DE102020130416B4 - Separating clutch for a hybrid powertrain in P1 and P3 architecture - Google Patents
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Abstract
Kupplungsaggregat (1) zum Kuppeln einer Motorwelle einer Brennkraftmaschine mit einer zweiten Abtriebswelle (3), die mit einem Rotor einer elektrischen Maschine verbindbar ist, miteinem Zweimassenschwungrad (5) zum Dämpfen von Drehschwingungen, wobei das Zweimassenschwungrad (5) eine mit der Motorwelle direkt oder indirekt verbindbare Primärmasse (6) und eine über ein, insbesondere als Bogenfeder (9) ausgestaltetes, Energiespeicherelement (8) begrenzt verdrehbare Sekundärmasse (7) aufweist, wobei die Sekundärmasse (7) einen an dem Energiespeicherelement (8) tangential anschlagbaren Ausgangsflansch (10) aufweist, undeiner Reibungskupplung (11) zum Kuppeln der Sekundärmasse (7) mit der zweiten Abtriebswelle (3),wobei der Ausgangsflansch (10) eine Reibfläche (14) zur reibschlüssigen Anlage an eine mit der zweiten Abtriebswelle (3) koppelbaren axial verlagerbaren Kupplungsscheibe (15) der Reibungskupplung (11) aufweist,wobei der Ausgangsflansch (10) mit einem Kupplungsdeckel (20) zur axialen Abstützung eines Betätigungselementes (21) zur Verlagerung einer Anpressplatte (23) zum axialen Verpressen der Kupplungsscheibe (15) zwischen der Anpressplatte (23) und dem Ausgangsflansch (10) verbunden ist,wobei der Ausgangsflansch (10) eine erste Abtriebsnabe (12) zur Verbindung mit einer ersten mit einem Rotor einer elektrischen Maschine verbindbaren Abtriebswelle (2) aufweist,wobei der Ausgangsflansch (10) axial gegen die Primärmasse (6) abgestützt ist.Clutch unit (1) for coupling a motor shaft of an internal combustion engine with a second output shaft (3), which can be connected to a rotor of an electric machine, with a dual-mass flywheel (5) for damping torsional vibrations, the dual-mass flywheel (5) being connected directly to the motor shaft or indirectly connectable primary mass (6) and a secondary mass (7) which can be rotated to a limited extent via an energy storage element (8) designed in particular as an arc spring (9), the secondary mass (7) having an output flange (10) which can be tangentially attached to the energy storage element (8). and a friction clutch (11) for coupling the secondary mass (7) to the second output shaft (3), the output flange (10) having a friction surface (14) for frictional contact with an axially displaceable clutch disk (1) which can be coupled to the second output shaft (3). 15) of the friction clutch (11), the output flange (10) having a clutch cover (20) for axially supporting an actuating element (21) for displacing a pressure plate (23) for axially pressing the clutch disc (15) between the pressure plate (23) and is connected to the output flange (10), the output flange (10) having a first output hub (12) for connection to a first output shaft (2) which can be connected to a rotor of an electric machine, the output flange (10) being axially opposed to the primary mass ( 6) is supported.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kupplungsaggregat mit einer Reibkupplung als Trennkupplung mit zwei Abtriebswellen zur Verbindung mit einer elektrischen Maschine und einem Getriebe.The present invention relates to a clutch unit with a friction clutch as a separating clutch with two output shafts for connection to an electric machine and a transmission.
Hybride Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge sind in verschiedenen Architekturen bekannt im Hinblick auf die Anordnung der einen oder mehreren elektrischen Maschinen in Bezug auf die Brennkraftmaschine. Eine mögliche Architektur ist die P1- und P3-(P1 +P3)-Architektur, bei der eine erste elektrische Maschine konstant mit der Motorwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist und eine zweit elektrische Maschine hinter dem Getriebe angeordnet ist, welches über eine Trennkupplung von der Motorwelle getrennt werden kann. Hinter dem Getriebe bedeutet also, dass die Trennkupplung die Getriebeeingangswelle von der Motorwelle kuppelt und die zweite elektrische Maschine mit der Getriebeausgangswelle verbunden ist. Als bekannt angenommen werden Kupplungsaggregate mit zwei Ausgangswellen, bei denen die Betätigungskraft axial auf der Getriebeeingangswelle abgestützt wird. Dies führt in bestimmten Konfigurationen zu Nachteilen im Hinblick auf die Montage des Kupplungsaggregats. Weiterhin sind diese Kupplungsaggregate insbesondere in axialer Richtung recht groß, so dass die Aufnahme eines zusätzlichen Fliehkraftpendels schwierig zu realisieren ist.Hybrid powertrains for motor vehicles are known in various architectures with regard to the arrangement of the one or more electric machines in relation to the internal combustion engine. A possible architecture is the P1 and P3 (P1 + P3) architecture, in which a first electric machine is constantly connected to the motor shaft of the internal combustion engine and a second electric machine is arranged behind the transmission, which is connected to the motor shaft via a separating clutch can be separated. Behind the transmission means that the separating clutch couples the transmission input shaft from the motor shaft and the second electric machine is connected to the transmission output shaft. Clutch units with two output shafts in which the actuating force is supported axially on the transmission input shaft are assumed to be known. In certain configurations, this leads to disadvantages with regard to the assembly of the clutch unit. Furthermore, these clutch units are quite large, particularly in the axial direction, so that it is difficult to accommodate an additional centrifugal pendulum.
In den beiden älteren, aber nicht vorveröffentlichten
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu überwinden.Proceeding from this, the present invention is based on the object of at least partially overcoming the problems known from the prior art.
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.This problem is solved with the features of
Das erfindungsgemäße Kupplungsaggregat zum Kuppeln einer Motorwelle einer Brennkraftmaschine mit einer zweiten Abtriebswelle, insbesondere eine Getriebeeingangswelle, die mit einem Rotor einer elektrischen Maschine verbindbar ist, umfasst ein Zweimassenschwungrad zum Dämpfen von Drehschwingungen, wobei das Zweimassenschwungrad eine mit der Motorwelle direkt oder indirekt verbindbare Primärmasse und eine über ein, insbesondere als eine oder mehrere Bogenfeder(n) ausgestaltetes, Energiespeicherelement begrenzt verdrehbare Sekundärmasse aufweist, wobei die Sekundärmasse einen an dem Energiespeicherelement tangential anschlagbaren Ausgangsflansch aufweist. Weiterhin umfasst das Kupplungsaggregat eine Reibungskupplung als Trennkupplung zum Kuppeln der Sekundärmasse mit der zweiten Abtriebswelle, wobei der Ausgangsflansch eine Reibfläche zur reibschlüssigen Anlage an eine mit der zweiten Abtriebswelle koppelbaren axial verlagerbaren Kupplungsscheibe der Reibungskupplung aufweist, wobei der Ausgangsflansch mit einem Kupplungsdeckel zur axialen Abstützung eines Betätigungselementes zur Verlagerung einer Anpressplatte zum axialen Verpressen der Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und dem Ausgangsflansch verbunden ist, wobei der Ausgangsflansch eine erste Abtriebsnabe zur Verbindung mit einer ersten mit einem Rotor einer elektrischen Maschine verbindbare Abtriebswelle aufweist, wobei der Ausgangsflansch axial gegen die Primärmasse abgestützt ist.The clutch unit according to the invention for coupling a motor shaft of an internal combustion engine with a second output shaft, in particular a transmission input shaft, which can be connected to a rotor of an electric machine, comprises a dual-mass flywheel for damping torsional vibrations, wherein the dual-mass flywheel has a primary mass that can be connected directly or indirectly to the motor shaft and a has a secondary mass that can be rotated to a limited extent via an energy storage element, in particular designed as one or more arc springs, the secondary mass having an output flange which can be tangentially attached to the energy storage element. Furthermore, the clutch unit comprises a friction clutch as a separating clutch for coupling the secondary mass with the second output shaft, the output flange having a friction surface for frictional contact with an axially displaceable clutch disk of the friction clutch that can be coupled to the second output shaft, the output flange having a clutch cover for axially supporting an actuating element for displacing a pressure plate for axially pressing the clutch disc between the pressure plate and the output flange, the output flange having a first output hub for connection to a first output shaft that can be connected to a rotor of an electric machine, the output flange being axially supported against the primary mass.
Der Begriff axial wird im Rahmen dieses Dokumentes so verstanden, dass er sich auf die Erstreckung der Drehachsen der Abtriebswellen bezieht. Die hier vorgeschlagene Konfiguration erlaubt die in axialer Richtung kompakt bauende Ausgestaltung eines Kupplungsaggregates für eine P1+P3-Architektur eines hybriden Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, bei der die Betätigungskräfte der Reibkupplung in axialer Richtung an der Primärmasse und damit an der Motorwelle der Brennkraftmaschine abstützt werden. Gleichzeitig ist es durch die kompakte Ausgestaltung möglich, fakultativ ein Fliehkraftpendel im Kupplungsaggregat unterzubringen. Dies ermöglicht eine freie Gestaltung von Kupplungsaggregaten für hybride Antriebsstränge in P1+P3-Architektur bei guter Montierbarkeit.In the context of this document, the term axial is understood to refer to the extension of the axes of rotation of the output shafts. The configuration proposed here allows the axially compact design of a clutch unit for a P1 + P3 architecture of a hybrid drive train of a motor vehicle, in which the actuating forces of the friction clutch in the axial direction on the primary mass and thus on the engine shaft of the internal combustion force machine must be supported. At the same time, the compact design makes it possible to optionally accommodate a centrifugal pendulum in the clutch unit. This enables free design of clutch units for hybrid drive trains in P1+P3 architecture with good mountability.
Bevorzugt weist die Primärmasse im Bereich der Abstützung eine Deckscheibe auf und die Abstützung des Ausgangsflansches an der Decksscheibe erfolgt. Unter der Deckscheibe wird ein Bauteil verstanden, welches am Innendurchmesser der Primärmasse ausgebildet ist und somit bevorzugt in einer Ebene quer zur axialen Richtung ein im wesentlichen kreisringförmige Geometrie aufweist und gleichzeitig bevorzugt in axialer Richtung einen Kragen aufweist. Durch die Ausbildung der Deckscheibe ist eine gute Zentrierbarkeit bei der Montage gewährleistet.The primary mass preferably has a cover disk in the area of the support and the output flange is supported on the cover disk. The cover disk is understood to mean a component which is formed on the inner diameter of the primary mass and thus preferably has a substantially circular geometry in a plane transverse to the axial direction and at the same time preferably has a collar in the axial direction. The design of the cover plate ensures good centerability during assembly.
Bevorzugt erfolgt die Abstützung des Ausgangsflansches gegen die Primärmasse über einen eine Lagerung, die insbesondere eines der folgenden Bauteile umfasst: einen Reibring, ein Gleitlager oder ein Kugellager, die je nach Anwendungsfall, insbesondere in Abhängigkeit vom zur Verfügung stehenden Bauraum, von den zu übertragenden Drehmomenten und/oder vom für die Montage zur Verfügung stehenden Bauraum ausgewählt werden. Die Realisierung der Lagerung über einen Reibring kann dabei bei einfachem Aufbau der angrenzenden Bauteile und einfacher Montage kostengünstig erfolgen. Ein Gleitlager bietet vorteilhafter Weise gute radiale und axiale Laufeigenschaften und benötigt in radialer Richtung wenig Bauraum. Die Lagerung über ein Kugellager vereinbart gute Laufeigenschaften bei einer guten Abstützung der anliegenden Kraft.The output flange is preferably supported against the primary mass via a bearing, which in particular comprises one of the following components: a friction ring, a plain bearing or a ball bearing, which depends on the application, in particular depending on the available installation space, on the torques to be transmitted and/or the installation space available for assembly can be selected. The realization of the storage via a friction ring can be done cost-effectively with a simple structure of the adjacent components and simple assembly. A plain bearing advantageously offers good radial and axial running properties and requires little installation space in the radial direction. The storage via a ball bearing ensures good running properties with good support of the applied force.
Bevorzugt umfasst das Kupplungsaggregat weiterhin ein Fliehkraftpendel, welches, insbesondere drehfest, mit dem Ausgangsflansch verbunden ist. Das Fliehkraftpendel umfasst einen Fliehkraftpendelflansch und mindestens eine Pendelmasse, die sich auf vorgegebenen Bewegungsbahnen in Abhängigkeit von der anliegenden Rotationsfrequenz bewegen kann. Durch die Definition der Bewegungsbahn, des Fliehkraftpendelflansches und der Pendelmassen kann so eine Dämpfung oder sogar Tilgung einzelner Frequenzen erreicht werden, um so besonders störende Frequenzen tilgen oder deutlich reduzieren zu können.The clutch unit preferably further comprises a centrifugal pendulum, which is connected, in particular in a rotationally fixed manner, to the output flange. The centrifugal pendulum comprises a centrifugal pendulum flange and at least one pendulum mass, which can move on predetermined trajectories depending on the applied rotation frequency. By defining the movement path, the centrifugal pendulum flange and the pendulum masses, attenuation or even cancellation of individual frequencies can be achieved in order to be able to cancel or significantly reduce particularly disturbing frequencies.
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.As a precaution, it should be noted that the number words used here (“first”, “second”,...) primarily serve (only) to distinguish between several similar objects, sizes or processes, i.e. in particular no dependency and/or order of these objects, sizes or prescribe processes to each other. If a dependency and/or sequence is required, this is explicitly stated here or it will be obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment.
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:
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1 : eine schematische Schnittansicht eines ersten Beispiels eines Kupplungsaggregats; -
2 : eine schematische Schnittansicht eines zweiten Beispiels eines Kupplungsaggregats; -
3 : eine schematische Schnittansicht eines dritten Beispiels eines Kupplungsaggregats; -
4 : eine schematische Schnittansicht eines vierten Beispiels eines Kupplungsaggregats; -
5 : eine schematische Schnittansicht eines fünften Beispiels eines Kupplungsaggregats; und -
6 : eine schematische Schnittansicht eines sechsten Beispiels eines Kupplungsaggregats.
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1 : a schematic sectional view of a first example of a clutch unit; -
2 : a schematic sectional view of a second example of a clutch assembly; -
3 : a schematic sectional view of a third example of a clutch assembly; -
4 : a schematic sectional view of a fourth example of a clutch assembly; -
5 : a schematic sectional view of a fifth example of a clutch assembly; and -
6 : a schematic sectional view of a sixth example of a clutch assembly.
Weiterhin umfasst der Ausgangsflansch 10 eine Reibfläche 14 zur reibschlüssigen Anlage an eine mit der zweiten Abtriebswelle 3 koppelbaren axial verlagerbaren Kupplungsscheibe 15 der Reibungskupplung 11. Der Begriff axial bezieht sich hier auf die Rotationsachse der Abtriebswellen 2, 3. Die Kupplungsscheibe 15 weist einen Reibbelag 16 und ein Federsegment 17 auf. Über eine zweite Abtriebsnabe 18 mit einer zweiten Verzahnung 19 ist die Kupplungsscheibe 15 mit der zweiten Abtriebswelle 3 verbunden. Der Ausgangsflansch 10 weist weiterhin einen Kupplungsdeckel 20 zur axialen Abstützung eines Betätigungselementes 21, hier eine Hebelfeder 22, zur Verlagerung einer Anpressplatte 23 zum axialen Verpressen der Kupplungsscheibe 15 zwischen der Anpressplatte 23 und dem Ausgangsflansch 10 auf. Der Ausgangsflansch 10 ist axial gegen die Primärmasse 6 abgestützt. Hierzu weist die Primärmasse 6 eine Deckscheibe 24 auf, die gleichzeitig eine Zentrierung des Kupplungsaggregats 1 ermöglicht. Durch eine axiale Lagerung 35, die in diesem Beispiel über einen Reibring 25 an der Deckscheibe 24 realisiert ist, erfolgt eine axiale Abstützung der Betätigungskräfte, also vom Betätigungselement 21 über den Kupplungsdeckel 20 auf den Ausgangsflansch 10 und von diesem über den Reibring 25 auf die Deckscheibe 24 und damit über die Primärmasse 6 auf die Motorwelle. Dies ermöglicht eine einfache Montage des Kupplungsaggregats 1 und ermöglicht gleichzeitig einen kompakten Aufbau desselben.Furthermore, the
Weiterhin erlaubt die kompakte Bauweise auch die platzsparende Ausbildung eines Fliehkraftpendels 26, welches zur weiteren Dämpfung von bestimmten Schwingungsmoden dient. Das Fliehkraftpendel 26 weist hier einen Fliehkraftpendelflansch 27 auf, der drehfest mit dem Ausgangsflansch 10 verbunden ist. Das Fliehkraftpendel 26 weist weiterhin Pendelmassen 28 auf, die über Niete 30 und hier nicht gezeigte Rollen durch Öffnungen im Fliehkraftpendelflansch 27 miteinander verbunden sind und die sich in bestimmten, durch Öffnungen 31 im Fliehkraftpendelflansch 27 vorgegebenen Bewegungsbahnen 29 bewegbar sin und so bestimmte Schwingungsmoden dämpfen bzw. tilgen können.Furthermore, the compact design also allows the space-saving design of a
Das hier vorgeschlagene Kupplungsaggregat 1 erlaubt die kompakte Ausbildung einer Trennkupplung für hybride Antriebe, die in P1- und P3-Architektur ausgebildet sind, bei denen über eine erste Abtriebswelle 2 die Motorwelle der Brennkraftmaschine immer mit einer ersten elektrischen Maschine verbunden ist und über eine Reibkupplung 15 eine zweite Antriebswelle 3, die Getriebeeingangswelle, kuppelbar ist. Die elektrische Maschine in P3 Architektur ist dabei üblicherweise in Kraftflussrichtung hinter dem Getriebe angeordnet. Die kompakte Bauweise erlaub die Ausbildung eines Fliehkraftpendels 26 zusätzlich zum Zweimassenschwungrad 5 bei gleichzeitiger Abstützung der Betätigungskraft in axialer Richtung auf der Motorwelle.The
BezugszeichenlisteReference symbol list
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- KupplungsaggregatClutch unit
- 22
- Erste AbtriebswelleFirst output shaft
- 33
- Zweite AbtriebswelleSecond output shaft
- 44
- KurbelwellenverschraubungCrankshaft screw connection
- 55
- ZweimassenschwungradDual mass flywheel
- 66
- PrimärmassePrimary mass
- 77
- Sekundärmassesecondary mass
- 88th
- EnergiespeicherelementEnergy storage element
- 99
- Bogenfederbow spring
- 1010
- AnschlussflanschConnection flange
- 1111
- ReibungskupplungFriction clutch
- 1212
- Erste AbtriebsnabeFirst output hub
- 1313
- Erste VerzahnungFirst gearing
- 1414
- Reibflächefriction surface
- 1515
- KupplungsschreibeClutch letter
- 1616
- Reibbelagfriction lining
- 1717
- FedersegmentSpring segment
- 1818
- Zweite AbtriebsnabeSecond output hub
- 1919
- Zweite VerzahnungSecond gearing
- 2020
- KupplungsdeckelClutch cover
- 2121
- BetätigungselementActuator
- 2222
- HebelfederLever spring
- 2323
- Anpressplattepressure plate
- 2424
- Deckscheibecover plate
- 2525
- ReibringFriction ring
- 2626
- Fliehkraftpendelcentrifugal pendulum
- 2727
- FliehkraftpendelflanschCentrifugal pendulum flange
- 2828
- Pendelmassependulum mass
- 2929
- Bewegungsbahntrajectory
- 3030
- Nietrivet
- 3131
- Öffnungopening
- 3232
- Gleitlagerbearings
- 3333
- GleitringSliding ring
- 3434
- Kugellagerball-bearing
- 3535
- Lagerungstorage
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020130416.1A DE102020130416B4 (en) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | Separating clutch for a hybrid powertrain in P1 and P3 architecture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020130416.1A DE102020130416B4 (en) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | Separating clutch for a hybrid powertrain in P1 and P3 architecture |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020130416A1 DE102020130416A1 (en) | 2022-05-19 |
DE102020130416B4 true DE102020130416B4 (en) | 2024-02-01 |
Family
ID=81345434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020130416.1A Active DE102020130416B4 (en) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | Separating clutch for a hybrid powertrain in P1 and P3 architecture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102020130416B4 (en) |
Citations (2)
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-
2020
- 2020-11-18 DE DE102020130416.1A patent/DE102020130416B4/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020119278A1 (en) | 2019-09-09 | 2021-03-11 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Torque transfer device |
DE102020121200A1 (en) | 2019-09-27 | 2021-04-01 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Torque transfer device and hybrid powertrain |
Also Published As
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DE102020130416A1 (en) | 2022-05-19 |
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