DE102021125344A1

DE102021125344A1 - Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere Kupplung

Info

Publication number: DE102021125344A1
Application number: DE102021125344.6A
Authority: DE
Inventors: Johannes Reitzig
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2023-03-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine nasslaufende Drehmomentübertragungseinrichtung (10) und ein Verfahren zum Betrieb der Drehmomentübertragungseinrichtung (10), wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (10), wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (10) einen um eine Drehachse (65) drehbar gelagerten Lamellenträger (30, 40), ein Reibpaket (35) und ein Kühlleitelement (75) aufweist, wobei der Lamellenträger (30, 40) wenigstens eine erste Kühlöffnungsanordnung (100) mit wenigstens einer sich in radialer Richtung erstreckenden ersten Kühlöffnung (105) aufweist, wobei das Kühlleitelement (75) wenigstens eine zweite Kühlöffnungsanordnung (140) mit wenigstens einer sich in radialer Richtung erstreckenden zweiten Kühlöffnung (145) aufweist, wobei das Kühlleitelement (75) zwischen einer ersten Position und einer in axialer Richtung versetzt zu der ersten Position angeordneten zweiten Position axial verschiebbar ist, wobei in der ersten Position die erste Kühlöffnung (105) und die zweite Kühlöffnung (145) mit einer ersten radialen Überdeckung angeordnet sind, wobei in der zweiten Position die erste Kühlöffnung (105) und die zweite Kühlöffnung (145) mit einer zur ersten radialen Überdeckung geringeren zweiten radialen Überdeckung angeordnet sind, oder wobei die zweite Kühlöffnung (145) derart angeordnet ist, dass die zweite Kühlöffnung (145) durch den Lamellenträger (30, 40) im Wesentlichen verschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb solch einer Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß Patentanspruch 9.
Es sind nasslaufende Kupplungen, insbesondere nasse Doppelkupplungen, bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Drehmomentübertragungseinrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Betrieb solch einer Drehmomentübertragungseinrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels einer Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1 und mittels eines Verfahrens gemäß Patentanspruch 9 gelöst.
Es wurde erkannt, dass eine verbesserte Drehmomentübertragungseinrichtung dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung einen um eine Drehachse drehbar gelagerten Lamellenträger, ein Reibpaket und ein Kühlleitelement aufweist. Der Lamellenträger weist wenigstens eine erste Kühlöffnungsanordnung mit wenigstens einer sich in radialer Richtung erstreckenden ersten Kühlöffnung auf. Das Kühlleitelement weist wenigstens eine zweite Kühlöffnungsanordnung mit wenigstens einer sich in radialer Richtung erstreckenden zweiten Kühlöffnung auf. Das Kühlleitelement ist zwischen einer ersten Position und einer in axialer Richtung versetzt zu der ersten Position angeordneten zweiten Position axial verschiebbar. In der ersten Position sind die erste Kühlöffnung und die zweite Kühlöffnung mit einer ersten radialen Überdeckung angeordnet. In der zweiten Position sind die erste Kühlöffnung und die zweite Kühlöffnung mit einer zur ersten radialen Überdeckung geringeren zweiten radialen Überdeckung angeordnet oder ist die zweite Kühlöffnung derart angeordnet, dass die zweite Kühlöffnung durch den Lamellenträger im Wesentlichen verschlossen ist.
In der ersten Position strömt ein erster Volumenstrom einer Kühlflüssigkeit durch die Kühlöffnungsanordnungen in das Reibpaket und kühlt das Reibpaket. In der zweiten Position strömt ein zweiter Volumenstrom der Kühlflüssigkeit, der geringer ist als der erste Volumenstrom, durch den Lamellenträger und das Reibpaket. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass beispielsweise in der ersten Position die Drehmomentübertragungseinrichtung geschlossen sein kann und mittels des ersten Volumenstroms eine zuverlässige Kühlung des Reibpakets, insbesondere im Schlupf oder im geschlossenen Zustand des Reibpakets, sichergestellt werden kann. In der zweiten Position kann die Drehmomentübertragungseinrichtung geöffnet sein, sodass mittels einer Unterbrechung oder eines stark reduzierten zweiten Volumenstroms Schleppverluste innerhalb des Reibpakets vermieden werden. Dadurch weist die Drehmomentübertragungseinrichtung einen besonders hohen Wirkungsgrad auf.
Zusammengefasst hat diese Ausgestaltung den Vorteil, dass über die Kühlöffnungsanordnungen der Volumenstrom der Kühlflüssigkeit, der von dem Lamellenträger in das Reibpaket strömt, unabhängig einer Förderleistung einer Förderpumpe einer Kühleinrichtung der Drehmomentübertragungseinrichtung steuerbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Drehmomentübertragungseinrichtung eine Betätigungseinrichtung auf. Das Reibpaket weist einen ersten Reibpartner und wenigstens einen zweiten Reibpartner auf. Der erste Reibpartner kann beispielsweise als Reiblamelle mit Belag und der zweite Reibpartner als belagslose Reiblamelle ausgebildet sein. Das Reibpaket ist radial neben dem Lamellenträger angeordnet und der Lamellenträger ist ausgebildet, den ersten Reibpartner drehfest und axial verschiebbar zu tragen. Die Betätigungseinrichtung ist ausgebildet ist, schaltbar die Drehmomentübertragungseinrichtung zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand zu überführen. Die Betätigungseinrichtung ist ausgebildet, in dem geschlossenen Zustand eine Betätigungskraft bereitzustellen, um den ersten Reibpartner und den zweiten Reibpartner aneinander zu pressen, um einen Reibschluss zwischen dem ersten Reibpartner und dem zweiten Reibpartner zu erzielen. Die Betätigungseinrichtung ist mit dem Kühlleitelement verbunden und ist ausgebildet, das Kühlleitelement zwischen der ersten Position und der zweiten Position zu bewegen. Das Kühlleitelement der Drehmomentübertragungseinrichtung befindet sich in geschlossenem Zustand in der ersten Position. In offenem Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung befindet sich das Kühlleitelement sich in der zweiten Position. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass auf weitere Aktuatoren verzichtet werden kann. Insbesondere kann dadurch die Betätigungseinrichtung das Kühlleitelement mitnehmen und in Abhängigkeit des offenen oder geschlossenen Zustands der Drehmomentübertragungseinrichtung den jeweils zugehörigen Volumenstrom durch das Reibpaket steuern.
In einer weiteren Ausführungsform ist die erste Kühlöffnung bohrungsartig oder rechteckförmig ausgebildet und erstreckt sich zwischen einer ersten inneren Umfangsseite und einer ersten äußeren Umfangsseite des Lamellenträgers. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die erste Kühlöffnung besonders einfach und kostengünstig mittels eines spanenden Verfahrens oder eines Stanzverfahrens in den Lamellenträger eingebracht werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist die zweite Kühlöffnung langlochförmig in Umfangsrichtung verlaufend ausgebildet und erstreckt sich zwischen einer zweiten inneren Umfangsseite und einer zweiten äußeren Umfangsseite des Kühlleitelements. Die langlochförmige Ausgestaltung der zweiten Kühlöffnung hat den Vorteil, dass eine sichere Überlappung im Wesentlichen unabhängig einer Position der ersten Kühlöffnung in Umfangsrichtung zu der zweiten Kühlöffnung sichergestellt ist. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn das Kühlleitelement mit einer Ausgangsseite und der erste Lamellenträger mit einer Eingangsseite der Drehmomentübertragungseinrichtung verbunden ist und somit im Schlupfzustand der Drehmomentübertragungseinrichtung das Kühlleitelement mit Ausgangsdrehzahl und der Lamellenträger mit Eingangsdrehzahl rotiert. Dies kann dafür sorgen, dass sich die Ausrichtung in Umfangsrichtung der ersten Kühlöffnung zu der zweiten Kühlöffnung verändern kann. Durch die langlochförmige Ausgestaltung der zweiten Kühlöffnung wird in Umfangsrichtung somit die radiale Überlappung in der ersten Position im Wesentlichen unabhängig von der Ausrichtung der ersten Kühlöffnung im Lamellenträger in Umfangsrichtung sichergestellt. Dabei kann von besonderem Vorteil sein, wenn beispielsweise die zweite Kühlöffnung sich über beispielsweise 90 bis 160° erstreckt.
In einer weiteren Ausführungsform weist die erste Kühlöffnungsanordnung mehrere in axialer Richtung mit einem vordefinierten ersten Abstand versetzt angeordnete erste Kühlöffnungen auf. Die zweite Kühlöffnungsanordnung weist mehrere in axialer Richtung mit einem vordefinierten zweiten Abstand versetzt zueinander angeordnete zweite Kühlöffnungen auf, wobei der erste Abstand im Wesentlichem dem zweiten Abstand entspricht. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass in der ersten Position die mehreren ersten Kühlöffnungen mit der jeweils korrespondierend radial zugeordneten zweiten Kühlöffnung in der ersten Position radial überlappen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die zweite Kühlöffnungsanordnung eine weitere zweite Kühlöffnung auf, wobei die zweite Kühlöffnung und die weitere zweite Kühlöffnung in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. Die zweite Kühlöffnung und die weitere zweite Kühlöffnung sind in einer gemeinsamen Drehebene senkrecht zur Drehachse angeordnet. Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass die radiale Überlappung in der ersten Position mit der ersten Kühlöffnung sichergestellt ist, sodass der erste Volumenstrom zuverlässig zur Kühlung des Reibpakets in der ersten Position und somit im geschlossenen Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung strömt.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Drehmomentübertragungseinrichtung als nasslaufende Bremse oder nasslaufende Kupplungseinrichtung, insbesondere als nasslaufendes Schaltelement, insbesondere als KO-Kupplung, ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Lamellenträger radial innenseitig zu dem Reibpaket angeordnet, wobei das Kühlleitelement radial innenseitig zu dem Lamellenträger angeordnet ist. Vorzugsweise liegt das Kühlleitelement radial außenseitig an dem Lamellenträger an. Diese Ausgestaltung ist von besonderem Vorteil, wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung und die Kühlflüssigkeit als innenbeölte Kupplung ausgebildet sind. Alternativ kann der Lamellenträger radial außenseitig zu dem Reibpaket angeordnet sein, wobei das Kühlleitelement radial außenseitig zu dem Lamellenträger angeordnet ist, wobei vorzugsweise radial innenseitig das Kühlleitelement an dem Lamellenträger anliegt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei außenbeölter Kupplung bzw. Drehmomentübertragungseinrichtung der Volumenstrom der Kühlflüssigkeit im Reibpaket gesteuert werden kann.
Von besonderem Vorteil ist, wenn zum Betrieb der oben beschriebenen Drehmomentübertragungseinrichtung eine Kühlflüssigkeit, insbesondere ein Kühlöl, an das Kühlleitelement gefördert wird. Das Kühlleitelement befindet sich in der ersten Position. Die Kühlflüssigkeit strömt in radialer Richtung durch die sich in der ersten Überlappung befindliche erste Kühlöffnungsanordnung und zweite Kühlöffnungsanordnung mit einem ersten Volumenstrom. Die Kühlflüssigkeit durchströmt mit dem ersten Volumenstrom das Reibpaket und kühlt das Reibpaket. Das Kühlleitelement wird aus der ersten Position axial in die zweite Position bewegt. Die Kühlflüssigkeit durchströmt die sich in der zweiten Überlappung befindliche erste Kühlöffnungsanordnung und die zweite Kühlöffnungsanordnung mit einem zweiten Volumenstrom, der geringer ist als der erste Volumenstrom. Alternativ strömt bei verschlossener zweiter Kühlöffnung die Kühlflüssigkeit entlang des Kühlleitelements am Reibpaket vorbei.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 einen schematischen Halblängsschnitt durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung;
2 eine perspektivische Darstellung des Kühlleitelements;
3 einen Ausschnitt der in 1 gezeigten Drehmomentübertragungseinrichtung in Blickrichtung A von der Drehachse auf eine zweite innere Umfangsseite eines Leitabschnitts des Kühlleitelements;
4 den in 3 gezeigten Ausschnitt in geöffnetem Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung;
5 den in 4 gezeigten Ausschnitt der Drehmomentübertragungseinrichtung in einer Weiterbildung.

1 zeigt einen schematischen Halblängsschnitt durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung 10 eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 ist in der Ausführungsform beispielsweise als nasse Kupplung 11 ausgebildet und weist ein Gehäuse 15, eine Eingangsseite 20, vorzugsweise eine Ausgangsseite 25, einen ersten Lamellenträger 30, ein Reibpaket 35, einen zweiten Lamellenträger 40, eine Kühleinrichtung 45 und eine Betätigungseinrichtung 50 auf. Auch könnte die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 auch als nasslaufende Bremse ausgebildet sein.
Das Gehäuse 15 umschießt einen Gehäuseinnenraum 55, wobei in dem Gehäuseinnenraum 55 zumindest der erste Lamellenträger 30, das Reibpaket 35, der zweite Lamellenträger 40, zumindest abschnittsweise die Kühleinrichtung 45 und die Betätigungseinrichtung 50 angeordnet sind. Der Gehäuseinnenraum 55 ist vorzugsweise fluiddicht gegenüber einer Umgebung 60 ausgebildet.
Der erste Lamellenträger 30 ist in der Ausführungsform beispielhaft als Innenlamellenträger ausgebildet. Der zweite Lamellenträger 40 ist vorzugsweise als Außenlamellenträger ausgebildet. Der erste Lamellenträger 30 ist beispielsweise mit der Eingangsseite 20 drehfest verbunden. Der erste Lamellenträger 30 und der zweite Lamellenträger 40 begrenzen abschnittsweise einen Ringspalt in radialer Richtung bezogen auf die Drehachse 65. In den Ringspalt ist das Reibpaket 35 angeordnet.
Die Eingangsseite 20 kann beispielsweise drehmomentschlüssig, vorzugsweise drehfest mit einem Antriebsmotor des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs verbunden sein. Der Antriebsmotor kann beispielsweise als Brennkraftmaschine, Hybridantrieb oder als Elektromotor ausgebildet sein. Die Eingangsseite 20 ist drehbar um eine Drehachse 65 gelagert. Die Ausgangsseite 25 kann drehmomentschlüssig beispielsweise mit einer Übersetzungseinrichtung des Antriebsstrangs verbunden sein. Alternativ wäre auch denkbar, dass die Ausgangsseite 25 drehfest beispielsweise mit dem Gehäuse 15, das ortsfest im Kraftfahrzeug montiert ist, verbunden ist.
Die Kühleinrichtung 45 weist eine Fördereinrichtung (nicht dargestellt), wenigstens eine Kühlflüssigkeit 70, insbesondere ein Kühlöl, und ein Kühlleitelement 75 auf. Die Kühlflüssigkeit 70 ist in dem Gehäuseinnenraum 55 angeordnet. Ebenso ist das Kühlleitelement 75 im Gehäuseinnenraum 55 angeordnet. Die Fördereinrichtung kann Teil der Übersetzungseinrichtung sein.
Das Reibpaket 35 weist einen ersten Reibpartner 80 und wenigstens einen zweiten Reibpartner 85 auf. Der erste Reibpartner 80 kann beispielsweise als belagslose Reiblamelle ausgebildet sein. Der zweite Reibpartner 85 kann beispielsweise als Belagslamelle ausgebildet sein. Auch eine andersartige Ausgestaltung ist möglich. In der Ausführungsform umfasst das Reibpaket 35 eine Mehrzahl von ersten und zweiten Reibpartnern 80, 85, wobei die Reibpartner 80, 85 abwechselnd in einem Stapel nebeneinander angeordnet sind. In der Ausführungsform greift beispielhaft der erste Reibpartner 80 in den ersten Lamellenträger 30 radial innenseitig ein. Dazu kann der erste Reibpartner 80 eine in 1 nicht dargestellte erste Innenverzahnung aufweisen, die in eine erste Außenverzahnung des ersten Lamellenträgers 30 eingreift. Dadurch ist der erste Reibpartner 80 drehfest mit dem ersten Lamellenträger 30 verbunden. Er ist jedoch axial verschiebbar.
Der zweite Reibpartner 85 kann eine zweite Außenverzahnung aufweisen, die korrespondierend oder komplementär zu einer zweiten Innenverzahnung des zweiten Lamellenträgers 40 ausgebildet ist. In montiertem Zustand greift der zweite Reibpartner 85 mit der zweiten Außenverzahnung in die zweite Innenverzahnung des zweiten Lamellenträgers 40 ein, sodass der zweite Reibpartner 85 drehfest mit dem zweiten Lamellenträger 40 verbunden ist. Der zweite Reibpartner 85 ist jedoch axial verschiebbar.
Der erste Lamellenträger 30 weist einen ersten Trägerabschnitt 96 auf, wobei der erste Trägerabschnitt 96 des erste Lamellenträgers 30 sich um die Drehachse 65 erstreckt. Dabei kann die erste Außenverzahnung sich im Wesentlichen vollständig über die gesamte axiale Erstreckung des ersten Trägerabschnitts 96 erstrecken. Der zweite Lamellenträger 40 weist einen zweiten Trägerabschnitt 97 auf, wobei der zweite Trägerabschnitt 96 des zweiten Lamellenträgers 40 sich um die Drehachse 65 erstreckt.
Ferner kann der zweite Lamellenträger 40 auf einer der Eingangsseite 20 zugewandten Seite einen sich in radialer Richtung erstreckenden Abstützabschnitt 90 aufweisen. Der Abstützabschnitt 90 erstreckt sich radial außen nach radial innen hin und ragt in den Ringspalt hinein.
Die Betätigungseinrichtung 50 kann einen nicht dargestellten Druckraum mit einem Druckkolben aufweisen, der mit einem Betätigungselement 95 der Betätigungseinrichtung 50 verbunden ist. Beispielsweise kann die Betätigungseinrichtung 50 als CSC-Betätigungseinrichtung ausgebildet sein. Der Druckkolben ist in axialer Richtung verschiebbar, wenn in den Druckraum ein Druckfluid druckbeaufschlagt eingebracht wird. Bei Bereitstellung des druckbeaufschlagten Druckfluids wirkt dieses auf den Druckkolben und eine Betätigungskraft F von dem Druckkolben in das Betätigungselement 95 eingeleitet. Die Betätigungskraft F wirkt in axialer Richtung. Der Abstützabschnitt 90 ist ausgebildet, eine gegen und korrespondierend zur Betätigungskraft F wirkende Gegenkraft FG bereitzustellen. Bei Bereitstellung der Betätigungskraft F und der entgegengesetzt zur Betätigungskraft F wirkenden Gegenkraft FG wird die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand überführt. Dabei werden der erste und zweite Reibpartner 80, 85 im Stapel axial aneinandergepresst, sodass sich ein Reibschluss ausbildet. Ferner befinden sich bei Bereitstellung der Betätigungskraft F das Betätigungselement 95 und das Kühl Leitelement 75 in einer ersten Position.
Wird beispielsweise ein um die Drehachse 65 wirkendes Drehmoment M über die Eingangsseite 20 in die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 eingeleitet, so wird das Drehmoment M von der Eingangsseite 20 an den ersten Lamellenträger 30 übertragen. Durch den Reibschluss im Reibpaket 35 wird das Drehmoment M über das Reibpaket 35 an den zweiten Lamellenträger 40 übertragen. Das Drehmoment M wird vom zweiten Lamellenträger 40 an die Ausgangsseite 25 übertragen. Dort kann das Drehmoment M genutzt werden, um beispielsweise die Übertragungseinrichtung des zum Antrieb des Kraftfahrzeugs anzutreiben.
Wird die Betätigungskraft F nicht bereitgestellt, so ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 geöffnet. Dabei ist die Übertragung des Drehmoments M von der Eingangsseite 20 hin zur Ausgangsseite 25 unterbrochen. Um ein Schleifen der Reibpartner 80, 85 im geöffneten Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 zu verhindern ist das Betätigungselement 95 in eine zur ersten Position unterschiedlichen zweiten Position angeordnet und rückgeholt.
Um das Reibpaket 35, insbesondere die Reibpartner 80, 85 zu kühlen, fördert die Kühleinrichtung 45 die Kühlflüssigkeit 70. In der Ausführungsform wird die Kühlflüssigkeit 70 mit der Fördereinrichtung radial innenseitig zu dem ersten Lamellenträger 30 von der Kühleinrichtung 45 hin gefördert. Die Kühlflüssigkeit 70 dient dazu, das Reibpaket 35, insbesondere im Schlupfbetrieb, zu kühlen.
Um die Kühlflüssigkeit 70 von radial innen nach radial außen zu führen, weist der erste Lamellenträger 30 eine erste Kühlöffnungsanordnung 100 auf. Die erste Kühlöffnungsanordnung 100 ist im ersten Trägerabschnitt 96 angeordnet. Die erste Kühlöffnungsanordnung 100 weist wenigstens eine, vorzugsweise mehrere axial und/oder in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordnete erste Kühlöffnungen 105 auf. Die ersten Kühlöffnungen 105, die in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind, weisen einen ersten axialen Abstand a1 zueinander auf. Jede der ersten Kühlöffnungen 105 erstreckt sich von einer ersten inneren Umfangsseite 110 des ersten Lamellenträgers 30 radial bis zu einer ersten äußeren Umfangsseite 115 des ersten Lamellenträgers 30. Die erste Kühlöffnung 105 kann beispielsweise bohrungsartig ausgebildet sein. Vorzugsweise weist der erste Lamellenträger 30 mehrere in Umfangsrichtung in einer Drehebene zur Drehachse 65 jeweils angeordnete erste Kühlöffnungen 105 auf. Die Anordnung der ersten Kühlöffnung 105 kann so gewählt sein, dass die erste Kühlöffnung 105 derart angeordnet ist, dass diese beispielsweise eine radiale Überdeckung mit dem ersten und/oder zweiten Reibpartner 80, 85 jeweils aufweist. Dabei wird unter einer radialen Überdeckung verstanden, dass bei Projektion zweier Komponenten, beispielsweise des ersten und zweiten Reibpartners 80, 85, und der ersten Kühlöffnung 105 in radialer Richtung in eine Projektionsebene, in der die Drehachse 65 verläuft, sich die wenigstens zwei Komponenten in der Projektionsebene überdecken.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung des Kühlleitelements 75.
Das Kühlleitelement 75 weist zumindest einen Leitabschnitt 120 auf, wobei der Leitabschnitt 120 hohlzylindrisch ausgebildet ist. Der Leitabschnitt 120 erstreckt sich um die Drehachse 65. Der Leitabschnitt 120 kann beispielsweise aus einem dünnwandigen Material, beispielsweise Blech, beispielsweise tiefgezogen sein. Axial schließt sich an den Leitabschnitt 120 ein Befestigungsabschnitt 125 des Kühlleitelements 75 an. Der Befestigungsabschnitt 125 erstreckt sich vom Leitabschnitt 120 beispielsweise gekrümmt radial nach außen. Der Leitabschnitt 120 ist mit dem Betätigungselement 95 mechanisch verbunden. Dazu kann beispielsweise der Befestigungsabschnitt 125 am Betätigungselement 95 angenietet oder angeschraubt sein. Auch könnte der Befestigungsabschnitt 125 an dem Betätigungselement 95 angeschweißt sein.
Der Leitabschnitt 120 weist eine zweite äußere Umfangsseite 130 und eine zweite innere Umfangsseite 135 auf. Der Leitabschnitt 120 ist mit radialer Überdeckung zu dem ersten Trägerabschnitt 96 angeordnet. Vorzugsweise weist der Leitabschnitt 120 eine Überdeckung zu wenigstens 80 % mit dem ersten Trägerabschnitt 96 auf. Die zweite äußere Umfangsseite 130 kann an der ersten inneren Umfangsseite 110 anliegen oder in geringem radialen Abstand zu der ersten inneren Umfangsseite 110 angeordnet sein.
Das Kühlleitelement 75 weist wenigstens eine zweite Kühlöffnungsanordnung 140 auf. Die zweite Kühlöffnungsanordnung 140 weist wenigstens eine, vorzugsweise eine Vielzahl von zweiten Kühlöffnungen 145 auf. Beispielsweise ist jeder der zweiten Kühlöffnungen 145 langlochförmig sich in Umfangsrichtung in einer Drehebene zu der Drehachse 65 erstreckend ausgebildet. Auch eine andersartige Ausgestaltung der zweiten Kühlöffnung 145 wäre möglich. Die zweite Kühlöffnung 145 ist als Durchgangsöffnung zwischen der zweiten inneren Umfangsseite 135 und der zweiten äußeren Umfangsseite 130 ausgebildet. Vorzugsweise sind die zweite Kühlöffnung 145 und eine weitere zweite Kühlöffnung 145 jeweils gemeinsam in einer Drehebene zu der Drehachse 65 angeordnet. Vorzugsweise sind mehrere zweite Kühlöffnungen 145 axial versetzt zueinander in einem zweiten axialen Abstand a2 angeordnet sind. Der zweite Abstand a2 ist vorzugsweise identisch zum ersten Abstand a1.
3 zeigt einen Ausschnitt der in 1 gezeigten Drehmomentübertragungseinrichtung 10 mit einer in 1 angegebenen Blickrichtung A von der Drehachse 65 auf die zweite innere Umfangsseite 135 des Leitabschnitts 120 des Kühlleitelements 75 und die erste innere Umfangsseite 110 des ersten Trägerabschnitts 96 des ersten Lamellenträgers 30 in geschlossenem Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10.
In geschlossenem Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 überlappt die erste Kühlöffnung 105 der ersten Kühlöffnungsanordnung 100 vorzugsweise vollständig, zumindest jedoch mit 80% Überdeckung, mit der zweiten Kühlöffnung 145 der zweiten Kühlöffnungsanordnung 140. Durch die radiale erste Überlappung der ersten Kühlöffnung 105 und der zweiten Kühlöffnung 145 strömt die Kühlflüssigkeit 70 mit einem ersten Volumenstrom über die die zweite Kühlöffnung 145 und anschließend die erste Kühlöffnung 105 nach außen in den Ringspalt zwischen dem ersten Trägerabschnitt 96 und dem zweiten Trägerabschnitt 97. Dabei durchströmt die Kühlflüssigkeit 70 sowohl den Leitabschnitt 120 als auch den ersten Trägerabschnitt 96 in radialer Richtung.
Ein seitliches Vorbeiströmen am Leitabschnitt 120 auf der zur Eingangsseite 20 zugewandten Axialseite kann durch einen in 1 gezeigten nach innen gerichteten Kragen 146 verhindert werden. Der Kragen 146 ist auf einer dem Befestigungsabschnitt 125 angewandten Seite des Leitabschnitts 120 am Leitabschnitt 120 angeordnet. Dadurch ist die Kühlflüssigkeit 70 gezwungen, die beiden Kühlöffnungsanordnungen 100, 140 mit dem ersten Volumenstrom zu durchströmen. Nach dem Eintritt in den Ringspalt durchströmt die Kühlflüssigkeit 70 das Reibpaket 35 und kühlt den ersten und zweiten Reibpartner 80, 85 in geschlossenem Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10. Die Kühlflüssigkeit 70 durchströmt das Reibpaket 35 von radial innen nach radial außen und strömt radial außen, beispielsweise über eine dritte Kühlöffnungsanordnung 150 (siehe 1) im zweiten Trägerabschnitt 97 radial nach außen hin. Die Kühlflüssigkeit 70 kann entlang des Gehäuses 15 wieder radial nach innen hin gefördert werden, sodass ein Kreislauf der Kühlflüssigkeit 70 geschlossen ist.
Durch die vollständige erste Überlappung der ersten und zweiten Kühlöffnungen 105, 145 im geschlossenen Zustand oder im Schlupfbetrieb der Drehmomentübertragungseinrichtung 10, insbesondere der Kupplung 11, ist eine besonders gute Kühlung des Reibpakets 35 mittels der Kühlflüssigkeit 70 sichergestellt. Dadurch kann ein Überhitzen der Reibpartner 80, 85, insbesondere des Reibbelags der Reiblamelle, verhindert werden.
4 zeigt den in 3 gezeigten Ausschnitt in geöffnetem Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10.
In geöffnetem Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10, insbesondere der Kupplung 11, ist beispielhaft das Betätigungselement 95 gegenüber der in den 1 bis 3 gezeigten Ausgestaltung auf die zur Eingangsseite 20 abgewandte Axialrichtung in der zweiten Position versetzt zu der in 3 gezeigten ersten Position angeordnet. Ferner wird die Betätigungskraft F nicht bereitgestellt, sodass durch die fehlende Betätigungskraft F im Reibpaket 35 die Drehmomentübertragung des Drehmoments M zwischen der Eingangsseite 20 und der Ausgangsseite 25 unterbrochen ist. Ist das Betätigungselement 95 nicht mit der Betätigungskraft F beaufschlagt ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 geöffnet.
Durch die Kopplung des Kühlleitelements 75 mit dem Betätigungselement 95 ist ebenso das Kühlleitelement 75 in der zweiten Position in axialer Richtung versetzt zu der in 3 gezeigten ersten Position angeordnet. Beispielhaft ist die radiale erste Überlappung zwischen der ersten Kühlöffnung 105 und der zweiten Kühlöffnung 145 aufgehoben, sodass in 4 beispielhaft die erste und zweite Kühlöffnung 105, 145 keine radiale Überlappung aufweisen. Im Gegenteil sind in axialer Richtung die erste Kühlöffnung 105 und die zweite Kühlöffnung 145 axial beabstandet zueinander angeordnet. Mit Blickrichtung von radial innen nach radial außen von der Drehachse 65 aus, ist die erste Kühlöffnung 105 durch den Leitabschnitt 120 verdeckt. Zur Veranschaulichung ist die erste Kühlöffnung 105 in 4 strichliert dargestellt.
Im Betrieb der in 4 gezeigten offenen Drehmomentübertragungseinrichtung 10, wird die Kühlflüssigkeit 70 nach wie vor von Fördereinrichtung unabhängig des Schaltzustands der Drehmomentübertragungseinrichtung 10, insbesondere der Kupplung 11, radial innenseitig des Kühlleitelements 75 bereitgestellt. Die Kühlflüssigkeit 70 strömt radial nach außen und durchströmt die zweite Kühlöffnung 145. Dadurch, dass die zweite äußere Umfangsseite 130 und die erste innere Umfangsseite 110 mit geringem Abstand oder aneinanderliegend angeordnet sind, bewirkt der axiale Versatz der ersten Kühlöffnung 105 zu der zweiten Kühlöffnung 145 eine Unterbrechung des ersten Volumenstroms der Kühlflüssigkeit 70 radial nach außen hin in Richtung des Reibpakets 35. Zumindest ist jedoch, sollte ein Leckstrom zwischen dem Leitabschnitt 120 und der ersten inneren Umfangsseite 110 in axialer Richtung radial außenseitig der zweiten Kühlöffnung 145 möglich sein, ein den ersten Trägerabschnitt 96 durchströmender zweiter Volumenstrom der Kühlflüssigkeit 70 stark reduziert gegenüber dem in den 1 bis 4 erläuterten ersten Volumenstrom der Kühlflüssigkeit 70 in geschlossenem Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10.
Der stark reduzierte zweite Volumenstrom der Kühlflüssigkeit 70 (verglichen mit dem ersten Volumenstrom) oder der unterbrochene Volumenstrom der Kühlflüssigkeit 70 durch das Reibpaket 35 bewirkt, dass Schleppverluste im offenen Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 im Bereich des Reibpakets 35 minimiert sind. Dadurch weist die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 einen besonders hohen Wirkungsgrad auf. Ebenso ist somit eine analog damit einhergehende Verlustleistung in der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 minimiert. Die Kühlflüssigkeit 70 wird stattdessen an dem Reibpaket 35 radial innenseitig am Kühlleitelement 75 entlang am Reibpaket 35 vorbeigelenkt.
5 zeigt den in 3 gezeigten Ausschnitt der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 in einer Weiterbildung.
In dieser Ausgestaltung ist die Anordnung der ersten Kühlöffnungsanordnung 100 zu der zweiten Kühlöffnungsanordnung 140 derart gewählt, dass, wie in 3 in geschlossenem Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10, die erste und zweite Kühlöffnung 105, 145 vollständig überlappen und dadurch durch die erste Überlappung der erste Volumenstrom der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 der Kühlflüssigkeit 70 zur Kühlung des Reibpakets 35 sichergestellt ist.
Abweichend zu 4 zeigt 5, dass in geöffnetem Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 die erste Kühlöffnungsanordnung 100 und die zweite Kühlöffnungsanordnung 140 jeweils an einer ersten Kühlöffnung 105 und einer zweiten Kühlöffnung 145 eine zweite radiale Überlappung aufweisen. Die zweite Überlappung ist hierbei eine teilweise radiale Überlappung, sodass die zweite Überlappung geringer ist als die erste Überlappung (vgl. 3). Dies bewirkt, dass bei Bereitstellung der Kühlflüssigkeit 70 die Kühlflüssigkeit 70 entlang der zweiten inneren Umfangsseite 135 zu der zweiten Kühlöffnung 145 strömt. Die Kühlflüssigkeit 70 durchströmt die zweite Kühlöffnung 145 mit dem zweiten Volumenstrom. Der zweite Volumenstrom ist jedoch gegenüber dem ersten Volumenstrom (vgl. 4) reduziert. Der gedrosselte zweite Volumenstrom strömt radial nach außen in das Reibpaket 35. Dadurch, dass der zweite gedrosselte Volumenstrom der Kühlflüssigkeit 70 im Reibpaket 35 bereitgestellt wird, ist eine Verlustleistung in geöffnetem Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 gegenüber konventionellen Drehmomentübertragungseinrichtungen reduziert. Gleichzeitig bewirkt der nach wie vor vorhandenen zweite Volumenstrom der Kühlflüssigkeit 70, dass beispielsweise heiße Reibpartner 80, 85 im geöffneten Zustand durch die Kühlflüssigkeit 70 schnell und zuverlässig heruntergekühlt werden. Gleichzeitig wird ein Schmierfilmabriss im Reibpaket 35 vermieden. Die Kühlflüssigkeit 70, die nicht die Kühlöffnungsanordnungen 100, 140 durchströmt, wird von Kühlleitelement 75 seitlich am Reibpaket 35 vorbeigelenkt.
Die Kühlflüssigkeit 70 strömt nach Durchströmung des Reibpakets 35 über die dritte Kühlöffnungsanordnung 150 im zweiten Lamellenträger 40 radial nach außen und wird von radial nach außen wieder nach radial innen gefördert, beispielsweise über die Fördereinrichtung. Dadurch wird der Kreislauf der Kühlflüssigkeit 70 auch beim zweiten Volumenstrom aufrechterhalten.
Die in den 1 bis 5 beschriebene Ausgestaltung hat ferner den Vorteil, dass eine Förderleistung der Fördereinrichtung nicht in Abhängigkeit des Betriebszustands der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 gesteuert werden muss. Insbesondere kann dabei beispielsweise die Fördereinrichtung zur Schmierung der Übersetzungseinrichtung genutzt werden. Insbesondere kann dabei auch die Fördereinrichtung Teil der Übersetzungseinrichtung sein, bei der der erste Volumenstrom der Kühlflüssigkeit 70 als Teilvolumenstrom einer maximalen Förderleistung der Fördereinrichtung in Richtung der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 gefördert wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass die in den 1 bis 5 gezeigte Ausgestaltung der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 auch derart ausgestaltet sein kann, dass das Kühlleitelement 75 radial außenseitig zum zweiten Trägerabschnitt 97 angeordnet ist. In Abhängigkeit der Position wird der Volumenstrom der Kühlflüssigkeit 70 im Reibpaket 35 durch die Überlappung der zweiten Kühlöffnungsanordnung 140 und mit der dritten Kühlöffnungsanordnung 150 gesteuert. Die dritte Kühlöffnungsanordnung 150 kann identisch zu der ersten Kühlöffnungsanordnung 100 ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste

10: Drehmomentübertragungseinrichtung
11: Kupplung
15: Gehäuse
20: Eingangsseite
25: Ausgangsseite
30: erster Lamellenträger
35: Reibpaket
40: zweiter Lamellenträger
45: Kühleinrichtung
50: Betätigungseinrichtung
55: Gehäuseinnenraum
60: Umgebung
65: Drehachse
70: Kühlflüssigkeit
75: Kühlleitelement
80: erster Reibpartner
85: zweiter Reibpartner
90: Abstützabschnitt
95: Betätigungselement
96: erster Trägerabschnitt
97: zweiter Trägerabschnitt
100: erste Kühlöffnungsanordnung
105: erste Kühlöffnung
110: erste innere Umfangsseite
115: erste äußere Umfangsseite
120: Leitabschnitt
125: Befestigungsabschnitt
130: zweite äußere Umfangsseite
135: zweite innere Umfangsseite
140: zweite Kühlöffnungsanordnung
145: zweite Kühlöffnung
150: dritte Kühlöffnungsanordnung

Claims

Drehmomentübertragungseinrichtung (10), - aufweisend einen um eine Drehachse (65) drehbar gelagerten Lamellenträger (30, 40), ein Reibpaket (35) und ein Kühlleitelement (75), - wobei der Lamellenträger (30, 40) wenigstens eine erste Kühlöffnungsanordnung (100) mit wenigstens einer sich in radialer Richtung erstreckenden ersten Kühlöffnung (105) aufweist, - wobei das Kühlleitelement (75) wenigstens eine zweite Kühlöffnungsanordnung (140) mit wenigstens einer sich in radialer Richtung erstreckenden zweiten Kühlöffnung (145) aufweist, - wobei das Kühlleitelement (75) zwischen einer ersten Position und einer in axialer Richtung versetzt zu der ersten Position angeordneten zweiten Position axial verschiebbar ist, - wobei in der ersten Position die erste Kühlöffnung (105) und die zweite Kühlöffnung (145) mit einer ersten radialen Überdeckung angeordnet sind, - wobei in der zweiten Position die erste Kühlöffnung (105) und die zweite Kühlöffnung (145) mit einer zur ersten radialen Überdeckung geringeren zweiten radialen Überdeckung angeordnet sind, oder wobei die zweite Kühlöffnung (145) derart angeordnet ist, dass die zweite Kühlöffnung (145) durch den Lamellenträger (30, 40) im Wesentlichen verschlossen ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach Anspruch 1, - aufweisend eine Betätigungseinrichtung (50), - wobei das Reibpaket (35) wenigstens einen ersten Reibpartner (80) und einen zweiten Reibpartner (85) aufweist, - wobei das Reibpaket (35) radial neben dem Lamellenträger (30, 40) angeordnet ist und der Lamellenträger (30, 40) ausgebildet ist, an den ersten Reibpartner (80) drehfest und axial verschieblich zu tragen, - wobei die Betätigungseinrichtung (50) ausgebildet ist, die Drehmomentübertragungseinrichtung (10) zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand umzuschalten, - wobei die Betätigungseinrichtung (50) ausgebildet ist, in dem geschlossenen Zustand eine Betätigungskraft (F) bereitzustellen, um den ersten Reibpartner (80) und den zweiten Reibpartner (85) aneinanderzupressen, um einen Reibschluss zwischen dem ersten Reibpartner (80) und dem zweiten Reibpartner (85) zu erzielen, - wobei die Betätigungseinrichtung (50) mit dem Kühlleitelement (75) verbunden und ausgebildet ist, das Kühlleitelement (75) zwischen der ersten Position und der zweiten Position zu bewegen, - wobei das Kühlleitelement (75) der Drehmomentübertragungseinrichtung (10) sich in geschlossenem Zustand in der ersten Position befindet, - wobei in offenem Zustand der Drehmomentübertragungseinrichtung (10) das Kühlleitelement (75) sich in der zweiten Position befindet.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die erste Kühlöffnung (105) bohrungsartig oder rechteckförmig ausgebildet ist und sich zwischen einer ersten inneren Umfangsseite (110) und einer ersten äußeren Umfangsseite (115) des Lamellenträgers (30, 40) erstreckt.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die zweite Kühlöffnung (145) langlochförmig in Umfangsrichtung ausgebildet ist und sich zwischen einer zweiten inneren Umfangsseite (135) und einer zweiten äußeren Umfangsseite (130) des Kühlleitelements (75) erstreckt.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die erste Kühlöffnungsanordnung (100) mehrere in axialer Richtung mit einem vordefinierten ersten Abstand (a1) versetzt angeordnete erste Kühlöffnungen (105) aufweist, - wobei die zweite Kühlöffnungsanordnung (140) mehrere in axialer Richtung mit einem vordefinierten zweiten Abstand (a2) versetzt zueinander angeordnete zweite Kühlöffnungen (145) aufweist, - wobei der erste Abstand (a1) im Wesentlichem dem zweiten Abstand(a2) entspricht.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die zweite Kühlöffnungsanordnung (140) eine weitere zweite Kühlöffnung (145) aufweist, - wobei die zweite Kühlöffnung (145) und die weitere zweite Kühlöffnung (145) in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind, - wobei die zweite Kühlöffnung (145) und die weitere zweite Kühlöffnung (145) in einer gemeinsamen Drehebene senkrecht zur Drehachse (65) angeordnet sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (10) als nasslaufende Bremse, Schaltelement, oder nasslaufende Kupplung (11), insbesondere als nasslaufende KO-Kupplung, ausgebildet ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der Lamellenträger (30) radial innenseitig zu dem Reibpaket (35) angeordnet ist, - wobei das Kühlleitelement (75) radial innenseitig zu dem Lamellenträger (30) angeordnet ist, - wobei vorzugsweise radial außenseitig das Kühlleitelement (75) an dem Lamellenträger (30, 40) anliegt, oder - wobei der Lamellenträger (40) radial außenseitig zu dem Reibpaket (35) angeordnet ist, - wobei das Kühlleitelement (75) radial außenseitig zu dem Lamellenträger (40) angeordnet ist, - wobei vorzugsweise radial innenseitig das Kühlleitelement (75) an dem Lamellenträger (40) anliegt.
Verfahren zum Betrieb einer Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei eine Kühlflüssigkeit (70), insbesondere ein Kühlöl, an das Kühlleitelement (75) gefördert wird, - wobei sich das Kühlleitelement (75) in der ersten Position befindet, - wobei die Kühlflüssigkeit (70) in radialer Richtung die sich in der ersten Überlappung befindliche erste Kühlöffnungsanordnung (100) und zweite Kühlöffnungsanordnung (140) mit einem ersten Volumenstrom durchströmt. - wobei die Kühlflüssigkeit (70) mit dem ersten Volumenstrom das Reibpaket (35) durchströmt und das Reibpaket (35) kühlt, - wobei das Kühlleitelement (75) aus der ersten Position axial in die zweite Position bewegt wird, - wobei die Kühlflüssigkeit (70) die sich in der zweiten Überlappung befindliche erste Kühlöffnungsanordnung (100) und zweite Kühlöffnungsanordnung (140) mit einem zweiten Volumenstrom durchströmt, der geringer ist als der erste Volumenstrom oder - wobei bei verschlossener zweiter Kühlöffnung (145) die Kühlflüssigkeit (70) entlang des Kühlleitelements (75) am Reibpaket (35) vorbeiströmt.