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Die Erfindung betrifft eine Trennkupplung für eine Verbrennungskraftmaschine in einem Antriebsstrang, einen Antriebsstrang mit einer solchen Trennkupplung, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang.
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Aus dem Stand der Technik sind Trennkupplungen bekannt, mittels welcher die Drehmomentübertragung zwischen beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine und einem Getriebe reibschlüssig übertragbar, mittels eines Anpressdrucks mit schleifender (oder schlupfender) Übertragung steuerbar, sowie (zumindest nahezu vollständig) trennbar ist. Darüber hinaus ist es bekannt in einem Antriebsstrang mit einer Verbrennungskraftmaschine ein Zweimassenschwungrad zur Dämpfung beziehungsweise zur Vergleichmäßigung von Drehungleichförmigkeiten möglichst vorzusehen, wobei das Zweimassenschwungrad möglichst nah an der Verbrennungskraftmaschine anzuordnen ist.
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Es ist erwünscht, dass die Trennkupplung und das Zweimassenschwungrad bauraumneutral und mit möglichst geringem konstruktiven Eingriff in den Antriebsstrang, beispielsweise zwischen der Verbrennungskraftmaschine und einem Getriebe, integrierbar sind. Bisherige bekannte Bauformen von Trennkupplungen und Zweimassenschwungrädern sind beispielsweise separat im Drehmomentfluss angeordnet und zudem nass ausgeführt, wodurch der Fertigungsaufwand und Montageaufwand hoch sind.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
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Die Erfindung betrifft eine Trennkupplung für eine Verbrennungskraftmaschine in einem Antriebsstrang, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - ein Zweimassenschwungrad mit einer motorseitigen Primärscheibe und einer getriebeseitigen Sekundärscheibe; und
- - eine Trennkupplung mit zumindest einer Reibscheibe, einer Gegenplatte und einer Anpressplatte.
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Die Trennkupplung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die Reibscheibe radial-innerhalb der Sekundärscheibe angeordnet ist.
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Es wird im Folgenden auf die genannte Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.
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Die hier vorgeschlagene Trennkupplung ist zum trennbaren Übertragen eines Drehmoments um eine Rotationsachse für den Einsatz in einem Antriebsstrang eingerichtet. Die hier vorgeschlagene Trennkupplung umfasst ein Zweimassenschwungrad mit einer motorseitigen Primärscheibe und einer getriebeseitigen Sekundärscheibe. Es sei darauf hingewiesen, dass dies nicht bedeutet, dass die Sekundärscheibe unmittelbar mit einer Getriebeeingangswelle drehmomentübertragend verbunden ist. Mittels des Zweimassenschwungrads ist (wie beispielsweise vorbekannt) eine Drehmomentabgabe einer Verbrennungskraftmaschine vergleichmäßigt.
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Die Primärscheibe und/oder die Sekundärscheibe sind Scheiben-artig oder Scheibensegment-artig gebildet, bevorzugt mittels Stanzen und/oder Blechumformung. Die Primärscheibe und die Sekundärscheibe weisen jeweils eine vordefinierte Masse auf, wobei die Primärscheibe und die Sekundärscheibe mittels zumindest eines Energiespeicherelements, beispielsweise einer (bevorzugt in Umfangsrichtung radial-außenseitig reibenden) Bogenfeder, aneinander abgestützt und so über einen vorbestimmten Winkel gegeneinander verdrehbar sind.
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Die Trennkupplung umfasst ein Reibpaket mit zumindest einer Reibscheibe, einer Gegenplatte und einer Anpressplatte, welche schleifend (oder schlupfend) mit einem über einen axialen Anpressdruck steuerbaren Drehmoment miteinander verpressbar sind. In einer Ausführungsform sind eine Mehrzahl von Reibscheiben und zudem eine korrespondierende Anzahl von Zwischenplatten vorgesehen. In einer Ausführungsform ist das Reibpaket von einem Lamellenpaket gebildet, zumindest eine Lamelle ist in einem ersten Lamellenkorb als Reibscheibe (Reiblamelle) aufgehängt und zumindest eine antagonistische Lamelle ist in einem zweiten Lamellenkorb als (Reib-) Platte (oftmals als Stahllamelle bezeichnet) aufgehängt. Für die geforderte Drehmomentübertragung sind die Anpressplatte und die Gegenplatte des Reibpakets mit der Getriebeeingangswelle (bevorzugt unmittelbar) drehmomentübertragend verbunden, beispielsweise mittels einer (Steck-) Verzahnung.
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Zum axialen Betätigen des Reibpakets ist eine Betätigungseinrichtung vorgesehen, wobei mittels einer Betätigungskraft das Reibpaket von einer der oben genannten Stellungen (bei einer normal-offenen Konfiguration offen) in die andere Stellung (bei einer normal-offenen Konfiguration geschlossen) überführbar ist. Bei Ausbleiben dieser Betätigungskraft, beispielsweise mithilfe eines entgegengerichteten Energiespeicherelements, beispielsweise Blattfedern, wird das Reibpaket (passiv) in die jeweils andere Stellung zurückgeführt. Beispielsweise wird eine Drehmomentübertragung aktiv, also mittels der Betätigungskraft, für eine Drehmomentübertragung geschlossen und zum Trennen einer Drehmomentübertragung passiv geöffnet beziehungsweise offengehalten. In einer alternativen Ausführungsform ist der Zusammenhang zwischen dem aktiven Betätigen und der Drehmomentübertragung umgekehrt.
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Hier ist nun vorgeschlagen, dass die Reibscheibe radial-innerhalb der Sekundärscheibe angeordnet ist. Somit ist eine Sekundärscheibe mit einem großen Durchmesser ausführbar und folglich das Massenträgheitsmoment erhöht, wodurch Drehschwingungen der vorgeschalteten Verbrennungskraftmaschine mit verringertem Materialeinsatz (und gegebenenfalls axialem Bauraum) dämpfbar sind oder mit gleichem Materialeinsatz eine größere Massenträgheit zur Dämpfung einsetzbar ist. Alternativ ist eine Trennkupplung mit besonders geringem Durchmesser eingesetzt bei Einsatz eines Zweimassenschwungrads mit vorbekannter Bauraumforderung. Für beide Ausführungsformen gilt, dass die Trennkupplung radial-innerhalb der Sekundärscheibe des Zweimassenschwungrads anordenbar ist. Damit ist die Trennkupplung in axialer Überlappung mit zumindest einem Teil des Zweimassenschwungrads (bevorzugt zumindest mit dem Energiespeicherelement) anordenbar und damit ist axialer Bauraum einsparbar.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Trennkupplung für eine Verbrennungskraftmaschine in einem Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - ein Zweimassenschwungrad mit einer motorseitigen Primärscheibe und einer getriebeseitigen Sekundärscheibe; und
- - eine Trennkupplung mit zumindest einer Reibscheibe, einer Gegenplatte und einer Anpressplatte.
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Die Trennkupplung ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die Reibscheibe unmittelbar mit der Sekundärscheibe verbunden ist.
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Die Trennkupplung entspricht zumindest in Hinsicht auf die Funktion des Zweimassenschwungrads und der Trennkupplung der vorhergehenden Beschreibung, sodass insoweit darauf verwiesen wird. Bevorzugt ist die Trennkupplung mit der oben genannten identisch, also die Trennkupplung radial-innerhalb der Sekundärscheibe angeordnet.
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Hier ist also vorgeschlagen, dass die Reibscheibe unmittelbar mit der Sekundärscheibe verbunden ist. Es sei darauf hingewiesen, dass eine unmittelbare Anbindung nicht zwangsläufig bedeutet, dass eine einstückige Sekundärscheibe unmittelbar mit der Reibscheibe verbunden ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist an der Sekundärscheibe ein separater Flansch befestigt (beispielsweise genietet) und die Reibscheibe ist unmittelbar mit diesem Flansch drehmomentfest verbunden.
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Indem die Reibscheibe mit der Sekundärscheibe unmittelbar verbunden ist, ist auf ein Zwischenbauteil (beispielsweise ein mitrotierendes Kupplungsgehäuse) verzichtet und damit die getriebeseitige mitrotierende Masse und der Materialaufwand reduziert. Zudem ist damit (vor allem axialer) Bauraum einsparbar, vor allem wenn die Gegenplatte (bevorzugt bei einer gedrückten Ausführungsform) oder die Anpressplatte (bevorzugt bei einer gezogenen Ausführungsform) in axialer Überlappung mit zumindest einem Teil des Zweimassenschwungrads (bevorzugt zumindest mit dem Energiespeicherelement) angeordnet ist.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Trennkupplung vorgeschlagen, dass von der Sekundärscheibe ein Kranz mit einer Innenverzahnung umfasst ist,
wobei die Reibscheibe eine Außenverzahnung umfasst, mittels welcher die Reibscheibe über die Innenverzahnung mit dem Kranz der Sekundärscheibe drehmomentübertragend verbunden ist.
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Bei dieser Ausführungsform ist ein Kranz vorgesehen, welcher sich (beispielsweise als Flansch) in vordefinierte Länge in axialer Richtung erstreckt. Der Kranz umfasst eine Innenverzahnung, welche sich in einer bevorzugten Ausführungsform über die gesamte axiale Erstreckung des Kranzes erstreckt. In einer Ausführungsform ist der Kranz separat von der Sekundärscheibe gebildet und mit dieser drehmomentfest, und bevorzugt zudem axial-fest (beispielsweise vernietet), verbunden. In einer anderen Ausführungsform ist der Kranz einstückig von der Sekundärscheibe gebildet. Die Reibscheibe weist eine zu der Innenverzahnung komplementäre Außenverzahnung auf. Die Reibscheibe ist in einer Ausführungsform axial in den Kranz einführbar und so axial verschiebbar drehmomentfest mit der Sekundärscheibe verbunden. Die Reibscheibe umfasst bevorzugt ein Trägerblech (und bevorzugt eine Belagfederung), auf welcher die Reibbeläge angeordnet sind. Dieses Trägerblech umfasst die Außenverzahnung, welche beispielsweise mittels Stanzen und/oder Blechumformung gebildet ist. Ein Stanzteil ist besonders bei großen Stückzahlen kostengünstig in der Fertigung und kostengünstig mit einer ausreichend geringen Toleranz fertigbar.
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Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Trennkupplung vorgeschlagen, dass die Trennkupplung trocken ausgeführt ist,
und bevorzugt hydrostatisch mittels eines im Betrieb mit einer Getriebeeingangswelle mitrotierenden Nehmersystems betätigt ist,
wobei besonders bevorzugt das Nehmersystem über die im Betrieb verbundene Getriebeeingangswelle mit einem Gebersystem kommunizierend verbunden ist.
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Die vorliegende Trennkupplung ist trocken ausgeführt. Somit ist die Trennkupplung außerhalb des Getriebegehäuses anordenbar und kostengünstig im Vergleich zu einer nass ausgeführten Trennkupplung fertigbar. Damit ist zudem der Reibkoeffizient (bei ausreichender Kühlung) in einem sehr engen Toleranzfenster und das Reibmoment nahezu kraft-proportional zwischen einem getrennten und einem verpressten Zustand. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Betätigungskraft zum Verpressen des Reibpakets hydrostatisch mittels eines im Betrieb mit einer Getriebeeingangswelle mitrotierenden Nehmersystems ausübbar. Das Nehmersystem umfasst dazu eine Nehmerkammer und einen Betätigungskolben, welcher im Zusammenhang mit einem Reibpaket auch als Drucktopf (gedrückte Ausführungsform) beziehungsweise Zugtopf (gezogene Ausführungsform) bezeichnet wird.
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In einer Ausführungsform ist die Trennkupplung normal-offen ausgeführt. Das heißt, dass ohne ausreichenden Betätigungsdruck in der Nehmerkammer die Anpressplatte frei ist und das Reibpaket die geöffnete Stellung einnimmt. Beispielsweise ist zusätzlich ein Energiespeicherelement (bevorzugt eine Blattfederung) vorgesehen, mittels welchem der Betätigungskolben stets mit einer minimalen axialen Vorspannung gehalten ist, wobei bevorzugt zugleich von diesem Energiespeicherelement im geöffneten Zustand ein minimaler Abstand zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte sichergestellt ist, bei welchem übertragbares Drehmoment auf ein gewünschtes (zulässiges Schleppmoment) reduziert ist oder eine Drehmomentübertragung unterbunden ist. Die öffnende Axialkraft des Energiespeicherelements ist von dem Anpressdruck der Nehmerkammer beziehungsweise der Betätigungskraft des Betätigungskolbens überwindbar und so ein vorbestimmtes maximales Drehmoment mittels des Reibpakets übertragbar.
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In einer anderen Ausführungsform ist die Trennkupplung normal-geschlossen ausgeführt, sodass das Reibpaket mittels eines Energiespeicherelements (passiv) dauerhaft geschlossen ist und somit ein vorbestimmtes maximales Drehmoment übertragbar ist. Von dem Anpressdruck der Nehmerkammer beziehungsweise der Betätigungskraft des Betätigungskolbens ist die verpressende Axialkraft des Energiespeicherelements überwindbar und das Reibpaket wird geöffnet.
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Hier ist besonders bevorzugt vorgeschlagen, dass das Nehmersystem über die im Betrieb verbundene Getriebeeingangswelle mit einem Gebersystem kommunizierend verbunden ist. Beispielsweise umfasst ein solches Gebersystem eine Pumpe (mit Steuerventil) oder einen Geberzylinder, wobei das Ventil beziehungsweise der Geberzylinder mittels einer Steuereinrichtung ansteuerbar sind. Beispielsweise ist dann die Steuereinrichtung ein Kupplungspedal in einem Kraftfahrzeug und/oder ein elektronisches Signal von einer sogenannten (Schalt-) Automatik eines Automatikgetriebes [AMT; engl.: Automated Manual Transmission] und/oder ein elektronisches Signal einer Steuerung eines Hybridantriebsstrangs.
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Das Getriebe ist in einer bevorzugten Ausführungsform für einen nassen Betrieb (beispielsweise mit einem Ölbad und/oder Öl-Spritzkühlung) eingerichtet. Damit ist die Abwärme effizient abführbar. Somit sind also ein trockener Raum und ein nasser Raum gebildet. Die beiden Räume sind mittels einer Trennwand separiert. Beispielsweise ist die Trennwand ein Teil des Gehäuses des Getriebes. In einer Ausführungsform ist über die Trennwand die Getriebeeingangswelle und damit die Trennkupplung getriebeseitig gelagert. In einer bevorzugten Ausführungsform sind in der Trennwand die Leitungen für das Nehmersystem angeordnet, beispielsweise unter Verwendung von Flüssigkeit eines zentralen Drucksystems, beispielsweise Bremsflüssigkeit oder Getriebeöl.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Verbrennerwelle; und
- - ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der Verbrennerwelle und einem Verbraucher,
wobei ein Drehmoment zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Verbraucher mittels der Trennkupplung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung trennbar übertragbar ist,
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Der hier vorgeschlagene Antriebsstrang umfasst eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Verbrennerwelle und ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der Verbrennerwelle und einem Verbraucher, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug die Vortriebsräder. Mittels der Trennkupplung, welche nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung ausgeführt ist, ist die Drehmomentübertragung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Verbraucher trennbar. Drehungleichförmigkeiten sind mittels des unmittelbar an der Verbrennungskraftmaschine angeordneten Zweimassenschwungrads frühzeitig herausgedämpft. Eine Drehmomentübertragung zwischen dem Verbraucher und der Verbrennerwelle ist bevorzugt in beiden Richtungen möglich, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zum Beschleunigen des Kraftfahrzeugs (Zugbetrieb) und in Gegenrichtung (Schubbetrieb) beispielsweise zum Einsatz der Motorbremse zum Entschleunigen des Kraftfahrzeugs.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Antriebsstrangs ist weiterhin eine elektrische Antriebsmaschine mit einer Rotorwelle in den Drehmomentfluss zwischen die Trennkupplung und den Verbraucher geschaltet. Beispielsweise ist so bei geöffneter Trennkupplung ein rein elektrischer Betrieb der Verbraucher ermöglicht.
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In einer Ausführungsform ist weiterhin eine elektrische Antriebsmaschine mit einer Rotorwelle in den Drehmomentfluss zwischen die Trennkupplung und dem Verbraucher geschaltet. In einer Ausführungsform ist die elektrische Antriebsmaschine nasslaufend ausgeführt und mittels einer Trennwand von dem trockenen Raum, in welchem die Trennkupplung und das Zweimassenschwungrad angeordnet sind, abgetrennt, wobei bevorzugt die Trennwand von dem Gehäuse des Getriebes gebildet ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Antriebsmaschine in dem nassen Raum des Getriebes integriert, wobei beispielsweise von der Trennwand ein oder das Gegenlager für den Stator der elektrischen Antriebsmaschine gebildet ist.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Antriebsstrang, welcher die oben beschriebene Trennkupplung umfasst, ist eine frühzeitige Vergleichmäßigung von Drehungleichförmigkeiten ermöglicht und mittels der Trennkupplung die Drehmomentübertragung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe trennbar, wobei der Aufbau einfach und leicht montierbar ist und zugleich ein sehr geringer axialer Bauraum benötigt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend einen Antriebsstrang nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung und zumindest ein Vortriebsrad, wobei zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs das zumindest eine Vortriebsrad mittels des Antriebsstrangs antreibbar ist.
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Der Bauraum ist gerade bei Kraftfahrzeugen aufgrund der zunehmenden Anzahl von Komponenten besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, einen Antriebsstrang kleiner Baugröße zu verwenden. Mit dem gewünschten sogenannten Downsizing der Antriebsmaschine bei einer gleichzeitigen Verringerung der Betriebsdrehzahlen wird die Intensität der störenden Torsionsschwingungen erhöht. Eine ähnliche Problemstellung ergibt sich bei der sogenannten Hybridisierung, bei welcher eine elektrische Antriebsmaschine im Betrieb immer häufiger in Einsatz gebracht wird oder sogar die Hauptdrehmomentquelle bildet und eine möglichst kleine Verbrennungskraftmaschine einzusetzen ist, welche aber deutlich häufiger dem Antriebsstrang zugeschaltet und wieder weggeschaltet werden muss. Es ist daher eine Herausforderung, eine ausreichende Vergleichmäßigung von Drehungleichförmigkeiten und eine ausreichende Betätigungskraft bei gleichzeitig geringen Teilekosten und geringem verfügbarem Bauraum bereitzustellen.
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Verschärft wird diese Problematik bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Aggregate in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Kraftfahrzeug, welches den oben beschriebenen Antriebsstrang umfasst, ist eine frühzeitige Vergleichmäßigung von Drehungleichförmigkeiten ermöglicht und mittels der Trennkupplung die Drehmomentübertragung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe trennbar, wobei der Aufbau einfach und leicht montierbar ist und zugleich ein sehr geringer axialer Bauraum benötigt wird.
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Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Audi A1, Volkswagen Polo, Opel Corsa oder Renault Clio. Bekannte Hybrid Fahrzeuge sind BMW 330e oder der Toyota Yaris Hybrid. Als Mild-Hybride bekannt sind beispielsweise ein Audi A6 50 TFSI e oder ein BMWX2 xDrive25e.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
- 1: eine Trennkupplung mit einem Zweimassenschwungrad; und
- 2: ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang in einer Draufsicht.
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In 1 ist eine Trennkupplung 1 mit einem Zweimassenschwungrad 4 in einer Schnittansicht gezeigt, welche zur trennbaren Drehmomentübertragung um eine Rotationsachse 21 eingerichtet ist. Die vorliegende Trennkupplung 1 ist hier im Einsatz angeordnet zwischen einer Verbrennungskraftmaschine 2 (vergleiche 2), von welcher hier ausschnittsweise eine Verbrennerwelle 16 gezeigt ist, und einem Getriebe 17 (vergleiche 2), von welchem hier ausschnittsweise eine Getriebeeingangswelle 13 gezeigt ist. Die Rotationsachse 21 verläuft darstellungsgemäß horizontal.
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Das Zweimassenschwungrad 4 umfasst eine motorseitige Primärscheibe 5 und eine getriebeseitige Sekundärscheibe 6, wobei die Primärscheibe 5 und die Sekundärscheibe 6 drehmomentübertragend mittels einer (hier rein optional zum radial-außen Reiben eingerichteten) Bogenfeder 22 gegeneinander abgestützt sind. Die Primärscheibe 5 ist in der gezeigten Ausführungsform dauerhaft drehmomentübertragend mittels einer Verschraubung mit der Verbrennerwelle 16 einer Verbrennungskraftmaschine 2 verbunden. So ist von der Primärscheibe 5 in einem Hauptzustand der Drehmomenteingang gebildet, beispielsweise in einem Antriebsstrang 3 eines Kraftfahrzeugs 20 bei einem sogenannten Zugmoment, also einer Drehmomentabgabe von der Verbrennungskraftmaschine 2. Von der Sekundärscheibe 6 ist dann entsprechend das Drehmoment abgebbar beziehungsweise weitergebbar. Bevorzugt ist aber auch ein umgekehrter Drehmomentverlauf (im Kraftfahrzeug 20 ein sogenanntes Schubmoment) übertragbar, wobei von der Sekundärscheibe 6 dann ein getriebeseitiges Drehmoment aufgenommen wird.
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Hier weist nun die Sekundärscheibe 6 radial-innen einen sich axial zum Getriebe 17 hin erstreckenden Kranz 10 auf. Der Kranz 10 ist in dieser Ausführungsform separat gebildet und rein optional mittels Nietverbindung drehmomentfest mit der Sekundärscheibe 6 verbunden. Der Kranz 10 umfasst eine Innenverzahnung 11, welche rein optional über die gesamte axiale Erstreckung des Kranzes 10 vorgesehen ist. In der Innenverzahnung 11 des Kranzes 10 ist eine Reibscheibe 7 mit einer (zu der Innenverzahnung 11 komplementären) Außenverzahnung 12 (axial verschiebbar) drehmomentübertragend aufgenommen. Die Reibscheibe 7 ist radial-innerhalb der Sekundärscheibe 6 angeordnet und drehmomentfest mit dieser verbunden.
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Die Reibscheibe 7 ist Teil des Reibpakets 23 der Trennkupplung 1, wobei die Reibscheibe 7 motorseitig (darstellungsgemäß links) einen ersten Reibbelag 24 und axial gegenüberliegend, also getriebeseitig, einen zweiten Reibbelag 25 aufweist. Die Reibscheibe 7 mit den beiden Reibbelägen 24,25 ist axial zwischen einer Gegenplatte 8 und einer Anpressplatte 9 angeordnet. In einer Alternative weist das Reibpaket 23 mehrere Reibscheiben 7 auf oder ist als Lamellenreibpaket ausgeführt. Die Gegenplatte 8, die Reibscheibe 7 und die Anpressplatte 9 sind mittels eines axialen Hubs (hier rein optional eines Betätigungskolbens 26) zwischen einer verpressten (drehmomentübertragenden) und einer getrennten Stellung schaltbar axial verpressbar. Die Gegenplatte 8 und die Anpressplatte 9 sind mit der Getriebeeingangswelle 13 drehmomentfest verbunden, hier mittels einer Steckverzahnung 27. Im verpressten Zustand des Reibpakets 23 ist das Drehmoment von der Verbrennerwelle 16 über das Zweimassenschwungrad 4 und der Trennkupplung 1 auf die Getriebeeingangswelle 13 übertragbar, sowie umgekehrt von der Getriebeeingangswelle 13 auf die Verbrennerwelle 16.
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Zum Verpressen des Reibpakets 23 ist eine (rein optional hydrostatische) Betätigungseinrichtung vorgesehen, hier rein optional gebildet von einem mitrotierenden Nehmersystem 14 mit einer Nehmerkammer 28 und einem Betätigungskolben 26. Dabei ist die Nehmerkammer 28 rein optional über eine (dritte) Druckleitung 29 aus dem Inneren der Getriebeeingangswelle 13 (zweite Druckleitung 30) gespeist, welche hier wiederum (rein optional) von einer (ersten) Druckleitung 31 in der hier gezeigten Trennwand 32 kommunizierend mit einem externen Gebersystem 15 verbunden ist. Bei Erhöhung des Drucks, beispielsweise mittels des Gebersystems 15 (vergleiche 2), wird über den Betätigungskolben 26 eine axiale Betätigungskraft 33 erzeugt. Der Betätigungskolben 26 verschiebt sich also (darstellungsgemäß nach axial links) hin zu dem Reibpaket 23, welches infolgedessen verpresst wird. Bei Ausbleiben der beziehungsweise zu geringer axialer Betätigungskraft 33 wird das Reibpaket 23 (passiv) getrennt, wobei eine mittels einer Rückstellfeder (hier von einer Blattfederung 34 gebildet) erzeugte Rückstellkraft 35 die Anpressplatte 9 axial von der Reibscheibe 7 wegbewegt beziehungsweise in der getrennten Stellung hält. Weil das hier gezeigte Nehmersystem 14 mitrotierend ausgeführt ist, ist hier eine (rein optionale) Kompensationsfeder 36 vorgesehen, welche einer aus einer Fliehkraft resultierenden Axialkraft (möglichst proportional) antagonistisch entgegenwirkend eingerichtet ist.
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Die vorliegende Trennkupplung 1 ist trocken ausgeführt. Somit ist die Trennkupplung 1 außerhalb des Getriebegehäuses (in einem trockenen Raum 37 beziehungsweise draußen) anordbar und wartungsarm im Vergleich zu einer nass ausgeführten Trennkupplung 1. Für die Separierung von einem nassen (Betriebs-) Raum 38 für das Getriebe 17 (vergleiche 2), ist die Trennwand 32 vorgesehen, wobei rein optional von der Trennwand 32 mittels eines Wellenlagers 39 die Getriebeeingangswelle 13 abgestützt ist. Hin zu dem trockenen Raum 37 ist zwischen der Trennwand 32 und der Getriebeeingangswelle 13 ein Radialwellendichtring 40 vorgesehen.
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In 2 ist ein Kraftfahrzeug 20 mit einem Antriebsstrang 3 in einer Draufsicht schematisch gezeigt, wobei in einer Quer-Front-Anordnung eine erste Antriebsmaschine 2, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine 2, mit ihrer Verbrennerwelle 16 und rein optional eine zweite Antriebsmaschine 41, beispielsweise eine elektrische Antriebsmaschine 41, mit einer Rotorwelle 42 entlang der Motorachse 43 und quer zu der Längsachse 44 und vor der Fahrerkabine 45 des Kraftfahrzeugs 20 angeordnet sind. Dieses Konzept wird als Hybridantrieb bezeichnet. Die elektrische Antriebsmaschine 41 ist hier koaxial zu einer Trennkupplung 1 gemäß 1 angeordnet. Der Antriebsstrang 3 ist zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs 20 mittels Antreiben eines linken Vortriebsrads 18 und eines rechten Vortriebsrads 19 (hier optional der Vorderachse des Kraftfahrzeugs 20) mittels einer Drehmomentabgabe von zumindest einer der Antriebsmaschinen 2,41 eingerichtet. Die Drehmomentübertragung von der Verbrennungskraftmaschine 2 und von der elektrischen Antriebsmaschine 41 ist mittels der Trennkupplung 1 unterbrechbar und mittels des Zweimassenschwungrads 4 sind Drehungleichförmigkeiten der Verbrennungskraftmaschine 2 frühzeitig im Antriebsstrang 3 reduziert. Die Rotorwelle 42 ist dauerhaft (oder mit einer weiteren nicht dargestellten Drehmomentkupplung trennbar) mit einem Getriebe 17 verbunden, welches beispielsweise als stufenlos veränderbar übersetzendes Umschlingungsgetriebe ausgeführt ist. Für die rein optional hydraulische Betätigung der Trennkupplung 1 ist ein Gebersystem 15, beispielsweise ein Kupplungspedal in der Fahrerkabine 45 mit einem Geberzylinder vorgesehen, wobei das Gebersystem 15 über die im Betrieb verbundene Getriebeeingangswelle 13 mit dem Nehmersystem 14 kommunizierend verbunden ist. Oftmals unterliegt die Betätigung der Trennkupplung 1 einer Regelung eines Automatikgetriebes [AMT; engl.: Automated Manual Transmission] und/oder eines Hybridantriebsstrangs, wobei beispielsweise die Kohlenstoffdioxid-Emission im Vordergrund steht.
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Die hier vorgeschlagene Trennkupplung ist besonders kompakt, leicht zu montieren und kostengünstig fertigbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trennkupplung
- 2
- Verbrennungskraftmaschine
- 3
- Antriebsstrang
- 4
- Zweimassenschwungrad
- 5
- Primärscheibe
- 6
- Sekundärscheibe
- 7
- Reibscheibe
- 8
- Gegenplatte
- 9
- Anpressplatte
- 10
- Kranz
- 11
- Innenverzahnung
- 12
- Außenverzahnung
- 13
- Getriebeeingangswelle
- 14
- Nehmersystem
- 15
- Gebersystem
- 16
- Verbrennerwelle
- 17
- Getriebe
- 18
- linkes Vortriebsrad
- 19
- rechtes Vortriebsrad
- 20
- Kraftfahrzeug
- 21
- Rotationsachse
- 22
- Bogenfeder
- 23
- Reibpaket
- 24
- erster Reibbelag
- 25
- zweiter Reibbelag
- 26
- Betätigungskolben
- 27
- Steckverzahnung
- 28
- Nehmerkammer
- 29
- dritte Druckleitung (Nehmereingang)
- 30
- zweite Druckleitung (Zentralbohrung)
- 31
- erste Druckleitung (Trennwand)
- 32
- Trennwand
- 33
- Betätigungskraft
- 34
- Blattfederung
- 35
- Rückstellkraft
- 36
- Kompensationsfeder
- 37
- trockener Raum
- 38
- nasser Raum
- 39
- Wellenlager
- 40
- Radialwellendichtring
- 41
- elektrische Antriebsmaschine
- 42
- Rotorwelle
- 43
- Motorachse
- 44
- Längsachse
- 45
- Fahrerkabine
