ebenen, die durch die Rückstellmittel 15 und die Position der Kontaktelemente 28 an den Anpressplattenblattfedern 124 definiert werden. Durch die Positionierung dieser Führungsebenen auf beiden Seiten der Reibpartner 4, 8 ist ein vergleichsweiser großer Abstand in Richtung der Rotationsachse 11 gegeben, der eine präzise Führung des Trägers 12 ermöglicht. Der Träger 12 ist topfartig ausgebildet und umgreift die ersten Reibpartner 4 in Bezug auf die radiale Richtung 17 radial außerhalb.
-
Das Antriebsmodul 100 umfasst weiterhin einen Elektromotor 101 umfassend einen Stator 102 und einen relativ zu dem Stator 102 rotierbaren Rotor 103. Die Reibkupplung 1 ist in radialer Richtung 17 teilweise innerhalb des Rotors 103 ausgebildet, so dass ein kompakter Aufbau des Antriebsmoduls 100 sowohl in axialer Richtung als auch radialer Richtung 17 möglich wird. Die Teilkupplungen 2, 3 der Reibkupplung 1 sind mit Getriebewellen 18, 19 verbunden, so dass durch die Teilkupplungen 2, 3 entsprechende Getriebe 18, 19 mit unterschiedlichen Gängen in bekannter Weise betrieben werden können.
-
Das Antriebsmodul 100 ist Teil als Hybridmodul eines insbesondere hybriden Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug, bei dem Drehmoment zur Übertragung an mindestens ein angetriebenes Rad des Kraftfahrzeugs durch den Elektromotor 101 und/oder durch einen nicht gezeigten Verbrennungsmotor erzeugt werden. Um den Verbrennungsmotor abtrennen zu können, umfasst das Hybridmodul eine Trennkupplung 104, durch die der Verbrennungsmotor von dem mindestens einen angetriebenen Rad getrennt werden kann. Die Trennkupplung 104 ist eingangsseitig mit einem Schwungrad 105 des Verbrennungsmotors verbunden und weist einen Drehschwingungsdämpfer 106 zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten des Verbrennungsmotors auf.
-
Im Betrieb wird das Drehmoment des Verbrennungsmotors über den Kurbelwellenflansch 107 über das Schwungrad 105 auf die Trennkupplung 104 übertragen. Die Trennkupplung 104 ist als so genannte KO-Kupplung ausgeführt. Bei geschlossener Trennkupplung 104 kann das Drehmoment des Verbrennungsmotors durch die Trennkupplung 104 auf eine Zwischenwelle 108 übertragen werden, die fest mit einem Rotorträger 109 und damit dem Rotor 103 des Elektromotors 101 verbunden ist. Somit kann bei geschlossener Trennkupplung 104 Drehmoment zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor 101 übertragen werden. Durch das Öffnen der Trennkupplung 104 kann der Verbrennungsmotor vom Elektromotor 101 abgekoppelt werden. Dies ermöglicht es, den Verbrennungsmotor beim rein elektrischen Fahren des Hybridfahrzeugs abzuschalten. Das Drehmoment, das am Rotor 103 des Elektromotorrotors 101 anliegt, kann durch die erste Teilkupplung 2 und/oder die zweite Teilkupplung 3 der Reibkupplung 1 auf das Getriebe übertragen werden.
-
Die Trennkupplung 104 ist nahe des Verbrennungsmotors angeordnet. Der Elektromotor 101 und die Reibkupplung 1 sind nahe dem Getriebe angeordnet. Zwischen Trennkupplung 104 und Reibkupplung 1 befindet sich eine gehäusefeste Stützwand 110, an der sich ein Betätigungssystem 111 für die Trennkupplung 104 und eine Zwischenwellenlagerung 113 der Zwischenwelle 108 abstützt. In diesem Beispiel ist die Stützwand 110 als Baugruppe aus einem Gehäuse 112 des Antriebsmoduls 100 und einem sich radial innen daran anschließenden Flansch 114 ausgeführt. Das Gehäuse 112 zusammen mit der Stützwand 110 kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt werden. Außerdem kann die Stützwand 110 auch radial weit nach innen bis zur Zwischenwellenlagerung 113 reichen, so dass die Stützwand 110 radial innen nur von der Zwischenwelle 108 durchdrungen wird. Die Betätigungssysteme 14, 111 dieses Ausführungsbeispiels sind alle drei als konzentrische Nehmerzylinder (CSC, concentric slave cylinder) ausgeführt. Alternativ können auch andere z.B. mechanische, elektromechanische oder semihydraulische Betätigungssysteme eingesetzt werden.
-
Das Antriebsmodul 100 mit integrierter als Doppelkupplung ausgebildeter Reibkupplung 1 ist kompakt, da der Bauraum radial innerhalb des Elektromotors 101 nahezu vollständig ausgenutzt wird. Die beiden Teilkupplungen 2, 3 der Reibkupplung 1 sind radial innerhalb der Elektromotors 101 angeordnet. Die erste Teilkupplung 2, die mit dem Träger 12 nach der vorliegenden Erfindung für die erste Zwischenplatte 6 ausgestattet ist, befindet sich komplett radial innerhalb des Rotors 103 des Elektromotors 101. Da der durch den Träger 12 realisierte Führungsmechanismus radial nur sehr wenig Platz braucht, kann die erste Teilkupplung 2 mit einer geführten und mit dem richtigen Übersetzungsverhältnis der Bewegung der ersten Anpressplatte 5 nachgeführten ersten Zwischenplatte 6 bzw. Zwischenlamelle oder Außenlamelle ausgestattet werden und gleichzeitig über Kupplungsscheiben 9 bzw. Innenlamellen verfügen, deren Außendurchmesser nahe an den Innendurchmesser des Rotors 103 heranreichen.
-
Die hier beschriebene als Doppelkupplung ausgebildete Reibkupplung 1 ist auch für reine elektrische Antriebe geeignet. So kann das Antriebsmodul 100 nicht nur einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor in einer funktionell sinnvollen Weise verbinden, sondern es können auch zwei Elektromotoren verbunden werden. Dies bietet den Vorteil, dass je nach Fahrsituation einer oder zwei Elektromotoren zusammen das Kraftfahrzeug antreiben können.
-
Insbesondere im Falle eines rein elektrischen Antriebsstrangs kann bei dem Antriebsmodul 100 das Schwungrad, die Trennkupplung 104 und das Betätigungssystem der Trennkupplung weggelassen werden, so dass ein reiner Elektroantrieb mit einer kompakt im Rotor 103 des Elektromotors 101 integrierten Reibkupplung 1 bzw. Doppelkupplung entsteht. Alle hier vorgestellten Details für die Reibkupplung 1 sind unverändert übernehmbar.
-
Die zweite Teilkupplung 3 der Reibkupplung 1 weist eine zweite Gegendruckplatte 20, eine zweite Zwischenplatte 21 und eine zweite Anpressplatte 22, sowie in Richtung der Rotationsachse 11 zwischen diesen ausgebildete Kupplungsscheiben 23 mit Reibbelägen 24 auf. Die zweite Teilkupplung 3 weist ebenfalls einen Führungsmechanismus für die zweite Zwischenplatte 21 auf. Da bei diesem Beispiel die zweite Teilkupplung 4 nicht komplett radial innerhalb des Rotors 103 des Elektromotors 101 angeordnet ist, kann der Führungsmechanismus für die zweite Zwischenplatte 21 axial neben dem Rotor 103 angeordnet werden. Die zweite Gegendruckplatte 20, die zweite Zwischenplatte 21 und die zweite Anpressplatte 22 sind daher mit radial nach außen verlaufenden Fortsätzen ausgestattet, die direkt mit Blattfedern 16 verbunden sind. Ein Träger wie bei der ersten Teilkupplung 2, die die erste Zwischenplatte 6 mit den elastischen Rückstellmitteln 15 (Blattfedern 16) verbinden, sind daher bei der zweiten Teilkupplung 3 nicht notwendig. Wenn bei einer anderen Anwendung weniger Platz zur Verfügung steht, kann natürlich auch die zweite Teilkupplung 3 mit einem auf zusätzlichen Trägern basierenden Führungsmechanismus wie die erste Teilkupplung 2 versehen werden.
-
Betätigt werden die beiden Teilkupplungen 2, 3 über ein abtriebseitig angeordnetes doppeltes Betätigungssystem 14. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist dies ein doppelter Nehmerzylinder, der sich am einer dem Hybridmodul 100 nachgelagerten Baueinheit (in der 1 nicht dargestellt) wie beispielsweise einem Getriebe abstützt.
-
Die 2, 3 und 4 zeigen in verschiedenen perspektivischen Ansichten Teile bzw. Unterbaugruppen der bereits in 1 gezeigten ersten Teilkupplung 2 der Reibkupplung 1, anhand derer Aufbau und Funktionsweise des Führungsmechanismus und das Zusammenspiel des Führungsmechanismus mit seinen Nachbarbauteilen erklärt wird. Die erste Teilkupplung 2 ist eine Reibkupplung mit zwei Kupplungsscheiben 9. Eine Kupplungsscheibe 9 ist zwischen der ersten Gegendruckplatte 7 und der ersten Zwischenplatte 6 angeordnet und die andere Kupplungsscheibe 9 ist zwischen der ersten Zwischenplatte 6 und der ersten Anpressplatte 5 angeordnet. Durch Verlagern der ersten Anpressplatte 5 in Richtung der Rotationsachse 11 können die Kupplungsscheiben 9 zum Zwecke der Drehmomentübertragung zwischen den ihnen benachbarten Platten eingeklemmt werden.
-
Die axial feststehende erste Gegendruckplatte 7 ist radial innen mit dem Rotorträger 109 verbunden. Die erste Anpressplatte 5 ist drehfest aber begrenzt axial in Richtung der Rotationsachse 11 verlagerbar mit der restlichen ersten Teilkupplung 2 verbunden. Dies erfolgt bei diesem Beispiel durch mehrere auf dem Umfang der ersten Anpressplatte 5 verteilte Blattfedern 16, die jeweils an ihrem einen Ende an der ersten Anpressplatte 5 der ersten Teilkupplung 2 befestigt sind und mit ihrem anderen Ende an einem relativ zur ersten Teilkupplung 2 feststehenden Bauteil, das bei diesem Beispiel die zweite Gegendruckplatte 20 der zweiten Teilkupplung 3 ist. Durch einen Drucktopf 13, der die erste Anpressplatte 5 mit dem Betätigungssystem 14 verbindet, kann die erste Anpressplatte 5 durch das Betätigungssystem 14 verlagert und mit einer Kraft beaufschlagt werden.
-
Die erste Zwischenplatte 6, die hier als eine Außenlamelle ausgestaltet ist und somit eine Verzahnungskontur an ihrem radialen Außenbereich 25 aufweist, ist mit dieser Verzahnung in den entsprechend ausgestalteten Träger 12 eingehängt. Dieser Träger 12 ist das radial am weitesten außen liegende Teil der ersten Teilkupplung 2 und greift radial außen um die Reibpartner 4, 8 herum. Ein erster axialer Endbereich 26 des Trägers 12 ist hinter der ersten Gegendruckplatte 7 drehfest aber axial begrenzt verlagerbar durch Blattfedern 16 mit einem relativ zur ersten Teilkupplung 2 feststehenden Bauteil verbunden. Dies kann beispielsweise die erste Gegendruckplatte 7 oder der Rotorträger 109 sein. In den 3 und 4 sind die Befestigungsstellen zwischen den Blattfedern 16 und dem Rotorträger 109 abgebildet. Der Rotorträger 109 ist dabei durch die schraffiert dargestellten rechteckigen Elemente angedeutet.
-
Ein zweiter axialer Endbereich 27, der dem ersten axialen Endbereich 26 gegenüberliegt, ist mit Kontaktelementen 28 ausgestattet, die mit den Anpressplattenblattfedern 124, die die erste Anpressplatte 5 tragen, in Wirkverbindung stehen. Die Kontaktelemente 28 können sich axial (in Richtung der Rotationsachse 11) an den Blattfedern 16 abstützen und/oder in radialer Richtung 17 (in Bezug auf die Rotationsachse 11). Durch die in Richtung der Rotationsachse 11 wirkenden Kontaktelemente 28 wird die Bewegung des Trägers 12 mit der Bewegung der ersten Anpressplatte 5 synchronisiert. Da die erste Zwischenplatte 6 in den Träger 12 eingehängt ist, bewegt sich die erste Zwischenplatte 6 im richtigen Verhältnis mit der ersten Anpressplatte 5.
-
Wenn die erste Teilkupplung 2 geschlossen wird, wird die erste Anpressplatte 5 in Richtung der Kupplungsscheiben 9 bewegt. Da die Anpressplattenblattfedern 124 auf einer Seite mit einem axial feststehenden Kupplungsbauteil und auf der anderen Seite an der ersten Anpressplatte 5 verbunden sind, führt jede Anpressplattenblattfeder 124 auf einer Seite keine und auf der anderen Seite die Axialbewegung der ersten Anpressplatte 5 aus. Der jeweils mittlere Bereich einer Anpressplattenblattfeder 124 führt eine geringere axiale Bewegung aus als die erste Anpressplatte 5, deren Amplitude vom Verhältnis vom Abstand zur Befestigungsstelle der ersten Anpressplatte 5 zum Abstand zur Befestigungsstelle der Anpressplattenblattfeder 124 zum axial feststehenden Kupplungsbauteil abhängt. Je näher an der Verbindungsstelle der Anpressplattenblattfeder 124 zur ersten Anpressplatte 5, desto größer wird der entsprechende Axialweg in Richtung der Rotationsachse 11. Bereiche der Anpressplattenblattfeder 124, die sich nahe der axial feststehenden Verbindungsstelle befinden, führen fast keine Axialbewegung aus. Somit lässt sich das Verhältnis aus Bewegung der ersten Anpressplatte 5 zur Bewegung der ersten Zwischenplatte 6 durch die Wahl der richtigen Abstützstelle festlegen.
-
Wird beispielsweise die Abstützstelle auf dem Umfang der ersten Teilkupplung 2 in Richtung der Befestigung der Anpressplattenblattfeder 124 an der ersten Anpressplatte 5 verschoben, erhöht sich also der Weg der ersten Zwischenplatte 6 in Richtung der Rotationsachse 11 relativ zum zurückgelegten Weg der ersten Anpressplatte 5 in Richtung der Rotationsachse 11. Wird die Abstützstelle in die andere Richtung verlagert, also in Richtung der festen Verbindungsstelle beispielsweise an der zweiten Gegendruckplatte20, verringert sich der entsprechende Weg in Richtung der Rotationsachse 11, den die erste Zwischenplatte 6 in Abhängigkeit von dem zurückgelegten Weg der ersten Anpressplatte 5 in Richtung der Rotationsachse 11. Die Anpressplattenblattfeder 124 fungiert hierbei ähnlich wie ein Hebel, der zur Wegübersetzung genutzt wird. Durch diesen Koppelmechanismus der beiden beweglichen Platten (erste Anpressplatte 5 und erste Zwischenplatte 6) wird sichergestellt, dass beim Schließen und Öffnen der ersten Teilkupplung 2 die erste Zwischenplatte 6 nicht nur reibend, beispielsweise wie als bekannt angenommen in einem axial feststehenden Lamellenträger, verschoben wird. Da der Träger 12 eine im richtigen Verhältnis zur Bewegung der ersten Anpressplatte 5 synchronisierte Bewegung ausführt, muss die erste Zwischenplatte 6 keine (bzw. nur eine sehr geringe Gleitbewegung, wenn eine genaue Synchronisierung nicht möglich ist) reibende Bewegung in Richtung der Rotationsachse 12 durchführen. Wenn die erste Zwischenplatte 6 zu Beginn oder am Ende des Momentenaufbaus (beim Schließen oder Öffnen der ersten Teilkupplung 2), also wenn schon oder noch in der Verbindungsgeometrie (Verzahnung) Tangentialkräfte übertragen werden, nicht reibend axial verlagert werden muss, entstehen auch keine axialen Reibkräfte, die der Bewegungsrichtung der ersten Zwischenplatte 6 entgegengerichtet sind und die die Anpresskraft der ersten Teilkupplung 2 verändern. Die Momentenübertragung und die Regelung der ersten Teilkupplung 2 wird somit durch die erste Zwischenplatte 6 nicht negativ beeinträchtigt.
-
Die Blattfeder 16, mit denen der Träger 12 beispielsweise mit dem Rotorträger 109, der ersten Gegendruckplatte 7 oder einem anderen relativ zur ersten Teilkupplung 2 feststehenden Bauteil verbunden ist, drückt den Träger 12 immer leicht in Richtung der Anpressplattenblattfedern 124, mit denen die erste Anpressplatte 5 befestigt ist, so dass die Kontaktelemente 28 axial nicht von den Blattfedern 16 abheben.
-
Weiterhin stützen sich die Kontaktelemente 28 auch in radialer Richtung 17 an den Blattfedern 16 ab. Dazu besitzen die Kontaktelemente 28 einen axial an den Blattfedern 16 vorbeiragenden Fortsatz 29, der sich in radialer Richtung 17 an den Rand der Blattfedern 16 anlegen kann. Durch diese Fortsätze 29 der auf dem Umfang verteilten und mit dem Träger 12 verbunden Kontaktelemente28 wird der Träger 12 auf der der ersten Anpressplatte 5 zugewandten Seite an den Blattfedern 16 radial abgestützt und zentriert.
-
Der erste axiale Endbereich 26 des Trägers 12 ist über die Blattfedern 16, die ihn mit einem relativ zur ersten Teilkupplung 2 feststehenden Bauteil verbinden, zentriert. Dadurch dass der Träger 12 in zwei Ebenen zentriert ist, die axial voneinander beabstandet sind, kann der Träger 12 Kräfte in radialer Richtung 17, die beispielsweise von der ersten Zwischenplatte 6 auf ihn ausgeübt werden oder beispielsweise durch eine Unwucht entstehen, aufnehmen. Wäre der Träger 12 nur mit Blattfedern 16 in einer Ebene mit der ersten Teilkupplung 2 verbunden, so würden Kräfte in radialer Richtung 17, die beabstandet zu dieser Ebene auf den Träger 12 einwirken, ein Kippmoment auf den Träger 12 bewirken. Das von der ersten Zwischenplatte 6 in den Träger 12 eingeleitete Drehmoment wird über die Blattfedern 16, die ihn mit einem relativ zur ersten Teilkupplung 2 feststehenden Bauteil verbinden, auf die erste Teilkupplung 2 übertragen.
-
2 zeigt eine perspektivische Ansicht. Zu erkennen ist der Träger 12, mit einer an einen Lamellenträger erinnernden Verzahnungskontur 30 am Außendurchmesser und mit den Kontaktelementen 28, die sich radial außen an den Anpressplattenblattfedern 124 abstützen. Die erste Anpressplatte 5 befindet sich axial vor bzw. partiell in dem Träger 12. Mit der ersten Anpressplatte 5 verbunden ist der Drucktopf 13, der um die zweite Teilkupplung 2 herumgreifen kann (1) und die erste Anpressplatte 5 mit dem Betätigungssystem 14 verbindet. Die erste Anpressplatte 5 weist die radiale Anpressplattenfortsätze 32 auf, über die die erste Anpressplatte 5 mit sich axial erstreckenden Fußelementen 31 des Drucktopfs 13 verbunden ist. Diese Anpressplattenfortsätze 32 ragen in die Zahnlücken der Verzahnungskontur 30 des Trägers 12 hinein, um eine möglichst weit radial außen gelegene Verbindungsstelle zwischen der ersten Anpressplatte 5 und dem Drucktopf 13 zu bilden. Die Anpressplattenfortsätze 32 und die Fußelemente 31 sind der Übersichtlichkeit halber nur teilweise mit Bezugszeichen versehen. Je größer der Durchmesser des Drucktopfes 13 sein kann, umso mehr Platz steht für die zweite Teilkupplung 3 zur Verfügung. Die Anpressplattenfortsätze 32, die in die Zahnlücken des Trägers 12 hineinragen sind so abgestimmt, dass sie den Träger 12 nicht berühren. Dadurch ist sichergestellt, dass die erste Anpressplatte 5 allein über die Blattfedern 124 zentriert wird und keine ungewollten Reib- oder Kontaktstellen mit dem Träger 12 entstehen. Die Blattfedern124, die bei diesem Ausführungsbeispiel in drei Blattfederpaketen 33 mit je drei Blattfedern 124angeordnet sind, verbinden die erste Anpressplatte 5 mit einem relativ zur ersten Teilkupplung 3 feststehenden Bauteil. Dieses Bauteil, das beispielsweise die zweite Gegendruckplatte 20 der zweiten Teilkupplung 3 sein kann, ist in 2 durch die schraffierten rechteckigen mit den Blattfederpaketen 33 vernieteten Elemente 34 angedeutet.
-
3 zeigt die Verbindung des Trägers 12 hinter der ersten Gegendruckplatte 7 mit dem Rotorträger 109. Der Rotorträger 109 ist durch ein schraffiert dargestelltes rechteckiges Element angedeutet. Durch die Blattfedern 16 und die aus den Blattfedern 16 gebildeten Blattfederpakete 33, von denen vorzugsweise mehrere auf dem Umfang des Trägers 12 verteilt angeordnet sind, ist der Träger 12 drehfest aber axial begrenzt verlagerbar mit dem Rotorträger 109 verbunden.
-
4 zeigt die Funktionsweise der Kontaktelemente 28, während die 5 und 6 mögliche Ausgestaltungen der Kontaktelemente 28 zeigen.
-
6 zeigt eine einteilige Variante eines Kontaktelementes 28, bei dem eine gewölbte axialwirkende erste Kontaktstelle 35 und eine flache radial wirkende zweite Kontaktstelle 36 aus einem Teil ausgeformt ist. Beide Kontaktstellen 35, 36 sind mit einem Schaft 37 verbunden, der als Befestigungsbereich dient, mit dem das Kontaktelement 28 mit dem Träger 12 verbunden wird. Diese Bauform ist beispielsweise durch Sintern herstellbar. Durch die einteilige Bauweise ist diese Ausführung steif und ermöglicht eine einfache Montage.
-
5 zeigt ein zweiteiliges Kontaktelement 28, bei dem eine gewölbte axialwirkende erste Kontaktstelle 35 und eine flache radial wirkende zweite Kontaktstelle 36 aus zwei verschiedenen Teilen gebildet werden. Diese Teile können beispielsweise zwei Blechteile sein, die beispielsweise als Stanz- oder Stanz/Biege-Teile hergestellt werden. Bei dem hier gezeigten Beispiel ist das Blechteil, das die axialwirkende erste Kontaktstelle 35 ausbildet durch seine gerade Form und seine größere Blechdicke axial steif ausgeführt. Die axiale Steifigkeit sorgt für eine präzise Bewegungskopplung des Trägers 12 an die Blattfedern124. Das zweite Blechteil, das die radial wirkende zweite Kontaktstelle 36 ausbildet, ist durch seine geringere Blechdicke, die gebogene Form und durch die Herstellung aus Federstahl als elastisches Bauteil ausgeführt. Durch die Elastizität kann bei dieser Bauform die radialwirkende zweite Kontaktstelle 36 elastisch vorgespannt werden, so dass sich die radial wirkende zweite Kontaktstelle 36 immer an den Blattfedern 16 anlegt, selbst wenn die Außenkontur der Blattfedern 16 oder die den Kontaktbereich tragenden Konturen durch Bauteiltoleranzen, Montagetoleranzen, Wärmedehnung, Kontaktverschleiß oder andere Einflüsse sich nicht genau an der theoretisch idealen Position befinden. Durch diese Elastizität der zweiten Kontaktstelle 36 kann sichergestellt werden, dass sich der Träger 12 nicht an den Blattfedern 124 radial verklemmt oder radiales Spiel zu den Blattfedern 124 hat. Beides würde die Funktionsweise des Führungsmechanismus beeinträchtigen.
-
Außer den Möglichkeiten alle mit einem Träger verbundenen Kontaktelemente 28 in einer radial starren oder in einer radial elastischen Bauweise auszuführen, ist es bevorzugt möglich, Kontaktelemente 28 mit unterschiedlicher Steifigkeit an einem Träger 12 zu befestigen. So ist es beispielsweise sinnvoll, bei einem Träger 12 mit drei Kontaktelementen 28 zwei starre und ein elastisches Kontaktelement 28 einzusetzen. Die beiden starren Kontaktelemente 28 können verhindern, dass der Träger 12 in eine Radial- oder Kippschwingung versetzt wird und das elastische Kontaktelement 28 sorgt für den Toleranzausgleich.
-
Alternativ können die Kontaktstellen 35, 36, die bei diesem Beispiel aus den Kontaktelementen 28 ausgeformt werden, auch direkt aus dem Träger 12 ausgeformt werden, so dass die Kontaktelemente 28 einteilig mit dem Träger 12 ausgebildet sind. Ein solcher Träger 12 kann sich dann direkt auf den Blattfedern 124 abstützen. Es müssen dann keine separaten Abstützelemente mit dem Träger 12 verbunden werden. Kontaktstellen 35, 36 müssen nicht in radialer Richtung gesehen übereinander angeordnet werden. Die Kontaktstellen 35, 36 können in Umfangsrichtung auch etwas versetzt angeordnet werden.
-
Weiterhin ist es möglich, nur die ersten Kontaktstellen 35 oder nur die zweiten Kontaktstellen 36 aus dem Träger 12 auszuformen und die jeweils anderen Kontaktstellen 36, 35 als zusätzliche mit dem Träger 12 zu verbindende Kontaktelemente 28 auszubilden.
-
7 bis 12 zeigen ein zweites Beispiel einer Reibkupplung 1 in verschiedenen Ansichten und Ausschnitten. Im Unterschied zum ersten Beispiel weist das zweite Beispiel drei Zwischenplatten 115, 116, 117 auf, die über elastische Rückstellmittel betätigt werden.
-
7 zeigt eine Unterbaugruppe einer Kupplung als Segment in einer dreidimensionalen Darstellung. 7 zeigt eine Anpressplatte 118, eine erste Zwischenplatte 115, eine zweite Zwischenplatte 116 und eine dritte Zwischenplatte 117, sowie eine Gegendruckplatte 119. Jede der drei Zwischenplatten 115, 116, 117 ist mit einem eigenen Träger 120, 121, 122 verbunden, der sich so wie oben beschrieben auf der einen Seite über Kontaktelemente 131 an Anpressplattenblattfedern 124 radial und axial abstützt und auf der anderen Seite über als Blattfedern ausgebildete elastische Rückstellmittel 123 drehfest, zentriert und axial begrenzt verlagerbar mit der Gegendruckplatte 119 oder einem andern relativ zur Reibkupplung feststehendem Bauteil verbunden ist.
-
Beim Öffnen und Schließen müssen die Zwischenplatten 115, 116, 117 unterschiedlich weite axiale Wege in Richtung der Rotationsachse 11 zurücklegen. Die erste Zwischenplatte 115, die neben der Anpressplatte 118 angeordnet ist, legt den größten Weg von den drei Zwischenplatten 115, 116, 117 zurück. Dieser Weg ist fast so groß wie der Weg, den die Anpressplatte 118 zurücklegt. Daher stützt sich der entsprechende erste Träger 120 auf den Anpressplattenblattfedern 124 nahe der Befestigungsstelle zwischen Anpressplatte 118 und Anpressplattenblattfeder 124 ab. Der zweite Träger 121 und der dritte Träger 122, die mit anderen Zwischenplatten 116, 117 verbunden sind, die weniger Weg als die erste Zwischenplatte 115 zurücklegen, stützen sich auf der Länge der Anpressplattenblattfeder 124 gesehen näher an dem axial fest angebundenen Ende der Anpressplattenblattfeder 124 ab. Die dritte Zwischenplatte 117, die neben der Gegendruckplatte 119 angeordnet ist, muss den geringsten axialen Weg zurücklegen und stützt sich daher über ihren dritten Träger 122 am nächsten an der festen Anbindung der Anpressplattenblattfeder 124 ab.
-
In den 7, 8 und 9 sind die Kupplungsscheiben bzw. Innenlamellen nicht dargestellt, die sich jeweils zwischen der Anpressplatte 118 und der ihr benachbarten ersten Zwischenplatte 115, zwischen den Zwischenplatten 115, 116, 117 und zwischen der Gegendruckplatte 119 und der ihr benachbarten dritten Zwischenplatte 117 befinden.
-
7 zeigt, dass die drei Träger 120, 121, 122 bei diesem Ausführungsbeispiel ineinander geschachtelt angeordnet sind. Damit die inneren ersten und zweiten Träger 120, 121 mit elastischen Rückstellmitteln 123 verbunden werden können, über die sie drehfest, zentriert und axial begrenzt verlagerbar an der Gegendruckplatte 119 befestigt sind, ragen Fortsätze der inneren ersten und zweiten Träger 120, 121 durch Aussparungen der sie umgebenden Träger hindurch und bilden außerhalb der Träger 120, 121 eine Befestigungsstelle für die als Blattfedern ausgebildeten Rückstellmittel 123 aus. 7 zeigt den Fortsatz 125 des inneren ersten Trägers 120 im Schnitt, der durch die äußeren Träger 121, 122 hindurchragt. Bei dem Ausführungsbeispiel sind an jedem Träger 120, 121, 122 drei über den Umfang verteilte Rückstellmittel 123 in Form von Blattfederpaketen 126 angenietet, wie insbesondere die 9 und 10 zeigen.
-
8 zeigt die Verbindung der Träger 120, 121, 122 bei diesem Ausführungsbeispiel mit den entsprechenden Zwischenplatten 115, 116, 117. Der innere erste Träger 120 ist mit der neben der Anpressplatte 118 angeordneten ersten Zwischenplatte 115 verbunden. Dazu ist die Kontur des inneren ersten Trägers 120 an mehreren auf dem Umfang verteilten Stellen radial etwas nach innen gezogen, so dass der erste Träger 120 mit der Außenkontur der ersten Zwischenplatte 115 in Kontakt kommt und eine erste Verbindungstelle 127 zwischen dem ersten Träger 120 und der ersten Zwischenplatte 115 ermöglicht wird. Diese Verbindungsstelle 127 ist in diesem Beispiel durch radiales Verstiften realisiert. Alternativ kann natürlich auch ein anderes festes Verbindungskonzept wie beispielsweise Verschrauben, Vernieten, Verschweißen oder Verstemmen gewählt werden. Es ist auch möglich, einen Formschluss wie beispielsweise eine Verzahnungskontur vorzusehen, um den ersten Träger 120 und die im zugeordneten erste Zwischenplatte 115 zu verbinden. Diese formschlüssige Verbindung kann fest oder axial verschiebbar ausgeführt werden. Damit der mittlere zweite Träger 121 mit der mittleren zweiten Zwischenplatte 116 (oder Zentralplatte) verbunden werden kann, weist der innere erste Träger 120 Aussparungen 128 (Schlitze) auf, durch die stegartig nach radial innen gezogene Konturbereiche 129 des mittleren zweiten Trägers 121 bis zur Außenkontur der mittleren zweiten Zwischenplatten 116 nach radial innen reichen können.
-
Die Verbindung zwischen dem äußeren dritten Träger 122 und der neben der Gegendruckplatte 119 angeordneten dritten Zwischenplatte 117 erfolgt indem die Kontur des äußeren dritten Trägers 122 partiell durch Aussparungen 128 des mittleren zweiten Trägers 121 und des inneren ersten Trägers 120 bis zur Außenkontur der dritten Zwischenplatte 117 nach innen gezogen wird.
-
Bei diesem Beispiel sind somit die Zwischenplatten 115, 116, 117 in der Reihenfolge von der Anpressplatte 118 zu der Gegendruckplatte 119jeweils mit einem Träger 120, 121, 122 in der Reihenfolge von radial innen nach radial außen verbunden. Diese Zuordnung kann natürlich auch anders vorgenommen werden. Vorteilhaft ist jedoch, wenn der jeweilige Träger 120, 121, 122 sich an der Stelle auf der Anpressplattenblattfeder 124 abstützt, an der sich der für die mit ihm verbundene Zwischenplatte 115, 116, 117 oder Zwischenlamelle entsprechende axiale Weg abgreifen lässt. Es ist somit beispielsweise auch möglich, die Zwischenplatten 115, 116, 117 in der Reihenfolge von der Anpressplatte 118 zu der Gegendruckplatte 119 jeweils mit einem Träger 120, 121, 122 in der Reihenfolge von radial außen nach radial innen zu verbinden oder eine andere beliebige Zuordnung zu wählen.
-
12 zeigt eine Explosionsdarstellung der drei Träger 120, 121, 122. Die Abbildung zeigt die auf dem Umfang der Träger 120, 121, 122 angeordneten Befestigungsbereiche 129 für die Zwischenplatten 115, 116, 117 und die schlitzartigen Aussparungen 128 in dem inneren ersten Träger 120 und zweiten Träger 121, die bis zum Boden des jeweiligen Trägers reichen und somit das ineinanderschieben der Träger 120, 121, 122 ermöglichen. Die Aussparungen 128 sind so groß, dass sich die Träger 120, 121, 122 im ausreichenden Maße relativ zueinander bewegen können, ohne dass ein ungewollter Kontakt zwischen den Trägern 120, 121, 122 bzw. zwischen einem Träger 120, 121, 122 und einer mit einem andern Träger 120, 121, 122 verbundenen Zwischenplatte 115, 116, 117 auftritt. Alle Träger 120, 121, 122 weisen zudem Aussparungen 130 auf, damit sie nicht mit den Kontaktelementen 131 der benachbarten Träger 120, 121, 122 kollidieren. Bei diesem Beispiel sind die Kontaktelemente 131 am äußeren dritten Träger 122 innen angenietet, um keinen zusätzlichen Bauraum radial außerhalb des äußeren dritten Trägers 122 zu beanspruchen (siehe auch 11). Dies hat jedoch zu Folge, dass die Kontaktelemente 131 des äußeren dritten Trägers 122 erst mit diesem vernietet werden können, nachdem der erste Träger 120 und der zweite Träger 121 in den äußeren dritten Träger 122 eingeschoben wurden, da die Träger 120, 121, 122 sonst nichtmehr ineinandergeschoben werden könnten.
-
Die Begriffe axial und radial und Umfangsrichtung beziehen sich immer auf die Rotationsachse 11. Die Axialrichtung ist somit orthogonal zu den Reibflächen der Teilkupplungen 2, 3 ausgerichtet. Statt einer Doppelkupplung kann auch eine Einfachkupplung ausgebildet sein. Es entfällt damit eine der beiden Teilkupplungen 2, 3.
-
Der hier vorgestellte Führungsmechanismus ist für alle Reibkupplungen sinnvoll, die mehr als zwei Reibflächen aufweisen und in einem radial stark eingeschränkten Bauraum realisiert werden müssen. Dies ist beispielsweise regelmäßig bei Reibkupplungen von Hybridsystemen oder reinen Elektroantrieben der Fall. Wenn Reibkupplungen radial innen in einen Elektromotor oder in ein anderes sie radial stark begrenzendes Aggregat eingebaut werden müssen, ist der hier beschrieben Führungsmechanismus sehr effektiv, um die Momentenübertragung und die Regelung der Reibkupplung zu verbessern. Die Anwendung der Erfindung ist daher nicht auf Hybridmodule oder Tripelkupplungen begrenzt.
-
13 zeigt ein erstes Beispiel eines Kraftfahrzeugs 200 mit einem Antriebsstrang 201, der einen Antriebsmotor 202, hier einen Verbrennungsmotor, eine Reibkupplung 1, ein Getriebe 203 und mindestens ein angetriebenes Rad 204 umfasst. Über den Antriebsmotor 202 erzeugtes Drehmoment kann so über die Reibkupplung 1, das Getriebe 203 auf das mindestens eine angetriebene Rad 204 übertragen werden.
-
14 zeigt ein zweites Beispiel eines Kraftfahrzeugs 200 mit einem hybriden Antriebsstrang 201, der neben dem Antriebsmotor 202 auch ein Antriebsmodul 100 wie oben beschrieben mit einem entsprechenden Elektromotor 101 umfasst. Das Hybridmodul 100 ist dabei mit dem Getriebe 203 und dieses mit dem mindestens einen angetriebenen Rad 204 verbunden. Die Ausbildung weiterer Elektromotoren im Antriebsstrang 201 ist möglich. In diesem hybriden Antriebsstrang 201 kann Drehmoment von dem Antriebsmotor 202 und/oder vom Elektromotor 101 und/oder weiteren Elektromotoren erzeugt und auf das mindestens eine angetriebene Rad 204 übertragen werden. Alternativ kann der Antriebsstrang 201 auch als vollelektrischer Antriebsstrang ausgebildet sein, wobei dann als Antriebsmotor 202 ein weiterer Elektromotor ausgebildet ist. Alternativ kann auch ein Antriebsstrang 201 ausgebildet sein, bei dem im Vergleich zum Beispiel aus 14 auf den Antriebsmotor 202 verzichtet wird, so dass das Antriebsmodul 100 direkt über das Getriebe 203 Drehmoment auf das mindestens eine angetriebene Rad 204 übertragen kann. Zusätzlich kann hier auch noch auf das Getriebe 203 verzichtet werden, so dass der Elektromotor 101 des Antriebsmoduls 100 direkt mit mindestens einem angetriebenen Rad 204 verbindbar ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Reibkupplung
- 2
- Erste Teilkupplung
- 3
- Zweite Teilkupplung
- 4
- Erste Reibpartner
- 5
- Erste Anpressplatte
- 6
- Erste Zwischenplatte
- 7
- Erste Gegendruckplatte
- 8
- Zweite Reibpartner
- 9
- Kupplungsscheibe
- 10
- Reibbelag
- 11
- Rotationsachse
- 12
- Träger
- 13
- Drucktopf
- 14
- Betätigungssystem
- 15
- Elastische Rückstellmittel des Trägers
- 16
- Blattfeder
- 17
- Radiale Richtung
- 18
- Getriebewelle
- 19
- Getriebewelle
- 20
- zweite Gegendruckplatte
- 21
- zweite Zwischenplatte
- 22
- zweite Anpressplatte
- 23
- Kupplungsscheibe
- 24
- Reibbelag
- 25
- Radialer Außenbereich
- 26
- Erster axialer Endbereich
- 27
- Zweiter axialer Endbereich
- 28
- Kontaktelement
- 29
- Fortsatz
- 30
- Verzahnungsstruktur
- 31
- Fußelement
- 32
- Anpressplattenfortsatz
- 33
- Blattfederpaket
- 34
- Element
- 35
- Erste Kontaktstelle
- 36
- Zweite Kontaktstelle
- 37
- Schaft
- 100
- Antriebsmodul
- 101
- Elektromotor
- 102
- Stator
- 103
- Rotor
- 104
- Trennkupplung
- 105
- Schwungrad
- 106
- Drehschwingungsdämpfer
- 107
- Kurbelwellenflansch
- 108
- Zwischenwelle
- 109
- Rotorträger
- 110
- Stützwand
- 111
- Betätigungsvorrichtung
- 112
- Gehäuse
- 113
- Zwischenwellenlagerung
- 114
- Flansch
- 115
- erste Zwischenplatte
- 116
- zweite Zwischenplatte
- 117
- dritte Zwischenplatte
- 118
- Anpressplatte
- 119
- Gegendruckplatte
- 120
- erster Träger
- 121
- zweiter Träger
- 122
- dritter Träger
- 123
- elastische Rückstellmittel
- 124
- Anpressplattenblattfeder
- 125
- Fortsatz
- 126
- Blattfederpaket
- 127
- Verbindungsstelle
- 128
- Aussparung
- 129
- Befestigungsbereich
- 130
- Aussparung
- 131
- Kontaktelement
- 200
- Kraftfahrzeug
- 201
- Antriebsstrang
- 202
- Antriebsmotor
- 203
- Getriebe
- 204
- angetriebenes Rad
