WO2022268310A1 - Fluidleitanordnung für eine reiblamellenkupplung und kupplungseinheit mit einer fluidleitanordnung - Google Patents

Fluidleitanordnung für eine reiblamellenkupplung und kupplungseinheit mit einer fluidleitanordnung Download PDF

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fluid
axially
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Kurt Thomaser
Peter Raffin
Thomas Messner
Hanspeter Putzer
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Gkn Automotive Limited
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    • F16H48/06Differential gearings with gears having orbital motion
    • F16H48/08Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears

Definitions

  • Friction disk clutches are used in drive trains for friction-locked torque transmission between two drive components, such as drive shafts and/or drive wheels. They enable drive trains to be shifted at any speed difference under torque load.
  • Wet-running friction disk clutches include several friction disks that are cooled or lubricated by means of a surrounding fluid, for example an oil.
  • a wet-running clutch unit for a motor vehicle is known from DE 102015220446 B3. This comprises a friction clutch with a first friction disc assigned to a drive element and second friction discs assigned to a driven element, which form a friction disc pack.
  • the first friction discs have first recesses and the second friction discs have second recesses.
  • the first and second recesses overlap in the radial and axial direction, so that a friction disc pack recess is formed.
  • a fluid manifold is fixedly mounted on the drive member and includes a fluid chamber and a fluid duct.
  • the fluid chamber extends axially into the friction disk pack recess so that fluid can be supplied to the friction disk pack.
  • the fluid guide channel extends in the axial direction to a bearing in order to supply fluid to it.
  • DE 10 2011 086 376 B4 discloses an oil supply device for multi-disk brakes in a transmission module running in slip mode.
  • the oil supply device includes an oil channel, the oil flow of which is controlled by a valve and provides additional amounts of oil at defined points in slip operating phases.
  • an inner disc carrier is provided with a collecting channel that runs around at a constant diameter. Oil sprayed onto the collecting trough reaches the planetary gear set and the multi-disk brake through elongated holes in the inner disk carrier.
  • a clutch arrangement for a drive train of a motor vehicle is known from EP 3 354 920 A1, with a wet-running friction plate clutch, a support plate against which the plate pack is supported axially, an axially movable pressure plate for loading the plate pack, an actuating device for the friction plate clutch and a Flow controller for controlling an oil volume flow through the clutch.
  • the inner disk carrier of the clutch has several bores in an axial overlapping area with the disk pack, through which lubricant can flow to the disk pack.
  • the flow regulator has an actuator, which can be adjusted by the actuating device, with a plurality of screen sections for covering the mouth areas of the openings. This enables the oil supply to be controlled as required.
  • US Pat. No. 8,388,486 B2 discloses a drive train with a rear drive axle that can be switched on or off as required. For this purpose, a controllable coupling between the differential and a side shaft is provided in the rear differential arrangement.
  • the object of the present invention is to propose a fluid guide arrangement that enables reliable fluid supply and that is easy to produce is.
  • the object is further to propose a clutch unit with such a fluid guide arrangement, which provides a sufficiently good cooling performance, in particular in the slipping operation of the clutch.
  • a fluid guide arrangement for a friction disk clutch comprising: an inner disk carrier with a longitudinal axis and with a carrier section, a shoulder section and a shaft section, the carrier section having a connection structure radially on the outside with projections and recesses distributed over the circumference in order to Inner disks with a suitable counter-structure to be held in a rotationally fixed and axially displaceable manner; and a fluid distribution element that is axially firmly connected to the inner disk carrier, the fluid guide element having an annular catch section in which inflowing fluid can be caught, and a plurality of tab sections distributed over the circumference, which extend in the axial direction and each have a radial through-opening exhibit; the inner disk carrier has a plurality of longitudinal grooves radially on the outside over the circumference, which extend axially from the shoulder section into the carrier section, the tab sections of the fluid distribution element being accommodated on the outside in the longitudinal grooves of the inner disk carrier or covering them, so that between
  • the fluid guide arrangement offers the advantage that the fluid can flow quickly from the catch section along the tabs of the fluid guide element in the longitudinal grooves of the inner plate carrier to the plate pack.
  • the circumferentially distributed tabs distribute the fluid over the circumference.
  • the fluid guide element can also be referred to as a Fluidver distribution element.
  • the longitudinal grooves in the inner disc carrier provide a stepless geometry, which promotes an even, fast flow of the fluid. Overall, this provides very efficient passive cooling, so that the fluid guide arrangement is particularly suitable in clutch units for the transmission of high torques at low speeds at the same time.
  • the fluid serves to dissipate the heat generated by the friction and to lubricate the components that come into frictional contact with one another.
  • the fluid can also be referred to as a coolant or lubricant.
  • an oil is used as the fluid.
  • the front part of the oil baffle preferably has a circular, closed oil collector geometry which is firmly mounted on the inner plate carrier. The fluid deflected radially outwards by the rotating inner disk carrier is thus caught and flows along the inner wall of the catch section to the tab sections.
  • the annular catch section can have a radially inwardly directed constriction at its axial end. This constriction prevents the fluid from flowing back out of the annular section back into the housing interior, in which the inner disk carrier is rotatably mounted.
  • the fluid guide element can expand conically, starting from the axial end, in the axial direction toward the tab sections. Both measures contribute to improved flow behavior or a larger fluid volume flow and thus to efficient cooling.
  • the annular catch portion of the fluid distribution member is preferably closed circumferentially and extends axially beyond the shoulder portion.
  • the ring-shaped catching section can protrude beyond the side surface of the shoulder element in particular by a length of at least 0.1 or 0.2 times the axial length of the carrier section. Due to this configuration, the catching section forms a relatively large annular space in which oil splashing around can collect and from here flow on to the lamellar sections.
  • the fluid distribution element can have an in particular cylindrical connecting section, which is pushed onto an outer peripheral surface of the shoulder section of the carrier element. Since in the fluid connection element according to a possible embodiment a non-positive connection can be connected to the carrier element, for example by means of a press connection. Alternatively or in addition, the fluid guide element can also be connected to the carrier element via form-fitting connection elements, for example by means of a latching connection. Corresponding latching elements could be provided on the cylindrical connecting section and/or on the ends of the tab sections.
  • the shape of the tab sections is in principle arbitrary and is preferably adapted to the design of the longitudinal grooves of the inner disk carrier.
  • the tab sections can be designed as elongate elements that extend in the axial direction, that is, parallel to the longitudinal axis; they can also be referred to as bar elements.
  • the tab sections of the fluid distribution element can have radially outwardly directed depressions.
  • the reductions can be designed as elongated formations or bulges.
  • the countersinks increase the area moment of inertia in the radial direction, which improves rigidity and prevents deflection at high speeds.
  • the indentations or bulges preferably have a smaller height than the radial height of the connecting structure. Radial gaps can be provided between the tab sections and the lamellae connected to the carrier element.
  • At least some of the radial through-openings of the tab sections are positioned axially offset from one another.
  • the oil can flow to the disk pack in different axial areas or different transverse planes, so that overall an even distribution of the oil and a good cooling effect over the length are achieved.
  • An arrangement of the through openings in the tab sections is particularly favorable in such a way that all openings together cover at least half, preferably two thirds, of the length of the connection structure for the slats.
  • the number of tabs distributed over the circumference can be selected as required, for example the fluid distribution element can have two, three, four or more tab sections, which can be distributed particularly evenly over the circumference.
  • the number and arrangement of circumferentially distributed tab sections preferably corresponds to the number and arrangement of the longitudinal grooves in the inner disk carrier.
  • the tab sections cover the longitudinal grooves of the inner disc carrier radially on the outside, so that a substantially closed channel is formed between the respective longitudinal groove and the associated tab section, through which the fluid flows to the opening.
  • a trough shape is thereby formed in which the oil flows to the opening.
  • the tab sections cover the longitudinal grooves as far as possible.
  • the tab sections each in a radial view, can cover a clear surface of the associated longitudinal groove, for example by at least 90%.
  • the oil guiding element can be produced as a formed sheet metal part made of a me-metallic material.
  • it can also be made of plastic, which can offer design advantages, such as the provision of clamping or locking features.
  • the inner disk carrier can be manufactured as a forged part and/or by mechanical processing.
  • the longitudinal grooves and the connecting structure can be produced by forming or by machining.
  • the longitudinal grooves are preferably arranged between two recesses of the connecting structure in the circumferential direction.
  • the maximum width of the tab sections can be smaller, for example, than the circumferential distance between three or two recesses of the connecting structure that are adjacent in the circumferential direction.
  • the bottom of the longitudinal grooves of the inner disk carrier is preferably on a smaller radius than a lowest area of the connection structure for the inner disks.
  • the toothing elements for the disks can extend radially outwards, while the grooves are formed radially inwards.
  • the depth of the longitudinal grooves can be, for example, between 0.5 times and 1.5 times the radial height of the connecting structure.
  • the longitudinal grooves preferably extend over at least 75% of the axial extension of the connection structure for the slats.
  • the grooves can have grooves directed radially inwards, so that fluid from the catch section can flow easily into the grooves.
  • the longitudinal grooves can in particular be closed axially.
  • the inner disk carrier can have a central longitudinal bore and a plurality of radial passage openings to the longitudinal grooves distributed over the circumference. In this way, additional oil can be supplied to the lamellae from the central inner opening of the lamellar carrier. Depending on the operating state, the openings can also prevent a fluid build-up in the fluid channels. Fluid can flow from the longitudinal grooves through the radial openings into the central longitudinal bore and thus returns to the fluid circuit, with additional components such as bearings or seals being able to be lubricated if necessary.
  • the central longitudinal bore can have an inner turning, with the radial passage openings in the carrier section being formed in the axial overlapping area of the inner turning with the outer longitudinal grooves.
  • the solution also consists in a clutch unit for a drive train of a motor vehicle, comprising: a wet-running friction disk clutch with an outer disk carrier, in which a disk pack of outer disks and inner disks is arranged; a support plate against which the disk pack is axially supported; an axially movable pressure plate for axially loading the disk pack; an actuating device for actuating the friction plate clutch by axial movement of the pressure plate; a fluid guide arrangement according to one or more of the above-mentioned embodiments, wherein the inner disk carrier is mounted so that it can rotate about the axis of rotation relative to the outer disk carrier, with inner disks of the disk pack being connected to the connecting structure of the inner disk carrier in a rotationally fixed and axially movable manner, so that fluid flows when the inner disk carrier rotates flows from the catch portion along the inner wall of the fluid distribution member to the tab portions to lubricate the disk pack.
  • the clutch unit enables a drive train to be switched on or off as required.
  • the arrangement can be designed in the drive train for a vehicle with a driven axle, for a four-wheel drive vehicle, for a fly-brid vehicle and/or an electric vehicle.
  • the clutch unit can be arranged anywhere in the drive train in the power path between a drive source and the wheels, for example in front of, in or behind a transmission and/or in front of, in or behind an angular gear and/or in front of, in or behind a transfer case (PTU ) and/or within a propeller shaft or in front of, in or behind a differential gear and/or in a sideshaft.
  • PTU transfer case
  • a clutch unit according to the invention has the advantage that it can provide high torques at low speeds at the same time due to the effi cient oiling system.
  • the fluid distribution arrangement has a supporting effect in order to retrieve the entire potential of the controllable clutch.
  • oil is directed to the longitudinal grooves, where it can flow through the holes in the tab sections as a result of centrifugal force to the outside of the disk pack.
  • the oil can get back into the oil sump through corresponding holes in the outer plate carrier.
  • the flowing oil can also cool and lubricate other moving mechanical components such as bearings or seals.
  • a controllable actuating device which can move the pressure plate in the direction of the disk pack, ie in the closing direction, or away from the disk pack, ie in the opening direction.
  • the actuating device can have any configuration in order to generate a compressive force.
  • an electromotive or hydraulic shear actuator can be used.
  • An electromotive actuator may include a rotary drive and a ball ramp assembly that translates rotary motion into axial motion.
  • the solution also consists in a transmission arrangement for a drive train of a motor vehicle, comprising: a differential gear, which is designed to divide an input torque into two output parts, and a clutch unit as previously described, wherein the shaft portion of the inner disk carrier is non-rotatably connected to one of the two output parts.
  • a gear arrangement can, if necessary, transmit the torque introduced by a longitudinal drive shaft to the associated axle, or switch off the drive axle, with all intermediate positions of the friction clutch also being possible.
  • FIG. 1 shows a fluid guide arrangement according to the invention in a three-dimensional exploded view
  • FIG. 2 shows the fluid guide arrangement from FIG. 1 with a disk pack in a longitudinal section
  • FIG. 3 shows a detail of the fluid guide arrangement from FIG. 2 with the oil flow shown
  • FIG. 4 shows the fluid guide arrangement from FIG. 1 with a disk pack in a cross section or axial view
  • FIG. 5 shows a clutch unit according to the invention with a fluid guide arrangement according to FIG. 1 in a three-dimensional representation
  • FIG. 6 shows a transmission arrangement with a clutch unit from FIG. 5 in a longitudinal section.
  • FIGS 1 to 3 show a fluid guide arrangement 2 according to the invention for a friction plate clutch, in particular for a drive train of a motor vehicle.
  • the fluid guide arrangement 2 has an inner disk carrier 3 with a longitudinal axis A3 and a fluid guide element 4, which are firmly connected to one another.
  • the inner disc carrier 3 comprises a carrier section 5 for inner discs, a shaft section 6 for non-rotatable connection with a drive part and a shoulder section 7 arranged in between can be bound.
  • the inner disk carrier 3 has a plurality of longitudinal grooves 11 on a radially outer peripheral surface over the circumference, which axially extend, starting from the shoulder section 7 , into the carrier section 5 .
  • the inner disk carrier 3 can be produced, for example, by forging as a formed part, where alternatively or additionally production by mechanical machining such as turning, drilling or milling is also possible.
  • the fluid guide element 4 can be produced, for example, as a formed sheet metal part made of a metallic material or plastic.
  • the fluid guide element 4 has an annular catching section 12 in which the inflowing fluid can be collected, and several Laschenab sections 13 distributed over the circumference, which extend in the axial direction and each have a radial through-opening 14 through.
  • the tab portions are generally referred to by the reference numeral 13, with individual tabs also being designated 13, 13', 13", 13"'. The same applies analogously to the openings 14.
  • the tab sections 13 are accommodated on the outside in the longitudinal grooves 11 of the inner disk carrier 3 or cover them radially outwards.
  • the inner disk carrier 3 and the fluid guide element 4 work together in an advantageous manner, in that cooling oil can easily flow from the catch section 12 along the inner wall 15 of the fluid guide element 4 into the longitudinal grooves 11 of the carrier element or along the tab sections 13 and through the openings 14 of the fluid guide element 4 to the Disk pack can flow.
  • the course of the flow is shown with arrows P in FIG.
  • the longitudinal grooves 11 in the inner disk carrier 3 provide a stepless geometry so that the cooling oil can flow easily to the disk set. Further preferred details are described below.
  • the annular catch section 12 has a radial constriction 16 at its axial end, which forms a support for the oil in the annular space 17 and thus prevents the oil from flowing back.
  • a radial constriction 16 As can be seen in particular in FIG the wall of the catching section 12, starting from the radial constriction 16, conically in the direction of the tab sections 13.
  • the annular catching section 12 projects laterally beyond the shoulder section 7 in the direction of the shaft section 6, axially.
  • the length of the catch section 12 can be, for example, at least 0.1 or 0.2 times the length of the tab sections 13 .
  • the fluid guide element 4 can have a particularly cylindrical connecting section 18, which is seated on the outer peripheral surface 19 of the shoulder section 7 with a press connection. It goes without saying that other connecting means for connecting the fluid guide element 3 to the inner disk carrier 3 can also be provided, for example positive and/or material connections.
  • the tab sections 13 extending axially away from the annular base body each have a countersink 20 that curves radially outwards, starting from a circular radius of the base body, which can also be referred to as a bulge.
  • the depressions or bulges cause greater rigidity, so that the tabs do not bend open even at higher speeds.
  • the fleas of the bulges is preferably designed in such a way that the tabs are always not in contact with the clutch plates.
  • the radial passage openings 14 to the Lamel len are arranged in the bulges 20.
  • the radial through-openings 14 are arranged in the tab sections 13 in an axially offset manner with respect to one another. In this way, the oil can flow to the plate pack in different axial areas or in different transverse planes.
  • an opening 14 is axially adjacent to the ring portion, an opening 14' is a little axially offset thereto, a further opening 14" is approximately in a central area of the tab and one adjacent to the tab end.
  • the tab sections 13 form a cover for the longitudinal grooves 11 of the inner disc carrier 3, so that between the longitudinal grooves 11 and the tab sections 13 a substantially closed channel 21 is formed through which the fluid flows to the openings 14 .
  • a trough shape is formed by the longitudinally extending bulges 20 directed radially outwards, along which the oil flows and then emerges from the respective opening 14 due to the centrifugal force.
  • the tab sections 13 cover the longitudinal grooves 11 as far as possible, for example by at least 90%.
  • the circumferentially distributed longitudinal grooves 11 form a plurality of connecting segments distributed over the circumference, which jointly form the connecting structure 8 of the inner disk carrier 3 .
  • Each connecting segment is formed as a longitudinal toothing with teeth and tooth gaps in between.
  • the longitudinal grooves 11 are adjacent to recesses 10 of the connecting structure 8 is arranged in the circumferential direction. In other words, the bottom of the longitudinal grooves 11 of the inner plate carrier 3 is on a smaller radius R11 than the deepest areas of the recesses
  • the depth of the longitudinal grooves can be between 0.5 times and 1.5 times the radial height of the connecting structure 8, for example.
  • the longitudinal grooves 11 have a closed end in the axial direction, and they can extend over at least 75% of the axial length of the connecting structure 8 .
  • the width of the longitudinal grooves 11 or the tab sections 13 can, for example, be smaller than the circumferential distance between three or two recesses 10 adjacent in the circumferential direction. At the shoulder ends, the longitudinal grooves
  • the inner disk carrier 3 can have a central longitudinal opening 23 and a plurality of radial through-openings 24 to the longitudinal grooves 11 distributed over the circumference. Excess oil can thus flow radially inwards in order to prevent oil from accumulating in the fluid channels, or depending on the operating state, additional oil can be supplied to the slats from the central inner opening 23 of the slat carrier.
  • the central longitudinal opening 23 can have an inner recess 25, where at the radial through-openings 24 in the support section 5 in the axial Kochde ckungs Kunststoff the inner recess 25 with the outer longitudinal grooves 11 is formed are. In this way, the radial openings 24 can be produced in a simple manner, in particular without separate drilling processes.
  • FIG. 5 shows a perspective view of a clutch unit 26 according to the invention with a fluid guide arrangement 2 according to the invention, from which further details emerge from FIG. 6, which shows a longitudinal section through the clutch.
  • the clutch unit 26 includes a wet-running friction plate clutch 27 and an actuating device 28 for controlling the torque that can be transmitted by the friction plate clutch.
  • the friction disk clutch 27 comprises the inner disk carrier 3, with which the inner disks 29 are connected in a rotationally fixed and axially movable manner, and an outer disk carrier 30, with which the outer disks 31 are connected in an axially movable and rotationally fixed manner.
  • the outer discs 31 and inner discs 29 are arranged axially alternately and together form a disc pack 32.
  • the disc pack 32 is axially supported in a first axial direction against a support portion 33 of the outer disc carrier 30.
  • a pressure plate 34 which can be moved axially by the controllable actuating device 28 , is provided for loading the disk set 32 .
  • the outer disk carrier 30 is rotatably mounted via a first bearing 59 in the housing 44 and a second bearing 60 on a journal portion of the inner disk carrier 3 about the axis of rotation A3.
  • the actuating device 28 is designed or controllable in such a way that the torque to be transmitted by the friction disk clutch 27 can be variably adjusted as required.
  • any position can also be used by means of the friction disk clutch 27 intermediate position can be realized.
  • the torque to be transmitted can be determined, for example, in an electronic control unit (ECU) on the basis of continuously sensed driving condition variables of the motor vehicle.
  • the electronic control unit can be a corresponding control pass the warning signal on to the actuating device 28, which then applies pressure to the pressure plate 34 accordingly, so that the desired torque is transmitted by the friction plate clutch 27.
  • the actuator 28 includes a ball ramp mechanism and a drive unit.
  • the ball ramp mechanism has a support ring 36, which is axially supported against a stationary component, and an adjusting ring 37 which is opposite the support ring 36 and can be driven in rotation about the axis of rotation A3.
  • In the opposite faces of the support ring 36 and adjusting ring 37 are distributed over the circumference ball grooves 38, 39 arranged which have a variable depth over the circumference and in each of which a ball is accommodated.
  • an electric motor serves as a drive, which can rotate the adjusting ring 37 in relation to the support ring 36 via a gear train 38 .
  • the gear train 38 comprises a drive wheel 40 which can be driven in rotation by the electric motor and which is drivingly connected to an output wheel 41 .
  • the output wheel 41 is connected to the adjusting ring 37, in particular designed in one piece with it.
  • the adjusting ring 37 can be rotated in a first direction of rotation or in the opposite second direction of rotation.
  • rotating the adjusting ring 37 relative to the support ring 36 in a first direction of rotation causes the balls held in the ball grooves to run into areas of shallower depth, see above that the adjusting ring migrates axially in the direction of the clutch 27.
  • the adjusting ring 37 is axially supported via the axial bearing 35 against the pressure plate 34, which acts on the disk pack.
  • the clutch unit 26 causes very good cooling of the disk set even at low speeds and high torques.
  • Such a clutch unit can in principle be used anywhere in the drive train of a motor vehicle.
  • An application example for a clutch unit 26 according to the invention is in a transmission arrangement 42 according to FIG. 6, which is described below.
  • the gear assembly 42 includes a differential gear 43 with a stationary housing 44 in which a differential carrier 45 is rotatably mounted by means of two bearings 46, 47 about a rotational axis A45.
  • a ring gear 48 is provided, which is firmly connected to the differential carrier, for example by means of a welded connection or screw connections.
  • a plurality of differential gears 49 are mounted on a pin 50 so as to be rotatable about a pin axis.
  • the two differential gears 49 rotate together with the differential carrier 45 and each mesh with a first and a second drive wheel 51, 52, which are arranged coaxially to the axis of rotation A45.
  • the two output gears 51, 52 which can also be referred to as sideshaft gears, each have longitudinal teeth 53 (splines) into which a corresponding counter-toothing of a drive shaft can engage for torque transmission.
  • the two driven gears 51, 52 can be supported axially with respect to the differential carrier 45 via interposed sliding disks.
  • the housing 44 is in particular constructed in several parts and comprises a transmission-side housing section 54, in which the differential gear 43 is accommodated, and a clutch-side housing section 55, in which the clutch unit 26 is accommodated.
  • the two housing sections are connected to one another via flanges, without being limited thereto.
  • an intermediate plate 56 is provided, in which the bearing 46 for the differential basket 45 is added.
  • the inner disc carrier 3 of the clutch unit 26 is connected to the drive wheel 51 which is adjacent to the clutch and extends through a through hole 57 in the intermediate plate 56.
  • the actuating device 28 is arranged axially between the intermediate plate 56 and the clutch unit 26, with the support ring 36 being axially supported against the intermediate plate is.
  • the intermediate plate 56 has in the region of the fluid guide element 4 a sleeve-shaped set to 58 or collar, the section with axial overlap to Fangab 12 extends into the annular space 17 of the fluid guide element. In this way, an oil labyrinth is formed, so that oil splashing around can be guided well from the fluff attachment into the annular space 17 and from there into the channels 21 .
  • the transmission arrangement 42 can provide high torques at low speeds and transmit them to the two sideshafts.
  • the fluid distribution arrangement 2 has a favorable effect in order to call up the entire potential of the controllable clutch.
  • the oil flowing through the clutch can also cool and lubricate other movable mechanical components such as bearings or seals of the clutch unit 26 or the transmission.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fluidleitanordnung für eine Reiblamellenkupplung, umfassend: einen Innenlamellenträger (3) mit einem Trägerabschnitt (5), einem Schulterabschnitt (7) und einem Wellenabschnitt (6), wobei der Trägerabschnitt (5) eine Verbindungsstruktur (8) aufweist, um Innenlamellen (29) drehfest und axial verschiebbar aufzunehmen; ein Fluidleitelement (4), das mit dem Innenlamellenträger (3) fest verbunden ist und das einen ringförmigen Fangabschnitt (12), in dem einströmendes Fluid aufgefangen werden kann, und mehrere über dem Umfang verteilte Laschenabschnitte (13) aufweist, die sich in axiale Richtung erstrecken und die jeweils eine radiale Durchgangsöffnung (14) haben; wobei der Innenlamellenträger (3) radial außen mehrere Längsnuten (11) aufweist, die sich von dem Schulterabschnitt (7) axial in den Trägerabschnitt (5) erstrecken und die von Laschenabschnitten (13) des Fluidleitelements (4) abgedeckt sind. Die Erfindung betrifft ferner eine Kupplungseinheit mit einer solchen Fluidleitanordnung.

Description

Fluidleitanordnung für eine Reiblamellenkupplung und Kupplungseinheit mit einer Fluidleitanordnung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Fluidleitanordnung für eine Kupplungseinheit sowie eine Kupplungseinheit mit einer solchen Fluidanordnung und einer nasslaufenden Reibla- mellenkupplung. Reiblamellenkupplungen werden in Antriebssträngen zur reibschlüs sigen Drehmomentübertragung zwischen zwei Antriebskomponenten, wie Antriebs wellen und/oder Antriebsrädern, eingesetzt. Sie ermöglichen das Schalten von An triebssträngen bei beliebigen Drehzahldifferenzen unter Drehmomentbelastung. Nass laufende Reiblamellenkupplungen umfassen mehrere Reiblamellen, die mittels eines umgebenden Fluids, beispielsweise eines Öls, gekühlt beziehungsweise geschmiert werden.
Aus der DE 102015220446 B3 ist eine nasslaufende Kupplungseinheit für ein Kraft fahrzeug bekannt. Diese umfasst eine Reibungskupplung mit einem Antriebselement zugeordneten ersten Reibscheiben und einem Abtriebselement zugeordneten zweiten Reibscheiben, die ein Reibscheibenpaket bilden. Die ersten Reibescheiben weisen erste Ausnehmungen auf, und die zweiten Reibscheiben weisen zweite Ausnehmun gen auf. Die ersten und zweiten Ausnehmungen überdecken sich in radialer und axia ler Richtung, so dass eine Reibscheibenpaket-Ausnehmung gebildet wird. Ein Fluid- Verteiler ist fest auf dem Antriebselement angeordnet, der eine Fluidkammer und eine Fluidleitrinne aufweist. Die Fluidkammer erstreckt sich in axialer Richtung in die Reibscheibenpaket-Ausnehmung, so dass dem Reibscheibenpaket Fluid zugeführt werden kann. Die Fluidleitrinne erstreckt sich in axialer Richtung zu einem Lager, um diesem Fluid zuzuführen. Aus der DE 10 2011 086 376 B4 ist eine Ölzufuhrvorrichtung für im Schlupfbetrieb laufende Lamellenbremsen in einem Getriebemodul bekannt. Die Ölzufuhrvorrichtung umfasst einen Ölkanal, dessen Öldurchfluss durch ein Ventil gesteuert wird und in Schlupfbetriebsphasen an definierten Punkten zusätzliche Ölmengen bereitstellt. Hier für ist ein Innenlamellenträger mit einer auf einem konstanten Durchmesser umlaufen den Auffangrinne versehen. An die Auffangrinne angespritztes Öl gelangt durch Lang löcher im Innenlamellenträger in den Planetenradsatz und zur Lamellenbremse.
Aus der EP 3 354 920 A1 ist eine Kupplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bekannt, mit einer nasslaufenden Reiblamellenkupplung, einer Stütz platte, gegen die das Lamellenpaket axial abgestützt ist, einer axial beweglichen Druckplatte zum Beaufschlagen des Lamellenpakets, einer Betätigungseinrichtung für die Reiblamellenkupplung und einem Durchflussregler zur Steuerung eines Ölvolu menstroms durch die Kupplung. Der Innenlamellenträger der Kupplung hat in einem axialen Überdeckungsbereich mit dem Lamellenpaket mehrere Bohrungen, durch wel che Schmiermittel zum Lamellenpaket fließen kann. Der Durchflussregler weist ein von der Betätigungseinrichtung verstellbaren Stellglied mit mehreren Blendenabschnitten zum Verdecken der Mündungsbereiche der Öffnungen auf. Hierdurch wird eine Steu erung der Ölversorgung in Abhängigkeit vom Bedarf ermöglicht.
Aus der US 8 388486 B2 ist ein Antriebsstrang mit einer bedarfsweise zu beziehungs weise abschaltbaren hinteren Antriebsachse bekannt. Hierfür ist in der hinteren Diffe rentialanordnung eine steuerbare Kupplung zwischen dem Differential und einer sei- tenwelle vorgesehen.
Generell ist eine ausreichende Ölversorgung von Reiblamellenkupplungen von Wich tigkeit, um relativ zueinander drehenden Bauteile ausreichend zu schmieren und auf grund von Reibung entstehende Wärme abzuführen. Dabei können hohe Drehmo mente bei gleichzeitig niedrigen Drehzahlen nur bei ausreichend großer Kühlleistung bereitgestellt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Fluidleitanordnung vor zuschlagen, die eine zuverlässige Fluidzufuhr ermöglicht und die einfach herstellbar ist. Die Aufgabe besteht weiter darin, eine Kupplungseinheit mit einer solchen Fluid leitanordnung vorzuschlagen, welche eine ausreichend gute Kühlleistung insbeson dere im Schlupfbetreib der Kupplung bereitstellt.
Erfindungsgemäß wird zur Lösung der Aufgabe eine Fluidleitanordnung für eine Reiblamellenkupplung vorgeschlagen, umfassend: einen Innenlamellenträger mit ei ner Längsachse sowie mit einem Trägerabschnitt, einem Schulterabschnitt und einem Wellenabschnitt, wobei der Trägerabschnitt radial außen eine Verbindungsstruktur mit über dem Umfang verteilten Vorsprüngen und Ausnehmungen aufweist, um Innenla mellen mit einer passenden Gegenstruktur drehfest und axial verschiebbar aufzuneh men; und ein Fluidverteilungselement, das mit dem Innenlamellenträger axial fest ver bunden ist, wobei das Fluidleitelement einen ringförmigen Fangabschnitt aufweist, in dem einströmendes Fluid aufgefangen werden kann, und mehrere über dem Umfang verteilte Laschenabschnitte, die sich in axiale Richtung erstrecken und die jeweils eine radiale Durchgangsöffnung aufweisen; wobei der Innenlamellenträger radial außen mehrere Längsnuten über dem Umfang aufweist, die sich von dem Schulterabschnitt axial in den Trägerabschnitt erstrecken, wobei die Laschenabschnitte des Fluidvertei lungselements außen in den Längsnuten des Innenlamellenträgers aufgenommen sind beziehungsweise diese abdecken, so dass zwischen den Längsnuten und den zugehörigen Laschenabschnitten jeweils ein Fluidkanal gebildet ist, durch den das Fluid strömen kann .
Die Fluidleitanordnung bietet den Vorteil, dass das Fluid schnell vom Fangabschnitt entlang der Laschen des Fluidleitelements in den Längsnuten des Innenlamellenträ gers zum Lamellenpaket fließen kann. Durch die umfangsverteilten Laschen wird das Fluid über den Umfang verteilt. Insofern kann das Fluidleitelement auch als Fluidver teilungselement bezeichnet werden. Durch die Längsnuten im Innenlamellenträger ist eine stufenlose Geometrie gegeben, welche eine gleichmäßige schnelle Strömung des Fluids begünstigt. Insgesamt wird dadurch eine sehr effiziente passive Kühlung bereit gestellt, so dass sich die Fluidleitanordnung insbesondere in Kupplungseinheiten zur Übertragung von hohen Drehmomenten bei gleichzeitig niedrigen Drehzahlen gut ge eignet ist. Das Fluid dient dabei zur Abfuhr der durch die Reibung entstehenden Wärme sowie zur Schmierung der miteinander in Reibkontakt kommenden Bauteile. Insofern kann das Fluid auch als Kühl- beziehungsweise Schmiermittel bezeichnet werden. In der Regel wird ein Öl als Fluid verwendet. Das umherspritzende Fluid, das durch in Ring spalt zwischen dem freien Ende des Fangabschnitts und dem Wellenabschnitt gelangt, kann sich am ringförmigen Fangabschnitt sammeln und von hier aus axial in Richtung zum Trägerabschnitt fließen. Dabei verfügt der vordere Teil des Ölleitblech vorzugs weise über eine kreisförmig geschlossene Ölfang-Geometrie welche fest am Innenla mellenträger montiert ist. Damit wird das vom rotierenden Innenlamellenträger radial nach außen abgelenkte Fluid aufgefangen und fließt entlang der Innenwandung des Fangabschnitts zu den Laschenabschnitten.
Nach einer Ausführungsform kann der ringförmige Fangabschnitt an seinem axialen Ende ein radial nach innen gerichtete Einziehung aufweisen. Diese Einziehung verhin dert ein Rückfließen des Fluids aus dem Ringabschnitt zurück in den Gehäuseinnen- raum, in welchem der Innenlamellenträger drehbar gelagert ist. Alternativ oder ergän zend kann das Fluidleitelement sich ausgehend vom axialen Ende sich in axialer Rich tung zu den Laschenabschnitten konisch erweitern. Beide Maßnahmen tragen zu ei nem verbesserten Fließverhalten beziehungsweise einem größeren Fluidvolumen strom und damit zu einer effizienten Kühlung bei.
Der ringförmige Fangabschnitt des Fluidverteilungselements ist vorzugsweise umlau fend geschlossen und erstreckt sich über den Schulterabschnitt axial hinaus. Dabei kann der ringförmige Fangabschnitt die Seitenfläche des Schulterelements insbeson dere um eine Länge von mindestens dem 0,1 - oder 0,2-fachen der axialen Länge des Trägerabschnitts überragen. Durch diese Ausgestaltung bildet der Fangabschnitt ei nen verhältnismäßig großen Ringraum, in dem sich umherspritzendes Öl sammeln und von hier aus weiter zu den Lamellenabschnitten fließen kann.
Im Anschluss an den ringförmigen Fangabschnitt kann das Fluidverteilungselement einen insbesondere zylindrischen Verbindungsabschnitt aufweisen, der auf einer Au ßenumfangsfläche des Schulterabschnitts des Trägerelements aufgeschoben ist. Da bei kann das Fluidverbindungselement nach einer möglichen Ausführungsform durch eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Trägerelement verbunden sein, beispiels weise mittels einer Pressverbindung. Alternativ oder ergänzend kann das Fluidleitele ment auch über formschlüssige Verbindungselemente mit dem T rägerelement verbun den sein, beispielsweise mittels einer Rastverbindung. Entsprechende Rastelemente könnten am zylindrischen Verbindungsabschnitt vorgesehen sein, und/oder an den Enden der Laschenabschnitte.
Die Form Laschenabschnitte ist prinzipiell beliebig und vorzugsweise an die Ausge staltung der Längsnuten des Innenlamellenträgers angepasst. Beispielsweise können die Laschenabschnitte als längliche Elemente gestaltet sein, die sich in axiale Rich tung, das heißt parallel zur Längsachse erstrecken; sie können auch als Stegelemente bezeichnet werden. Nach einer möglichen Ausgestaltung können die Laschenab schnitte des Fluidverteilungselements nach radial außen gerichtete Senkungen auf weist. Die Senkungen können als längliche Ausformungen beziehungsweise Auswöl bungen gestaltet sein. Durch die Senkungen wird das Flächenträgheitsmoment in ra diale Richtung erhöht, so dass die Steifigkeit verbessert und eine Biegung bei hohen Drehzahlen verhindert wird. Vorzugsweise haben die Senkungen beziehungsweise Auswölbungen eine geringere Flöhe als die radiale Höhe der Verbindungsstruktur. Zwi schen den Laschenabschnitten und den mit dem Trägerelement verbundenen Lamel len können Radialspalte vorgesehen sein.
Vorzugsweise ist zumindest eine Teilzahl der radialen Durchgangsöffnungen der La schenabschnitte axial versetzt zueinander positioniert. Auf diese Weise kann das Öl in verschiedenen axialen Bereichen beziehungsweise unterschiedlichen Querebenen zum Lamellenpaket fließen, so dass insgesamt eine gleichmäßige Verteilung des Öls und gute Kühlwirkung über der Länge erreicht wird. Besonders günstig ist eine Anord nung der Durchgangsöffnungen in den Laschenabschnitten so, dass alle Öffnungen zusammen mindestens die halbe, vorzugsweise zwei Drittel der Länge der Verbin dungsstruktur für die Lamellen abdecken. Die Anzahl der über den Umfang verteilten Laschen kann nach Bedarf gewählt werden, beispielsweise kann das Fluidverteilungs element zwei, drei, vier oder mehr Laschenabschnitte aufweisen, die insbesondere gleichmäßig über dem Umfang verteilt sein können. Die Anzahl und Anordnung der umfangsverteilten Laschenabschnitte entspricht vorzugsweise der Anzahl und Anord nung der Längsnuten im Innenlamellenträger.
Die Laschenabschnitte decken die Längsnuten des Innenlamellenträgers radial außen ab, so dass zwischen der jeweiligen Längsnut und dem zugehörigen Laschenabschnitt ein im Wesentlichen geschlossener Kanal gebildet ist, durch den das Fluid zur Öffnung strömt. Bei Ausführungen mit nach radial außen gerichteten, längsverlaufenden Aus wölbungen der Laschenabschnitte wird hierdurch eine Wannenform gebildet, in der das Öl zur Öffnung fließt. Für einen gezielten Ölfluss zur jeweiligen Öffnung ist es vor teilhaft, wenn die Laschenabschnitte die Längsnuten weitestgehend abdecken. Hierfür können die Laschenabschnitte, jeweils in Radialansicht, eine lichte Fläche der zuge hörigen Längsnut beispielsweise um mindestens 90 % abdecken.
Das Ölleitelement kann nach einer Ausgestaltung als Blechumformteil aus einem me tallischen Werkstoff hergestellt werden. Alternativ kann es auch aus Plastik hergestellt sein, was gestaltungstechnische Vorteile bieten kann, wie beispielsweise Klemm- oder Rastmerkmale vorzusehen.
Der Innenlamellenträger kann als Schmiedeteil und/oder durch mechanische Bearbei tung hergestellt werden. Dabei können die Längsnuten und die Verbindungsstruktur umformend oder spanabhebend hergestellt werden.
Die Längsnuten sind in Umfangsrichtung vorzugsweise zwischen zwei Ausnehmungen der Verbindungsstruktur angeordnet. Die maximale Breite der Laschenabschnitte kann beispielsweise kleiner sein als der Umfangsabstand zwischen drei oder zwei in Um- fangsrichtung benachbarten Ausnehmungen der Verbindungsstruktur. Der Boden der Längsnuten des Innenlamellenträgers liegt vorzugsweise auf einem kleineren Radius, als ein tiefster Bereich der Verbindungsstruktur für die Innenlamellen. Mit anderen Worten können, in Bezug auf eine Außenumfangsfläche des Lamellenträgers, die Ver zahnungselemente für die Lamellen sich nach radial außen erstrecken, während die Nuten nach radial innen eingeformt sind. Die Tiefe der Längsnuten kann beispiels weise zwischen dem 0,5-fachen und 1 ,5-fachen der radialen Höhe der Verbindungs struktur sein. Die Längsnuten erstrecken sich vorzugsweise über mindestens 75 % der axialen Erstreckung der Verbindungsstruktur für die Lamellen. An ihrem Ende im Schulterabschnitt können die Nuten nach radial innen gerichtete Auskehlungen auf weisen, so dass Fluid aus dem Fangabschnitt gut in die Nuten einströmen kann. An ihrem entgegengesetzten Ende können die Längsnuten insbesondere axial geschlos sen sein.
Der Innenlamellenträger kann eine zentrale Längsbohrung und mehrere über den Um fang verteilte radiale Durchgangsöffnungen zu den Längsnuten aufweisen. So kann eine zusätzliche Ölversorgung der Lamellen aus der zentralen Innenöffnung des La mellenträgers erfolgen. Je nach Betriebszustand kann durch die Öffnungen auch ein Fluidstau in den Fluidkanälen vermieden werden. Dabei kann Fluid von den Längsnu ten durch die radialen Öffnungen in die zentrale Längsbohrung abfließen und gelangt so wieder in den Fluidkreislauf, wobei gegebenenfalls weitere Bauteile, wie Lager oder Dichtungen geschmiert werden können. Die zentrale Längsbohrung kann eine innere Eindrehung aufweisen, wobei die radialen Durchgangsöffnungen im Trägerabschnitt im axialen Überdeckungsbereich der inneren Eindrehung mit den äußeren Längsnuten gebildet sind.
Die Lösung besteht weiter in einer Kupplungseinheit für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend: eine nasslaufende Reiblamellenkupplung mit einem Au ßenlamellenträger, in dem ein Lamellenpaket aus Außenlamellen und Innenlamellen angeordnet ist; eine Stützplatte, gegen die das Lamellenpaket axial abgestützt ist; eine axial bewegliche Druckplatte zum axialen Beaufschlagen des Lamellenpakets; eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Reiblamellenkupplung durch axiales Bewe gen der Druckplatte; eine Fluidleitanordnung nach einer oder mehreren der oben ge nannten Ausführungsformen, wobei der Innenlamellenträger gegenüber dem Außen lamellenträger um die Drehachse drehbar gelagert ist, wobei Innenlamellen des La mellenpakets mit der Verbindungsstruktur des Innenlamellenträgers drehfest und axial beweglich verbunden sind, so dass bei Drehbewegung des Innenlamellenträgers Fluid vom Fangabschnitt an der Innenwand des Fluidverteilungselements entlang zu den Laschenabschnitten strömt, um das Lamellenpaket zu schmieren. Die Kupplungseinheit ermöglicht das bedarfsweise Zu- oder Abschalten eines An triebsstranges. Die Anordnung kann im Antriebsstrang für ein Fahrzeug mit einer an getriebenen Achse, für ein allradangetriebenes Fahrzeug, für ein Flybridfahrzeug und/oder ein Elektrofahrzeug gestaltet sein. Die Kupplungseinheit kann an beliebiger Stelle im Antriebsstrang im Leistungspfad zwischen einer Antriebsquelle und den Rä dern angeordnet sein, beispielsweise vor, in oder hinter einem Übersetzungsgetriebe und/oder vor, in oder hinter einem Winkelgetriebe und/oder vor, in oder hinter einem Verteilergetriebe (PTU) und/oder innerhalb einer Längsantriebswelle oder vor, in oder hinter einem Differentialgetriebe und/oder in einer Seitenwelle.
Eine erfindungsgemäße Kupplungseinheit hat den Vorteil, dass sie aufgrund des effi zienten Beölungssystems hohe Drehmomente bei gleichzeitig niedrigen Drehzahlen bereitstellen kann. Die Fluidverteilungsanordnung wirkt unterstützend, um das ge samte Potential der steuerbaren Kupplung abzurufen. In den Fangabschnitt des Fluid leitelements aufgenommenes Öl wird zu den Längsnuten geleitet, wo es durch die Bohrungen in den Laschenabschnitten infolge der Zentrifugalkraft weiter nach außen zum Lamellenpaket fließen kann. Das Öl kann durch entsprechende Bohrungen im Außenlamellenträger zurück in den Ölsumpf gelangen. Das strömende Öl kann auch andere bewegbare mechanischen Bauteile wie Lager oder Dichtungen kühlen und schmieren.
Zur Betätigung der Kupplung ist vorzugsweise eine steuerbare Betätigungseinrichtung vorgesehen, welche die Druckplatte in Richtung Lamellenpaket, das heißt im Schließ sinn, oder vom Lamellenpaket weg, das heißt im Öffnungssinn, bewegen kann. Die Betätigungseinrichtung kann prinzipiell jede beliebige Ausgestaltung haben, um eine Druckkraft zu erzeugen. Beispielsweise können ein elektromotorischer oder hydrauli scher Aktuator verwendet werden. Ein elektromotorischer Aktuator kann einen Dreh antrieb und eine Kugelrampenanordnung umfassen, die eine Drehbewegung in eine Axialbewegung umsetzt.
Die Lösung besteht weiter in einer Getriebeanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend: ein Differentialgetriebe, das ausgestaltet ist um ein einge leitetes Drehmoment auf zwei Ausgangsteile aufzuteilen, und eine Kupplungseinheit wie zuvor beschrieben, wobei der Wellenabschnitt des Innenlamellenträgers mit einem der zwei Ausgangsteile drehfest verbunden ist. Eine solche Getriebeanordnung kann bei Bedarf das von einer Längsantriebswelle eingeleitete Drehmoment auf die zuge hörige Achse übertragen, oder die Antriebsachse abschalten, wobei auch alle Zwi schenstellungen der Reibungskupplung möglich sind.
Bevorzugte Ausführungsformen werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Hierin zeigt:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Fluidleitanordnung in dreidimensionaler Explosi onsdarstellung;
Figur 2 die Fluidleitanordnung aus Figur 1 mit Lamellenpaket im Längsschnitt;
Figur 3 ein Detail der Fluidleitanordnung aus Figur 2 mit eingezeichnetem Ölfluss;
Figur 4 die Fluidleitanordnung aus Figur 1 mit Lamellenpaket im Querschnitt bezie hungsweise Axialansicht;
Figur 5 eine erfindungsgemäße Kupplungseinheit mit einer Fluidleitanordnung ge mäß Figur 1 in dreidimensionaler Darstellung;
Figur 6 eine Getriebeanordnung mit einer Kupplungseinheit aus Figur 5 in einem Längsschnitt.
Die Figuren 1 bis 3, welche nachstehend gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine erfindungsgemäße Fluidleitanordnung 2 für eine Reiblamellenkupplung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
Die Fluidleitanordnung 2 weist einen Innenlamellenträger 3 mit einer Längsachse A3 und ein Fluidleitelement 4 auf, die fest miteinander verbunden sind. Der Innenlamel lenträger 3 umfasst einen Trägerabschnitt 5 für Innenlamellen, einen Wellenabschnitt 6 zum drehfesten Verbinden mit einem Antriebsteil und einen dazwischen angeordne ten Schulterabschnitt 7. Der T rägerabschnitt 5 hat radial au ßen eine Verbindungsstruk tur 8 mit über dem Umfang verteilten Vorsprüngen 9 und Ausnehmungen 10, mit der Innenlamellen mit einer passenden Gegenstruktur drehfest und axial verschiebbar ver bunden werden können. Ferner weist der Innenlamellenträger 3 an einer radial äuße ren Umfangfläche über dem Umfang mehrere Längsnuten 11 auf, die sich ausgehend vom Schulterabschnitt 7 axial in den Trägerabschnitt 5 erstrecken. Der Innenlamellen träger 3 kann beispielsweise durch Schmieden als Umformteil hergestellt werden, wo bei alternativ oder ergänzend auch eine Herstellung durch mechanische, spanabhe bende Bearbeitung, wie Drehen, Bohren oder Fräsen möglich ist. Das Fluidleitelement 4 kann beispielsweise als Blechumformteil aus einem metallischen Werkstoff oder aus Kunststoff hergestellt werden.
Das Fluidleitelement 4 hat einen ringförmigen Fangabschnitt 12, in dem einströmendes Fluid aufgefangen werden kann, und mehrere über dem Umfang verteilte Laschenab schnitte 13, die sich in axiale Richtung erstrecken und die jeweils eine radiale Durch gangsöffnung 14 aufweisen. Auf die Laschenabschnitte wird allgemein mit dem Be zugszeichen 13 Bezug genommen, wobei einzelne Laschen auch mit 13, 13', 13", 13"' versehen sind. Dasselbe gilt analog für die Öffnungen 14. Wie insbesondere in Figur 2 ersichtlich, sind die Laschenabschnitte 13 außen in den Längsnuten 11 des Innen lammellenträgers 3 aufgenommen beziehungsweise decken diese nach radial außen ab. Dabei wirken der Innenlamellenträger 3 und das Fluidleitelement 4 in vorteilhafter Weise zusammen, indem Kühlöl auf einfache Weise vom Fangabschnitt 12 entlang der Innenwandung 15 des Fluidleitelements 4 in die Längsnuten 11 des Trägerele ments beziehungsweise entlang der Laschenabschnitte 13 und durch die Öffnungen 14 des Fluidleitelements 4 zum Lamellenpaket fließen kann. Der Strömungsverlauf ist mit Pfeilen P in Figur 3 dargestellt. Durch die Längsnuten 11 im Innenlamellenträger 3 ist eine stufenlose Geometrie gegeben, so dass das Kühlöl gut zum Lamellenpaket fließen kann. Nachstehend werden weitere bevorzugte Details beschrieben.
Der ringförmige Fangabschnitt 12 hat an seinem axialen Ende eine radiale Einziehung 16, die eine Abstützung für das im Ringraum 17 befindliche Öl bildet und somit ein Rückfließen des Öls verhindert. Wie insbesondere in Figur 2 erkennbar, erweitert sich die Wandung des Fangabschnitts 12 ausgehend von der radialen Einziehung 16 ko nisch in Richtung der Laschenabschnitte 13. Der ringförmige Fangabschnitt 12 steht seitlich über den Schulterabschnitt 7 in Richtung Wellenabschnitt 6 axial hinaus. Dabei kann die Länge des Fangabschnitts 12 beispielsweise mindestens das 0,1 - oder 0,2- fache der Länge der Laschenabschnitte 13 betragen.
Zwischen dem überstehenden Fangabschnitt 12 und den Laschenabschnitten 13 kann das Fluidleitelement 4 einen insbesondere zylindrischen Verbindungsabschnitt 18 auf weisen, der auf der Außenumfangsfläche 19 des Schulterabschnitts 7 mit Pressver bindung aufsitzt. Es versteht sich, dass auch andere Verbindungsmittel zum Verbinden des Fluidleitelements 3 mit dem Innenlamellenträger 3 vorgesehen sein können, bei spielsweise form- und/oder stoffschlüssige Verbindungen.
Die sich vom ringförmigen Grundkörper axial weg erstreckenden Laschenabschnitte 13 weisen jeweils eine, ausgehend von einem Kreisradius des Grundkörpers, radial nach außen gewölbte Senkung 20 auf, die auch als Auswölbung bezeichnet werden kann. Die Senkungen beziehungsweise Auswölbungen bewirken eine höhere Steifig keit, so dass sich die Laschen auch bei höheren Drehzahlen nicht aufbiegen. Die Flöhe der Auswölbungen ist vorzugsweise so gestaltet, dass die Laschen stets berührungs los zu den Kupplungslamellen sind. Die radialen Durchtrittöffnungen 14 zu den Lamel len sind in den Auswölbungen 20 angeordnet.
Dabei ist insbesondere in den Figuren 1 und 2 erkennbar, dass die radialen Durch gangsöffnungen 14 axial versetzt zueinander in den Laschenabschnitten 13 angeord net sind. Auf diese Weise kann das Öl in verschiedenen axialen Bereichen bezie hungsweise unterschiedlichen Querebenen zum Lamellenpaket fließen. Bei den hier gezeigten vier Laschenabschnitten 13, 13', 13", 13"' ist eine Öffnung 14 axial benach bart zum Ringabschnitt, eine Öffnung 14' ein Stück axial versetzt hierzu, eine weiter Öffnung 14" etwa in einem mittleren Bereich der Lasche und eine benachbart zum Laschenende.
Die Laschenabschnitte 13 bilden für die Längsnuten 11 des Innenlamellenträgers 3 eine Abdeckung, so dass zwischen den Längsnuten 11 und den Laschenabschnitten 13 ein im Wesentlichen geschlossener Kanal 21 gebildet ist, durch den das Fluid zu den Öffnungen 14 strömt. Durch die nach radial außen gerichteten, längsverlaufenden Auswölbungen 20 wird eine Wannenform gebildet, entlang der das Öl fließt und dann aufgrund der Zentrifugalkraft aus der jeweiligen Öffnung 14 austritt. Für einen gezielten Ölfluss zur jeweiligen Öffnung decken die Laschenabschnitte 13 die Längsnuten 11 weitestgehend ab, beispielsweise um mindestens 90 %.
Durch die umfangsverteilten Längsnuten 11 sind mehrere über den Umfang verteilte Verbindungssegmente gebildet, die gemeinsam die Verbindungsstrukur 8 des Innen lamellenträgers 3 bilden. Jedes Verbindungssegment ist als Längsverzahnung mit Zähnen und dazwischen liegenden Zahnlücken gebildet. Die Längsnuten 11 sind in Umfangsrichtung benachbart zu Ausnehmungen 10 der Verbindungsstruktur 8 ange ordnet. Mit anderen Worten liegt der Boden der Längsnuten 11 des Innenlamellenträ gers 3 auf einem kleineren Radius R11 , als die tiefsten Bereiche der Ausnehmungen
10 (R10). Dabei kann die Tiefe der Längsnuten beispielsweise zwischen dem 0,5-fa- chen und 1 ,5-fachen der radialen Höhe der Verbindungsstruktur 8 sein. Die Längsnu ten 11 haben in axiale Richtung ein geschlossenes Ende, wobei sie über mindestens 75 % der axialen Länge der Verbindungsstruktur 8 erstrecken können. Die Breite der Längsnuten 11 beziehungsweise der Laschenabschnitte 13 kann beispielsweise klei ner als der Umfangsabstand zwischen drei oder zwei in Umfangsrichtung benachbar ten Ausnehmungen 10 sein. An den schulterseitigen Enden können die Längsnuten
11 nach radial innen gerichtete Auskehlungen 22 im Schulterabschnitt 7 aufweisen, so dass Fluid aus dem Fangabschnitt 12 besonders gut in die Nuten 11 einströmen kann.
Der Innenlamellenträger 3 kann eine zentrale Längsöffnung 23 und mehrere über den Umfang verteilte radiale Durchgangsöffnungen 24 zu den Längsnuten 11 aufweisen. So kann überschüssiges Öl nach radial innen abfließen, um einen Ölstau in den Flu idkanälen zu verhindern, oder je nach Betriebszustand kann auch eine zusätzliche Öl versorgung der Lamellen aus der zentralen Innenöffnung 23 des Lamellenträgers er folgen. Die zentrale Längsöffnung 23 kann eine innere Eindrehung 25 aufweisen, wo bei die radialen Durchgangsöffnungen 24 im Trägerabschnitt 5 im axialen Überde ckungsbereich der inneren Eindrehung 25 mit den äußeren Längsnuten 11 gebildet sind. Auf diese Weise können die radialen Öffnungen 24 auf einfache Weise herge stellt werden, insbesondere ohne separate Bohrprozesse.
Figur 5 zeigt eine erfindungsgemäße Kupplungseinheit 26 mit einer erfindungsgemä ßen Fluidleitanordnung 2 in perspektivischer Darstellung, von der weitere Einzelheiten aus Figur 6 hervorgehen, die einen Längsschnitt durch die Kupplung zeigt.
Die Kupplungseinheit 26 umfasst eine nasslaufende Reiblamellenkupplung 27 und eine Betätigungseinrichtung 28 zur Steuerung des von der Reiblamellenkupplung übertragbaren Drehmoments.
Die Reiblamellenkupplung 27 umfasst den Innenlamellenträger 3, mit dem Innenlam ellen 29 drehfest und axial beweglich verbunden sind, einen Außenlamellenträger 30, mit dem Außenlamellen 31 axial beweglich und drehfest verbunden sind. Die Außen lamellen 31 und Innenlamellen 29 sind axial abwechselnd angeordnet und bilden ge meinsam ein Lamellenpaket 32. Das Lamellenpaket 32 ist in eine erste axiale Richtung gegen einen Stützabschnitt 33 des Außenlamellenträgers 30 axial abgestützt. Zum Beaufschlagen des Lamellenpakets 32 ist eine Druckplatte 34 vorgesehen, welche von der steuerbaren Betätigungseinrichtung 28 axial bewegbar ist. Der Außenlamellenträ ger 30 ist über ein erstes Lager 59 im Gehäuse 44 und ein zweites Lager 60 auf einem Zapfenabschnitt des Innenlamellenträgers 3 um die Drehachse A3 drehbar gelagert.
Die Betätigungseinrichtung 28 ist so gestaltet beziehungsweise steuerbar, dass sich hiermit das von der Reiblamellenkupplung 27 zu übertragende Drehmoment bedarfs weise variabel eingestellt werden kann. Dabei kann mittels der Reiblamellenkupplung 27 neben der Offenstellung, in der kein Drehmoment zwischen dem Innenlamellenträ ger 3 und dem Außenlamellenträger 30 übertragen wird, und einer Schließstellung, in der die Lamellenträger gemeinsam um die Drehachse umlaufen und das volle Dreh moment übertragen wird, auch jede beliebige Zwischenstellung realisiert werden. Das zu übertragende Drehmoment kann beispielsweise in einer elektronischen Regelein heit (ECU) auf Basis von fortlaufend sensierten Fahrzustandsgrößen des Kraftfahr zeugs ermittelt werden. Die elektronische Regeleinheit kann ein entsprechendes Steu- erungssignal an die Betätigungseinrichtung 28 weitergeben, welche dann die Druck platte 34 entsprechend beaufschlagt, so dass das gewünschte Drehmoment von der Reiblamellenkupplung 27 übertragen wird.
Zwischen der Betätigungseinrichtung 28 und der Reiblamellenkupplung 27 ist ein Axi allager 35 vorgesehen, das eine axiale Kraftübertragung von der Betätigungseinrich tung auf die Druckplatte 34 bei gleichzeitiger rotatorischer Entkopplung ermöglicht. Die Betätigungseinrichtung 28 umfasst einen Kugelrampenmechanismus und eine An triebseinheit. Der Kugelrampenmechanismus weist einen Stützring 36, der gegen ein ortsfestes Bauteil axial abgestützt ist, sowie einen dem Stützring 36 gegenüberliegen den und um die Drehachse A3 drehend antreibbaren Stellring 37 auf. In den einander gegenüberliegenden Stirnflächen des Stützrings 36 und Stellrings 37 sind jeweils über dem Umfang verteilte Kugelrillen 38, 39 angeordnet die eine variable Tiefe über dem Umfang aufweisen und in denen jeweils eine Kugel aufgenommen ist. Zur Betätigung der Kugelrampeneinheit dient ein Elektromotor (nicht dargestellt) als Antrieb, welcher den Stellring 37 gegenüber dem Stützring 36 über ein Rädergetriebe 38 verdrehen kann. Das Rädergetriebe 38 umfasst ein vom Elektromotor drehend antreibbares An triebsrad 40, das mit einem Ausgangsrad 41 antriebsverbunden ist. Das Ausgangsrad 41 ist mit dem Stellring 37 verbunden, insbesondere einteilig mit diesem gestaltet.
Bei Drehbewegung des Antriebsrads 40 mittels des Elektromotors wird das Ausgangs rad 41 und damit der Stellring 37 relativ zum Stützring 36 verdreht. Je nach Drehrich tung der Motorwelle kann der Stellring 37 in eine erste Drehrichtung oder in die entge gengesetzte zweite Drehrichtung gedreht werden. Ausgehend von einer Ausgangspo sition, in der die beiden Ringe 36, 37 aneinander axial angenähert sind, führt eine Ver drehen des Stellrings 37 relativ zum Stützring 36 in einer ersten Drehrichtung dazu, dass die in den Kugelrillen gehaltenen Kugeln in Bereiche geringerer Tiefe laufen, so dass der Stellring axial in Richtung Kupplung 27 wandert. Der Stellring 37 ist über das Axiallager 35 gegen die Druckplatte 34 axial abgestützt, welche das Lamellenpaket beaufschlagt. Auf diese Weise wird die Kupplung 27 geschlossen. In vollständig ge schlossenem Zustand ist das Lamellenpaket maximal beaufschlagt, so dass das volle Drehmoment zwischen Innenlamellenträger 3 und Außenlamellenträger 30 übertragen wird. Wird der Elektromotor und damit der Stellring 37 in die entgegengesetzte zweite Drehrichtung verdreht, laufen die in den Kugelrillen gehaltenen Kugeln wieder in Be reiche größerer Rillentiefe, wobei der Stellring von nicht gezeigten Federmitteln axial in Richtung Stützring beaufschlagt beziehungsweise bewegt werden kann. Auf diese Weise kann die Kupplung 28 wieder geöffnet werden.
Die Kupplungseinheit 26 bewirkt eine sehr gute Kühlung des Lamellenpakets auch bei niedrigen Drehzahlen und hohen Drehmomenten. Eine solche Kupplungseinheit kann prinzipiell an beliebiger Stelle im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verwendet wer den. Ein Anwendungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Kupplungseinheit 26 ist in einer Getriebeanordnung 42 gemäß Figur 6, welche nachstehend beschrieben wird.
Die Getriebeanordnung 42 umfasst ein Differentialgetriebe 43 mit einem ortsfesten Gehäuse 44, in dem ein Differentialkorb 45 mittels zweier Lager 46, 47 um eine Dreh achse A45 drehbar gelagert ist. Zur Einleitung eines Drehmoments in den Differential korb 45 ist ein Ringrad 48 vorgesehen, das mit dem Differentialkorb fest verbunden ist, beispielsweise mittels einer Schweißverbindung oder Schraubverbindungen. In dem Differentialkorb 45 sind mehrere Differentialräder 49 auf einem Zapfen 50 um eine Zapfenachse drehbar gelagert. Die beiden Differentialräder 49 laufen gemeinsam mit dem Differentialkorb 45 um und sind jeweils mit einem ersten und einem zweiten Ab triebsrad 51 , 52 in Verzahnungseingriff, die koaxial zur Drehachse A45 angeordnet sind. Die beiden Abtriebsräder 51 , 52, die auch als Seitenwellenräder bezeichnet wer den können, haben jeweils eine Längsverzahnung 53 (Splines), in die eine entspre chende Gegenverzahnung einer Antriebswelle zur Drehmomentübertragung eingrei- fen kann. Die beiden Abtriebsräder 51 , 52 können über zwischengeschaltete Gleit scheiben gegenüber dem Differentialkorb 45 axial abgestützt sein.
Das Gehäuse 44 ist insbesondere mehrteilig aufgebaut und umfasst einen getriebe seitigen Gehäuseabschnitt 54, in dem das Differentialgetriebe 43 aufgenommen ist, und einen kupplungsseitigen Gehäuseabschnitt 55, in dem die Kupplungseinheit 26 aufgenommen ist. Die beiden Gehäuseabschnitte sind über Flansche miteinander ver bunden, ohne hierauf eingeschränkt zu sein. Zwischen den beiden Gehäuseabschnit ten 54, 55 ist eine Zwischenplatte 56 vorgesehen, in dem das Lager 46 für den Diffe rentialkorb 45 aufgenommen ist. Der Innenlamellenträger 3 der Kupplungseinheit 26 ist mit dem Antriebsrad 51 verbunden, das benachbart zur Kupplung liegt und erstreckt sich durch eine Durchgangsöffnung 57 in der Zwischenplatte 56. Die Betätigungsein richtung 28 ist axial zwischen der Zwischenplatte 56 und der Kupplungseinheit 26 an geordnet, wobei der Stützring 36 gegen die Zwischenplatte axial abgestützt ist. Die Zwischenplatte 56 weist im Bereich des Fluidleitelements 4 einen hülsenförmigen An satz 58 beziehungsweise Kragen auf, der sich mit axialer Überdeckung zum Fangab schnitt 12 in den Ringraum 17 des Fluidleitelements hineinerstreckt. So wird ein Öl- Labyrinth gebildet, so dass umherspritzendes Öl von dem Flülsenansatz gut in den Ringraum 17 geleitet und von dort in die Kanäle 21 gelangen kann.
Die Getriebeanordnung 42 kann aufgrund des effizienten Beölungssystems der Kupp lungseinheit 26 hohe Drehmomente bei gleichzeitig niedrigen Drehzahlen bereitstellen und auf die beiden Seitenwellen übertragen. Dabei hat die Fluidverteilungsanordnung 2 eine günstige Wirkung, um das gesamte Potential der steuerbaren Kupplung abzu- rufen. Das durch die Kupplung strömende Öl kann auch andere bewegbare mechani schen Bauteile wie Lager oder Dichtungen der Kupplungseinheit 26 beziehungsweise des Getriebes kühlen und schmieren.
Bezugszeichenliste
2 Fluidleitanordnung
3 Innenlamellenträger
4 Fluidleitelement
5 Trägerabschnitt
6 Wellenabschnitt
7 Schulterabschnitt
8 Verbindungsstruktur
9 Vorsprünge
10 Ausnehmungen 11 Längsnuten 12 Fangabschnitt
13 Laschenabschnitte
14 Durchgangsöffnung
15 Innenwandung
16 Einziehung
17 Ringraum
18 Verbindungsabschnitt
19 Au ßenumfangsfläche
20 Senkung 21 Kanal 22 Auskehlung
23 Längsöffnung
24 radiale Öffnung
25 Eindrehung
26 Kupplungseinheit
27 Reiblamellenkupplung
28 Betätigungseinrichtung
29 Innenlamellen
30 Au ßenlamellenträger
31 Außenlamellen
32 Lamellenpaket 3 Stützplatte 4 Druckplatte 5 Axiallager 6 Stützring 7 Stellring 8 Kugelrillen
39 Kugelrillen 0 Antriebsrad 1 Ausgangsrad 2 Getriebeanordnung
43 Differentialgetriebe
44 Gehäuse
45 Differentialkorb
46 Lager
47 Lager
48 Ringrad
49 Differentialräder
50 Zapfen
51 Abtriebsrad
52 Abtriebsrad
53 Längsverzahnung
54 Gehäuseabschnitt
55 Gehäuseabschnitt
56 Zwischenplatte
57 Durchgangsöffnung
58 Ansatz
59 Lager
60 Lager
A Achse
R Radius

Claims

Ansprüche
1. Fluidleitanordnung für eine Reiblamellenkupplung, umfassend: einen Innenlamellenträger (3) mit einer Längsachse (A3) sowie mit einem Trä gerabschnitt (5), einem Schulterabschnitt (7) und einem Wellenabschnitt (6), wobei der Trägerabschnitt (5) radial außen eine Verbindungsstruktur (8) mit über dem Umfang verteilten Vorsprüngen (9) und Ausnehmungen (10) auf weist, um Innenlamellen (29) mit einer passenden Gegenstruktur drehfest und axial verschiebbar aufzunehmen, ein Fluidleitelement (4), das mit dem Innenlamellenträger (3) axial fest verbun den ist, wobei das Fluidleitelement (4) einen ringförmigen Fangabschnitt (12) aufweist, in dem einströmendes Fluid aufgefangen werden kann, und mehrere über dem Umfang verteilte Laschenabschnitte (13), die sich in axiale Richtung erstrecken und die jeweils eine radiale Durchgangsöffnung (14) aufweisen; dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (3) radial außen mehrere Längsnuten (11) über dem Umfang aufweist, die sich von dem Schulterabschnitt (7) axial in den Trä gerabschnitt (5) erstrecken, wobei die Laschenabschnitte (13) des Fluidleitele ments (4) die Längsnuten (11 ) des Innenlamellenträgers (3) abdecken, so dass zwischen diesen jeweils ein Kanal (21 ) für das Fluid gebildet ist.
2. Fluidleitanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidleitelement (4) einen Verbindungsabschnitt (18) aufweist, der auf einer Außenumfangsfläche (19) des Schulterabschnitts (7) des Innenlamellen trägers (3) aufgeschoben ist, wobei das Fluidleitelement (4) mit dem Innenlam ellenträger (3) durch axiale Pressverbindung verbunden ist.
3. Fluidleitanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschenabschnitte (13) des Fluidleitelements (4) nach radial außen gerichtete Senkungen (20) aufweist.
4. Fluidleitanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Fangabschnitt (12) des Fluidleitelements (4) sich über den Schulterabschnitt (7) axial hinaus erstreckt und an seinem axialen Ende eine radiale Einziehung (16) aufweist und sich in axialer Richtung zum Verbindungs abschnitt (18) konisch erweitert.
5. Fluidleitanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Teilzahl der radialen Durchgangsöffnungen (14) der La schenabschnitte (13) axial versetzt zueinander angeordnet sind.
6. Fluidleitanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidleitelement (4) mindestens drei Laschenabschnitte (13) aufweist, die insbesondere gleichmäßig über dem Umfang verteilt sind.
7. Fluidleitanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschenabschnitte (13), jeweils in Radialansicht, eine lichte Fläche der jeweiligen Längsnuten (11) um mindestens 90 % abdecken.
8. Fluidleitanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsnuten (11) jeweils in Umfangsrichtung zwischen zwei Ausneh mungen (10) der Verbindungsstruktur (8) angeordnet sind, wobei die maximale Breite der Laschenabschnitte (13) insbesondere kleiner ist als der Umfangsabstand zwischen drei in Umfangsrichtung benachbarten Aus nehmungen (10) der Verbindungsstruktur (8).
9. Fluidleitanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Boden der Längsnuten (11) des Innenlamellenträgers (3) auf einem kleineren Radius (R11) liegt, als ein tiefster Bereich der Verbindungsstruktur (8) für die Innenlamellen (29).
10. Fluidleitanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsnuten (11) im Schulterabschnitt (7) nach radial innen gerichtete Auskehlungen (22) aufweisen und/oder an einem zum Schulterabschnitt (7) entgegengesetzten Ende in axiale Rich tung geschlossen sind.
11. Fluidleitanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (3) als Schmiedeteil hergestellt ist, wobei die Längsnuten (11) und die Verbindungsstruktur (8) durch Schmieden eingeformt sind.
12. Fluidleitanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (3) eine zentrale Längsbohrung (23) und mehrere überden Umfang verteilte radiale Durchgangsöffnungen (24) zu den Längsnu ten (11) aufweist.
13. Fluidleitanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Längsbohrung (23) eine innere Eindrehung (25) aufweist, wo bei die radialen Durchgangsöffnungen (24) im axialen Überdeckungsbereich der inneren Eindrehung (25) mit den äußeren Längsnuten (11) gebildet sind.
14. Kupplungseinheit für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend: eine nasslaufende Reiblamellenkupplung (27) mit einem Außenlamellenträger (30), in dem ein Lamellenpaket (32) aus Außenlamellen und Innenlamellen an geordnet ist; eine Stützplatte (33), gegen die das Lamellenpaket (32) axial ab gestützt ist; eine axial bewegliche Druckplatte (34) zum axialen Beaufschlagen des Lamellenpakets (32); und eine Betätigungseinrichtung (28) zum Betätigen der Reiblamellenkupplung (27) durch axiales Bewegen der Druckplatte; gekennzeichnet durch eine Fluidleitanordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Innenlamellenträger (3) gegenüber dem Außenlamellenträger (30) um die Drehachse (13) drehbar gelagert ist, und wobei Innenlamellen (29) des Lamellenpakets (32) mit der Verbindungsstruktur (8) des Innenlamellenträgers (3) drehfest und axial beweglich verbunden sind, so dass bei Drehbewegung des Innenlamellenträgers (3) Öl vom Fangabschnitt (12) an der Innenwand des Fluidleitelements (4) entlang zu den Laschenabschnitten (13) strömt, um das Lamellenpaket (32) zu schmieren.
15. Kupplungseinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger (3) in einem Gehäuse (44) drehbar gelagert ist, wobei das Gehäuse (44) einen Hülsenansatz (58) aufweist, der sich axial in den Ringraum (17) des Fluidleitelements (4) hineinerstreckt, so dass ein Fluid labyrinth gebildet ist.
16. Getriebeanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend: ein Differentialgetriebe (43), das ausgestaltet ist um ein eingeleitetes Drehmo ment auf zwei Ausgangsteile (51 , 52) aufzuteilen, gekennzeichnet durch eine Kupplungseinheit (26) nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Wellenabschnitt (6) des Innenlamellenträgers (3) mit einem der zwei Ausgangsteile (51, 52) drehtest verbunden ist.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4841807A (en) * 1988-03-18 1989-06-27 Navistar International Transportation Corp. Semi-floating differential pinion gear and lubrication thereof
US8388486B2 (en) 2009-08-11 2013-03-05 Magna Powertrain Of America, Inc. AWD vehicle with active disconnect coupling having multi-stage ball ramp
DE102011086376B4 (de) 2011-11-15 2015-05-07 Zf Friedrichshafen Ag Ölzufuhrvorrichtung für eine Lamellenbremse
DE102015220446B3 (de) 2015-10-20 2016-12-15 Magna powertrain gmbh & co kg Nasslaufende Kupplungseinheit
US20170102065A1 (en) * 2014-03-10 2017-04-13 Honda Motor Co., Ltd. Lubricating structure for differential device
EP3354920A1 (de) 2017-01-31 2018-08-01 GKN Driveline Bruneck AG Kupplungsanordnung für einen antriebsstrang und getriebeanordnung mit einer solchen kupplungsanordnung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4841807A (en) * 1988-03-18 1989-06-27 Navistar International Transportation Corp. Semi-floating differential pinion gear and lubrication thereof
US8388486B2 (en) 2009-08-11 2013-03-05 Magna Powertrain Of America, Inc. AWD vehicle with active disconnect coupling having multi-stage ball ramp
DE102011086376B4 (de) 2011-11-15 2015-05-07 Zf Friedrichshafen Ag Ölzufuhrvorrichtung für eine Lamellenbremse
US20170102065A1 (en) * 2014-03-10 2017-04-13 Honda Motor Co., Ltd. Lubricating structure for differential device
DE102015220446B3 (de) 2015-10-20 2016-12-15 Magna powertrain gmbh & co kg Nasslaufende Kupplungseinheit
EP3354920A1 (de) 2017-01-31 2018-08-01 GKN Driveline Bruneck AG Kupplungsanordnung für einen antriebsstrang und getriebeanordnung mit einer solchen kupplungsanordnung

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