DE102021122712A1 - Clutch assembly, drive assembly and method of assembling a clutch assembly - Google Patents
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- B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
Abstract
Kupplungsaggregat (1) mit einer Drehachse (2) zur schaltbaren Verbindung einer Antriebswelle (3) mit einer ersten Welle (4); zumindest umfassend• einen Drehschwingungsdämpfer (5) zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten, wobei der Drehschwingungsdämpfer (5) eine mit der Antriebswelle (3) verbindbare Primärseite (6) und eine, über ein Energiespeicherelement (7) begrenzt relativ verdrehbare, mit der Primärseite (6) verbundene Sekundärseite (8) aufweist;• eine Trennkupplung (9) zum schaltbaren Verbinden der Sekundärseite (8) mit der ersten Welle (4), wobei die Trennkupplung (9) eine Gegenplatte (10) und eine gegenüber der Gegenplatte (10) entlang der Drehachse (2) verlagerbare und durch ein Hebelelement (11) betätigbare Anpressplatte (12), die mit der ersten Welle (4) verbunden sind, sowie eine mit der Sekundärseite (8) verbundene und zwischen der Gegenplatte (10) und der Anpressplatte (12) über Reibflächen (13) reibschlüssig verpressbare Kupplungsscheibe (14) aufweist; sowie• die erste Welle (4); wobei die Sekundärseite (8) über einen Lagerflansch (15) an der ersten Welle (4) gelagert ist.Clutch unit (1) with an axis of rotation (2) for the switchable connection of a drive shaft (3) to a first shaft (4); at least comprising• a torsional vibration damper (5) for damping torsional irregularities, the torsional vibration damper (5) having a primary side (6) that can be connected to the drive shaft (3) and a primary side (6) that can be relatively rotated to a limited extent via an energy storage element (7) and is connected to the primary side (6) connected secondary side (8);• a separating clutch (9) for switchably connecting the secondary side (8) to the first shaft (4), the separating clutch (9) having a counter-plate (10) and a counter-plate (10) opposite the counter-plate (10) along the Axis of rotation (2) displaceable pressure plate (12) which can be actuated by a lever element (11) and which are connected to the first shaft (4), and a pressure plate (12) which is connected to the secondary side (8) and is located between the counter-plate (10) and the pressure plate (12 ) has a frictionally compressible clutch disc (14) via friction surfaces (13); and• the first shaft (4); the secondary side (8) being mounted on the first shaft (4) via a bearing flange (15).
Description
Die Erfindung betrifft ein, insbesondere für ein Hybridmodul vorgesehenes, Kupplungsaggregat, eine Antriebsanordnung umfassend das Kupplungsaggregat sowie ein Verfahren zum Zusammenbau des Kupplungsaggregats. Das Kupplungsaggregat ist insbesondere zum gedämpften Ankuppeln bzw. schaltbaren Verbinden einer Brennkraftmaschine an einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Der Antriebsstrang umfasst insbesondere zusätzlich eine elektrische Maschine, die über das Kupplungsaggregat mit der Brennkraftmaschine koppelbar ist.The invention relates to a clutch assembly provided in particular for a hybrid module, a drive arrangement comprising the clutch assembly and a method for assembling the clutch assembly. The clutch unit is provided in particular for the damped coupling or switchable connection of an internal combustion engine to a drive train of a motor vehicle. In particular, the drive train also includes an electric machine that can be coupled to the internal combustion engine via the clutch assembly.
Um die immer strenger werdenden Emissionsnormen sowie die geforderten Flottenverbräuche erfüllen zu können, setzen fast alle Automobilhersteller auf eine Hybridisierung des Antriebsstranges. Um Gewicht und Bauraum zu sparen, wird eine elektrische Maschine im Momentenfluss insbesondere direkt hinter einem Torsionsdämpfer der Brennkraftmaschine oder in einem, insbesondere hybridisierten, (Doppelkupplungs-)Getriebe angeordnet. Die Trennung der beiden Antriebe, also der Brennkraftmaschine und der elektrischen Maschine, erfolgt mittels einer Trennkupplung. Die Trennkupplung soll möglichst bauraumneutral realisiert und bestmöglich mit dem Dämpfer kombiniert werden, insbesondere bei Front-Quer-Einbauten der Brennkraftmaschine. Dabei sollen die Einzelkomponenten so günstig wie möglich sein.In order to be able to meet the increasingly stringent emission standards and the required fleet consumption, almost all automobile manufacturers rely on hybridization of the drive train. In order to save weight and installation space, an electric machine is arranged in the torque flow, in particular directly behind a torsion damper of the internal combustion engine or in a (double-clutch) transmission, in particular a hybridized one. The two drives, ie the internal combustion engine and the electric machine, are separated by means of a separating clutch. The separating clutch should be implemented as space-neutrally as possible and combined with the damper in the best possible way, particularly in the case of front-transverse installations in the internal combustion engine. The individual components should be as cheap as possible.
Bei einem sogenannten P2-Hybrid wird der Antriebstrang um eine elektrische Maschine sowie eine Trennkupplung samt Betätigungssystem ergänzt. Dabei ist die elektrische Maschine mit dem Getriebe gekoppelt, während die Brennkraftmaschine über eine Trennkupplung mit dem Getriebe koppelbar ist. Die Trennkupplung befindet sich im Momentenfluss zwischen der Brennkraftmaschine und der elektrischen Maschine und dient zum an- bzw. abkoppeln der Brennkraftmaschine.In a so-called P2 hybrid, the drive train is supplemented by an electric machine and a separating clutch with an actuation system. The electric machine is coupled to the transmission, while the internal combustion engine can be coupled to the transmission via a separating clutch. The separating clutch is located in the torque flow between the internal combustion engine and the electric machine and is used for coupling and decoupling the internal combustion engine.
Aus der nachveröffentlichten
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die mit Bezug auf den Stand der Technik angeführten Probleme zumindest teilweise zu lösen und den Einfluss eines möglichen Radialversatzes zwischen Kurbelwelle und Getriebeeingangswelle auf die Kupplungsscheibe möglichst zu vermeiden.Proceeding from this, the object of the present invention is to at least partially solve the problems cited with reference to the prior art and to avoid the influence of a possible radial offset between the crankshaft and the transmission input shaft on the clutch disk as far as possible.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Kupplungsaggregat gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.This object is achieved with a clutch unit according to the features of the independent claim. Further advantageous refinements of the invention are specified in the dependently formulated claims. The features listed individually in the dependent claims can be combined with one another in a technologically meaningful manner and can define further refinements of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred configurations of the invention being presented.
Es wird ein Kupplungsaggregat mit einer Drehachse zur schaltbaren Verbindung einer Antriebswelle mit einer ersten Welle vorgeschlagen. Insbesondere ist die Antriebswelle eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und die erste Welle eine Getriebeeingangswelle. Das Kupplungsaggregat umfasst zumindest
- • einen Drehschwingungsdämpfer zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten, wobei der Drehschwingungsdämpfer eine mit der Antriebswelle verbindbare Primärseite und eine, über ein Energiespeicherelement begrenzt relativ verdrehbare, mit der Primärseite verbundene Sekundärseite aufweist;
- • eine Trennkupplung zum schaltbaren Verbinden der Sekundärseite mit der ersten Welle, wobei die Trennkupplung eine Gegenplatte und eine gegenüber der Gegenplatte entlang der Drehachse verlagerbare und durch ein Hebelelement betätigbare Anpressplatte, die mit der ersten Welle verbunden sind, sowie eine mit der Sekundärseite verbundene und zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte über Reibflächen reibschlüssig verpressbare Kupplungsscheibe aufweist; sowie
- • die erste Welle.
- • a torsional vibration damper for damping rotational irregularities, the torsional vibration damper having a primary side that can be connected to the drive shaft and a secondary side that is connected to the primary side and can be rotated relatively to a limited extent via an energy storage element;
- • a separating clutch for switchably connecting the secondary side to the first shaft, the separating clutch having a counter-plate and a pressure plate that can be displaced relative to the counter-plate along the axis of rotation and actuated by a lever element, which are connected to the first shaft, and a pressure plate that is connected to the secondary side and between the counter plate and the pressure plate has a clutch disk that can be pressed in a frictionally engaged manner via friction surfaces; as well as
- • the first wave.
Die Sekundärseite ist über einen Lagerflansch an der ersten Welle gelagert.The secondary side is mounted on the first shaft via a bearing flange.
Über die Lagerung der Sekundärseite an der ersten Welle kann die Sekundärseite gegenüber einer radialen Richtung zentriert werden. Die Kupplungsscheibe ist insbesondere mit der Sekundärseite verbunden und kann so ebenfalls gegenüber der radialen Richtung zentriert werden. Damit kann die Kupplungsscheibe ohne Radialversatz zu den anderen Komponenten der Trennkupplung, also z. B. der Anpressplatte und der Gegenplatte angeordnet werden.By mounting the secondary side on the first shaft, the secondary side can be centered with respect to a radial direction. The Kupp The development disk is connected in particular to the secondary side and can thus also be centered with respect to the radial direction. This allows the clutch disc without radial offset to the other components of the clutch, so z. B. the pressure plate and the backing plate can be arranged.
Durch den insbesondere in der Art eines Zweimassenschwungrads ausgestalteten Drehschwingungsdämpfer können durch die motorische Verbrennung in der Brennkraftmaschine verursachten Drehungleichförmigkeiten gedämpft werden.The torsional vibration damper, which is designed in particular in the manner of a dual-mass flywheel, can dampen rotational non-uniformities caused by engine combustion in the internal combustion engine.
Durch die Trennkupplung kann die Brennkraftmaschine wahlweise mit der Getriebeeingangswelle verbunden oder von dieser abgekoppelt werden.The internal combustion engine can be selectively connected to the transmission input shaft or decoupled from it by means of the separating clutch.
Die Trennkupplung umfasst insbesondere auch einen Kupplungsdeckel, an dem die Gegenplatte und die Anpressplatte angebunden sind. Die Anpressplatte ist insbesondere über Blattfedern mit dem Kupplungsdeckel verbunden, so dass die Anpressplatte einerseits gegenüber einer Umfangsrichtung drehfest, andererseits aber entlang der Drehachse verlagerbar an dem Kupplungsdeckel angebunden ist.In particular, the separating clutch also includes a clutch cover to which the counterplate and the pressure plate are connected. The pressure plate is connected to the clutch cover in particular via leaf springs, so that the pressure plate is connected to the clutch cover in a rotationally fixed manner relative to a circumferential direction, but is also connected to the clutch cover so that it can be displaced along the axis of rotation.
Der Kupplungsdeckel ist insbesondere zur schwenkbaren Lagerung des Hebelelements vorgesehen, wobei sich das Hebelelement an dem Kupplungsdeckel abstützen kann, um durch ein Verschwenken, insbesondere um einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkt, die Anpressplatte entlang der Drehachse zu verlagern.The clutch cover is provided in particular for the pivotable mounting of the lever element, wherein the lever element can be supported on the clutch cover in order to move the pressure plate along the axis of rotation by pivoting, in particular about a pivot point running in the circumferential direction.
Der Kupplungsdeckel ist insbesondere mit der ersten Welle drehfest verbunden.The clutch cover is in particular non-rotatably connected to the first shaft.
Die die Reibflächen ausbildenden Reibbeläge der Trennkupplung sind insbesondere, wie bei einer konventionellen Kupplungsscheibe, an der als Mitnehmerscheibe ausgeführten Kupplungsscheibe kraft-, form- und oder stoffschlüssig angebunden. Die Reibbeläge werden mittels der Anpressplatte, die z. B. als gestanztes Stahlteil, als Gussteil oder als Schmiedeteil ausgeführt ist, mit der Betätigungskraft des Hebelelements beaufschlagt.The friction linings of the separating clutch, which form the friction surfaces, are in particular, as in the case of a conventional clutch disk, connected to the clutch disk, which is designed as a driver disk, in a non-positive, positive or material connection. The friction linings are using the pressure plate z. B. is designed as a stamped steel part, as a cast part or as a forged part, subjected to the actuating force of the lever element.
In einem Zugbetrieb kann das von der Antriebswelle kommende Drehmoment in die Primärseite eingeleitet werden, während in einem Schubbetrieb das von dem Antriebsstrang kommende Drehmoment in die Sekundärseite eingeleitet werden kann. Die Primärseite und die, über das insbesondere als Bogenfeder ausgestaltete Energiespeicherelement an die Primärseite begrenzt verdrehbar angekoppelte, Sekundärseite können ein Masse-Feder-System ausbilden, das in einem bestimmten Frequenzbereich Drehungleichförmigkeiten in der Drehzahl und in dem Drehmoment der von der Brennkraftmaschine erzeugten Antriebsleistung dämpfen kann. Hierbei kann das Massenträgheitsmoment der Primärseite und/oder der Sekundärseite sowie die Federkennlinie des Energiespeicherelements derart ausgewählt sein, dass Schwingungen im Frequenzbereich der dominierenden Motorordnungen der Brennkraftmaschine gedämpft werden können. Das Massenträgheitsmoment der Primärseite und/oder der Sekundärseite kann insbesondere durch eine angebrachte Zusatzmasse beeinflusst werden. Die Primärseite kann eine Scheibe aufweisen, mit welcher ein Deckel verbunden sein kann, wodurch ein im Wesentlichen ringförmiger Aufnahmeraum für das Energiespeicherelement begrenzt sein kann. Die Primärseite kann beispielsweise über in den Aufnahmeraum hinein abstehende Einprägungen tangential an dem Energiespeicherelement anschlagen. In den Aufnahmeraum kann ein Ausgangsflansch der Sekundärseite hineinragen, der an dem gegenüberliegenden Ende des Energiespeicherelements tangential anschlagen kann.In traction mode, the torque coming from the drive shaft can be introduced into the primary side, while in overrun mode, the torque coming from the drive train can be introduced into the secondary side. The primary side and the secondary side, which is coupled to the primary side with limited rotation via the energy storage element designed in particular as an arc spring, can form a mass-spring system that can damp rotational non-uniformities in the speed and in the torque of the drive power generated by the internal combustion engine in a specific frequency range . The mass moment of inertia of the primary side and/or the secondary side and the spring characteristic of the energy storage element can be selected in such a way that vibrations in the frequency range of the dominant engine orders of the internal combustion engine can be damped. The mass moment of inertia of the primary side and/or the secondary side can be influenced in particular by an attached additional mass. The primary side can have a disk to which a cover can be connected, as a result of which an essentially ring-shaped accommodation space for the energy storage element can be delimited. The primary side can, for example, strike the energy storage element tangentially via indentations protruding into the receiving space. An output flange of the secondary side can protrude into the receiving space and can strike tangentially at the opposite end of the energy storage element.
Insbesondere kann der Drehschwingungsdämpfer ein grundsätzliches bekanntes Fliehkraftpendel umfassen, das insbesondere zur Reduktion von Torsionsschwingungen in einem Antriebsstrang eingesetzt wird. Das Fliehkraftpendel ist insbesondere für eine Reduzierung von motorerregten Torsionsschwingungen vorgesehen. Das Fliehkraftpendel umfasst zumindest einen Flansch (als Schwungmasse) und eine Mehrzahl von Pendelmassen, die beweglich an dem Flansch angeordnet sind.In particular, the torsional vibration damper can comprise a fundamentally known centrifugal pendulum, which is used in particular to reduce torsional vibrations in a drive train. The centrifugal pendulum is intended in particular to reduce engine-excited torsional vibrations. The centrifugal pendulum comprises at least one flange (as a flywheel) and a plurality of pendulum masses which are movably arranged on the flange.
Ein Fliehkraftpendel verfügt z. B. über mindestens zwei Pendelmassen, die mittels (Pendel-)Rollen an einem Trägerelement oder zwei Trägerelementen, im Folgenden als (FKP-)Flansch bezeichnet, entlang Rollenbahnen geführt werden. Die Pendelmassen können im Feld der Zentrifugalbeschleunigung Schwingungen entlang ihrer Laufbahnen ausführen, wenn sie von Momentenschwankungen einer Brennkraftmaschine angeregt werden. Durch diese Schwingungen wird der Erregerschwingung zu passenden Zeiten Energie entzogen und wieder zugeführt, so dass es zu einer Beruhigung der Erregerschwingung kommt, das Fliehkraftpendel also als Tilger wirkt. Da sowohl die Eigenfrequenz der Fliehkraftpendelschwingung als auch die Erregerfrequenz proportional zur Drehzahl sind, kann die Tilgerwirkung eines Fliehkraftpendels über den ganzen Frequenzbereich erzielt werden.A centrifugal pendulum z. B. via at least two pendulum masses, which are guided along roller conveyors by means of (pendulum) rollers on a carrier element or two carrier elements, hereinafter referred to as (FKP) flange. The pendulum masses can oscillate along their tracks in the field of centrifugal acceleration if they are excited by torque fluctuations in an internal combustion engine. Due to these vibrations, energy is withdrawn from the exciter vibration at suitable times and fed back in again, so that the exciter vibration calms down, i.e. the centrifugal pendulum pendulum acts as an absorber. Since both the natural frequency of the centrifugal pendulum oscillation and the excitation frequency are proportional to the speed, the damping effect of a centrifugal pendulum can be achieved over the entire frequency range.
Insbesondere ist der Lagerflansch über ein Wälzlager an der ersten Welle gelagert. Das Wälzlager ist insbesondere zwischen einer Fläche des Lagerflansches und einer Fläche der ersten Welle angeordnet, die sich jeweils koaxial zur Drehachse erstrecken.In particular, the bearing flange is mounted on the first shaft via a roller bearing. The roller bearing is arranged in particular between a surface of the bearing flange and a surface of the first shaft, each of which extends coaxially to the axis of rotation.
Das Wälzlager ist insbesondere ein grundsätzlich bekanntes Nadellager oder ein Kugellager.The roller bearing is in particular a basically known needle bearing or a ball bearing.
Insbesondere weist der Lagerflansch entlang einer Umfangsrichtung verteilt eine Mehrzahl von Durchgangsbohrungen auf. Über die Durchgangsbohrungen sind insbesondere Verschraubungen der Primärseite mit der Antriebswelle zugänglich, so dass der Drehschwingungsdämpfer, umfassend zumindest die Primärseite, die Sekundärseite und den Lagerflansch, an der Antriebswelle befestigt werden kann. Der Lagerflansch überdeckt also entlang der radialen Richtung zumindest eine Verbindung zwischen Antriebswelle und Primärseite, z. B. die durch Schrauben gebildete Verbindung.In particular, the bearing flange has a plurality of through bores distributed along a circumferential direction. In particular, screw connections of the primary side to the drive shaft are accessible via the through bores, so that the torsional vibration damper, comprising at least the primary side, the secondary side and the bearing flange, can be fastened to the drive shaft. The bearing flange thus covers at least one connection between the drive shaft and the primary side, e.g. B. the connection formed by screws.
Insbesondere ist der Lagerflansch drehfest an der Sekundärseite angebunden. Insbesondere ist der Lagerflansch also (zumindest gegenüber der Umfangsrichtung) kraftschlüssig, formschlüssig, oder stoffschlüssig mit der Sekundärseite verbunden oder mit dieser einteilig ausgeführt.In particular, the bearing flange is connected to the secondary side in a torque-proof manner. In particular, the bearing flange is therefore (at least in relation to the circumferential direction) non-positively, positively or materially connected to the secondary side or is designed in one piece with it.
Insbesondere umfasst das Kupplungsaggregat zusätzlich eine Zylinderanordnung mit einem Zylinder und einem entlang der Drehachse zur Betätigung des Hebelelements verlagerbaren Kolben, wobei die Zylinderanordnung in einer radialen Richtung zwischen der ersten Welle und den Reibflächen angeordnet ist.In particular, the clutch assembly additionally includes a cylinder arrangement with a cylinder and a piston that can be displaced along the axis of rotation to actuate the lever element, the cylinder arrangement being arranged in a radial direction between the first shaft and the friction surfaces.
Bei der Dimensionierung der Zylinderanordnung zur Betätigung der Trennkupplung ist insbesondere zu beachten, dass ein drehzahlbedingter Druckanstieg im (Nehmer-)Zylinder aufgrund des rotierenden Öls nicht zu einem ungewollten Schließen der Trennkupplung führt bzw. dass die Trennkupplung innerhalb eines gewissen Drehzahlbereichs sicher geöffnet werden kann (Fliehöleffekt).When dimensioning the cylinder arrangement for actuating the separating clutch, it is particularly important to ensure that a speed-related pressure increase in the (slave) cylinder due to the rotating oil does not lead to an unintentional closing of the separating clutch and that the separating clutch can be safely opened within a certain speed range ( centrifugal oil effect).
Insbesondere ist der Zylinder auf der ersten Welle angeordnet, also mit dieser insbesondere verbunden. Der Zylinder ist insbesondere als CSC, also als koaxial zur ersten Welle ausgeführter Nehmerzylinder ausgeführt. Der Zylinder ist in einer Umfangsrichtung umlaufend (um die erste Welle) ausgeführt. Der Kolben ist gegenüber dem Zylinder beweglich angeordnet und kann über einen, in einem Druckraum erzeugten Fluiddruck, entlang der Drehachse verlagert werden.In particular, the cylinder is arranged on the first shaft, that is to say connected to it in particular. The cylinder is designed in particular as a CSC, i.e. as a slave cylinder designed coaxially to the first shaft. The cylinder is designed to be circumferential (around the first shaft) in a circumferential direction. The piston is movably arranged relative to the cylinder and can be displaced along the axis of rotation by means of a fluid pressure generated in a pressure chamber.
Insbesondere ist der Zylinder drehfest mit der ersten Welle und die Zylinderanordnung über den Kolben direkt mit dem Hebelelement verbunden. Die Betätigungskraft der Zylinderanordnung und die Rückstellkraft der Rückstellfeder kann über das Hebelelement übertragen werden.In particular, the cylinder is non-rotatably connected to the first shaft and the cylinder arrangement is connected directly to the lever element via the piston. The actuating force of the cylinder arrangement and the restoring force of the restoring spring can be transmitted via the lever element.
Insbesondere erfolgt eine Öl- bzw. Fluidversorgung der Zylinderanordnung über die erste Welle. Insbesondere ist dafür ein Kanal in der ersten Welle vorgesehen, über die ein Druckraum im Zylinder der Zylinderanordnung mit dem Fluid versorgt werden kann.In particular, the cylinder arrangement is supplied with oil or fluid via the first shaft. In particular, a channel is provided in the first shaft for this purpose, via which a pressure chamber in the cylinder of the cylinder arrangement can be supplied with the fluid.
Insbesondere ist ein, insbesondere als Tellerfeder und/oder Hebelfeder ausgestaltetes, an dem Kupplungsdeckel schwenkbar gelagertes Hebelelement, zum Verlagern der Anpressplatte entlang der Drehachse, vorgesehen, wobei der Kupplungsdeckel einen in Umfangsrichtung geschlossenen Ringkörper zur schwenkbaren Lagerung des Betätigungselements um einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkt aufweist.In particular, a lever element, designed in particular as a disk spring and/or lever spring, is pivotally mounted on the clutch cover and is provided for displacing the pressure plate along the axis of rotation, the clutch cover having a ring body that is closed in the circumferential direction for pivotally mounting the actuating element about a pivot point that runs in the circumferential direction .
Bei einer konkreten Anwendung wird insbesondere ein getriebeseitiger Hydraulikkreislauf zur Verfügung gestellt, so dass kein zusätzlicher Aktor notwendig ist, d. h. die Zylinderanordnung zur Betätigung der Trennkupplung kann über den Hydraulikkreislauf eines Getriebes betrieben werden.In a specific application, a transmission-side hydraulic circuit is made available in particular, so that no additional actuator is necessary, i. H. the cylinder arrangement for actuating the separating clutch can be operated via the hydraulic circuit of a transmission.
Vorzugsweise ist mit der Anpressplatte und mit dem Kupplungsdeckel mindestens eine, insbesondere als Blattfeder ausgestaltete, Rückstellfeder verbunden, über die das Drehmoment in Umfangsrichtung übertragbar, die Anpressplatte entlang der Drehachse verlagerbar und eine entlang der Drehachse wirkende Rückstellkraft auf die Anpressplatte übertragbar ist. Die Rückstellfeder kann die Anpressplatte automatisch in eine Ausgangslage verlagern, wenn über das Hebelelement keine Betätigungskraft mehr eingeleitet wird. Die von der Rückstellfeder angesteuerte Ausgangslage kann der geschlossenen Stellung der Trennkupplung entsprechen, so dass die Trennkupplung als „normally closed“ ausgestaltet ist. Dabei kann es je nach Antriebskonzept von Vorteil sein die Anpressplatte durch ein zusätzliches Federelement (z. B. ein als Tellerfeder ausgeführtes Hebelelement) mit einer Druckraft zu beaufschlagen, das die Reibbeläge zusammendrückt. Das Lösen des Reibschlusses der Reibbeläge wird dann mit der Kraft der Zylinderanordnung ausgeführt. Alternativ kann die von der Rückstellfeder angesteuerte Ausgangslage der geöffneten Stellung der Trennkupplung entsprechen, so dass die Trennkupplung bei druckloser Zylinderanordnung gelüftet vorliegt und damit als „normally open“ ausgestaltet ist.At least one restoring spring, in particular designed as a leaf spring, is preferably connected to the pressure plate and to the clutch cover, via which the torque can be transmitted in the circumferential direction, the pressure plate can be displaced along the axis of rotation and a restoring force acting along the axis of rotation can be transmitted to the pressure plate. The return spring can automatically shift the pressure plate into an initial position when no more actuating force is introduced via the lever element. The starting position controlled by the restoring spring can correspond to the closed position of the separating clutch, so that the separating clutch is configured as “normally closed”. Depending on the drive concept, it can be advantageous to apply pressure to the pressure plate by means of an additional spring element (e.g. a lever element designed as a disk spring), which compresses the friction linings. The release of the frictional engagement of the friction linings is then carried out with the power of the cylinder arrangement. Alternatively, the starting position controlled by the return spring can correspond to the open position of the separating clutch, so that the separating clutch is released when the cylinder arrangement is depressurized and is therefore configured as “normally open”.
Insbesondere ist die Anpressplatte über die Zylinderanordnung einrückbar (Ausführung als „normally open“) oder ausrückbar (Ausführung als „normally closed“).In particular, the pressure plate can be engaged (“normally open” design) or disengaged (“normally closed” design) via the cylinder arrangement.
Insbesondere stützt sich eine Betätigungskraft der Zylinderanordnung an der ersten Welle ab.In particular, an actuating force of the cylinder arrangement is supported on the first shaft.
Insbesondere kann die Kupplungsscheibe ein axialweiches Scheibenelement aufweisen, dass eine, gegenüber einer zur Drehachse parallelen Richtung elastische Verformbarkeit aufweist. Damit können Schwingungen der Antriebswelle von der ersten Welle entkoppelt werden.In particular, the clutch disc can have an axially flexible disc element that is parallel to the axis of rotation Having direction elastic deformability. This allows vibrations of the drive shaft to be decoupled from the first shaft.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Energiespeicherelement in einem von der Primärseite ausgebildeten und in Umfangsrichtung verlaufenden Aufnahmeraum angeordnet ist und die insbesondere als Ausgangsflansch ausgebildete Sekundärseite zum tangentialen Anschlagen an dem Energiespeicherelement in den Aufnahmeraum hineinragt, wobei der Aufnahmeraum durch an der Sekundärseite und an der Primärseite angreifende Dichtelemente zum Zurückhalten eines zum Schmieren des Energiespeicherelements vorgesehenen Schmiermittels abgedichtet ist. Das insbesondere als Schmierfett ausgestaltete Schmiermittel kann dadurch in dem Aufnahmeraum zurückgehalten werden, ohne an die Trennkupplung zu gelangen und die Reibungseigenschaften der Trennkupplung negativ zu beeinflussen. Die Trennkupplung kann dadurch gefahrlos benachbart zu dem geschmierten Energiespeicherelement angeordnet sein. Die Dichtelemente können insbesondere mit einem vorzugsweise als Tellerfeder ausgestalteten Federelement mit einer gewissen Anpresskraft gegen die jeweilige Stirnseite der als Ausgangsflansch ausgestalteten Sekundärseite angepresst sein.Provision is particularly preferably made for the energy storage element to be arranged in a receiving space formed by the primary side and running in the circumferential direction, and for the secondary side, which is designed in particular as an output flange, to protrude into the receiving space for tangential impact with the energy storage element, the receiving space passing through on the secondary side and on the primary side attacking sealing elements is sealed for retaining a lubricant provided for lubricating the energy storage element lubricant. The lubricant, which is designed in particular as lubricating grease, can thus be retained in the receiving space without reaching the separating clutch and having a negative effect on the friction properties of the separating clutch. As a result, the separating clutch can safely be arranged adjacent to the lubricated energy storage element. In particular, the sealing elements can be pressed with a certain contact pressure against the respective end face of the secondary side, which is designed as an output flange, using a spring element that is preferably designed as a cup spring.
Es wird weiter eine Antriebsanordnung vorgeschlagen, umfassend eine Brennkraftmaschine, eine elektrische Maschine mit zumindest einem Rotor sowie das beschriebene Kupplungsaggregat, wobei die Brennkraftmaschine mit der Primärseite und der Rotor mit der ersten Welle gekoppelt ist.A drive arrangement is also proposed, comprising an internal combustion engine, an electric machine with at least one rotor and the clutch unit described, the internal combustion engine being coupled to the primary side and the rotor to the first shaft.
Insbesondere umfasst die Antriebsanordnung zusätzlich ein Getriebe mit einer Getriebeeingangswelle, wobei die erste Welle die Getriebeeingangswelle ist.In particular, the drive arrangement also includes a transmission with a transmission input shaft, the first shaft being the transmission input shaft.
Es wird weiter ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest umfassend einen Antriebsstrang mit der beschriebenen Antriebsanordnung.A motor vehicle is also proposed, at least comprising a drive train with the drive arrangement described.
Es wird weiter ein Verfahren zum Zusammenbau des beschriebenen Kupplungsaggregats vorgeschlagen, zumindest umfassend die folgenden Schritte:
- a) Bereitstellen der ersten Welle und der Trennkupplung, die zumindest die Gegenplatte, die Anpressplatte und die Kupplungsscheibe umfasst;
- b) Anordnen der Trennkupplung auf der ersten Welle;
- c) Bereitstellen des Drehschwingungsdämpfers, der zumindest die Primärseite, das Energiespeicherelement, die Sekundärseite sowie den Lagerflansch umfasst;
- d) Aufschieben des Drehschwingungsdämpfers auf die erste Welle entlang der Drehachse, wobei dabei die Kupplungsscheibe mit der Sekundärseite drehfest verbunden und die Kupplungsscheibe über den auf der ersten Welle gelagerten Lagerflansch gegenüber einer radialen Richtung zentriert wird.
- a) providing the first shaft and the separating clutch, which comprises at least the backing plate, the pressure plate and the clutch disc;
- b) placing the disconnect clutch on the first shaft;
- c) providing the torsional vibration damper, which comprises at least the primary side, the energy storage element, the secondary side and the bearing flange;
- d) Sliding the torsional vibration damper onto the first shaft along the axis of rotation, the clutch disk being non-rotatably connected to the secondary side and the clutch disk being centered in relation to a radial direction via the bearing flange mounted on the first shaft.
Die obige (nicht abschließende) Einteilung der Verfahrensschritte in a) bis d) soll vorrangig nur zur Unterscheidung dienen und keine Reihenfolge und/oder Abhängigkeit erzwingen. Ebenso ist möglich, dass Verfahrensschritte einander zumindest teilweise zeitlich überlagern. Ganz besonders bevorzugt findet der Verfahrensschritt b) nach Schritt a) und der Verfahrensschritt d) nach den Schritten a) bis c) statt. Insbesondere werden die Schritte a) bis d) in der angeführten Reihenfolge durchgeführt.The above (non-exhaustive) division of the method steps into a) to d) is primarily intended to serve only as a distinction and does not impose any order and/or dependency. It is also possible for method steps to at least partially overlap one another in terms of time. Process step b) very particularly preferably takes place after step a) and process step d) after steps a) to c). In particular, steps a) through d) are performed in the order listed.
Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.The use of indefinite articles (“a”, “an”, “an” and “an”), particularly in the claims and the description reflecting them, is to be understood as such and not as a numeral. Correspondingly introduced terms or components are to be understood in such a way that they are present at least once and in particular can also be present several times.
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.As a precaution, it should be noted that the numerals used here (“first”, “second”, ...) primarily (only) serve to distinguish between several similar objects, sizes or processes, i.e. in particular no dependency and/or sequence of these objects, sizes or make processes mandatory for each other. Should a dependency and/or order be necessary, this is explicitly stated here or it is obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment. If a component can occur several times (“at least one”), the description of one of these components can apply equally to all or part of the majority of these components, but this is not mandatory.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
-
1 : ein bekanntes Kupplungsaggregat in einer Seitenansicht im Schnitt; -
2 : eine erste Ausführungsvariante eines Kupplungsaggregats in einer Seitenansicht im Schnitt; -
3 : ein Verfahren zum Zusammenbau des Kupplungsaggregats nach2 ; und -
4 : eine zweite Ausführungsvariante eines Kupplungsaggregats in einer Seitenansicht im Schnitt.
-
1 : a known clutch unit in a side view in section; -
2 : a first embodiment variant of a clutch unit in a side view in section; -
3 : a procedure for assembling theclutch assembly 2 ; and -
4 : A second embodiment variant of a clutch unit in a side view in section.
Das Kupplungsaggregat 1 mit einer Drehachse 2 ist zur schaltbaren Verbindung einer Antriebswelle 3 mit einer ersten Welle 4 vorgesehen. Die Antriebswelle 3 ist eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine 24 und die erste Welle 4 eine Getriebeeingangswelle. Das Kupplungsaggregat 1 umfasst einen Drehschwingungsdämpfer 5 zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten, wobei der Drehschwingungsdämpfer 5 eine mit der Antriebswelle 3 verbundene Primärseite 6 und eine, über ein Energiespeicherelement 7 begrenzt relativ verdrehbare, mit der Primärseite 6 verbundene Sekundärseite 8 aufweist. Weiter umfasst das Kupplungsaggregat 1 eine Trennkupplung 9 zum schaltbaren Verbinden der Sekundärseite 8 mit der ersten Welle 4, wobei die Trennkupplung 9 eine Gegenplatte 10 und eine gegenüber der Gegenplatte 10 entlang der Drehachse 2 verlagerbare und durch ein Hebelelement 11 betätigbare Anpressplatte 12, die mit der ersten Welle 4 verbunden sind, sowie eine mit der Sekundärseite 8 verbundene und zwischen der Gegenplatte 10 und der Anpressplatte 12 über Reibflächen 13 reibschlüssig verpressbare Kupplungsscheibe 14 aufweist. Weiter umfasst das Kupplungsaggregat 1 die erste Welle 4 sowie eine Zylinderanordnung 19 mit einem Zylinder 20 und einem entlang der Drehachse 2 zur Betätigung des Hebelelements 11 verlagerbaren Kolben 21. Die Sekundärseite 8 ist über einen Lagerflansch 15 an der ersten Welle 4 gelagert.The
Über die Lagerung der Sekundärseite 8 an der ersten Welle 4 kann die Sekundärseite 8 gegenüber einer radialen Richtung 22 zentriert werden. Die Kupplungsscheibe 14 ist mit der Sekundärseite 8 verbunden und kann so ebenfalls gegenüber der radialen Richtung 22 zentriert werden. Damit kann die Kupplungsscheibe 14 ohne Radialversatz zu den anderen Komponenten der Trennkupplung 9, also z. B. der Anpressplatte 12 und der Gegenplatte 10 angeordnet werden.The
Die Trennkupplung 9 umfasst auch einen Kupplungsdeckel 33, an dem die Gegenplatte 10 und die Anpressplatte 12 angebunden sind. Die Anpressplatte 12 ist über Blattfedern 32 mit dem Kupplungsdeckel 33 verbunden, so dass die Anpressplatte 12 einerseits gegenüber einer Umfangsrichtung 17 drehfest, andererseits aber entlang der Drehachse 2 verlagerbar an dem Kupplungsdeckel 33 angebunden ist.The separating
Der Kupplungsdeckel 33 ist zur schwenkbaren Lagerung des Hebelelements 11 vorgesehen, wobei sich das Hebelelement 11 an dem Kupplungsdeckel 33 abstützen kann, um durch ein Verschwenken um einen in Umfangsrichtung 17 verlaufenden Schwenkpunkt, die Anpressplatte 12 entlang der Drehachse 2 zu verlagern. Der Kupplungsdeckel 33 ist mit der ersten Welle 4 drehfest verbunden.The
In einem Zugbetrieb kann das von der Antriebswelle 3 kommende Drehmoment in die Primärseite 6 eingeleitet werden, während in einem Schubbetrieb das von dem Antriebsstrang 37 kommende Drehmoment in die Sekundärseite 8 eingeleitet werden kann. Die Primärseite 6 und die, über das als Bogenfeder ausgestaltete Energiespeicherelement 7 an die Primärseite 6 begrenzt verdrehbar angekoppelte, Sekundärseite 8 können ein Masse-Feder-System ausbilden, das in einem bestimmten Frequenzbereich Drehungleichförmigkeiten in der Drehzahl und in dem Drehmoment der von der Brennkraftmaschine 24 erzeugten Antriebsleistung dämpfen kann.In traction mode, the torque coming from
Der Lagerflansch 15 ist über ein Wälzlager 16 an der ersten Welle 4 gelagert. Das Wälzlager 16 ist zwischen einer Fläche des Lagerflansches 15 und einer Fläche der ersten Welle 4 angeordnet, die sich jeweils koaxial zur Drehachse 2 erstrecken. Das Wälzlager 16 ist ein grundsätzlich bekanntes Nadellager.The bearing
Der Lagerflansch 15 weist entlang einer Umfangsrichtung 17 verteilt eine Mehrzahl von Durchgangsbohrungen 18 auf. Über die Durchgangsbohrungen 18 sind Verschraubungen der Primärseite 6 mit der Antriebswelle 3 zugänglich, so dass der Drehschwingungsdämpfer 5, umfassend zumindest die Primärseite 6, die Sekundärseite 8 und den Lagerflansch 15, an der Antriebswelle 3 befestigt werden kann. Der Lagerflansch 15 überdeckt also entlang der radialen Richtung 22 die durch Schrauben gebildete Verbindung zwischen Antriebswelle 3 und Primärseite 6.The bearing
Der Lagerflansch 15 ist drehfest an der Sekundärseite 8 angebunden.The bearing
Der Zylinder 20 ist auf der ersten Welle 4 angeordnet, also mit dieser verbunden. Der Zylinder 20 ist als CSC, also als koaxial zur ersten Welle 4 ausgeführter Nehmerzylinder ausgeführt. Der Zylinder 20 ist in einer Umfangsrichtung 17 umlaufend (um die erste Welle 4) ausgeführt. Der Kolben 21 ist gegenüber dem Zylinder 20 beweglich angeordnet und kann über einen, in einem Druckraum 31 erzeugten Fluiddruck, entlang der Drehachse 2 verlagert werden.The
Der Zylinder 20 ist drehfest mit der ersten Welle 4 und die Zylinderanordnung 19 über den Kolben 21 direkt mit dem Hebelelement 11 verbunden. Die Betätigungskraft der Zylinderanordnung 19 und die Rückstellkraft der als Blattfedern 32 ausgeführten Rückstellfeder wird über das Hebelelement 11 übertragen.The
Eine Öl- bzw. Fluidversorgung der Zylinderanordnung 19 erfolgt über die erste Welle 4. Dafür ist ein Kanal 30 in der ersten Welle 4 vorgesehen, über die ein Druckraum 31 im Zylinder 20 der Zylinderanordnung 19 mit dem Fluid versorgt werden kann. Der Druckraum 31 wird über Dichtelemente 34 und das Scheibenelement 35, das zugleich als Rückstellfeder wirken kann, abgedichtet.The
Das Energiespeicherelement 7 ist in einem von der Primärseite 6 ausgebildeten und in Umfangsrichtung 17 verlaufenden Aufnahmeraum angeordnet und die als Ausgangsflansch ausgebildete Sekundärseite 8 ragt zum tangentialen Anschlagen an dem Energiespeicherelement 7 in den Aufnahmeraum hinein, wobei der Aufnahmeraum durch an der Sekundärseite 8 und an der Primärseite 6 angreifende Dichtelemente 34 zum Zurückhalten eines zum Schmieren des Energiespeicherelements 7 vorgesehenen Schmiermittels abgedichtet ist. Das eine Dichtelement 34 wird mit einem als Tellerfeder ausgestalteten Federelement mit einer gewissen Anpresskraft gegen die Stirnseite der als Ausgangsflansch ausgestalteten Sekundärseite 8 gepresst. Das andere Dichtelement 34 ist als Axialring 28 ausgeführt, der den Spalt zwischen Primärseite 6 und Sekundärseite 8 überbrückt.The
An den Durchgangsbohrungen 18 ist eine Deckscheibe 29 angeordnet, die einen in der radialen Richtung 22 nach innen weisenden Fortsatz aufweist. Dieser Fortsatz kann als Vorzentrierung 38 gegenüber der radialen Richtung 22 dienen, so dass eine Montage des Kupplungsaggregats 1 vereinfacht wird.A
Gemäß Schritt a) erfolgt ein Bereitstellen der ersten Welle 4 und der Trennkupplung 9, die zumindest die Gegenplatte 10, die Anpressplatte 12 und die Kupplungsscheibe 14 umfasst. Gemäß Schritt b) erfolgt ein Anordnen der Trennkupplung 9 auf der ersten Welle 4 (siehe rechter Teil der
Im Unterschied zur ersten Ausführungsvariante weist das Kupplungsaggregat 1 als Wälzlager 16 anstatt des Nadellagers ein Kugellager auf. Aufgrund der größeren Bauhöhe in der radialen Richtung 22 ist ein zur Vorzentrierung 38 genutzter Fortsatz an der Deckscheibe 29 nicht erforderlich.In contrast to the first embodiment variant, the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Kupplungsaggregatclutch unit
- 22
- Drehachseaxis of rotation
- 33
- Antriebswelledrive shaft
- 44
- erste Wellefirst wave
- 55
- Drehschwingungsdämpfertorsional vibration damper
- 66
- Primärseiteprimary side
- 77
- Energiespeicherelementenergy storage element
- 88th
- Sekundärseitesecondary side
- 99
- Trennkupplungdisconnect clutch
- 1010
- Gegenplattecounter plate
- 1111
- Hebelelementlever element
- 1212
- Anpressplattepressure plate
- 1313
- Reibflächefriction surface
- 1414
- Kupplungsscheibeclutch disc
- 1515
- Lagerflanschbearing flange
- 1616
- Wälzlagerroller bearing
- 1717
- Umfangsrichtungcircumferential direction
- 1818
- Durchgangsbohrungthrough hole
- 1919
- Zylinderanordnungcylinder arrangement
- 2020
- Zylindercylinder
- 2121
- KolbenPistons
- 2222
- radiale Richtungradial direction
- 2323
- Antriebsanordnungdrive arrangement
- 2424
- Brennkraftmaschineinternal combustion engine
- 2525
- Maschinemachine
- 2626
- Rotorrotor
- 2727
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 2828
- Axialringaxial ring
- 2929
- Deckscheibecover disk
- 3030
- Kanalchannel
- 3131
- Druckraumpressure room
- 3232
- Blattfederleaf spring
- 3333
- Kupplungsdeckelclutch cover
- 3434
- Dichtelementsealing element
- 3535
- Scheibenelementdisk element
- 3636
- Getriebetransmission
- 3737
- Antriebsstrangpowertrain
- 3838
- Vorzentrierungpre-centering
- 3939
- Verzahnunggearing
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102021107964 [0004]DE 102021107964 [0004]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102021122712.7A DE102021122712B4 (en) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | Clutch assembly, drive assembly and method of assembling a clutch assembly |
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