DE102021106751B3

DE102021106751B3 - Kupplungseinrichtung

Info

Publication number: DE102021106751B3
Application number: DE102021106751.0A
Authority: DE
Inventors: Dirk Hofstetter
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2022-08-18
Anticipated expiration: 2041-03-20
Also published as: CN115111281A

Abstract

Kupplungseinrichtung, umfassend eine erste Kupplung (2) mit einem ersten Lamellenpaket (3), eine zweite Kupplung (13) mit einem zum ersten Lamellenpaket (14) axial versetzten zweiten Lamellenpaket, sowie eine dritte Kupplung (23) mit einem dritten Lamellenpaket (24), das radial innerhalb des ersten Lamellenpakets (3) angeordnet ist, wobei das erste Lamellenpaket (3) über einen ersten Innenlamellenträger (7) mit einer ersten Getriebeeingangswelle (34) und das zweite Lamellenpaket (14) über einen zweiten Lamellenträger (17) mit einer die erste Getriebeeingangswelle (34) radial umschließenden zweiten Getriebeeingangswelle (35) gekoppelt ist, sowie mit einem drehbar auf der zweiten Getriebeeingangswelle (35) gelagerten Rotor (38), wobei am Rotor (38) eine gemeinsame radiale Kühlmittelzuführbohrung (40) vorgesehen ist, an die sich eine das Kühlmittel führende und verteilende Kanalstruktur anschließt, über die das Kühlmittel (KS) in einen ersten Kühlmittelstrom (KS1) und einen zweiten Kühlmittelstrom (KS2) aufteilbar ist, wobei über die Kanalstruktur der erste Kühlmittelstrom (KS1) einem radial innerhalb des dritten Lamellenpakets (24) liegenden ersten Kupplungsbereich (54) und der zweite Kühlmittelstrom (KS2) einem radial innerhalb des zweiten Lamellenpakets (14) liegenden zweiten Kupplungsbereich (55) zuführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung, umfassend eine erste Kupplung mit einem ersten Lamellenpaket, eine zweite Kupplung mit einem zum ersten Lamellenpaket axial versetzten zweiten Lamellenpaket, sowie eine dritte Kupplung mit einem dritten Lamellenpaket, das radial innerhalb des ersten Lamellenpakets angeordnet ist, wobei das erste Lamellenpaket über einen ersten Innenlamellenträger mit einer ersten Getriebeeingangswelle und das zweite Lamellenpaket über einen zweiten Innenlamellenträger mit einer die erste Getriebeeingangswelle radial umschließenden zweiten Getriebeeingangswelle gekoppelt ist, sowie mit einem drehbar auf der zweiten Getriebeeingangswelle gelagerten Rotor.
Eine derartige Kupplungseinrichtung, also eine Dreifachkupplung, kommt beispielsweise in Hybridfahrzeugen respektive Hybridmodulen zum Einsatz, bei denen sowohl ein Verbrennungsmotor als auch eine elektrische Maschine mit einem Getriebe zu koppeln sind. Die drei vorgesehenen Kupplungen dienen dabei unterschiedlichen Zwecken. Über die erste Kupplung, üblicherweise K1-Kupplung genannt, sowie die zweite Kupplung, üblicherweise K2-Kupplung genannt, ist es möglich, das entweder von dem Verbrennungsmotor, von der Elektromaschine oder von beiden eingetragene Drehmoment auf eine der beiden Getriebeeingangswellen zu verteilen, wobei jede Getriebeeingangswelle mit definierten Getriebestufen verbunden ist. Die dritte Kupplung, üblicherweise KO-Kupplung genannt, dient dazu, reversibel den Verbrennungsmotor an- oder abzukuppeln. Die grundsätzliche Funktion einer solchen Dreifachkupplung respektive eines solchen Hybridmoduls ist bekannt.
Eine solche Dreifachkupplung zeichnet sich dadurch aus, dass die drei Kupplungen geschachtelt sind. Es findet sich sowohl eine radiale als auch eine axiale Schachtelung. Die erste und die dritte Kupplung sind radial geschachtelt, wobei die dritte Kupplung respektive das dritte Lamellenpaket radial innerhalb der ersten Kupplung respektive innerhalb des ersten Lamellenpakets angeordnet ist. Dagegen sind die erste und die zweite Kupplung axial geschachtelt, das heißt, dass die zweite Kupplung respektive das zweite Lamellenpaket axial versetzt zur ersten Kupplung respektive zum ersten Lamellenpaket angeordnet ist.
Bekanntlich sind die einzelnen Kupplungen zu kühlen, wozu ein entsprechendes Kühlfluid zu den Kupplungen geführt wird. Hierbei handelt es sich üblicherweise um ein Kühlöl, das von außerhalb zugeführt wird. Die Zuführung erfolgt üblicherweise über den Rotor in entsprechende Kanäle, sodass sich entsprechende Kühlmittelströme ausbilden, die zu den einzelnen Kupplungen geführt werden. Dabei können die beiden radial geschachtelten Kupplungen, also die erste und die dritte Kupplung, über einen gemeinsamen Kühlmittelstrom versorgt werden, da das Kühlmittel bei einer Rotation aufgrund der wirkenden Zentrifugalkräfte radial nach außen geschleudert wird und demzufolge bei radial innen liegender Zuführung zur innen liegenden dritten Kupplung und über diese zur außen liegenden ersten Kupplung gelangt. Die Kühlung der axial versetzten zweiten Kupplung hingegen erfolgt über einen separaten Kühlmittelstrom. Hierzu sind rotorseitig separate Kühlmittelzuführbohrungen vorgesehen, die jeweils in separate, nachgeschaltete Kanalstrukturen münden, sodass bereits von der Zuführseite her zwei separate Kühlmittelströme zugeführt werden, die dann als separate Ströme weitergeleitet werden.
Als weiterer Stand der Technik wird auf die DE 10 2019 104 074 A1 verwiesen.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte, kompaktere Kupplungseinrichtung anzugeben.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Kupplungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass am Rotor eine gemeinsame radiale Kühlmittelzuführbohrung vorgesehen ist, an die sich eine das Kühlmittel führende und verteilende Kanalstruktur anschließt, über die das Kühlmittel in einen ersten Kühlmittelstrom und einen zweiten Kühlmittelstrom aufteilbar ist, wobei über die Kanalstruktur der erste Kühlmittelstrom einem radial innerhalb des dritten Lamellenpakets liegenden ersten Kupplungsbereich und der zweite Kühlmittelstrom einem radial innerhalb des zweiten Lamellenpakets liegenden zweiten Kupplungsbereich zuführbar ist.
Erfindungsgemäß ist am Rotor nur eine einzige radiale Kühlmittelzuführbohrung vorgesehen, über die das gesamte Kühlmittelvolumen, das der Kühlung aller drei Kupplungen dient, zugeführt wird. Das heißt, dass am Rotor nur eine solche Bohrung auszubilden ist, nicht aber wie bisher zwei, sodass der Rotor axial kürzer ausgelegt werden kann, verglichen mit der bisherigen Ausgestaltung im Stand der Technik, wo eine deutlich längere Drehdurchführung mit den beiden Kühlmittelzuführbohrungen vorzusehen ist.
Die erfindungsgemäße, der einen gemeinsamen Kühlmittelzuführbohrung nachgeschaltete Kanalstruktur unterscheidet sich demzufolge ebenfalls von bisher bekannten Ausführungen, nachdem über diese Kanalstruktur zum einen zunächst das gesamte Kühlmittelvolumen weitergeführt wird, die Kanalstruktur dann aber derart ausgelegt ist, dass eine definierte Aufteilung respektive Verzweigung des Kühlmittelstroms in zwei separate Teilströme, also einen ersten und einen zweiten Kühlmittelstrom, erfolgt. Die jeweiligen Kühlmittelströme werden über die Kanalstruktur unterschiedlichen Kupplungsbereichen zugeführt, also in Bereiche geführt, aus denen dann das Kühlmittel des jeweiligen Stromes gezielt entweder den beiden radial geschachtelten Kupplungen oder der einen axial versetzten Kupplung zugeführt wird.
Insgesamt ergibt sich daher ein kompakterer Aufbau, da einerseits der Rotor respektive der Bereich der Drehdurchführung kürzer und daher kompakter ausgeführt werden kann. Andererseits kann auch die sich ergebende Kanalstruktur kompakter ausgeführt werden, da die Kanalstruktur zunächst das gesamte Kühlmittel führt, und erst anschließend die eigentliche Verzweigung erfolgt.
In einer konkreteren Ausgestaltung der Kanalstruktur kann vorgesehen sein, dass die Kühlmittelzuführbohrung in einem ersten Ringspalt zwischen dem Rotor und der zweiten Getriebeeingangswelle mündet, die mit wenigstens einer radialen ersten Kühlmittelbohrung versehen ist, die in dem ersten Ringspalt und einem zwischen der ersten und der zweiten Getriebeeingangswelle vorgesehenen zweiten Ringspalt mündet, wobei zur Ausbildung und Ableitung des zweiten Kühlmittelstroms aus dem zweiten Ringspalt an der zweiten Getriebeeingangswelle wenigstens eine radiale zweite Kühlmittelbohrung vorgesehen ist, die mit dem zweiten Kupplungsbereich kommuniziert, und wobei zur Ausbildung und Ableitung des ersten Kühlmittelstroms der zweite Ringspalt mit wenigstens einer axialen dritten Kühlmittelbohrung in einer Nabe des ersten Innenlamellenträgers oder einem axialen Durchgang in der Nabenverzahnung des ersten Innenlamellenträgers kommuniziert, welche dritte Kühlmittelbohrung oder Durchgang mit dem ersten Kupplungsbereich kommuniziert. Die Kanalstruktur umfasst also einen ersten Ringspalt zwischen Rotor und der außen liegenden zweiten Getriebewelle, wobei das Kühlmittel über die rotorseitige Kühlmittelzuführbohrung zunächst in diesen ersten Ringspalt gelangt. Über eine erste Kühlmittelbohrung in der zweiten Getriebeeingangswelle gelangt das Kühlmittel in einen zweiten Ringspalt, der sich zwischen den beiden Getriebewellen axial erstreckt. Im ersten und zweiten Ringspalt wird zunächst das gesamte Kühlmittelvolumen geführt. Aus dem zweiten Ringspalt heraus findet dann die eigentliche Verzweigung in den ersten und zweiten Kühlmittelstrom statt. Hierzu ist wenigstens eine radiale zweite Kühlmittelbohrung an der zweiten Getriebeeingangswelle vorgesehen, über die der zweite Kühlmittelstrom aus dem Ringspalt wieder radial nach außen abgeleitet wird. Diese zweite Kühlmittelbohrung kommuniziert mit dem radial innerhalb der zweiten Kupplung liegenden Kupplungsbereich, sodass das hierüber abgezogene Kühlmittelteilvolumen der zweiten Kupplung zugeführt werden kann. Der verbleibende Kühlmittelteilstrom, der den ersten Kühlmittelstrom bildet, fließt axial weiter im zweiten Ringspalt und gelangt in wenigstens eine in der Nabe des ersten Lamellenträgers, die auf der ersten Getriebeeingangswelle verzahnt aufsitzt, ausgebildete axiale dritte Kühlmittelbohrung. Alternativ kann auch ein Durchgang in der Nabe des Innenlamellenträgers, z.B. gebildet durch einen oder mehrere weggelassene Zähne der Verzahnung, gebildet sein. Diese Bohrung oder dieser Durchgang wiederum kommuniziert mit dem radial innerhalb der dritten (und damit auch der ersten) Kupplung liegenden Kupplungsbereich, sodass dieser erste Kühlmittelstrom von radial innen nunmehr auch dieser radialen Kupplungsschachtelung zugeführt wird.
Das heißt, dass durch eine einfache radiale Ableitung der zweite Kühlmittelstrom aus dem zweiten Ringspalt abgezweigt werden kann, während der erste Kühlmittelstrom über den verbleibenden, axial weiterfließenden Kühlmittelanteil gebildet wird und axial bis zu einer Position geführt wird, wo er sodann dem ersten Kupplungsbereich zugeführt wird.
Die zweite Kühlmittelbohrung, die der radialen Abzweigung des zweiten Kühlmittelstroms dient, mündet einerseits im zweiten Ringspalt und andererseits erfindungsgemäß in einem zwischen der zweiten Getriebeeingangswelle und dem Rotor vorgesehenen dritten Ringspalt, wobei dieser dritte Ringspalt mit dem zweiten Kupplungsbereich kommuniziert. Das heißt, dass konstruktiv eine weitere Ringspaltgeometrie vorgesehen ist, die der Weiterleitung des zweiten Kühlmittelstroms dient.
Dabei kann zweckmäßigerweise der dritte Ringspalt mit wenigstens einer im Rotor vorgesehenen vierten Kühlmittelbohrung, die im zweiten Kupplungsbereich mündet, sowie einem zwischen dem Rotor und der Nabe des zweiten Innenlamellenträgers ausgebildeten vierten Ringspalt, der radial im zweiten Kupplungsbereich mündet, kommunizieren. Über dieser Ausgestaltung werden somit an zwei unterschiedlichen Axialpositionen Möglichkeiten vorgesehen, dass Kühlfluid weiterzuführen. Zum einen über die vierte Kühlmittelbohrung, die beispielsweise im Wesentlichen radial gegenüberliegend zur zweiten Kühlmittelbohrung liegt, sodass ein Teil des zweiten Kühlmittelstroms direkt von der zweiten Kühlmittelbohrung über den dritten Ringspalt in die vierte Kühlmittelbohrung strömt. Darüber hinaus kommuniziert der dritte Ringspalt mit einem vierten Ringspalt, der einen Teil des zweiten Kühlmittelstroms axial weiterführt und der zwischen dem Rotor und der Nabe des zweiten Lamellenträgers ausgebildet ist und sich endseitig radial zum zweiten Kupplungsbereich hin öffnet. Hierüber kann also ein zweiter Teil des zweiten Kühlmittelstroms axial an einer anderen Position in den zweiten Kupplungsbereich geführt werden, das heißt, dass hierüber eine zusätzliche Verzweigung des zweiten Kühlmittelstroms möglich ist.
Des Weiteren kann am Rotor wenigstens eine radiale fünfte Kühlmittelbohrung vorgesehen sein, die mit dem vierten Ringspalt kommuniziert, und die im zweiten Kupplungsbereich mündet. Über diese fünfte Kühlmittelbohrung kann nochmals eine zusätzliche Verzweigung des zweiten Kühlmittelstroms erfolgen, wiederum an einer etwas anderen Axialposition, wobei diese fünfte Kühlmittelbohrung axial gesehen zwischen der vierten Kühlmittelbohrung und dem radialen Öffnungsbereich des vierten Ringspalts zum zweiten Kupplungsbereich hin positioniert ist.
Wie beschrieben wird der erste Kühlmittelstrom axial aus dem zweiten Ringspalt zu wenigstens einer axialen dritten Kühlmittelbohrung in der Nabe des ersten Innenlamellenträger geführt. Dabei kann diese axiale dritte Kühlmittelbohrung mit wenigstens einer in einer Motorkoppelwelle vorgesehenen sechsten Kühlmittelbohrung kommunizieren, die mit dem ersten Kupplungsbereich kommuniziert. Wie beschrieben dient die dritte Kupplung, also die KO-Kupplung, der Kopplung der Brennkraftmaschine mit der Kupplung. Hierzu ist eine Motorkoppelwelle vorgesehen, an die die Motorabtriebswelle angebunden wird, und über die das Drehmoment eingetragen wird. Diese Motorkoppelwelle ist nun, nachdem sie radial gesehen innerhalb der dritten Kupplung liegt, mit wenigstens einer sechsten Kühlmittelbohrung versehen, über die das aus der nabenseitigen axialen dritten Kühlmittelbohrung austretende Kühlmittel weitergeleitet wird, und dann in den entsprechenden ersten Kupplungsbereich gelangt.
Dabei kann die axiale dritte Kühlmittelbohrung zunächst in einem radialen fünften Ringspalt zwischen der Nabe und der Motorkoppelwelle münden, in dem auch die sechste Kühlmittelbohrung, die unter einem Winkel zur Drehachse der Motorkoppelwelle verläuft, mündet. Auch hier ist also zunächst ein Ringspalt zwischen die dritte und sechste Kühlmittelbohrung geschaltet, über den das Kühlmittel weitergeführt wird. Aufgrund der gegebenen Kompaktheit im Bereich der Motorkoppelwelle ist hier zweckmäßigerweise die sechste Kühlmittelbohrung unter einem Winkel zur Drehachse der Motorkoppelwelle angeordnet, dieser Winkel liegt beispielsweise im Bereich zwischen 45°-60°.
Wie beschrieben sind der erste Ringspalt und der zweite Ringspalt zwei zentrale Abschnitte der Kanalstruktur. Sie sind jeweils zwischen zwei hohlzylindrischen oder zylindrischen Bauteilen ausgebildet, nämlich einerseits zwischen dem hohlzylindrischen Rotor und der hohlzylindrischen zweiten Getriebeeingangswelle sowie zwischen der zweiten Getriebeeingangswelle und der ersten Getriebeeingangswelle, die zumeist auch hohlzylindrisch ist. Um definierte Spaltlängen, axial gesehen, auszubilden und zu verhindern, dass das Kühlfluid axial ungewollt abfließt, ist erfindungsgemäß der erste Ringspalt entweder über zwei abgedichtete Wälzlager oder zwei Dichtringe axial begrenzt ist, wobei der Ringspalt aber auch über ein Wälzlager und einen Dichtring begrenzt sein kann. Als Wälzlager kommen zweckmäßigerweise Nadellager zum Einsatz, die radial gering aufbauen.
Auch der zweite Ringspalt ist entsprechend axial begrenzt, und zwar bevorzugt über ein Gleitlager oder einen Dichtring zum Getriebe hin, um einen Abfluss in diese Richtung zu verhindern. In die andere Richtung ist der zweite Ringspalt natürlich offen, da sich dort ja die Kühlströme verzweigen.
Der Kühlmittelführung dienen, als Teil der Kanalstruktur, die sechs unterschiedlichen Kühlmittelbohrungen, von denen jeweils mindestens eine vorgesehen ist. Bevorzugt jedoch sind mehrere erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und/oder sechste Kühlmittelbohrungen vorgesehen, die dann zweckmäßigerweise äquidistant um den Umfang verteilt vorgesehen sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Die Zeichnung ist schematische Darstellung und zeigt eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung 1 in Form einer Dreifachkupplung. Sie umfasst eine erste Kupplung 2, üblicherweise K1-Kupplung genannt, mit einem ersten Lamellenpaket 3 mit Außenlamellen 4, die an einem Außenlamellenträger 5 axial verschiebbar geführt sind, sowie mit Innenlamellen 6, die an einem ersten Innenlamellenträger 7 axial verschiebbar geführt sind. Zum axialen Zusammendrücken dieses Lamellenpakets 3 dient ein Betätigungselement 56 in Form eines Drucktopfs, der mit einer Stellscheibe 8 verbunden ist, die axial gegen ein Federelement 9 bewegbar ist, wenn ein Druckfluid in einer Druckkammer 10 eingepresst wird, das über einen ersten Druckfluidanschluss 11 zum Betätigen der ersten Kupplung 2 zugeführt wird und über einen entsprechenden Zuführkanal 12 in die Druckkammer 10 gelangt.
Vorgesehen ist des Weiteren eine zweite Kupplung 13, üblicherweise K2-Kupplung genannt, umfassend ein zweites Lamellenpaket 14 mit Außenlamellen 15, die am gemeinsamen Außenlamellenträger 5 axial verschiebbar geführt sind und die von dem Betätigungselement 56 mit entsprechenden Fingern axial durchgriffen sind. Das Lamellenpaket 14 umfasst des Weiteren Innenlamellen 16, die axial verschiebbar an einem zweiten Innenlamellenträger 17 angeordnet sind. Zur Betätigung ist auch hier ein Betätigungselement 18 in Form eines Drucktopfs vorgesehen, der gegen ein Federelement 19 axial verschiebbar ist, wenn in einer Druckkammer 20 ein Druckfluid eingepresst wird, das über einen Druckfluidanschluss 21 zugeführt wird und über einen entsprechenden Kanal 22 in den Druckraum 20 gelangt.
Des Weiteren vorgesehen ist eine dritte Kupplung 23, zumeist KO-Kupplung genannt, die wiederum ein Lamellenpaket 24 mit Außenlamellen 25, die axial verschiebbar an einem Außenlamellenträger 26 angeordnet sind, sowie Innenlamellen 27, die axial verschiebbar an einem Innenlamellenträger 28 angeordnet sind, umfasst. Zum Zusammendrücken des Lamellenpakets 24 dient auch hier ein Betätigungselement 29 in Form eines Drucktopfs, der durch Einpressen eines Druckfluids in eine Druckkammer 30 über eine Druckfluidzuführung 31 axial gegen ein Federelement 32 verschoben wird.
Der Innenlamellenträger 28 ist fest mit einer Motorkoppelwelle 33 verbunden, an die eine Motorabtriebswelle angebunden wird, sodass das Drehmoment vom Verbrennungsmotor hierüber eingeleitet wird. Durch Zusammendrücken des Lamellenpakets 23 wird dieses Drehmoment auf den mit dem Außenlamellenträger 26 drehfest verbundenen Außenlamellenträger 5 gegeben, sodass das Drehmoment zur ersten und zweiten Kupplung 2, 13 gegeben wird. Je nachdem, ob nun die erste oder die zweite Kupplung 2, 13 durch Zusammendrücken des Lamellenpakets 3, 14 geschlossen wird, wird das eingeleitete Drehmoment über den jeweiligen Innenlamellenträger 7 oder 17 an eine erste Getriebeeingangswelle 34 oder eine diese radial außen umgreifende zweite Getriebeeingangswelle 35 gegeben. Hierzu ist der erste Innenlamellenträger 7 mit einer verzahnten Nabe 36 drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle 34 verbunden, während der zweite Innenlamellenträger 17 über eine verzahnte Nabe 37 drehfest mit der ersten Getriebeeingangswelle 35 verbunden ist. Je nach Schaltzustand der Kupplungen 2, 13 kann nun das von der Brennkraftmaschine zugeführte Drehmoment entweder auf die erste oder die zweite Getriebeeingangswelle 34, 35 verteilt werden.
Mit dem gemeinsamen Außenlamellenträger 5 ist des Weiteren der Rotor der Elektromaschine verbunden, sodass das über die Elektromaschine erzeugte Drehmoment auf den Außenlamellenträger 5 gegeben wird, entweder alternativ oder zusätzlich zum über die Brennkraftmaschine eingeleiteten Drehmoment. Je nach Schaltzustand der Kupplungen 2, 13 kann auch dieses elektromaschineseitig eingeführte Drehmoment entweder auf die erste oder die weite Getriebeeingangswelle 34, 35 gegeben werden. Der Aufbau und die Funktion einer solchen Dreifachkupplung ist bekannt.
Die beiden Druckfluidzuführungen 11, 21 sind an einem Rotor 38, der mit dem Außenlamellenträger 5 drehfest gekoppelt ist, also mit diesem rotiert, ausgebildet. Dieser hohlzylindrische Rotor 38 ist über zwei Wälzlager 39 auf der zweiten Getriebeeingangswelle 35 gelagert.
Zur Zuführung eines Kühlmittels zu den drei Kupplungen 2, 13 und 23 ist eine gemeinsame Kühlmittelzuführbohrung 40 am Rotor 38 ausgebildet. Über diese radiale Kühlmittelzuführbohrung 40 wird das gesamte Kühlmittelvolumen, das sowohl der Kühlung der beiden radial zueinander angeordneten Kupplungen 2, 23 als auch der axial versetzten Kupplung 13 dient, zugeführt.
Zwischen dem Rotor 38 und der zweiten Getriebeeingangswelle 35 ist ein erster Ringspalt 41 ausgebildet, der über die beiden Wälzlager 39, hier zwei schmale Nadellager, axial gesehen begrenzt respektive abgedichtet ist. Die Kühlmittelzuführbohrung 40 kommuniziert mit diesem ersten Ringspalt 41.
Die zweite Getriebeeingangswelle 35 ist mit einer ersten Kühlmittelbohrung 42 versehen, die sich radial erstreckt und im ersten Ringspalt 41 mündet, wie auch in einem zweiten Ringspalt 43, der zwischen der ersten und der zweiten Getriebeeingangswelle 34, 35 ausgebildet ist. Zum Getriebe hin ist dieser zweite Ringspalt 43 über ein Gleitlager 44 abgedichtet. Dieser zweite Ringspalt 43 erstreckt sich axial gesehen in Richtung der Motorkoppelwelle 33. Das heißt, dass das gesamte Kühlmittelvolumen zunächst in diesen zweiten Ringspalt 43 geführt wird, wo es axial weitergeleitet wird.
Um es nun gezielt in zwei separate Kühlmittelströme zu verzweigen, ist an der zweiten Getriebeeingangswelle 35 eine zweite radiale Kühlmittelbohrung 45 vorgesehen, über die ein zweiter Kühlmittelstrom KS2 radial abgezweigt wird, der in einen zweiten Kupplungsbereich 55, der radial innerhalb des zweiten Lamellenpakets 14 der zweiten Kupplung 13 liegt, geführt wird. Die zweite Kühlmittelbohrung 45 mündet in einem dritten Ringspalt 46 zwischen dem Rotor 38 und der zweiten Getriebeeingangswelle 35. Ein erster Teilstrom gelangt zu einer vierten Kühlmittelbohrung 47, die sich radial erstreckt und im Bereich radial innerhalb des Federelements 9 mündet, also radial gesehen unterhalb der zweiten Kupplung 13. Der dritte Ringspalt 46 ist mit einem vierten Ringspalt 48, der sich weiter axial erstreckt und zwischen dem Rotor 38 und der Nabe 37 ausgebildet ist, verbunden, sodass der restliche Kühlmittelanteil in diesen vierten Ringspalt 48 strömt. Von dort aus gelangt wiederum ein Teilstrom zu einer radialen fünften Kühlmittelbohrung 49, die sich zu dem Federelement 19 hin öffnet, sodass auch dort ein entsprechender Kühlmittelanteil radial abgeführt wird. am Ende des vierten Ringspalts 48 öffnet sich dieser radial in den zweiten Kupplungsbereich 55, sodass das verbleibende Kühlmittel radial entlang des zweiten Innenlamellenträgers 17 in dem Bereich des zweiten Lamellenpakets 14 geführt wird.
Über diesen Teil der Kanalstruktur erfolgt demzufolge einerseits die Abzweigung des zweiten Kühlmittelstroms KS2 aus dem gesamten zugeführten Strom sowie die Verteilung an unterschiedliche Zuführpositionen zum zweiten Kupplungsbereich 55.
Über die einen oder die mehreren zweiten Kühlmittelbohrungen 45 wird nur ein Teilvolumen des Kühlmittels abgeführt. Der restliche Teil strömt weiter axial längs des zweiten Ringspalts 43 und gelangt zur Nabe 36, die mit einer oder mehreren axialen dritten Kühlmittelbohrungen 50 versehen ist, über die das Kühlmittel axial weitergeleitet wird. Es gelangt in einen sich radial öffnenden Ringspalt 51, der sich zwischen der Nabe 36 und der Motorkoppelwelle 33 befindet. In diesen mündet wenigstens eine sechste Kühlmittelbohrung 52, die in der Motorkoppelwelle 33 ausgebildet ist und die sich unter einem Winkel zur Drehachse 53 der gesamten Anordnung erstreckt. Sie mündet im ersten Kupplungsbereich 54, der radial innerhalb der dritten Kupplung 23 liegt, von wo aus sich sodann das Kühlmittel des ersten Kühlmittelstroms KS1 radial nach außen zu den beiden Kupplungen 23 und 2 verteilt.
Der Fluss des zugeführten Kühlmittels KS ist über die gestrichelte Linie dargestellt. Die Aufteilung in den ersten Kühlmittelstrom KS1 und den zweiten Kühlmittelstrom KS2 erfolgt im Bereich der Abzweigung der zweiten Kühlmittelbohrungen 45, wo der zweite Kühlmittelstrom KS2 radial abgezweigt wird, während der erste Kühlmittelstrom KS1 axial weitergeführt wird. Wie die gestrichelten Linien zeigen, strömt der erste Kühlmittelstrom KS1 sodann als gemeinsame Strom weiter bis in den ersten Kupplungsbereich 54, wo er sich sodann entsprechend verteilt. Demgegenüber wird der zweite Kühlmittelstrom KS2 im gezeigten Beispiel noch mehrfach aufgeteilt, sodass eine axiale Aufteilung erfolgt.
Das heißt, dass ein zunächst gemeinsamer zugeführter Kühlmittelstrom KS zunächst in einem gemeinsamen Führungsabschnitt der Kanalstruktur, nämlich den ersten und zweiten Ringspalten 41, 43, geführt wird, bis die eigentliche Verteilung auf die beiden Kühlmittelströme KS1 und KS2 erfolgt.
Von den verschiedenen Kühlmittelbohrungen sind zweckmäßigerweise nicht nur eine, sondern jeweils mehrere vorgesehen, die bevorzugt äquidistant um den Umfang verteilt angeordnet sind, sodass eine kontinuierliche Schmiermittelförderung unabhängig von der relativen Drehstellung der einzelnen drehbaren Bauteile zueinander möglich ist.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungseinrichtung
2: Kupplung
3: Lamellenpaket
4: Außenlamelle
5: Außenlamellenträger
6: Innenlamelle
7: Innenlamellenträger
8: Stellscheibe
9: Federelement
10: Druckkammer
11: Druckfluidanschluss
12: Zuführkanal
13: Kupplung
14: Lamellenpaket
15: Außenlamelle
16: Innenlamelle
17: Innenlamellenträger
18: Betätigungselement
19: Federelement
20: Druckraum
21: Druckfluidzuführung
22: Kanal
23: Kupplung
24: Lamellenpaket
25: Außenlamellen
26: Außenlamellenträger
27: Innenlamelle
28: Innenlamellenträger
29: Betätigungselement 12
30: Druckkammer
31: Druckfluidzuführung
32: Federelement
33: Motorkoppelwelle
34: Getriebeeingangswelle
35: Getriebeeingangswelle
36: Nabe
37: Nabe
38: Rotor
39: Wälzlager
40: Kühlmittelzuführbohrung
41: Ringspalt
42: Kühlmittelbohrung
43: Ringspalt
44: Gleitlager
45: Kühlmittelbohrung
46: Ringspalt
47: Kühlmittelbohrung
48: Ringspalt
49: Kühlmittelbohrung
50: Kühlmittelbohrung
51: Ringspalt
52: Kühlmittelbohrung
53: Drehachse
54: Kupplungsbereich
55: Kupplungsbereich
56: Betätigungselement

Claims

Kupplungseinrichtung, umfassend eine erste Kupplung (2) mit einem ersten Lamellenpaket (3), eine zweite Kupplung (13) mit einem zum ersten Lamellenpaket (14) axial versetzten zweiten Lamellenpaket, sowie eine dritte Kupplung (23) mit einem dritten Lamellenpaket (24), das radial innerhalb des ersten Lamellenpakets (3) angeordnet ist, wobei das erste Lamellenpaket (3) über einen ersten Innenlamellenträger (7) mit einer ersten Getriebeeingangswelle (34) und das zweite Lamellenpaket (14) über einen zweiten Innenlamellenträger (17) mit einer die erste Getriebeeingangswelle (34) radial umschließenden zweiten Getriebeeingangswelle (35) gekoppelt ist, sowie mit einem drehbar auf der zweiten Getriebeeingangswelle (35) gelagerten Rotor (38), dadurch gekennzeichnet, dass am Rotor (38) eine gemeinsame radiale Kühlmittelzuführbohrung (40) vorgesehen ist, an die sich eine das Kühlmittel führende und verteilende Kanalstruktur anschließt, über die das Kühlmittel (KS) in einen ersten Kühlmittelstrom (KS1) und einen zweiten Kühlmittelstrom (KS2) aufteilbar ist, wobei über die Kanalstruktur der erste Kühlmittelstrom (KS1) einem radial innerhalb des dritten Lamellenpakets (24) liegenden ersten Kupplungsbereich (54) und der zweite Kühlmittelstrom (KS2) einem radial innerhalb des zweiten Lamellenpakets (14) liegenden zweiten Kupplungsbereich (55) zuführbar ist.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelzuführbohrung (40) in einem ersten Ringspalt (41) zwischen dem Rotor (38) und der zweiten Getriebeeingangswelle (35) mündet, die mit wenigstens einer radialen ersten Kühlmittelbohrung (42) versehen ist, die in dem ersten Ringspalt (41) und einem zwischen der ersten und der zweiten Getriebeeingangswelle (34, 35) vorgesehenen zweiten Ringspalt (43) mündet, wobei zur Ausbildung und Ableitung des zweiten Kühlmittelstroms (KS2) aus dem zweiten Ringspalt (43) an der zweiten Getriebeeingangswelle (35) wenigstens eine radiale zweite Kühlmittelbohrung (45) vorgesehen ist, die mit dem zweiten Kupplungsbereich (55) kommuniziert, und wobei zur Ausbildung und Ableitung des ersten Kühlmittelstroms (KS1) der zweite Ringspalt (43) mit wenigstens einer axialen dritten Kühlmittelbohrung (50) in einer Nabe (36) des ersten Innenlamellenträgers (7) oder einem axialen Durchgang in der Nabenverzahnung des ersten Innenlamellenträgers (7) kommuniziert, welche dritte Kühlmittelbohrung (50) oder Durchgang mit dem ersten Kupplungsbereich (54) kommuniziert.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kühlmittelbohrung (45) im zweiten Ringspalt (43) und in einem zwischen der zweiten Getriebeeingangswelle (35) und dem Rotor (38) vorgesehenen dritten Ringspalt (46) mündet, der mit dem zweiten Kupplungsbereich (55) kommuniziert.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Ringspalt (46) mit wenigstens einer im Rotor (38) vorgesehenen vierten Kühlmittelbohrung (47), die im zweiten Kupplungsbereich (55) mündet, sowie einem zwischen dem Rotor (38) und einer Nabe (37) des zweiten Innenlamellenträgers (17) ausgebildeten vierten Ringspalt (48), der radial im zweiten Kupplungsbereich (55) mündet, kommuniziert.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Rotor (38) wenigstens eine radiale fünfte Kühlmittelbohrung (49) vorgesehen ist, die mit dem vierten Ringspalt (48) kommuniziert, und die im zweiten Kupplungsbereich (55) mündet.
Kupplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale dritte Kühlmittelbohrung (50) mit wenigstens einer in einer Motorkoppelwelle (33) vorgesehenen sechsten Kühlmittelbohrung (52) kommuniziert, die mit dem ersten Kupplungsbereich (54) kommuniziert.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale dritte Kühlmittelbohrung (50) in einem radialen fünften Ringspalt (51) zwischen der Nabe (36) und der Motorkoppelwelle (33) mündet, in dem auch die sechste Kühlmittelbohrung (52), die unter einem Winkel zur Drehachse (53) der Motorkoppelwelle (33) verläuft, mündet.
Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ringspalt (41) über zwei abgedichtete Wälzlager (39) oder zwei Dichtringe axial begrenzt ist.
Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ringspalt (43) über ein Gleitlager (44) oder einen Dichtring zum Getriebe hin begrenzt ist.
Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere erste, zweite, dritte, vierte, fünfte und/oder sechste Kühlmittelbohrungen (42, 45, 47, 49, 50, 52) vorgesehen sind, die äquidistant um den Umfang verteilt vorgesehen sind.