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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit Hybridantrieb sowie den Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, der insbesondere einen achsenparallelen Hybridantrieb mit einer über einen Riemen und eine Riemenscheibe gekoppelten Elektromaschine aufweist.
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Aus der
DE 10 2014 213 818 A1 ist eine Antriebsanordnung mit einem Eingangselement zur Verbindung mit einer Verbrennungskraftmaschine und mit einer elektrischen Maschine, und mit einem Ausgangselement zur Verbindung der Antriebsanordnung mit einer Getriebeeingangswelle eines nachgeordneten Getriebes bekannt, wobei als Anfahrelement eine Reibungskupplung vorgesehen ist, welche den Rotor der elektrischen Maschine mit dem Ausgangselement koppelt und mit einer Klauenkupplung, welche die Verbrennungskraftmaschine bei geschlossener Reibungskupplung mit dem Eingangselement der Reibungskupplung koppelt. Eine erste Tellerfeder zum Beaufschlagen der Reibungskupplung und eine zweite Tellerfeder zur Betätigung der Klauenkupplung sind vorgesehen, welche seriell von einem Aktuator betätigbar sind.
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Auch aus der
WO 2015/144157 A1 , der
US 2015/0083546 A1 , der
US 2010/0288597 A1 , und der
DE 10 2008 008 062 A1 sind verschiedene Antriebsanordnungen mit Reibungskupplungen und Aktuatoren bekannt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antriebstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb zu schaffen, der eine verringerte Baulänge aufweist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
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Eine Kupplungsanordnung ist hierbei für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit Hybridantrieb geeignet / vorbereitet / ausgebildet und weist zwei, jeweils zumindest zwei rotatorisch voneinander entkoppelbare Drehteile aufweisende, Kupplungen auf (wobei die Kupplungen wiederum um eine gemeinsame Drehachse drehbar gelagert sind), wobei ein erstes Drehteil einer ersten Kupplung sowohl mit einem ersten Drehteil einer zweiten Kupplung drehfest verbunden ist, als auch einen Drehmomentübertragungsbereich zum Zusammenwirken mit einer Elektromaschine aufweist, und die zumindest zwei Drehteile der ersten Kupplung mehrere plattenartige Verbindungssegmente aufweisen, die in einer eingekuppelten Stellung der ersten Kupplung drehfest miteinander verbunden sind. Auch weist die Kupplungsanordnung ein Zentrallager, das auf einem Wellenbereich des ersten Drehteils der zweiten Kupplung angeordnet ist, sowie einen mit der ersten Kupplung zusammenwirkenden Kupplungsaktuator auf, wobei die Verbindungssegmente der ersten Kupplung radial außerhalb des Kupplungsaktuators und der Kupplungsaktuator wiederum radial außerhalb des Zentrallagers, und die erste Kupplung, der Kupplungsaktuator sowie das Zentrallager sich in einer axialen Richtung mindestens teilweise einander überlappend / überragend angeordnet sind.
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Insbesondere durch die geschachtelte Anordnung der ersten Kupplung, des Kupplungsaktuators und des Zentrallagers ist die Kupplungsanordnung in ihrer Baulänge kurz ausgestaltet.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie nachfolgend näher erläutert.
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Demnach ist es auch von Vorteil, wenn der Drehmomentübertragungsbereich durch eine Riemenscheibe ausgebildet ist, die im Betrieb des Antriebsstranges mit einem Riemen der Elektromaschine zusammenwirkt. Dadurch ist eine achsparallele Anordnung der Elektromaschine zu der Drehachse der Kupplungen besonders einfach umgesetzt. Die Elektromaschine ist über den Riemen und die Riemenscheibe auf kurzem Wege mit der ersten Kupplung gekoppelt.
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In diesem Zusammenhang ist es zudem zweckmäßig, wenn eine zur formschlüssigen und/oder reibschlüssigen / reinkraftschlüssigen Aufnahme des Riemens ausgebildete Riemenkontur der Riemenscheibe in radialer Richtung außerhalb der Verbindungssegmente angeordnet ist. Somit ist die Riemenscheibe zumindest teilweise in der radialen Richtung weiter außen als die erste Kupplung angeordnet und die Kupplungsanordnung noch kompakter aufgebaut.
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Sind die beiden Kupplungen so im Bereich ihrer ersten Drehteile miteinander verbunden, dass das Zentrallager eine gemeinsame Lagerung zum Stützen sowohl der ersten Kupplung als auch der zweiten Kupplung bildet, wird die Anzahl der Lagerstellen weiter verringert und somit wiederum Platz eingespart. Außerdem wird ein Verspannen der beiden Lagerstellen auf Grund von Achsfehlern unterbunden.
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Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der Kupplungsaktuator einen Zentralausrücker und/oder -einrücker (vorzugsweise einen Zentralausrücker) und ein Betätigungslager (vorzugsweise ein Ausrücklager) aufweist, die in der radialen Richtung zueinander versetzt und in der axialen Richtung mindestens teilweise überlappend angeordnet sind. Dadurch wird insbesondere der Kupplungsaktuator noch kompakter angeordnet.
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Ist das Betätigungslager in der radialen Richtung außerhalb des Zentralausrückers und/oder -einrückers angeordnet, die erste Kupplung als eine normal geschlossene Kupplung ausgebildet, und steht das Betätigungslager in einer direkten Wirkverbindung mit der ersten Kupplung, sodass durch Betätigen des Zentralausrückers und/oder -einrückers aus einer Ruhelage die erste Kupplung öffnet, ist die Kupplungsanordnung besonders für den Einsatz in einem Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges geeignet.
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Ist der Zentralausrücker und/oder -einrücker in der radialen Richtung außerhalb des Betätigungslagers angeordnet, die erste Kupplung als eine normal geöffnete Kupplung ausgebildet, und steht das Betätigungslager in einer direkten Wirkverbindung mit der ersten Kupplung steht, sodass durch Betätigen des Zentralausrückers und/oder - einrückers aus einer Ruhelage die erste Kupplung schließt, ist die Kupplungsanordnung ebenfalls besonders geeignet für den Einsatz in einem Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges.
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Zweckmäßig ist es zudem, wenn der Kupplungsaktuator ein hydraulischer Kupplungsaktuator ist. Denn ein hydraulischer Kupplungsaktuator ist mit samt seinen hydraulischen Versorgungsleitungen wiederum platzsparend in der Kupplungsanordnung integrierbar. Auch ist es dabei von Vorteil, wenn ein Hydraulikkanal zum hydraulischen Betätigen des Kupplungsaktuators von dem Kupplungsaktuator in der radialen Richtung nach außen führend / verlaufend vorgesehen ist.
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Weiter ist es von Vorteil, wenn die zweite Kupplung als Doppelkupplung, vorzugsweise als nasse / nasslaufende, besonders bevorzugt als trockene / trocken laufende Doppelkupplung ausgebildet ist. In weiteren Ausführungen ist die zweite Kupplung auch bevorzugt als Handschalterkupplung oder Automatikkupplung oder halbautomatische Kupplung, weiter bevorzugt als Wandler / Wandlereinheit ausgebildet.
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Ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb weist eine Kupplungsanordnung nach einer der zuvor erläuterten Ausführungen auf. Damit ist auch der Antriebsstrang besonders kompakt ausgestaltet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt weist der Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb eine Elektromaschine, eine Getriebe-Eingangswelle, den Kupplungsaktuator, die erste Kupplung als eine Trennkupplung zum Koppeln/Entkoppeln eines Verbrennungsmotors als Reaktion auf ein Betätigen des Kupplungsaktuators, die zweite Kupplung als ein Kupplungsaggregat, das zwischen der ersten Kupplung und der Getriebe-Eingangswelle angeordnet ist, und das Zentrallager auf. Die erste Kupplung, der Kupplungsaktuator und das Zentrallager sind in einer radialen Richtung in dieser Reihenfolge von außen nach innen angeordnet und die erste Kupplung, der Kupplungsaktuator und das Zentrallager sind in einer axialen Richtung mindestens teilweise einander überlappend angeordnet. Durch das in der radialen Richtung gestaffelte Anordnen der ersten Kupplung, des Kupplungsaktuators und des Zentrallagers, die sich in der axialen Richtung mindestens teilweise überlappen, ist kein in der axialen Richtung nebeneinander liegendes Anordnen erforderlich. Dies lässt ein Verringern einer Baulänge zu.
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Ist ein Hydraulikkanal zum hydraulischen Betätigen des Kupplungsaktuators von dem Kupplungsaktuator aus wiederum in radialer Richtung nach außen führend vorgesehen, ist der Kupplungsaktuator auch besonders platzsparend in dem Antriebsstrang integrierbar.
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Längsschnittdarstellung eines Antriebsstranges, der im Bereich einer Kupplungsanordnung nach einem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt ist; und
- 2 eine schematische Längsschnittdarstellung eines Antriebsstranges, der im Bereich einer Kupplungsanordnung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt ist.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch einen Aufbau eines relevanten Teils eines Antriebstrangs für ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Eine Kupplungsanordnung 1 ist in dem Antriebsstrang zwischen einer Ausgangswelle 16 einer hier der Übersichtlichkeit nicht weiter dargestellten Verbrennungskraftmaschine / Brennkraftmaschine und einer (ersten) Getriebe-Eingangswelle 31 eines nicht dargestellten Getriebes eingesetzt. Auch eine der Übersichtlichkeit nicht weiter dargestellte Elektromaschine wirkt mit der Kupplungsanordnung 1 zusammen. Die Kupplungsanordnung 1 dient im Betrieb des Antriebsstranges als schaltbares Verbindungselement der Elektromaschine mit der Ausgangswelle 16 bzw. mit der Getriebe-Eingangswelle 31/32 bzw. der Ausgangswelle 16 mit der Getriebe-Eingangswelle 31/32.
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In 1 ist erkennbar, dass die Kupplungsanordnung 1 eine erste Kupplung 2, die als Trennkupplung ausgebildet ist, und eine zweite Kupplung 3, die als Kupplungsaggregat ausgebildet ist, aufweist. Desweiteren ist ein Kupplungsaktuator 10, wie nachfolgend näher beschrieben, mit einem Zentralausrücker 14 sowie einem Betätigungslager 15 / Ausrücklager vorhanden. Ein Hydraulikkanal 18 ist mit dem Zentralausrücker 14 hydraulisch verbunden, d.h. der Kupplungsaktuator 10 ist als hydraulischer Kupplungsaktuator 10 ausgebildet. Ein Schwingungsdämpfer 17 schließt an die Kupplungsanordnung 1 zur Ausgangswelle 16 hin an.
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Die erste Kupplung 2 ist zwischen dem Schwingungsdämpfer 17 und der zweiten Kupplung 3 angeordnet und wirktechnisch mit diesen gekoppelt. Der Schwingungsdämpfer 17 ist als ein Zweimassenschwungrad ausgestaltet. Die zweite Kupplung 3 ist als eine (trockene) Doppelkupplung ausgebildet. Denkbar für die zweite Kupplung 3 sind aber auch Handschalterkupplungen, nasse Doppelkupplungen, Wandler. Der Schwingungsdämpfer 17 ist mit der Ausgangswelle 16 der Brennkraftmaschine gekoppelt.
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Die erste Kupplung 2 ist eine Reibungskupplung. Insbesondere ist die erste Kupplung 2 als eine Trocken-Lamellen-Kupplung / trockene Lamellenkupplung, d.h. als eine trocken laufende Reibungskupplung ausgebildet, die mehrere lamellenförmige / lamellenartige Verbindungssegmente 7a, 7b aufweist. Die erste Kupplung 2 weist zudem ein erstes Drehteil 4a auf, das korbähnlich ausgeformt ist. Das erste Drehteil 4a ist als ein Lamellenträger (auch als Innenlamellenträger bezeichnet) ausgebildet und nimmt mehrere erste plattenförmige Verbindungssegmente 7a drehfest, jedoch in axialer Richtung, d.h. entlang einer Drehachse 19, verschiebbar auf. Insbesondere sind die ersten Verbindungssegmente 7a an einem ersten hülsenförmigen Tragabschnitt 20 des ersten Drehteiles 4a angeordnet / aufgenommen. Mit den ersten plattenförmigen Verbindungssegmenten 7a wirken mehrere zweite plattenförmige Verbindungssegmente 7b eines zweiten (korbförmigen) Drehteils 4b, wiederum in Form eines Lamellenträgers (auch als Außenlamellenträger bezeichnet), der ersten Kupplung 2 zusammen. Die zweiten Verbindungssegmente 7b sind wiederum mit dem zweiten Drehteil 4b drehfest verbunden und axial verschiebbar aufgenommen. Insbesondere sind die zweiten Verbindungssegmente 7b wiederum an einem zweiten hülsenförmigen Tragabschnitt 21 des zweiten Drehteiles 4b angeordnet / aufgenommen. Die auch als Lamellen bezeichneten, in radialer Richtung zur Drehachse 19 ausgerichteten Verbindungssegmente 7a und 7b sind in einer eingekuppelten Stellung der ersten Kupplung 2 drehfest durch einen Reibkraftschluss miteinander verbunden und in einer ausgekuppelten Stellung der der ersten Kupplung 2 so zueinander beabstandet, dass kein Drehmoment zwischen ihnen übertragen wird. Die Drehteile 4a, 4b der ersten Kupplung 2 erstrecken sich derart, dass der erste Tragabschnitt 20 radial innerhalb des zweiten Tragabschnittes 21 angeordnet ist.
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Das zweite Drehteil 4b ist drehfest mit dem Schwingungsdämpfer 17 gekoppelt. Das erste Drehteil 4a ist drehfest mit einem ersten Drehteil 5a der zweiten Kupplung 3 verbunden, wobei das erste Drehteil 5a wiederum einen Zwischenträger ausbildet. Genauer gesagt ist das erste Drehteil 4a drehfest mit einem sich in der axialen Richtung der Kupplungsanordnung 1 (d.h. in Bezug auf die Drehachse 19) erstreckenden Wellenbereich 9 in Form eines Zwischenträgers des ersten Drehteiles 5a der zweiten Kupplung 3 gekoppelt.
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Die erste Kupplung 2 weist weiterhin an ihrem ersten Drehteil 4a einen Drehmomentübertragungsbereich 6 auf, der im Betrieb mit der Elektromaschine / des Elektromotors, nämlich einer parallel zur Drehachse 19 der Kupplungsanordnung 1 angeordnete Antriebswelle der Elektromaschine, wirktechnisch verbunden ist. Der Drehmomentübertragungsbereich 6 ist hier als eine Riemenscheibe 11 ausgeformt. Die Riemenscheibe 11 weist eine ringförmige Erstreckung auf. An einer radialen Außenseite der Riemenscheibe 11 ist eine Riemenkontur 13 ausgeformt, die einen Riemen 12, der wiederum mit der Elektromaschine im Betrieb gekoppelt ist, in axialer Richtung führt und einen form- und kraftschlüssigen An- bzw. Abtrieb an dem ersten Drehteil 4a umsetzt. Die Riemenscheibe 11 ist einzeln ausgeformt und an einem korbförmigen Grundkörper 22 des ersten Drehteiles 4a befestigt, nämlich stoffschlüssig über eine Verschweißung befestigt. Alternativ oder zusätzlich ist hierbei auch eine Hirth-Verbindung oder eine Polygon-Verbindung zwischen Flanschen der Riemenscheibe 11 und des Grundkörpers 22 vorgesehen. Die Riemenkontur 13 ist radial außerhalb der Verbindungssegmente 7a, 7b der beiden Drehteile 4a, 4b der ersten Kupplung 2 angeordnet. Auch überragt / überdeckt die Riemenkontur 13 die Verbindungssegmente 7a, 7b allesamt in axialer Richtung.
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Die zweite Kupplung 3 ist als Kupplungsaggregat, nämlich als Doppelkupplung ausgebildet. Die zweite Kupplung 3 ist mit der Getriebe-Eingangswelle 31 eines nicht gezeigten Getriebes gekoppelt. Wie bereits erwähnt, ist die zweite Kupplung 3 mittels ihres ersten Drehteils 5a drehfest mit dem ersten Drehteil 4a der ersten Kupplung 2 verbunden. Hierzu ist der Wellenbereich 9 mittels eines formschlüssigen, kegeligen (ersten) Verbindungsbereiches 23 mit einem komplementär dazu ausgebildeten zweiten Verbindungsbereich 24 an einer radialen Innenseite des Grundkörpers 22 drehfest verbunden. Die formschlüssige Verbindung der beiden ersten Drehteile 4a, 5a ist vorzugsweise über eine Hirth-Verbindung oder eine Polygon-Verbindung umgesetzt. Der Grundkörper 22 ist mittels eines Befestigungsmittels 25 in Form einer Schraube an dem ersten Drehteil 5a an seinem Wellenbereich 9 befestigt. Das Befestigungsmittel 25 ist koaxial zur Drehachse 19 angeordnet und somit auch als Welle / Zwischenwelle bezeichnet.
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Axial zwischen einem Kopf 26 / Schraubkopf des Befestigungsmittels 25 und einer dem Schwingungsdämpfer 17 zugewandten axialen Seite der beiden ersten Drehteile 4a, 5a ist ein Stützring 27 eingesetzt und durch das Befestigungsmittel 25 mit dem ersten Drehteil 5a der zweiten Kupplung 3 verbunden. Auf dem Stützring 27 ist wiederum ein radiales Stützlager 28 / Radiallager in Form eines Wälzlagers, nämlich eines Kugellagers angebracht. Das Stützlager 28 dient zur rotativen Lagerung des ersten Drehteiles 4a relativ zu dem zweiten Drehteil 4b, insbesondere in der geöffneten / ausgekuppelten Stellung der ersten Kupplung 2. Somit ist das zweite Drehteil 4b der ersten Kupplung 2 über das Stützlager 28 relativ zu dem Wellenbereich 9 / dem Zwischenträger verdrehbar gestützt, wobei das Stützlager 28 axial außerhalb einer Zwischenwand 29 zwischen dem Wellenbereich 9 und dem Schwingungsdämpfer 17 an dem Wellenbereich 9 (mittels des Stützringes 27) angeordnet ist.
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Die Brennkraftmaschinen-Ausgangswelle 16 und das Befestigungsmittel 25 / die Zwischenwelle sind über ein Lager, entweder in Form des Stützlagers 28 oder alternativ über ein weiteres, hier nicht dargestelltes Lager / Wälzlager, zueinander verdrehbar gekoppelt.
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Zudem ist das Befestigungsmittel 25 bzw. der Wellenbereich 9 über ein Lager 30 in Form eines Wälzlagers, nämlich eines Rollen- / Nadellagers, relativ zu der Getriebe-Eingangswelle 31 verdrehbar gelagert. Ein zweites Drehteil 5b, in Form einer Kupplungsscheibe, der zweiten Kupplung 3 ist hier drehfest mit der Getriebe-Eingangswelle 31 verbunden. Aufgrund der Ausführung der zweiten Kupplung 3 als Doppelkupplung ist ein drittes Drehteil 5c der zweiten Kupplung 3, wiederum in Form einer Kupplungsscheibe, drehfest mit einer weiteren, zweiten Getriebe-Eingangswelle 32 verbunden. Je nach Zustand / Stellung der zweiten Kupplung 3 ist entweder das zweite Drehteil 5b (in einer ersten eingekuppelten Stellung der zweiten Kupplung 3) oder das dritte Drehteil 5c (in einer zweiten eingekuppelten Stellung der zweiten Kupplung 3) drehfest mit dem ersten Drehteil 5a verbunden oder (in einer ausgekuppelten Stellung der zweiten Kupplung 3) das zweite Drehteil 5b und das dritte Drehteil 5c sind frei verdrehbar (in einer ausgekuppelten Stellung der zweiten Kupplung 3) zu dem ersten Drehteil 5a angeordnet.
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Die erste Kupplung 2 und die zweite Kupplung 3 bilden eine gemeinsame Montageeinheit aus. Der Wellenbereich 9 ist drehfest mit dem Befestigungsmittel 25 verbunden. Ein Zentrallager 8 ist auf einem sich in axiale Richtung erstreckenden Bereich des Wellenbereichs 9 angeordnet. Insbesondere ist das Zentrallager 8 axial zwischen dem ersten Verbindungsbereich 23 und einem sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Seitenwandbereich 33 des ersten Drehteiles 5a angeordnet. Das Zentrallager 8 ist als ein zweireihiges Schrägkugellager für Axial- und Radialkräfte ausgebildet.
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Das Zentrallager 8 dient als axiale sowie radiale Lagerung des ersten Drehteiles 5a bzw., aufgrund dessen Verbindung mit dem ersten Drehteil 4a auch als axiale sowie radiale Lagerung beider erster Drehteile 4a und 5a. Das Zentrallager 8 ist zwischen dem Wellenbereich 9 und der Zwischenwand 29 eingesetzt. Die Zwischenwand 29 ist Teil eines Kupplungs- bzw. Getriebegehäuses und ist somit im Betrieb gehäusefest / fahrzeugrahmenfest angebracht. Die Zwischenwand 29 ist funktioneller Bestandteil der Kupplungsanordnung 1. Die Zwischenwand 29 erstreckt sich in radialer Richtung zwischen dem Seitenwandbereich 33 und den Verbindungssegmenten 7a, 7b von au-ßen nach innen, bis zu dem Zentrallager 8 hin. An einem radialen Innenbereich bildet die Zwischenwand 29 einen in axialer Richtung erstreckenden hülsenartigen Abstützbereich 34 aus, an dem es mit dem Zentrallager 8 gekoppelt ist.
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Somit ist der Wellenbereich 9 derart drehfest mit der zweiten Kupplung 3 gekoppelt, dass das Zentrallager 8 sowohl die Riemenscheibe 11 über den Wellenbereich 9 als auch die zweite Kupplung 3 stützt, so dass auf der dem Wellenbereich 9 zugewandten Seite der zweiten Kupplung 3 kein getrenntes Lager zum Stützen der zweiten Kupplung 3 vorhanden ist.
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Somit bilden das erste Drehteil 4a der ersten Kupplung 2, ein optionales Steckverzahnungsblech (Stützring 27), ein Lagerflansch, das Stützlager 28 und eine Zentralschraube (Befestigungsmittel 25) eine Montageinheit aus. Das Befestigungsmittel 25 trägt das klein dimensionierte Stützlager 28 und spannt eine Flanschverbindung des ersten Drehteiles 4a der ersten Kupplung 2 vor. Die Montageeinheit wird über eine Zwischenwand 29 direkt in das Getriebe montiert. Eine Montage Brennkraftmaschine-Getriebe erfolgt ggf. mit einem Verspannblech mittels einer Steckverzahnung.
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Bei dem zuvor beschriebenen Aufbau wirken Betätigungskräfte für die erste Kupplung 2 und die zweite Kupplung 3 bezüglich des Stützlagers 28 lediglich in eine Axialrichtung, wodurch eine Lagerarretierung lediglich in einer Richtung erforderlich ist.
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Weiterhin kann bei dem zuvor beschriebenen Aufbau ein Starterzahnkranz an dem Schwingungsdämpfer 17 entfallen, da ein Starten der Brennkraftmaschine vorzugsweise über die Riemenscheibe 11 und den Riemen 12 mittels der Elektromaschine durchgeführt wird.
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Desweiteren ist radial außerhalb des Zentrallagers 8, nämlich an der Zwischenwand 29, ein Kupplungsaktuator 10 angeordnet. Der Kupplungsaktuator 10 dient als eine Betätigungseinrichtung für die erste Kupplung 2, um diese zwischen ihrer eingekuppelten und ihrer ausgekuppelten Stellung umzuschalten. Der Kupplungsaktuator 10 ist als hydraulischer Kupplungsaktuator 10 ausgebildet. Der Kupplungsaktuator 10 ist somit Bestandteil eines hydraulischen Betätigungssystems. Der Kupplungsaktuator 10 weist einen Nehmerzylinder in Form eines Zentralausrückers 14 auf. Dieser Zentralausrücker 14 ist axial verschiebbar mit einem Betätigungslager 15 in Form eines Ausrücklagers gekoppelt. Insbesondere ist ein Kolben 35 des Zentralausrückers 14 verschiebbar zu einem fest in der Zwischenwand 29 aufgenommenen / ausgebildeten Gehäuse 36 des Zentralausrückers 14 gelagert. Das als Wälzlager, nämlich als Kugellager, ausgestaltete Betätigungslager 15 ist so ausgeformt, dass seine Wälzkörper 37 radial außerhalb des Kolbens 35 angeordnet sind. Das Betätigungslager 15 wirkt dann wiederum auf übliche Weise verschiebend auf die Verbindungssegmente 7a und 7b ein. Wie die Bezeichnungen Zentralausrücker 14 und Ausrücklager bereits ausdrücken, ist die erste Kupplung 2 als eine normal eingerückte / geschlossene Kupplung ausgebildet. In weiteren Ausführungen ist die erste Kupplung 2 auch als eine normal ausgerückte / geöffnete Kupplung ausgebildet, wodurch der bisherige Zentralausrücker 14 dann als ein Zentraleinrücker ausgebildet ist und das Betätigungslager 15 ein Einrücklager ausbildet.
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Ein Hydraulikkanal 18 ist zum hydraulischen Betätigen des Kupplungsaktuators 10 mit dem Zentralausrücker 14 hydraulisch verbunden. Der Hydraulikkanal 18 ist teilweise in der Zwischenwand 29 eingebracht und verläuft insbesondere von dem Zentralausrücker 14 aus radial nach außen. Beim hydraulischen Betätigen des Zentralausrückers 14 aus einer Ruhelage wird das Betätigungslager 15 in der axialen Richtung (in 1 nach links) verschoben und öffnet die in Ruhelage geschlossene erste Kupplung 2. Das Betätigen der ersten Kupplung 2 erfolgt über das Betätigungslager 15 auf eine direkte Weise, d.h. ohne einen Hebel oder Tellerfederzungen, wodurch ein kurzer Betätigungsweg realisiert wird.
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Die erste Kupplung 2 ist folglich außerhalb der Zwischenwand 29, insbesondere radial außerhalb des Abstützbereiches 34, zwischen dem Wellenbereich 9 und dem Schwingungsdämpfer 17 angeordnet. Die Riemenscheibe 11 ist in der Radialrichtung weiter außen liegend als die Verbindungssegmente 7a, 7b der ersten Kupplung 1 drehfest mit dem Wellenbereich 9 gekoppelt.
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Der Zentralausrücker 14 des Kupplungsaktuators 10 ist folglich radial weiter innen als das Betätigungslager 15 des Kupplungsaktuators 10 angeordnet. Der Zentralausrücker 14 und das Betätigungslager 15 sind in einer axialen Richtung der Kupplungsanordnung 1 mindestens teilweise einander überlappend angeordnet.
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Der sich in axialer Richtung erstreckende Wellenbereich 9 ist zwischen der ersten Kupplung 2 und der zweiten Kupplung 3 angeordnet. Die zweite Kupplung 3 und der Hydraulikkanal 18 sind zwischen zwei sich in der radialen Richtung erstreckenden Bereichen des Wellenbereichs 9 auf dem Zentrallager 8 relativ zu dem Wellenbereich 9 verdrehbar angeordnet. Das Zentrallager 8 ist auf einem in der radialen Richtung innen liegenden sich in der axialen Richtung erstreckenden Bereich des Wellenbereichs 9 angeordnet. Dadurch ergibt sich ein Aufbau, bei dem sich der Hydraulikkanal 18 und der Kupplungsaktuator 10 in einer Art Zwischenwand befinden, die durch die zwei sich in der radialen Richtung erstreckenden Bereiche gebildet ist.
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Auf die zuvor beschriebene Weise sind die Riemenscheibe 11, die erste Kupplung 2, das Betätigungslager 15, der Zentralausrücker 14 und das Zentrallager 8 in der radialen Richtung verschachtelt angeordnet und überlappen einander mindestens teilweise in der axialen Richtung der Kupplungsanordnung 1 / der Drehachse 19.
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Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines zweiten Ausführungsbeispiels anhand der 2, wobei anzumerken ist, dass das zweite Ausführungsbeispiel, ausgenommen den nachfolgend beschriebenen Unterschieden, gleich dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sowie funktionierend ist.
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Die erste Kupplung 2 ist (axial) zwischen dem Schwingungsdämpfer 17 und der zweiten Kupplung 3 angeordnet und wirktechnisch mit diesen gekoppelt. Der Schwingungsdämpfer 17 ist als ein Zweimassenschwungrad und die zweite Kupplung 3 als eine Doppelkupplungsanordnung / Doppelkupplung ausgebildet. Der Schwingungsdämpfer 17 ist mit der Brennkraftmaschinen-Ausgangswelle 16 einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine gekoppelt. Die zweite Kupplung 3 ist u.a. mit der (ersten) Getriebe-Eingangswelle 31 eines nicht gezeigten Getriebes gekoppelt.
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Die Brennkraftmaschinen-Ausgangswelle 16 und eine an dem zweiten Drehteil 4b nun ausgeformte Zwischenwelle 38 sind über ein Lager 39, das als Wälzlager ausgebildet ist, zueinander verdrehbar gekoppelt / gelagert. Die Zwischenwelle 38 und die erste Getriebe-Eingangswelle 31 sind wiederum über das Lager 30 zueinander verdrehbar gekoppelt / gelagert.
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Die erste Kupplung 2 und die zweite Kupplung 3 bilden eine gemeinsame Montageeinheit aus. Der nun an dem ersten Drehteil 4a ausgebildete Wellenbereich / Zwischenträger 9 ist relativ verdrehbar zu der Zwischenwelle 38 angeordnet. Das Zentrallager 8 stützt den sich in axialer Richtung erstreckenden Bereich des Wellenbereiches 9 ab. Das Zentrallager 8 ist wiederum ein zweireihiges Schrägkugellager für Axial- und Radialkräfte. Der Kupplungsaktuator 10 ist drehfest mit einem Bereich (der Zwischenwand 29) gekoppelt, der das Zentrallager 8 trägt.
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Der Zentralausrücker 14 des Kupplungsaktuators 10 ist radial weiter außen als das Betätigungslager 15 des Kupplungsaktuators 10 angeordnet. Der Zentralausrücker 14 und das Betätigungslager 15 sind in einer axialen Richtung mindestens teilweise einander überlappend angeordnet. Der Kupplungsaktuator 10 ist ein hydraulischer Kupplungsaktuator. Der Hydraulikkanal 18 ist zum hydraulischen Betätigen des Kupplungsaktuators 10 mit dem Zentralausrücker 14 hydraulisch verbunden. Beim hydraulischen Betätigen des Zentralausrückers 14 aus einer Ruhelage wird das Betätigungslager 15 in der Axialrichtung / axialen Richtung (in 2 nach rechts) verschoben und schließt die in Ruhelage offene erste Kupplung 2. Das Betätigen der ersten Kupplung 2 erfolgt über das Betätigungslager 15 auf eine direkte Weise, d.h. ohne einen Hebel oder Tellerfederzungen, wodurch ein kurzer Betätigungsweg realisiert wird. Ein Rückstellen des Zentralausrückers 14 in die Ruhelage wird mittels getrennten Blattfedern durchgeführt, was im Vergleich zu zum Beispiel üblichen Schraubendruckfedern zu einer Einsparung von Baulänger in der Axialrichtung führt.
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Die erste Kupplung 2 ist eine Trocken-Lamellen-Kupplung. Die erste Kupplung 2 weist einen Außenlamellenträger in Form des zweiten Drehteils 4b und einen Innenlamellenträger in Form des ersten Drehteils 4a auf. Das erste Drehteil 4a ist drehfest mit dem Wellenbereich 9 gekoppelt. Das zweite Drehteil 4b ist über die Zwischenwelle 38 drehfest mit dem Schwingungsdämpfer 17 gekoppelt. Genauer gesagt ist das erste Drehteil 4a drehfest mit einem sich in der Axialrichtung erstreckenden Bereich des Wellenbereiches 9 gekoppelt.
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Der sich in der Axialrichtung erstreckende Wellenbereich 9 ist zwischen der ersten Kupplung 2 und der zweite Kupplung 3 angeordnet. Der Kupplungsaktuator 10 und der Hydraulikkanal 18 sind zwischen einem sich in der Radialrichtung / radialen Richtung erstreckenden Bereich des ersten Drehteiles 4a und dem Schwingungsdämpfer 17 relativ zu dem Wellenbereich 9 / dem zweiten Drehteil 4b verdrehbar angeordnet. Das Zentrallager 8 ist auf einem in der Radialrichtung innen liegenden sich in der Axialrichtung erstreckenden Bereich (Abstützbereich 34) angeordnet.
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Dadurch ergibt sich ein Aufbau, bei dem sich der Hydraulikkanal 18 und der Kupplungsaktuator 10 in einer Art Zwischenraum befinden, der durch den sich in der Radialrichtung erstreckenden Bereich des ersten Drehteiles 4a und dem Schwingungsdämpfer 17 gebildet ist.
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Die erste Kupplung 2 ist mit ihren Verbindungssegmenten 7a, 7b zwischen dem ersten Drehteil 4a und der zweiten Kupplung 3 angeordnet. Die Riemenscheibe 11 ist in der Radialrichtung weiter außen liegend als die erste Kupplung 2, d.h. die Verbindungssegmente 7a, 7b, angeordnet und drehfest mit dem ersten Drehteil 4a gekoppelt. Das zweite Drehteil 4b der ersten Kupplung 2 ist relativ verdrehbar zu dem ersten Drehteil 4a über das Stützlager 28 gestützt, das (axial) außerhalb der Zwischenwand 29 zwischen dem ersten Drehteil 4a und der zweiten Kupplung 3 an dem ersten Drehteil 4a angeordnet ist.
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Das erste Drehteil 4a ist derart drehfest mit der zweiten Kupplung 3 / dem ersten Drehteil 5a gekoppelt, dass das Zentrallager 8 sowohl die Riemenscheibe 11 über das erste Drehteil 4a als auch die zweite Kupplung 3 stützt, so dass auf der dem ersten Drehteil 4a zugewandten Seite der zweiten Kupplung 3 kein getrenntes Lager zum Stützen der zweiten Kupplung 3 vorhanden ist. Die Riemenscheibe 11 und das erste Drehteil 4a der ersten Kupplung 2 sind über einen gemeinsamen Flansch gelagert.
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Auf die zuvor beschriebene Weise sind die Riemenscheibe 11, die erste Kupplung 2, das Betätigungslager 15, der Zentralausrücker 14 und das Zentrallager 8 in der Radialrichtung verschachtelt angeordnet und überlappen einander mindestens teilweise in der Axialrichtung. Zudem sind die erste Kupplung 2 und die zweite Kupplung 3 teilweise in Radialrichtung verschachtelt.
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Die zuvor beschriebene Montageeinheit aus erster Kupplung 2 und der zweiten Kupplung 3 wird über die Zwischenwand 29 direkt in das Getriebe montiert. Eine Montage Brennkraftmaschine-Getriebe erfolgt über einen Flansch des Schwingungsdämpfers 17.
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Bei dem zuvor beschriebenen Aufbau wirken Betätigungskräfte für die erste Kupplung 2 und die zweite Kupplung 3 bezüglich des Stützlagers 28 in entgegen gesetzten Richtungen wodurch die Belastung des Lagers reduziert wird und kleinere Lager verwendet werden können.
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Weiterhin kann bei dem zuvor beschriebenen Aufbau wiederum ein Starterzahnkranz an dem Schwingungsdämpfer 17 entfallen, da ein Starten der Brennkraftmaschine über die Riemenscheibe 11 und den Riemen 12 mittels der Elektromaschine durchgeführt werden kann.
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Durch Verschachteln einer Zwischenwellenlagerung in einen Bauraum der zweiten Kupplung 3 und/oder Verschachteln eines Drucktopfs in einen Rotorflansch wird eine Baulänge in der Axialrichtung verringert.
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Als zusätzliches Merkmal der Anordnung sei auch erwähnt, dass auch der Einsatz eines hier der Übersichtlichkeit nicht weiter dargestellten Fliehkraftpendels möglich ist. Dieses ist in einer weiteren Ausführung klassisch am Zweimassenschwungrad / dem Schwingungsdämpfer 17 oder weiter bevorzugt am Grundkörper 22 befestigt. Wie in 2 angedeutet, ist das Fliehkraftpendel bei Befestigung am Grundkörper 22 / am ersten Drehteil 4a in einem Aufnahmeraum 40 / Bauraum oberhalb der ersten Kupplung 2 (und vorzugsweise auch oberhalb der zweiten Kupplung 3) angeordnet, was wieder axialen Bauraum spart.
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Ein Antriebsstrang samt Kupplungsanordnung 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb, weist somit vorzugsweise eine Elektromaschine, einen Kupplungsaktuator 10, eine erste Kupplung 2 als eine Trennkupplung zum Koppeln/Entkoppeln eines Verbrennungsmotors als Reaktion auf ein Betätigen des Kupplungsaktuators 10, (zumindest) eine Getriebe-Eingangswelle 31, 32, eine zweite Kupplung 3 in Form eines Kupplungsaggregates, das zwischen der ersten Kupplung 2 und der Getriebe-Eingangswelle 31, 32 angeordnet ist, und ein Zentrallager 8 auf. Die erste Kupplung 2, der Kupplungsaktuator 10 und das Zentrallager 8 sind in einer Radialrichtung in dieser Reihenfolge von außen nach innen angeordnet. Die erste Kupplung 2, der Kupplungsaktuator 10 und das Zentrallager 8 sind in einer Axialrichtung mindestens teilweise einander überlappend angeordnet.
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Obgleich die vorliegende Erfindung vorhergehend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, versteht es sich, dass verschiedene Ausgestaltungen und Änderungen durchgeführt werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist.
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Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wird ausdrücklich auf die Offenbarung der Figuren verwiesen.
