Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines

Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, mit drei Kupplungen.

Die Kupplungsanordnung eignet sich insbesondere für eine Hybridantriebseinheit.

Eine Hybridantriebseinheit ist zwischen einem Verbrennungsmotor, einem

Elektromotor und einem Getriebe angeordnet. Die Hybridantriebseinheit umfasst ein Hybridmodul mit einer Kupplungsanordnung, an die der Elektromotor sowie der Verbrennungsmotor angebunden sind. Die Kupplungsanordnung umfasst eine

Dreifachkupplung, bestehend aus einer Doppelkupplung mit zwei Kupplungen sowie aus einer Trennkupplung zur Ankopplung eines Antriebselements, beispielsweise des Verbrennungsmotors.

Derartige Kupplungsanordnungen umfassen aufgrund ihrer Vielzahl von

Komponenten üblicherweise einen entsprechenden Bauraum.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine möglichst kompakte Kupplungsanordnung zu schaffen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Kupplungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.

Die Erfindung betrifft somit eine Kupplungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wobei die Kupplungsanordnung aufweist:

ein Gehäuse, das vorzugsweise einen Nassraum begrenzt, einen zu dem Gehäuse relativ drehbar um eine Drehachse gelagerten Trägerkörper, wobei sich die Drehachse von einer Motorseite zu einer Getriebeseite der

Kupplungsanordnung erstreckt,

vorzugsweise eine zu dem Gehäuse relativ drehbar um die Drehachse gelagerte Eingangswelle,

eine erste Kupplung, die über den Trägerkörper ein drehtest mit der Eingangswelle verbundenes erstes Erstkupplungsbestandteil und ein mit dem ersten

Erstkupplungsbestandteil drehverbindbares zweites Erstkupplungsbestandteil aufweist,

eine zweite Kupplung, die zwei miteinander drehverbindbare

Zweitkupplungsbestandteile aufweist und mit einem ersten Zweitkupplungsbestandteil drehfest an beziehungsweise zu dem zweiten Erstkupplungsbestandteil der ersten Kupplung angeordnet ist, und die mit einem zweiten Zweitkupplungsbestandteil mit einer ersten Abtriebswelle verbindbar ist, und

wobei an der ersten Kupplung und an der zweiten Kupplung ein gemeinsamer

Stützkörper angeordnet ist, der die erste Kupplung und die zweite Kupplung gegen axiale Belastungen entlang der Drehachse widerlagert, wobei die axialen Belastungen der ersten Kupplung von einem getriebeseitigen ersten Drucktopf zur

Kupplungswirkverbindung wirken und die axialen Belastungen der zweiten Kupplung von einem getriebeseitigen zweiten Drucktopf zur Kupplungswirkverbindung wirken.

Die Formulierung Nassraum bedeutet hierbei, dass es sich um eine nasslaufende, also ölgeschmierte Kupplung handelt.

Die Formulierung an beziehungsweise zu zeigt, dass beide Formulierungen

gleichbedeutend zu verstehen sind. Zwar kann optional eine Einteiligkeit der

Komponenten vorgesehen sein, doch ist dies nicht unmittelbar Bestandteil der gewählten Formulierung.

Besonders bevorzugt ist der Stützkörper ein Stützblech.

Zur Betätigung der als Reibungskupplung ausgebildeten Kupplungsanordnung, insbesondere zum Schließen der Reibungskupplung, kann ein hydraulisches Fluid, insbesondere Öl, in eine Druckkammer gepumpt werden, wodurch sich der Druck in der Druckkammer erhöht. Der ansteigende Druck in der Druckkammer kann die Federkraft des außerhalb der Druckkammer an dem Drucktopf angreifenden

Federelements überwinden und den Drucktopf axial verlagern. Der Drucktopf kann dadurch gegen eine Anpressplatte drücken und einen Reibbelag zwischen der von dem Drucktopf axial verlagerten Anpressplatte und einer in axialer Richtung feststehenden Gegenplatte reibschlüssig verpressen, um die Reibungskupplung zu schließen und einen Drehmomentfluss über die Reibungskupplung herzustellen. Die Reibungskupplung kann insbesondere als Lamellenkupplung ausgestaltet sein, bei der mit einem Außenlamellenträger drehfest verbundene aber axial verlagerbare, insbesondere als Reibbeläge oder Stahlplatten ausgestaltete, Außenlamellen und mit einem Innenlamellenträger drehfest verbundene aber axial verlagerbare,

insbesondere als Stahlplatten oder Reibbeläge ausgestaltete, Innenlamellen alternierend hintereinander vorgesehen sind, die zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte reibschlüssig verpresst werden können, um einen Drehmomentfluss zwischen dem Außenlamellenträger und dem Innenlamellenträger herbeizuführen. Im Zugbetrieb kann das in einer Brennkraftmaschine und/oder einer elektrischen

Maschine erzeugte Drehmoment über den Außenlamellenträger eingeleitet und über den Innenlamellenträger, insbesondere an eine Getriebeeingangswelle eines

Kraftfahrzeuggetriebes, ausgeleitet werden oder umgekehrt. Wenn der Druck in der Druckkammer reduziert wird, kann die Federkraft des Federelements den Drucktopf zurück in seine, insbesondere der geöffneten Stellung der Reibungskupplung entsprechenden, axialen Ausgangsstellung zurück verlagert werden, wobei das in der Druckkammer zuvor hineingepumpte hydraulische Fluid zu einem Ausgang verdrängt werden kann. Die Kupplungsbetätigung kann alternativ auch über

Kolbenausrücksysteme erfolgen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplungsanordnung weiterhin aufweist eine dritte Kupplung, die zwei miteinander drehverbindbare Drittkupplungsbestandteile aufweist und mit einem ersten

Drittkupplungsbestandteil drehfest an dem zweiten Erstkupplungsbestandteil der ersten Kupplung angeordnet ist, und die mit einem zweiten Drittkupplungsbestandteil mit einer zweiten Abtriebswelle verbindbar ist. Eine derart ausgebildete Kupplung heißt auch Dreifachkupplung, wobei diese insbesondere eine Trennkupplung, beispielsweise die erste Kupplung, und eine Doppelkupplung, aufweisend die zweite und dritte Kupplung, sein kann. So ist die Erfindung insbesondere vorteilhaft auf eine derart ausgebildete Dreifachkupplung mit einer kompakten Bauform anwendbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Zweitkupplungsbestandteil der zweiten Kupplung und der zweite

Erstkupplungsbestandteil der ersten Kupplung als ein gemeinsamer Lamellenträger ausgebildet sind. Dies erlaubt eine zusätzlich kompakte Bauweise, weil der

Materialeinsatz für zwei verschiedene Komponenten entfällt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Lamellenträger eine Außenverzahnung aufweist zur Aufnahme von innenverzahnten Lamellen, insbesondere innenverzahnten Stahllamellen, der ersten Kupplung und dass der Lamellenträger eine Innenverzahnung aufweist zur Aufnahme von

außenverzahnten Lamellen, insbesondere außenverzahnten Stahllamellen, der zweiten Kupplung. Ein derart ausgeführter Lamellenträger ermöglicht eine kompakte Bauweise wegen der radial doppelseitigen Nutzung der Lamellenträgerflächen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stützkörper derart S-förmig ausgebildet ist, dass sein äußerer zur ersten Kupplung weisender Kragen die erste Kupplung axial widerlagert und dass der zur zweiten Kupplung weisende S-Schlag des Stützkörpers die zweite Kupplung axial widerlagert. Ein derart ausgebildeter Stützkörper ermöglicht eine zuverlässige Abstützung der beiden Kupplungen.

Die Form des Stützkörpers kann durchaus variieren und ist insbesondere von der Lage von Lamellenpakete zueinander und von der Peripherie der ersten und der zweiten Kupplung abhängig.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplungsanordnung einen Sicherungsring aufweist, der entlang der Drehachse koaxial auf der Motorseite des Stützkörpers angeordnet ist und den Stützkörper axial widerlagert, wobei der Sicherungsring insbesondere von einem Lamellenträger entlang der Drehachse, vorzugsweise durch Haltemittel, axial widergelagert ist. Vorteilhafter Weise werden auch über den Sicherungsring sowohl die

Betätigungskräfte der ersten als auch der zweiten Kupplung abgestützt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Lamellenträger am zur Motorseite weisenden, offenen Ende Fingerelemente an einem Fingerkranz aufweist, wobei die Fingerelemente durch wechselwirkend ausgebildete Ausnehmungen am Stützkörper hindurchgreifen, wobei die Fingerelemente

insbesondere radial ersteckende Haltemittel zur axialen Widerlagerung eines

Sicherungsrings am Stützkörper aufweisen. Dies ermöglicht eine kompakte Einheit, um die Komponenten zuverlässig miteinander zu verbinden, wobei die Anzahl der Komponenten gering gehalten werden kann, sodass hieraus eine Kostenreduktion resultiert.

Bevorzugt können die Fingerelemente und die Ausnehmungen umfangsgemäß für eine komponentenschonende Kraftverteilung gleichmäßig verteilt sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Fingerkranz umfangsgemäß zwischen den Fingerelementen Abstützmittel derart aufweist, dass der Stützkörper und der Lamellenträger axial entlang der Drehachse gegeneinander widerlagernd angeordnet sind. Die Abstützmittel des Fingerkranzes und der Stützkörper sind korrelierend ausgebildet, um eine gleichmäßige

Kraftverteilung zum komponentenschonenden Kupplungseinsatz zu ermöglichen.

Weiterhin betrifft die Erfindung einen Stützkörper für eine Kupplungsanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Merkmale mit Merkmalen des Stützkörpers nach mindestens einem der vorhergehenden Merkmale.

Ebenso betrifft die Erfindung einen Lamellenträger für eine Kupplungsanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Merkmale mit Merkmalen des Lamellenträgers nach mindestens einem der vorhergehenden Merkmale.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

Fig. 1 : eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer bevorzugten

Kupplungsanordnung,

Fig. 2: ein Ausschnitt der Schnittansicht der Kupplungsanordnung nach Fig. 1 ,

Fig. 3: ein perspektivischer Ausschnitt der Schnittansicht der Kupplungsanordnung nach den Fig. 1 und 2,

Fig. 4: eine perspektivische Ansicht eines Lamellenträgers für die

Kupplungsanordnung nach Fig. 1 ,

Fig. 5: ein Ausschnitt einer Seitenansicht des Lamellenträgers nach Fig. 4,

Fig. 6: eine perspektivische Ansicht eines Stützkörpers für die Kupplungsanordnung nach Fig. 1 ,

Fig. 7: ein Ausschnitt einer Frontansicht des Stützkörpers nach Fig. 6 und

Fig. 8: ein Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht des Stützkörpers nach Fig. 6.

Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Kupplungsanordnung 10 für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Dabei weist die Kupplungsanordnung 10 auf: ein Gehäuse 12, das vorzugsweise einen Nassraum begrenzt,

einen zu dem Gehäuse 12 relativ drehbar um eine Drehachse D gelagerten

Trägerkörper 14, wobei sich die Drehachse D von einer Motorseite M zu einer Getriebeseite G der Kupplungsanordnung 10 erstreckt,

vorzugsweise eine zu dem Gehäuse 2 relativ drehbar um die Drehachse D gelagerte Eingangswelle 16,

eine erste Kupplung 18, die über den Trägerkörper 14 einen drehfest mit der

Eingangswelle 16 verbundenes erstes Erstkupplungsbestandteil 20 und einen mit dem ersten Erstkupplungsbestandteil 20 drehverbindbaren zweiten

Erstkupplungsbestandteil 22 aufweist,

eine zweite Kupplung 24, die zwei miteinander drehverbindbare

Zweitkupplungsbestandteile 26, 28 aufweist und mit einem ersten

Zweitkupplungsbestandteil 26 drehfest an beziehungsweise zu dem zweiten

Erstkupplungsbestandteil 22 der ersten Kupplung 18 angeordnet ist, und die mit einem zweiten Zweitkupplungsbestandteil 28 mit einer ersten Abtriebswelle verbindbar ist, und

vorzugsweise eine dritte Kupplung 30, die zwei miteinander drehverbindbare

Drittkupplungsbestandteile 32, 34 aufweist und mit einem ersten

Drittkupplungsbestandteil 32 drehfest an beziehungsweise zu dem zweiten

Erstkupplungsbestandteil 22 der ersten Kupplung 18 angeordnet ist, und die mit einem zweiten Drittkupplungsbestandteil 34 mit einer zweiten Abtriebswelle

verbindbar ist.

Dabei ist an der ersten Kupplung 18 und an der zweiten Kupplung 24 ein

gemeinsamer Stützkörper 36 angeordnet, der die erste Kupplung 18 und die zweite Kupplung 24 gegen axiale Belastungen entlang der Drehachse D widerlagert, wobei die axialen Belastungen der ersten Kupplung 18 von einem getriebeseitigen ersten Drucktopf 38 zur Kupplungswirkverbindung wirken und die axialen Belastungen der zweiten Kupplung 24 von einem getriebeseitigen zweiten Drucktopf 40 zur

Kupplungswirkverbindung wirken.

Die Eingangswelle 16 ist insbesondere eine Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors.

Eine derart ausgebildete Kupplung heißt auch Dreifachkupplung.

Die Formulierung Nassraum bedeutet hierbei, dass es sich um eine nasslaufende, also ölgeschmierte Kupplungsanordnung 10 handelt.

Insbesondere in den Fig. 1 bis 3 ist exemplarisch dargestellt, dass die erste Kupplung 18 innenverzahnt ausgebildete Stahllamellen aufweist, die mit einem entsprechend außenverzahnt ausgebildeten Lamellenträger 42 verbunden sind. Die zweite

Kupplung 24 weist ebenfalls beispielhaft außenverzahnte Stahllamellen auf, die mit dem entsprechend innenverzahn ausgebildeten Lamellenträger 42 verbunden sind. Beide Kupplungen 18, 24 werden an der Getriebeseite G über die Drucktöpfe 38, 40 betätigt. Dementsprechend sind die Betätigungskräfte an der Motorseite M vom Stützkörper 36 abzustützen. Dazu wird der Stützkörper 36 auf den Lamellenträger 42 mittels einer Steckverbindung angebracht und über einen Sicherungsring 52 axial gesichert.

Gut erkennbar in Fig. 3 ist, dass der Lamellenträger 42, näher dargestellt in den Fig. 4 und 5, am offenen Ende 56 Fingerelemente 58 aufweist, die durch entsprechende Ausnehmungen 64 am Stützkörper 36, näher dargestellt in den Fig. 6 bis 8, hindurchgreifen. Die Fingerelemente 58 am Lamellenträger 42 können durch das Herausstanzen von Material erzeugt werden.

Der Stützkörper 36 liegt auf der Getriebeseite G axial am Lamellenträger 42 an. Dazu der Stützkörper 36 und der Lamellenträger 42 derart ausgeführt, dass eine sauber Anlagefläche entsteht.

Durch den Sicherungsring 52 wird der Stützkörper 36 auf der Motorseite M axial gesichert. Über den Sicherungsring 52 werden zudem sowohl die Betätigungskräfte der ersten Kupplung 18 als auch der zweiten Kupplung 24 abgestützt. In

Umfangsrichtung ist der Stützkörper 36 über die Fingerelemente 58 des

Lamellenträgers 42, welche durch die Ausnehmungen 64 des Stützkörpers 36 hindurchgreifen, gesichert.

Zusätzlich ist eine Sicherungsringnut zur Lagerung des Sicherungsrings 52 auf der radialen Innenseite der Fingerelemente 58 des Lamellenträgers 42 angeordnet. Somit ist der Sicherungsring 52 gegen ein Ablösen unter Drehzahl gesichert.

Der Stützkörper 36 ist vorzugsweise S-förmig ausgeführt, gut erkennbar in Fig. 8. Dabei bildet der zur ersten Kupplung 18 weisende Kragen 48 des Stützkörpers 36 die Abstützung für die erste Kupplung 18, wohingegen die zweite Kupplung 24 am S- Schlag im unteren Bereich des Stützkörpers 36 abgestützt wird.

Aufgrund der geschlossenen Kontur und den beiden Kragen an der Außen- und Innenseite weist der Stützkörper 36 gemäß den Fig. 3 bis 8 eine hohe Steifigkeit auf. Dadurch können die Betätigungskräfte der ersten und der zweiten Kupplung 18, 24 abgestützt werden.

Die Form des Stützkörpers 36 kann durchaus variieren und ist insbesondere von der Lage von Lamellenpakete zueinander und von der Peripherie der beiden Kupplungen 18, 24 abhängig.

Grundsätzlich kann der Stützkörper 36 in sämtlichen Kupplungsanwendungen eingesetzt werden, in denen sich zwei Kupplungen einen Lamellenträger 42 teilen. Bei der beispielhaften, in Fig. 1 dargestellten Dreifachkupplung ist alternativ auch vorteilhaft, dass die zweite Kupplung 24 und die dritte Kupplung 30 auf einem gemeinsamen Lamellenträger angeordnet sind, sodass die erste Kupplung 18 über einen separaten Träger angebunden ist.

Darüber hinaus ist auch der Einsatz in Doppelkupplungsanwendungen und

Hybridmodulen vorteilhaft.

Gemäß Fig. 1 ist beispielhaft vorgesehen, dass die Kupplungsanordnung 10

mindestens eine Dämpfereinheit aufweist, die beispielhaft innerhalb des den

Nassraum begrenzenden Gehäuses 12 angeordnet ist und mit dem Trägerkörper 14 wechselwirkt, wobei die Dämpfereinheit zur Schwingungsdämpfung mit dem

Trägerkörper 14 verbunden ist. Durch die Integration der Dämpfereinheit in das als Nassraum ausgebildete Gehäuse 12 kann insbesondere axialer Bauraum entlang der Drehachse D eingespart werden.

Weiterhin ist gemäß den Fig. 1 und 3 beispielhaft offenbart, dass die

Kupplungsanordnung 10 ein Zahnrad aufweist, das radial außen an einem Rotor der Kupplungsanordnung 10 angeordnet ist, wobei das Zahnrad insbesondere ausgebildet ist zur Drehmomentübertragung zwischen einem Elektromotor und der

Kupplungsanordnung 10.

Insgesamt ist möglich, dass anstelle eines einzelnen Zahnrades mindestens ein zusätzliches Zwischenrad eingesetzt werden kann. Dadurch können die

Umfangsgeschwindigkeiten an den Zahnrädern reduziert werden. Alternativ kann auch eine Kette anstelle des Zahnrades für die

Drehmomentübertragung zwischen dem Elektromotor und der Kupplungsanordnung 10 verwendet werden.

Bezuqszeichenliste

10 Kupplungsanordnung

12 Gehäuse

14 Trägerkörper

16 Eingangswelle

18 Erste Kupplung

20 Erster Erstkupplungsbestandteil

22 Zweiter Erstkupplungsbestandteil

24 Zweite Kupplung

26 Erster Zweitkupplungsbestandteil

28 Zweiter Zweitkupplungsbestandteil

30 Dritte Kupplung

32 Erster Drittkupplungsbestandteil

34 Zweiter Drittkupplungsbestandteil

36 Stützkörper

38 Erster Drucktopf

40 Zweiter Drucktopf

42 Lamellenträger

44 Außenverzahnung des Lamellenträgers

46 Innenverzahnung des Lamellenträgers

48 Zur ersten Kupplung weisender Kragen des Stützkörpers

50 Zur zweiten Kupplung weisender S-Schlag des Stützkörpers

52 Sicherungsring

54 Haltemittel

56 Offenes Ende des Lamellenträgers

58 Fingerelemente des Lamellenträgers

60 Fingerkranz

62 Abstützmittel

64 Ausnehmung

D Drehachse

M Motorseite

G Getriebeseite