WO2020052703A1

WO2020052703A1 - Kupplungsanordnung mit vollhydraulischer betätigung; sowie antriebseinheit

Info

Publication number: WO2020052703A1
Application number: PCT/DE2019/100734
Authority: WO
Inventors: Pascal Carl; Dirk Hofstetter
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2019-08-15
Publication date: 2020-03-19
Also published as: DE102018122378A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse (2), einem relativ zu dem Gehäuse (2) rotatorisch um eine Drehachse (3) gelagerten Hauptträger (4), drei Kupplungen (5, 6, 7), die jeweils mit einem ihrer beiden wahlweise miteinander drehverbindbaren Kupplungsbestandteile (8a, 9a; 8b, 9b; 8c, 9c) an dem Hauptträger (4) angebracht sind, wobei eine erste Kupplung (5) mit ihren reibkraftschlüssig miteinander verbindbaren Reibelementen (10, 11) in Bezug auf die Drehachse (3) in einer axialen Richtung versetzt zu mehreren reibkraftschlüssig miteinander verbindbaren Reibelementen (10, 11) einer zweiten Kupplung (6) und in der axialen Richtung sowie einer radialen Richtung in Bezug auf die Drehachse (3) versetzt zu mehreren reibkraftschlüssig miteinander verbindbaren Reibelementen (10, 11) einer dritten Kupplung (7) angeordnet ist, mit einer, mit der ersten Kupplung (5) zusammenwirkenden ersten Betätigungseinheit (12a), einer, mit der zweiten Kupplung (6) zusammenwirkenden, zweiten Betätigungseinheit (12b) sowie einer, mit der dritten Kupplung (7) zusammenwirkenden, dritten Betätigungseinheit (12c), wobei jede Betätigungseinheit (12a, 12b, 12c) einen hydraulischen Nehmerzylinder (13) mit einem entlang der Drehachse (3) fixierten Gehäusebestandteil (14) und einem, mit dem Gehäusebestandteil (14) einen hydraulischen Druckraum (15) einschließenden, relativ zu dem Gehäusebestandteil (14) verschiebbaren Kolben (16) aufweist. Zudem betrifft die Erfindung eine Antriebseinheit (30) mit dieser Kupplungsanordnung (1).

Description

Kupplunqsanordnunq mit vollhydraulischer Betätigung;

sowie Antriebseinheit

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraft- fahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, mit drei unabhängig voneinander betätigbaren Kupplungen. Des Weiteren betrifft die Erfin- dung eine Antriebseinheit mit dieser Kupplungsanordnung sowie einem Getriebe.

Es besteht prinzipiell die Aufgabe, eine Kupplungsanordnung zur Verfügung zu stel- len, die besonders platzsparend ausgebildet und in bestehende Antriebsstränge ein- fach integrierbar ist. Die Kupplungsanordnung soll zudem möglichst langlebig ausge- bildet sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Genauer gesagt ist eine Kupplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraft- fahrzeuges mit einem Gehäuse, einem relativ zu dem Gehäuse um eine Drehachse drehbar gelagerten Hauptträger, drei Kupplungen, die jeweils mit einem ihrer beiden wahlweise miteinander drehverbindbaren Kupplungsbestandteile an dem Hauptträger angebracht sind, wobei eine erste Kupplung mit ihren reibkraftschlüssig miteinander verbindbaren Reibelementen in Bezug auf die Drehachse in einer axialen Richtung versetzt zu mehreren reibkraftschlüssig miteinander verbindbaren Reibelementen ei- ner zweiten Kupplung und in axialer Richtung sowie einer radialen Richtung in Bezug auf die Drehachse versetzt zu mehreren reibkraftschlüssig miteinander verbindbaren Reibelementen einer dritten Kupplung angeordnet ist, mit einer, mit der ersten Kupp- lung zusammenwirkenden ersten Betätigungseinheit, einer, mit der zweiten Kupplung zusammenwirkenden, zweiten Betätigungseinheit sowie einer, mit der dritten Kupp- lung zusammenwirkenden, dritten Betätigungseinheit vorgesehen, wobei jede Betäti- gungseinheit weiterhin einen hydraulischen Nehmerzylinder mit einem entlang der Drehachse fixierten Gehäusebestandteil und einem, mit dem Gehäusebestandteil ei- nen hydraulischen Druckraum einschließenden, relativ zu dem Gehäusebestandteil verschiebbaren Kolben aufweist. Durch diese Ausführung wird eine besonders kompakte sowie langlebige Kupplungs- anordnung zur Verfügung gestellt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.

Demnach ist es auch von Vorteil, wenn der Kolben zumindest einer Betätigungsein- heit, vorzugsweise jeder Betätigungseinheit, einen unmittelbar an einem der Reibele- mente der jeweiligen Kupplung verschiebefest anliegenden Drucktopfbereich mit aus- bildet / ausformt. Dabei wird in axialer Richtung deutlich Bauraum eingespart.

In diesem Zusammenhang ist es zudem zweckmäßig, wenn der Drucktopfbereich stoffeinteiliger Bestandteil des Kolbens ist. Somit wird der Aufbau weiter vereinfacht.

Jener durch den Kolben ausgebildete Drucktopfbereich der ersten Kupplung wird be- vorzugt durch einen Tragbestandteil der dritten Kupplung axial durchdrungen.

Von Vorteil ist es auch, wenn zumindest eine Betätigungseinheit, vorzugsweise jede Betätigungseinheit, ein Druckfederpaket aufweist, mittels dem der Kolben in der axia- len Richtung (vorzugsweise in eine ausgerückte Stellung hinein) relativ zu dem Ge- häusebestandteil vorgespannt ist.

In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn das zumindest eine Druckfeder- paket mehrere Rückstell- / Lüftfedern aufweist. Die Rückstell- / Lüftfedern sind als Schraubendruckfedern, Tellerfedern, oder ähnliche Federn, ausgebildet.

Für eine bauraumsparende Anordnung hat es sich auch als zuträglich herausgestellt, wenn die zweite Kupplung mit ihren Reibelementen radial außerhalb der Reibele- mente der dritten Kupplung sowie zumindest teilweise in axialer Richtung auf Höhe mehrerer Reibelemente der dritten Kupplung angeordnet ist. Die zweite Kupplung und dritte Kupplung sind dann radial miteinander kompakt verschachtelt angeordnet. Sind die zweite Kupplung sowie die dritte Kupplung nasslaufend ausgebildet und sind die zweite Kupplung sowie die dritte Kupplung im Betrieb über einen gemeinsamen Zuführpfad mit einem Fluid versorgt, wird der Aufbau der Hydraulikversorgung weiter vereinfacht. Auch die erste Kupplung ist zweckmäßigerweise nasslaufend ausgebildet.

Ist der gemeinsame Zuführpfad in einem eine Drehdurchführung bildenden Versor- gungsbestandteil des Hauptträgers eingebracht, wird der Aufbau weiter vereinfacht.

In diesem Zusammenhang ist es weiterhin von Vorteil, wenn an jenem die Drehdurch- führung bildenden Versorgungsbestandteil des Hauptteils ein Radialnadellager aufge- nommen ist/sind, wobei das Radialnadellager zur Lagerung des Hauptträgers seitens einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes dient.

Seitens der ersten Betätigungseinheit ist weiter bevorzugt ein gegensinnig zu dem Druckraum auf den Kolben wirkender Fliehfluidraum der ersten Kupplung radial inner- halb der Reibelemente der ersten Kupplung angeordnet. Dem entsprechend platzspa- rend können auch die zweiten und dritten Kupplungen ausgeführt sein, sodass es ge- mäß einer weiteren Ausführung auch vorteilhaft ist, wenn sowohl seitens der zweiten Betätigungseinheit ein gegensinnig zu dem Druckraum auf den Kolben wirkender Fliehfluidraum der zweiten Kupplung als auch seitens der dritten Betätigungseinheit ein gegensinnig zu dem Druckraum auf den Kolben wirkender Fliehfluidraum der drit- ten Kupplung radial innerhalb der Reibelemente der zweiten Kupplung und der dritten Kupplung angeordnet sind.

Der jeweilige Fliehfluidraum ist weiter bevorzugt unmittelbar zwischen einem axial fest abgestützten Zusatzelement und dem Kolben des jeweiligen Nehmerzylinders / der je- weiligen Betätigungseinheit, ausgebildet.

Hinsichtlich der Anordnung der Fliehfluidräume der zweiten und der dritten Kupplung hat es sich zusätzlich als vorteilhaft herausgestellt, wenn diese sowohl auf einer der ersten Kupplung axial abgewandten Seite eines Reibelementeträgers der zweiten Kupplung als auch auf einer der ersten Kupplung axial abgewandten Seite eines Reibelementeträgers der dritten Kupplung angeordnet sind. Der jeweilige Reibelemen- teträger bildet vorzugsweise einen Innenträger aus.

Dichtungen zur Abgrenzung der Fliehfluidräume und/oder der Druckräume sind vor- zugsweise an dem Gehäusebestandteil, dem Kolben und/oder dem Zusatzelement angebracht, weiter bevorzugt aufgespritzt.

Hinsichtlich einer den Druckraum der ersten Betätigungseinheit der ersten Kupplung und/oder den Fliehfluidraum der ersten Kupplung versorgenden Fluidzuführung hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn diese zumindest eine in eine der Getriebeeingangswellen eingebrachte Fluidpassage aufweist. Diese zumindest eine Fluidpassage ist bevorzugt durch eine Bohrung, nämlich eine Sacklochbohrung, in ei- ner sonst als Vollwelle ausgebildeten (ersten) Getriebeeingangswelle eingebracht.

Eine entsprechende Leitung ist bevorzugt radial innerhalb dieser Getriebeeingangs- welle eingepresst, um dadurch die zumindest eine Fluidpassage auszubilden.

Die Kupplungsanordnung weist vorzugsweise einen achsparallel angeordneten Elekt- romotor zusätzlich auf, wobei ein Rotor somit mit einer Drehachse parallel / beab- standet zu der Drehachse der Kupplungsanordnung / des Hauptträgers angeordnet ist. Zur Kupplung mit dem Rotor weist der Hauptträger weiter bevorzugt einen An- triebsabschnitt auf, der etwa als ein Zahnrad ausgeformt ist.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kupplungsanordnung nach zumindest eine der zuvor beschriebenen Ausführungen und einem Getriebe, wobei die zweite Kupplung zwischen dem Hauptträger und einer ersten Getriebeeingangswelle des Getriebes und die dritte Kupplung zwischen dem Hauptträger und einer zweiten Getriebeeingangswelle des Getriebes wirkend einge- setzt sind.

In anderen Worten ausgedrückt, ist somit eine achsparallele Dreifachkupplung mit vollhydraulischer Betätigung realisiert. Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in einer Figur näher erläutert.

Es zeigt die einzige Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung eines relevanten Bereichs ei- ner Kupplungsanordnung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wie sie in ei- ner Antriebseinheit eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges einsetzbar ist.

Die Figur ist lediglich schematischer Natur und dient ausschließlich dem Verständnis der Erfindung.

Die Kupplungsanordnung 1 ist hinsichtlich ihres Aufbaus in Fig. 1 besonders gut zu er- kennen. Die Kupplungsanordnung 1 ist hierin bereits in einer Antriebseinheit 30 einge- setzt. Die Antriebseinheit 30 bildet eine Einheit aus der Kupplungsanordnung 1 sowie einem Getriebe 25 aus. Das Getriebe 25 ist der Übersichtlichkeit halber lediglich ab- schnittsweise, insbesondere seitens seiner zwei (koaxial zueinander in Bezug auf eine Drehachse 3 angeordneten) Getriebeeingangswellen 26a und 26b, veranschaulicht. Eine erste Getriebeeingangswelle 26a ist radial innerhalb einer zweiten Getriebeein- gangswelle 26b angeordnet. Die zweite Getriebeeingangswelle 26b ist folglich als eine Hohlwelle ausgeführt. Die Antriebseinheit 30 ist im Betrieb auf typische Weise Be- standteil eines Hybridantriebsstranges eines (hybriden) Kraftfahrzeuges. Wie nachfol- gend näher beschrieben, ist die Kupplungsanordnung 1 als ein Hybridmodul realisiert.

Die Kupplungsanordnung 1 weist insgesamt drei Kupplungen 5, 6, 7 auf. Die Kupp- lungsanordnung 1 ist daher auch als Dreifachkupplung bezeichnet. Eine erste Kupp- lung 5 ist in Form einer Trennkupplung seitens eines Eingangs der Kupplungsanord- nung 1 angeordnet. Der Eingang der Kupplungsanordnung 1 ist jener Bereich, der im Betrieb mit einer der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellten Verbrennungskraftma- schine rotatorisch gekoppelt ist. Eine zweite Kupplung 6 sowie eine dritte Kupplung 7 bilden gemeinsam eine Doppelkupplung aus, die mit den beiden Getriebeeingangs- wellen 26a, 26b zusammenwirkt.

Eine Eingangswelle 36 der Kupplungsanordnung 1 ist im Betrieb unmittelbar oder mit- telbar mit einer Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine drehfest verbunden. Die Eingangswelle 36 ist verdrehbar (um die Drehachse 3) an einem Gehäuse 2 der Kupplungsanordnung 1 gelagert. Zur radialen Abstützung relativ zu dem Gehäuse 2 nimmt die Eingangswelle 36 ein Nadellager 37 auf, das hier als Radialnadellager reali- siert ist. Das Gehäuse 2 ist der Übersichtlichkeit halber lediglich hinsichtlich seines Zwischenwandbereichs veranschaulicht, der im Wesentlichen in radialer Richtung ver- läuft. Die Eingangswelle 36 ragt von einer axialen Außenseite des Gehäuses 2 ent- lang der Drehachse 3 der Kupplungsanordnung 1 in einen Innenraum 38 des Gehäu- ses 2 hinein.

Axial innerhalb des Innenraums 38 ist ein erster Kupplungsbestandteil 8a der ersten Kupplung 5 an der Eingangswelle 36 angebracht / drehtest aufgenommen. Insbeson- dere ist ein in einer radialen Richtung nach außen abstehender Flanschbereich 39 der Eingangswelle 36 mit einem Tragbereich 40 der ersten Kupplung 5 drehtest verbun- den, wie hier verschweißt. Der Tragbereich 40 bildet einen Innenträger (Innenlamel- lenträger) aus. An dem Tragbereich 40 sind mehrere erste Reibelemente 10 der ers- ten Kupplung 5 drehtest sowie in axialer Richtung zueinander relativverschieblich auf- genommen.

Ein Hauptlager 43 ist als ein Rillenkugellager umgesetzt. Das Hauptlager 43 dient zur Lagerung eines nachfolgend näher beschriebenen Hauptträgers 4 relativ zu dem Ge- häuse 2. Der Lagerinnenring 42 ist an dem Gehäuse 2 fest aufgenommen, wohinge- gen ein relativ zu dem Lagerinnenring 42 wälzgelagerter Lageraußenring 44 des Hauptlagers 43 an dem Hauptträger 4 drehtest aufgenommen ist. Somit ist die Ein- gangswelle 36 in axialer Richtung gehäusefest abgestützt. Das Hauptlager 42 über- trägt im Wesentlichen nur Radialkräfte. Betätigungskräfte werden innerhalb der Teil- kupplungen 6, 7 abgestützt. Nadellager sind einzusetzen, da die Kupplungsanordnung zwischen Gehäuse 2 und zweiter Getriebeeingangswelle 26b eingebaut ist und je nach Belastung aus den Getriebeeingangswellen 26a, 26b vorgespannt sein kann.

Ein zweiter Kupplungsbestandteil 9a der ersten Kupplung 5 ist an dem Hauptträger 4 der Kupplungsanordnung 1 angebracht. Der Hauptträger 4 ist um die Drehachse 3 verdrehbar angeordnet. Der Hauptträger 4 weist einen topfförmig ausgebildeten ers- ten Stützabschnitt 45 auf, welcher erste Stützabschnitt 45 an seiner radialen Innen- seite über das Hauptlager 43 an dem Gehäuse 2 abgestützt ist. Der zweite Kupp- lungsbestandteil 9a ist an einem in axialer Richtung verlaufenden Wandungsbereich 46 des ersten Stützabschnittes 45 unmittelbar ausgebildet. Mehrere zweite Reibele- mente 11 sind an einer radialen Innenseite dieses Wandungsbereiches 46 drehfest sowie in axialer Richtung zueinander relativverschieblich aufgenommen. Der erste Stützabschnitt 45 / Hauptträger 4 bildet folglich einen Außenträger (Außenlamellenträ- ger) der ersten Kupplung 5 aus. Die zweiten Reibelemente 11 der ersten Kupplung 5 sind als (einen Reibbelag aufweisende) Belaglamellen umgesetzt. Insgesamt sind drei zweite Reibelemente 11 in der ersten Kupplung 5 vorgesehen. In einer weiteren Aus- führung sind vier zweite Reibelemente 11 in der ersten Kupplung 5 vorgesehen, um auch Momentenüberhöhungen zu übertragen. Es sind somit je nach Auslegung drei oder vier zweite Reibelemente 11 in der ersten Kupplung 5 denkbar. Die ersten Reibe- lemente 10 und die zweiten Reibelemente 11 der ersten Kupplung 5 sind in radialer Richtung auf gleicher Höhe angeordnet und wechseln sich in axialer Richtung gegen- seitig ab.

Die eine erste Teilkupplung der Doppelkupplung bildende zweite Kupplung 6 ist mit ih- ren Reibelementen 10, 11 radial außerhalb der Reibelemente 10, 11 der ersten Kupp- lung 5 angeordnet. An dem Hauptträger 4 ist ein erster Kupplungsbestandteil 8b der zweiten Kupplung 6 angebracht. Der erste Kupplungsbestandteil 8b der zweiten Kupp- lung 6 ist an einem topfförmig ausgebildeten zweiten Stützabschnitt 47 des Hauptträ- gers 4 angeordnet. Der zweite Stützabschnitt 47 ist fest mit dem ersten Stützabschnitt 45 verbunden. Der zweite Stützabschnitt 47 ist insbesondere über eine Art Steckver- zahnung formschlüssig mit dem ersten Stützabschnitt 45 verbunden. Die beiden Stützabschnitte 45, 47 sind relativ zueinander über einen Sicherungsring 53 abge- stützt. Der zweite Stützabschnitt 47 bildet einen hülsenförmigen Aufnahmebereich 49 aus, zu dessen radialer Innenseite mehrere erste Reibelemente 10 der zweiten Kupp- lung 6 drehfest sowie in axialer Richtung zueinander relativverschieblich aufgenom- men sind. Der zweite Stützabschnitt 47 / Hauptträger 4 bildet folglich einen Außenträ- ger (Außenlamellenträger) der zweiten Kupplung 6 aus. Ein zweiter Kupplungsbestandteil 9b der zweiten Kupplung 6 ist drehtest mit der ers- ten Getriebeeingangswelle 26a weiterverbunden. Der zweite Kupplungsbestandteil 9b weist einen (ersten) Reibelementeträger 28a auf, der unmittelbar an der ersten Getrie- beeingangswelle 26a drehtest angebracht ist. Der erste Reibelementeträger 28a ist als Innenträger (Innenlamellenträger) der zweiten Kupplung 6 ausgestaltet. An einer radialen Außenseite des ersten Reibelementeträgers 28a sind mehrere zweite Reibe- lemente 11 der zweiten Kupplung 6 drehfest sowie in axialer Richtung zueinander re- lativverschieblich aufgenommen. In dieser Ausführung sind die zweiten Reibelemente 11 der zweiten Kupplung 6 als Belaglamellen realisiert und weisen entsprechende Reibbeläge auf. Insgesamt sind drei zweite Reibelemente 11 in der zweiten Kupplung

6 vorgesehen. Die ersten Reibelemente 10 und die zweiten Reibelemente 11 der zweiten Kupplung 6 sind in radialer Richtung auf gleicher Höhe angeordnet und wech- seln sich in axialer Richtung gegenseitig ab.

Die eine zweite Teilkupplung der Doppelkupplung bildende dritte Kupplung 7 ist mit ih- ren Reibelementen 10, 11 radial innerhalb der Reibelemente 10, 11 der zweiten Kupp- lung 6 angeordnet. Die ersten und zweiten Reibelemente 10, 11 der dritten Kupplung

7 sind zudem in axialer Richtung versetzt zu den ersten und zweiten Reibelementen 10, 11 der ersten Kupplung 5 angeordnet. Die ersten und zweiten Reibelemente 10,11 der dritten Kupplung 7 sind teilweise mit mehreren ersten und zweiten Reibelementen 10, 11 der zweiten Kupplung 6 in axialer Richtung auf gleicher Höhe angeordnet.

Ein erster Kupplungsbestandteil 8c der dritten Kupplung 7 weist einen drehfest mit dem Hauptträger 4, nämlich dem zweiten Stützabschnitt 47, verbundenen Tragbe- standteil 35 sowie mehrere erste Reibelemente 10 auf. Der Tragbestandteil 35 ist mit dem zweiten Stützabschnitt 47 über eine Art Steckverzahnung formschlüssig in Dreh- richtung verbunden und über einen Sicherungsring 53 axial zu diesem abgestützt. Die ersten Reibelemente 10 sind an einer radialen Innenseite des Tragbestandteils 35 drehfest sowie in axialer Richtung zueinander relativverschieblich aufgenommen. Der Tragbestandteil 35 bildet somit einen Außenträger (Außenlamellenträger) der dritten Kupplung 7 aus. Der Tragbestandteil 35 ist ebenfalls Teil des Hauptträgers 4. Ein zweiter Kupplungsbestandteil 9c der dritten Kupplung 7 ist drehtest mit der zwei- ten Getriebeeingangswelle 26b weiterverbunden. Der zweite Kupplungsbestandteil 9c weist einen (zweiten) Reibelementeträger 28b auf, der unmittelbar an der zweiten Ge- triebeeingangswelle 26b drehtest angebracht ist. Der zweite Reibelementeträger 28b ist als Innenträger (Innenlamellenträger) der dritten Kupplung 7 ausgestaltet. An einer radialen Außenseite des zweiten Reibelementeträgers 28b sind mehrere zweite Rei- belemente 11 der dritten Kupplung 7 drehfest sowie in axialer Richtung zueinander re- lativverschieblich aufgenommen. In dieser Ausführung sind die zweiten Reibelemente 11 der dritten Kupplung 7 als Belaglamellen realisiert und weisen entsprechende Reibbeläge auf. Insgesamt sind vier zweite Reibelemente 11 in der dritten Kupplung 7 vorgesehen. Die ersten Reibelemente 10 und die zweiten Reibelemente 11 der dritten Kupplung 7 sind in radialer Richtung auf gleicher Höhe angeordnet und wechseln sich in axialer Richtung gegenseitig ab.

Alle drei Kupplungen 5, 6, 7 sind auf typische Weise als Reiblamellenkupplungen aus- gebildet. Alle drei Kupplungen 5, 6, 7 sind als nasslaufende Kupplungen 5, 6, 7 ausge- bildet. In einer geschlossenen Stellung der jeweiligen Kupplung 5, 6, 7 sind deren Rei- belemente 10, 11 in axialer Richtung reibkraftschlüssig aneinander angedrückt, so- dass es zu einem drehfesten Verbund des jeweiligen ersten Kupplungsbestandteils 8a, 8b, 8c mit dem zweiten Kupplungsbestandteil 9a, 9b, 9c der gleichen Kupplung 5, 6, 7 kommt. In einer geöffneten Stellung der jeweiligen Kupplung 5, 6, 7 sind deren Reibelemente 10, 11 so relativ zueinander beabstandet angeordnet, dass der jewei- lige erste Kupplungsbestandteil 8a, 8b, 8c von dem zweiten Kupplungsbestandteil 9a, 9b, 9c rotatorisch entkoppelt ist.

Ein Rotor einer elektrischen Maschine ist vorzugsweise über ein Endloszugmittel, wie hier eine Kette, mit einem Antriebsabschnitt rotatorisch gekoppelt; alternativ ist auch eine rotative Koppelung des Rotors mit dem Antriebsabschnitt über ein Zahnradge- triebe umgesetzt. In jedem Fall ist die elektrische Maschine folglich achsparallel, d.h. mit einer Rotationsachse des Rotors parallel zu der Drehachse 3 beabstandet ange- ordnet. Zur Betätigung der jeweiligen Kupplung 5, 6, 7 weist jede Kupplung 5, 6, 7 eine Betäti- gungseinheit 12a, 12b, 12c auf. Die jeweilige Betätigungseinheit 12a, 12b, 12c dient auf typische Weise zum Verstellen der jeweiligen Kupplung 5, 6, 7 zwischen ihrer ge- schlossenen und geöffneten Stellung. Alle Betätigungseinheiten 12a, 12b, 12c sind als hydraulische Betätigungseinheiten 12a, 12b, 12c realisiert. Jede Betätigungseinheit 12a, 12b, 12c weist einen hydraulischen Nehmerzylinder 13 auf. Die Betätigungsein- heiten 12a, 12b, 12c sind prinzipiell gleich aufgebaut, sodass nachfolgend zunächst der prinzipielle Aufbau dieser Betätigungseinheiten 12a, 12b, 12c anhand der ersten Betätigungseinheit 12a der ersten Kupplung 5 repräsentativ beschrieben ist.

Radial innerhalb der Reibelemente 10, 11 der ersten Kupplung 5 ist ein Druckraum 15 der ersten Betätigungseinheit 12a ausgebildet. Der Druckraum 15 ist jener Raum, der im Betrieb gezielt mit einem bestimmten Hydraulikdruck beaufschlagt wird, um eine Stellbewegung eines Kolbens 16 zu bewirken. Der Kolben 16 ist relativ zu einem Ge- häusebestandteil 14 der ersten Betätigungseinheit 12a (axial) verschiebbar. Der Kol- ben 16 der ersten Betätigungseinheit 12a ist an einer radialen Außenseite der Ein- gangswelle 36 verschiebbar geführt. Der Druckraum 15 ist auf typische Weise zwi- schen dem Gehäusebestandteil 14 und dem Kolben 16 ausgebildet. Der Gehäusebe- standteil 14 der ersten Betätigungseinheit 12a ist axial fest an der Eingangswelle 36 befestigt. In Bezug auf die zweite Betätigungseinheit 12b und die dritte Betätigungs- einheit 12c sei darauf hingewiesen, dass die Gehäusebestandteile 14 der zweiten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c hingegen axial fest an einem Versorgungsbe- standteil 21 des Hauptträgers 4 befestigt sind. Die Kolben 16 der zweiten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c sind an einer radialen Außenseite dieses Versorgungs- bestandteils 21 verschiebbar geführt.

Der Kolben 16 der ersten Betätigungseinheit 12a bildet radial außerhalb des Druck- raumes 15 unmittelbar einen Drucktopfbereich 17 aus, der an einem endseitig ange- ordneten Reibelement in Form eines der ersten Reibelemente 10 der ersten Kupplung 5 axial anliegt. Zur Abdichtung des Druckraums 15 ist an einer radialen Innenseite des aus einem Metallblech gebildeten Kolbens 16, eine erste Dichtung 29a und an einer radialen Außenseite des Gehäusebestandteils 14 eine zweite Dichtung 29b ange- spritzt. Die beiden ersten und zweiten Dichtungen 29a, 29b dichten den Druckraum 15 zu seiner Umgebung hin ab. Die erste Dichtung 29a liegt dicht an der radialen Außen- seite der Eingangswelle 36 an; die zweite Dichtung 29b liegt dicht an dem Kolben 16 an.

Der Kolben 16 ist mittels eines Druckfederpaketes 18 in axialer Richtung (in eine Aus- gangsstellung) relativ zu einem axialfesten Bereich vorgespannt. Das Druckfederpaket 18 besteht bevorzugt aus mehreren Schraubendruckfedern. Das Druckfederpaket 18 ist axial zwischen einem axialfest an der Eingangswelle 36 abgestützten Zusatzele- ment 27 und dem Kolben 16 eingespannt. An seiner radialen Innenseite ist das Zusat- zelement 27 axial an dem Flanschbereich 39 abgestützt, an seiner radialen Außen- seite ist das Zusatzelement 27 axial an dem Tragbereich 40 abgestützt. Axial zwi- schen dem Zusatzelement 27 und dem Kolben 16 ist auch ein (erster) Fliehfluidraum 22a ausgebildet, der zur Kompensation der im Betrieb fliehkraftbedingt auftretenden Druckschwankungen im Druckraum 15 eingesetzt ist. Um den ersten Fliehfluidraum 22a radial nach außen geschlossen zu halten, ist an dem Kolben 16 radial außerhalb der ersten Dichtung 29a eine weitere (dritte) Dichtung 29c angespritzt, die dicht an dem Zusatzelement 27 anliegt.

Die zweiten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c / die Nehmerzylinder 13 der zweiten und dritten Betätigungseinheit 12b, 12c sind auf einer axial der ersten Kupp- lung 5 abgewandten Seite beider Reibelementeträger 28a, 28b angeordnet. Zur Auf- nahme der beiden zweiten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c weist der Flaupt- träger 4 den hülsenförmigen Versorgungsbestandteil 21 auf. Der Versorgungsbe- standteil 21 ist radial innerhalb des zweiten Stützabschnittes 47 angeordnet und mit diesem zweiten Stützabschnitt 47 drehfest (über eine Verschweißung) verbunden. Der Versorgungsbestandteil 21 nimmt die Nehmerzylinder 13 der zweiten und dritten Betä- tigungseinheiten 12b, 12c auf und dient zugleich im Betrieb zur Versorgung dieser Nehmerzylinder 13 mit einem Fluid.

Zudem fällt auf, dass die beiden zweiten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c teilweise ineinander integriert sind. So ist das Zusatzelement 27 der zweiten Betäti- gungseinheit 12b zugleich der Gehäusebestandteil 14 der dritten Betätigungseinheit 12c. Außerdem ist der Gehäusebestandteil 14 der zweiten Betätigungseinheit 12b un- mittelbar durch den Hauptträger 4, nämlich seitens seines zweiten Stützabschnittes 47 und seines Versorgungsbestandteils 21 , ausgebildet. Das Zusatzelement 27 der drit- ten Betätigungseinheit 12c ist wiederum axial an dem Versorgungsbestandteil 21 ab- gestützt.

Die den Druckraum 15 radial nach innen abdichtenden ersten Dichtungen 29a der bei- den zweiten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c sind, im Unterschied zu der ersten Betätigungseinheit 12a nicht am Kolben 16, sondern an dem Versorgungsbe- standteil 21 (vorzugsweise in Form von O-Ringen oder Lippendichtringen (da hyste- reseärmer)) angebracht und an dem Kolben 16 dichtend in Anlage. Die beiden zwei- ten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c sind mit ihren Druckräumen 15 und Fliehfluidräumen 22b, 22c radial innerhalb der Reibelemente 10, 11 der dritten Kupp- lung 7 angeordnet. Der übrige Aufbau der Betätigungseinheiten 12b, 12c entspricht im Wesentlichen dem der ersten Betätigungseinheit 12a. Somit sind auch die Kolben 16 der zweiten und dritten Betätigungseinheit 12b, 12c an einer radialen Außenseite un- mittelbar als Drucktopfbereich 17 ausgeformt und an einem endseitig angeordneten Reibelement, wie hier dem ersten Reibelement 10 axial abgestützt.

Bezüglich der Fluidzufuhr in den ersten Fliehfluidraum 22a sowie in den Druckraum 15 der ersten Betätigungseinheit 12a ist zu erkennen, dass die erste Getriebeeingangs- welle 26a einen Teil einer Fluidzuführung 50 der ersten Kupplung 5 ausbildet. Für den Druckraum 15 der ersten Betätigungseinheit 12a und den ersten Fliehfluidraum 22a sind voneinander getrennte Fluidpassagen 31 a, 31 b ausgebildet. Eine in den Druck- raum 15 der ersten Betätigungseinheit 12a einmündende erste Fluidpassage 31 a ist teilweise radial zwischen einer Leitung 32 und einer Bohrung 48 in der ersten Getrie- beeingangswelle 26a ausgebildet. Eine in den ersten Fliehfluidraum 22a einmündende zweite Fluidpassage 31 b ist zumindest teilweise durch die Leitung 32 umgesetzt.

Eine die beiden zweiten und dritten Betätigungseinheiten 12b, 12c versorgende Fluid- zuführung ist teilweise in dem Versorgungsbestandteil 21 mit ausgebildet. Folglich dient der Versorgungsbestandteil 21 auch zur Leitung eines entsprechenden Fluids hin zu dem Druckraum 15 der zweiten Betätigungseinheit 12b bzw. der dritten Betäti- gungseinheit 12c. Ein Zuführpfad 19 der Fluidzuführung ist gemeinsam für die zweite und dritte Kupplung 6, 7 zumindest abschnittsweise ausgeführt. Wie in Fig. 1 erkenn- bar ist, ist dieser Zuführpfad 19 durch eine axiale Bohrung / Längsbohrung in dem als Drehdurchführung dienenden Versorgungsbestandteil 21 realisiert.

Der Hauptträger 4 ist seitens seines Versorgungsbestandteils 21 auch relativ zu der zweiten Getriebeeingangswelle 26b gelagert. Hierzu ist der Versorgungsbestandteil 21 über zwei axial versetzte Radialnadellager 24 an der radialen Außenseite der zwei- ten Getriebeeingangswelle 26b abgestützt.

Auch sei darauf hingewiesen, dass ein als Nadellager (Radialnadellager) ausgebilde- tes Pilotlager 52 zur zusätzlichen Abstützung der Eingangswelle 36 zur ersten Getrie- beeingangswelle 26a dient. Die axiale Positionierung der gesamten Kupplungsanord- nung 1 erfolgt über einen Sicherungsring an der zweiten Getriebeeingangswelle 26b.

In anderen Worten ausgedrückt, ist eine Dreifachkupplung (Kupplungsanordnung 1 ) mit Kettenanbindung zu einem achsparallelen E-Motor (elektrische Maschine) umge- setzt. Die vollhydraulische Dreifachkupplung 1 besteht aus einer ersten Kupplung (K0; 5), einer zweiten Kupplung (K2; 6) und einer dritten Kupplung (K1 ; 7), wobei K1 mit der Hohlwelle (zweite Getriebeeingangswelle 26b) verbunden und als Anfahrkupplung ausgeführt ist. Die Kupplungen K1 und K2 sind radial geschachtelt, wobei K2 radial außerhalb K1 sitzt. Die Kühlung erfolgt über einen gemeinsamen Beölungspfad (Ver- sorgungsbestandteil 21 ). Die Kupplung K1 umfasst vier Belaglamellen, Kupplung K0 vier oder drei Belaglamellen und K2 drei Belaglamellen. Der gesamte Aufbau wird über ein Nadellager (Radialnadellager) 24 auf der Hohlwelle 26b sowie einem Rillen- kugellager 43 und einem weiteren Nadellager 37 am Kupplungsdeckel (Hauptträger 4) radial gelagert. Zwischen Vollwelle (erste Getriebeeingangswelle 26a) und der KO-An- triebswelle (Eingangswelle 36) ist ein Pilotlager 52 vorgesehen. Die Lager sind so ausgestaltet, dass sie die zusätzlich durch den E-Motor über das Kettenrad eingeleite- ten Radialkräfte abstützen. Das Drucköl / Hydraulikmittel der Kupplungen K1 und K2 wird radial über Dreheinfüh- rungen an den Rotor (Versorgungsbestandteil 21 ) und weiter in die Druckräume (Druckräume 15) geleitet. Das Drucköl der KO wird über die hohlgebohrte Vollwelle 26a an den Druckraum K0 15 übergeben. Das Kühlöl der Kupplungen K1 und K2 wird axial in den Rotor eingeleitet und durch Längsbohrungen (Zuführpfad 19) durch die- sen hindurch in die Kupplung 6, 7 eingebracht. Das Kühlöl der Kupplung K0 wird durch eine in die hohlgebohrte Vollwelle 26a eingepresste Ölleitung 32 zur Verfügung gestellt. Die Druck- und Fliehölräume K1 und K2 15; 22b, 22c sind getriebeseitig von den beiden Innenlamellenträgern K1 und K2 (erste und zweite Reibelementeträger 28a, 28b) angeordnet, der Druck- und Fliehölraum 15; 22a der K0 motorseitig. Die Druck- und Fliehölräume von K1 und K2 15; 22b, 22c sind verschachtelt und befinden sich radial unterhalb des Innenlamellenträgers K1 28b. Am Innendurchmesser werden O- bzw. A-Ringe (bzw. Lippendichtringe) (Dichtungen 29a) zum Dichten verwendet, am Außendurchmesser hingegen sind angespritzte Dichtungen (29b, 29c) vorgese- hen. Die Druck- sowie Fliehölräume 15; 22a der K0-Kupplung 5 sind radial unterhalb des antriebseitigen Innenlamellenträgers K0 (Tragbereich 40) angeordnet und sowohl am Innen- wie auch am Außendurchmesser durch angespritzte Dichtungen (29a, 29b, 29c) abgedichtet. Der Außenlamellenträger K2 (zweiter Stützabschnitt 47) ist am Ro- tor 21 angeschweißt. Weiterhin weist der Außenlamellenträger K2 getriebeseitig Fens- ter auf, durch die der Außenlamellenträger K1 (Tragbestandteil 35) hindurchgreift und mittels eines Sicherungsrings 53 axial fixiert ist. Der Außenlamellenträger K0 (erster Stützabschnitt 45) wird über Fenster auf den Außenlamellenträger K2 aufgesteckt und axial über einen Sicherungsring 53 fixiert. Ein radial überstehender Kragen des Au- ßenlamellenträgers KO dient hierbei zusätzlich der Drehzahlsicherung des Außenlam- ellenträgers K2. Radial wird der Außenlamellenträger KO dabei zusätzlich über das Rillenkugellager 43 gehalten. Der Drucktopf K1 (Drucktopfbereich 17 des Kolbens 16 der zweiten Betätigungseinheit 12b) weist Fenster auf, durch die der Außenlamellen- träger K1 hindurch greift. Die axiale Positionierung der Gesamtkupplung 1 erfolgt über einen Sicherungsring an der Hohlwelle 26b. Bezuqszeichenliste Kupplungsanordnung

Gehäuse

Drehachse

Hauptträger

erste Kupplung

zweite Kupplung

dritte Kupplung

a erstes Kupplungsbestandteil der ersten Kupplungb erstes Kupplungsbestandteil der zweiten Kupplungc erstes Kupplungsbestandteil der dritten Kupplunga zweites Kupplungsbestandteil der ersten Kupplungb zweites Kupplungsbestandteil der zweiten Kupplungc zweites Kupplungsbestandteil der dritten Kupplung0 erstes Reibelement

1 zweites Reibelement

2a erste Betätigungseinheit

2b zweite Betätigungseinheit

2c dritte Betätigungseinheit

3 Nehmerzylinder

4 Gehäusebestandteil

5 Druckraum

6 Kolben

7 Drucktopfbereich

8 Druckfederpaket

9 Zuführpfad

1 Versorgungsbestandteil

2a erster Fliehfluidraum

2b zweiter Fliehfluidraum

2c dritter Fliehfluidraum

4 Radialnadellager

5 Getriebe

6a erste Getriebeeingangswelle

6b zweite Getriebeeingangswelle Zusatzelement

a erster Reibelementeträgerb zweiter Reibelementeträger Dichtung

Antriebseinheit

a erste Fluidpassageb zweite Fluidpassage

Leitung

Tragbestandteil

Eingangswelle

Nadellager

Innenraum

Flanschbereich

Tragbereich

Lagerinnenring

Hauptlager

Lageraußenring

erster Stützabschnitt Wandungsbereich zweiter Stützabschnitt Bohrung

Aufnahmebereich

Fluidzuführung

Pilotlager

Sicherungsring

Claims

Ansprüche

1. Kupplungsanordnung (1 ) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wobei die Kupplungsanordnung aufweist:

ein Gehäuse (2);

einen zu dem Gehäuse (2) relativ drehbar um eine Drehachse (3) gelagerten Hauptträger (4);

eine erste Kupplung (5), die mit einem ihrer beiden miteinander drehverbindbaren Kupplungsbestandteile (8a, 9a) an dem Hauptträger (4) angebracht ist;

eine zweite Kupplung (6), die mit einem ihrer beiden miteinander drehverbindba- ren Kupplungsbestandteile (8b, 9b) an dem Hauptträger (4) angebracht ist;

eine dritte Kupplung (7), die mit einem ihrer beiden miteinander drehverbindbaren Kupplungsbestandteile (8c, 9c) an dem Hauptträger (4) angebracht ist;

eine mit der ersten Kupplung (5) zusammenwirkende erste Betätigungseinheit (12a);

eine mit der zweiten Kupplung (6) zusammenwirkende zweite Betätigungseinheit (12); und

einer mit der dritten Kupplung (7) zusammenwirkende dritte Betätigungseinheit (12c), wobei

reibkraftschlüssig miteinander verbindbare Reibelemente (10, 11 ) der ersten Kupplung (5) in Bezug auf die Drehachse (3) in einer axialen Richtung versetzt zu reib- kraftschlüssig miteinander verbindbaren Reibelementen (10, 11 ) der zweiten Kupplung (6) und reibkraftschlüssig miteinander verbindbaren Reibelementen (10, 11 ) der dritten Kupplung angeordnet sind und in Bezug auf die Drehachse (3) in einer radialen Rich- tung versetzt zu reibkraftschlüssig miteinander verbindbaren Reibelementen (10, 11 ) der dritten Kupplung (7) angeordnet sind, und

die erste Betätigungseinheit (12a), die zweite Betätigungseinheit (12b) und die dritte Betätigungseinheit (12c) jeweils einen hydraulischen Nehmerzylinder (13) mit ei- nem entlang der Drehachse (3) fixierten Gehäusebestandteil (14) und einem relativ zu dem Gehäusebestandteil (14) verschiebbaren Kolben (16) aufweisen, der mit dem Ge- häusebestandteil (14) einen hydraulischen Druckraum (15) einschließt.

2. Kupplungsanordnung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (16) zumindest einer der ersten Betätigungseinheit (12a), der zweiten Betä- tigungseinheit (12b) und der dritten Betätigungseinheit (12c) einen Drucktopfbereich (17) mit ausbildet, der unmittelbar an einem der Reibelemente (10, 11 ) einer der ersten Kupplung (5), der zweiten Kupplung (6) und der dritten Kupplung (7) verschiebefest anliegt.

3. Kupplungsanordnung (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucktopfbereich (17) ein stoffeinteiliger Bestandteil des Kolbens (16) ist.

4. Kupplungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der ersten Betätigungseinheit (12a), der zweiten Betä- tigungseinheit (12b) und der dritten Betätigungseinheit (12c) ein Druckfederpaket (18) aufweist, mittels dem der Kolben (16) in der axialen Richtung relativ zu dem Gehäuse- bestandteil (14) vorgespannt ist.

5. Kupplungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass) die Reibelemente (10, 11 ) der zweiten Kupplung (6) radial außerhalb der Reibelemente (10, 11 ) der dritten Kupplung (7) und in der axialen Richtung zumin- dest teilweise auf Höhe der Reibelemente (10, 11 ) der dritten Kupplung (7) angeordnet sind.

6. Kupplungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

die zweite Kupplung (6) und die dritte Kupplung (7) nasslaufend ausgebildet sind, und

die zweite Kupplung (6) und die dritte Kupplung (7) im Betrieb über einen gemein- samen Zuführpfad (19) mit einem Fluid versorgt sind.

7. Kupplungsanordnung (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Zuführpfad (19) in einem eine Drehdurchführung bildenden Versor- gungsbestandteil (21 ) des Hauptträgers (4) eingebracht ist.

8. Kupplungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass seitens der ersten Betätigungseinheit (12a) ein gegensinnig zu dem Druckraum (15) auf den Kolben (16) wirkender Fliehfluidraum (22a) der ersten Kupp- lung (5) radial innerhalb der Reibelemente (10, 1 1 ) der ersten Kupplung (5) angeordnet ist.

9. Kupplungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

seitens der zweiten Betätigungseinheit (12b) ein gegensinnig zu dem Druckraum (15) auf den Kolben (16) wirkender Fliehfluidraum (22b) der zweiten Kupplung (6) radial innerhalb der Reibelemente (10, 1 1 ) der zweiten Kupplung (6) angeordnet ist, und seitens der dritten Betätigungseinheit (12c) ein gegensinnig zu dem Druckraum (15) auf den Kolben (16) wirkender Fliehfluidraum (22c) der dritten Kupplung (7) radial innerhalb der Reibelemente (10, 1 1 ) der zweiten Kupplung (6) und der dritten Kupplung (7) angeordnet sind.

10. Antriebseinheit (30) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Antriebseinheit (30) auf- weist:

eine Kupplungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9; und

ein Getriebe (25), wobei

die zweite Kupplung (6) zwischen dem Flauptträger (4) und einer ersten Getriebe- eingangswelle (26a) des Getriebes (25) wirkend eingesetzt ist, und

die dritte Kupplung (7) zwischen dem Flauptträger (4) und einer zweiten Getriebe- eingangswelle (26b) des Getriebes (25) wirkend eingesetzt ist.