WO2023030569A1 - Trennkupplung für eine verbrennungskraftmaschine in einem antriebsstrang - Google Patents

Trennkupplung für eine verbrennungskraftmaschine in einem antriebsstrang Download PDF

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WO2023030569A1
WO2023030569A1 PCT/DE2022/100557 DE2022100557W WO2023030569A1 WO 2023030569 A1 WO2023030569 A1 WO 2023030569A1 DE 2022100557 W DE2022100557 W DE 2022100557W WO 2023030569 A1 WO2023030569 A1 WO 2023030569A1
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WO
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separating clutch
combustion engine
torque
transmission
drive train
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PCT/DE2022/100557
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English (en)
French (fr)
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Shia Jiat CHEE
Florian Vogel
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/06—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch
    • F16D25/062—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces
    • F16D25/063—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially
    • F16D25/0635—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch the clutch having friction surfaces with clutch members exclusively moving axially with flat friction surfaces, e.g. discs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/12—Details not specific to one of the before-mentioned types
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/131—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses
    • F16F15/13121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses characterised by clutch arrangements, e.g. for activation; integrated with clutch members, e.g. pressure member

Definitions

  • the invention relates to a separating clutch for an internal combustion engine in a drive train, a drive train with such a separating clutch, and a motor vehicle with such a drive train.
  • Separating clutches are known from the prior art, by means of which the torque transmission between, for example, an internal combustion engine and a transmission can be transmitted by friction, can be controlled by means of a contact pressure with grinding (or slipping) transmission, and can be separated (at least almost completely).
  • separating clutch and the dual-mass flywheel it is desirable for the separating clutch and the dual-mass flywheel to be able to be integrated into the drive train, for example between the internal combustion engine and a transmission, in a space-neutral manner and with as little structural intervention as possible.
  • Previously known designs of separating clutches and dual-mass flywheels are, for example, arranged separately in the torque flow and are also designed wet, which means that the manufacturing and assembly costs are high.
  • the object of the present invention is to at least partially overcome the disadvantages known from the prior art.
  • the features according to the invention result from the independent claim 1, for which advantageous configurations are shown in the dependent claims.
  • the features of the claims can be combined in any technically meaningful way, whereby the explanations from the following description and features from the figures can also be used for this purpose, which include additional configurations of the invention.
  • the invention relates to a dry separating clutch for an internal combustion engine in a drive train, having a separating clutch with at least one friction disk, a counter-plate and a pressure plate.
  • the friction disk is arranged on the input side, and the counterplate and the pressure plate are arranged on the output side and are connected in a torque-proof manner to a transmission input shaft.
  • the separating clutch is actuated hydrostatically by means of a slave system which rotates with the transmission input shaft during operation and which in particular has a pressure chamber which rotates with it and is filled with oil.
  • the slave system communicates with a transmitter system via the transmission input shaft, which is connected during operation, in particular by means of a rotary feedthrough.
  • the dry separating clutch can preferably also have at least one dual-mass flywheel with a primary disk on the engine side and a secondary disk on the transmission side.
  • the friction disc can be arranged radially-inside the secondary disc.
  • the separating clutch proposed here is set up for the separable transmission of a torque about an axis of rotation for use in a drive train.
  • the proposed here clutch includes a Dual mass flywheel with a primary disc on the engine side and a secondary disc on the transmission side. It should be noted that this does not mean that the secondary pulley is directly connected in a torque-transmitting manner to a transmission input shaft. Torque output from an internal combustion engine is made more uniform (as is known, for example) by means of the dual-mass flywheel.
  • the primary disk and/or the secondary disk are formed in the manner of a disk or disk segment, preferably by means of stamping and/or sheet metal forming.
  • the primary disk and the secondary disk each have a predefined mass, with the primary disk and the secondary disk being supported on one another by means of at least one energy storage element, for example an arc spring (preferably rubbing radially on the outside in the circumferential direction) and can thus be rotated relative to one another over a predetermined angle.
  • an energy storage element for example an arc spring (preferably rubbing radially on the outside in the circumferential direction) and can thus be rotated relative to one another over a predetermined angle.
  • the separating clutch includes a friction assembly with at least one friction disk, a counter-plate and a pressure plate, which can be pressed together in a grinding (or slipping) manner with a torque that can be controlled via an axial contact pressure.
  • a plurality of friction discs and also a corresponding number of intermediate plates are provided.
  • the friction pack is formed by a disk pack, at least one disk is suspended in a first disk cage as a friction disc (friction disk) and at least one antagonistic disk is suspended in a second disk cage as a (friction) plate (often referred to as a steel disk).
  • the pressure plate and the counterplate of the friction pack are connected to the transmission input shaft (preferably directly) in a torque-transmitting manner, for example by means of (plug-in) teeth.
  • an actuation device For the axial actuation of the friction pack, an actuation device is provided, with the friction pack being moved from one of the above-mentioned positions (in a normally open configuration open) to the other position (at a normally-open configuration closed).
  • this actuating force for example with the help of an opposing energy storage element, for example leaf springs
  • the friction pack is (passively) returned to the other position.
  • a torque transmission is actively, ie by means of the actuating force, closed for torque transmission and passively opened or kept open to disconnect torque transmission.
  • the relationship between active actuation and torque transfer is reversed.
  • the friction disk is arranged radially inside the secondary disk.
  • a secondary disk with a large diameter can be designed and consequently the mass moment of inertia is increased, whereby torsional vibrations of the upstream internal combustion engine can be damped with reduced use of material (and possibly axial installation space) or with the same use of material a greater mass inertia can be used for damping.
  • a separating clutch with a particularly small diameter is used when using a dual-mass flywheel with a known installation space requirement.
  • the separating clutch can be arranged radially inside the secondary disk of the dual-mass flywheel.
  • the separating clutch can thus be arranged in an axial overlap with at least part of the dual-mass flywheel (preferably at least with the energy storage element), and axial installation space can thus be saved.
  • the friction disk can preferably be connected directly to the secondary disk.
  • the separating clutch corresponds at least with regard to the function of the dual mass flywheel and the separating clutch to the previous description, so that reference is made thereto.
  • the separating clutch is preferably identical to the one mentioned above, ie the separating clutch is arranged radially inside the secondary disk. It is therefore proposed here that the friction disk is connected directly to the secondary disk. It should be noted that a direct connection does not necessarily mean that a one-piece secondary disk is directly connected to the friction disk. In a preferred embodiment, a separate flange is fastened (for example riveted) to the secondary disk and the friction disk is connected directly to this flange in a torque-proof manner.
  • the secondary disk includes a rim with internal teeth, the friction disk having external teeth by means of which the friction disk is connected to the rim of the secondary disk via the internal teeth in a torque-transmitting manner.
  • a rim which extends (for example as a flange) in a predefined length in the axial direction.
  • the rim includes an internal toothing which, in a preferred embodiment, extends over the entire axial extent of the rim.
  • the rim is formed separately from the secondary disk and is connected to it in a torque-proof manner, and preferably also in an axially fixed manner (for example, riveted).
  • the rim is formed in one piece with the secondary disc.
  • the friction disc has a complementary to the internal teeth external teeth.
  • the friction disk can be inserted axially into the rim and is thus connected to the secondary disk in an axially displaceable and torque-proof manner.
  • the friction disk preferably comprises a carrier plate (and preferably a lining spring), on which the friction linings are arranged.
  • This support plate includes the external toothing, which is formed, for example, by means of stamping and/or sheet metal forming.
  • a stamped part can be produced inexpensively, particularly in the case of large quantities, and can be manufactured inexpensively with a sufficiently small tolerance.
  • the separating clutch is designed to be dry and is preferably actuated hydrostatically by means of a slave system that rotates with a transmission input shaft during operation, with the slave system being particularly preferably connected to a transmitter system via the transmission input shaft that is connected during operation .
  • This separating clutch has a dry design.
  • the separating clutch can be arranged outside of the transmission housing and can be manufactured cost-effectively in comparison to a separating clutch of wet design.
  • the coefficient of friction (with sufficient cooling) is within a very narrow tolerance window and the friction torque is almost force-proportional between a separated and a pressed state.
  • the actuating force for compressing the friction assembly can be exerted hydrostatically by means of a slave system that rotates with a transmission input shaft during operation.
  • the slave system comprises a slave chamber and an actuating piston, which in connection with a friction pack is also referred to as a pressure pot (compressed embodiment) or pull pot (pulled embodiment).
  • the separating clutch is normally open. This means that without sufficient actuation pressure in the slave chamber, the pressure plate is free and the friction pack assumes the open position.
  • an energy storage element preferably a leaf spring
  • the actuating piston is always held with a minimum axial preload, with this energy storage element preferably at the same time ensuring a minimum distance between the counterplate and the pressure plate in the open state, at which transmittable torque to a desired (permissible drag torque) is reduced or torque transmission is prevented.
  • the opening axial force of the energy storage element can be overcome by the contact pressure of the slave chamber or the actuating force of the actuating piston, and a predetermined maximum torque can thus be transmitted by means of the friction pack.
  • the separating clutch is designed to be normally closed, so that the friction pack is permanently closed by means of an energy storage element (passively) and a predetermined maximum torque can therefore be transmitted.
  • the pressing axial force of the energy storage element can be overcome by the contact pressure of the slave chamber or the actuating force of the actuating piston and the friction assembly is opened.
  • the slave system is connected in communication with a transmitter system via the transmission input shaft, which is connected during operation.
  • a master system includes a pump (with a control valve) or a master cylinder, the valve or the master cylinder being controllable by means of a control device.
  • the control device is then a clutch pedal in a motor vehicle and/or an electronic signal from a so-called (shift) automatic of an automatic transmission [AMT; Engl .: Automated Manual Transmission] and / or an electronic signal of a controller of a hybrid drive train.
  • the transmission is set up for wet operation (for example with an oil bath and/or oil spray cooling).
  • the waste heat can thus be dissipated efficiently.
  • a dry space and a wet space are formed.
  • the two rooms are separated by a partition wall.
  • the partition wall is part of the gearbox housing.
  • the transmission input shaft and thus the separating clutch are mounted on the transmission side via the partition wall.
  • the lines for the slave system are arranged in the partition wall, for example using fluid from a central pressure system, for example brake fluid or transmission oil.
  • a drive train having at least the following components:
  • the drive train proposed here comprises an internal combustion engine with a combustion engine shaft and a transmission for transmitting torque between the combustion engine shaft and a consumer, for example the drive wheels in a motor vehicle.
  • the torque transmission between the internal combustion engine and the consumer can be separated by means of the separating clutch, which is designed according to an embodiment according to the above description. Rotational irregularities are dampened out at an early stage by means of the dual-mass flywheel located directly on the internal combustion engine.
  • Torque transmission between the consumer and the combustion engine shaft is preferably possible in both directions, for example in a motor vehicle to accelerate the motor vehicle (traction mode) and in the opposite direction (overrun mode), for example to use the engine brake to decelerate the motor vehicle.
  • the drive train is also an electric drive machine with a rotor shaft in the torque flow between the separating clutch and the consumer switched.
  • the separating clutch is open, purely electrical operation of the consumers is made possible.
  • an electric drive machine with a rotor shaft is also connected in the torque flow between the separating clutch and the consumer.
  • the electric drive machine runs wet and is separated from the dry space in which the separating clutch and the dual-mass flywheel are arranged by means of a partition wall, the partition wall preferably being formed by the housing of the transmission.
  • the electric drive machine is integrated in the wet space of the transmission, with one or the counter bearing for the stator of the electric drive machine being formed, for example, by the partition wall.
  • a motor vehicle having a drive train according to an embodiment according to the above description and at least one drive wheel, wherein the at least one drive wheel can be driven by means of the drive train to propel the motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a separating clutch 1 with a dual-mass flywheel 4 which is set up for the separable transmission of torque about an axis of rotation 21 .
  • the present separating clutch 1 is arranged here in use between an internal combustion engine 2 (compare FIG. 2), of which a combustion engine shaft 16 is shown here in detail, and a transmission 17 (compare FIG. 2), of which a transmission input shaft 13 is shown here in detail .
  • the axis of rotation 21 runs horizontally according to the illustration.
  • the separating clutch 1 can also be used in a torque vectoring or torque splitting module of a drive train.
  • the dual-mass flywheel 4 comprises a primary disk 5 on the engine side and a secondary disk 6 on the transmission side, the primary disk 5 and the secondary disk 6 being supported against one another in a torque-transmitting manner by means of an arc spring 22 (here purely optionally set up for radially outward friction).
  • the primary disk 5 is permanently connected to the combustion engine shaft 16 of an internal combustion engine 2 by means of a screw connection in a torque-transmitting manner.
  • the torque input is formed by the primary disk 5, for example in a drive train 3 of a motor vehicle 20 at a so-called traction torque, i.e. a torque output from the internal combustion engine 2.
  • the torque can then be output or passed on accordingly by the secondary disk 6.
  • a reverse torque curve (a so-called overrun torque in motor vehicle 20 ) can preferably also be transmitted, with a torque on the transmission side then being absorbed by secondary disk 6 .
  • the secondary disk 6 now has a ring 10 extending axially toward the transmission 17 radially on the inside.
  • the rim 10 is separate in this embodiment formed and, purely optionally, connected to the secondary disk 6 in a torque-proof manner by means of a riveted connection.
  • the rim 10 includes an internal toothing 11 which is provided purely optionally over the entire axial extension of the rim 10 .
  • a friction disk 7 with an external toothing 12 (complementary to the internal toothing 11) is accommodated (axially displaceable) in a torque-transmitting manner.
  • the friction disk 7 is arranged radially inside the secondary disk 6 and is connected to it in a torque-proof manner.
  • the friction disk 7 is part of the friction pack 23 of the separating clutch 1, the friction disk 7 having a first friction lining 24 on the motor side (on the left as shown) and a second friction lining 25 axially opposite, ie on the transmission side.
  • the friction disk 7 with the two friction linings 24 , 25 is arranged axially between a counterplate 8 and a pressure plate 9 .
  • the friction pack 23 has a plurality of friction discs 7 or is designed as a disk friction pack.
  • the counterplate 8, the friction disk 7 and the pressure plate 9 can be axially pressed by means of an axial stroke (here purely optionally an actuating piston 26) between a pressed (torque-transmitting) and a separate position.
  • the counter plate 8 and the pressure plate 9 are connected torque-proof to the transmission input shaft 13, here by means of splines 27.
  • the torque can be transmitted from the combustion engine shaft 16 via the dual-mass flywheel 4 and the separating clutch 1 to the transmission input shaft 13, and vice versa from the transmission input shaft 13 to the combustion engine shaft 16.
  • a (purely optional hydrostatic) actuating device is provided for compressing the friction pack 23, here formed by a co-rotating slave system 14 with a slave chamber 28 and an actuating piston 26.
  • the slave chamber 28 is purely optional via a (third) pressure line 29 from the inside the transmission input shaft 13 (second pressure line 30) fed, which in turn (purely optional) from a (first) pressure line 31 in the partition wall 32 shown here communicating with a external encoder system 15 is connected.
  • the slave chamber 28 forms a pressure chamber which rotates with the transmission input shaft 13 and is filled with oil in order to actuate the dry clutch 1, ie to engage or disengage it.
  • an axial actuating force 33 is generated via the actuating piston 26 .
  • the actuating piston 26 is thus displaced (towards the left axially according to the illustration) towards the friction assembly 23, which is compressed as a result. If the axial actuating force 33 fails to appear or is too low, the friction pack 23 is (passively) separated, with a restoring force 35 generated by means of a restoring spring (formed here by a leaf spring 34) moving the pressure plate 9 axially away from the friction disc 7 or holding it in the separated position.
  • a (purely optional) compensation spring 36 is provided here, which is set up to counteract (as proportionally as possible) an axial force resulting from a centrifugal force.
  • the compensation spring 36 is preferably designed in the manner of a cup spring and is arranged radially outside the pressure chamber.
  • the present separating clutch 1 is designed to be dry.
  • the separating clutch 1 can be arranged outside the transmission housing (in a dry space 37 or outside) and requires little maintenance in comparison to a wet separating clutch 1.
  • the partition wall 32 is provided, with the transmission input shaft 13 being supported purely optionally by the partition wall 32 by means of a shaft bearing 39 .
  • a radial shaft sealing ring 40 is provided between the partition wall 32 and the transmission input shaft 13 towards the dry space 37 .
  • a motor vehicle 20 is shown schematically with a drive train 3 in a plan view, wherein in a transverse front arrangement, a first engine 2, such as an internal combustion engine 2, with its Combustion engine shaft 16 and, purely optionally, a second drive machine 41, for example an electric drive machine 41, with a rotor shaft 42 along the motor axis 43 and transversely to the longitudinal axis 44 and in front of the driver's cab 45 of the motor vehicle 20 are arranged.
  • a hybrid drive The electric drive machine 41 is arranged here coaxially to a separating clutch 1 according to FIG.
  • the drive train 3 is set up to propel the motor vehicle 20 by driving a left driving wheel 18 and a right driving wheel 19 (here optionally the front axle of the motor vehicle 20) by means of a torque output from at least one of the drive machines 2.41.
  • the torque transmission from the internal combustion engine 2 and from the electric drive machine 41 can be interrupted by means of the separating clutch 1 and by means of the dual-mass flywheel 4 rotational irregularities of the internal combustion engine 2 are reduced early in the drive train 3 .
  • the rotor shaft 42 is permanently connected (or can be separated with a further torque coupling, not shown) to a transmission 17, which is designed, for example, as a belt transmission with an infinitely variable transmission ratio.
  • a master system 15, for example a clutch pedal in the driver's cab 45 with a master cylinder, is provided for the purely optional hydraulic actuation of the separating clutch 1, with the
  • Transmitter system 15 is connected in communication with the receiver system 14 via the transmission input shaft 13, which is connected during operation.
  • the actuation of the separating clutch 1 is often subject to regulation of an automatic transmission [AMT; Engl .: Automated Manual Transmission] and / or a hybrid drive train, for example, the carbon dioxide emissions are in the foreground.
  • the previous exemplary embodiments relate to a dry separating clutch 1 for an internal combustion engine 2 in a drive train 3, with at least one friction disk 7, a counter-plate 8 and a pressure plate 9, with the friction disk 7 being arranged on the input side, and with the counter-plate 8 and the pressure plate 9 being arranged on the output side and are non-rotatably connected to a transmission input shaft 13, the separating clutch 1 hydrostatically by means of a co-rotating during operation with the transmission input shaft 13 Slave system 14, which in particular has an oil-filled, co-rotating pressure chamber, is actuated, the slave system 14 being connected in communication with a transmitter system 15 via the transmission input shaft 13, which is connected during operation, in particular by means of a rotary feedthrough.
  • the separating clutch proposed here is particularly compact, easy to assemble and inexpensive to manufacture.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine trockene Trennkupplung (1 ) für eine Verbrennungskraftmaschine (2) in einem Antriebsstrang (3), mit zumindest einer Reibscheibe (7), einer Gegenplatte (8) und einer Anpressplatte (9), wobei die Reibscheibe (7) eingangsseitig angeordnet ist, und wobei die Gegenplatte (8) und die Anpressplatte (9) ausgangsseitig angeordnet sind und drehfest mit einer Getriebeeingangswelle (13) verbunden sind, wobei die Trennkupplung (1 ) hydrostatisch mittels eines im Betrieb mit der Getriebeeingangswelle (13) mitrotierenden Nehmersystems (14), das insbesondere einen mit Öl gefüllten, mitrotierenden Druckraum aufweist, betätigt ist, wobei das Nehmersystem (14) über die im Betrieb, insbesondere mittels einer Drehdurchführung, verbundene Getriebeeingangswelle (13) mit einem Gebersystem (15) kommunizierend verbunden ist.

Description

Trennkupplung für eine Verbrennunqskraftmaschine in einem Antriebsstranq
Die Erfindung betrifft eine Trennkupplung für eine Verbrennungskraftmaschine in einem Antriebsstrang, einen Antriebsstrang mit einer solchen Trennkupplung, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang.
Aus dem Stand der Technik sind Trennkupplungen bekannt, mittels welcher die Drehmomentübertragung zwischen beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine und einem Getriebe reibschlüssig übertragbar, mittels eines Anpressdrucks mit schleifender (oder schlupfender) Übertragung steuerbar, sowie (zumindest nahezu vollständig) trennbar ist. Darüber hinaus ist es bekannt in einem Antriebsstrang mit einer Verbrennungskraftmaschine ein Zweimassenschwungrad zur Dämpfung beziehungsweise zur Vergleichmäßigung von Drehungleichförmigkeiten möglichst vorzusehen, wobei das Zweimassenschwungrad möglichst nah an der Verbrennungskraftmaschine anzuordnen ist.
Es ist erwünscht, dass die Trennkupplung und das Zweimassenschwungrad bauraumneutral und mit möglichst geringem konstruktiven Eingriff in den Antriebsstrang, beispielsweise zwischen der Verbrennungskraftmaschine und einem Getriebe, integrierbar sind. Bisherige bekannte Bauformen von Trennkupplungen und Zweimassenschwungrädern sind beispielsweise separat im Drehmomentfluss angeordnet und zudem nass ausgeführt, wodurch der Fertigungsaufwand und Montageaufwand hoch sind.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus dem unabhängigen Anspruch 1 , zu dem vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen. Die Erfindung betrifft eine trockene Trennkupplung für eine Verbrennungskraftmaschine in einem Antriebsstrang, aufweisend eine Trennkupplung mit zumindest einer Reibscheibe, einer Gegenplatte und einer Anpressplatte.
Die Reibscheibe ist eingangsseitig angeordnet, und die Gegenplatte und die Anpressplatte sind ausgangsseitig angeordnet und drehfest mit einer Getriebeeingangswelle verbunden. Die Trennkupplung ist hydrostatisch mittels eines im Betrieb mit der Getriebeeingangswelle mitrotierenden Nehmersystems, das insbesondere einen mit Öl gefüllten, mitrotierenden Druckraum aufweist, betätigt. Das Nehmersystem ist über die im Betrieb, insbesondere mittels einer Drehdurchführung, verbundene Getriebeeingangswelle mit einem Gebersystem kommunizierend verbunden.
Vorzugsweise kann die trockene Trennkupplung ferner zumindest ein Zweimassenschwungrad mit einer motorseitigen Primärscheibe und einer getriebeseitigen Sekundärscheibe aufweisen.
Vorzugsweise kann die Reibscheibe radial-innerhalb der Sekundärscheibe angeordnet sein.
Es wird im Folgenden auf die genannte Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.
Die hier vorgeschlagene Trennkupplung ist zum trennbaren Übertragen eines Drehmoments um eine Rotationsachse für den Einsatz in einem Antriebsstrang eingerichtet. Die hier vorgeschlagene Trennkupplung umfasst ein Zweimassenschwungrad mit einer motorseitigen Primärscheibe und einer getriebeseitigen Sekundärscheibe. Es sei darauf hingewiesen, dass dies nicht bedeutet, dass die Sekundärscheibe unmittelbar mit einer Getriebeeingangswelle drehmomentübertragend verbunden ist. Mittels des Zweimassenschwungrads ist (wie beispielsweise vorbekannt) eine Drehmomentabgabe einer Verbrennungskraftmaschine vergleichmäßigt.
Die Primärscheibe und/oder die Sekundärscheibe sind Scheiben-artig oder Scheibensegment-artig gebildet, bevorzugt mittels Stanzen und/oder Blechumformung. Die Primärscheibe und die Sekundärscheibe weisen jeweils eine vordefinierte Masse auf, wobei die Primärscheibe und die Sekundärscheibe mittels zumindest eines Energiespeicherelements, beispielsweise einer (bevorzugt in Umfangsrichtung radial-außenseitig reibenden) Bogenfeder, aneinander abgestützt und so über einen vorbestimmten Winkel gegeneinander verdrehbar sind.
Die Trennkupplung umfasst ein Reibpaket mit zumindest einer Reibscheibe, einer Gegenplatte und einer Anpressplatte, welche schleifend (oder schlupfend) mit einem über einen axialen Anpressdruck steuerbaren Drehmoment miteinander verpressbar sind. In einer Ausführungsform sind eine Mehrzahl von Reibscheiben und zudem eine korrespondierende Anzahl von Zwischenplatten vorgesehen. In einer Ausführungsform ist das Reibpaket von einem Lamellenpaket gebildet, zumindest eine Lamelle ist in einem ersten Lamellenkorb als Reibscheibe (Reiblamelle) aufgehängt und zumindest eine antagonistische Lamelle ist in einem zweiten Lamellenkorb als (Reib-) Platte (oftmals als Stahllamelle bezeichnet) aufgehängt. Für die geforderte Drehmomentübertragung sind die Anpressplatte und die Gegenplatte des Reibpakets mit der Getriebeeingangswelle (bevorzugt unmittelbar) drehmomentübertragend verbunden, beispielsweise mittels einer (Steck-) Verzahnung.
Zum axialen Betätigen des Reibpakets ist eine Betätigungseinrichtung vorgesehen, wobei mittels einer Betätigungskraft das Reibpaket von einer der oben genannten Stellungen (bei einer normal-offenen Konfiguration offen) in die andere Stellung (bei einer normal-offenen Konfiguration geschlossen) überführbar ist. Bei Ausbleiben dieser Betätigungskraft, beispielsweise mithilfe eines entgegengerichteten Energiespeicherelements, beispielsweise Blattfedern, wird das Reibpaket (passiv) in die jeweils andere Stellung zurückgeführt. Beispielsweise wird eine Drehmomentübertragung aktiv, also mittels der Betätigungskraft, für eine Drehmomentübertragung geschlossen und zum Trennen einer Drehmomentübertragung passiv geöffnet beziehungsweise offengehalten. In einer alternativen Ausführungsform ist der Zusammenhang zwischen dem aktiven Betätigen und der Drehmomentübertragung umgekehrt.
Hier ist nun vorgeschlagen, dass die Reibscheibe radial-innerhalb der Sekundärscheibe angeordnet ist. Somit ist eine Sekundärscheibe mit einem großen Durchmesser ausführbar und folglich das Massenträgheitsmoment erhöht, wodurch Drehschwingungen der vorgeschalteten Verbrennungskraftmaschine mit verringertem Materialeinsatz (und gegebenenfalls axialem Bauraum) dämpfbar sind oder mit gleichem Materialeinsatz eine größere Massenträgheit zur Dämpfung einsetzbar ist. Alternativ ist eine Trennkupplung mit besonders geringem Durchmesser eingesetzt bei Einsatz eines Zweimassenschwungrads mit vorbekannter Bauraumforderung. Für beide Ausführungsformen gilt, dass die Trennkupplung radial-innerhalb der Sekundärscheibe des Zweimassenschwungrads anordenbar ist. Damit ist die Trennkupplung in axialer Überlappung mit zumindest einem Teil des Zweimassenschwungrads (bevorzugt zumindest mit dem Energiespeicherelement) anordenbar und damit ist axialer Bauraum einsparbar.
Vorzugsweise kann die Reibscheibe unmittelbar mit der Sekundärscheibe verbunden sein.
Die Trennkupplung entspricht zumindest in Hinsicht auf die Funktion des Zweimassenschwungrads und der Trennkupplung der vorhergehenden Beschreibung, sodass insoweit darauf verwiesen wird. Bevorzugt ist die Trennkupplung mit der oben genannten identisch, also die Trennkupplung radialinnerhalb der Sekundärscheibe angeordnet. Hier ist also vorgeschlagen, dass die Reibscheibe unmittelbar mit der Sekundärscheibe verbunden ist. Es sei darauf hingewiesen, dass eine unmittelbare Anbindung nicht zwangsläufig bedeutet, dass eine einstückige Sekundärscheibe unmittelbar mit der Reibscheibe verbunden ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist an der Sekundärscheibe ein separater Flansch befestigt (beispielsweise genietet) und die Reibscheibe ist unmittelbar mit diesem Flansch drehmomentfest verbunden.
Indem die Reibscheibe mit der Sekundärscheibe unmittelbar verbunden ist, ist auf ein Zwischenbauteil (beispielsweise ein mitrotierendes Kupplungsgehäuse) verzichtet und damit die getriebeseitige mitrotierende Masse und der Materialaufwand reduziert. Zudem ist damit (vor allem axialer) Bauraum einsparbar, vor allem wenn die Gegenplatte (bevorzugt bei einer gedrückten Ausführungsform) oder die Anpressplatte (bevorzugt bei einer gezogenen Ausführungsform) in axialer Überlappung mit zumindest einem Teil des Zweimassenschwungrads (bevorzugt zumindest mit dem Energiespeicherelement) angeordnet ist.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Trennkupplung vorgeschlagen, dass von der Sekundärscheibe ein Kranz mit einer Innenverzahnung umfasst ist, wobei die Reibscheibe eine Außenverzahnung umfasst, mittels welcher die Reibscheibe über die Innenverzahnung mit dem Kranz der Sekundärscheibe drehmomentübertragend verbunden ist.
Bei dieser Ausführungsform ist ein Kranz vorgesehen, welcher sich (beispielsweise als Flansch) in vordefinierte Länge in axialer Richtung erstreckt. Der Kranz umfasst eine Innenverzahnung, welche sich in einer bevorzugten Ausführungsform über die gesamte axiale Erstreckung des Kranzes erstreckt. In einer Ausführungsform ist der Kranz separat von der Sekundärscheibe gebildet und mit dieser drehmomentfest, und bevorzugt zudem axial-fest (beispielsweise vernietet), verbunden. In einer anderen Ausführungsform ist der Kranz einstückig von der Sekundärscheibe gebildet. Die Reibscheibe weist eine zu der Innenverzahnung komplementäre Außenverzahnung auf. Die Reibscheibe ist in einer Ausführungsform axial in den Kranz einführbar und so axial verschiebbar drehmomentfest mit der Sekundärscheibe verbunden. Die Reibscheibe umfasst bevorzugt ein Trägerblech (und bevorzugt eine Belagfederung), auf welcher die Reibbeläge angeordnet sind. Dieses Trägerblech umfasst die Außenverzahnung, welche beispielsweise mittels Stanzen und/oder Blechumformung gebildet ist. Ein Stanzteil ist besonders bei großen Stückzahlen kostengünstig in der Fertigung und kostengünstig mit einer ausreichend geringen Toleranz fertigbar.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Trennkupplung vorgeschlagen, dass die Trennkupplung trocken ausgeführt ist, und bevorzugt hydrostatisch mittels eines im Betrieb mit einer Getriebeeingangswelle mitrotierenden Nehmersystems betätigt ist, wobei besonders bevorzugt das Nehmersystem über die im Betrieb verbundene Getriebeeingangswelle mit einem Gebersystem kommunizierend verbunden ist.
Die vorliegende Trennkupplung ist trocken ausgeführt. Somit ist die Trennkupplung außerhalb des Getriebegehäuses anordenbar und kostengünstig im Vergleich zu einer nass ausgeführten Trennkupplung fertigbar. Damit ist zudem der Reibkoeffizient (bei ausreichender Kühlung) in einem sehr engen Toleranzfenster und das Reibmoment nahezu kraft-proportional zwischen einem getrennten und einem verpressten Zustand. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Betätigungskraft zum Verpressen des Reibpakets hydrostatisch mittels eines im Betrieb mit einer Getriebeeingangswelle mitrotierenden Nehmersystems ausübbar. Das Nehmersystem umfasst dazu eine Nehmerkammer und einen Betätigungskolben, welcher im Zusammenhang mit einem Reibpaket auch als Drucktopf (gedrückte Ausführungsform) beziehungsweise Zugtopf (gezogene Ausführungsform) bezeichnet wird.
In einer Ausführungsform ist die Trennkupplung normal-offen ausgeführt. Das heißt, dass ohne ausreichenden Betätigungsdruck in der Nehmerkammer die Anpressplatte frei ist und das Reibpaket die geöffnete Stellung einnimmt. Beispielsweise ist zusätzlich ein Energiespeicherelement (bevorzugt eine Blattfederung) vorgesehen, mittels welchem der Betätigungskolben stets mit einer minimalen axialen Vorspannung gehalten ist, wobei bevorzugt zugleich von diesem Energiespeicherelement im geöffneten Zustand ein minimaler Abstand zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte sichergestellt ist, bei welchem übertragbares Drehmoment auf ein gewünschtes (zulässiges Schleppmoment) reduziert ist oder eine Drehmomentübertragung unterbunden ist. Die öffnende Axialkraft des Energiespeicherelements ist von dem Anpressdruck der Nehmerkammer beziehungsweise der Betätigungskraft des Betätigungskolbens überwindbar und so ein vorbestimmtes maximales Drehmoment mittels des Reibpakets übertragbar.
In einer anderen Ausführungsform ist die Trennkupplung normal-geschlossen ausgeführt, sodass das Reibpaket mittels eines Energiespeicherelements (passiv) dauerhaft geschlossen ist und somit ein vorbestimmtes maximales Drehmoment übertragbar ist. Von dem Anpressdruck der Nehmerkammer beziehungsweise der Betätigungskraft des Betätigungskolbens ist die verpressende Axialkraft des Energiespeicherelements überwindbar und das Reibpaket wird geöffnet.
Hier ist besonders bevorzugt vorgeschlagen, dass das Nehmersystem über die im Betrieb verbundene Getriebeeingangswelle mit einem Gebersystem kommunizierend verbunden ist. Beispielsweise umfasst ein solches Gebersystem eine Pumpe (mit Steuerventil) oder einen Geberzylinder, wobei das Ventil beziehungsweise der Geberzylinder mittels einer Steuereinrichtung ansteuerbar sind. Beispielsweise ist dann die Steuereinrichtung ein Kupplungspedal in einem Kraftfahrzeug und/oder ein elektronisches Signal von einer sogenannten (Schalt-) Automatik eines Automatikgetriebes [AMT; engl.: Automated Manual Transmission] und/oder ein elektronisches Signal einer Steuerung eines Hybridantriebsstrangs.
Das Getriebe ist in einer bevorzugten Ausführungsform für einen nassen Betrieb (beispielsweise mit einem Ölbad und/oder Öl-Spritzkühlung) eingerichtet. Damit ist die Abwärme effizient abführbar. Somit sind also ein trockener Raum und ein nasser Raum gebildet. Die beiden Räume sind mittels einer Trennwand separiert. Beispielsweise ist die Trennwand ein Teil des Gehäuses des Getriebes. In einer Ausführungsform ist über die Trennwand die Getriebeeingangswelle und damit die Trennkupplung getriebeseitig gelagert. In einer bevorzugten Ausführungsform sind in der Trennwand die Leitungen für das Nehmersystem angeordnet, beispielsweise unter Verwendung von Flüssigkeit eines zentralen Drucksystems, beispielsweise Bremsflüssigkeit oder Getriebeöl.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Verbrennerwelle; und
- ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der Verbrennerwelle und einem Verbraucher, wobei ein Drehmoment zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Verbraucher mittels der Trennkupplung nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung trennbar übertragbar ist,
Der hier vorgeschlagene Antriebsstrang umfasst eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Verbrennerwelle und ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der Verbrennerwelle und einem Verbraucher, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug die Vortriebsräder. Mittels der Trennkupplung, welche nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung ausgeführt ist, ist die Drehmomentübertragung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Verbraucher trennbar. Drehungleichförmigkeiten sind mittels des unmittelbar an der Verbrennungskraftmaschine angeordneten Zweimassenschwungrads frühzeitig herausgedämpft. Eine Drehmomentübertragung zwischen dem Verbraucher und der Verbrennerwelle ist bevorzugt in beiden Richtungen möglich, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zum Beschleunigen des Kraftfahrzeugs (Zugbetrieb) und in Gegenrichtung (Schubbetrieb) beispielsweise zum Einsatz der Motorbremse zum Entschleunigen des Kraftfahrzeugs.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Antriebsstrangs ist weiterhin eine elektrische Antriebsmaschine mit einer Rotorwelle in den Drehmomentfluss zwischen die Trennkupplung und den Verbraucher geschaltet. Beispielsweise ist so bei geöffneter Trennkupplung ein rein elektrischer Betrieb der Verbraucher ermöglicht.
In einer Ausführungsform ist weiterhin eine elektrische Antriebsmaschine mit einer Rotorwelle in den Drehmomentfluss zwischen die Trennkupplung und dem Verbraucher geschaltet. In einer Ausführungsform ist die elektrische Antriebsmaschine nasslaufend ausgeführt und mittels einer Trennwand von dem trockenen Raum, in welchem die Trennkupplung und das Zweimassenschwungrad angeordnet sind, abgetrennt, wobei bevorzugt die Trennwand von dem Gehäuse des Getriebes gebildet ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Antriebsmaschine in dem nassen Raum des Getriebes integriert, wobei beispielsweise von der Trennwand ein oder das Gegenlager für den Stator der elektrischen Antriebsmaschine gebildet ist.
Mit dem hier vorgeschlagenen Antriebsstrang, welcher die oben beschriebene Trennkupplung umfasst, ist eine frühzeitige Vergleichmäßigung von Drehungleichförmigkeiten ermöglicht und mittels der Trennkupplung die Drehmomentübertragung zwischen der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe trennbar, wobei der Aufbau einfach und leicht montierbar ist und zugleich ein sehr geringer axialer Bauraum benötigt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend einen Antriebsstrang nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung und zumindest ein Vortriebsrad, wobei zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs das zumindest eine Vortriebsrad mittels des Antriebsstrangs antreibbar ist.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in Fig. 1 : eine Trennkupplung mit einem Zweimassenschwungrad; und
Fig. 2: ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang in einer Draufsicht.
In Fig. 1 ist eine Trennkupplung 1 mit einem Zweimassenschwungrad 4 in einer Schnittansicht gezeigt, welche zur trennbaren Drehmomentübertragung um eine Rotationsachse 21 eingerichtet ist. Die vorliegende Trennkupplung 1 ist hier im Einsatz angeordnet zwischen einer Verbrennungskraftmaschine 2 (vergleiche Fig. 2), von welcher hier ausschnittsweise eine Verbrennerwelle 16 gezeigt ist, und einem Getriebe 17 (vergleiche Fig. 2), von welchem hier ausschnittsweise eine Getriebeeingangswelle 13 gezeigt ist. Die Rotationsachse 21 verläuft darstellungsgemäß horizontal. Alternativ kann die Trennkupplung 1 auch in einem Torque Vectoring oder Torque Splitting Modul eines Antriebsstrangs zum Einsatz kommen.
Das Zweimassenschwungrad 4 umfasst eine motorseitige Primärscheibe 5 und eine getriebeseitige Sekundärscheibe 6, wobei die Primärscheibe 5 und die Sekundärscheibe 6 drehmomentübertragend mittels einer (hier rein optional zum radial-außen Reiben eingerichteten) Bogenfeder 22 gegeneinander abgestützt sind. Die Primärscheibe 5 ist in der gezeigten Ausführungsform dauerhaft drehmomentübertragend mittels einer Verschraubung mit der Verbrennerwelle 16 einer Verbrennungskraftmaschine 2 verbunden. So ist von der Primärscheibe 5 in einem Hauptzustand der Drehmomenteingang gebildet, beispielsweise in einem Antriebsstrang 3 eines Kraftfahrzeugs 20 bei einem sogenannten Zugmoment, also einer Drehmomentabgabe von der Verbrennungskraftmaschine 2. Von der Sekundärscheibe 6 ist dann entsprechend das Drehmoment abgebbar beziehungsweise weitergebbar. Bevorzugt ist aber auch ein umgekehrter Drehmomentverlauf (im Kraftfahrzeug 20 ein sogenanntes Schubmoment) übertragbar, wobei von der Sekundärscheibe 6 dann ein getriebeseitiges Drehmoment aufgenommen wird.
Hier weist nun die Sekundärscheibe 6 radial-innen einen sich axial zum Getriebe 17 hin erstreckenden Kranz 10 auf. Der Kranz 10 ist in dieser Ausführungsform separat gebildet und rein optional mittels Nietverbindung drehmomentfest mit der Sekundärscheibe 6 verbunden. Der Kranz 10 umfasst eine Innenverzahnung 11, welche rein optional über die gesamte axiale Erstreckung des Kranzes 10 vorgesehen ist. In der Innenverzahnung 11 des Kranzes 10 ist eine Reibscheibe 7 mit einer (zu der Innenverzahnung 11 komplementären) Außenverzahnung 12 (axial verschiebbar) drehmomentübertragend aufgenommen. Die Reibscheibe 7 ist radialinnerhalb der Sekundärscheibe 6 angeordnet und drehmomentfest mit dieser verbunden.
Die Reibscheibe 7 ist Teil des Reibpakets 23 der Trennkupplung 1, wobei die Reibscheibe 7 motorseitig (darstellungsgemäß links) einen ersten Reibbelag 24 und axial gegenüberliegend, also getriebeseitig, einen zweiten Reibbelag 25 aufweist. Die Reibscheibe 7 mit den beiden Reibbelägen 24,25 ist axial zwischen einer Gegenplatte 8 und einer Anpressplatte 9 angeordnet. In einer Alternative weist das Reibpaket 23 mehrere Reibscheiben 7 auf oder ist als Lamellenreibpaket ausgeführt. Die Gegenplatte 8, die Reibscheibe 7 und die Anpressplatte 9 sind mittels eines axialen Hubs (hier rein optional eines Betätigungskolbens 26) zwischen einer verpressten (drehmomentübertragenden) und einer getrennten Stellung schaltbar axial verpressbar. Die Gegenplatte 8 und die Anpressplatte 9 sind mit der Getriebeeingangswelle 13 drehmomentfest verbunden, hier mittels einer Steckverzahnung 27. Im verpressten Zustand des Reibpakets 23 ist das Drehmoment von der Verbrennerwelle 16 über das Zweimassenschwungrad 4 und der Trennkupplung 1 auf die Getriebeeingangswelle 13 übertragbar, sowie umgekehrt von der Getriebeeingangswelle 13 auf die Verbrennerwelle 16.
Zum Verpressen des Reibpakets 23 ist eine (rein optional hydrostatische) Betätigungseinrichtung vorgesehen, hier rein optional gebildet von einem mitrotierenden Nehmersystem 14 mit einer Nehmerkammer 28 und einem Betätigungskolben 26. Dabei ist die Nehmerkammer 28 rein optional über eine (dritte) Druckleitung 29 aus dem Inneren der Getriebeeingangswelle 13 (zweite Druckleitung 30) gespeist, welche hier wiederum (rein optional) von einer (ersten) Druckleitung 31 in der hier gezeigten Trennwand 32 kommunizierend mit einem externen Gebersystem 15 verbunden ist. Die Nehmerkammer 28 bildet hierbei einen mit der Getriebeeingangswelle 13 mitrotierenden Druckraum, der mit Öl gefüllt ist, um, um die trockene Trennkupplung 1 zu betätigen, d.h. einzurücken bzw. auszurücken.
Bei Erhöhung des Drucks, beispielsweise mittels des Gebersystems 15 (vergleiche Fig. 2), wird über den Betätigungskolben 26 eine axiale Betätigungskraft 33 erzeugt. Der Betätigungskolben 26 verschiebt sich also (darstellungsgemäß nach axial links) hin zu dem Reibpaket 23, welches infolgedessen verpresst wird. Bei Ausbleiben der beziehungsweise zu geringer axialer Betätigungskraft 33 wird das Reibpaket 23 (passiv) getrennt, wobei eine mittels einer Rückstellfeder (hier von einer Blattfederung 34 gebildet) erzeugte Rückstellkraft 35 die Anpressplatte 9 axial von der Reibscheibe 7 wegbewegt beziehungsweise in der getrennten Stellung hält. Weil das hier gezeigte Nehmersystem 14 mitrotierend ausgeführt ist, ist hier eine (rein optionale) Kompensationsfeder 36 vorgesehen, welche einer aus einer Fliehkraft resultierenden Axialkraft (möglichst proportional) antagonistisch entgegenwirkend eingerichtet ist. Vorzugsweise ist die Kompensationsfeder 36 tellerfederartig ausgebildet und radial-außerhalb des Druckraums angeordnet.
Die vorliegende Trennkupplung 1 ist trocken ausgeführt. Somit ist die Trennkupplung 1 außerhalb des Getriebegehäuses (in einem trockenen Raum 37 beziehungsweise draußen) anordbar und wartungsarm im Vergleich zu einer nass ausgeführten Trennkupplung 1. Für die Separierung von einem nassen (Betriebs-) Raum 38 für das Getriebe 17 (vergleiche Fig. 2), ist die Trennwand 32 vorgesehen, wobei rein optional von der Trennwand 32 mittels eines Wellenlagers 39 die Getriebeeingangswelle 13 abgestützt ist. Hin zu dem trockenen Raum 37 ist zwischen der Trennwand 32 und der Getriebeeingangswelle 13 ein Radialwellendichtring 40 vorgesehen.
In Fig. 2 ist ein Kraftfahrzeug 20 mit einem Antriebsstrang 3 in einer Draufsicht schematisch gezeigt, wobei in einer Quer-Front-Anordnung eine erste Antriebsmaschine 2, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine 2, mit ihrer Verbrennerwelle 16 und rein optional eine zweite Antriebsmaschine 41, beispielsweise eine elektrische Antriebsmaschine 41, mit einer Rotorwelle 42 entlang der Motorachse 43 und quer zu der Längsachse 44 und vor der Fahrerkabine 45 des Kraftfahrzeugs 20 angeordnet sind. Dieses Konzept wird als Hybridantrieb bezeichnet. Die elektrische Antriebsmaschine 41 ist hier koaxial zu einer Trennkupplung 1 gemäß Fig. 1 angeordnet. Der Antriebsstrang 3 ist zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs 20 mittels Antreiben eines linken Vortriebsrads 18 und eines rechten Vortriebsrads 19 (hier optional der Vorderachse des Kraftfahrzeugs 20) mittels einer Drehmomentabgabe von zumindest einer der Antriebsmaschinen 2,41 eingerichtet. Die Drehmomentübertragung von der Verbrennungskraftmaschine 2 und von der elektrischen Antriebsmaschine 41 ist mittels der Trennkupplung 1 unterbrechbar und mittels des Zweimassenschwungrads 4 sind Drehungleichförmigkeiten der Verbrennungskraftmaschine 2 frühzeitig im Antriebsstrang 3 reduziert. Die Rotorwelle 42 ist dauerhaft (oder mit einer weiteren nicht dargestellten Drehmomentkupplung trennbar) mit einem Getriebe 17 verbunden, welches beispielsweise als stufenlos veränderbar übersetzendes Umschlingungsgetriebe ausgeführt ist. Für die rein optional hydraulische Betätigung der Trennkupplung 1 ist ein Gebersystem 15, beispielsweise ein Kupplungspedal in der Fahrerkabine 45 mit einem Geberzylinder vorgesehen, wobei das
Gebersystem 15 über die im Betrieb verbundene Getriebeeingangswelle 13 mit dem Nehmersystem 14 kommunizierend verbunden ist. Oftmals unterliegt die Betätigung der Trennkupplung 1 einer Regelung eines Automatikgetriebes [AMT; engl.: Automated Manual Transmission] und/oder eines Hybridantriebsstrangs, wobei beispielsweise die Kohlenstoffdioxid-Emission im Vordergrund steht.
Die vorangegangenen Ausführungsbeispiele betreffen eine trockene Trennkupplung 1 für eine Verbrennungskraftmaschine 2 in einem Antriebsstrang 3, mit zumindest einer Reibscheibe 7, einer Gegenplatte 8 und einer Anpressplatte 9, wobei die Reibscheibe 7 eingangsseitig angeordnet ist, und wobei die Gegenplatte 8 und die Anpressplatte 9 ausgangsseitig angeordnet sind und drehfest mit einer Getriebeeingangswelle 13 verbunden sind, wobei die Trennkupplung 1 hydrostatisch mittels eines im Betrieb mit der Getriebeeingangswelle 13 mitrotierenden Nehmersystems 14, das insbesondere einen mit Öl gefüllten, mitrotierenden Druckraum aufweist, betätigt ist, wobei das Nehmersystem 14 über die im Betrieb, insbesondere mittels einer Drehdurchführung, verbundene Getriebeeingangswelle 13 mit einem Gebersystem 15 kommunizierend verbunden ist. Die hier vorgeschlagene Trennkupplung ist besonders kompakt, leicht zu montieren und kostengünstig fertigbar.
Bezuqszeichenhste
Trennkupplung 33 Betätigungskraft Verbrennungskraftmaschine 34 Blattfederung Antriebsstrang 35 Rückstellkraft Zweimassenschwungrad 36 Kompensationsfeder Primärscheibe 37 trockener Raum
Sekundärscheibe 38 nasser Raum Reibscheibe 39 Wellenlager
Gegenplatte 40 Radialwellendichtring Anpressplatte 41 elektrische Antriebsmaschine
Kranz 42 Rotorwelle
Innenverzahnung 43 Motorachse Außenverzahnung 44 Längsachse Getriebeeingangswelle 45 Fahrerkabine Nehmersystem
Gebersystem
Verbrennerwelle Getriebe linkes Vortriebsrad rechtes Vortriebsrad
Kraftfahrzeug Rotationsachse
Bogenfeder Reibpaket erster Reibbelag zweiter Reibbelag Betätigungskolben
Steckverzahnung Nehmerkammer dritte Druckleitung (Nehmereingang) zweite Druckleitung (Zentralbohrung) erste Druckleitung (Trennwand) Trennwand

Claims

Patentansprüche Trockene Trennkupplung (1 ) für eine Verbrennungskraftmaschine (2) in einem Antriebsstrang (3), mit zumindest einer Reibscheibe (7), einer Gegenplatte (8) und einer Anpressplatte (9), wobei die Reibscheibe (7) eingangsseitig angeordnet ist, und wobei die Gegenplatte (8) und die Anpressplatte (9) ausgangsseitig angeordnet sind und drehtest mit einer Getriebeeingangswelle (13) verbunden sind, wobei die Trennkupplung (1 ) hydrostatisch mittels eines im Betrieb mit der Getriebeeingangswelle (13) mitrotierenden Nehmersystems (14), das insbesondere einen mit Öl gefüllten, mitrotierenden Druckraum aufweist, betätigt ist, wobei das Nehmersystem (14) über die im Betrieb, insbesondere mittels einer Drehdurchführung, verbundene Getriebeeingangswelle (13) mit einem Gebersystem (15) kommunizierend verbunden ist. Trockene Trennkupplung (1 ) nach Anspruch 1 , wobei eingangsseitig ein Zweimassenschwungrad (4) mit einer motorseitigen Primärscheibe (5) und einer getriebeseitigen Sekundärscheibe (6) vorgesehen ist. Trockene Trennkupplung (1 ) nach Anspruch 2, wobei die Reibscheibe (7) radial-innerhalb der Sekundärscheibe (6) angeordnet ist. Trockene Trennkupplung (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Reibscheibe (7) unmittelbar mit der Sekundärscheibe (6) verbunden ist. Trockene Trennkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei von der Sekundärscheibe (6) ein Kranz (10) mit einer Innenverzahnung (11 ) umfasst ist, wobei die Reibscheibe (7) eine Außenverzahnung (12) umfasst, mittels welcher die Reibscheibe (7) über die Innenverzahnung (11 ) mit dem Kranz (10) der Sekundärscheibe (6) drehmomentübertragend verbunden ist. Trockene Trennkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zum Ausgleich des fliehkraftbedingten Druckanstiegs des Öls im Druckraum eine mechanische Druckausgleichseinrichtung vorgesehen ist. Trockene Trennkupplung (1 ) nach Anspruch 6, wobei die mechanische Druckausgleichseinrichtung eine vorzugsweise tellerfederartige Kompensationsfeder (36) aufweist. Trockene Trennkupplung (1 ) nach Anspruch 7, wobei die Kompensationsfeder (36) radial-außerhalb des Druckraums angeordnet ist. Antriebsstrang (3), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- eine Verbrennungskraftmaschine (2) mit einer Verbrennerwelle (16); und
- ein Getriebe (17) zum Übertragen eines Drehmoments zwischen der Verbrennerwelle (16) und einem Verbraucher (18,19), wobei ein Drehmoment zwischen der Verbrennungskraftmaschine (2) und dem Verbraucher (18,19) mittels der trockenen Trennkupplung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche trennbar übertragbar ist, Kraftfahrzeug (20), aufweisend einen Antriebsstrang (3) nach Anspruch 9 und zumindest ein
Vortriebsrad (18,19), wobei zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs (20) das zumindest eine Vortriebsrad (18,19) mittels des Antriebsstrangs (3) antreibbar ist.
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