DE102021119137A1

DE102021119137A1 - Separating clutch with geared engagement of the clutch discs on a drive shaft and hybrid drive train with such a separating clutch

Info

Publication number: DE102021119137A1
Application number: DE102021119137.8A
Authority: DE
Inventors: Björn Reuter; Florian Treffeisen; Marc Finkenzeller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-06-22
Filing date: 2021-07-23
Publication date: 2022-12-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Trennkupplung (1) zum Ankuppeln und Abkuppeln einer Verbrennungskraftmaschine an einem und von einem Rotorträger (2), mit wenigstens zwei Kupplungsscheiben (3), die zwischen einer Anpressplatte (7) und einer Gegendruckplatte (8) angeordnet sind, wobei zwischen zwei der Kupplungsscheiben (3) eine umfangsfest am Rotorträger (2) angebrachte aber axial verlagerbare Zwischenplatte (9) vorhanden ist, wobei wenigstens eine Kupplungsscheibe (3) wenigstens ein Belagsegment (4) aufweist, das zur Anbindung an einer drehmomenteingangsseitigen Antriebswelle (10) ausgelegt ist, wobei das Belagsegment (4) gezielt axial weich zur elastischen Verformung ausgelegt ist und zwischen einem belagsegmentfesten Reibbelag (5) und dem Belagsegment (4) eine Belagfedereinrichtung (6) angebracht ist, wobei die Anbindung wenigstens eines Belagsegments (4) an der Antriebswelle(10) über das Ineinandergreifen einer Verzahnung (15) in eine Gegenverzahnung (15) sichergestellt ist. Die Erfindung betrifft auch einen Hybridantriebsstrang mit einer solchen Trennkupplung (1).The invention relates to a separating clutch (1) for coupling and uncoupling an internal combustion engine to and from a rotor carrier (2), with at least two clutch discs (3) which are arranged between a pressure plate (7) and a counter-pressure plate (8), with between two of the clutch disks (3) there is an intermediate plate (9) which is fixed circumferentially to the rotor support (2) but can be displaced axially, with at least one clutch disk (3) having at least one lining segment (4) which is designed for connection to a drive shaft (10) on the torque input side the lining segment (4) is designed to be axially soft in a targeted manner for elastic deformation and a lining spring device (6) is fitted between a friction lining (5) fixed to the lining segment and the lining segment (4), the connection of at least one lining segment (4) to the drive shaft (10) is ensured by the meshing of a toothing (15) in a counter-toothing (15). The invention also relates to a hybrid drive train with such a separating clutch (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Trennkupplung für einen hybriden Antriebsstrang / Hybridantriebsstrang zum Ankuppeln und Abkuppeln einer Verbrennungskraftmaschine an einem und von einem Rotorträger, mit wenigstens zwei Kupplungsscheiben, die zwischen einer Anpressplatte und einer Gegendruckplatte angeordnet sind, wobei zwischen zwei der Kupplungsscheiben eine umfangsfest am Rotorträger angebrachte aber axial verlagerbare Zwischenplatte vorhanden ist, wobei wenigstens eine Kupplungsscheibe wenigstens ein Belagsegment / Trägerblech / Trägerblechringabschnitt aufweist, das zur Anbindung an einer drehmomenteingangsseitigen, vorzugsweise zur Verbindung mit der Verbrennungskraftmaschine vorgesehenen Antriebswelle ausgelegt ist, wobei das Belagsegment gezielt axial weich zur elastischen Verformung ausgelegt ist und zwischen einem belagsegmentfesten Reibbelag und dem Belagsegment eine Belagfedereinrichtung angebracht ist.The invention relates to a separating clutch for a hybrid drive train/hybrid drive train for coupling and decoupling an internal combustion engine to and from a rotor carrier, with at least two clutch discs, which are arranged between a pressure plate and a counter-pressure plate, with a peripherally fixed but attached to the rotor carrier between two of the clutch discs axially displaceable intermediate plate is present, with at least one clutch disc having at least one facing segment/carrier plate/carrier plate ring section, which is designed for connection to a drive shaft on the torque input side, preferably provided for connection to the internal combustion engine, with the lining segment being designed specifically to be axially soft for elastic deformation and between a lining segment-fixed friction lining and the lining segment a lining spring device is attached.

Aus dem Stand der Technik, beispielsweise der DE 10 2020 121 620 A1 ist ein Hybridmodul zum An- und Abkoppeln einer Verbrennungskraftmaschine an einem und von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem Elektromotor und einer Trennkupplung, die in radialer Richtung des Hybridmoduls innerhalb des Elektromotors angeordnet ist, bekannt. Dabei gibt es eine Gegendruckplatte und eine Anpressplatte, welche in axialer Richtung des Hybridmoduls begrenzt verlagerbar ist. Es ist eine zwischen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte reibschlüssig klemmbare Kupplungsscheibe vorhanden, wobei der Elektromotor einen Rotor aufweist, der durch einen Rotorsteg bezüglich eines Stators des Elektromotors verdrehbar abgestützt ist. Die Gegendruckplatte bildet dabei den Rotorsteg.From the prior art, for example DE 10 2020 121 620 A1 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, which is arranged in the radial direction of the hybrid module within the electric motor, is known. There is a counter-pressure plate and a pressure plate, which can be displaced to a limited extent in the axial direction of the hybrid module. There is a clutch disc that can be clamped by friction between the counter-pressure plate and the pressure plate, with the electric motor having a rotor which is supported by a rotor web so that it can rotate with respect to a stator of the electric motor. The counter-pressure plate forms the rotor bar.

Darüber hinaus ist auch die DE 10 2014 211 884 A1 bekannt, die eine Blattfeder für ein Mehrscheibenpaket und ein Mehrscheibenreibpaket für eine Reibkupplung offenbart. Insbesondere ist dort ein Mehrscheibenreibpaket mit einer Zwischenplatte offenbart, wobei die Blattfederelemente miteinander in Reihe geschaltet und über Abnehmer die Zwischenscheiben mit bewegt werden.In addition, the DE 10 2014 211 884 A1 is known which discloses a leaf spring for a multi-disc pack and a multi-disk friction pack for a friction clutch. In particular, a multi-disk friction assembly with an intermediate plate is disclosed there, the leaf spring elements being connected to one another in series and the intermediate disks also being moved via pickups.

Aus einer eigenen älteren Anmeldung, nämlich der DE 10 2020 112 616 A1 ist auch eine Mehrscheibenkupplungsanordnung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang bekannt. Dabei ist eine Druckplatte enthalten, sowie eine relativ zu der Druckplatte axial verschiebbare Anpressplatte, eine axial zwischen der Druckplatte und der Anpressplatte angeordnete, ebenfalls relativ zur Druckplatte axial verschiebbare Zwischenplatte vorhanden. Eine Kupplungsscheibe weist dabei zwei Teilscheiben auf, wobei eine erste Teilscheibe axial zwischen der Druckplatte und der Zwischenplatte angeordnet ist und an die zweite Teilscheibe axial zwischen der Zwischenplatte und der Anpressplatte angeordnet ist. Jede Teilscheibe weist eine axial federnde Federblecheinheit auf sowie zumindest einen mit der Federblecheinheit verbundenen Reibbelag. Die voneinander unabhängig wirkenden Federblecheinheiten sind unmittelbar an einer Abtriebswelle befestigt. Die funktionellen und geometrischen Zusammenhänge sollen als hier mitoffenbart betrachtet werden.From a separate older application, namely the DE 10 2020 112 616 A1 a multiple disc clutch arrangement for a motor vehicle drive train is also known. A pressure plate is included, as well as a pressure plate that is axially displaceable relative to the pressure plate, and an intermediate plate that is arranged axially between the pressure plate and the pressure plate and is also axially displaceable relative to the pressure plate. A clutch disk has two index disks, a first index disk being arranged axially between the pressure plate and the intermediate plate and the second index disk being arranged axially between the intermediate plate and the pressure plate. Each indexing disc has an axially resilient sheet metal unit and at least one friction lining connected to the sheet metal unit. The spring sheet metal units, which act independently of one another, are fastened directly to an output shaft. The functional and geometric relationships are to be considered as also disclosed here.

Darüber hinaus gibt es die DE 10 2019 127 238 A1 der Anmelderin, in welcher eine Lamellenkupplung, insbesondere für einen Hybridantriebsstrang offenbart ist. Dort ist eine Lamellenkupplung vorgesehen mit einem Außenlamellenträger, während in dem Außenlamellenträger axial verschiebbar eingehangene Außenlamellen vorhanden sind, wobei die Außenlamellen ein Außenkoppelelement für drehmomentübertragende Koppelung mit dem Außenlamellenträger aufweisen, ferner aufweisend einen Innenlamellenträger, mehreren in dem Innenlamellenträger axial verschiebbar eingehangenen Innenlamellen, wobei die Innenlamellen ein Innenkoppelelement zur drehmomentübertragenden Koppelung mit dem Innenlamellenträger aufweisen, wobei sämtliche Außenkoppelelemente nach radial außen von einem in Umfangsrichtung durchgängig verlaufenden Außenring und/oder sämtliche Innenkoppelelemente nach radial innen von einem in Umfangsrichtung durchgängig verlaufenden Innenring abstehen, wobei die erste Reibfläche über mindestens ein Außen-Blattfederelement mit dem Außenring und/oder die zweite Reibfläche über mindestens ein Innen-Blattfederelement verbunden ist. Es wird herausgestellt, dass das Risiko eines Verklemmens und/oder einer ungünstigen Positionierung von Lamellen in einer Lamellenkupplung registriert wird. Auch die in dieser Druckschrift erläuterten funktionellen und geometrischen Zusammenhänge sollen als hier mitoffenbart betrachtet werden.In addition, there is the DE 10 2019 127 238 A1 by the applicant, in which a multi-plate clutch, in particular for a hybrid drive train, is disclosed. There, a disk clutch is provided with an outer disk carrier, while the outer disk carrier has axially displaceably suspended outer disks, the outer disks having an outer coupling element for torque-transmitting coupling to the outer disk carrier, and also having an inner disk carrier, several inner disks suspended axially displaceably in the inner disk carrier, the inner disks have an inner coupling element for torque-transmitting coupling to the inner disk carrier, with all outer coupling elements protruding radially outwards from an outer ring running continuously in the circumferential direction and/or all inner coupling elements radially inwards from an inner ring running continuously in the circumferential direction, the first friction surface having at least one outer leaf spring element is connected to the outer ring and/or the second friction surface via at least one inner leaf spring element. It is pointed out that the risk of jamming and/or unfavorable positioning of plates in a multi-plate clutch is registered. The functional and geometric relationships explained in this publication should also be regarded as being disclosed here.

Bei Vorentwicklungsprojekten bestand schon längere Zeit die Aufgabe eine Optimierung hinsichtlich Kosten, Bauraum und/oder alternativen Konzepten zu bekannten Lösungen zu erarbeiten. Solche Lösungen sollten Trennkupplungen zwischen Verbrennungsmotoren und Elektromaschinen für hybridisierte Triebstränge ermöglichen, welche auch hohe Drehmomente, insbesondere mehr als 500 Nm übertragen können. Insbesondere bei trockenen Konzepten bedarf es Verbesserungen. Die bestehenden Lösungen haben nämlich noch einen gewissen Optimierungsbedarf.In pre-development projects, the task of developing an optimization in terms of costs, installation space and/or alternative concepts to known solutions has existed for a long time. Such solutions should enable separating clutches between internal combustion engines and electric machines for hybridized drive trains, which can also transmit high torques, in particular more than 500 Nm. Improvements are needed, especially with dry concepts. The existing solutions still have a certain need for optimization.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen und eine besonders bauraumeffiziente, herstellungsleichte und zumindest zum Teil (oder sogar vollständig) verschleißnachstellende Lösung für eine Trennkupplung zur Verfügung zu stellen, mit der besonders große Drehmomente, also beispielsweise über 500 Nm, übertragbar sind.It is the object of the present invention to eliminate the disadvantages of the prior art and to provide a particularly space-efficient, to provide an easy-to-manufacture and at least partially (or even completely) wear-adjusting solution for a separating clutch, with which particularly high torques, for example more than 500 Nm, can be transmitted.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Trennkupplung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Anbindung wenigstens eines Belagsegments an der Antriebswelle über das Ineinandergreifen einer Verzahnung in eine Gegenverzahnung sichergestellt ist.In a generic separating clutch, this object is achieved according to the invention in that the connection of at least one lining segment to the drive shaft is ensured by the meshing of a toothing with a counter-toothing.

Mit anderen Worten betrifft die Erfindung also eine Trennkupplung zum Ankuppeln und Abkuppeln eines Verbrennungsmotors an einem und von einem hybriden Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei die Trennkupplung in einen Rotor einer elektrischen Maschine integriert ist und als Mehrscheibenkupplung mit zumindest zwei Kupplungsscheiben ausgebildet ist. Zumindest eine Teilscheibe ist axial verschieblich über eine Zwischenverzahnung an die eingangsseitige, vorzugsweise vom Verbrennungsmotor kommende, Welle / Antriebswelle angebunden.In other words, the invention relates to a separating clutch for coupling and decoupling an internal combustion engine to and from a hybrid drive train of a motor vehicle, the separating clutch being integrated into a rotor of an electric machine and being designed as a multi-plate clutch with at least two clutch plates. At least one dividing disk is connected in an axially displaceable manner via intermediate gearing to the input-side shaft/drive shaft, preferably coming from the internal combustion engine.

Eine erste Lösung richtet sich darauf, dass beide Teilscheiben oder vorzugsweise alle Teilscheiben axial verschieblich über eine Zwischenverzahnung an die Eingangsseite der, vorzugsweise vom Verbrennungsmotor kommende, Welle / Antriebswelle angebunden ist. Eine andere Lösung / Ausgestaltung bezieht sich darauf, dass eine Teilscheibe als leicht verschieblich über eine Zwischenverzahnung an die eingangsseitige, vorzugsweise vom Verbrennungsmotor kommende, Welle angebunden ist, während eine andere Teilscheibe axial fest mit der Welle verbunden ist.A first solution is that both indexing disks or preferably all indexing disks are connected to the input side of the shaft/drive shaft preferably coming from the internal combustion engine in an axially displaceable manner via intermediate gearing. Another solution/configuration relates to the fact that a dividing disk is connected to the input-side shaft, preferably coming from the internal combustion engine, as easily displaceable via intermediate gearing, while another dividing disk is axially fixed to the shaft.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the dependent claims and are explained in more detail below.

So ist es von Vorteil, wenn alle Belagsegmente einer Kupplungsscheibe über das Ineinandergreifen der Verzahnung und Gegenverzahnung zur Sicherstellung eines Drehmomentenübergangs bei Vorhalten einer axialen Verschieblichkeit an der Antriebswelle angebunden sind. So kann zumindest bei einer Kupplungsscheibe der Verschleiß nachgestellt werden.It is advantageous if all the lining segments of a clutch disk are connected to the drive shaft via the meshing of the toothing and counter-toothing to ensure a torque transfer while maintaining an axial displaceability. In this way, at least one clutch disc can be adjusted for wear.

Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn alle Belagsegmente aller Kupplungsscheiben über das Ineinandergreifen der Verzahnung und Gegenverzahnung sowie zur Sicherstellung eines Drehmomentenübergangs bei Vorhalten einer axialen Verschieblichkeit an der Antriebswelle angebunden sind. Auf diese Weise kann bei allen Reibbelägen der Verschleiß kompensiert werden, wodurch eine gute Verschleißnachstellung realisiert ist.In addition, it is advantageous if all lining segments of all clutch disks are connected to the drive shaft via the meshing of the toothing and counter-toothing and to ensure a torque transfer while maintaining an axial displaceability. In this way, the wear can be compensated for on all friction linings, as a result of which good wear adjustment is implemented.

Es hat sich bewährt, wenn eine oder alle Belagfedereinrichtung(en) als Wellfeder(n) ausgestaltet ist/sind. Eine kostengünstige, aber effiziente Belagfederung lässt sich dann erreichen.It has proven useful if one or all of the pad spring device(s) is/are designed as corrugated spring(s). An inexpensive but efficient pad deflection can then be achieved.

Wenn auf allen Stirnseiten der Belagsegmente der Kupplungsscheiben gleichartige Belagfedereinrichtungen und Reibbeläge vorhanden sind, so kann mit Gleichteilen gearbeitet werden, was die Herstellkosten der Trennkupplung reduziert.If the same type of lining spring devices and friction linings are present on all end faces of the lining segments of the clutch discs, identical parts can be used, which reduces the manufacturing costs of the separating clutch.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ist auch dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Belagfedersegment oder alle Belagfedersegmente nur einer oder wenigstens einer Kupplungsscheibe an der Antriebswelle angenietet ist/sind. Die Herstellkosten lassen sich dann dadurch verringern, dass kein Schmiedeteil mehr notwendig ist, wohl aber sich ein angenieteter Blechlamellenträger anbietet. Auch der Bauraum wird effizienter genutzt. Allerdings gibt es, wenn auch geringe, Nachteile in der Verschleißnachstellung.An advantageous embodiment is also characterized in that at least one cushion spring segment or all cushion spring segments of only one or at least one clutch disk is/are riveted to the drive shaft. The manufacturing costs can then be reduced by the fact that a forged part is no longer necessary, but a riveted sheet metal plate carrier is an option. The installation space is also used more efficiently. However, there are disadvantages, albeit small ones, in wear adjustment.

Es hat sich im Rahmen der Erfindung auch als vorteilhaft herausgestellt, ein Belagsegment oder alle Belagsegmente einer Kupplungsscheibe oder alle Belagsegmente aller Kupplungsscheiben zum Vorhalten der axialen Weichheit mehrteilig auszugestalten und (beispielsweise über eine Nietverbindung) mit einem Federblech zu verbinden. Die Rückstelleigenschaften lassen sich dann gezielt einstellen, was der Präzision der Trennkupplung zuträglich ist.It has also proven to be advantageous within the scope of the invention to design a lining segment or all lining segments of a clutch disk or all lining segments of all clutch disks in multiple parts to maintain axial softness and to connect them to a spring plate (e.g. via a rivet connection). The restoring properties can then be set in a targeted manner, which is beneficial to the precision of the separating clutch.

Von Vorteil ist es auch, wenn das Federblech auf der radialen Innenseite (oder radialen Außenseite) die Verzahnung ausbildet.It is also advantageous if the spring plate forms the teeth on the radial inside (or radial outside).

Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Gegenverzahnung von einem Abschnitt der Antriebswelle oder einem antriebswellenfesten (beispielsweise angenieteten) Blechlamellenträger ausgebildet ist.It is expedient here if the counter-toothing is formed by a section of the drive shaft or by a sheet metal disk carrier fixed to the drive shaft (for example riveted on).

Die Erfindung betrifft auch einen Hybridantriebsstrang mit einer Antriebswelle, die an eine Verbrennungskraftmaschine angebunden ist, und mit einem Rotorträger, der an einem Rotor einer Elektromaschine angebunden ist, wobei eine Trennkupplung zwischen der Antriebswelle und dem Rotorträger eingebaut ist, wobei die die Trennkupplung wie oben erläutert ausgestaltet ist.The invention also relates to a hybrid drive train with a drive shaft that is connected to an internal combustion engine and with a rotor carrier that is connected to a rotor of an electric machine, with a separating clutch being installed between the drive shaft and the rotor carrier, the separating clutch being as explained above is designed.

Bei der eingehenden Untersuchung von Zweischeiben-Kupplungssystemen hat sich im Rahmen der Erfindung herausgestellt, dass eine feste Anbindung der beiden Teilscheiben an die Welle technisch schwierig zu realisieren ist und auch Nachteile mit sich bringt. So müssen durch die feste Anbindung beide Teilscheiben eine axiale Verschieblichkeit aufweisen, damit die Kupplung geschlossen und geöffnet werden kann. Hierzu kommen axial weiche Federbleche zum Einsatz, die den Luftspalt und auch den Verschleiß mit der Kupplung kompensieren sollen. Insbesondere die anpressplattenseitige Teilscheibe soll unter Verschleiß einen sehr große Axialweg überwinden. Die Biegespannungen in den Federblechen sind dabei jedoch so hoch, dass das geforderte Drehmoment nicht mehr übertragen werden kann. Die Festigkeit der Kupplungsscheibe ist nicht gegeben. Auch zeigt sich ein weiterer gravierender Nachteil von festen Kupplungsscheibenanbindungen nämlich darin, dass innerhalb der Kupplung der Verschleiß nicht nachgeführt werden kann. Dadurch werden die Schließzeiten der Kupplung mit zunehmendem Verschleiß größer. Eine Verschleißnachführung war aber bisher schwierig. Bei einer Nachführung soll nämlich der Luftspalt der Kupplung mit dem Verschleiß der Reibbeläge angepasst und konstant gehalten werden. Die Anpressplatte wird also nachgeführt. All dies wird im Rahmen der Erfindung verbessert.During the detailed investigation of two-disc clutch systems, it was found within the scope of the invention that a fixed connection of the two partial disks to the shaft is technically difficult to achieve and also parts entails. Due to the fixed connection, both index disks must be able to move axially so that the clutch can be closed and opened. For this purpose, axially soft spring plates are used, which are intended to compensate for the air gap and also the wear with the clutch. In particular, the dividing disk on the pressure plate side should overcome a very large axial path with wear. However, the bending stresses in the spring plates are so high that the required torque can no longer be transmitted. The strength of the clutch disc is not given. Another serious disadvantage of fixed clutch disc connections is that the wear cannot be tracked within the clutch. As a result, the closing times of the clutch increase with increasing wear. Up until now, tracking wear has been difficult. In the case of a tracking, the air gap of the clutch should be adjusted and kept constant with the wear of the friction linings. The pressure plate is therefore tracked. All of this is improved within the framework of the invention.

Dies wird dahingehend verbessert, dass die beiden Teilscheiben der Zweischeiben-Kupplungsscheibenanordnung nicht mehr beide fest an der Welle angebunden sind, sondern teil- bzw. vollverschieblich über eine Zwischenverzahnung angebunden sind.This is improved in that the two partial disks of the two-disc clutch disk arrangement are no longer both firmly connected to the shaft, but are connected via an intermediate toothing so that they can be partially or fully displaced.

Wie bereits erläutert, hat es sich bewährt, wenn beide Teilscheiben axial verschieblich über die Verzahnung mit der Welle verbunden sind. Es existiert eine Vollverschieblichkeit, die es erlaubt, den gesamten Verschleiß der Kupplung nachzuführen.As already explained, it has proven useful if both indexing disks are connected to the shaft via the toothing so that they can be moved axially. There is full mobility, which allows tracking the entire wear of the clutch.

Eine bauraumeffizientere Lösung ist gewährleistet, wenn die verbrennungskraftmotorisch nähere Teilscheibe weiterhin fest mit der Welle verbunden ist, aber die getriebeseitige Teilscheibe verschieblich auf einer Wellenverzahnung sitzt. Demnach existiert hier nur eine Teilverschieblichkeit. Dieses Konzept ist jedoch platzsparender und bietet somit Bauraumvorteile. Die Verschleißnachführung ist jedoch nicht so gut, wie bei der Vollverschieblichkeit. Bei beiden Konzepten kommen Federbleche zum Einsatz. Diese übertragen das Drehmoment zwischen der Antriebswelle und den Teilscheiben. Sie haben Vorteile, um ein reibungsfreies Öffnen und Schließen der Kupplung zu gewährleisten. Ein Problem, was nämlich häufig auftritt, ist, dass sobald Drehmoment über die Verzahnungen übertragen wird, diese Verzahnungen blockieren und ein weiteres Einrücken der Teilscheiben nicht möglich wäre. Zum Überwinden dieser Verschiebereibung verfügen die Federbleche daher eine axiale Nachgiebigkeit in der Größenordnung von ungefähr 1 mm. Zur Übertragung des Drehmoments sind zudem mehrere der Federbleche zu einem Paket zusammengefasst. Es hat sich bewährt, wenn mindestens drei verschiedene, aber jeweils 0,8 mm dicke Bleche, oder vier verschiedene, aber dann 0,7 mm dicke Bleche, verwendet werden. Es ist ein trockener Einsatz genauso wie ein nasser Einsatz der Trennkupplung denkbar.A solution that is more efficient in terms of installation space is guaranteed if the dividing disk that is closer to the internal combustion engine is still firmly connected to the shaft, but the dividing disk on the transmission side is slidably seated on a shaft spline. Accordingly, there is only a partial mobility here. However, this concept is more space-saving and thus offers space advantages. However, wear tracking is not as good as with full mobility. Spring plates are used in both concepts. These transmit the torque between the drive shaft and the dividing discs. They have advantages in terms of ensuring smooth opening and closing of the clutch. A problem that often occurs is that as soon as torque is transmitted via the teeth, these teeth block and further engagement of the dividing disks would not be possible. In order to overcome this sliding friction, the spring plates therefore have an axial flexibility of the order of approximately 1 mm. In addition, several of the spring plates are combined into one package to transmit the torque. It has proven useful if at least three different metal sheets, each 0.8 mm thick, or four different metal sheets, but then 0.7 mm thick, are used. Dry use as well as wet use of the separating clutch is conceivable.

Bei vollverschieblicher Ausgestaltung haben sich Distanzstücke bewährt, die zwischen den Federblechen und den Belagfedersegmenten eingesetzt sind, um einen axialen Abstand zu überbrücken. Dadurch kann eine Mindestdicke für die Zwischenplatte / zentrale Anpressplatte eingehalten werden. Es ist von Vorteil, wenn der Abstand zwischen den Teilscheiben so eingestellt ist, dass bei Verschiebung und unter Verschleiß keine Kollision entsteht.In the case of a fully displaceable configuration, spacers which are inserted between the spring plates and the pad spring segments in order to bridge an axial distance have proven themselves. This allows a minimum thickness for the intermediate plate / central pressure plate to be maintained. It is an advantage if the distance between the dividing disks is set in such a way that there is no collision when they are displaced or worn.

Bei der Teilverschieblichkeit ist es von Vorteil, wenn eine Verschleißnachführung nur für drei von vier Reibflächen ermöglicht ist. Auch hier ist es sinnvoll den Abstand zwischen den einzelnen Teilscheiben so einzustellen, dass bei Verschiebung und unter Verschleiß keine Kollision entsteht.In the case of partial mobility, it is advantageous if wear tracking is only possible for three of the four friction surfaces. Here, too, it makes sense to set the distance between the individual dividing disks in such a way that there is no collision when they are displaced or worn.

Die Form der Federbleche ist so aufgebaut, dass eine axial federnde Verschiebung von ungefähr 1 mm zwischen dem innenliegenden Verzahnungsbereich und dem äußeren, dreigeteilten Vernietungsbereich möglich ist.The shape of the spring plates is designed in such a way that an axially resilient displacement of approximately 1 mm is possible between the inner toothed area and the outer, three-part riveted area.

Rotorintegrierte Trennkupplungen mit guten Eigenschaften lassen sich so herstellen.Rotor-integrated separating clutches with good properties can be produced in this way.

Geschickt lässt sich die Auslegung gestalten, wenn ein Federweg von 0,5 mm eine Kraft von 6.000 N nach sich zieht.The design can be cleverly designed when a spring deflection of 0.5 mm results in a force of 6,000 N.

Die vorgestellte Lösung ermöglicht eine Schiefstellungskompensation und eine bessere Regelung der Trennkupplung. Eine Kompensation in Axialrichtung, Umfangsrichtung und/oder Radialrichtung wird somit gewährleistet.The solution presented enables misalignment compensation and better control of the separating clutch. A compensation in the axial direction, circumferential direction and/or radial direction is thus ensured.

Die Belagsegmente können beidseitig Reibbelagringe tragen.The lining segments can carry friction lining rings on both sides.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert. Dabei sind zwei Ausführungsformen dargestellt. Es zeigen:

1 eine erste Ausführungsform, bei der eine Teilscheibe fest und eine Teilscheibe verschieblich an der Antriebswelle, welche verbrennungsmotorisch anzutreiben ist, angebunden ist,
2 eine zweite Ausführungsform, bei der beide Teilscheiben verschieblich angebunden sind, wobei, wie schon in 1, ein teildargestellter Längsschnitt einer Trennkupplung wiedergegeben ist, und
3 eine Draufsicht auf ein, an einer oder beiden Teilscheiben der Ausführungsformen der 1 und 2 eingesetztes axial weiches Federblech.

The invention is explained in more detail below with the aid of a drawing. Two embodiments are shown. Show it:

1 a first embodiment in which one indexing disk is fixed and one indexing disk is slidably connected to the drive shaft, which is to be driven by an internal combustion engine,
2 a second embodiment in which both indexing disks are connected in a displaceable manner, with, as already in 1 , a partial darge illustrated longitudinal section of a separating clutch, and
3 a top view of one, on one or both partial disks of the embodiments of FIG 1 and 2 inserted axially soft spring plate.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können untereinander ausgetauscht werden.The figures are only of a schematic nature and serve only to understand the invention. The same elements are provided with the same reference numbers. Features of the individual embodiments can be interchanged.

In 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trennkupplung 1 dargestellt. Die Trennkupplung 1 ist in einem hybriden Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges eingebettet. Sie ist zum Ankuppeln und Abkuppeln einer nicht dargestellten Verbrennungskraftmaschine von einem Rotorträger 2 vorgesehen. Der Rotorträger 2 ist zum Befestigen eines Rotors einer Elektromaschine vorgesehen, welche im Betrieb mit einem Stator der Elektromaschine zusammenwirkt, um Drehmoment zur Verfügung zu stellen.In 1 a first embodiment of a separating clutch 1 according to the invention is shown. The separating clutch 1 is embedded in a hybrid drive train of a motor vehicle. It is provided for coupling and uncoupling an internal combustion engine (not shown) from a rotor carrier 2 . The rotor carrier 2 is provided for fastening a rotor of an electric machine which, during operation, interacts with a stator of the electric machine in order to make torque available.

Die Trennkupplung 1 besitzt wenigstens / nur / genau zwei Kupplungsscheiben 3. Die Kupplungsscheiben 3 besitzen Belagsegmente 4 oder nur ein Belagsegment 4, das beispielsweise ringartig ausgebildet sind, auf denen beidseitig Reibbeläge 5 angebracht sind. Zwischen einem Belagsegment 4 und einem Reibbelag 5 ist jeweils eine Belagfedereinrichtung 6 eingesetzt.The separating clutch 1 has at least/only/exactly two clutch disks 3. The clutch disks 3 have lining segments 4 or only one lining segment 4, which are designed, for example, like a ring, on which friction linings 5 are attached on both sides. A pad spring device 6 is inserted between a pad segment 4 and a friction pad 5 .

Die Kupplungsscheiben 3 können im Einkuppelvorgang durch eine Anpressplatte 7 in Richtung einer Gegendruckplatte 8 unter Zwischenschaltung einer Zwischenplatte 9 bewegt werden.During the engagement process, the clutch discs 3 can be moved by a pressure plate 7 in the direction of a counter-pressure plate 8 with an intermediate plate 9 interposed.

Die Belagsegmente 4 sind mit einer Antriebswelle 10 verbunden. Die Antriebswelle 10 ist zum Angetrieben werden von einer Verbrennungskraftmaschine ausgelegt.The lining segments 4 are connected to a drive shaft 10 . The drive shaft 10 is designed to be driven by an internal combustion engine.

In der Ausführungsform der 1 ist das verbrennungskraftmotorisch nähergelegene Reibsegment 4 direkt an der Antriebswelle 11 angenietet. Dazu wird ein Niet 11 eingesetzt.In the embodiment of 1 the internal combustion engine closer friction segment 4 is riveted directly to the drive shaft 11. A rivet 11 is used for this purpose.

Das verbrennungskraftmotorisch fernere Belagsegment 4 ist mehrteilig ausgestaltet. Es besitzt einen Abschnitt, der durch eine Vielzahl an Federbleche 12, beispielsweise fünf, vier oder drei Federbleche 12 gestellt wird. Dieser Abschnitt ist über einen weiteren Niet 13 am Belagsegment 4 angebunden.The lining segment 4 that is further away from the combustion engine is designed in several parts. It has a section which is provided by a plurality of spring plates 12, for example five, four or three spring plates 12. This section is connected to the pad segment 4 by a further rivet 13 .

Dabei kann ein Distanzstück 14 zwischengeschalten sein.A spacer 14 can be interposed.

Das / jedes Federblech 12 weist auf seiner radialen Innenseite eine Verzahnung 15 auf. Die Verzahnung 15 greift in eine Gegenverzahnung 16, die von der Antriebswelle 10 gestellt ist. Die vorzugsweise vier Federbleche 12 sind über ihre Verzahnung 15 mit der Gegenverzahnung 16 verbunden und relativ zueinander in Axialrichtung verschieblich. Die Axialrichtung ist mit dem Bezugszeichen 17 angedeutet. Die Radialrichtung ist mit dem Bezugszeichen 18 angedeutet.The / each spring plate 12 has teeth 15 on its radial inside. The toothing 15 engages in a counter-toothing 16 which is provided by the drive shaft 10 . The spring plates 12, which are preferably four, are connected to the counter-toothing 16 via their toothing 15 and can be displaced relative to one another in the axial direction. The axial direction is indicated with reference number 17 . The radial direction is indicated by reference number 18 .

Eine zweite Ausführungsform, bei der beide Kupplungsscheiben 3, also hier alle Kupplungsscheiben 3 über eine Verzahnung 15 an der Gegenverzahnung 16 angreifen, ist in 2 dargestellt. In dieser Lösung wird auch auf einen Stehbolzen / Stufenbolzen 19 gesetzt.A second embodiment, in which both clutch discs 3, i.e. here all clutch discs 3, act on the counter-toothing 16 via a toothing 15 is in 2 shown. A stud bolt/stepped bolt 19 is also used in this solution.

Verklemmungen lassen sich vermeiden, wenn der Stehbolzen 19 wenigstens zwei Bereiche unterschiedlichen Durchmessers besitzt, wobei einer der beiden Bereiche einen Gleitbereich für die erste Federeinrichtung stellt und der andere Bereich einen Befestigungsbereich für die zweite Federeinrichtung stellt. Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der größere der beiden Bereiche unterschiedlichen Durchmessers, ca. 80% bis ca. 120% größer ist als der kleinere Bereich. Eine besonders langlebige Ausführungsform ist die Folge. Auf dem Gleitbereich können die Verbindungsbleche in Axialrichtung gleiten / rutschen / schwimmen. Allerdings sind die Verbindungsbleche in Umfangsrichtung fest am Stehbolzen angebracht. Die Verbindungsbleche sind auch fest an der Zwischenplatte 9 angebracht. Allerdings sind sie so biegeweich / elastisch, dass sie einen Axialversatz der Zwischenplatte 9 relativ zum Rotorträger 2 ermöglichen.Jamming can be avoided if the stud 19 has at least two areas of different diameters, one of the two areas being a sliding area for the first spring device and the other area being a fastening area for the second spring device. An advantageous embodiment is characterized in that the larger of the two areas with different diameters is approximately 80% to approximately 120% larger than the smaller area. The result is a particularly durable design. On the sliding area, the connecting plates can slide / slide / float in the axial direction. However, the connecting plates are firmly attached to the studs in the circumferential direction. The connecting plates are also firmly attached to the intermediate plate 9. However, they are so flexible/elastic that they allow an axial offset of the intermediate plate 9 relative to the rotor carrier 2.

In 3 weist das Federblech 12 äußere Vernietungsbereiche 20 mit jeweils drei Löchern 21 zur Aufnahme jeweils eines Niets und Befestigung der Reibbeläge / des Reibbelags 5 auf. Während ein relativ steifer Innenbereich 23 neben einem Leerraum 22 vorhanden ist und es einen möglicherweise ähnlich oder genauso steifen Außenbereich 24 gibt, ist dazwischen ein verglichen zu dem Innenbereich 23 und/oder dem Außenbereich 24 viel weicherer / weniger steifer Elastizitätsstellbereich vorhanden.In 3 the spring plate 12 has outer riveting areas 20 each with three holes 21 for receiving a rivet and fastening the friction linings/the friction lining 5 . While there is a relatively stiff interior 23 adjacent a void 22 and there is a possibly similar or equally stiff exterior 24 , there is a much softer/less stiff compliance zone in between compared to the interior 23 and/or the exterior 24 .

BezugszeichenlisteReference List

11: Trennkupplungdisconnect clutch
22: Rotorträgerrotor carrier
33: Kupplungsscheibeclutch disc
44: Belagsegmentlining segment
55: Reibbelagfriction lining
66: Belagfedereinrichtungpad spring device
77: Anpressplattepressure plate
88th: Gegendruckplattebacking plate
99: Zwischenplatteintermediate plate
1010: Antriebswelledrive shaft
1111: Nietrivet
1212: Federblechspring plate
1313: Nietrivet
1414: Distanzstückspacer
1515: Verzahnunggearing
1616: Gegenverzahnungcounter teeth
1717: Axialrichtungaxial direction
1818: Radialrichtungradial direction
1919: Stehbolzenstuds
2020: äußerer Vernietungsbereichouter riveting area
2121: LochHole
2222: Leerraumwhite space
2323: Innenbereichinterior
2424: Außenbereichoutdoor area
2525: Elastizitätsstellbereich / FederbereichElasticity adjustment range / spring range

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102020121620 A1 [0002]
DE 102014211884 A1 [0003]
DE 102020112616 A1 [0004]
DE 102019127238 A1 [0005]

Claims

Separating clutch (1) for coupling and decoupling an internal combustion engine to and from a rotor carrier (2), with at least two clutch discs (3) which are arranged between a pressure plate (7) and a counter-pressure plate (8), wherein between two of the clutch discs ( 3) there is an intermediate plate (9) which is fixed circumferentially to the rotor carrier (2) but can be displaced axially, with at least one clutch disc (3) having at least one lining segment (4) which is designed for connection to a drive shaft (10) on the torque input side, the Lining segment (4) is designed to be axially soft in a targeted manner for elastic deformation and a lining spring device (6) is fitted between a friction lining (5) fixed to the lining segment and the lining segment (4), characterized in that the connection of at least one lining segment (4) to the drive shaft ( 10) is ensured by the meshing of a toothing (15) in a counter-toothing (15).

Separating clutch (1) after claim 1 , characterized in that all lining segments (4) of a clutch disc are connected to the drive shaft (10) via the meshing of the toothing (15) and counter-toothing (16) to ensure a torque transfer while maintaining an axial displaceability.

Separating clutch (1) after claim 1 or 2 , characterized in that all lining segments (4) of all clutch discs (3) are connected to the drive shaft (10) via the meshing of the toothing (15) and counter-toothing (16) to ensure a torque transfer while maintaining an axial displaceability.

Separating clutch (1) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that one or all of the covering spring device(s) (6) is/are designed as corrugated spring(s).

Separating clutch (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that on all end faces of the lining segments (4) of the clutch discs (3) there are lining spring devices (6) and friction linings (5) of the same type.

Separating clutch (1) according to one of Claims 1 until 2 , characterized in that at least one cushion spring segment (4) or all cushion spring segments (4) of only one or at least one clutch disc (3) is/are riveted to the drive shaft (10).

Separating clutch (1) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that a lining segment (4) or all lining segments (4) of a clutch disc (3) or all lining segments (4) of all clutch discs (3) is/are designed in multiple parts to maintain the axial softness and is connected to a spring plate (12). is/are.

Separating clutch (1) after claim 7 , characterized in that the spring plate (12) forms the teeth (15) on the radial inside.

Separating clutch (1) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the counter-toothing (16) of a portion of the drive shaft (10) is formed / is provided.

Hybrid drive train with a drive shaft (10) which is connected to an internal combustion engine and with a rotor carrier (2) which is connected to a rotor of an electric machine, with a separating clutch (1) installed between the drive shaft (10) and the rotor carrier (2). is characterized in that the separating clutch (1) is designed according to one of the preceding claims.