DE102021103696A1

DE102021103696A1 - clutch unit

Info

Publication number: DE102021103696A1
Application number: DE102021103696.8A
Authority: DE
Inventors: Marco Grethel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-02-17
Filing date: 2021-02-17
Publication date: 2022-08-18

Abstract

Kupplungsaggregat (10) zum Kuppeln einer Motorwelle einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Getriebeeingangswelle, mit einer als trockene Reibungskupplung ausgestalteten Trockenkupplung (12) zum Kuppeln der Motorwelle mit einer mit einem Rotor einer elektrischen Maschine gekoppelten Zwischenwelle, einer als nasse Reibungskupplung, insbesondere Doppelkupplung, ausgestalteten Nasskupplung (14) zum Kuppeln der Zwischenwelle mit der mindestens einen Getriebeeingangswelle, einer mit der Trockenkupplung (12) und der Nasskupplung (14) verbundenen gemeinsamen Druckquelle (16) zum Aufbau eines Betätigungsdruckes sowohl für die Trockenkupplung (12) als auch für die Nasskupplung (14), wobei ein von der Druckquelle (16) beaufschlagbarer Betätigungszylinder (18) zur Betätigung der Trockenkupplung (12) über einen Kraftverstärker (20) zur Erhöhung der Kraftübersetzung mit der Trockenkupplung (12) gekoppelt ist. Durch die lediglich eine gemeinsame Druckquelle für die Betätigung der Trocken- und Nasskupplung und den zusätzlichen Kraftverstärker an der Trockenkupplung sind eine Verkleinerung des benötigten Bauraums sowie die Senkung der Herstellkosten des Kupplungsaggregats möglich.Clutch unit (10) for coupling a motor shaft of an internal combustion engine with at least one transmission input shaft, with a dry clutch (12) designed as a dry friction clutch for coupling the motor shaft with an intermediate shaft coupled to a rotor of an electric machine, with a wet clutch designed as a wet friction clutch, in particular a double clutch (14) for coupling the intermediate shaft to the at least one transmission input shaft, a common pressure source (16) connected to the dry clutch (12) and the wet clutch (14) to build up an actuating pressure both for the dry clutch (12) and for the wet clutch (14 ), wherein an actuating cylinder (18) which can be acted upon by the pressure source (16) for actuating the dry clutch (12) is coupled to the dry clutch (12) via a power booster (20) to increase the power transmission. Due to the fact that there is only one common pressure source for the actuation of the dry and wet clutch and the additional power booster on the dry clutch, it is possible to reduce the space required and to reduce the manufacturing costs of the clutch unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsaggregat, mit dessen Hilfe eine Brennkraftmaschine und eine elektrische Maschine an ein Kraftfahrzeuggetriebe angekuppelt werden können.The invention relates to a clutch unit with the aid of which an internal combustion engine and an electric machine can be coupled to a motor vehicle transmission.

Aus DE 10 2009 059 944 A1 ist ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs bekannt, wobei eine nasse Lamellenkupplung des Hybridmoduls im Momentenfluss zwischen einem Verbrennungsmotor und einem koaxial zum Hybridmodul angeordneten Elektromotor und eine weitere nasse Lamellenkupplung des Hybridmoduls im Momentenfluss zwischen dem Elektromotor und einem Kraftfahrzeuggetriebe im Antriebsstrang angeordnet sind.Out of DE 10 2009 059 944 A1 a hybrid module for a drive train of a vehicle is known, with a wet multi-plate clutch of the hybrid module being arranged in the torque flow between an internal combustion engine and an electric motor arranged coaxially with the hybrid module, and another wet multi-plate clutch of the hybrid module being arranged in the torque flow between the electric motor and a motor vehicle transmission in the drive train.

Es besteht ein ständiges Bedürfnis den Bauraum und die Herstellkosten von Kupplungsaggregaten zu senken.There is a constant need to reduce the installation space and the manufacturing costs of clutch assemblies.

Es ist Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine kostengünstige Herstellung eines Kupplungsaggregats mit einem geringen Bauraumbedarf ermöglichen.It is the object of the invention to indicate measures which enable a clutch unit to be produced inexpensively with a small installation space requirement.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Kupplungsaggregat mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved by a clutch unit with the features of claim 1. Preferred refinements of the invention are specified in the subclaims and the following description, which can each individually or in combination represent an aspect of the invention.

Eine Ausführungsform betrifft ein Kupplungsaggregat zum Kuppeln einer Motorwelle einer Brennkraftmaschine mit mindestens einer Getriebeeingangswelle, mit einer als trockene Reibungskupplung ausgestalteten Trockenkupplung zum Kuppeln der Motorwelle mit einer mit einem Rotor einer elektrischen Maschine gekoppelten Zwischenwelle, einer als nasse Reibungskupplung, insbesondere Doppelkupplung, ausgestalteten Nasskupplung zum Kuppeln der Zwischenwelle mit der mindestens einen Getriebeeingangswelle, einer mit der Trockenkupplung und der Nasskupplung verbundenen gemeinsamen Druckquelle zum Aufbau eines Betätigungsdruckes sowohl für die Trockenkupplung als auch für die Nasskupplung, wobei ein von der Druckquelle beaufschlagbarer Betätigungszylinder zur Betätigung der Trockenkupplung über einen Kraftverstärker zur Erhöhung der Kraftübersetzung mit der Trockenkupplung gekoppelt ist.One embodiment relates to a clutch unit for coupling a motor shaft of an internal combustion engine to at least one transmission input shaft, with a dry clutch designed as a dry friction clutch for coupling the motor shaft to an intermediate shaft coupled to a rotor of an electric machine, a wet clutch designed as a wet friction clutch, in particular a double clutch, for coupling the intermediate shaft with the at least one transmission input shaft, a common pressure source connected to the dry clutch and the wet clutch to build up an actuating pressure both for the dry clutch and for the wet clutch, with an actuating cylinder that can be acted upon by the pressure source for actuating the dry clutch via a booster to increase the power transmission connected to the dry clutch.

Durch das Kupplungsaggregat kann die Motorwelle der Brennkraftmaschine, welche insbesondere als Verbrennungsmotor ausgebildet ist, mittels der Nasskupplung, die insbesondere als Doppelkupplung ausgebildet ist, mit der Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeugs verbunden werden. Durch die der Nasskupplung vorgelagerten Zwischenwelle und der vorgelagerten Trockenkupplung, insbesondere einer Mehrscheibenkupplung, kann die Ankupplung oder Abkupplung von einer oder mehreren Antriebsmaschinen an der Zwischenwelle erfolgen. Insbesondere durch die Abkupplung der Brennkraftmaschine kann der mit der Zwischenwelle gekoppelte Rotor der elektrischen Maschine, die insbesondere als ein elektrisch angetriebener Elektromotor ausgebildet ist, ein durch die elektrische Maschine erzeugtes Drehmoment über die Nasskupplung an die Getriebeeingangswelle übertragen. Dadurch kann ein erhöhter oder ausschließlicher Fahranteil durch die elektrische Maschine realisiert werden. Die Trockenkupplung weist aufgrund ihrer Reibbeläge mit einem hohen Reibwert und den auf die Reibbeläge wirkenden hohen axialen Anpresskräften einen sehr guten Wirkungsgrad und gleichzeitig geringe Schleppverluste auf. Entsprechend kann die Trockenkupplung sehr viel kleiner ausgestaltet sein und trotzdem ein vergleichsweise hohes Drehmoment sicher übertragen. Dies begünstigt den Einsatz der platzsparenden Trockenkupplung in dem Kupplungsaggregat. Der Empfindlichkeit der Trockenkupplung gegenüber Verunreinigungen wird in der Regel mit dem Einsatz eines elektromechanischen Aktuators, der insbesondere ohne ein Druckmedium wie Hydrauliköl in der Lage ist die Trockenkupplung zu betätigen, entgegengewirkt. Der Einsatz der Trockenkupplung an der Zwischenwelle empfiehlt sich auch aufgrund der im Vergleich zu der an der Getriebeeingangswelle angeordneten Nasskupplung geringeren Anzahl an benötigten Betätigungsvorgängen. Die Trockenkupplung kann als zugedrückte Kupplung im unbetätigten Zustand offen ausgebildet sein und wird während des Betriebs der elektrischen Maschine nicht beaufschlagt. Die geringe Anzahl an Betätigungsvorgängen und die offene Stellung begünstigt die Verschleißbeständigkeit der Trockenkupplung. Die als nasse Reibungskupplung, insbesondere Doppelkupplung, ausgestaltete Nasskupplung zum Kuppeln der Zwischenwelle mit der Getriebeeingangswelle weist in der Regel größere Reibbeläge und einen kleineren Wirkungsgrad als die Trockenkupplung auf. Dies ist insbesondere auf den Einsatz von Öl und den dadurch resultierenden geringeren Reibwert der Reibbeläge zurückzuführen. In der Regel werden mehrere Reibbeläge axial hintereinander angeordnet, um die Reibfläche der einzelnen Reibbeläge in radialer Richtung klein zu halten und trotzdem ausreichend Reibfläche für die Übertragung eines hohen Drehmoments bereitzustellen. Durch die Anwendung von Öl als Kühlmedium kann die Temperatur in der Nasskupplung gesenkt und der Verschleiß minimiert werden. Die Nasskupplung eignet sich somit für den Einsatz an der Getriebeeingangswelle bei der viele Betätigungsvorgänge im Normalbetrieb erforderlich sind. Durch die mit der Trockenkupplung und der Nasskupplung verbundenen gemeinsamen Druckquelle zum Aufbau eines Betätigungsdruckes sowohl für die Trockenkupplung als auch für die Nasskupplung kann lediglich eine Druckquelle für die Betätigung der beiden Kupplungsarten im Kupplungsaggregat verwendet werden. Durch die Einsparung von Aktuatoren für jede einzelne Kupplung wird die Realisierung eins platzraumsparenden Kupplungsaggregats ermöglicht. Durch den von der Druckquelle beaufschlagbaren Betätigungszylinder zur Betätigung der Trockenkupplung, wobei der Betätigungszylinder über einen Kraftverstärker zur Erhöhung der Kraftübersetzung mit der Trockenkupplung gekoppelt ist, kann unabhängig von dem von der Druckquelle bereitgestellten Druck eine Betätigung der Trockenkupplung durch den Betätigungszylinder und den Kraftverstärker erfolgen. Durch den Druck der Druckquelle kann ein Betätigungskolben im Betätigungszylinder in axiale Richtung beaufschlagt werden. Die daraus resultierende axiale Verschiebung des Betätigungskolbens wirkt sich mittelbar oder unmittelbar auf die axiale Verschiebung des Kraftverstärkers aus. Dadurch kann die für die Betätigung der Nasskupplung erforderliche Kraft über die Kraftübersetzung des Kraftverstärkers bereitgestellt werden. Der benötigte Druck kann dabei durch die Dimensionierung des Kraftverstärkers und des Betätigungszylinders gesenkt werden und somit für beide Kupplungsarten genutzt werden. Durch die lediglich eine gemeinsame Druckquelle für die Betätigung der Trocken- und Nasskupplung und den zusätzlichen Kraftverstärker an der Trockenkupplung sind eine Verkleinerung des benötigten Bauraums sowie die Senkung der Herstellkosten des Kupplungsaggregats möglich.The motor shaft of the internal combustion engine, which is designed in particular as an internal combustion engine, can be connected to the transmission input shaft of a motor vehicle by means of the wet clutch, which is designed in particular as a double clutch, by means of the clutch unit. The coupling or decoupling of one or more drive machines on the intermediate shaft can take place through the intermediate shaft upstream of the wet clutch and the upstream dry clutch, in particular a multi-disk clutch. In particular, by decoupling the internal combustion engine, the rotor of the electric machine, which is coupled to the intermediate shaft and is designed in particular as an electrically driven electric motor, can transmit a torque generated by the electric machine to the transmission input shaft via the wet clutch. As a result, an increased or exclusive driving portion can be realized by the electric machine. Due to its friction linings with a high coefficient of friction and the high axial contact pressure forces acting on the friction linings, the dry clutch has a very high degree of efficiency and, at the same time, low drag losses. Accordingly, the dry clutch can be made much smaller and still reliably transmit a comparatively high torque. This favors the use of the space-saving dry clutch in the clutch unit. The sensitivity of the dry clutch to contamination is generally counteracted by using an electromechanical actuator, which is able to actuate the dry clutch, in particular without a pressure medium such as hydraulic oil. The use of the dry clutch on the intermediate shaft is also recommended due to the lower number of actuation processes required compared to the wet clutch on the transmission input shaft. The dry clutch can be designed as a pressed open clutch in the non-actuated state and is not acted upon during operation of the electric machine. The low number of operations and the open position favors the wear resistance of the dry clutch. The wet clutch designed as a wet friction clutch, in particular a double clutch, for coupling the intermediate shaft to the transmission input shaft generally has larger friction linings and less efficiency than the dry clutch. This is particularly due to the use of oil and the resulting lower coefficient of friction of the friction linings. As a rule, several friction linings are arranged axially one behind the other in order to keep the friction surface of the individual friction linings small in the radial direction and still provide sufficient friction surface for the transmission of a high torque. By using oil as a cooling medium, the temperature in the wet clutch can be lowered and wear minimized. The wet clutch is therefore suitable for use on the transmission input shaft where many actuation processes are required in normal operation. Through the one with the dry clutch and the Wet clutch associated common pressure source to build up an actuating pressure both for the dry clutch and for the wet clutch can be used only one pressure source for the actuation of the two types of clutch in the clutch unit. By saving actuators for each individual clutch, the realization of a space-saving clutch unit is made possible. The actuating cylinder, which can be acted upon by the pressure source to actuate the dry clutch, with the actuating cylinder being coupled to the dry clutch via a power booster to increase the power transmission, means that the dry clutch can be actuated by the actuating cylinder and the power booster independently of the pressure provided by the pressure source. An actuating piston in the actuating cylinder can be acted upon in the axial direction by the pressure from the pressure source. The resulting axial displacement of the actuating piston has a direct or indirect effect on the axial displacement of the booster. As a result, the force required to actuate the wet clutch can be provided via the force transmission of the booster. The required pressure can be reduced by dimensioning the power booster and the actuating cylinder and can therefore be used for both types of clutch. Due to the fact that there is only one common pressure source for the actuation of the dry and wet clutch and the additional power booster on the dry clutch, it is possible to reduce the space required and to reduce the manufacturing costs of the clutch unit.

Das Hybridmodul eines Kraftfahrzeugs weist eine Brennkraftmaschine, eine elektrische Maschine und ein Kupplungsaggregat auf, wobei das Kupplungsaggregat eine Trockenkupplung aufweist die dazu ausgebildet ist eine der beiden Antriebsmaschinen mit einer Zwischenwelle, die mit einer Getriebeeingangswelle über eine zweite Kupplung, insbesondere Nasskupplung, gekuppelt werden kann, zu kuppeln. Die Trockenkupplung ist in der Regel offen oder geschlossen ausgebildet und wird nur beim Ankuppeln oder Abkuppeln einer Antriebsmaschine betätigt. Bei einem erhöhten Fahranteil der elektrischen Maschine kann die Motorwelle der Brennkraftmaschine von der Zwischenwelle und somit auch von der Getriebeeingangswelle durch die Trockenkupplung getrennt werden. Dadurch kann lediglich das von der elektrischen Maschine erzeugte Drehmoment vom Rotor über die Zwischenwelle und die Nasskupplung an die Getriebeeingangswelle übertragen werden. Die Trockenkupplung wird in der Regel im geöffneten Zustand nicht beansprucht. Dadurch minimiert sich der Verschleiß der Trockenkupplung und die Trockenkupplung kann kleiner dimensioniert werden. Die Trockenkupplung kann dazu insbesondere als eine über eine Hebelfeder zugedrückte Kupplung ausgebildet sein. Diese kann, wenn sie nicht betätigt wird, in der Regel geöffnet sein und kein Drehmoment übertragen. Im betätigten Zustand kann die Hebelfeder der Trockenkupplung von einem Betätigungslager axial beaufschlagt werden. Die Kraft die für die Beaufschlagung notwendig ist kann von der Druckquelle bereitgestellt werden, wobei der Druck über den Betätigungszylinder und den Kraftverstärker eine Kraft auf das Betätigungslager überträgt. Die einwirkende Kraft am Betätigungslager kann durch den Kraftverstärker über eine Kraftübersetzung weiter gesteigert werden. Dadurch können der einwirkende Druck der Druckquelle, der Betätigungszylinder und der Kraftverstärker in Abhängigkeit von einander gewählt, vergrößert oder verkleinert werden. Dies begünstigt einen kleinen Bauraum und die Verwendung einer Druckquelle für beide Kupplungen im Kupplungsaggregat.The hybrid module of a motor vehicle has an internal combustion engine, an electric machine and a clutch unit, with the clutch unit having a dry clutch which is designed to connect one of the two drive units with an intermediate shaft which can be coupled to a transmission input shaft via a second clutch, in particular a wet clutch. to couple. The dry clutch is usually open or closed and is only actuated when coupling or uncoupling a drive machine. When the electric machine is driven more often, the motor shaft of the internal combustion engine can be separated from the intermediate shaft and thus also from the transmission input shaft by the dry clutch. As a result, only the torque generated by the electric machine can be transmitted from the rotor to the transmission input shaft via the intermediate shaft and the wet clutch. As a rule, the dry clutch is not stressed when it is open. This minimizes the wear on the dry clutch and the dry clutch can be dimensioned smaller. For this purpose, the dry clutch can be designed in particular as a clutch that is pressed shut by a lever spring. If it is not actuated, this can generally be open and not transmit any torque. In the actuated state, the lever spring of the dry clutch can be axially loaded by an actuating bearing. The force that is necessary for the loading can be provided by the pressure source, with the pressure transmitting a force to the actuating bearing via the actuating cylinder and the booster. The force acting on the actuation bearing can be further increased by the power booster via a power transmission. As a result, the acting pressure of the pressure source, the actuating cylinder and the power booster can be selected, increased or decreased depending on one another. This favors a small installation space and the use of one pressure source for both clutches in the clutch assembly.

Vorzugsweise ist der Betätigungszylinder, insbesondere eine axial verlaufende Mittellinie des Betätigungszylinders, zu einer Drehachse der Trockenkupplung radial versetzt angeordnet. Durch die radiale Beabstandung des Betätigungszylinders von der Drehachse der Trockenkupplung kann die Kraftübersetzung des Kraftverstärkers eingestellt werden. Der Betätigungszylinder kann einen in einem Zylindergehäuse geführten Betätigungskolben mit einer durch den Druck der Druckquelle beaufschlagbaren Wirkfläche aufweisen, wobei die Größe der Wirkfläche des Betätigungskolbens in Abhängigkeit des bereitgestellten Druckes der Druckquelle und der Kraftübersetzung des Kraftverstärkers dimensionierbar ist. Insbesondere kann dadurch die Größe der Wirkfläche durch zunehmende Beabstandung des Betätigungszylinders von der Drehachse der Trockenkupplung und der damit einhergehenden Erhöhung der Kraftübersetzung des Kraftverstärkers minimiert werden.The actuating cylinder, in particular an axially running center line of the actuating cylinder, is preferably arranged radially offset with respect to an axis of rotation of the dry clutch. The power transmission of the booster can be adjusted by the radial spacing of the actuating cylinder from the axis of rotation of the dry clutch. The actuating cylinder can have an actuating piston guided in a cylinder housing with an effective surface that can be acted upon by the pressure from the pressure source, the size of the effective surface of the actuating piston being dimensionable depending on the pressure provided by the pressure source and the power transmission of the booster. In particular, the size of the effective surface can be minimized by increasing the distance between the actuating cylinder and the axis of rotation of the dry clutch and the associated increase in the power transmission of the booster.

Insbesondere ist der Betätigungszylinder radial außerhalb zu der Trockenkupplung angeordnet. Die Trockenkupplung kann durch die radiale Auslagerung des Betätigungszylinders sicher gegen das Eindringen von austretenden Gasen oder Hydrauliköl räumlich von dem Betätigungszylinder beabstandet werden. Die Anordnung des Betätigungszylinders außerhalb der Trockenkupplung begünstigt die Verkleinerung des benötigten Bauraums der Trockenkupplung. Der Betätigungszylinder kann aus einem Innenraum des, insbesondere als Hybridmodul ausgestalteten, Kupplungsaggregats herausverlagert werden, so dass Bauraumkonflikte vermieden werden können ein besonders kompakter und bauraumsparender Aufbau des Kupplungsaggregats ermöglicht ist. Der Betätigungszylinder kann sich außerhalb der Trockenkupplung an einer geeigneten Stelle im Kupplungsaggregat in axialer Richtung erstrecken und über den Kraftverstärker mit der Trockenkupplung in Eingriff stehen.In particular, the actuating cylinder is arranged radially outside of the dry clutch. The dry clutch can be spatially spaced from the actuating cylinder by the radial displacement of the actuating cylinder, safely preventing the ingress of escaping gases or hydraulic oil. The arrangement of the actuating cylinder outside of the dry clutch favors the reduction of the space required for the dry clutch. The actuating cylinder can be shifted out of an interior of the clutch unit, which is designed in particular as a hybrid module, so that space conflicts can be avoided and a particularly compact and space-saving design of the clutch unit is made possible. The actuating cylinder can be located outside of the dry clutch at a suitable point in the clutch assembly in the axial direction extend and engage with the dry clutch via the booster.

Besonders bevorzugt ist der Betätigungszylinder in axialer Richtung zu der Trockenkupplung beabstandet angeordnet, wobei ein axialer Abstand des Betätigungszylinders zu der Trockenkupplung durch den Kraftverstärker überbrückt ist. Durch die axiale Beabstandung des Betätigungszylinders von der Trockenkupplung kann der Kraftverstärker mittels des Betätigungskolbens des Betätigungszylinders in axialer Richtung beaufschlagbar werden. Insbesondere kann durch die axiale Beabstandung ein größerer Axialweg für die Kraftverstärkung bereitgestellt werden. Dadurch kann eine größere Hebelwirkung und ein größerer Betätigungsweg des Kraftverstärkers erreicht werden. Es können insbesondere Bauraumanforderungen in axialer Richtung berücksichtigt werden und der Betätigungszylinder von platzeinnehmenden Komponenten der Trockenkupplung weiter beabstandet werden.The actuating cylinder is particularly preferably arranged at a distance from the dry clutch in the axial direction, with an axial distance between the actuating cylinder and the dry clutch being bridged by the booster. Due to the axial spacing of the actuating cylinder from the dry clutch, the booster can be acted upon in the axial direction by means of the actuating piston of the actuating cylinder. In particular, a greater axial path for the force amplification can be provided by the axial spacing. As a result, greater leverage and a greater actuation path of the power booster can be achieved. In particular, installation space requirements in the axial direction can be taken into account and the actuating cylinder can be spaced further away from the space-consuming components of the dry clutch.

Insbesondere ist die Druckquelle über mindestens eine Drehdurchführung mit mindestens einem Kupplungskolben zur Betätigung der Nasskupplung verbunden. Die Drehdurchführung weist ein statisches Eingangselement mit einer relativ zu dem Eingangselement drehbar gelagerten Rotationswelle auf. Die Rotationswelle kann Achsparallel oder koaxial zu der Zwischenwelle und/oder der Getriebeeingangswelle angeordnet und mit dem Kupplungskolben der Nasskupplung mittelbar oder unmittelbar verbunden werden. Durch die Drehdurchführung kann die um ihre Rotationsachse drehende Nasskupplung mit der Druckquelle mittelbar oder unmittelbar verbunden werden und der Druck zur Betätigung der Nasskupplung von dem statischen Eingangselement auf die drehbar gelagerte Rotationswelle der Drehdurchführung übertragen werden. Die Drehdurchführung kann zwischen dem statischen Eingangselement und der drehbar gelagerten Rotationswelle Kanäle zur Aufnahme eines Druckmediums aufweisen, wobei die Kanäle durch Dichtungen zur Abdichtung der Drehdurchführung zwischen dem statischen Eingangselement und der drehbar gelagerten Rotationswelle in axialer Richtung begrenzt sind. Die Dichtungen können verhindern, dass das Druckmedium ungehindert austreten kann und der benötigte Druck zur Betätigung der Nasskupplung abfällt. Ein toleranzbedingter Austritt des Druckmediums, insbesondere eines als Hydrauliköl ausgebildeten Druckmediums, kann zur Schmierung und/oder zur Kühlung der Nasskupplung verwendet werden und wirkt sich in der Nasskupplung nicht nachteilig für deren Funktionsweise aus. Die Drehdurchführung kann insbesondere als Teil der Nasskupplung zumindest teilweise in einem Gehäuse der Nasskupplung integriert sein.In particular, the pressure source is connected via at least one rotary feedthrough to at least one clutch piston for actuating the wet clutch. The rotary feedthrough has a static input element with a rotary shaft that is rotatably mounted relative to the input element. The rotary shaft can be arranged parallel to the axis or coaxially to the intermediate shaft and/or the transmission input shaft and can be connected directly or indirectly to the clutch piston of the wet clutch. Through the rotary feedthrough, the wet clutch rotating about its axis of rotation can be connected directly or indirectly to the pressure source and the pressure for actuating the wet clutch can be transmitted from the static input element to the rotatably mounted rotary shaft of the rotary feedthrough. The rotary feedthrough can have channels for receiving a pressure medium between the static input element and the rotatably mounted rotary shaft, the channels being delimited in the axial direction by seals for sealing the rotary feedthrough between the static input element and the rotatably mounted rotary shaft. The seals can prevent the pressure medium from escaping unhindered and the pressure required to actuate the wet clutch from dropping. A tolerance-related escape of the pressure medium, in particular a pressure medium designed as hydraulic oil, can be used for lubricating and/or cooling the wet clutch and does not have a disadvantageous effect on the functioning of the wet clutch. The rotary feedthrough can be at least partially integrated in a housing of the wet clutch, in particular as part of the wet clutch.

Vorzugsweise ist der Kraftverstärker als Verstärkerhebel ausgestaltet, wobei insbesondere der Verstärkerhebel an einer Lagerstelle drehbar gelagert ist. Durch den als Verstärkerhebel ausgebildeten Kraftverstärker kann eine durch den Betätigungszylinder eingeleitete und über den Kraftverstärker übertragene Krafteinwirkung auf die Trockenkupplung gemäß der Hebelwirkung durch die Länge des Verstärkerhebels und die Position der Lagerstelle gesteigert oder gesenkt werden. Mittels der durch die Ausgestaltung des Kraftverstärkers einstellbaren Kraftübersetzung kann bei einem gleichbleibenden Druck der Druckquelle, der Betätigungszylinder kleiner dimensioniert werden. Dies begünstigt die Verkleinerung des erforderlichen Bauraums und den zur Betätigung der Trockenkupplung notwendigen Druck zur Beaufschlagung des Betätigungszylinders des Kupplungsaggregats.The power booster is preferably designed as a booster lever, with the booster lever in particular being rotatably mounted at a bearing point. The force booster designed as a booster lever can increase or decrease a force on the dry clutch introduced by the actuating cylinder and transmitted via the booster according to the leverage effect due to the length of the booster lever and the position of the bearing point. By means of the force transmission, which can be adjusted by the design of the power booster, the actuating cylinder can be dimensioned smaller with a constant pressure of the pressure source. This favors the reduction of the required installation space and the pressure required to actuate the dry clutch to act on the actuating cylinder of the clutch unit.

Besonders bevorzugt weist der Kraftverstärker mindestens zwei separate Verstärkerstufen auf, wobei insbesondere die jeweilige Verstärkerstufe einen Verstärkerhebel aufweist. Die Verstärkerhebel können kraftabhängige Materialstärken und positionsabhängige Geometrien aufweisen. Die Verstärkerhebel können als längliche Hebel ausgebildet und an einer Position drehgelagert angeordnet sein. Die Kraftübertragung kann durch axiale Beaufschlagung durch den Betätigungszylinder mittels Hebelwirkung an dem Betätigungslager erfolgen. Durch die mindestens zwei separaten Verstärkerstufen, insbesondere bei parallel zueinander angeordneten Verstärkerstufen, kann die Kraftübertragung aufgeteilt und die jeweiligen Verstärkerhebel kleiner dimensioniert werden. Bei insbesondere hintereinander geschalteten Verstärkerstufen kann die axiale Verschiebung der jeweiligen Verstärkerhebel, die von der Länge der Verstärkerhebel und dem radialen Abstand des Betätigungszylinders von der Drehachse der Trockenkupplung abhängig ist, minimiert werden. Dies begünstigt die Verkleinerung des benötigten Bauraums, insbesondere axialen Bauraums, des Kupplungsaggregats.The power booster particularly preferably has at least two separate booster stages, with the respective booster stage in particular having a booster lever. The amplifier levers can have force-dependent material thicknesses and position-dependent geometries. The booster levers can be designed as elongated levers and can be arranged in a pivoted manner at one position. The force can be transmitted by axial loading by the actuating cylinder by means of leverage on the actuating bearing. Due to the at least two separate amplifier stages, in particular in the case of amplifier stages arranged parallel to one another, the power transmission can be divided up and the respective amplifier levers can be dimensioned smaller. In particular in the case of booster stages connected in series, the axial displacement of the respective booster lever, which is dependent on the length of the booster lever and the radial distance of the actuating cylinder from the axis of rotation of the dry clutch, can be minimized. This favors the reduction of the space required, in particular axial space, of the clutch unit.

Insbesondere ist die Druckquelle ausgestaltet als maximalen Druck einen Niederdruck p bereitzustellen, wobei für den Niederdruck p 1 bar < p < 40 bar, insbesondere 10 bar ≤ p ≤ 20 bar und vorzugsweise p = 15 bar ± 2 bar gilt. Durch die gemeinsame Druckquelle für die Trockenkupplung und die Nasskupplung kann derselbe maximale Druck zur Betätigung beider Kupplungen verwendet werden. Vorteilhafterweise kann der maximale Druck durch die Anordnung des Kraftverstärkers an der Trockenkupplung erheblich gesenkt werden. Durch einen geringeren maximalen Druck kann die Dichtigkeit zwischen dem statischen Eingangselement und der drehbar gelagerten Rotationswelle der Drehdurchführung verbessert werden.In particular, the pressure source is designed to provide a low pressure p as the maximum pressure, where the low pressure p is 1 bar<p<40 bar, in particular 10 bar≦p≦20 bar and preferably p=15 bar±2 bar. The common pressure source for the dry clutch and the wet clutch means that the same maximum pressure can be used to actuate both clutches. Advantageously, the maximum pressure can be significantly reduced by arranging the power booster on the dry clutch. The tightness between the static input element and the rotatably mounted rotary shaft of the rotary feedthrough can be improved by a lower maximum pressure.

Vorzugsweise umfasst der Betätigungszylinder einen Wegmesssensor zur Einstellung eines maximalen Übertragungsmoments in der Trockenkupplung. Das Übertragungsmoment wirkt als Anpressdruck auf die Reibbeläge der Trockenkupplung über die Hebelfeder die von dem Betätigungslager axial beaufschlagt wird. Der Wegmesssensor kann insbesondere die Position des Betätigungskolbens messen und Positionsdaten an eine Steuerung zur Auswertung und Ansteuerung der Druckquelle und/oder eines Druckregelventils weiterleiten. Durch den Wegmesssensor wird eine axiale Verschiebung des Betätigungskolbens gemessen und sichergestellt, dass die axiale Verschiebung des Betätigungskolbens der minimal notwendigen Verschiebung zur Betätigung der Trockenkupplung entspricht.The actuating cylinder preferably includes a displacement sensor for setting a maximum transmission torque in the dry clutch. The transmission torque acts as contact pressure on the friction linings of the dry clutch via the lever spring, which is axially loaded by the actuating bearing. The path measuring sensor can in particular measure the position of the actuating piston and forward position data to a controller for evaluating and controlling the pressure source and/or a pressure control valve. An axial displacement of the actuating piston is measured by the displacement sensor and it is ensured that the axial displacement of the actuating piston corresponds to the minimum displacement required to actuate the dry clutch.

Besonders bevorzugt greift der Kraftverstärker über ein Betätigungslager an der relativ zu dem Kraftverstärker und zu dem Betätigungszylinder drehbaren Trockenkupplung an. Bevorzugt weist die Trockenkupplung eine Tellerfeder oder eine Hebelfeder, die durch das Betätigungslager axial beaufschlagt wird, auf. Durch die Tellerfeder oder Hebelfeder kann eine zusätzliche Kraftübersetzung in der Trockenkupplung erzeugt werden. Dadurch kann der maximale Druck der Druckquelle weiter gesenkt werden und/oder der Betätigungszylinder und/oder der Kraftverstärker kleiner dimensioniert werden. Dies begünstigt einen kleinen Bauraum und eine lange Betriebsdauer des Kupplungsaggregats.Particularly preferably, the power booster acts via an actuating bearing on the dry clutch, which is rotatable relative to the power booster and the actuating cylinder. The dry clutch preferably has a disk spring or a lever spring which is axially loaded by the actuating bearing. An additional power transmission can be generated in the dry clutch by means of the plate spring or lever spring. As a result, the maximum pressure of the pressure source can be reduced further and/or the actuating cylinder and/or the booster can be made smaller. This favors a small space and a long service life of the clutch unit.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eins bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:

1: eine schematische Prinzipdarstellung einer Ausführungsform eines Kupplungsaggregats.

In the following, the invention is explained by way of example with reference to the attached drawing using a preferred exemplary embodiment, it being possible for the features presented below to represent an aspect of the invention both individually and in combination. It shows:

1 : a schematic basic representation of an embodiment of a clutch unit.

Das in 1 dargestellte als Hybridmodul 10 ausgestaltete Kupplungsaggregat kann in einem Antriebsstrang eines Hybrid-Kraftfahrzeugs verwendet werden, um eine Brennkraftmaschine und eine elektrische Maschine mit einem, insbesondere als Doppelkupplungsgetriebe ausgestalteten, Kraftfahrzeuggetriebe zu koppeln. Hierzu kann ein in der Brennkraftmaschine erzeigtes Drehmoment über eine insbesondere als Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors ausgestaltete Motorwelle in das Hybridmodul 10 eingeleitet werden. Insbesondere werden in dem Hybridmodul 10 eine Trockenkupplung 12 und eine Nasskupplung 14 mittels einer gemeinsamen Druckquelle 16 betätigt. Hierzu weist das Kupplungsaggregat einen durch Druck beaufschlagbaren Betätigungszylinder 18 und einen mit dem Betätigungszylinder 18 koppelbaren Kraftverstärker 20 zur Betätigung der Trockenkupplung 12 auf. Die Druckquelle 16 stellt den dazu benötigten Druck über die Druckversorgungsleitungen 22 bereit. Die Höhe des benötigten Drucks ist insbesondere mittels des Druckregelventils 24, welches zwischen der Druckquelle 16 und dem Betätigungszylinder 18 angeordnet ist, einstellbar.This in 1 The clutch assembly shown as a hybrid module 10 can be used in a drive train of a hybrid motor vehicle in order to couple an internal combustion engine and an electric machine to a motor vehicle transmission designed in particular as a double-clutch transmission. For this purpose, a torque generated in the internal combustion engine can be introduced into the hybrid module 10 via a motor shaft designed in particular as a crankshaft of an internal combustion engine. In particular, a dry clutch 12 and a wet clutch 14 are actuated in hybrid module 10 by means of a common pressure source 16 . For this purpose, the clutch assembly has an actuating cylinder 18 that can be pressurized and a power booster 20 that can be coupled to the actuating cylinder 18 for actuating the dry clutch 12 . The pressure source 16 provides the pressure required for this via the pressure supply lines 22 . The level of the required pressure can be adjusted in particular by means of the pressure control valve 24 which is arranged between the pressure source 16 and the actuating cylinder 18 .

Der Kraftverstärker 20 kann mindestens eine Verstärkerstufe mit mindestens einem Verstärkerhebel umfassen. Der Kraftverstärker 20 ist axial zwischen dem Betätigungszylinder 18 und dem Betätigungslager 36 angeordnet. Durch eine axiale Beaufschlagung des Kraftverstärkers 20 durch den Betätigungszylinder 18 ist über den drehbar gelagerten Kraftverstärker 20 mittels Hebelwirkung das Betätigungslager 36 axial beaufschlagbar. Durch die Länge des Kraftverstärkers 20 ist die Kraftübersetzung einstellbar. Durch eine große Kraftübersetzung des Kraftverstärkers 20 können der Druck der Druckquelle 16 und der Betätigungszylinder 18 kleiner dimensioniert werden.The booster 20 can include at least one booster stage with at least one booster lever. The power booster 20 is arranged axially between the actuating cylinder 18 and the actuating bearing 36 . By an axial loading of the power booster 20 by the actuating cylinder 18, the actuating bearing 36 can be axially loaded via the rotatably mounted power booster 20 by means of leverage. The power transmission can be adjusted by the length of the power amplifier 20 . The pressure of the pressure source 16 and the actuating cylinder 18 can be made smaller due to a large power transmission of the power booster 20 .

Der Betätigungszylinder 18 weist einen axial verschiebbaren Betätigungskolben 26 mit einer druckbeaufschlagten Wirkfläche 28 auf. Ein am Betätigungszylinder 18 angebrachter Wegmesssensor 30 zur Positionsbestimmung des Betätigungskolbens 26 leitet die gemessenen Positionsdaten an eine Steuerung 32 weiter. Die Steuerung 32 ist dazu ausgebildet die empfangenen Positionsdaten auszuwerten und bei Bedarf die Druckquelle 16 und/oder das Druckregelventil 24 zur Einstellung des benötigten Drucks anzusteuern.The actuating cylinder 18 has an axially displaceable actuating piston 26 with an effective surface 28 that is pressurized. A path measuring sensor 30 attached to the actuating cylinder 18 for determining the position of the actuating piston 26 forwards the measured position data to a controller 32 . The controller 32 is designed to evaluate the received position data and, if necessary, to activate the pressure source 16 and/or the pressure control valve 24 to set the required pressure.

Die Trockenkupplung 12 ist insbesondere als eine über eine Hebelfeder 34 zugedrückte Kupplung ausgebildet. Diese ist im nichtbetätigten Zustand geöffnet und überträgt somit kein Drehmoment. Im betätigten Zustand ist die Hebelfeder 34 der Trockenkupplung 12 von einem Betätigungslager 36 axial beaufschlagbar.The dry clutch 12 is designed in particular as a clutch that is pressed closed by a lever spring 34 . This is open when not actuated and therefore does not transmit any torque. In the actuated state, the lever spring 34 of the dry clutch 12 can be acted upon axially by an actuating bearing 36 .

Die Nasskupplung 14 ist insbesondere als Doppelkupplung ausgebildet und weist eine Drehdurchführung 38 auf. Die Drehdurchführung 38 leitet den benötigten Druck zur Betätigung der Nasskupplung 14 über ein statisches Eingangselement in eine drehbar gelagerte Rotationswelle und von der drehbar gelagerten Rotationswelle mittelbar oder unmittelbar an einen Kupplungskolben 40 der Nasskupplung 14 weiter.The wet clutch 14 is designed in particular as a double clutch and has a rotary feedthrough 38 . The rotary feedthrough 38 forwards the pressure required to actuate the wet clutch 14 via a static input element into a rotatably mounted rotary shaft and from the rotatably mounted rotary shaft directly or indirectly to a clutch piston 40 of the wet clutch 14 .

Die Nasskupplung 14 ist insbesondere als Lammellenkupplung 42 ausgebildet. Dadurch können die Reibbeläge axial hintereinander gestapelt und gemeinsam gekuppelt werden. Dadurch erhöht sich insgesamt die relative Reibfläche der Nasskupplung zur maximalen Drehmomentübertragung. Bauraum in radialer Richtung kann somit eingespart werden.The wet clutch 14 is designed in particular as a multi-plate clutch 42 . As a result, the friction linings can be stacked one behind the other in the axial direction and coupled together. This increases the relative friction surface of the wet clutch overall tion for maximum torque transmission. Installation space in the radial direction can thus be saved.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Kupplungsaggregatclutch unit
1212: Trockenkupplungdry clutch
1414: Nasskupplungwet clutch
1616: Druckquellepressure source
1818: Betätigungszylinderactuating cylinder
2020: Kraftverstärkerpower booster
2222: Druckversorgungsleitungpressure supply line
2424: Druckregelventilpressure control valve
2626: Betätigungskolbenactuating piston
2828: Wirkflächeeffective area
3030: Wegmesssensordisplacement sensor
3232: Steuerungsteering
3434: Hebelfederlever spring
3636: Betätigungslageractuation bearing
3838: Drehdurchführungrotary joint
4040: Kupplungskolbenclutch piston
4242: Lamellenkupplungmulti-plate clutch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102009059944 A1 [0002]

Claims

Clutch assembly for coupling a motor shaft of an internal combustion engine with at least one transmission input shaft a dry clutch (12) configured as a dry friction clutch for coupling the motor shaft to an intermediate shaft coupled to a rotor of an electrical machine, a wet clutch (14) designed as a wet friction clutch, in particular a double clutch, for coupling the intermediate shaft to the at least one transmission input shaft, a common pressure source (16) connected to the dry clutch (12) and the wet clutch (14) to build up an actuating pressure both for the dry clutch (12) and for the wet clutch (14), an actuating cylinder (18) which can be acted upon by the pressure source (16) for actuating the dry clutch (12) is coupled to the dry clutch (12) via a power booster (20) to increase the power transmission.

clutch assembly claim 1 characterized in that the actuating cylinder (18), in particular an axially running center line of the actuating cylinder (18)s, is arranged radially offset relative to an axis of rotation of the dry clutch (12).

clutch assembly claim 2 characterized in that the actuating cylinder (18) is arranged radially outwards of the dry clutch (12).

Clutch unit according to one of Claims 1 until 3 characterized in that the actuating cylinder (18) is arranged at a distance from the dry clutch (12) in the axial direction, with an axial distance between the actuating cylinder (18) and the dry clutch (12) being bridged by the power booster (20).

Clutch unit according to one of Claims 1 until 4 characterized in that the pressure source (16) is connected via at least one rotary feedthrough (38) to at least one clutch piston (40) for actuating the wet clutch (14).

Clutch unit according to one of Claims 1 until 5 characterized in that the power booster (20) is designed as a booster lever, with the booster lever in particular being rotatably mounted at a bearing point.

Clutch unit according to one of Claims 1 until 6 characterized in that the power booster (20) has at least two separate booster stages, with each booster stage in particular having a booster lever.

Clutch unit according to one of Claims 1 until 7 characterized in that the pressure source (16) is designed to provide a low pressure p as the maximum pressure, with the low pressure p1 bar<p<40 bar, in particular 10 bar≦p≦20 bar and preferably p=15 bar ±2 bar .

Clutch unit according to one of Claims 1 until 8th characterized in that the actuating cylinder (18) comprises a displacement sensor (30) for setting a maximum transmission torque in the dry clutch (12).

Clutch unit according to one of Claims 1 until 9 characterized in that the power booster (20) acts via an actuating bearing (36) on the dry clutch (12) which is rotatable relative to the power booster (20) and to the actuating cylinder (18).