DE102021108408B3 - Separating clutch for hybrid module and hybrid module - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Trennkupplung (1) für ein Hybridmodul (2) zum An- und Abkoppeln eines Verbrennungsmotors an einen und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs um in einem angekoppelten/geschlossenen Zustand Drehmoment von einem mit dem Verbrennungsmotor drehmomentübertragend verbundenen Drehmomenteingangsbauteil (3) auf ein Drehmomentausgangsbauteil in Form einer Gegendruckplatte (4) zu übertragen, mit einer ersten Kupplungsstufe welche eine mit dem Drehmomenteingangsbauteil (3) drehfest verbundene, erste Kupplungsscheibe (5), aufweist, die bei Schließen der ersten Kupplungsstufe zwischen einer axial verlagerbaren Anpressplatte (6) und der Gegendruckplatte (4) reibschlüssig klemmbar ist, und einer seriell der ersten Kupplungsstufe nachgeschalteten, zweiten Kupplungsstufe, welche eine mit dem Drehmomenteingangsbauteil (3) drehfest verbundene, zweite Kupplungsscheibe (7) aufweist, die reibschlüssig mit der Gegendruckplatte (4) ver-bindbar ist, so dass bei Schließen beider Kupplungsstufen Drehmoment von dem Drehmomenteingangsbauteil (3) über die erste Kupplungsscheibe (5) und die zweite Kupplungsscheibe (7) auf die Gegendruckplatte (4) fließt, wobei ein Federelement (9) zum Vorspannen der Trennkupplung (1) in einem geöffneten Zustand in axialer Richtung auf einer der Gegendruckplatte (4) abgewandten Seite der Anpressplatte (6) an dieser abgestützt ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Hybridmodul (2) zum An- und Abkoppeln eines Verbrennungsmotors an einen und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektromotor (13) und einer erfindungsgemäßen Trennkupplung (1).The invention relates to a separating clutch (1) for a hybrid module (2) for coupling and decoupling an internal combustion engine to and from a drive train of a motor vehicle in order, in a coupled/closed state, to transfer torque from a torque input component (3) connected to the internal combustion engine in a torque-transmitting manner torque output component in the form of a counter-pressure plate (4), with a first clutch stage which has a first clutch disc (5) which is non-rotatably connected to the torque input component (3) and which, when the first clutch stage is closed, between an axially displaceable pressure plate (6) and the counter-pressure plate (4) can be frictionally clamped, and a second clutch stage which is serially connected downstream of the first clutch stage and has a second clutch disc (7) which is non-rotatably connected to the torque input component (3) and which can be frictionally connected to the counter-pressure plate (4), so that when closing both r clutch stages, torque flows from the torque input component (3) via the first clutch disc (5) and the second clutch disc (7) to the counter-pressure plate (4), with a spring element (9) for prestressing the separating clutch (1) in an open state in the axial direction Direction on a counter-pressure plate (4) facing away from the pressure plate (6) is supported on this. The invention also relates to a hybrid module (2) for coupling and decoupling an internal combustion engine to and from a drive train of a motor vehicle, having an electric motor (13) and a separating clutch (1) according to the invention.
Description
Die Erfindung betrifft eine zweistufige Trennkupplung für ein Hybridmodul zum An- und Abkoppeln eines Verbrennungsmotors an einen und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, um in einem angekoppelten/geschlossenen Zustand Drehmoment von einem mit dem Verbrennungsmotor drehmomentübertragend verbundenen Drehmomenteingangsbauteil, insbesondere einer Kurbelwelle, auf ein Drehmomentausgangsbauteil in Form einer Gegendruckplatte zu übertragen, mit einer (durch Aufbringen einer Axialkraft auf eine Anpressplatte schließbaren) ersten Kupplungsstufe, welche eine mit dem Drehmomenteingangsbauteil drehfest verbundene, erste Kupplungsscheibe, aufweist, die bei Schließen der ersten Kupplungsstufe zwischen einer axial verlagerbaren Anpressplatte und der Gegendruckplatte reibschlüssig klemmbar ist, und einer seriell der ersten Kupplungsstufe nachgeschalteten, zweiten Kupplungsstufe, welche eine mit dem Drehmomenteingangsbauteil drehfest verbundene, zweite Kupplungsscheibe aufweist, die (bei Erhöhen der Axialkraft auf die Anpressplatte) reibschlüssig mit der Gegendruckplatte verbindbar ist, so dass bei Schließen beider Kupplungsstufen Drehmoment von dem Drehmomenteingangsbauteil über die erste Kupplungsscheibe und die zweite Kupplungsscheibe auf die Gegendruckplatte fließt.The invention relates to a two-stage separating clutch for a hybrid module for coupling and decoupling an internal combustion engine to and from a drive train of a motor vehicle in order, in a coupled/closed state, to transmit torque from a torque input component connected to the internal combustion engine in a torque-transmitting manner, in particular a crankshaft, to a torque output component in in the form of a counter-pressure plate, with a first clutch stage (which can be closed by applying an axial force to a pressure plate), which has a first clutch disc which is non-rotatably connected to the torque input component and which, when the first clutch stage is closed, can be frictionally clamped between an axially displaceable pressure plate and the counter-pressure plate and a second clutch stage which is serially connected downstream of the first clutch stage and which has a second clutch disc which is non-rotatably connected to the torque input component and which (with upgrade height of the axial force on the pressure plate) can be frictionally connected to the counter-pressure plate, so that when both clutch stages are closed, torque flows from the torque input component via the first clutch disc and the second clutch disc to the counter-pressure plate.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Hybridmodule bzw. Trennkupplungen für Hybridmodule bekannt. So zeigt beispielsweise
Auch offenbart ein anderes Dokument,
Des Weiteren zeigt
Darüber hinaus ist in dem nachveröffentlichten Dokument
Der Stand der Technik hat jedoch immer den Nachteil, dass alle Reibflächen mit der gleichen Anpresskraft belastet werden und alle Reibpaare im Wesentlichen die gleichen Eigenschaften aufweisen, d.h. das Drehmoment der Trennkupplung ist linear von der Anpresskraft abhängig. Bei der Verwendung von Mehrscheibenkupplungen steigt der Platzbedarf/Bauraum in axialer Richtung, was sich zudem negativ auf die Kosten auswirkt.However, the prior art always has the disadvantage that all friction surfaces are loaded with the same contact pressure and all friction pairs essentially have the same properties, i.e. the torque of the separating clutch is linearly dependent on the contact pressure. When using multi-disk clutches, the space requirement/installation space increases in the axial direction, which also has a negative effect on the costs.
Es ist also die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern. Insbesondere soll eine kostengünstige Trennkupplung/Trennkupplung bereitgestellt werden, welche modular unter Einhaltung der Randbedingung, eines kleinen Modulationsmoments im Vergleich mit dem maximal zu übertragenden Drehmoment, ein großes Drehmoment in einem kleinen Bauraum übertragen kann.It is therefore the object of the invention to avoid or at least alleviate the disadvantages of the prior art. In particular, a cost-effective separating clutch/separating clutch is to be provided which is modular and includes tion of the boundary condition, a small modulation torque compared to the maximum torque to be transmitted, a large torque can be transmitted in a small space.
Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Trennkupplung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst, insbesondere dadurch, dass ein Federelement zum Vorspannen der Trennkupplung. d.h. zum Beabstanden/Auseinanderdrücken der Anpressplatte und einer Betätigungseinrichtung, insbesondere Drucktopf, zum Schließen oder Öffnen der Trennkupplung, in einem geöffneten Zustand in axialer Richtung auf einer der Gegendruckplatte abgewandten Seite der Anpressplatte an dieser abgestützt ist.This object is achieved by a generic separating clutch according to
Dies hat den Vorteil, dass in dem geöffneten Zustand der Trennkupplung zwischen allen Reibflächen ein (Luft-) Spiel vorhanden ist, wodurch ein möglicher Reibwiderstand bei geöffneter Trennkupplung verhindert werden kann.This has the advantage that in the open state of the separating clutch there is an (air) play between all friction surfaces, as a result of which possible frictional resistance when the separating clutch is open can be prevented.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous exemplary embodiments are claimed in the dependent claims and are explained in more detail below.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung kann die erste Kupplungsscheibe als axialweiche Kupplungsscheibe mit Reibbelägen und einer Reibbelagfederung ausgeführt sein. Dabei kann es zudem von Vorteil sein, wenn die zweite Kupplungsscheibe eine axialweiche Reibscheibe aus Stahl ist, um so große Drehmomente übertragen zu können.According to a particularly advantageous embodiment, the first clutch disk can be designed as an axially flexible clutch disk with friction linings and a friction lining spring system. It can also be advantageous if the second clutch disk is an axially flexible friction disk made of steel, in order to be able to transmit large torques.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann das Federelement in axialer Richtung zwischen der Anpressplatte und einer Betätigungseinrichtung, insbesondere einem, vorzugsweise hydraulisch-betätigten, Drucktopf, zur Betätigung der Trennkupplung angeordnet sein. Dabei kann es von besonderem Vorteil sein, dass das Federelement vollständig innerhalb der Betätigungseinrichtung aufgenommen ist. Somit kann ein Aktuatorweg, welchen die Anpressplatte bei der Betätigung der Trennkupplung überfahren/zurücklegen muss, verringert werden, was wiederum eine Reduzierung des axialen Bauraums ermöglicht.In a preferred embodiment, the spring element can be arranged in the axial direction between the pressure plate and an actuating device, in particular a preferably hydraulically actuated pressure pot, for actuating the separating clutch. It can be of particular advantage here that the spring element is accommodated completely within the actuating device. Thus, an actuator path, which the pressure plate has to travel over/cover when the separating clutch is actuated, can be reduced, which in turn allows a reduction in the axial installation space.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Federelement eine Tellerfeder sein. Dabei kann die Tellerfeder insbesondere so ausgelegt sein, dass das Kraftniveau, d.h. die durch die Feder aufgebrachte Axialkraft, bei maximaler Drehmomentübertragung gering, insbesondere minimal, ist. Eine Verwendung einer Tellerfeder als kostengünstiges Normteil wirkt sich positiv auf die Herstellkosten aus und erlaubt eine einfache Anpassung der Vorspannkraft an die Randbedingungen der Trennkupplung.According to an advantageous development, the spring element can be a disk spring. The disk spring can be designed in particular in such a way that the force level, i.e. the axial force applied by the spring, is low, in particular minimal, at maximum torque transmission. Using a plate spring as an inexpensive standard part has a positive effect on the manufacturing costs and allows the preload force to be easily adapted to the boundary conditions of the separating clutch.
Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn das Federelement einen sich in axialer Richtung hin zu der Anpressplatte erstreckenden Vorsprung (Nase) aufweist, so dass das Federelement lediglich über den Vorsprung an der Anpressplatte abgestützt ist. So kann einfach ein für die Funktion der Trennkupplung optimierter Linienkontakt (Linienberührung) zwischen der Anpressplatte und dem Federelement sichergestellt werden. Wenn die Betätigungseinrichtung einen sich in axialer Richtung erstreckenden Vorsprung aufweist, kann auch der Kontakt zwischen der Betätigungseinrichtung und dem Federelement als Linienkontakt optimiert werden.Furthermore, it can be expedient if the spring element has a projection (nose) extending in the axial direction towards the pressure plate, so that the spring element is only supported via the projection on the pressure plate. In this way, a line contact (line contact) that is optimized for the function of the separating clutch can easily be ensured between the pressure plate and the spring element. If the actuating device has a projection extending in the axial direction, the contact between the actuating device and the spring element can also be optimized as line contact.
Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn Abschnitte der ersten Kupplungsscheibe, insbesondere Reibbeläge, in axialer Richtung durch Aussparungen der zweiten Kupplungsscheibe greifen und/oder die zweite Kupplungsscheibe in radialer Richtung größer als die erste Kupplungsscheibe ist. Somit kann die zweite Kupplungsscheibe in axialer Richtung innerhalb der ersten Kupplungsscheibe aufgenommen/angeordnet werden, was eine optimierte Bauraumnutzung in axialer Richtung ermöglicht. In addition, it can be advantageous if sections of the first clutch disk, in particular friction linings, engage in the axial direction through recesses in the second clutch disk and/or the second clutch disk is larger than the first clutch disk in the radial direction. The second clutch disk can thus be accommodated/arranged inside the first clutch disk in the axial direction, which enables an optimized use of installation space in the axial direction.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann die zweite Kupplungsscheibe mehrteilig, insbesondere als Flansch und mit diesem drehfest verbundenen Reibscheiben, ausgeführt sein. Durch Verwendung einer Mehrzahl an Reibscheiben kann die Axialsteifigkeit der zweiten Kupplungsscheibe weiter reduziert werden.In an embodiment according to the invention, the second clutch disk can be designed in several parts, in particular as a flange and friction disks connected to it in a torque-proof manner. By using a plurality of friction disks, the axial rigidity of the second clutch disk can be further reduced.
Des Weiteren kann es auch von Vorteil sein, wenn an der Gegendruckplatte Stützzungen ausgebildet sind, welche bei Schließen der zweiten Kupplungsstufe reibschlüssig mit der zweiten Kupplungsscheibe in Verbindung bringbar sind. Die Stützzungen können dabei integral/einstückig mit der Gegendruckplatte ausgeformt sein, was die Teilezahl verringert und die Montage erleichtert. Alternativ kann auch ein Sicherungsring an der Gegendruckplatte festgelegt sein, welcher bei Schließen der zweiten Kupplungsstufe reibschlüssig mit der zweiten Kupplungsscheibe verbindbar ist. Eine Verwendung eines Sicherungsrings erlaubt es, den Reibschluss zwischen der zweiten Kupplungsscheibe und der Gegendruckplatte ohne zusätzliche Bearbeitungsschritte durch Wahl des Materials des Sicherungsrings zu optimieren.Furthermore, it can also be advantageous if supporting tongues are formed on the counter-pressure plate, which can be brought into frictional contact with the second clutch disk when the second clutch stage is engaged. The support tongues can be formed integrally/in one piece with the counter-pressure plate, which reduces the number of parts and facilitates assembly. Alternatively, a retaining ring can also be fixed to the counter-pressure plate, which can be connected to the second clutch disk in a frictionally engaged manner when the second clutch stage is closed. Using a circlip allows the frictional connection between the second clutch disc and the counter-pressure plate to be optimized without additional processing steps by selecting the material of the circlip.
Zudem kann es zweckmäßig sein, wenn die zweite Kupplungsscheibe einen Kegelflächenabschnitt aufweist, welcher reibschlüssig mit einem Kegelflächenabschnitt der Betätigungseinrichtung verbindbar ist. Dabei kann es ferner von Vorteil sein, wenn der Kegelflächenabschnitt der zweiten Kupplungsscheibe reibschlüssig mit einem Kegelflächenabschnitt der Gegendruckplatte verbindbar ist, d.h. der Kegelflächenabschnitt der zweiten Kupplungsscheibe kann reibschlüssig zwischen den Kegelflächenabschnitten der Betätigungseinrichtung und der Gegendruckplatte geklemmt werden. Mit anderen Worten ausgedrückt kann die zweite Kupplungsscheibe den Kegelflächenabschnitt aufweisen, welcher zumindest mit dem Kegelflächenabschnitt der Gegendruckplatte reibschlüssig in Verbindung steht. Über die Kegelflächenabschnitte können im Vergleich mit flachen, d.h. sich radial erstreckenden, Flächen größere Drehmomente übertragen werden. So kann das Drehmoment über zwei Reibflächenkontakte übertragen werden, was wiederum das maximal übertragbare Drehmoment erhöht.In addition, it can be expedient if the second clutch disk has a conical surface section which can be frictionally connected to a conical surface section of the actuating device. It can also be advantageous if the conical surface section of the second clutch disc can be connected in a frictionally engaged manner to a conical surface section of the counter-pressure plate, ie the conical surface section of the second clutch disc can be frictionally clamped between the conical surface sections of the actuating device and the reaction plate. In other words, the second clutch disk can have the conical surface section which is frictionally connected at least to the conical surface section of the counter-pressure plate. Larger torques can be transmitted via the conical surface sections in comparison with flat, ie radially extending, surfaces. In this way, the torque can be transmitted via two friction surface contacts, which in turn increases the maximum torque that can be transmitted.
Wenn die zweite Kupplungsscheibe in Umfangsrichtung Wellungen aufweist, d.h. die zweite Kupplungsscheibe ist nicht als flache/ebene Scheibe, sondern mit sich in axialer Richtung ersteckenden und alternierend angeordneten, wellenförmigen Vor- und Rücksprüngen, kann der Schaltkomfort positiv beeinflusst werden, da zu schnelle Schaltvorgänge und Klappergeräusche vermieden werden. Zudem kann ein Drehmomentverlust während des Schaltvorgangs gemindert werden.If the second clutch disc has corrugations in the circumferential direction, i.e. the second clutch disc is not a flat/flat disc, but rather has alternating, wavy projections and recesses extending in the axial direction, the shifting comfort can be positively influenced, since shifting processes that are too fast and Rattling noises are avoided. In addition, torque loss during shifting can be reduced.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die zweite Kupplungsscheibe eine Außenverzahnung aufweisen, welche drehmomentübertragend mit einer Stirnverzahnung der Betätigungseinrichtung in Eingriff bringbar ist. D.h. die Drehmomentübertragung zwischen der zweiten Kupplungsscheibe und der Betätigungseinrichtung erfolgt über einen formschlüssigen Verzahnungseingriff, was ein größeres maximal übertragbares Drehmoment ermöglicht. Hierbei kann es zweckmäßig sein, wenn die zweite Kupplungsscheibe eine geringere Axialsteifigkeit aufweist, um einen geordneten Verzahnungseingriff zu gewährleisten.According to a further advantageous embodiment, the second clutch disk can have external teeth, which can be brought into engagement with a front toothing of the actuating device in a torque-transmitting manner. This means that the torque is transmitted between the second clutch disc and the actuating device via a form-fitting gear meshing, which enables a larger maximum torque that can be transmitted. It can be expedient here if the second clutch disk has a lower axial rigidity in order to ensure an orderly meshing of the teeth.
Darüber hinaus kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Anpressplatte eine Außenverzahnung aufweist, welche drehmomentübertragend mit einer Innenverzahnung der Betätigungseinrichtung in Eingriff steht. Die Verzahnung zwischen der Anpressplatte und der Betätigungseinrichtung kann dabei sowohl als Drehsicherung als auch zur Drehmomentübertragung dienen.In addition, it can also be advantageous if the pressure plate has external teeth, which engage with internal teeth of the actuating device in a torque-transmitting manner. The toothing between the pressure plate and the actuating device can serve both as an anti-rotation device and for torque transmission.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Hybridmodul zum An- und Abkoppeln eines Verbrennungsmotors an einen und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektromotor und einer erfindungsgemäßen Trennkupplung.Furthermore, the invention relates to a hybrid module for coupling and decoupling an internal combustion engine to and from a drive train of a motor vehicle, with an electric motor and a separating clutch according to the invention.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Trennkupplung in radialer Richtung des Hybridmoduls innerhalb eines Rotorträgers zur Aufnahme eines Rotors des Elektromotors angeordnet ist. Somit kann der Bauraum in axialer Richtung verringert werden.It is particularly advantageous if the separating clutch is arranged in the radial direction of the hybrid module within a rotor carrier for accommodating a rotor of the electric motor. Thus, the installation space can be reduced in the axial direction.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann die Gegendruckplatte einstückig/integral mit dem Rotorträger ausgebildet sein, d.h. die Gegendruckplatte und der Rotorträger können als ein monolithisches Bauteil ausgeführt sein, wodurch die Teilezahl verringert und die Montage erleichtert werden kann.According to a particularly advantageous embodiment, the counter-pressure plate can be formed in one piece/integrally with the rotor carrier, i.e. the counter-pressure plate and the rotor carrier can be designed as a monolithic component, whereby the number of parts can be reduced and assembly can be simplified.
Mit anderen Worten betrifft die Erfindung eine zweistufige Trennkupplung/Trennkupplung für Hybridanwendungen, wobei die (Weg-)Tellerfeder in dem Kolben platziert wird. Die axialweiche, erste Kupplungsscheibe muss daher weniger Axialweg (zweimal (Luft-)Spiel, Toleranzen, Verschleiß, Belagfederung) machen können. Zudem kann auf eine Zwischenanpressplatte verzichtet werden. Der Drucktopf hingegen ist etwas größer und dicker. Ferner sind keine zusätzlichen Drehmomentübertragungselemente zwischen der Anpressplatte und dem Drucktopf notwendig. Das Drehmoment kann mit Reibungsstellen oder übertragen werden, wofür jedoch eine Verzahnung zwischen Drucktopf und Anpressplatte notwendig sein kann. Die Reibflächen der axialweichen, zweiten Kupplungsscheibe liegen außerhalb der Reibflächen der ersten Kupplungsscheibe, wodurch die Axialsteifigkeit der zweiten Kupplungsscheibe weiter reduziert werden kann. Bei geöffneter Kupplung gibt es (Luft-)Spiel zwischen allen Reibflächen. Die Anpressplatte ist durch die Tellerfeder vorgespannt, wobei die Vorspannkraft so ausgelegt ist, dass die Modulation durchgeführt werden kann. Bei der Modulation wird die Anpressplatte zusammen mit der Tellerfeder und dem Kolben axial (nach links) verlagert und belastet die erste Kupplungsscheibe axial, so dass das Modulationsdrehmoment mit zwei Reibflächen der ersten Kupplungsscheibe erstellt werden kann. Mit einer Weitererhöhung der Kolbenkraft, d.h. der auf die Anpressplatte wirkenden Axialkraft, fährt der Drucktopf entgegen der Tellerfederkraft weiter nach links, wodurch die zweite Kupplungsscheibe zwischen einem Sicherungsring oder dem Rotorträger und dem Drucktopf geklemmt werden kann. Dies geschieht nur, wenn die Kolbenkraft größer als die Tellerfederkraft ist. So kann eine Drehmomentübertragung mit allen vier Reibflächen sichergestellt werden. Die Tellerfeder kann dabei so ausgelegt werden, dass das Kraftniveau der Tellerfeder bei maximaler Drehmomentübertragung gering ist, wobei zu beachten ist, dass der Kraftfluss durch die erste und zweite Kupplungsscheibe parallel ist. Mit diesem Design kann im Vergleich mit Einscheiben-Kupplungen mehr Drehmoment übertragen werden, da der Reibwert Stahl-Stahl größer als der Reibwert Stahl-Belag ist und der Mittelradius der Reibflächen größer ist.In other words, the invention relates to a two-stage separating clutch/separating clutch for hybrid applications, with the (displacement) disc spring being placed in the piston. The axially soft, first clutch disc must therefore be able to make less axial travel (twice the (air) play, tolerances, wear, lining deflection). In addition, an intermediate pressure plate can be dispensed with. The pressure pot, on the other hand, is slightly larger and thicker. Furthermore, no additional torque transmission elements are required between the pressure plate and the pressure pot. The torque can be transmitted with friction points or for which gearing between the pressure pot and the pressure plate may be necessary. The friction surfaces of the second clutch disk, which is soft in the axial direction, lie outside the friction surfaces of the first clutch disk, as a result of which the axial rigidity of the second clutch disk can be further reduced. When the clutch is open, there is (air) play between all friction surfaces. The pressure plate is preloaded by the disc spring, with the preloading force being designed in such a way that the modulation can be carried out. During modulation, the pressure plate is displaced axially (to the left) together with the diaphragm spring and the piston and axially loads the first clutch disc, so that the modulation torque can be created with two friction surfaces of the first clutch disc. With a further increase in the piston force, i.e. the axial force acting on the pressure plate, the pressure pot moves further to the left against the plate spring force, which means that the second clutch disc can be clamped between a retaining ring or the rotor carrier and the pressure pot. This only happens when the piston force is greater than the disc spring force. In this way, torque transmission can be ensured with all four friction surfaces. The plate spring can be designed in such a way that the force level of the plate spring is low at maximum torque transmission, it being important to note that the flow of force through the first and second clutch discs is parallel. With this design, more torque can be transmitted compared to single-disc clutches, since the steel-steel friction coefficient is greater than the steel-lining friction coefficient and the center radius of the friction surfaces is larger.
In noch anderen Worten ausgedrückt, betrifft die Erfindung eine rotorintegrierte, zweistufige KO-Kupplung, die reibschlüssig und formschlüssig arbeitet, wobei die Tellerfeder innerhalb des Drucktopfs angeordnet ist.To put it another way, the invention relates to a rotor-integrated, two-stage KO clutch that works in a friction-locked and positive-locking manner, with the diaphragm spring being arranged inside the pressure pot.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Teilschnittdarstellung eines Hybridmoduls mit einer Trennkupplung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, -
2 eine Perspektivansicht der Trennkupplung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, -
3 eine perspektivische Teilschnittdarstellung der Trennkupplung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, -
4 ein schematisches Kraft-Weg-Diagramm einer Tellerfeder der Trennkupplung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, -
5 eine Perspektivansicht einer zweiten Kupplungsscheibe einer Trennkupplung gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels, -
6 eine schematische Teilschnittdarstellung einer Trennkupplung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, -
7 eine schematische Teilschnittdarstellung einer Trennkupplung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, -
8 eine schematische Teilschnittdarstellung einer Trennkupplung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, -
9 eine schematische Teilschnittdarstellung einer Trennkupplung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel, -
10 eine Perspektivansicht der Trennkupplung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel, und -
11 eine schematische Teilschnittdarstellung einer Trennkupplung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.
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1 a schematic partial sectional view of a hybrid module with a separating clutch according to a first embodiment, -
2 a perspective view of the separating clutch according to the first embodiment, -
3 a perspective partial sectional view of the separating clutch according to the first embodiment, -
4 a schematic force-displacement diagram of a plate spring of the separating clutch according to the first embodiment, -
5 a perspective view of a second clutch disc of a disconnect clutch according to a modification of the first embodiment, -
6 a schematic partial sectional view of a separating clutch according to a second embodiment, -
7 a schematic partial sectional view of a separating clutch according to a third embodiment, -
8th a schematic partial sectional view of a separating clutch according to a fourth exemplary embodiment, -
9 a schematic partial sectional view of a separating clutch according to a fifth exemplary embodiment, -
10 a perspective view of the disconnect clutch according to the fifth embodiment, and -
11 a schematic partial sectional view of a clutch according to a sixth embodiment.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.The figures are only of a schematic nature and serve exclusively for understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numbers. The features of the individual exemplary embodiments can be exchanged with one another.
Hierfür weist die Trennkupplung 1 eine erste Kupplungsscheibe 5 auf, welche drehfest mit der Kurbelwelle 3 verbunden ist. Ferner weist die Trennkupplung 1 eine axial, d.h. in einer Axialrichtung des Hybridmoduls 2, verlagerbare Anpressplatte 6 auf. Die erste Kupplungsscheibe 5, die Anpressplatte 6 und die Gegendruckplatte 4 bilden dabei eine erste Kupplungsstufe aus.For this purpose, the separating
Wenn die erste Kupplungsstufe, wie nachstehend näher erläutert, geschlossen wird, wird die Anpressplatte 6 axial auf die axialweiche, erste Kupplungsscheibe 5 hin verlagert, so dass die erste Kupplungsscheibe 5 einerseits reibschlüssig mit der Anpressplatte 6 und andererseits mit der Gegendruckplatte 4 in Kontakt kommt. Anders ausgedrückt, wird die erste Kupplungsscheibe 5 reibschlüssig zwischen der Anpressplatte 6 und der Gegendruckplatte 4 geklemmt. So kann bei Schließen der ersten Kupplungsstufe Drehmoment von der Kurbelwelle 3 über die erste Kupplungsscheibe 5 auf die Gegendruckplatte 4 übertragen werden.When the first clutch stage, as explained in more detail below, is closed, the
Wie in
Des Weiteren hat die Trennkupplung 1 eine (Weg-) Tellerfeder 9, die die Trennkupplung 1 in einem geöffneten Zustand vorspannt, d.h. die Tellerfeder 9 drückt die Anpressplatte 6 und den Drucktopf 8 in axialer Richtung des Hybridmoduls 2 auseinander. Dabei ist die Tellerfeder 9 auf einer der Gegendruckplatte 4 abgewandten Seite der Anpressplatte 6 angeordnet und drückt die Anpressplatte 6 gegen einen an dem Drucktopf 8 festgelegten Anschlagring 10. D.h. die Tellerfeder 9 ist vollständig innerhalb des Drucktopfs 8 aufgenommen und spannt die Reibpartner der Trennkupplung 1, nämlich den Drucktopf 8, die Anpressplatte 6, die erste Kupplungsscheibe 5, die zweite Kupplungsscheibe 7 und die Gegendruckplatte 4, im geöffneten Zustand so vor, dass zwischen allen Reibpartnern ein (Luft-) Spiel vorliegt.Furthermore, the separating
In anderen Worten ausgedrückt, weist die Trennkupplung 1, den Drucktopf 8, die Tellerfeder 9, die Anpressplatte 6, die erste Kupplungsscheibe 5, die zweite Kupplungsscheibe 7 und die Gegendruckplatte 4 auf, wobei diese, wie in
Wie in
Die Trennkupplung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist ferner als K0-Kupplung in einem Hybridmodul-Gehäuse 12 des Hybridmoduls 2 verbaut, d.h. bei geöffneter Trennkupplung 1 wird das Kraftfahrzeug lediglich mit Drehmoment eines innerhalb des Hybridmodul-Gehäuses 12 angeordneten Elektromotors 13 angetrieben. Hierfür weist der Elektromotor 13 einen in dem Hybridmodul-Gehäuse 12 ortsfest aufgenommenen Stator 14 und einen um eine Rotationsachse 15 des Hybridmoduls 2 rotierenden Rotor 16 auf. Hierbei ist der Rotor 16 auf einem Rotorträger 17, welcher über ein Rotorlager 18 in dem Hybridmodul-Gehäuse 12 abgestützt ist, angeordnet. Das so erzeugte Drehmoment wird an ein drehfest mit dem Rotorträger 17 verbundenes, vorzugsweise verschraubtes, Ausgangsteil 19 übertragen. Das Ausgangsteil 19 kann beispielsweise in Form eines Ausgangsflanschs ausgeführt sein, welcher wiederum drehfest mit einer Antriebskomponente, insbesondere einer Getriebeeingangswelle 20, des Antriebsstrangs verbunden ist.The separating clutch 1 according to the first exemplary embodiment is also installed as a K0 clutch in a
Wenn nun die Trennkupplung 1, wie nachstehend näher beschrieben, geschlossen wird, wird zusätzlich oder alternativ zum Elektromotor 13 auch Drehmoment des Verbrennungsmotors über die Trennkupplung an das Ausgangsteil 19 und die Getriebeeingangswelle 20 übertragen. Der Verbrennungsmotor treibt hierzu die Kurbelwelle 3 an, welche, wie in
Um die Trennkupplung 1 zu schließen, d.h. eine Modulation durchzuführen, wird die vorstehend erwähnte Betätigungseinrichtung in Form des Drucktopfs 8 betätigt. Dieser Drucktopf 8 übt dabei eine Axialkraft (in
Darüber hinaus ist die Gegendruckplatte 4, wie in
Wenn nun weiterhin die Axialkraft des Drucktopfs 8 auf die Anpressplatte 6 erhöht wird, wird die erste Kupplungsstufe, d.h. die Anpressplatte 6 und die erste Kupplungsscheibe 5, mit dem Drucktopf 8 weiter hin zur Gegendruckplatte 4 bzw. zum Rotorträger 17 verlagert, bis die zweite Kupplungsscheibe 7 mit der Gegendruckplatte 4 bzw. dem Sicherungsring 11 und dem Drucktopf 8 in Kontakt kommt. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird also die zweite Kupplungsscheibe 7 reibschlüssig zwischen der Drucktopf 8 und der Gegendruckplatte 4 geklemmt. Hierzu weist die zweite Kupplungsscheibe 7, wie in
Mit anderen Worten kann, wie vorstehend erwähnt, bei geschlossener erster Kupplungsstufe das Drehmoment von der Kurbelwelle 3 über die erste Kupplungsscheibe 5 auf den Rotorträger 17 und schließlich auf das Ausgangsteil 19 übertragen werden. D.h. die Drehmomentübertragung erfolgt über zwei Reibflächen, nämlich den Kontaktflächen zwischen der Anpressplatte 6 und der ersten Kupplungsscheibe 5 sowie den Kontaktflächen zwischen der ersten Kupplungsscheibe 5 und der Gegendruckplatte 4. Wird zusätzlich zur ersten Kupplungsstufe auch die seriell nachgeschaltete, zweite Kupplungsstufe geschlossen, kann das Drehmoment von der Kurbelwelle 3 auch über die zweite Kupplungsscheibe 7 auf die Gegendruckplatte 4 bzw. den Rotorträger 17, insbesondere über die flachen Reibflächen zwischen dem vorstehend erwähnten radial außenliegenden Abschnitt der zweiten Kupplungsscheibe 7 und dem Drucktopf 8 bzw. dem Sicherungsring 11, übertragen werden. D.h. bei geschlossener erster und zweiter Kupplungsstufe wird das Drehmoment über vier Reibflächen mit parallelem Drehmomentfluss übertragen. So kann das über die Trennkupplung 1 maximal übertragbare Drehmoment einfach erhöht werden. Anders ausgedrückt, ist die Trennkupplung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit den zwei seriell geschalteten Kupplungsstufen ausgeführt, wobei der Kraftfluss/Drehmomentfluss nach Schließen beider Kupplungsstufen parallel über beide Kupplungsstufen erfolgt.In other words, as mentioned above, when the first clutch stage is closed, the torque can be transmitted from the
In
Nachfolgend werden Modifikationen und weitere Ausführungsbeispiele der vorstehend erläuterten Trennkupplung 1 beschrieben. Dabei wird im Besonderen auf die Unterschiede zwischen den einzelnen Modifikationen und Ausführungsbeispielen und der Trennkupplung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel eingegangen. Sofern nicht explizit beschrieben, sind die Merkmale und Eigenschaften der Trennkupplung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auch in den Modifikationen und Ausführungsbeispielen umgesetzt.Modifications and further exemplary embodiments of the above-explained
In
Des Weiteren kann bei der Trennkupplung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, wie in
Wie in
In
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Trennkupplungdisconnect clutch
- 22
- Hybridmodulhybrid module
- 33
- Kurbelwellecrankshaft
- 44
- Gegendruckplattebacking plate
- 55
- erste Kupplungsscheibefirst clutch disc
- 66
- Anpressplattepressure plate
- 77
- zweite Kupplungsscheibesecond clutch disc
- 88th
- Drucktopfpressure pot
- 99
- Tellerfederdisc spring
- 1010
- Anschlagringstop ring
- 1111
- Sicherungsringlocking ring
- 1212
- Hybridmodul-Gehäusehybrid module housing
- 1313
- Elektromotorelectric motor
- 1414
- Statorstator
- 1515
- Rotationsachseaxis of rotation
- 1616
- Rotorrotor
- 1717
- Rotorträgerrotor carrier
- 1818
- Rotorlagerrotor bearings
- 1919
- Ausgangsteiloutput part
- 2020
- Getriebeeingangswelletransmission input shaft
- 2121
- Kurbelwellenlagercrankshaft bearings
- 2222
- Bolzenverbindungbolt connection
- 2323
- Aussparungrecess
- 2424
- Reibbelagfriction lining
- 2525
- Wellungcurl
- 2626
- Kupplungsscheibenflanschclutch disc flange
- 2727
- Reibscheibefriction disc
- 2828
- Stützzungesupport tongue
- 2929
- Kegelflächenabschnittconical surface section
- 3030
- Kegelflächenabschnittconical surface section
- 3131
- Kegelflächenabschnittconical surface section
- 3232
- Außenverzahnungexternal teeth
- 3333
- Stirnverzahnungspur gearing
- 3434
- Außenverzahnungexternal teeth
- 3535
- Innenverzahnunginternal teeth
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021108408.3A DE102021108408B3 (en) | 2021-04-01 | 2021-04-01 | Separating clutch for hybrid module and hybrid module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021108408.3A DE102021108408B3 (en) | 2021-04-01 | 2021-04-01 | Separating clutch for hybrid module and hybrid module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021108408B3 true DE102021108408B3 (en) | 2022-05-05 |
Family
ID=81183922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021108408.3A Active DE102021108408B3 (en) | 2021-04-01 | 2021-04-01 | Separating clutch for hybrid module and hybrid module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021108408B3 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018113819A1 (en) | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Hybrid module and drive assembly for a motor vehicle |
WO2019086067A1 (en) | 2017-11-06 | 2019-05-09 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Hybrid module for the drive train of a motor vehicle |
WO2020099627A1 (en) | 2018-11-16 | 2020-05-22 | Zf Friedrichshafen Ag | Cone element acting as a clutch in a k0 installation space |
-
2021
- 2021-04-01 DE DE102021108408.3A patent/DE102021108408B3/en active Active
Patent Citations (3)
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---|---|---|---|
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R020 | Patent grant now final |