WO2019201733A1 - Lamellenkupplung, hybrideinheit sowie kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2019201733A1
WO2019201733A1 PCT/EP2019/059231 EP2019059231W WO2019201733A1 WO 2019201733 A1 WO2019201733 A1 WO 2019201733A1 EP 2019059231 W EP2019059231 W EP 2019059231W WO 2019201733 A1 WO2019201733 A1 WO 2019201733A1
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WO
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sealing element
wall
plate clutch
sealing
wall element
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/059231
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English (en)
French (fr)
Inventor
Angelika Ebert
Wolfgang Grosspietsch
Axel Rohm
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/06—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch
    • F16D25/062—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces
    • F16D25/063—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially
    • F16D25/0635—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs
    • F16D25/0638—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs with more than two discs, e.g. multiple lamellae
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/12—Details not specific to one of the before-mentioned types
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2300/00—Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/08—Details or arrangements of sealings not provided for in group F16D3/84

Definitions

  • Multi-plate clutch Hybrid unit and motor vehicle
  • the invention relates to a multi-plate clutch having at least one oil chamber, wherein the oil space is limited by a first wall element and a second wall element, wherein the wall elements are arranged movable against each other, and a sealing element for sealing the opening between the first wall element and the second wall element.
  • multi-plate clutches are essentially three oil chambers known: the pressure chamber, the pressure compensation chamber and the lamella package receiving fin space.
  • the pressure chamber and the pressure equalization chamber, also called compensation chamber, are located in multi-plate clutches, which are hydraulically actuated. In principle, however, other oil rooms may also be present.
  • the oil compartments are usually limited by two or more wall elements. If the wall elements are rigidly connected, they can be welded together. With mutually movable wall elements, such as the piston and a plate carrier, a sealing element must be arranged between the wall elements, which covers the opening between the wall elements. It is known, for example, to arrange the wall elements for a distance substantially parallel and to store and clamp the sealing element between these two wall sections of the wall elements. It is known that the sealing element can be L-shaped. One of the legs is then facing the oil room. The other protrudes into the opening. Usually, one of the wall elements is designed to be fixed in the axial direction, while the other is arranged to be movable in the axial direction. The sealing element is either attached to one of the wall elements or mounted on one of the wall elements.
  • the sealing element has at least one radial distance and at least one axial section, wherein both sections have at least one side facing the oil chamber.
  • the sealing element may in principle have more than one radial section and one axial section, but these are to be provided at least. In the general version, this merely means that there are two sections which are arranged at an angle to one another and which close the opening. The included angle is usually between 90 ° and 135 °, advantageously, the sections can be arranged at right angles.
  • the sealing element can have exactly two sides, which face the pressure chamber.
  • the sealing element may have exactly three sides which face the pressure chamber.
  • the sealing element may have exactly four sides which face the pressure chamber. It is assumed that the main axes, sides of protrusions, etc. are not counted.
  • the oil space can be delimited by at least one further wall element.
  • Prerequisite for the invention are only two mutually movable wall elements.
  • the wall of the oil space need not be limited to these two wall elements.
  • the first wall element may extend at least partially in the axial direction.
  • the first wall element extends partially in the axial direction and partially in the radial direction. It can therefore limit two sides of the oil space.
  • the axial part of the sealing element advantageously adjoins the axial part of the wall element.
  • the axial portion defines itself as extending at least more in the axial direction than in the radial direction. It does not have to be exactly in the axial direction nor must it be straight in full length. For example, it may contain a level.
  • the second wall element may extend at least partially in the radial direction.
  • the wall elements of a lamellar coupling As well as the plate carrier and the piston often bends.
  • the piston may be formed, for example, S-shaped or double S-shaped.
  • the sealing element in the case of the same component can in principle adjoin a radial or an axial section.
  • a wall element therefore does not have to extend continuously exclusively in the axial or radial direction.
  • At this radial part of the wall element advantageously includes the radial portion of the sealing element.
  • the radial portion of the sealing element can be arranged to be movable relative to the second wall element.
  • the axial section of the sealing element can be arranged to be movable relative to the first wall section.
  • the sealing element is attached to any of the wall elements. But then the sealing element is freely centered and must therefore be attached nowhere anywhere during assembly. This eliminates at least one assembly step and the mounting of the sealing element is also easier compared to the situation when it is attached to a wall element.
  • the oil space may be a pressure chamber for receiving pressurized oil for actuating the multi-plate clutch.
  • a pressure chamber usually that space is referred to, which adjoins a piston and this shifts during filling for actuation.
  • the first wall element may be formed on a piston of the multi-disc clutch.
  • the first wall element is arranged at least in sections in the axial direction. This can easily be the case with the piston.
  • the sealing element or the axial section of the sealing element is arranged radially within the first wall element.
  • the second wall element may be formed on a radial wall section.
  • the radial wall portion may be formed on a housing, for example, the clutch housing, M Osenlamellenlism and / or on the converter cover.
  • the radial wall portion is at the same time a housing portion, a portion of the Au nchlamellenyess and a portion of the converter cover. Then, this wall or wall element fulfills a triple function, which is why the multi-plate clutch or the drive train receiving the multi-plate clutch builds very short in the axial direction.
  • the sealing element at the end of the axial portion and / or radial portion may have a sealing element facing the wall element.
  • sealing lips are basically known, they effect an improved seal by the sealing element.
  • the sealing element may preferably have a holding section projecting into the opening.
  • the holding portion is an additional portion to the axial portion and radial portion. It can basically be structured as desired and serves to temporarily hold the sealing element in position. More precisely, the holding portion serves to fix the sealing element in the open state of the multi-plate clutch, ie in the disengaged position, in the radial and / or axial direction. This is made possible by the functional principle of self-centering.
  • the sealing element When filling the pressure chamber with pressure oil, the sealing element is pressed against the piston as the first wall element and against the Au nchlamellen phenomenon as a second wall element. It is centered in the right position all by itself. In this position, the distance between the outer plate carrier and the piston is greatest, the holding section is exposed.
  • the positioning is due to the fact that in the pressure chamber, there is a greater pressure than outside of the pressure chamber regardless of whether outside is also an oil chamber or a room filled with air. Due to this pressure difference, the sealing element is pressed against the
  • the piston When opening the clutch, the pressure is removed from the pressure oil.
  • the piston is brought by a return spring in the disengaged position. It moves the Piston on the outer disc carrier too.
  • the holding portion is designed such that it is clamped between the piston and outer disk carrier before the pressure in the pressure chamber is so small that the sealing element would slip in the radial direction due to gravity.
  • the sealing element is in position over the entire operating cycle of the coupling, without it having to be fastened to the outer disk carrier or to the piston.
  • the holding section accordingly has at its free end a region which is fixed in the disengaging position of the multi-plate clutch.
  • this may be a thickening, preferably an elastic thickening.
  • it may also be an elastic projection or extension, which is designed tube-shaped ren.
  • the holding portion may have a sealing lip.
  • the axial portion of the sealing element is arranged radially within the first wall element. This makes it clear that the sealing element does not rest on the first wall element.
  • first wall element and the second wall element are arranged axially movable relative to each other.
  • a radial mobility is additionally or alternatively possible.
  • the first wall element is movable in the axial direction and the second wall element fixedly arranged in the axial direction.
  • the mobility to each other thus comes about by the mobility of the first wall element.
  • the sealing element can be arranged carrier-free to the oil chamber.
  • the sealing element is not stored as known from the prior art, for example by the radial or axial side or this section rests on a wall element.
  • the sealing element is annular. This is common but should be repeated for the sake of completeness.
  • the sealing element may comprise a stiffening element.
  • This can be designed in particular L-shaped.
  • the stiffening element may be T-shaped.
  • the stiffening element may be partially or entirely covered with rubber or at least provided at its ends with sealing lips to achieve the sealing effect.
  • the sealing element may have at least one radially outwardly disposed, extending in the axial direction comb. This serves to center the seal over the piston or the first wall element.
  • several combs may be present in the circumferential direction of the sealing element.
  • a comb is a projection extending in the axial and radial directions.
  • the invention relates to a hybrid unit with a part of the electric machine and a multi-plate clutch.
  • the hybrid unit is characterized in that the multi-plate clutch is designed as described.
  • the part of the electric machine may be the rotor. This is preferably non-rotatably connected to the disk clutch, in particular the outer disk carrier of the multi-disk clutch.
  • the invention relates to a motor vehicle with a multi-plate clutch and / or hybrid and / or a hybrid unit.
  • the motor vehicle is characterized in that the multi-plate clutch and / or the hybrid unit are designed as described.
  • Fig. 6 is a sealing element in a fourth embodiment
  • Fig. 7 is a sealing element in a fifth embodiment.
  • the transmission can be designed as an automatic transmission, dual-clutch transmission, manual transmission or in any other desired manner.
  • a hybridized drive train is shown purely by way of example, with a main point of view being on the separating clutch 3 between the internal combustion engine 2 and the electric motor 4 or the internal combustion engine 2 and the following section of the drive train.
  • the separating clutch 3 can also be packed with other couplings of the drive train in a mounting unit, as is the case for example in the so-called triple-clutch.
  • the multi-plate clutch described can be used in all places, including dual clutches or multi-plate clutches and brakes in an automatic transmission.
  • the embodiment of a disconnect clutch 3 according to one of the embodiments of the present invention is particularly valuable since any drag torque losses reduce the range of a purely electric drive.
  • FIG. 2 shows a hybrid unit 7, comprising at least one rotor 8 and a separating clutch 3.
  • the separating clutch 3 comprises an outer disk carrier 9, a Inner disk carrier 10 and a disk set 12 arranged therebetween with outer disks 14 and inner disks 16.
  • the inner disk carrier 10 is located on the input side with respect to the internal combustion engine 2. It is mounted on the oil supply hub 20 via a roller bearing 18.
  • the coupling has three oil chambers, namely the pressure chamber 22, the compensation chamber 24 and the fin space 26. These are three separate oil chambers. These can be completely sealed against each other, but it can also be a connection between the compensation space 24 and the fin space 26 exist.
  • the pressure chamber is delimited by three wall elements 28, 30 and 32.
  • the wall elements 28, 30 and 32 are those portions of each unit that limit the pressure chamber 22.
  • the Wandele- element 28 is thus a part or a portion of the piston 34
  • the wall member 30 is a part of the converter cover 36 and the Au ndlamellenlys 10
  • the wall member 32 is a part of the ⁇ lzuGermannabe 20.
  • the piston 34 thus includes more sections or parts next to the wall element 28, as is the case with the converter cover 36 and the ⁇ lzu Foodnabe 20.
  • the wall elements 28, 30 and 32 themselves have subunits, these are also referred to below as sections. This defines the following structure: An oil space is delimited by at least two, in particular several, wall elements.
  • the wall elements are parts of a component or a separate component. Subunits in the wall elements are called sections.
  • the piston has, for example, a first, radial portion 34a. This is followed by a bending section 34b and then an axial section 34c. As axial sections, the piston has the sections 34c, 34f, 34j and 34n. The bending portions are the portions 34b, 34c, 34e, 34g, 34i, 34k and 34m. Radial sections are sections 34a, 34d, 34h, 34I.
  • the sections 34d to 34n are sections of the wall element 28.
  • the sealing element 40 is arranged floating and self-centering and will be presented in more detail below in several embodiments.
  • FIG. 3 shows the sealing element 40 in a first embodiment in detail.
  • the sealing element 40 is located in the radial direction on the outside of the pressure chamber 22 and is placed on the wall elements 28 and 30 for sealing the opening 38. In the radial direction, it is supported by the holder 48.
  • the sealing element 40 consists of a stiffening element 50 and a rubber coating 52, on which two sealing lips 54, 56 are formed.
  • the stiffening element 50 and thus also the sealing element 40 has two legs 58 and 60. This results in a radial portion 51 and an axial portion 53 of the sealing element 40th
  • the leg 58 abuts on the wall member 28 via the sealing lip 54, more precisely on the axial section 34f, and the second leg 60 on the wall element 30.
  • the sealing element 40 accordingly has six sides 62, 64, 66, 68, 70 and 72. Of the six sides, the sides 64, 68, 70 and 72 facing the pressure chamber, while the sides 62 and 68 lie on the pressure chamber-opposite side. In actuation position of the separating clutch 3, the pressure chamber is filled with pressure oil, this then automatically presses the sealing element 40 against the wall elements 28 and 30.
  • the sides 70 and 72 are end faces and from the surface of lesser effect than the surfaces 64 and 68 with respect to the pressing action of the pressure oil.
  • the holder 48 When emptying the pressure chamber in the open state of the separating clutch 3, the holder 48 holds the sealing element 40 in the radial direction.
  • FIG. 4 shows the sealing element 40 in a second embodiment.
  • the reference symbols relating to the sections on the piston have been omitted for the sake of clarity.
  • the sealing element 40 has a second radial section 74, which results from a corresponding extension of the reinforcing element 50. This is configured T-shaped in this embodiment.
  • the sealing lips 76 and 78 are now the sealing lips 76 and 78. The sealing lips 54 and 76 ensure a tightness against the pressure chamber 22.
  • the sealing lip 78 has a different function.
  • the sealing element 40 can be fixed in the radial direction by means of the sealing lip 78 in the opened state of the separating clutch 3 by the wall element 28 and the wall element 30 or the piston 34 and the converter cover 36.
  • the holder 48 is superfluous, whereby the manufacture and assembly of the separating clutch 3 is further simplified.
  • Figure 5 shows a further embodiment of the sealing element 40.
  • the stiffening element 50 is again designed L-shaped. However, in comparison to FIG. 3, it is arranged reversed in the radial direction.
  • the first radial portion 51 consists only of the sealing lip 76 and an extension of rubber.
  • the stiffening element 50 stiffens only the axial region 53 and the second radial region 74.
  • the holding effect of the radial region 74 has already been described with reference to FIG.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the sealing element 40.
  • the reinforcing element is in turn designed L-shaped and serves to stiffen the radial region 51 and the axial region 53. Sealing lips 54 and 76 are located at the ends of the legs 58 and 60. Their effect has already been described.
  • a holding section 80 is provided, which consists of a projection of the rubber material. The projection 80 and the holding portion 80 is thickened at its end 82 and since it is made of rubber is elastic. Thereby, the holding portion 80 can be fixed well by the piston 34 upon disengagement.
  • FIG. 7 shows a further development to FIG. 6, which can also occur in the other embodiments.
  • at least one projecting ridge 84 may be provided on the side 62 of the axial portion 53 remote from the oil space. This serves to center the seal over the piston.
  • a plurality of combs 84 may be present.
  • a comb is a projection extending in the axial and radial directions, as shown in FIG. This has a very limited extent in the circumferential direction, it can be several millimeters wide. Since the sealing element 40 is no longer fixed to the wall element 30, an overdetermination of the piston 34, which still has the sealing element 44 on the side of the compensation chamber 24, can be avoided.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung (3) mit wenigstens einem Ölraum (22, 24, 26), wobei der Ölraum (22, 24, 26) wenigstens durch ein erstes Wandelement (28) und ein zweites Wandelement (30) eingeschlossen ist, die gegeneinander bewegbar angeordnet sind, und einem Dichtelement (40) zur Abdichtung der Öffnung (38) zwischen dem ersten Wandelement (28) und dem zweiten Wandelement (30), dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (40) wenigstens einen radialen Abschnitt (51) und wenigstens einen axialen Abschnitt (53) aufweist, wobei beide Abschnitte (51, 53) eine dem Ölraum (22, 24, 26) zugewandte Seite (64, 68) aufweisen, Daneben betrifft die Erfindung eine Hybrideinheit. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.

Description

Lamellenkupplung. Hvbrideinheit sowie Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Lamellenkupplung mit wenigstens einem Ölraum, wobei der Ölraum durch ein erstes Wandelement und ein zweites Wandelement begrenzt ist, wobei die Wandelemente gegeneinander bewegbar angeordnet sind, und einem Dichtelement zur Abdichtung der Öffnung zwischen dem ersten Wandelement und dem zweiten Wandelement.
In Lamellenkupplungen sind im Wesentlichen drei Ölräume bekannt: der Druckraum, der Druckausgleichsraum und der das Lamellenpaket aufnehmende Lamellenraum. Der Druckraum und der Druckausgleichsraum, auch Ausgleichsraum genannt, befinden sich in Lamellenkupplungen, die hydraulisch betätigt werden. Grundsätzlich kön- nen aber auch andere Ölräume vorhanden sein.
Die Ölräume werden üblicherweise durch zwei oder mehr Wandelemente begrenzt. Wenn die Wandelemente starr miteinander verbunden sind, können sie miteinander verschweißt werden. Bei gegeneinander beweglichen Wandelementen, wie bei- spielsweise dem Kolben und einem Lamellenträger, muss zwischen den Wandelementen ein Dichtelement angeordnet werden, das die Öffnung zwischen den Wandelementen abdeckt. Dabei ist es beispielsweise bekannt, die Wandelemente eine Strecke weit im Wesentlichen parallel anzuordnen und das Dichtelement zwischen diesen beiden Wandabschnitten der Wandelemente zu lagern und einzuklemmen. Dabei ist bekannt, dass das Dichtelement L-förmig ausgeführt sein kann. Einer der Schenkel ist dann dem Ölraum zugewandt. Der andere ragt in die Öffnung hinein. Üblicherweise ist eines der Wandelemente in axialer Richtung feststehend ausgebildet, während das andere in axialer Richtung beweglich angeordnet ist. Das Dich- telement ist entweder an einem der Wandelemente befestigt oder auf einem der Wandelemente gelagert.
Ausgehend hiervon besteht Bedarf einer Lamellenkupplung, die günstiger in der Herstellung und einfacher in der Montage ist. Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, dass das Dichtelement wenigstens einen radialen Abstand und wenigstens einen axialen Abschnitt aufweist, wobei beide Abschnitte wenigstens eine dem Ölraum zugewandte Seite aufweisen.
Das Dichtelement kann grundsätzlich mehr als einen radialen Abschnitt und einen axialen Abschnitt aufweisen, diese sind jedoch zumindest vorzusehen. In allgemeins- ter Ausführung bedeutet dies weiterhin lediglich, dass zwei Abschnitte vorhanden sind, die zueinander winklig angeordnet sind und die die Öffnung verschließen. Der eingeschlossene Winkel ist üblicherweise zwischen 90° und 135°, vorteilhafterweise können die Abschnitte rechtwinklig angeordnet sein.
Vorzugsweise kann das Dichtelement genau zwei Seiten aufweisen, die dem Druck- raum zugewandt sind. Alternativ kann das Dichtelement genau drei Seiten aufweisen, die dem Druckraum zugewandt sind. Alternativ kann das Dichtelement genau vier Seiten aufweisen, die dem Druckraum zugewandt sind. Dabei wird von den Hauptachsen ausgegangen, Seiten von Vorsprüngen etc. werden nicht mitgezählt.
Neben den genannten Wandelementen kann der Ölraum durch wenigstens ein wei- teres Wandelement begrenzt werden. Voraussetzung für die Erfindung sind lediglich zwei gegeneinander bewegliche Wandelemente. Die Wandung des Ölraums muss aber nicht auf diese zwei Wandelemente begrenzt sein.
Vorteilhafterweise kann sich das erste Wandelement zumindest teilweise in axialer Richtung erstrecken. Bevorzugt erstreckt sich das erste Wandelement teilweise in axialer Richtung und teilweise in radialer Richtung. Es kann also zwei Seiten des Ölraums begrenzen. An den axialen Teil des Wandelementes schließt vorteilhafter- weise der axiale Abschnitt des Dichtelementes an. Der axiale Abschnitt definiert sich dahingehend, dass er sich zumindest mehr in axiale als in radiale Richtung erstreckt. Er muss weder genau in axialer Richtung angeordnet sein noch muss er auf voller Länge geradlinig sein. Es kann also bspw. eine Stufe enthalten.
Weiterhin kann sich das zweite Wandelement zumindest teilweise in radialer Rich- tung erstrecken. Bekanntermaßen enthalten die Wandelemente einer Lamellenkupp- lung wie auch die Lamellenträger und der Kolben oftmals Biegungen. Der Kolben kann beispielsweise S-förmig oder Doppel-S-förmig ausgeformt sein. Je nachdem welcher Abschnitt des Kolbens den Druckraum begrenzt und an welchen dieser Ab- schnitte des Kolbens mit dem Dichtelement zusammenwirkt kann das Dichtelement beim gleichen Bauteil grundsätzlich an einem radialen oder auch an einem axialen Abschnitt angrenzen. Ein Wandelement muss sich also nicht durchgehend ausschließlich in axialer oder radialer Richtung erstrecken.
An diesen radialen Teil des Wandelementes schließt vorteilhafterweise der radiale Abschnitt des Dichtelementes an.
Vorzugsweise kann der radiale Abschnitt des Dichtelementes gegenüber dem zweiten Wandelement beweglich angeordnet sein. Ebenso kann der axiale Abschnitt des Dichtelementes gegenüber dem ersten Wandabschnitt beweglich angeordnet sein. Insbesondere bei einer sowohl radialen als auch axialen Beweglichkeit des Dichtelementes gegenüber den angrenzenden Wandelementen ist das Dichtelement an keinem der Wandelemente befestigt. Dann ist das Dichtelement aber frei zentrierbar und muss dementsprechend bei der Montage nirgendwo befestigt werden. Dadurch entfällt zumindest ein Montageschritt und die Montage des Dichtelementes ist auch einfacher im Vergleich zur Situation, wenn es an einem Wandelement befestigt ist.
Vorzugsweise kann der Ölraum ein Druckraum zur Aufnahme von Drucköl zur Betä- tigung der Lamellenkupplung sein. Als Druckraum wird üblicherweise derjenige Raum bezeichnet, der an einen Kolben angrenzt und diesen bei Befüllung zur Betätigung verschiebt.
Dementsprechend kann das erste Wandelement an einem Kolben der Lamellen- kupplung ausgebildet sein. Eine Ausgestaltung weiter oben sieht vor, dass das erste Wandelement zumindest abschnittsweise in axialer Richtung angeordnet ist. Dies kann beim Kolben unproblematisch der Fall sein. In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das Dichtelement bzw. der axiale Abschnitt des Dichtelementes radial innerhalb des ersten Wandelementes angeordnet ist. Vorteilhafterweise kann das zweite Wandelement an einem radialen Wandabschnitt ausgebildet sein. Der radiale Wandabschnitt kann an einem Gehäuse bspw. das Kupplungsgehäuse, M Au ßenlamellenträger und/oder am Wandlerdeckel ausgebildet sein. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der radiale Wandabschnitt gleichzeitig ein Gehäuseabschnitt, ein Abschnitt des Au ßenlamellenträgers und ein Abschnitt des Wandlerdeckels. Dann erfüllt diese Wand bzw. dieses Wandelement eine dreifache Funktion, weswegen die Lamellenkupplung bzw. der die Lamellen- kupplung aufnehmende Antriebsstrang in axialer Richtung sehr kurz baut.
Vorzugsweise kann das Dichtelement am Ende des axialen Abschnittes und/oder radialen Abschnittes eine zum Wandelement weisende Dichtlippe aufweisen. Die Verwendung von Dichtlippen ist grundsätzlich bekannt, sie bewirken eine verbesserte Abdichtung durch das Dichtelement.
Bevorzugt kann das Dichtelement einen in die Öffnung ragenden Halteabschnitt auf- weisen. Der Haltabschnitt ist ein zusätzlicher Abschnitt zum axialen Abschnitt und radialen Abschnitt. Er kann grundsätzlich beliebig strukturiert sein und dient dazu, das Dichtelement zeitweise in Position zu halten. Genauer gesagt dient der Halteab- schnitt dazu, das Dichtelement bei geöffnetem Zustand der Lamellenkupplung, also in ausgekuppelter Position, in radialer und/oder axialer Richtung festzulegen. Dies ist durch das Funktionsprinzip der Selbstzentrierung ermöglicht. Bei Befüllung des Druckraums mit Drucköl wird das Dichtelement gegen den Kolben als erstem Wandelement und gegen den Au ßenlamellenträger als zweitem Wandelement gepresst. Dabei wird es ganz von alleine in der richtigen Position zentriert. In dieser Position ist der Abstand zwischen Au ßenlamellenträger und Kolben am größten, der Halteabschnitt liegt frei. Die Positionierung kommt dadurch zustande, dass im Druckraum ein größerer Druck herrscht als au ßerhalb des Druckraums unabhängig davon, ob außerhalb ebenfalls ein Ölraum ist oder ein mit Luft gefüllter Raum. Durch diesen Druckunterschied wird das Dichtelement gegen die Wände gepresst, an denen es anliegt.
Beim Öffnen der Kupplung wird der Druck vom Drucköl genommen. Der Kolben wird durch eine Rückstellfeder in die Auskuppelposition gebracht. Dabei bewegt sich der Kolben auf den Außenlamellenträger zu. Der Halteabschnitt ist derart ausgestaltet, dass er zwischen Kolben und Außenlamellenträger eingeklemmt wird, bevor der Druck im Druckraum so klein wird, dass das Dichtelement aufgrund der Schwerkraft in radialer Richtung verrutschen würde.
Damit ist das Dichtelement über den gesamten Betätigungszyklus der Kupplung in Position, ohne dass es am Außenlamellenträger oder am Kolben befestigt sein müss- te.
Der Halteabschnitt weist an seinem freien Ende dementsprechend einen Bereich auf, der in Auskuppelposition der Lamellenkupplung fixiert ist. Grundsätzlich kann es sich hierbei um eine Verdickung handeln, bevorzugt um eine elastische Verdickung. Es kann sich aber auch um einen elastischen Vorsprung oder Fortsatz handeln, der röh- renförmig ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Halteabschnitt eine Dichtlippe aufweisen.
Bevorzugt ist das der axiale Abschnitt des Dichtelementes radial innerhalb des ersten Wandelementes angeordnet. Dadurch ist klargestellt, dass das Dichtelement nicht auf dem ersten Wandelement aufliegt.
Vorzugsweise sind das erste Wandelement und das zweite Wandelement axial bewegbar zueinander angeordnet. Eine radiale Bewegbarkeit ist zusätzlich oder alternativ möglich.
Vorzugsweise ist das erste Wandelement in axialer Richtung beweglich und das zweite Wandelement in axialer Richtung fest angeordnet. Die Bewegbarkeit zueinander kommt also durch die Beweglichkeit des ersten Wandelementes zustande.
Vorteilhafterweise kann das Dichtelement zum Ölraum hin trägerfrei angeordnet sein. Dies stellt nochmals klar, dass das Dichtelement nicht wie aus dem Stand der Technik bekannt gelagert ist, beispielsweise indem die radiale oder axiale Seite bzw. dieser Abschnitt auf einem Wandelement aufliegt. Vorzugsweise ist das Dichtelement ringförmig ausgebildet. Dies ist üblich, soll aber der Vollständigkeit halber wiederholt sein.
Vorteilhafterweise kann das Dichtelement ein Versteifungselement aufweisen. Dies kann insbesondere L-förmig ausgebildet sein. Alternativ kann das Versteifungselement T-förmig ausgebildet sein. Das Versteifungselement kann teilweise oder ganz mit Gummi überzogen oder zumindest an seinen Enden mit Dichtlippen versehen sein, um die Dichtwirkung zu erzielen. Durch diesen Aufbau wird eine gute Abdichtung des Ölraums erreicht, wobei das Dichtelement zusätzlich eine Eigenstabilität aufweist.
Vorzugsweise kann das Dichtelement wenigstens einen radial außen angeordneten, sich in axialer Richtung erstreckenden Kamm aufweisen. Dieser dient zur Zentrierung der Dichtung über den Kolben bzw. das erste Wandelement. Selbstverständlich können in Umfangsrichtung des Dichtelements auch mehrere Kämme vorhanden sein. Ein Kamm ist ein sich in axialer und radialer Richtung erstreckender Vorsprung.
Daneben betrifft die Erfindung eine Hybrideinheit mit einem Teil der Elektromaschine und einer Lamellenkupplung. Die Hybrideinheit zeichnet sich dadurch aus, dass die Lamellenkupplung wie beschrieben ausgebildet ist. Vorzugsweise kann der Teil der Elektromaschine der Rotor sein. Dieser ist bevorzugt drehfest mit der Lamellenkupp- lung, insbesondere dem Außenlamellenträger der Lamellenkupplung, verbunden.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer Lamellenkupplung und/oder Hybrid und/oder eine Hybrideinheit. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass die Lamellenkupplung und/oder die Hybrideinheit wie beschrieben ausgebildet sind. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung aus Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Kraftfahrzeug,
Fig. 2 eine Hybrideinheit, Fig. 3 ein Dichtelement in einer ersten Ausgestaltung,
Fig. 4 ein Dichtelement in einer zweiten Ausgestaltung,
Fig. 5 ein Dichtelement in einer dritten Ausgestaltung,
Fig. 6 ein Dichtelement in einer vierten Ausgestaltung, und
Fig. 7 ein Dichtelement in einer fünften Ausgestaltung.
Figur 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer ersten Antriebseinheit in Form eines Ver- brennungsmotors 2, einer Trennkupplung 3, einem Elektromotor 4, einer Anfahrkupplung 5 und einem Getriebe 6. Statt einer Anfahrkupplung 5 kann auch jede beliebige andere Kupplungsanordnung vorhanden sein, beispielsweise eine Doppelkupplung. Das Getriebe kann als Automatgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe, Handschaltge- triebe oder in sonstiger beliebiger Weise ausgebildet sein. Es wird rein exemplarisch ein hybridisierter Antriebsstrang dargestellt, wobei ein Hauptblickpunkt auf der Trennkupplung 3 zwischen Verbrennungsmotor 2 und Elektromotor 4 bzw. dem Ver- brennungsmotor 2 und dem folgenden Abschnitt des Antriebsstrangs liegt. Die Trennkupplung 3 kann dabei auch mit anderen Kupplungen des Antriebsstrangs in eine Montageeinheit gepackt sein, wie dies beispielsweise bei der sogenannten Trip- le-Clutch der Fall ist.
Grundsätzlich kann die beschriebene Lamellenkupplung an allen Orten eingesetzt werden, also auch bei Doppelkupplungen oder bei Lamellenkupplungen und auch Bremsen in einem Automatgetriebe. Jedoch ist die Ausgestaltung einer Trennkupp- lung 3 nach einer der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besonders wertvoll, da hier jegliche Schleppmomentverluste die Reichweite einer rein elektrischen Fahrt verringern.
Figur 2 zeigt eine Hybrideinheit 7, umfassend zumindest einen Rotor 8 und eine Trennkupplung 3. Die Trennkupplung 3 umfasst einen Außenlamellenträger 9, einen Innenlamellenträger 10 und ein dazwischen angeordnetes Lamellenpaket 12 mit Au- ßenlamellen 14 und Innenlamellen 16. Der Innenlamellenträger 10 befindet sich im Hinblick auf den Verbrennungsmotor 2 eingangsseitig. Er ist über ein Wälzlager 18 auf der Ölzuführnabe 20 gelagert. Weiterhin weist die Kupplung drei Ölräume auf, nämlich den Druckraum 22, den Ausgleichsraum 24 und den Lamellenraum 26. Es handelt sich hierbei um drei separate Ölräume. Diese können komplett gegeneinander abgedichtet sein, es kann aber auch eine Verbindung zwischen dem Ausgleichs- raum 24 und dem Lamellenraum 26 existieren. Der Druckraum wird durch drei Wan- delemente 28, 30 und 32 begrenzt. Die Wandelemente 28, 30 und 32 sind diejenigen Abschnitte jeweils der Baueinheit, die den Druckraum 22 begrenzen. Das Wandele- ment 28 ist also ein Teil oder ein Abschnitt des Kolbens 34, das Wandelement 30 ein Teil des Wandlerdeckels 36 bzw. des Au ßenlamellenträgers 10 und das Wandelement 32 ein Teil der Ölzuführnabe 20. Der Kolben 34 umfasst also weitere Abschnitte oder Teile neben dem Wandelement 28, ebenso ist es beim Wandlerdeckel 36 und der Ölzuführnabe 20 der Fall.
Die Wandelemente 28, 30 und 32 selbst weisen Untereinheiten auf, diese werden im Folgenden auch Abschnitte genannt. Damit wird folgender Aufbau definiert: ein Ölraum wird durch wenigstens zwei, insbesondere mehrere, Wandelemente begrenzt. Die Wandelemente sind Teile eines Bauteils oder ein eigenes Bauteil. Untereinheiten in den Wandelementen werden Abschnitte genannt.
Der Kolben weist beispielsweise einen ersten, radialen Abschnitt 34a auf. Auf diesen folgt ein Biegungsabschnitt 34b und daraufhin ein axialer Abschnitt 34c. Als axiale Abschnitte weist der Kolben die Abschnitte 34c, 34f, 34j und 34n auf. Die Biegeabschnitte sind die Abschnitte 34b, 34c, 34e, 34g, 34i, 34k und 34m. Radiale Abschnitte sind die Abschnitte 34a, 34d, 34h, 34I.
Die Abschnitte 34d bis 34n sind dabei Abschnitte des Wandelementes 28.
Im Bereich der Abschnitte 34d und 34e existiert eine Öffnung 38 zum Wandlerdeckel 36 hin. Diese ist über das Dichtelement 40 verschlossen. Ein weiteres Dichtelement zum Abdichten des Druckraumes befindet sich am Fuß des Kolbens 34, nämlich das Dichtelement 42. Auf der dem Ausgleichsraum 24 zugewandten Seite befindet sich ein weiteres Dichtelement 44, das die Öffnung zwischen dem Kolben 34 und dem Wandelement 46 verschließt.
Das Dichtelement 40 ist schwebend und selbstzentrierend angeordnet und wird im Folgenden in mehreren Ausführungsformen genauer vorgestellt.
Figur 3 zeigt das Dichtelement 40 in einer ersten Ausgestaltung im Detail. Das Dichtelement 40 befindet sich in radialer Richtung an der Au ßenseite des Druckraumes 22 und ist zur Abdichtung der Öffnung 38 an den Wandelementen 28 und 30 ange- legt. In radialer Richtung wird es durch die Halterung 48 gestützt. Das Dichtelement 40 besteht aus einem Versteifungselement 50 und einem Gummierungsüberzug 52, an dem zwei Dichtlippen 54, 56 ausgebildet werden. Das Versteifungselement 50 und damit auch das Dichtelement 40 hat zwei Schenkel 58 und 60. Dadurch ergibt sich ein radialer Abschnitt 51 und ein axialer Abschnitt 53 des Dichtelementes 40.
Der Schenkel 58 liegt über die Dichtlippe 54 am Wandelement 28 an, genauer gesagt am axialen Abschnitt 34f, und der zweite Schenkel 60 am Wandelement 30. Das Dichtelement 40 hat dementsprechend sechs Seiten 62, 64, 66, 68, 70 und 72. Von den sechs Seiten sind die Seiten 64, 68, 70 und 72 dem Druckraum zugewandt, während die Seiten 62 und 68 auf der Druckraum-abgewandten Seite liegen. In Betä- tigungsstellung der Trennkupplung 3 ist der Druckraum mit Drucköl gefüllt, dieses drückt das Dichtelement 40 dann automatisch an die Wandelemente 28 und 30.
Die Seiten 70 und 72 sind Stirnseiten und von der Fläche her von geringerer Wirkung als die Flächen 64 und 68 in Bezug auf die Anpresswirkung des Drucköls.
Bei Entleerung des Druckraums im geöffneten Zustand der Trennkupplung 3 hält die Halterung 48 das Dichtelement 40 in radialer Richtung.
Dadurch, dass zumindest zwei Seiten, abgesehen von den Frontseiten 70 und 72, dem Druckraum 22 zugewandt sind wird das Dichtelement ohne Befestigung an ei- nem der Wandelemente im Druckraum zentriert. Dadurch wird die Montage und die Herstellung der Trennkupplung vereinfacht. Figur 4 zeigt das Dichtelement 40 in einer zweiten Ausgestaltung. Dabei sind die Be- zugszeichen betreffs der Abschnitte am Kolben der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Im Vergleich zu Figur 3 existieren mehrere Modifikationen. Zum einen hat das Dichtelement 40 einen zweiten radialen Abschnitt 74, der sich durch eine entsprechende Verlängerung des Versteifungselementes 50 ergibt. Dieses ist bei dieser Ausgestaltung T-förmig ausgestaltet. Zusätzlich zur Dichtlippe 54 finden sich jetzt die Dichtlippen 76 und 78. Die Dichtlippen 54 und 76 sorgen dabei für eine Dichtigkeit gegenüber dem Druckraum 22. Die Dichtlippe 78 hat jedoch eine andere Funktion. Wie man erkennen kann, kann mittels der Dichtlippe 78 das Dichtelement 40 in ge- öffnetem Zustand der Trennkupplung 3 durch das Wandelement 28 und das Wan- delement 30 bzw. den Kolben 34 und den Wandlerdeckel 36 das Dichtelement in radialer Richtung fixiert werden. Dadurch ist die Halterung 48 überflüssig, wodurch die Herstellung und Montage der Trennkupplung 3 nochmals vereinfacht wird.
Der in Figur 4 gezeigte Grundaufbau, nämlich die Abdichtung über Dichtlippen ge- genüber dem Druckraum 22 sowie der Möglichkeit einer Fixierung des Dichtelementes 40 während der Öffnung der Kupplung, in der wenig Drucköl bzw. Druck im Druckraum vorhanden ist, wird auch bei den folgenden Ausgestaltungen beibehalten.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Dichtelementes 40. Bei diesem ist das Versteifungselement 50 wiederum L-förmig ausgestaltet. Jedoch ist es im Vergleich zu Figur 3 in radialer Richtung umgekehrt angeordnet. Der erste radiale Abschnitt 51 besteht dabei lediglich aus der Dichtlippe 76 und einer Verlängerung aus Gummi.
Das Versteifungselement 50 versteift dementsprechend nur den axialen Bereich 53 und den zweiten radialen Bereich 74. Die Haltewirkung des radialen Bereiches 74 wurde bereits zur Figur 4 beschrieben.
Die Figur 6 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Dichtungselementes 40. Das Ver- steifungselement ist wiederum L-förmig ausgestaltet und dient zur Versteifung des radialen Bereichs 51 sowie des axialen Bereichs 53. An den Enden der Schenkel 58 und 60 befinden sich Dichtlippen 54 und 76. Deren Wirkung wurde bereits beschrie- ben. Zur Halterung des Dichtelementes 40 in der Öffnungsstellung der Trennkupp- lung 3 ist ein Halteabschnitt 80 vorgesehen, der aus einem Vorsprung des Gummi- materials besteht. Der Vorsprung 80 bzw. der Halteabschnitt 80 ist an seinem Ende 82 verdickt und da er aus Gummi besteht elastisch ausgebildet. Dadurch kann der Halteabschnitt 80 gut durch den Kolben 34 beim Ausrücken fixiert werden.
Figur 7 zeigt eine Weiterbildung zu Figur 6, die auch bei den anderen Ausgestaltungen Vorkommen kann. Und zwar kann auf der ölraumabgewandten Seite 62 des axialen Abschnitts 53 wenigstens ein vorspringender Kamm 84 vorhanden sein. Die- ser dient zur Zentrierung der Dichtung über den Kolben. Selbstverständlich können in Umfangsrichtung des Dichtelements 40 auch mehrere Kämme 84 vorhanden sein.
Ein Kamm ist ein sich in axialer und radialer Richtung erstreckender Vorsprung, wie aus Figur 7 ersichtlich. Dieser hat eine in Umfangsrichtung sehr begrenzte Ausdeh- nung, er kann mehrere Millimeter breit sein. Da das Dichtelement 40 nicht mehr am Wandelement 30 fixiert ist kann auch eine Überbestimmung des Kolbens 34, der auf der Seite des Ausgleichsraums 24 noch das Dichtelement 44 aufweist, vermieden werden.
Bezuaszeichen Kraftfahrzeug
Verbrennungsmotor
Trennkupplung
Elektromotor
Anfahrkupplung
Getriebe
Hybrideinheit
Rotor
Au ßenlamellenträger
Innenlamellenträger
Lamellenpaket
Au ßenlamelle
Innenlamelle
Wälzlager
Ölzuführnabe
Druckraum
Ausgleichsraum
Lamellenraum
Wandelement
Wandelement
Wandelement
Kolben
a radialer Abschnitt
b Biegeabschnitt
c axialer Abschnitt
d radialer Abschnitt
e Biegeabschnitt
f axialer Abschnitt
g Biegeabschnitt
h radialer Abschnitt
i Biegeabschnitt j axialer Abschnittk BiegeabschnittI radialer Abschnittm Biegeabschnittn axialer Abschnitt
Wandlerdeckel
Öffnung
Dichtelement
Dichtelement
Dichtelement
Wandelement
Halterung
Versteifungselement radialer Abschnitt
Gummierungsüberzug axialer Abschnitt
Dichtlippe
Dichtlippe
Schenkel
Schenkel
Seite
Seite
Seite
Seite
Seite
Seite
radialer Abschnitt
Dichtlippe
Dichtlippe
Halteabschnitt
Ende
Kamm

Claims

Patentansprüche
1 . Lamellenkupplung (3) mit wenigstens einem Ölraum (22, 24, 26), wobei der Ölraum (22, 24, 26) wenigstens durch ein erstes Wandelement (28) und ein zweites Wandelement (30) eingeschlossen ist, die gegeneinander bewegbar angeordnet sind, und einem Dichtelement (40) zur Abdichtung der Öffnung (38) zwischen dem ersten Wandelement (28) und dem zweiten Wandelement (30), dadurch gekenn- zeichnet, dass das Dichtelement (40) wenigstens einen radialen Abschnitt (51 ) und wenigstens einen axialen Abschnitt (53) aufweist, wobei beide Abschnitte (51 , 53) wenigstens eine dem Ölraum (22, 24, 26) zugewandte Seite (64, 68, 70, 72) aufwei- sen.
2. Lamellenkupplung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich das erste Wandelement (28) zumindest teilweise in axialer Richtung erstreckt.
3. Lamellenkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das zweite Wandelement (30) zumindest teilweise in radialer Richtung erstreckt.
4. Lamellenkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abschnitt (51 ) des Dichtelementes (40) gegenüber dem zweiten Wandelement (30) beweglich angeordnet ist.
5. Lamellenkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abschnitt (53) des Dichtelementes (40) gegenüber dem ersten Wandelement (28) beweglich angeordnet ist.
6. Lamellenkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölraum ein Druckraum (22) zur Aufnahme von Drucköl zur Betätigung der Lamellenkupplung (3) ist.
7. Lamellenkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wandelement (28) an einem Kolben (34) der Lamellenkupplung (3) ausgebildet ist.
8. Lamellenkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Wandelement (30) an einem radialen Wandabschnitt (10, 36) ausgebildet ist.
9. Lamellenkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (40) am Ende des axialen Abschnittes (53) und/oder radialen Abschnittes (51 ) eine zum Wandelement weisende Dichtlippe (54, 56, 76) aufweist.
10. Lamellenkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement einen in die Öffnung (38) ragenden Halteabschnitt (80) aufweist.
11. Lamellenkupplung nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteab- schnitt (80), insbesondere an seinem freien Ende (82), einen Bereich aufweist, der in Auskuppelposition der Lamellenkupplung (3) zwischen zwei Wandabschnitten (28,
30) fixiert ist.
12. Lamellenkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (40) zum Ölraum (22, 24, 26) hin trägerfrei ange- ordnet ist.
13. Lamellenkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (40) ein Versteifungselement (50) aufweist.
14. Hybrideinheit (7) mit einem Teil (8) einer Elektromaschine (4) und einer Lamellenkupplung (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenkupplung (3) nach ei- nem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
15. Kraftfahrzeug (1 ) mit einer Lamellenkupplung (3) und/oder einer Hybrideinheit (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenkupplung (3) nach einem der Ansprüche
1 bis 13 und/oder die Hybrideinheit (7) nach Anspruch 14 ausgebildet ist.
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