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Patent Searching and Data


Title:
MULTI-DISC CLUTCH WITH OPTIMISED DISPLACEMENT FRICTION; HYBRID MODULE, DUAL CLUTCH DEVICE AND DRIVETRAIN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/187361
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a multi-disc clutch (1) for a hybrid module (2) of a motor vehicle drivetrain (3), having a first clutch component (4a) and a second clutch component (4b) which can be coupled as desired to the first clutch component (4a) for conjoint rotation, wherein the first clutch component (4a) has a first carrier (7) which is provided for connection to a rotor (5) of an electric machine (6) for conjoint rotation and has a first group (8) of frictional elements (9a, 9b, 9c) which is connected to the first carrier (7) for conjoint rotation, and the second clutch component (4b) has a second carrier (10) and a second group (11) of frictional elements (12a, 12b) which is coupled to the second carrier (10) for conjoint rotation, wherein the frictional elements (9a, 9b, 9c) of the first group (8) are arranged in alternation with the frictional elements (12a, 12b) of the second group (11) next to one another in an axial direction of a common rotational axis (13), wherein a first frictional element (9a) of the first group (8), which first frictional element is connected in an axially fixed manner to the first carrier (7), is connected to a second frictional element (9b) of the first group (8) for conjoint rotation via a driver element (14) which is held for conjoint rotation and in an axially relatively displaceable manner on the first frictional element (9a) of the first group (8). The invention also relates to a hybrid module (2) and a dual clutch device (30), each designed with a multi-disc clutch (1). The invention also relates to a drivetrain (3).

Inventors:
TREFFEISEN FLORIAN (DE)
FINKENZELLER MARC (DE)
Application Number:
PCT/DE2020/100163
Publication Date:
September 24, 2020
Filing Date:
March 10, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16D25/0638; B60K6/387; F16D25/10
Domestic Patent References:
WO2018113840A12018-06-28
Foreign References:
DE102016207104A12017-11-02
DE102016223277A12018-05-24
DE102016214514A12018-02-08
DE102017130284A12019-06-19
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Claims:
Patentansprüche

1. Mehrscheibenkupplung (1 ) für ein Hybridmodul (2) eines Kraftfahrzeugan triebsstranges (3), mit einem ersten Kupplungsbestandteil (4a) und einem wahlweise mit dem ersten Kupplungsbestandteil (4a) drehfest koppelbaren zweiten Kupplungsbestandteil (4b), wobei der erste Kupplungsbestandteil (4a) einen zum drehfesten Verbinden mit einem Rotor (5) einer elektrischen Ma schine (6) vorbereiteten ersten Träger (7) sowie eine drehfest mit dem ersten Träger (7) gekoppelte erste Gruppe (8) an Reibelementen (9a, 9b, 9c) auf weist und der zweite Kupplungsbestandteil (4b) einen zweiten Träger (10) so wie eine drehfest mit dem zweiten Träger (10) gekoppelte zweite Gruppe (11 ) an Reibelementen (12a, 12b) aufweist, wobei die Reibelemente (9a, 9b, 9c) der ersten Gruppe (8) in einer axialen Richtung einer gemeinsamen Dreh achse (13) wechselweise mit den Reibelementen (12a, 12b) der zweiten Gruppe (11 ) nebeneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein axialfest mit dem ersten Träger (7) verbundenes erstes Reibelement (9a) der ersten Gruppe (8) über ein drehfest sowie axial relativverschiebbar an dem ersten Reibelement (9a) der ersten Gruppe (8) aufgenommenes Mit nehmerelement (14) mit einem zweiten Reibelement (9b) der ersten Gruppe (8) drehfest verbunden ist.

2. Mehrscheibenkupplung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerelement (14) derart mittels einer ersten Federeinheit (15) axial vorgespannt ist, dass das Mitnehmerelement (14) eine axiale Vorspann kraft auf das zweite Reibelement (9b) der ersten Gruppe (8) von dem ersten Reibelement (9a) der ersten Gruppe (8) weg erzeugt.

3. Mehrscheibenkupplung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein axialfester Anschlag (16) derart angeordnet ist, dass das zweite Reibelement (9b) der ersten Gruppe (8) in einer geöffneten Stellung der Mehr scheibenkupplung (1 ) gegen diesen Anschlag (16) angedrückt ist.

4. Mehrscheibenkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Reibelement (9c) der ersten Gruppe (8) als eine Anpressplatte (17) ausgebildet, mit einem Verschiebeelement (18) eines Kupplungsbetätigungsmechanismus (19) verschiebefest verbunden sowie mittels einer zweiten Federeinheit (20) an einen axialfesten Bereich (21 ) an gebracht ist.

5. Mehrscheibenkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Federeinheit (15) und/oder die zweite Feder einheit (20) ein als Blattfeder, Tellerfeder oder Wellfeder ausgebildetes Fe derelement (22) aufweisen / aufweist.

6. Mehrscheibenkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerelement (14) mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, axial vorspringende Stützbereiche (23) ausbildet, wobei jeder Stützbereich (23) mit seinem freien axialen Endbereich (24), unter form schlüssiger drehfester Aufnahme eines Vorsprungs (25) des zweiten Reibele mentes (9b) der ersten Gruppe (8), direkt an diesem zweiten Reibelement (9b) anliegt.

7. Mehrscheibenkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mitnehmerelement (14) derart ausgeformt ist, dass es das zweite Reibelement (9b) der ersten Gruppe (8) relativ zu dem ersten Träger (7) zentriert abstützt.

8. Flybridmodul (2) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang (3), mit einer elektri schen Maschine (6) und einer Mehrscheibenkupplung (1 ) nach einem der An sprüche 1 bis 7, wobei ein Rotor (5) der elektrischen Maschine (6) rotatorisch mit dem ersten Träger (7) gekoppelt ist.

9. Doppelkupplungseinrichtung (30) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang (3), mit zwei jeweils mit einer Getriebeeingangswelle (26a, 26b) koppelbaren Teil kupplungen (27, 28), wobei zumindest eine Teilkupplung (27, 28) als Mehr scheibenkupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.

10. Antriebsstrang (3) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Hybridmodul (2) nach An spruch 8 und/oder einer Doppelkupplungseinrichtung (30) nach Anspruch 9.

Description:
Mehrscheibenkupplunq mit optimierter Verschiebereibunq; Hybridmodul,

Doppelkupplunqseinrichtunq sowie Antriebsstranq

Die Erfindung betrifft eine Mehrscheibenkupplung, vorzugsweise als Lamellenkupp lung realisiert, für ein Hybridmodul eines Kraftfahrzeugantriebsstranges / eines An triebsstranges eines Kraftfahrzeuges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, mit einem ersten Kupplungsbestandteil und einem wahlweise mit dem ersten Kupplungsbestandteil drehfest koppelbaren zweiten Kupplungsbestand teil, wobei der erste Kupplungsbestandteil einen zum drehfesten Verbinden mit einem Rotor einer elektrischen Maschine vorbereiteten ersten Träger sowie eine drehfest mit dem ersten Träger gekoppelte erste Gruppe an Reibelementen aufweist und der zweite Kupplungsbestandteil einen zweiten Träger sowie eine drehfest mit dem zwei ten Träger gekoppelte zweite Gruppe an Reibelementen aufweist, und wobei die Rei belemente der ersten Gruppe in einer axialen Richtung einer gemeinsamen Dreh achse wechselweise mit den Reibelementen der zweiten Kupplung nebeneinander an geordnet sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Hybridmodul für einen Kraftfahr zeugantriebsstrang, mit dieser Mehrscheibenkupplung; eine Doppelkupplungseinrich tung, ebenfalls für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, die in einem Hybridmodul anordenbar ist und ebenfalls mit dieser Mehrscheibenkupplung ausgestattet ist; sowie einen Antriebsstrang.

Gattungsgemäße Mehrscheibenkupplungen sind der Anmelderin bereits hinlänglich bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2017 130 284 A1 eine Kupplung nach Art einer Mehrscheibenkupplung und einer Lamellenkupplung. Des Weiteren ist der An melderin interner Stand der Technik bekannt, der unter dem Aktenzeichen

10 2018 1 19 003.4 zu einer deutschen Patentanmeldung beim Deutschen Patent-und Markenamt eingereicht worden ist. Diese letztgenannte Patentanmeldung offenbart unter anderem ein spezielles Lamellenpaket für eine Kupplung in einem Antriebs strang eines Kraftfahrzeuges.

Bei den bekannten Mehrscheibenkupplungen besteht jedoch prinzipiell der Nachteil, dass bei der Drehmomentübertragung im Betrieb relativ hohe Reibungsverluste beim Schließen der Kupplung entstehen können. Diese Reibungsverluste werden zu einem großen Anteil durch die Verschiebung der Reibelemente entlang ihrer sie aufnehmen den Verzahnung verursacht. Eine der Verschiebung entgegengesetzte Reibkraft steigt proportional zum Drehmoment an. Dieser Effekt der Verschiebereibung verstärkt sich zudem mit zunehmender Anzahl an Reibelementen, wodurch große Teile der Einrück kraft verloren gehen. Zudem kann die Verschiebereibung dazu führen, dass die jewei lige Kupplung nicht richtig lüftet und sich hierdurch ein hohes Schleppmoment ergibt. Kommt es beim Schließen / Modulieren der Kupplung zusätzlich zu Vibrationen (z. B. infolge der Drehungleichförmigkeit einer Verbrennungskraftmaschine), wird diese Rei bung unerwünscht herabgesetzt, was zu unerwünschten Momentensprüngen führt.

Die entsprechende Mehrscheibenkupplung ist in diesem Fall dann nicht mehr regel bar. Bei geschlossener Kupplung kann die Reibung gar dazu führen, dass die Kupp lung beim Öffnen nicht richtig trennt und die entstehenden hohen Schleppmomente gar zu einer thermischen Belastung und ggf. zur Zerstörung der Kupplung führen kön nen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik be kannten Nachteile zu beheben und insbesondere eine Mehrscheibenkupplung zur Verfügung zu stellen, die einen geringeren Reibverlust bei ihrer Betätigung aufweist, wobei zugleich eine möglichst kompakte radiale Bauweise gewährleistet sein soll.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein axialfest mit dem ersten Träger verbundenes erstes Reibelement der ersten Gruppe über ein drehfest sowie axial re lativ verschiebbar an dem ersten Reibelement der ersten Gruppe aufgenommenes Mitnehmerelement mit einem zweiten Reibelement der ersten Gruppe drehfest ver bunden ist.

Durch diese Koppelung des ersten Reibelementes mit dem zweiten Reibelement über das Mitnehmerelement ist es nicht mehr notwendig die Reibelemente in einer Axial verzahnung aufzunehmen und zu führen und somit möglich die Reibelemente ohne zusätzliche Reibkrafterzeugung axial relativ zueinander zu verschieben. Die bisher bei einer Verschiebung des zweiten Reibelementes relativ zu dem ersten Reibelement auftretenden Reibverluste in der entsprechenden Axialverzahnung werden gar vermie den. Dadurch werden die im Betrieb auftretenden Reibmomente reduziert, sodass eine Betätigung der Mehrscheibenkupplung deutlich effizienter erfolgt.

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

Demnach ist es weiterhin von Vorteil, wenn der erste Träger ein Träger ist, der unmit telbar auf einem hülsenförmigen Aufnahmebereich den Rotor der elektrischen Ma schine aufnimmt oder zumindest zur Fixierung des Rotors vorbereitet ist. Die erste Gruppe an Reibelementen sowie die zweite Gruppe an Reibelementen sind weiter be vorzugt radial innerhalb dieses Aufnahmebereiches angeordnet. Dadurch ist eine bau raumsparende Umsetzung der Mehrscheibenkupplung gewährleistet.

Ist das Mitnehmerelement derart mittels einer ersten Federeinheit axial vorgespannt, dass das Mitnehmerelement eine axiale Vorspannkraft auf das zweite Reibelement der ersten Gruppe von dem ersten Reibelement der ersten Gruppe weg erzeugt, ist eine robuste Abstützung der Reibelemente in einer geöffneten Stellung der Mehr scheibenkupplung ermöglicht.

Zudem ist es in diesem Zusammenhang zweckmäßig, wenn ein axialfester (vorzugs weise an dem ersten Träger unmittelbar vorgesehener fester) Anschlag derart ange ordnet, dass das zweite Reibelement der ersten Gruppe in einer geöffneten Stellung der Mehrscheibenkupplung gegen diesen Anschlag angedrückt ist. Durch das Vorse hen einer definierten Ausgangsstellung des zweiten Reibelementes wird die Wahr scheinlichkeit des Auftretens eines Schleppmomentes weiter reduziert.

Diesbezüglich ist es auch von Vorteil, wenn ein drittes Reibelement der ersten Gruppe als eine Anpressplatte ausgebildet, mit einem Verschiebeelement eines Kupplungsbe stätigungsmechanismus verschiebefest verbunden sowie mittels einer zweiten Feder einheit an einem axialfesten Bereich angebracht ist. Dadurch weist die erste Gruppe zumindest drei Reibelemente auf, die relativ zu dem ersten Träger möglichst ver schleißarm bewegbar sind. Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die erste Federeinheit und/oder die zweite Fe dereinheit ein als Blattfeder, Tellerfeder oder Wellfeder ausgebildetes Federelement aufweisen / aufweist. Dadurch ergibt sich eine axial noch kompaktere Ausgestaltung der Federeinheit.

Das Mitnehmerelement ist noch robuster realisiert, wenn es mehrere in Umfangsrich tung verteilt angeordnete, axial vorspringende Stützbereiche ausbildet, wobei jeder Stützbereich mit seinem freien axialen Endbereich, unter formschlüssiger drehfester Aufnahme eines Vorsprungs des zweiten Reibelementes der ersten Gruppe direkt an diesem zweiten Reibelement anliegt.

Das Mitnehmerelement bildet folglich zu einer dem zweiten Reibelemente der ersten Gruppe zugewandten Stirnseite eine Verzahnung (vorzugsweise in Form eines Zahn kranzes / Zahnkranzbereiches) auf, die in axialer Richtung in eine entsprechende Ge genverzahnung des zweiten Reibelementes, unter drehfester Aufnahme des zweiten Reibelementes, eingreift.

Das Mitnehmerelement ist vorteilhafterweise ringförmig (/ als Mitnehmerring) umge setzt.

Ist das Mitnehmerelement derart ausgeformt, dass es das zweite Reibelement der ersten Gruppe relativ zu dem ersten Träger zentriert abstützt, sind die Reibelemente der ersten Gruppe auf einfache Weise relativ zueinander zentriert.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Flybridmodul für einen Kraftfahrzeugantriebs strang, mit einer elektrischen Maschine und einer erfindungsgemäßen Mehrscheiben kupplung nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen, wobei ein Rotor der elektrischen Maschine rotatorisch mit dem ersten Träger (vorzugsweise auf einer radialen Außenseite des Aufnahmebereiches angebracht) gekoppelt ist.

Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Doppelkupplungseinrichtung für einen Kraft fahrzeugantriebsstrang, mit zwei jeweils mit einer Getriebeeingangswelle koppelbaren Teilkupplungen, wobei zumindest eine Teilkupplung als eine erfindungsgemäße Mehr scheibenkupplung nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen aus gebildet ist.

Die Doppelkupplungseinrichtung ist vorzugsweise seitens des ersten Trägers schlicht zur Verbindung mit dem Rotor oder einem den Rotor aufnehmenden Rotorträger vor bereitet. In einer weiter bevorzugten Ausführung ist der Rotor oder der Rotorträger gar bereits an dem ersten Träger angebracht.

Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit dem Hybridmodul oder der Doppelkupplungseinrichtung.

In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß eine Mehrfachkupplung, vorzugsweise eine Dreifachkupplung in Form eines Hybridmoduls, alternativ auch eine Einfachkupplung / Trennkupplung mit optimierter Verschiebereibung realisiert. Statt einer zwischen den Reibelementen zumindest eines Kupplungsbestandteils und ei nem Träger ausgebildeten Verzahnungen wird ein Mitnehmerelement, das mit einer axialfesten Reiblamelle (erstes Reibelement der ersten Gruppe) und einer axialbe weglichen Reiblamelle (zweites Reibelement der ersten Gruppe) verbunden ist, vorge sehen. Es wird somit eine Lamellenkupplung für ein Hybridmodul vorgeschlagen. Die axialfeste Lamelle ist axialfest mit dem Rotorträger (über ersten Träger) verbunden. Diese erste Lamelle ist über das Mitnehmerelement drehfest mit der zweiten axialbe weglichen Lamelle verbunden. Hierfür ist das Mitnehmerelement axial flexibel und vor gespannt mit der ersten Lamelle verbunden. Auch beim allmählichen Schließen der einzelnen Lamellen wird keine Verlustreibung durch eine Verzahnung erzeugt, die ab hängig vom bereits übertragenen Moment wäre.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung eines Hybridmoduls mit einer in einer Doppel kupplungseinrichtung eingesetzten erfindungsgemäßen Mehrscheiben- kupplung nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei neben der Dop pelkupplungseinrichtung an das Hybridmodul anschließende Bereiche einer Verbrennungskraftmaschine und eines Getriebes eines Antriebsstranges angedeutet sind,

Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung der in Fig. 1 eingesetzten Mehrscheibenkupp lung in alleiniger Darstellung, wobei der nähere Aufbau der Mehrscheiben kupplung gut erkennbar ist,

Fig. 3 eine Längsschnittdarstellung einer in Fig. 2 eingesetzten Baugruppe beste hend aus einem ersten Träger und mehreren Reibelementen zweier unter schiedlicher Teilkupplungen der Doppelkupplungseinrichtung,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 3 dargestellten Baugruppe in Voll ansicht,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Zusammenbaus aus einem ersten Rei belement einer ersten Reibelementegruppe und einem Mitnehmerelement,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 5 eingesetzten Mitnehmerelemen tes von seiner dem ersten Reibelement der ersten Reibelementegruppe zu gewandten Seite,

Fig. 7 eine Längsschnittdarstellung einer in einem Hybridmodul als Trennkupp lung eingesetzten erfindungsgemäßen Mehrscheibenkupplung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 eine Längsschnittdarstellung eines Teils des Hybridmoduls nach Fig. 7 in einem Bereich der Mehrscheibenkupplung,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines in den Fign. 7 und 8 eingesetzten Mit nehmerelementes von seiner dem ersten Reibelement der ersten Reibele mentegruppe zugewandten Seite, sowie Fig. 10 eine Längsschnittdarstellung einer ebenfalls als Trennkupplung eingesetz ten erfindungsgemäßen Mehrscheibenkupplung nach einem dritten Ausfüh rungsbeispiel, wobei gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel ein mit einem Schwingungsdämpfer weiter verbundener Zahnkranzbereich unmit telbar mit einem zweiten Träger ausgebildet ist.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Ver ständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen ver sehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungs beispiele frei miteinander kombiniert werden.

Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen als Reibungskupplung um gesetzten Mehrscheibenkupplung 1 ist in Verbindung mit den Fign. 1 bis 6 detailliert zu erkennen. Mit den Fign. 7 bis 10 sind zudem zwei weitere Ausführungsbeispiele veranschaulicht, die jedoch prinzipiell gemäß der Mehrscheibenkupplung 1 des ersten Ausführungsbeispiels aufgebaut sind sowie funktionieren. Der Kürze wegen werden daher lediglich nachfolgend die Unterschiede zwischen diesen Ausführungsbeispielen erläutert.

Zurückkommend auf Fig. 1 ist zu erkennen, dass die erfindungsgemäße Mehrschei benkupplung 1 in einem Hybridmodul 2 eingesetzt ist bzw. als Bestandteil des Hyb ridmoduls 2 ausgebildet ist. Das Hybridmodul 2 ist weiter auf typische Weise in einem Antriebsstrang 3 eines Kraftfahrzeuges eingesetzt. Der Antriebsstrang 3 ist in dieser Darstellung seitens zweier Getriebeeingangswellen 26a, 26b eines Getriebes veran schaulicht. Die Getriebeeingangswellen 26a, 26b sind an einer Ausgangsseite des Hybridmoduls 2 angeschlossen, wie nachfolgend näher erläutert. Eingangsseitig ist das Hybridmodul 2 im Betrieb mit einer Ausgangswelle 33 einer hier der Übersichtlich keit halber nicht weiter dargestellten Verbrennungskraftmaschine verbunden.

In dem ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist zwischen der Ausgangswelle 33 und einer eingangsseitigen Trennkupplung 34 des Hybridmoduls 2 ein Schwingungs dämpfer 31 in Form eines Zweimassenschwungrades eingesetzt. Die Trennkupplung 34 ist somit zwischen dem Schwingungsdämpfer 31 und einer Eingangswelle 35 / Zwi schenwelle des Hybridmoduls 2 wirkend eingesetzt. Die Eingangswelle 35 geht in ei nen Rotorträger 36 des Hybridmoduls 2 über. Der Rotorträger 36 dient zur drehfesten Aufnahme eines Rotors 5 einer elektrischen Maschine 6 des Hybridmoduls 2. Die elektrische Maschine 6 weist neben dem relativ zu einem Gehäuse 37 drehbar gela gerten Rotor 5 einen gehäusefest angeordneten Stator 38 auf. Der radial innerhalb des Stators 38 angeordnete Rotor 5 ist zugleich auf einer radialen Außenseite eines hülsenförmigen Aufnahmebereiches 29 des Rotorträgers 36 befestigt. Des Weiteren sind mit dem Rotorträger 36 zwei, jeweils eine erfindungsgemäße Mehrscheibenkupp lung 1 ausbildende Teilkupplungen 27, 28 angebracht.

Die in Fig. 2 näher dargestellten Teilkupplungen 27, 28 sind bilden gemeinsam eine Doppelkupplungseinrichtung 30 aus. Die Doppelkupplungseinrichtung 30 ist des Wei teren, wie aus Fig. 2 ersichtlich, als ein Einbaumodul, das in einem Schritt in das Hyb ridmodul 2 integrierbar ist, zusammengesetzt.

Da die beiden Teilkupplungen 27, 28 im Wesentlichen gleich aufgebaut sind und funk tionieren, wird nachfolgend stellvertretend für beide Teilkupplungen 27, 28 deren nä here Ausbildungen anhand der ersten Teilkupplung 27 beschrieben.

Die als die erfindungsgemäße Mehrscheibenkupplung 1 ausgebildete erste Teilkupp lung 27 weist einen ersten Träger 7 auf. Der erste Träger 7 ist unmittelbar zur Fixie rung an dem Aufnahmebereich 29 / dem Rotorträger 36 vorbereitet. In weiteren Aus führungen ist es prinzipiell auch möglich, dass dieser erste Träger 7 unmittelbar den Aufnahmebereich 29 mit ausbildet. Wie unter Zusammenwirken der Fign. 1 und 2 zu erkennen ist, ist der erste Träger 7 mit einem sich axial erstreckenden Käfigbereich 39 radial von innen an dem hülsenförmigen Aufnahmebereich 29 des Rotorträgers 36 ab gestützt.

Die Mehrscheibenkupplung 1 weist eine erste Reibelementegruppe, d. h. eine erste Gruppe 8 an mehreren Reibelementen 9a, 9b, 9c auf. Diese erste Gruppe 8 ist unmit telbar an dem ersten Träger 7 drehfest aufgenommen und bildet somit mit dem ersten Träger 7 einen ersten Kupplungsbestandteil 4a der Mehrscheibenkupplung 1 aus. Ein zweiter Kupplungsbestandteil 4b der Mehrscheibenkupplung 1 ist mit einem weiteren zweiten Träger 10 ausgestattet, der auf typische Weise gemäß Fig. 1 mit einer ersten Getriebeeingangswelle 26a drehtest verbunden ist. Der zweite Träger 10 weist eben falls mehrere, hier zwei Reibelemente 12a, 12b auf, die eine zweite Reibelemente gruppe, d. h. eine zweite Gruppe 1 1 an Reibelementen 12a, 12b bilden. Der zweite Träger 10 und die zweite Gruppe 1 1 an Reibelementen 12a, 12b bildet somit den zweiten Kupplungsbestandteil 4b der Mehrscheibenkupplung 1 aus, welcher zweite Kupplungsbestandteil 4b wahlweise mit dem ersten Kupplungsbestandteil 4a rotato risch verbindbar ist.

Die auch als Lamellenkupplung bezeichnete Mehrscheibenkupplung 1 wird auf typi sche Weise über einen Kupplungsbetätigungsmechanismus 19, der hier mit einer hyd raulischen Betätigungseinrichtung 40 weiter verbunden ist, betätigt. Hierzu ist ein Ver schiebeelement 18 des Kupplungsbetätigungsmechanismus 19 als Drucktopf reali siert, wobei das Verschiebeelement 18 zugleich die zweite Teilkupplung 28 axial durchgreift. Alternativ kann die Betätigungseinrichtung als eine mechanische Betäti gungseinrichtung, eine elektrische Betätigungseinrichtung oder als ein Hebelaktor ausgebildet sein.

Ein erstes Reibelement 9a der ersten Gruppe 8 ist axialfest an dem ersten Träger 7 abgestützt. Dieses erste Reibelement 9a ist an dem ersten Träger 7, nämlich an ei nem freien Ende des Käfigbereichs 39 fixiert. Zwei weitere Reibelemente 9b, 9c der ersten Gruppe 8 sind relativ zu diesem ersten Reibelement 9a axial verschiebbar an geordnet. Ein mittig zwischen dem ersten Reibelement 9a und einem dritten Reibele ment 9c angeordnetes zweites Reibelement 9b ist erfindungsgemäß durch ein Mitneh merelement 14 an dem ersten Reibelement 9a fixiert. Das Mitnehmerelement 14, wie es in Verbindung mit den Fign. 3 bis 6 hervorgeht, ist einerseits über eine erste Feder einheit 15 drehfest jedoch axial relativ verlagerbar an dem ersten Reibelement 9a an gebracht und andererseits verschiebefest an dem zweiten Reibelement 9b abgestützt.

Das Mitnehmerelement 14 weist in dieser Ausführung einen ringförmigen Befesti gungsbereich 41 auf. Dieser ringförmige Befestigungsbereich 41 ist im Wesentlichen in radialer Richtung in Bezug auf eine zentrale Drehachse 13 (der Eingangswelle 35 / des Rotorträgers 36) angeordnet. Der Befestigungsbereich 41 ist über die erste Fe dereinheit 15 an einer dem zweiten Reibelement 9b abgewandten axialen Seite des ersten Reibelementes 9a drehtest, jedoch axial verlagerbar aufgehängt / aufgenom men. Die erste Federeinheit 15 weist in dieser Ausführung mehrere Federelemente 22 in Form von Blattfedern auf und wird somit auch als Blattfedereinheit bezeichnet. Die erste Federeinheit 15 weist vorzugsweise zumindest ein, weiter bevorzugt mehrere in Umfangrichtung verteilt angeordnete Blattfederpakete auf.

Zur Anlage des Mitnehmerelementes 14 an dem zweiten Reibelement 9b sind meh rere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, an den Befestigungsbereich 41 an schließende Stützbereiche 23 vorgesehen. Die Stützbereiche 23 sind in Form von axi alen Laschen realisiert. Die Stützbereiche 23 weisen eine stirnseitige Aufnahmenut / ein Aufnahmeloch 42 auf. In dieses Aufnahmeloch 42 greift ein an dem zweiten Rei belement 9b vorgesehener Vorsprung 25 ein. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist dieser Vorsprung 25 als eine radial abstehende Nase realisiert. Dadurch bildet jeder Stützbe reich 23 einen Endbereich 24 des Mitnehmerelementes 14 aus, der den Vorsprung 25 in Drehrichtung formschlüssig abstützt / aufnimmt und für einen drehfesten Verbund des ersten Reibelementes 9a mit dem zweiten Reibelement 9b sorgt. Die in Umfangs richtung verteilt angeordneten Stützbereiche 23 bilden folglich eine Art Verzahnung aus, welche Verzahnung in eine durch die Vorsprünge 25 gebildete Gegenverzahnung des zweiten Reibelementes 9b axial eingreift, zur drehfesten Verbindung des Mitneh merelementes 14 mit dem zweiten Reibelement 9b. Die erste Federeinheit 15 ist mit ihren Federelementen 22 derart vorgespannt eingesetzt, dass das Mitnehmerelement 14 eine axiale Vorspannkraft in Richtung des zweiten Reibelementes 9b, von dem ers ten Reibelement 9a weg erzeugt. Weitere in Umfangsrichtung zu den Stützbereichen 23 umgesetzte Vorsprünge 25 dienen als Anschlagselemente zur Anlage an einem axialen Anschlag 16 des ersten Trägers 7.

Das als Anpressplatte 17 umgesetzte dritte Reibelement 9c ist wiederum mittels einer zweiten Federeinheit 20 mit einem fest mit dem ersten Träger 7 gekoppelten Bereich 21 verbunden. Dieser trägerfeste Bereich 21 ist unmittelbar als ein erstes Reibelement 9a der zweiten Teilkupplung 28 ausgebildet. Hiermit ist das dritte Reibelement 9c der ersten Teilkupplung 27 mittels der zweiten Federeinheit 20, die ebenfalls als Blattfe dereinheit realisiert ist, drehfest mit dem ersten Träger 7 direkt verbunden sowie axial relativ zu diesem über eine Federvorspannung verlagerbar.

Des Weiteren ist zu erkennen, dass an dem ersten Träger 7 unmittelbar zur Definition einer Endlage des zweiten Reibelementes 9b relativ zu dem ersten Reibelement 9a ein axialer Anschlag 16 in Form einer Rille / Nut umgesetzt ist. In einer Ausgangsstel lung der Mehrscheibenkupplung 1 , die einer geöffneten Stellung entspricht, liegt das zweite Reibelement 9b an diesem axialen Anschlag 16 an, sodass ein Lüftspiel zwi schen den beiden Gruppen 8, 1 1 an Reibelementen besteht. Wie aus Fig. 4 hervor geht, kann der Anschlag zur Definition einer Endlage des zweiten Reibelementes 9b relativ zu dem ersten Reibelement 9a auch als ein tangential angeordneter Anschlag ausgebildet sein.

Die Reibelemente 12a, 12b der zweiten Gruppe 1 1 sind unmittelbar an einer Außen seite des zweiten Trägers 10 fixiert. Ein erstes Reibelement 12a dieser zweiten Gruppe 1 1 ist als eine Reiblamelle mit Belagsfederung umgesetzt und axialfest an dem zweiten Träger 10 fixiert. Ein zweites Reibelement 12b der zweiten Gruppe 1 1 ist wiederum drehfest mit dem zweiten Träger 10 verbunden, jedoch relativ zu diesem axial verschiebbar angeordnet.

Wie bereits erwähnt, ist die zweite Teilkupplung 28 auf gleiche Weise wie die erste Teilkupplung 27 umgesetzt. Der zweite Träger 10 der zweiten Teilkupplung 28 ist hin gegen mit einer zweiten Getriebeeingangswelle 26b (Fig. 1 ) verbunden.

In Verbindung mit Fig. 7 ist dann ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsge mäßen Mehrscheibenkupplung 1 veranschaulicht. In dieser Ausführung ist die Mehr scheibenkupplung 1 nun nicht mehr als Bestandteil einer Doppelkupplungseinrichtung 30 umgesetzt, sondern unmittelbar als die Trennkupplung 34 des Hybridmoduls 2 rea lisiert. Die Mehrscheibenkupplung 1 ist somit bevorzugt zwischen dem Schwingungs dämpfer 31 und dem Rotorträger 36 wirkend eingesetzt. Der erste Kupplungsbestand teil 4a ist wiederum mit dem Rotorträger 36 drehfest verbunden. Insbesondere ist der erste Träger 7 nun unmittelbar durch den Rotorträger 36 ausgebildet. Der zweite Kupplungsbestandteil 4b ist eingangsseitig mit dem Schwingungsdämpfer 31 verbun den. Hierzu ist der zweite Träger 10 unmittelbar mit einem Zahnkranzbereich 32 aus gestattet, der mit dem Schwingungsdämpfer 31 weiter in Zahneingriff steht. In Verbin dung mit Fig. 9 ist zusätzlich zu erkennen, dass die stirnseitigen Aufnahmelöcher 42 auch eine andere Form als rechteckig aufweisen können. Diese sind bspw. mit einem wellenförmigen Grund realisiert.

Wie in dem dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 in diesem Zusammenhang zu er kennen, kann dieser Zahnkranzbereich 32 auch unmittelbar stoffeinteilig mit einem die zweite Gruppe 1 1 aufnehmenden Bereich des zweiten Trägers 10 ausgeformt sein und nicht wie in dem Ausführungsbeispiel der Fign. 7 bis 9 zweiteilig.

In anderen Worten ausgedrückt, ist ein Hybridmodul 2 in P2-Anordnung umgesetzt. Der Rotor 5 der E-Maschine 6 ist über das Gehäuse 37 sowie das Zentrallager zum Stator 38 gelagert und über eine Welle 35 mit der Trennkupplung 34 verbunden. Die Trennkupplung 34 selbst ist am ZMS 31 angebunden und die Doppelkupplung 30 im Rotor 5 integriert. Die Doppelkupplung 30 ist aufgrund der erforderlichen Momenten- kapazität und der begrenzten Betätigungskraft als Lamellenkupplungen ausgeführt.

Die Lamellen 9a, 9b, 9c sollen nicht wie bisher in einer Verzahnung verschoben wer den. Lösbar ist dies, indem ein bewegliches Mitnehmerelement 14 drehmomentenfest über beispielsweise Blattfedern oder Wellfedern 15, 22 angebunden ist und dieses Mitnehmerelement 14 und die Lamelle 9b keine axiale Relativbewegung zueinander durchführen.

Der prinzipielle Aufbau einer Dreifachkupplung 2 ist in den Fign. 1 und 2 dargestellt. Der Dämpfer 31 wird wie üblich mit der Kurbelwelle 33 verschraubt. Schnittstelle zwi schen Trennkupplung 34 und ZMS 31 ist die Verspannverzahnung am Sekundär flansch / Mitnehmerzahnkranz 32 an der Trennkupplung 34. Die Trennkupplung 34 selbst ist auf der Zwischenwelle 35 gelagert, wodurch die Betätigungskräfte beim Ein rücken der Trennkupplung 34 intern abgestützt werden können. Die Doppelkupplung 30 ist so konzipiert, dass diese als Modul in den Rotor 5 der E-Maschine 6 eingescho ben werden kann. Dies ermöglicht eine einfache Montage beim Kunden. ln einem ersten Ausführungsbeispiel ist die Lösung an einem Konzept der rotorinte grierten Doppelkupplung 30 anhand der K1 -Teilkupplung 27 mit zwei Lamellen darge stellt wobei sich die Funktion wie folgt schematisch erklären lässt: Das Mitnahmeele ment 14 steuert die mittlere Lamelle 9b, die linke Lamelle 9a ist fest mit dem Käfig 39 und dem Rotor 5 verbunden; die rechte Lamelle 9c ist, wie von Anpressplatten 17 be kannt, mittels Blattfedern oder Wellfedern 20 axial beweglich am Rotor 5 (über feste Lamelle 9a der K2-Kupplung 28) verbunden. Die Kupplung 27 wird mittels eines Drucktopfes 18 von rechts kommend zugedrückt. Das Mitnahmeelement 14 ist mittels Blattfedern 15 drehmomentenfest an die feste Lamelle 9a der K1 27 aufgehängt und hat im geöffneten Zustand der Kupplung 27 eine von den Blattfedern 15 ausgeübte Axialkraft nach rechts, die sich über die mittlere Lamelle 9b und deren Anschlag 16 im Käfig 39 abstützt. Die Axialkraft ermöglicht ein Aufdrücken der Kupplung 27 im betäti gungsfreien Zustand, der Anschlag 16 gibt die Endposition der Lamelle 9b vor, sodass die Kupplung 27 entsprechend gelüftet ist. Beim Einrücken der Kupplung 27 wird die mittlere Lamelle 9b durch die Kupplungsscheibe 12a mit Belagfederung nach links ge drückt. Durch die Vorspannung des Mitnahmeelements 14 wird dieses ebenfalls nach links bewegt, es entsteht jedoch keine Relativbewegung. Zu diesem Zeitpunkt wird be reits Moment über die mittlere Lamelle 9b übertragen, das sich jedoch nicht negativ über eine Verschiebereibung auswirkt. Die Kupplung 27 wird vollständig geschlossen, indem die mittlere Lamelle 9b den Luftspalt zur Belaglamelle 12a schließt und diese an die starre Lamelle 9b drückt. Die momentenabhängige Verschiebereibung ist aus dem System entfernt worden. Im Gegenzug erhält man eine Verschiebekraft, die aus den Blattfedern 15, 20 an der rechten Lamelle 9c sowie am Mitnahmeelement 14 ent stehen. Diese ist jedoch zum einen nicht mehr momentenabhängig, also nicht bei ma ximalem Moment am größten, sondern linear und nur von der Lage der Blattfedern 15, 20 abhängig. Zum anderen kann diese entsprechend klein gewählt werden, wodurch ihr Einfluss auch prozentual geringer als im Fall der Verschiebereibung gehalten wer den kann.

Wie in den Fign. 4 bis 6 weiter zu erkennen, weist die Lamelle 9b mehrere Zähne 25 am Außendurchmesser auf, die das Drehmoment in das Mitnahmeelement 14 übertra gen sollen. Dargestellt sind zwölf Zähne 25, jedoch nur sechs Eingriffe (in Aufnahme- loch 42). Die sechs restlichen Zähne 25 sollen dabei als Anschlag im Käfig 39 fungie ren. Der Anschlag kann jedoch auch anders gestaltet werden. Das Mitnahmeelement 14 weist mehrere Bereiche 23 auf, mit denen das Drehmoment aus der Lamelle 9b übertragen wird. Diese Bereiche weisen ein Zahnprofil 42 auf, das zu den Zähnen 25 der Lamelle 9b passt. Das Mitnahmeelement 14 ist mit offenen Bereichen 23 darge stellt, damit eine Schachtelung über den Umfang erfolgen kann. Verbunden ist das Mitnahmeelement 14 mit Blattfedern 15 an der festen Lamelle 9a. Es ist denkbar (und in dem konkreten Beispiel auch umgesetzt), dass das Mitnahmeelement 14 die Zent rierung der Lamelle 9b übernimmt. Die K2-Kupplung 28 ist auf gleiche Weise aufge baut. Hier wird die Zwischenscheibe 9b über den Mitnehmer 14 nach rechts gegen ei nen Anschlag gezogen. Die Reiblamellen 12a, 12b sind teilweise über die Belagseg mente weich angebunden, um auch zum Abtrieb hin die Verschiebreibung so gering wie möglich zu halten.

Somit ist eine rotorintegrierte, trockene Mehrscheibenkupplung 1 (Zweischeibenkupp lung) umgesetzt. Zum Schließen der Kupplung 1 wird diese aktiv über einen Neh merzylinder 40 zugedrückt. Eine Regelung des übertragbaren Drehmoments kann hierbei einerseits über den Systemdruck erfolgen (Druck- bzw. Kraftregelung). Zudem kann das Lamellenpaket optional eine Modulationsfeder oder eine bzw. mehrere Scheiben mit Belagfederung aufweisen, sodass eine Wegregelung über den Aktor möglich ist und die Anpresskraft entsprechend aus der angefahrenen Position und der zugehörigen Federkennlinie resultiert.

In einem weiter bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die rotorintegrierte Trennkupp lung 34 mit optimierter Verschiebereibung umgesetzt. Anstelle des Außenlamellenträ gers erfolgt die Drehmomentmitnahme der Außenlamellen 9a, 9b, 9c starr bzw. über verschiedene Federelemente 22. Der Drucktopf 18 samt Anpresslatte 17 sind über Blatt- bzw. Wellfedern 20 mit dem Rotorträger 36 verbunden (und damit ohne Ver schiebereibung). Die Gegendruckplatte 9a ist fest mit dem Rotorträger 36 verbunden und stützt die über den Drucktopf 18 eingeleitete Anpresskraft ab. Die Zwischenlam elle 9b wird über einen Mitnehmer 14 und Blattfedern 15 an der Gegendruckplatte 9a angebunden. Das in die Zwischenlamelle 9b eingeleitete Drehmoment wird so (ohne Verzahnungsreibung) über den Mitnehmer 14 und die Blattfedern 15 übertragen. Die Blattfedern 15 ermöglichen die axiale Verschiebung der Zwischenlamelle 9b und drü cken diese nach rechts gegen einen Anschlag 16 am Rotorträger 36. So wird zusätz lich sichergestellt, dass die Kupplung 1 lüftet und das Schleppmoment auf ein Mini mum reduziert wird. Der Mitnehmer 14 kann radial sehr platzsparend ausgeführt wer- den, was sich positiv auf die Belagfläche und den Reibradius auswirkt. Das Design ist auch auf drei Scheiben (drei Reibelemente in zweiter Gruppe 11 ) erweiterbar. Die Reiblamellen 12a, 2b sind auf dem Innenkorb 10 gelagert, welcher wiederum über den Mitnehmerzahnkranz 32 mit dem ZMS 31 / Verbrenner verbunden ist. Um hier eben falls die Verschiebereibung zu reduzieren, ist eine axiale Anbindung der Lamellen 12a, 12b denkbar. Um weiter noch Bauraum einsparen zu können und Teile zu redu zieren, können der Innenlamellenträger 10 und der Mitnehmerzahnkranz 32 zu einem Bauteil vereinheitlicht werden (Fig. 10).

Bezuqszeichenliste Mehrscheibenkupplung

Hybridmodul

Antriebsstrang

a erster Kupplungsbestandteil

b zweiter Kupplungsbestandteil

Rotor

elektrische Maschine

erster Träger

erste Reibelementegruppe

a erstes Reibelement der ersten Gruppeb zweites Reibelement der ersten Gruppec drittes Reibelement der ersten Gruppe

0 zweiter Träger

1 zweite Reibelementegruppe

2a erstes Reibelement der zweiten Gruppe2b zweites Reibelement der zweiten Gruppe3 Drehachse

4 Mitnehmerelement

5 erste Federeinheit

6 Anschlag

7 Anpressplatte

8 Verschiebeelement

9 Kupplungsbetätigungsmechanismus

0 zweite Federeinheit

1 Bereich

2 Federelement

3 Stützbereich

4 Endbereich

5 Vorsprung

6a erste Getriebeeingangswelle

6b zweite Getriebeeingangswelle erste Teilkupplung zweite Teilkupplung

Aufnahmebereich

Doppelkupplungseinrichtung Schwingungsdämpfer Zahnkranzbereich

Ausgangswelle

Trennkupplung

Eingangswelle

Rotorträger

Gehäuse

Stator

Käfigbereich

Betätigungseinrichtung Befestigungsbereich Aufnahmeloch