DE102020105901A1

DE102020105901A1 - Doppelkupplung mit einteiligem Kolben und eingelegten Dichtungen

Info

Publication number: DE102020105901A1
Application number: DE102020105901.9A
Authority: DE
Inventors: Oliver Nöhl; Dominik Müßle
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-03-05
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2021-09-23
Anticipated expiration: 2040-03-06
Also published as: DE102020105901B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Doppelkupplung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer ersten Teilkupplung (K1) (2) und einer radial innerhalb davon und zumindest axial überlappend dazu angeordneten zweiten Teilkupplung (K2) (3) zur Übernahme von Drehmoment von einem Drehmomenteinleitungsbauteil (4) und zur selektiven Weitergabe an eine erste Getriebeeingangswelle (5) und eine zweite Getriebeeingangswelle (6), wobei der ersten Teilkupplung (2) eine Druckkammer (7) und ein bei Druckanstieg in der Druckkammer (7) aktivierend auf die erste Teilkupplung (2) einwirkender axial verlagerbarer Kolben (8) zugeordnet ist, wobei die Druckkammer (7) mittels wenigstens einer Dichtung (9 oder 10) zwischen dem Kolben (8) und dem Drehmomenteingangsbauteil (4) gegen Fluidaustritt abgesichert ist, wobei die Dichtung (9 oder 10) am Drehmomenteingangsbauteil (4) befestigt ist. Die Erfindung betrifft auch eine Dreifachkupplung, umfassend eine radial außerhalb und zumindest teilweise axial überlappend zu der erfindungsgemäßen Doppelkupplung (1) angeordnete Anfahrkupplung (K0) (18).

Description

Die Erfindung betrifft eine Doppelkupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, bspw. eines Hybridfahrzeugs, umfassend einen elektromotorischen und einen verbrennungskraftmotorischen Antrieb, mit einer ersten Teilkupplung (K1) und einer radial innerhalb davon und zumindest radial überlappend dazu angeordneten zweiten Teilkupplung (K2) zur Übernahme von Drehmoment von einem Drehmomenteingangsbauteil / Drehmomenteinleitungsbauteil und selektiven Weitergabe an eine erste Getriebeeingangswelle und eine zweite Getriebeeingangswelle, wobei der ersten Teilkupplung eine Druckkammer und ein bei Druckanstieg in der Kammer aktivierend auf die erste Teilkupplung (K1), d. h. drehmomentschlusserzeugend, einwirkender axial verlagerbarer Kolben zugeordnet ist, wobei die Druckkammer mittels wenigstens einer Dichtung zwischen dem Kolben und dem Drehmomenteingangsbauteil gegen Fluidaustritt abgedichtet ist.
Solche Doppelkupplungen sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart bspw. die DE 10 2018 008 912 B3 ein Hybrid-Doppelkupplungsgetriebe mit einem ersten Teilgetriebe, mit einem zweiten Teilgetriebe, mit einer ersten Kupplung, die dem ersten Teilgetriebe zugeordnet ist und die einen ersten Betätigungsraum, einen ersten Fliehölraum, einen ersten Kraftübertragungsbereich, einen ersten Innenlamellenträger und einen ersten Außenlamellenträger aufweist, mit einer zweiten Kupplung, die dem zweiten Teilgetriebe zugeordnet ist und die einen zweiten Betätigungsraum, einen zweiten Fliehölraum, einen zweiten Kraftübertragungsbereich, einen zweiten Innenlamellenträger und einen zweiten Außenlamellenträger aufweist, und mit einer dritten Kupplung zur Anbindung an einen Verbrennungsmotor, mit einem dritten Betätigungsraum, einem dritten Fliehölraum, einem dritten Kraftübertragungsbereich, einem dritten Innenlamellenträger und einem dritten Außenlamellenträger, wobei der erste Kraftübertragungsbereich, der zweite Kraftübertragungsbereich und der dritte Kraftübertragungsbereich radial übereinander gestapelt angeordnet und axial zumindest teilweise überlappend angeordnet sind.
Unter dem Begriff axial überlappend wird verstanden, dass zumindest einer der Reibelemente der ersten Teilkupplung und der zweiten Teilkupplung axial auf derselben Höhe sind. Bei Betrachtung in radialer Richtung überdecken sich zumindest einige der Reibelemente der beiden Teilkupplungen.
Solche Doppelkupplungen werden häufig im Rahmen von Dreifachkupplungen eingesetzt, bspw. die Doppelkupplung (K1 + K2) mit einer Anfahrkupplung (K0) kombinierend.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Doppelkupplungen haben jedoch immer gewisse Nachteile, die es zu beseitigen gilt. Insbesondere sollen die Herstellkosten weiter reduziert werden.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Doppelkupplung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Dichtung am Drehmomenteingangsbauteil befestigt / gehalten / gehaltert / angebracht ist. Mit anderen Worten werden also Dichtungen in ein Gehäuse für die Druckkammer einer ersten Teilkupplung (K1) der Doppelkupplung eingesetzt, wodurch das Nutzen des Kolbens als Bauteil zum Stellen einer inneren und einer äußeren Dichtfläche / Dichtbahn möglich wird. Der Kerngedanke der Erfindung ist somit darin zu sehen, dass in das Gehäuse eingelegte Dichtungen für den Druckraum der ersten Teilkupplung (K1) verwendet werden und hierdurch anstatt des Gehäuses der Kolben als innere und äußere Dichtungslaufbahn genutzt wird.
Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend erläutert.
So ist es von Vorteil, wenn der Kolben einteilig ausgestaltet ist, insbesondere wenn der Kolben als einteiliges spanlos gefertigtes Blechteil ausgebildet ist. Dadurch kann es vermieden werden, dass der Kolben wie bisher zweiteilig auszuführen ist und die dann verwendeten Teile zu verschweißen sind. Ein Anvulkanisieren der notwendigen Dichtungen für den Druckraum an den Kolben kann unterbleiben, was die Kosten weiter reduziert.
Es ist auch von Vorteil, wenn radial übereinander geschachtelte Druck- und Fliehölräume vorhanden sind. Es hat sich bewährt, wenn die Biegeradien für den Kolben so gewählt sind, dass sie einen ausreichend großen radialen Abstand besitzen. Dies ist dann der einteiligen Ausführungsform des Kolbens zuträglich.
Zur Reduzierung des Zerspanungsaufwandes am Gehäuse ist es vorteilhaft, wenn für eine Anfahrkupplung (K0) ein zusätzlich geformtes Blechteil eingeschweißt wird und hierdurch ein bisher notwendiger Absatz am Gehäuse entfallen kann. Der große Vorteil ist dann darin zusehen, dass einerseits ein kostengünstiges Tiefziehteil aus Blech einsetzbar ist und mittels der Schweißung adäquat platzierbar ist. Kostenträchtige hinterschnittumfassende Gehäuseausbildungen können dann unterbleiben.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform stellt sich ein, wenn der Kolben eine Gleitfläche zum Entlanggleiten der wenigstens einen Dichtung besitzt. Ein aufwändiges Nachbearbeiten des Gehäuses zum Ausbilden der inneren und äußeren Dichtungslaufbahn kann unterbleiben, was die Kosten weiter reduziert. Es stellen sich also unerwartete Vorteile ein.
Ein Vorpositionieren der Einzelbauteile relativ zueinander zur Erleichterung der Montage ergibt sich dann, wenn wenigstens eine Dichtung in einer Aufnahmevertiefung / Aufnahmeausnehmung eingesetzt ist. Besonders vorteilhaft ist die Aufnahmevertiefung dann als umlaufende Nut / Kerbe oder umlaufender Kanal ausgebildet.
Es hat sich auch bewährt, wenn radial zueinander versetzte und am Drehmomenteingangsbauteil befestigte Dichtungen den Druckraum abdichten. Die zwei Dichtungen können dann geschickt in eine radial äußere und eine radial innere Dichtung aufgeteilt werden. Ein besonders kompakter Aufbau wird dadurch möglich.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben als werkzeugfallend / spanlos hergestelltes Blechbauteil ausgebildet ist. Die Voraussetzungen für eine stückzahlgroße Massenfertigung sind dann kostenseits gegeben.
Für ein fehlerfreies Funktionieren der Doppelkupplung im Betrieb ist es von Vorteil, wenn radial zwischen den beiden Dichtungen eine Zuführleitung für Hydraulikfluid in den Druckraum mündet.
Die Erfindung betrifft auch eine Dreifachkupplung, umfassend eine radial außerhalb und zumindest teilweise axial überlappend zu der erfindungsgemäßen Doppelkupplung angeordneten Anfahrkupplung (K0). Gerade für das Einsatzfeld von Hybridfahrzeugen ist eine solche Dreifachkupplung bestens vorbereitet.
Der Gestaltungsfreiheit ist es zuträglich, wenn ein Abstützteil aus Blech zum Entlanggleiten einer kolbenfesten Druckraumdichtung vorgesehen ist.
Auch hier können die Kosten reduziert werden, wenn das Abstützteil ein spanlos gefertigtes Tiefziehteil ist.
Gerade für eine kompakte Anordnung ist es von Vorteil, wenn in jenem, der ersten Teilkupplung (K1) zugeordnetem Kolben eine Zusatzdichtung zum Rückhalten von Fliehöl vorhanden ist.
Mit anderen Worten betrifft eine Weiterbildung radial zwischen den eingelegten Dichtungen vorhandene Kanäle im Gehäuse als Zulauf für ein Drucköl. Im Außenbereich sind Druckfedern für eine Luftfedereinrichtung angeordnet. Ein Wegfall einer Schweißnaht und anvulkanisierter Dichtungen reduziert die Kosten deutlich.
Ein zusätzliches Blechteil für die Anfahrkupplung (K0) hat auf der außenliegenden Druckseite die Aufgabe als Dichtungslaufbahn für den K0-Kolben zu wirken, wobei es auf der K0-Fliehölseite den Zulauf des Fliehöls sicher stellt und die äußere Dichtung der K0-Fliehölkammer trägt. Die Innenseite des Blechteils stellt die Dichtungslaufbahn für den Kolben K1 dar, damit das Fliehöl angestaut wird und in die Fliehölkammer der K1 gelangt.
Die Erfindung wird auch nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei wird eine erste Ausführungsform dargestellt. Es zeigen:

1 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemäße Doppelkupplung,
2 eine Vergrößerung des Details II aus 1, und
3 eine Vergrößerung des Bereichs III aus 1.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Doppelkupplung 1 angedeutet. Die Doppelkupplung 1 ist zum Verbauen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wie eines Pkws, insbesondere eines P2-Hybridfahrzeuges vorgesehen. Sie besitzt eine erste Teilkupplung (K1) 2. Sie besitzt ferner eine zweite Teilkupplung (K2) 3. Die beiden Teilkupplungen 2 und 3 sind zum Übergeben von Drehmoment ausgelegt, welches den Teilkupplungen 2 und 3 über ein Drehmomenteinleitungsbauteil 4 zur selektiven Weiterleitung an eine erste Getriebeeingangswelle 5 und eine zweiten Getriebeeingangswelle 6 zugeleitet wird.
Die erste Teilkupplung 2 besitzt eine Druckkammer 7. Gelangt Druckfluid in die Druckkammer 7, steigt der Druck dort an und verlagert einen Kolben 8. Bei Verlagerung des Kolbens 8 wird ein Reiblamellenpaket betätigt, sodass Drehmoment vom Drehmomenteinleitungsbauteil 4 in Richtung der Getriebeeingangswelle 5 weitergegeben wird.
Die Druckkamer 7 ist über zwei Dichtungen 9 und 10 gegen Fluidaustritt abgedichtet. Die Dichtungen 9 und 10 sind am Drehmomenteinleitungsbauteil 4 befestigt. Sie sind form- und/oder kraftschlüssig in Aufnahmevertiefungen 11 gehalten. Die Dichtungen 9 und 10 ragen daher in Radialrichtung aus dem als Gehäuse ausgebildeten Drehmomenteinleitungsbauteil 4 ab. Sie liegen an einer Dichtungslaufbahn 12, wie besonders gut in 3 zu erkennen ist, vom Kolben 8 an.
Der Kolben 8 besitzt einen Fortsatz 13, an welchem ein radial außen abstehender Elastomer, zum Realisieren einer Zusatzdichtung 14 befestigt ist.
Zurückkommend auf 1 sei auf eine zwischen den Dichtungen 9 und 10 in die Druckkammer 7 mündende Zuführleitung 15 verwiesen, welche mit einer Versorgungsleitung 16 zum Zuführen und Abführen von Hydraulikfluid, wie Öl verbunden ist.
Ein Abstützteil 17 ist bei einer radial zur Doppelkupplung 1 weiter außen angeordneten Anfahrkupplung (K0) 18 zugeordnet. Die Anfahrkupplung 18 wird ebenfalls über einen Kolben, nämlich einen K0-Kolben 19 betätigt. Der (K0-)Kolben 19 weist an seinem getriebeseitigen Ende eine anvulkanisierte (K0-Druckkammer-)Dichtung 20 auf. Sowohl die beiden Teilkupplungen 2 und 3, als auch die Anfahrkupplung 18 setzen Federn 21 ein.
Bezugszeichenliste

1: Doppelkupplung
2: erste Teilkupplung (K1)
3: zweite Teilkupplung (K2)
4: Drehmomenteingangsbauteil / Drehmomenteinleitungsbauteil
5: erste Getriebeeingangswelle
6: zweite Getriebeeingangswelle
7: Druckkammer
8: Kolben
9: Dichtung
10: Dichtung
11: Aufnahmevertiefung
12: Dichtungslaufbahn
13: Fortsatz
14: Zusatzdichtung
15: Zuführleitung
16: Versorgungsleitung
17: Abstützteil
18: Anfahrkupplung (K0)
19: (K0-)Kolben
20: (K0-Druckkammer-)Dichtung
21: Feder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018008912 B3 [0002]

Claims

Doppelkupplung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer ersten Teilkupplung (K1) (2) und einer radial innerhalb davon und zumindest axial überlappend dazu angeordneten zweiten Teilkupplung (K2) (3) zur Übernahme von Drehmoment von einem Drehmomenteinleitungsbauteil (4) und zur selektiven Weitergabe an eine erste Getriebeeingangswelle (5) und eine zweite Getriebeeingangswelle (6), wobei der ersten Teilkupplung (2) eine Druckkammer (7) und ein bei Druckanstieg in der Druckkammer (7) aktivierend auf die erste Teilkupplung (2) einwirkender axial verlagerbarer Kolben (8) zugeordnet ist, wobei die Druckkammer (7) mittels wenigstens einer Dichtung (9 oder 10) zwischen dem Kolben (8) und dem Drehmomenteingangsbauteil (4) gegen Fluidaustritt abgesichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (9 oder 10) am Drehmomenteingangsbauteil (4) befestigt ist.
Doppelkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (8) eine Gleitfläche (12) zum Entlanggleiten der wenigstens einen Dichtung (9 und/oder 10) besitzt.
Doppelkupplung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Dichtung (9 oder 10) in einer Aufnahmevertiefung (11) eingesetzt ist.
Doppelkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei radial zueinander versetzte und am Drehmomenteingangsbauteil (4) befestigte Dichtungen (9 und 10) den Druckraum (7) abdichten.
Doppelkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (8) als werkzeugfallend (spanlos) hergestelltes Blechbauteil ausgebildet ist.
Doppelkupplung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen den beiden Dichtungen (9 und 10) eine Zuführleitung (15) für Hydraulikfluid in den Druckraum (7) mündet.
Dreifachkupplung, umfassend eine radial außerhalb und zumindest teilweise axial überlappend zu der Doppelkupplung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnete Anfahrkupplung (K0) (18).
Dreifachkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstützteil (17) aus Blech zum Entlanggleiten einer kolbenfesten Druckraumdichtung vorgesehen ist.
Dreifachkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützteil (17) ein spanlos gefertigtes Tiefziehteil ist.
Dreifachkupplung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in jenem der ersten Teilkupplung (K1) (2) zugeordnetem Kolben (8) eine Zusatzdichtung zum Rückhalten von Fliehöl vorhanden ist.