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Title:
CLUTCH DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/046049
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a clutch device (10) comprising a starting clutch (12) for separable torque transmission between a first drive element, in particular an internal combustion engine and an output element, in particular a transmission, and comprising a decoupler (60) for separable torque transmission from a second drive element (62), in particular an electric motor (64) and the output element, in particular the transmission, wherein the starting clutch (18) and the decoupler (60) are designed as wet-running clutches, and a fluid is provided which cooperates with the starting clutch (12) and the decoupler (60) as a coolant, characterised in that the starting clutch and the decoupler (Trennkupplung) are arranged in a wet chamber (80) through which the common fluid can flow.

Inventors:
GRADOLPH CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/DE2017/100696
Publication Date:
March 15, 2018
Filing Date:
August 21, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16D25/08; F16D25/10
Foreign References:
DE102009030135A12010-12-30
FR2871110A12005-12-09
EP1777426A12007-04-25
DE102011117781A12013-05-02
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1 . Kupplungseinrichtung (10) aufweisend eine Anfahrkupplung (12) zur trennbaren Drehmomentübertragung zwischen einem ersten Antriebselement, insbesondere einer

Brennkraftmaschine und einem Abtriebselement, insbesondere einem Getriebe und aufweisend eine Trennkupplung (60) zur trennbaren Drehmomentübertragung von einem zweiten Antriebselement (62), insbesondere einem Elektromotor (64) und dem Abtriebselement, insbesondere dem Getriebe, wobei

die Anfahrkupplung (18) und die Trennkupplung (60) als nasslaufende Kupplungen ausgebildet sind und ein Fluid vorgesehen ist, das mit der Anfahrkupplung (12) und der Trennkupplung (60) als Kühlmedium zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkupplung und die Trennkupplung (Trennkupplung) in einem von dem gemeinsamen Fluid durchströmbaren Nassraum (80) angeordnet sind.

2. Kupplungseinrichtung(10) nach Anspruch 1 , wobei der Nassraum (80) durch ein gemeinsames Gehäuse gebildet wird.

3. Kupplungseinrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anfahrkupplung (12) und/oder die Trennkupplung (60) als Lamellenkupplung ausgebildet ist.

4. Kupplungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Anfahrkupplung (12)und die Trennkupplung (60) parallel zueinander geschaltet sind.

5. Kupplungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Anfahrkupplung (12) und die Trennkupplung (60) seriell zueinander geschaltet sind, womit zur Bewirkung einer Drehmomentübertragung vom ersten Antriebselement zum Abtriebselement sowohl die Anfahrkupplung (12) als auch die Trennkupplung (60) ge- schlössen sind.

6. Kupplungseinrichtung(10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in dem Nassraum (80) ein Drehschwingungsdämpfer (30) und/oder ein

Drehschwingungstilger (50), insbesondere ein Fliehkraftpendel angeordnet ist.

7. Kupplungseinrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anfahrkupplung (12) und die Trennkupplung (60) radial versetzt und/oder axial versetzt angeordnet sind.

8. Kupplungseinrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Teil vom zweiten Antriebselement (62) von dem gemeinsamen Fluid beaufschlagt wird.

9. Kupplungseinrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Betätigung der Anfahrkupplung (12) und/oder der Trennkupplung (60) über eine gehäusefeste Kolben-Zylindereinheit (82), ein Betätigungslager (84) und ein über das Betätigungslager (84) gegenüber der gehäusefesten Kolben-Zylinder-Einheit (82) verdrehbares Betätigungsmittel (86) erfolgt.

10. Kupplungseinrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Anfahrkupplung (16) und die Trennkupplung (60) einen gemeinsamen Lamellenträger aufweisen.

Description:
Kupplunqseinrichtunq

Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Kupplungseinrichtungen bei denen eine Anfahrkupplung zur trennbaren Drehmomentübertragung zwischen einem ersten Antriebselement, wie einer Brennkraftmaschine und einem Abtriebselement, wie einem Getriebe vorgesehen ist, sind allgemein bekannt. Auch sind Trennkupplungen zur trennbaren Drehmomentübertragung von ei- nem zweiten Antriebselemeht, wie einem Elektromotor und dem Getriebe bekannt. Dabei gibt es Kupplungseinrichtungen mit einer Anfahrkupplung und einer Trennkupplung, bei denen die beiden Kupplungen in jeweils getrennten Gehäusen untergebracht sind. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Brauraumbedarf einer derartigen Kupplungseinrichtung zu verringern, insbesondere auch die Herstellungskosten und die Betriebskosten zu verringern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kupplungseinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Entsprechend wird eine Kupplungseinrichtung vorgeschlagen, aufweisend eine Anfahrkupplung zur trennbaren Drehmomentübertragung zwischen einem ersten Antriebselement, insbesondere einer Brennkraftmaschine und einem Abtriebselement, insbesondere einem Getriebe und aufweisend eine Trennkupplung zur trennbaren Drehmomentübertragung von einem zweiten Antriebselement, insbesondere einem Elektromotor und dem Abtriebselement, insbesondere dem Getriebe, wobei die Anfahrkupplung und die Trennkupplung als nasslaufende Kupplungen ausgebildet sind und ein Fluid vorgesehen ist, das mit der Anfahrkupplung und der Trennkupplung als Kühlmedium zusammenwirkt, wobei die Anfahrkupplung und die Trennkupplung in einem von dem gemeinsamen Fluid durchströmbaren Nassraum angeordnet sind.

Dadurch kann insbesondere der Brauraumbedarf einer derartigen Kupplungseinrich- tung verringert werden, insbesondere auch die Herstellungskosten und die Betriebskosten verringert werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Nassraum durch ein gemeinsames Gehäuse gebildet wird.

Eine besonders spezielle Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Anfahrkupplung und/oder die Trennkupplung als Lamellenkupplung ausgebildet ist.

Eine weitere, spezielle Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Anfahrkupplung und die Trennkupplung parallel zueinander geschaltet sind.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Anfahrkupplung und die Trennkupplung seriell zueinander geschaltet sind, womit zur Bewirkung einer Drehmomentübertragung vom ersten Antriebselement zum Abtriebselement sowohl die Anfahrkupplung als auch die Trennkupplung geschlossen sind. Eine bevorzugte spezielle Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Nassraum ein Drehschwingungsdämpfer und/oder ein Drehschwingungstilger, insbesondere ein Fliehkraftpendel angeordnet ist. Dabei kann der Drehschwingungsdämpfer als einstufiger oder mehrstufiger Drehschwingungsdämpfer mit einer ersten Dämpferstufe und einer zweiten Dämpferstufe, insbesondere auch noch mit weiteren Dämpferstufen ausgebildet sein. Auch können weitere Fliehkraftpendel angeordnet sein. Insbesondere sind bei Anordnung mehrerer Fliehkraftpendel diese an einem gemeinsamen Bauteil oder an unterschiedlichen Bauteilen der Kupplungseinrichtung, insbesondere an unterschiedlichen Bauteilen des Drehschwingungsdämpfers angeordnet.

Bei Anordnung mehrerer Fliehkraftpendel können diese auf unterschiedliche Anregungsordnungen abgestimmt sein. Es kann vorgesehen sein, die Trägheitsmasse des zweiten Antriebselement, insbesondere den Rotor des Elektromotors als Tilgermasse zu nutzen. Dabei kann diese Trägheitsmässe eine Primärmasse oder eine Sekundärmasse des Drehschwingungs- dämpfers darstellen.

Eine weitere, spezielle Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Anfahrkupplung und die Trennkupplung radial versetzt und/oder axial versetzt angeordnet sind.

Eine bevorzugte spezielle Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein Teil vom zweiten Antriebselement von dem gemeinsamen Fluid beaufschlagt wird. Eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Betätigung der Anfahrkupplung und/oder der Trennkupplung über eine gehäusefeste Kolben-Zylindereinheit, ein Betätigungslager und ein über das Betätigungslager gegenüber der gehäusefesten Kolben-Zylinder-Einheit verdrehbares Betätigungsmittel erfolgt.

Eine besonders spezielle Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Anfahrkupplung und die Trennkupplung einen gemeinsamen Lamellenträger aufweisen. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Abbildungen.

Figurenbeschreibung Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen: Figur l : Einen Halbschnitt eines Querschnitts durch eine Kupplungseinrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 2: Eine Übersicht der in den nachfolgenden Figuren 3 bis 7 verwendeten Symbole.

Figur 3: Ein Schemabild einer Kupplungseinrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Figur 4: Ein Schemabild einer Kupplungseinrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 5: Weitere Schemabilder jeweils einer Kupplungseinrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 6: Ein Schemabild einer Kupplungseinrichtung in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 7: Weitere Schemabilder jeweils einer Kupplungseinrichtung in einer weite- ren speziellen Ausführungsform der Erfindung.

Figur 1 zeigt einen Halbschnitt eines Querschnitts durch eine Kupplungseinrichtung (10) in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Kupplungseinrichtung (10) weist eine Anfahrkupplung (12) zur trennbaren Drehmomentübertragung zwi- sehen einem ersten Antriebselement, insbesondere einer Brennkraftmaschine und einem Abtriebselement, insbesondere einem Getriebe auf. Das Antriebselement leitet das Drehmoment über die Antriebswelle (14) in die Kupplungseinrichtung (10) ein. Das Drehmoment wird über die Abtriebswelle (16) aus der Kupplungseinrichtung (10) in ein nachfolgendes Getriebe geleitet.

Die Anfahrkupplung (12) ist als Lamellenkupplung ausgebildet, mit einem mit der Antriebswelle (14) verbundenen Eingangslamellenträger (18) als Kupplungseingang (20), hier ein Aussenlamellenträger der Anfahrkupplung (12). In dem Eingangslamellenträger (18) sind antriebsseitige Lamellen (22) eingehängt, die bei betätigter Anfahrkupplung (12) mit abtriebsseitigen Lamellen (24) in Reibeingriff gebracht werden können. Die abtriebsseitigen Lamellen (24) sind in einem Ausgangslamellenträger (26) als Kupplungsausgang (28), hier ein Innenlamellenträger eingehängt.

Im Kraftfluss zwischen dem Ausgangslamellenträger (26) der Anfahrkupplung ( 2) und der Abtriebswelle (16) ist ein Drehschwingungsdämpfer (30) angeordnet. Dieser weist zwei Dämpferstufen auf. Die erste Dämpferstufe (32) weist ein erstes Dämpfer- eingangsteil (34) und ein erstes Dämpferausgangsteil (36) auf, die über die Wirkung von ersten Energiespeicherelementen (38), hier Schraubenfedern gegeneinander begrenzt verdrehbar sind. Das Dämpfereingangsteil (34) ist mit dem Ausgangslamellenträger (26) der Anfahrkupplung verbunden. Das Dämpferausgangsteil (36) ist mit einem zweiten Dämpfereingangsteil (40) der zweiten Dämpferstufe (42) fest verbunden oder reinteilig mit diesem ausgebildet. Das zweite Dämpfereingangsteil (40) ist über die Wirkung von zweiten Energiespeicherelementen (44), hier Schraubenfedern gegenüber einem zweiten Dämpferausgangsteil (46) begrenzt verdrehbar.

Das zweite Dämpferausgangsteil (46) ist mit der Abtriebswelle (16) fest verbunden. An dem zweiten Dämpfereingansgteil (40) ist ein Schwingungstilger (50), hier ein Flieh 1 kraftpendel (52) angeordnet. Das Fliehkraftpendel (52) weist Pendelmassen (54) auf, die an einem Pendelflansch (36) und gegenüber diesem entlang von Pendelbahnen begrenzt verschwenkbar gelagert sind. Radial versetzt zu den, hier über der Anfahrkupplung (12) ist eine Trennkupplung (60) zur trennbaren Drehmomentübertragung von einehi zweiten Antriebselement (62), hier einem Elektromotor (64) und dem Abtriebselemeht, hier dem Getriebe angeord- net. Die Trennkupplung (60) ist als Lamellenkupplung ausgebildet, mit einem mit dem zweiten Antriebselement (62) verbundenen Eingangslamellenträger (66) als Kupp- lungseingang (68), hier ein Aussenlamellenträger der Trennkupplung. In dem Ein- gängslamellenträger sind antriebsseitige Lamellen (70) eingehängt, die bei betätigter Trennkupplung (60) mit abtriebsseitigen Lamellen (72) in Reibeingriff gebracht werden können. Die abtriebsseitigen Lamellen (72) sind in einem Ausgangslamellentrsger (74) als Kupplungsausgang (76), hier ein Innenlamellenträger eingehängt. Der Außen- lamellenträger (74) ist hier insbesondere einteilig mit dem Eingangslamellenträger (18) der Anfahrkupplung (12) ausgebildet.

Die Anfahrkupplung(12) und die Trennkupplung (60) sind als nasslaufende Kupplungen ausgebildet und hier in einer parallel Anordnung, was bedeutet, dass zur Drehmomentübertragung von dem ersten Antriebselement, insbesondere der Brennkraftmaschine die Trennkupplung (60) nicht zwingend betätigt sein muss.

Dabei ist ein Fluid vorgesehen, das mit der Anfahrkupplung (12) und der Trennkupp- lung (60) als Kühlmedium zusammenwirkt. Die Anfahrkupplung (12) und die Trennkupplung (60) sind wiederum in einem von dem gemeinsamen Fluid durchströmbaren Nassraum (80) angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders bauraumoptimale Ausge- staltung der Kupplungseinrichtung (10).

Die Betätigung der Anfahrkupplung (12) und der Trennküpplung (60) erfolgt hier insbesondere jeweils über eine gehäusefeste Kolben-Zylindereinheit (82), ein Betätigungslager (84) und ein über das Betätigungslager (84) gegenüber der gehäusefesten Kolben-Zylinder-Einheit (82) verdrehbares Betätigungsmittel (86). Das Betätigungsmittel (86) ermöglicht eine axiale Kraftbeaufschlagung der Lamellen der jeweiligen Kupplung zur Ermöglichung des Reibeingriff der jeweiligen antriebsseitigen (22, 70) und abtriebsseitigen (24, 72) Lamellen. In Figur 2 ist Übersicht der in den nachfolgenden Figuren 3 bis 7 verwendeten Symbole dargestellt.

Figur 3 zeigt ein Schemabild einer Kupplungseinrichtung (10) in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Kupplungseinrichtung (10) ist hier in paralle- ler Anordnung ausgebildet. Dabei ist der Kupplungsausgang (76) der Trennkupplung (60) mit dem Kupplungsausgang (28) der Anfahrkupplung (12) verbunden. Zwischen dem Kupplungsausgang (28) der Anfahrkupplung (12) und dem Kupplungsausgang (76) der Trennkupplung (60) und dem Abtriebselement, hier dem Getriebe ist ein einstufiger Drehschwingungsdämpfer (30) angeordnet. An dem Dampfereingangsteil (34) dieses Drehschwingungsdämpfers (30) ist ein Fliehkraftpendel (50) angeordnet. Alternativ, oder zusätzlich hierzu kann ein Fliehkraftperidel (50) an dem Dämpferausgangs- teil, (36) dieses Drehschwingungsdämpfers (30) angeordnet sein.

In Figur 4 ist ein Schemabild einer Kupplungseinrichtung (10) in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Kupplungseinrichtung(10) ist hier in paralleler Anordnung ausgebildet. Dabei ist der Kupplungsausgang (76) der Trenn- kupplung (60) mit dem Kupplungseingang (20) der Anfahrkupplung (12) verbunden. Zwischen dem Kupplungsausgang(28) der Anfahrkupplung (12) und dem Abtriebselement, hier dem Getriebe ist ein einstufiger Drehschwingungsdämpfer (30) angeordnet. An dem Dämpfereingangsteil (34) dieses Drehschwingungsdämpfers(30) ist ein Fliehkraftpendel (50) angeordnet. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann ein Flieh- kraftpendel (50) an dem Dämpferausgangsteil (36) dieses Drehschwingungsdämpfers (30) angeordnet sein oder alternativ wiederum zu letzterem oder auch zusätzlich kann ein Fliehkraftpendel (50) an dem Kupplungseingang (20) der Anfahrkupplung (12) o- der dern-Kupplungsausgang (76) der Trennkupplung (60) angeordnet seih. Figur 5 zeigen weitere Schemabilder jeweils einer Kupplungseinrichtung (10) in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Ausführungsformen unterscheiden sich in der Anordnung der Dämpferstufen des Drehschwingungsdämpfers und in der Anordnung des Fliehkraftpendels bzw. der Fliehkraftpendel. In Figur 6 ist ein Schemabild einer Kupplungseinrichtung (10) in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Kupplungseinrichtung (10) ist hier in serieller Anordnung ausgebildet, was bedeutet, dass zür Drehmomentübertra- gung zwischen erstem Antriebselement, hier der Brennkraftmaschine und dem Abtriebselement, hier dem Getriebe sowohl die Anfahrkupplung (12) als auch die Trenn- kupplung (60) betätigt sein müssen. Dabei ist der Kupplungsausgarig (28) der Anfähr- kupplung(12) mit dem 1 Kupplungseingang (68) der Trennkupplung (60) verbunden. Zwischen dem Kupplungsausgang (76) der Trennkupplung (60) und dem Abtrieb- selement, hier dem Getriebe ist ein einstufiger Drehschwingungsdämpfer (30) angeordnet. An dem Dämpfereingangsteil (34) dieses Drehsshwingungsdämpfers (30) ist ein Fliehkraftpendel (50) angeordnet. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann ein Fliehkraftpendel. (50) an dem Dämpferäusgangsteil (36) dieses Drehschwingungsdämpfers (30) angeordnet sein oder alternativ wiederum zu letzterem öder auch zusätzlic kann ein Fliehkraftpendel (50) an dem Kupplungseingang (68) der Trennkupplung (60) oder dem Kupplungsausgang (28) der Anfahrküpplung (12) angeördnet sein.

Figur 7 zeigen weitere Schemabilder jeweils einer Kupplungseinrichtung (10) in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Ausführungsformen unterscheiden sich in der Anordnung der Dämpferstufen des Drehschwingungsdämpfers und in der Anordnung des Fliehkraftpendels bzw. der Fliehkraftpendel.

Bezugszeichenliste Kupplungseinrichtung

Ähfahrkupplung

Antriebswelle

Abtriebswelle

Eingangslamellenträger

Kupplungseingang

Lamellen

abtriebsseitigen Lamelle

Ausgangslamellenträger

Kupplungsausgang

Drehschwingungsdämpfer

Dämpferstlife

Dämpfereingangsteil

Dämpferausgangsteil

Energiespeicherelementen

zweite Dämpfereingangsteil

zweiten Dämpferstufe

zweiten Energiespeicherelelmente

zweiten Dämpferausgangsteil

Drehschwingungstilger

Fliehkraftpendel

Pendelmasse

Pendelflansch

Trennkupplung

Antriebselement

Elektromotor

Eingangslamellenträger

Kupplungseingahg

aritriebsseitge Lamellen

abtriebsseitge Lamellen 74 Ausgangslamellenträger

76 Kupplungsausgang

80. Nassraum

82 olben-Zylinäereinheit

8 Betätigungslager

86 Betätigungsmittel

88 Abtriebselement, insbesondere Getriebe

90 Erstes Antriebselement, insbesondere Brennkraftmaschine




 
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