Schaltbare Kupplunqseinrichtunq, insbesondere in Scheibenbauweise, Antriebsstranα für ein Hvbridsvstem und Fahrzeug

Die Erfindung betrifft eine schaltbare Kupplungseinrichtung, insbesondere in Scheibenbauweise mit zumindest einem ersten und einem zweiten, reibflächentragende und/oder reibflächenbildende Elemente umfassenden Kupplungsteil, die wenigstens mittelbar durch eine, über einen Druckraum mit Druckmittel beaufschlagbare Stelleinrichtung in Wirkverbindung bringbar sind.

Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Hybridsystem, insbesondere für den Einsatz in Fahrzeugen mit zumindest zwei Antriebsmaschinen, die über eine Kraftübertragungsvorrichtung mit weiteren übertragungseinheiten koppelbar sind, wobei eine Einrichtung zur Gewährleistung/Trennung des Kraftflusses zwischen der ersten Antriebsmaschine und dem Antriebsstrang vorgesehen ist, umfassend eine schaltbare Kupplungseinrichtung mit einem ersten Kupplungsteil und einem zweiten. Kupplungsteil, die über eine mit Druckmittel betätigbare Stelleinrichtung wenigstens mittelbar miteinander in Wirkverbindung bringbar sind.

Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit einem Antriebsstrang für ein Hybridsystem.

Bei den bekannten Antriebssträngen mit einer schaltbaren druckmittelbetätigbaren Kupplungseinrichtung zum wahlweisen Verbinden oder Trennen einer Antriebsmaschine, insbesondere Verbrennungskraftmaschine von einem Antriebstrang in Form einer Lamellenkupplung wird diese mittels zumindest eines Kolbenelementes mit einem diesen zugeordneten geschlossenen, mit Druckmittel beaufschlagbaren und auch als Kolbenraum bezeichneten Druckraum betätigt. In einer alternativen Ausführung ist eine Düse oder eine Blende zur Verbindung zwischen dem mit Druckmittel beaufschlagbaren Kolbenraum und dem übrigen, die reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elemente umgebenden Kupplungsraum vorgesehen. Das bedeutet, dass im ersten Fall kein Kühlölstrom zur Kühlung der reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elemente zur Verfügung steht oder der sich über die Blende oder Düse ausbildende Kühlölstrom zwischen den dadurch miteinander verbundenen, mit Druckmittel, insbesondere Fluid beaufschlagbaren Druckräumen nicht proportional zum eigentlichen Kühlbedarf verhält. Dies führt zu einer erhöhten thermischen Belastung der Kupplung und Verringerung der Verfügbarkeit sowie zu Energieverlusten.

In Hybridsystemen, in welchen zumindest zwei unterschiedliche Antriebsmaschinen vorgesehen sind, über die der Antrieb wahlweise oder aber gemeinsam erfolgen kann, wobei zumindest eine geeignet ist, in einer ersten Betriebsweise als Antriebsmaschine und in einer zweiten Betriebsweise als Maschine zur Umwandlung der Bremsenergie in eine andere Energieform zum Zweck der Zwischenspeicherung und/oder als Antriebsenergie für weitere Verbraucher zu fungieren, können derartige Kupplungseinrichtungen, welche als Einrichtung zur Unterbrechung/Realisierung des Kraftflusses zwischen der ersten Antriebsmaschine und dem Antriebstrang vorgesehen werden, nicht ohne erheblichen Mehraufwand hinsichtlich der Deckung des Kühlbedarfs betrieben werden.

Ein derartiges Hybridsystem ist beispielsweise in der Druckschrift DE 103 10 831 A1 Figur 30 dargestellt. Dieses offenbart eine Kraftübertragungsvorrichtung, die zwischen zwei Antriebsmaschinen und einem nachgeordneten Verbraucher in Form eines Getriebes angeordnet ist. Zur vollständigen Entkoppelung der ersten Antriebsmaschine vom Antriebsstrang ist zwischen dieser und der Kraftübertragungsvorrichtung eine Einrichtung zur Unterbrechung/Realisierung des Kraftflusses vorgesehen, die in Form einer schaltbaren Kupplungseinrichtung ausgeführt ist, welche auch als Motorkupplung oder Trennkupplung bezeichnet wird. Die zweite Antriebsmaschine ist als elektrische Maschine ausgebildet, deren Rotor drehfest mit der Kraftübertragungsvorrichtung verbunden ist. Die Kraftübertragungsvorrichtung umfasst zumindest ein Anfahrelement, vorzugsweise in Form einer hydrodynamischen Komponente und eine Einrichtung zur zumindest teilweisen Umgehung des Kraftflusses über die hydrodynamische Komponente. Diese ist vorzugsweise in Form einer reibschlüssigen schaltbaren Kupplungseinrichtung ausgeführt, welche auch als überbrückungskupplung bezeichnet wird und im Kraftfluss eine Umgehung der hydrodynamischen Komponente ermöglicht. Das nachgeordnete Getriebe, welches in der Regel als Schaltgetriebe ausgeführt ist, ist durch eine Mehrzahl von druckmittelbetätigten Schaltelementen charakterisiert. Als mögliche Grundbetriebsweisen eines derartigen Antriebsstranges werden im Traktionsbetrieb nachfolgende Betriebsweisen angesehen, welche durch weitere Unterbetriebsweisen modifizierbar sind:

- Fahren, insbesondere motorisches Fahren mit Kraftfluss von der ersten Antriebsmaschine, insbesondere Verbrennungskraftmaschine über einen ersten und/oder zweiten Leistungszweig der Kraftübertragungsvorrichtung bei geschlossener Einrichtung zur Unterbrechung/ Realisierung des Kraftflusses zwischen der ersten Antriebsmaschine und der Kraftübertragungsvorrichtung

- Fahren, insbesondere elektrisches Fahren mit Kraftfluss von der zweiten Antriebsmaschine, insbesondere elektrischen Maschine über einen ersten und/oder zweiten Leistungszweig der Kraftübertragungsvorrichtung bei geöffneter/getrennter Einrichtung zur Unterbrechung/Realisierung des Kraftflusses zwischen der ersten Antriebsmaschine und der Kraftübertragungsvorrichtung

Im Zustand „elektrisches Fahren" steht der Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine läuft. Es besteht also eine Differenzdrehzahl an der schaltbaren Kupplungseinrichtung, insbesondere zwischen den einzelnen Kupplungsteilen, wodurch Reibungswärme entsteht. In diesem Fahrmodus steht im Druckraum zur Beaufschlagung der Stelleinrichtung der schaltbaren Kupplungseinrichtung jedoch nur ein geringer Druck oder gar kein Druck an, so dass auch nur ein kleiner Kühlölstrom mit sehr geringer Kühlleistung entstehen kann.

Im Zustand „Fahren mit Verbrennungsmotor" drehen sich sowohl der Verbrennungsmotor als auch die elektrische Maschine. Die Nasskupplung ist geschlossen, es bestehen dort keine Drehzahldifferenzen, folglich keine Reibungsverluste und keine Wärmeentwicklung. Andererseits strömt aber bei der Verwendung einer Blende oder Düse der maximale Kühlölstrom, da in diesem Betriebsmodus der höchste öldruck im Kolbenraum ansteht. Daraus folgt, dass auch beim Einsatz einer Kühlblende zur Kupplungskühlung der Kühlölstrom immer entgegengesetzt proportional zum eigentlichen Kühlbedarf ist.

In der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2006 040 117 A1 ist des Weiteren eine Hybridantriebseinheit für ein Kraftfahrzeug zum Einbau zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Fahrzeuggetriebe beschrieben, welche eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator aufweist und als Motor oder Generator betreibbar ist. Radial innerhalb der elektrischen Maschine ist mindestens eine schaltbare Kupplung angeordnet und das Fahrzeuggetriebe weist eine Getriebeeingangswelle und ein Getriebegehäuse auf. Kühlmittel, beispielsweise Kühlöl, wird im Wesentlichen zur Kühlung der Kupplung durch eine zentrale Kühlmittelversorgung vom Getriebe zur Hybridantriebseinheit zu- und abgeführt. Der zentralen Kühlmittelversorgung schließt sich ein im Wesentlichen geschlossener Kühlmittel-Kreislauf an, in welchem im Bereich der Kupplung ein Druckausgleichraum vorgesehen ist, welcher vom Kühlmittel des Kühlmittelkreislaufs durchströmbar ist. Das Kühlmittel ist auf beiden Seiten des Kolbenelementes vorgesehen. Auch hier ist die Versorgung mit Kühlmittel im Wesentlichen von den am Kolbenelement herrschenden Druckverhältnissen abhängig.

- A -

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Antriebsstrang für ein Hybridsystem bereitzustellen, bei dem sich der in den einzelnen Betriebsweisen erforderliche Kühlbedarf und die tatsächlich zur Verfügung stehende Kühlleistung der schaltbaren Kupplungseinrichtung zur Gewährleistung/Trennung des Kraftflusses zwischen der ersten Antriebsmaschine und dem Antriebsstrang weitgehend entsprechen. Die erfindungsgemäße Lösung soll sich dabei durch einen geringen konstruktiven Aufwand auszeichnen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 , 17 und 24 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Eine erfindungsgemäß ausgeführte schaltbare Kupplungseinrichtung, insbesondere in Scheibenbauweise in Form einer reibschlüssigen Nasskupplung mit zumindest einem ersten und einem zweiten, reibflächentragende und/oder reibflächenbildende Elemente umfassenden Kupplungsteil, die wenigstens mittelbar durch eine über einen Druckraum mit Druckmittel beaufschlagbare Stelleinrichtung in Wirkverbindung bringbar sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass im Funktionszustand der schaltbaren Kupplungseinrichtung „Geöffnet" Mittel zur Erzeugung einer Kühlölströmung zu den reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elementen der einzelnen Kupplungsteile vorgesehen sind.

Beim Einsatz der schaltbaren Kupplungseinrichtung in Hybridsystemen kann dadurch in besonders vorteilhafter Weise die an den mit Relativdrehzahl zueinander rotierenden Kupplungsteilen, insbesondere den einzelnen reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elementen entstehende Reibwärme bei geöffneter Kupplungseinrichtung und angetriebenem zweiten Kupplungsteil gezielt abgeführt werden, so dass die thermische Beanspruchung relativ gering gehalten werden kann.

Die Mittel zur Erzeugung einer Kühlölströmung umfassen dazu zumindest eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem zur Betätigung, insbesondere zum Schließen der schaltbaren Kupplungseinrichtung ohnehin mit Druckmittel beaufschlagbaren, an der Stelleinrichtung, insbesondere einem Kolbenelement wirksamen Druckraum und der Umgebung der einzelnen Kupplungsteile sowie Mittel zur Steuerung der Fluidströmung über die derart geschaffene strömungstechnische Verbindung. Das der schaltbaren Kupplung zugeordnete Betriebsmitteiversorgungs- und/oder Führungssystem ist dazu derart ausgeführt und ausgelegt, dass auch im geöffneten Zustand der schaltbaren Kupplungseinrichtung und damit der öffnen-Endlage des Kolbenelementes der Druckraum nie vollständig druckfrei ist, sondern immer ein geringer Druck vorhanden ist. Dieser wird durch eine Mindestbefüllung mit Fluid mit

einem Mindestdruck gewährleistet. Der Mindestdruck bietet ferner Vorteile im Fall einer erforderlichen Neubeaufschlagung der Stelleinrichtung der schaltbaren Kupplungseinrichtung.

Die Stelleinrichtung umfasst dazu zumindest ein Kolbenelement, das an einem der beiden Kupplungsteile und/oder einem drehfest mit diesem verbundenen Element in axialer Richtung unter Ausbildung des mit Druckmittel beaufschlagbaren Druckraumes verschiebbar geführt ist. Die strömungstechnische Verbindung wird über zumindest eine öffnung, insbesondere Durchlassöffnung im Kolbenelement oder eine Ausnehmung im Druckraum, insbesondere der Wandung des Kolbenelementes, vorzugsweise im Kolbenboden erzeugt, deren Durchlassquerschnitt steuerbar ist. Dabei ist zumindest eine, vorzugsweise ist eine Mehrzahl von in Um- fangsrichtung zueinander beabstandeten öffnungen vorgesehen. Die Mittel zur Steuerung der Fluidströmung in Abhängigkeit der Stellung des Kolbenelementes können gemäß einer ersten Ausführung zumindest eine steuerbare Ventileinrichtung, insbesondere eine Drossel umfassen, die in der Verbindung integriert und entsprechend des Betätigungsdruckes am Kolbenelement angesteuert wird. Dies setzt jedoch eine aktive Steuerung voraus.

Demgegenüber ist eine weitere vorteilhafte Ausführung dadurch charakterisiert, dass ein Element zum Verschließen der einzelnen öffnung und/oder Ausnehmung vorgesehen ist, welches vorzugsweise von einem Element der schaltbaren Kupplungseinrichtung, vorzugsweise einem reibflächentragenden oder reibflächenbildenden Element der schaltbaren Kupplungseinrichtung gebildet wird. In einer besonders vorteilhaften Ausführung wird diese Funktion von der Randlamelle übernommen. Auf eine separate Ventileinrichtung kann verzichtet werden und es wird die ohnehin vorhandene Kupplungskonfiguration zur änderung des Durchlassquerschnittes genutzt.

Um eine vollständig selbsttätige Anpassung des über die Verbindung erzeugbaren Kühlmedienstromes zu gewährleisten, mündet in einer besonders vorteilhaften Ausführung die einzelne öffnung, insbesondere Durchlassöffnungen im Bereich der an den reibflächentragenden und/oder reibflächenbildenden Elementen wirksamen Kolbenfläche am Kolbenelement und die Steuerung des Durchlassquerschnittes erfolgt durch die Steuerung der durch die wirksamen Kolbenfläche an den Kupplungsteilen aufbringbaren Anpresskraft. D.h. mit größer werdendem Anpressdruck wird die Durchgangsöffnung aufgrund der Anpressung an ein Element der schaltbaren Kupplungseinrichtung, insbesondere die End- oder Randlamelle verschlossen. Es bedarf keiner zusätzlichen Maßnahmen innerhalb der strömungsmäßigen Verbindung und der Kühlmedienstrom wird automatisch beim Schließen der Kupplung verringert, während dieser durch Freigabe des Durchlassoffnungsquerschnitt.es entsprechend der Stellung des

Kolbenelementes freigegeben wird. Es ist lediglich die Geometrie der Durchlassöffnung auf die Größe des erforderlichen Kühlmedienstromes in der öffnen-Endlage der Stelleinrichtung abzustimmen. Diese Lösung stellt eine besonders kostengünstige und einfach realisierbare Ausführung dar, die auch in bestehenden Kupplungseinrichtungen einfach nachrüstbar ist.

Das Kolbenelement der Stelleinrichtung kann dabei unter Ausbildung des mit Druckmittel beaufschlagbaren Druckraumes am zweiten Kupplungsteil oder einem mit diesem drehfest verbundenen Bauteil in axialer Richtung geführt werden. Der zweite Kupplungsteil umfasst dazu vorzugsweise einen Außenlamellenträger, der an einem rotierbaren Gehäuseteil angeordnet ist oder mit diesem eine integrale Baueinheit bildet, wobei das Kolbenelement am Gehäuse, einer mit dem Gehäuse drehfest verbundenen Wandung oder einem drehfest mit diesem verbundenen Element in axialer Richtung verschiebbar geführt ist.

In einer alternativen Ausführung kann das Kolbenelement auch am ersten Kupplungsteil oder einem mit diesem drehfest verbundenen Bauteil in axialer Richtung geführt werden.

Damit das Kolbenelement in der Stellung „Geöffnet" und damit dem Funktionszustand der schaltbaren Kupplungseinrichtung „Geöffnet" mit geringem Druck beaufschlagt werden kann, ohne zu einem Schließen der schaltbaren Kupplungseinrichtung zu führen, ist eine Einrichtung zur Erzeugung einer entgegengesetzt zur Druckkraft über die Druckkammer ausgerichteten Betätigungskraft, insbesondere einer Vorspannkraft vorgesehen. Diese umfasst im einfachsten Fall ein Vorspannelement, welches am Kolbenelement wirksam ist und sich an einem der Kupplungsteile oder einem mit diesem drehfest verbundenen Anschlusselement abstützt. Das Vorspannelement umfasst je nach Zuordnung zur Stelleinrichtung eine Tellerfedereinrichtung oder eine Druck- oder Zugfedereinrichtung -, die vorzugsweise direkt die Stelleinrichtung der schaltbaren Kupplungseinrichtung beaufschlagt.

Ein Antriebsstrang für ein Hybridsystem, insbesondere für den Einsatz in Fahrzeugen mit zumindest zwei Antriebsmaschinen, die über eine Kraftübertragungsvorrichtung mit weiteren übertragungseinheiten koppelbar sind, wobei eine Einrichtung zur Gewährleistung/Trennung des Kraftflusses zwischen der ersten Antriebsmaschine und dem Antriebsstrang vorgesehen ist, umfasst in vorteilhafter Weise eine schaltbare Kupplungseinrichtung mit einem ersten Kupplungsteil und einem zweiten Kupplungsteil, die über eine mit Druckmittel betätigbare Stelleinrichtung wenigstens mittelbar miteinander in Wirkverbindung bringbar sind, und die gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 ausgeführt ist. Beim alleinigen Antrieb über die zweite Antriebsmaschine kann dadurch in besonders vorteilhafter Weise die maximale Kühlleistung

zur Verfügung gestellt werden, während diese entsprechend dem verringerten Erfordernis beim Schließen der schaltbaren Kupplungseinrichtung abnimmt.

Bezüglich des Aufbaus der Kraftübertragungsvorrichtung selbst besteht eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Diese umfasst vorzugsweise zumindest ein Anfahreiement, besonders bevorzugt eine hydrodynamische Komponente und eine Einrichtung zur Umgehung der hydrodynamischen Komponente im Kraftfluss, wobei in besonders vorteilhafter weise Kraftübertragungseinvorrichtung und schaltbare Kupplungseinrichtung aus einem gemeinsamen Betriebsmittelsteuer- und Führungssystem mit Druckmittel versorgt werden können. Die Kraftübertragungsvorrichtung kann zumindest als Zwei- oder Dreikanaleinheit ausgeführt sein. Im ersten Fall umfasst diese zumindest zwei Anschlüsse, einen ersten mit einem Arbeitsraum der hydrodynamischen Komponente gekoppelten Anschluss und einen zweiten mit einem von einem Gehäuse am Außenumfang der hydrodynamischen Komponente begrenzten und mit Betriebsmittel befüllbaren Raum gekoppelten Anschluss. Bei Ausführung als Dreikanaleinheit ist ein weiterer dritter, mit einem dem Kolbenelement zugeordneten und beliebig mit Druckmittel beaufschlagbaren Raum gekoppelter Anschluss vorgesehen.

Der Eingang der Kraftübertragungsvorrichtung kann dabei von einer zumindest die Kraftübertragungsvorrichtung, vorzugsweise auch die schaltbare Kupplungseinrichtung in Form der Motorkupplung umschließenden Gehäuseglocke und von dieser gebildeten oder mit dieser drehfest gekoppelten Wandungen zwischen schaltbarer Kupplungseinrichtung und Kraftübertragungseinheit zur Begrenzung der Druckräume von schaltbarer Kupplungseinrichtung und Kraftübertragungsvorrichtung gebildet werden. Dadurch kann die Bauteilanzahl gering gehalten werden und die Funktionskonzentration auf einige wenige Bauteile erfolgen.

Der erfindungsgemäße Antriebsstrang ist in besonders vorteilhafter Weise für den Einsatz in Hybridsystemen geeignet, deren erste Antriebsmaschine von einer Verbrennungskraftmaschine gebildet wird und deren zweite Antriebsmaschine von einer sowohl motorisch als auch generatorisch betreibbaren elektrischen Maschine gebildet wird. Andere Antriebskonzepte zur Realisierung der ersten und/oder zweiten Antriebsmaschine sind ebenfalls denkbar.

Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:

Figuren 1a und 1b verdeutlichen anhand eines Axialschnittes durch eine erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung den Aufbau und die Funktionsweise dieser;

Figur 2 verdeutlicht einen Ausschnitt aus einem Axialschnitt eines erfindungsgemäß ausgeführten Antriebsstranges mit einer erfindungsgemäßen schaltbaren Kupplungseinrichtung.

Die Figur 1a verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung den Aufbau und die Funktion einer erfindungsgemäß ausgeführten schaltbaren Kupplungseinrichtung 10, insbesondere in Form einer reibschlüssigen Nasskupplung 11 , wie sie zwischen einer ersten Antriebsmaschine 12 und dem Antriebsstrang 13 in Fahrzeugen zum Einsatz gelangen kann, anhand eines Axialschnittes durch diese. Die Nasskupplung 11 ist in Scheibenbauweise, insbesondere in Lamellenbauweise ausgeführt, umfassend zumindest einen ersten Kupplungsteil 10E, der wenigstens mittelbar drehfest mit der ersten Antriebsmaschine 12 verbindbar ist und einen zweiten Kupplungsteil 10A, der mit dem restlichen Antriebsstrang in Richtung zu den Rädern gekoppelt ist. Erster und zweiter Kupplungsteil 10E, 10A sind wenigstens mittelbar miteinander über eine Stelleinrichtung 14 in Wirkverbindung bringbar. Der erste und der zweite Kupplungsteil 10E, 10A umfassen dazu zumindest einen Lamellenträger und an diesem in axialer Richtung verschiebbar angeordnete Lamellen 1 E und 1 A jeweils für den ersten und zweiten Kupplungsteil 10E, 10A, welche als reibflächentragende beziehungsweise reibflächenbildende Elemente fungieren. Unter Reibflächen werden dabei Flächenbereiche verstanden, die Bestandteil einer Reibpaarung zwischen unterschiedlichen Bauelementen sein können. Diese können entweder direkt an der jeweiligen Lamelle ausgebildet sein oder aber durch eine Be- schichtung oder einen zusätzlichen Belag an dieser ausgebildet werden. Die Nasskupplung 11 ist hydraulisch betätigbar. Dazu umfasst diese eine Stelleinrichtung 14 mit zumindest einem Betätigungselement in Form zumindest eines Kolbenelementes 3, welches mit Druckmittel, insbesondere einem Fluid beaufschlagbar ist. Die Druckmittelbeaufschlagung erfolgt über einen, dem Kolbenelement 3 zugeordneten Druckraum 8. Dieser kann beliebig mit einem Druck beaufschlagt werden, wobei der Druck in der Regel proportional zum Anpressdruck des Kolbenelementes 3 an den einzelnen Kupplungslamellen 1 E und 1A ist. Das Kolbenelement 3 ist dabei vorzugsweise am zweiten Kupplungsteil 10A oder einem mit diesem drehfest verbundenen Element in axialer Richtung verschiebbar geführt. Die Führung erfolgt vorzugsweise nicht direkt am zweiten Kupplungsteii 10A, sondern an den drehfest mit diesen gekoppelten Elementen. Im dargestellten Fall handelt es sich bei diesem um ein mit dem Lamellenträger in Form eines Außenlamellenträgers des zweiten Kupplungsteils 10A drehfest verbundenen Ge-

häuse 15, das die Kupplungsteile 1OE, 1OA in axialer und radialer Richtung sowie in Umfangs- richtung unter Ausbildung eines die Kupplungsumgebung bildenden Innenraumes 20 und zur Aufnahme des Kolbenelementes 3 umschließt, wobei die Abstützung im Bereich des Innen- umfanges 16 des Kolbenelementes 3 an einer drehfest mit dem Gehäuse 15 verbundenen Nabe 17 erfolgt. Der Druckraum 8 wird dabei im dargestellten Fall vom Kolbenelement 3, insbesondere der Stirnseite 22 des Kolbenelementes 3 und dem mit dem zweiten Kupplungsteil 10A gekoppelten Gehäuse 15 beziehungsweise einem drehfest mit diesem gekoppelten Element, insbesondere einer Wandung beziehungsweise Druckraumtrennung bildenden Zylinderteil 6 begrenzt. Der zweite Kupplungsteil 10A, insbesondere der Außenlamellenträger kann auch als bauliche Einheit mit dem Gehäuse 15 ausgeführt werden. Der die einzelnen Lamellen 1E und 1 A aufnehmende und vom Innenumfang 18 des Gehäuses 15 sowie der dem Druckraum 8 gegenüberliegenden Stirnseite 19 des Kolbenelementes 3 begrenzte Innenraum

20 bildet die Kupplungsumgebung. Um auch im getrennten Zustand, das heißt im geöffneten Zustand der schaltbaren Kupplungseinrichtung 10 einen Kühlölstrom zu erzeugen, was insbesondere beim Einsatz in Hybridsystemen von besonderem Vorteil ist, da die Lamellen in der Betriebsweise „elektrisches Fahren" mitgeschleppt werden, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Funktionsstellung „Geöffnet" des Kolbenelementes 3 immer noch durch einen geringen Druck im Druckraum 8 charakterisiert ist beziehungsweise im Druckraum 8 noch Druckmittel, insbesondere in Form von öl vorhanden ist. Zur Erzeugung eines Kühlmedienstromes ist es erfindungsgemäß vorgesehen, eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem Druckraum 8 und dem die Kupplungsumgebung bildenden Innenraum 20 vorzusehen, welche hier mit 21 bezeichnet ist. Vorzugsweise erfolgt die strömungstechnische Verbindung

21 zwischen dem Druckraum 8 und dem Innenraum 20 direkt durch das Kolbenelement 3 hindurch. Im einfachsten Fall sind öffnungen 2 in Form von Durchlassöffnungen vorgesehen, die sich zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnseiten 19, 22 des Kolbenelementes 3 erstrecken. Die Anordnung erfolgt derart, dass die einzelne öffnung 2 an der Stirnseite 19 im Bereich der an den einzelnen Kupplungsteilen 10E, 10A wirksamen Kolbenfläche 31 mündet.

Um bei geringer Druckbeaufschlagung das Kolbenelement 3 in seiner Funktionsstellung zu halten, die dem Zustand „Geöffnet" der schaltbaren Kupplungseinrichtung 10 entspricht, ist die Ausführung in der Figur 1a in vorteilhafter weise dadurch charakterisiert, dass die über die Beaufschlagung des Druckraumes 8 erzeugte Kraft im Gleichgewicht mit einer Vorspannkraft steht. Diese wird über eine Einrichtung 32 zur Erzeugung einer der Druckkraft im Druckraum 8 entgegengesetzt ausgerichteten Betätigungskräft, umfassend zumindest ein Vorspannelement insbesondere zumindest eine Federeinheit 7 aufgebracht, indem das Kolbenelement 3 mittels dieser von den Kupplungslamellen 1E und 1A abgehoben wird. In dem zwischen dem KoI-

benelement 3 und dem Gehäuse 15 beziehungsweise dem mit diesem drehfest verbundenen Zylinderteil 6 gebildeten Druckraum 8 herrscht ein geringer öldruck, welcher an der Stirnseite 22, eine Kraft erzeugt, die kleiner als die Rückstellkraft der Federeinheit 7 ist. Die Stelleinrichtung 14 der schaltbaren Kupplungseinrichtung 10 ist im Funktionszustand „Geöffnet" somit nicht drucklos. Das Kühlmedium in Form von öl wird durch einen Anschluss A1 zum Druckraum 8, insbesondere eine ölflussbohrung 4 zugeführt. In diesem Betriebszustand der Nasskupplung 11 kann dabei das Betriebsmedium, insbesondere öl, aus dem Druckraum 8 durch eine öffnung 2 zu und durch die Lamellen 1 E und 1A fließen. Die öffnung 2 stellt die Verbindung 21 her. Der ölfluss erfolgt zum Zwecke der Kühlung. überschüssiges öl kann durch einen weiteren Anschluss A2 an den Innenraum 20, insbesondere in Form zumindest einer öl- abflussbohrung 5 einem Betriebsmittelversorgungs- und/oder Führungssystem zugeführt werden, insbesondere zu einem Pumpensumpf, einem ölkühler oder einer Pumpe abfließen.

Der Kühlmedienstrom ist in Figur 1b, für die in Figur 1a beschriebene Kupplungseinrichtung 10, dargestellt.

Im Funktionszustand „Geschlossen" der reibschlüssigen Nasskupplung 11 wird der ölzufluss durch den Anschluss A1 , insbesondere die ölzuflussbohrung 4 soweit erhöht, dass das Kolbenelement 3 entgegen der Federkraft der Federeinheit 7 in Richtung der Lamellen 1 E, 1A der einzelnen Kupplungsteile 10E und 10A verschoben wird und diese aneinander drückt. Dadurch wird die Wirkverbindung zwischen diesen hergestellt und aufgrund des vorherrschenden Reibschlusses frei von Relativbewegungen zwischen den einzelnen Lamellen das erforderliche Drehmoment übertragen. Gleichzeitig wird erfindungsgemäß die Verbindung 21 deaktiviert, im einfachsten Fall durch Verschließen der öffnung 2. Die öffnung 2 ist dabei in besonders vorteilhafter Weise derart angeordnet und ausgerichtet, dass diese im geschlossenem Zustand der schaltbaren Kupplungseinrichtung 10 durch Anlegen des Mündungsbereiches an der wirksamen Kolbenfläche 31 an der Kolbenstirnseite 19 an einer der Lamellen, insbesondere der Endlamelle 1.1 , anliegt. Dadurch wird der im geöffneten Zustand über die öffnung 2 erzeugte Kühlmedienstrom unterbrochen. Dieser Funktionszustand ist dadurch charakterisiert, dass kaum Kühlmedium benötigt wird, da die durch Reibkräfte erzeugte Wärme in diesem Funktionszustand relativ gering ist.

In den Zwischenstellungen, insbesondere im schlupfenden Betrieb der schaltbaren Kupplungseinrichtung 10 und der dadurch bedingten Kolbenstellung des Kolbenelementes 3, ist dann die öffnung 2 nur teilweise oder bedingt geschlossen. Dadurch wird über diese ein geringerer Kühlmedienstrom erzeugt als im geöffneten Zustand. Dieser Kühlmedienstrom ist

dann dem Zustand der Reibkräfte angepasst. Je höher die mögliche Reibarbeit, je höher der Kühlmedien, insbesondere Kühlölstrom.

Die Figur 2 verdeutlicht eine besonders vorteilhafte Anwendung einer erfindurigsgemäß ausgebildeten schaltbaren Kupplungseinrichtung 10, insbesondere reibschlüssigen Nasskupplung 11 in einem Antriebsstrang 13 für ein Hybridsystem 9 für den Einsatz in Fahrzeugen. Dieser umfasst eine erste Antriebsmaschine 12, welche in besonders vorteilhafter Ausführung in Form einer Verbrennungskraftmaschine 23 ausgebildet ist und eine weitere zweite Antriebsmaschine oder Antriebseinheit 24, welche zumindest als Motor- und/oder Generator betreibbare elektrische Maschine 25, deren Rotor 25.1 drehfest mit dem Antriebsstrang 13 verbunden ist, ausgeführt ist. Die Kopplung der einzelnen Antriebsmaschinen 12 und 24 mit einem Verbraucher, insbesondere in Form eines Getriebes 26 des Antriebsstranges 13 und den mit diesem gekoppelten restlichen Bestandteilen bis zu den Rädern erfolgt über eine Kraftübertragungsvorrichtung 27, umfassend einen Eingang E und einen Ausgang A und zumindest ein dazwischen angeordnetes Anfahrelement 28 und gegebenenfalls eine weitere Vorrichtung T2 zur Dämpfung von Schwingungen. Das Anfahrelement 28 kann als hydrodynamische Komponente 29 oder als Kupplung 30, insbesondere schaltbare Kupplungseinrichtung ausgebildet sein. Die hydrodynamische Komponente 29 ist in besonders vorteilhafter Weise als hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentwandler ausgeführt. Dieser dient der gleichzeitigen Wandlung von Drehzahl und Drehmoment in einem vordefinierten Verhältnis zueinander. Der hydrodynamische Drehzahl-/Drehmomentwandler umfasst dazu zumindest ein im Kraftfluss zwischen einer der Antriebsmaschinen 12, 24 und dem Verbraucher 26 in Form des Getriebes als Pumpenrad P fungierendes Primärrad und ein als Turbinenrad T fungierendes Sekundärrad sowie zumindest ein Reaktionsglied in Form eines Leitrades, welches ortsfest oder aber drehbar gelagert sein kann. Ferner ist es denkbar, die hydrodynamische Komponente auch als hydrodynamische Kupplung auszubilden. In diesem Fall umfasst diese lediglich ein als Pumpenrad P fungierendes Primärrad und ein als Turbinenrad T fungierendes Sekundärrad. Die hydrodynamische Kupplung ist frei von einem Leitrad und dient lediglich der Drehzahlwandlung bei unverändert übertragenem Moment. Die Kraftübertragungsvorrichtung 27 umfasst dann ferner eine schaltbare Kupplungseinrichtung 30 zur Umgehung des Kraftflusses über die hydrodynamische Komponente 29, um eine Nutzung der Leistungsübertragung über die hydrodynamische Komponente lediglich in den Bereichen hohen Wirkungsgrades zu ermöglichen und diese in den Betriebsbereichen, die im Zusammenwirken mit dem Betriebsbereich der entsprechenden Antriebsmaschine durch einen schlechten Wirkungsgrad charakterisiert sind, zu überbrücken. Derartige schaltbare Kupplungseinrichtungen werden in Form von reibschlüssigen Kupplungen, vorzugsweise Lamellenkupplungen, ausgeführt. Diese sind mit

Schlupf betreibbar. Denkbar ist es jedoch auch, synchron schaltbare Kupplungen einzusetzen. Der Kraftfluss kann dabei entweder jeweils von einer der Antriebsmaschinen 12 oder 24 über die Kraftübertragungsvorrichtung 27 zum Getriebe 26 geführt werden oder aber von beiden gemeinsam, indem die beiden Antriebsmaschinen 12, 24 parallel betrieben werden. Um eine alleinige Kraftübertragung über die zweite Antriebsmaschine 24 zum Verbraucher in Form des Getriebes 26 zu ermöglichen, ist zwischen der ersten Antriebsmaschine 12, insbesondere der Verbrennungskraftmaschine 23, und der Kraftübertragungsvorrichtung 27 eine Einrichtung zur wahlweisen Unterbrechung des Kraftflusses vorgesehen, welche vorzugsweise in Form einer schaltbaren Kupplungseinrichtung 10, insbesondere einer reibschlüssigen Nasskupplung 11 gemäß der Figuren 1a, 1 b ausgeführt ist. Diese Kupplungseinrichtung 10 wird dabei auch als Motorkupplung bezeichnet und dient der Unterbrechung oder Realisierung eines Kraftflusses zwischen der ersten Antriebsmaschine 12 und dem nachgeordneten Antriebsstrang 13. Der erste Kupplungsteil 10E ist dabei wenigstens mittelbar drehfest mit der ersten Antriebsmaschine 12 verbunden, während der zweite Kupplungsteil 10A wenigstens mittelbar drehfest mit dem Eingang E der Kraftübertragungsvorrichtung 27 verbunden ist. Im dargestellten Fall erfolgt die Kopplung des ersten Kupplungsteils 10E mit der ersten Antriebsmaschine 12 über eine Vorrichtung T1 zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere eine elastische Kupplung. Die Kopplung des zweiten Kupplungsteils 10A mit dem Eingang E der Kraftübertragungsvorrichtung 27 erfolgt vorzugsweise direkt, insbesondere durch integrale Ausbildung des Außen- lamellenträgers mit dem Gehäuse 15. Bezüglich der konkreten Ausführung der einzelnen Verbindungen bestehen dabei eine Vielzahl von Möglichkeiten. Die konstruktive Ausführung der Kraftübertragungsvorrichtung 27 erfolgt dabei in der Regel derart, dass diese kein eigenständiges Gehäuse aufweist, sondern die Pumpenradschale PS, welche am Pumpenrad P ausgebildet ist, drehfest mit einer Gehäuseglocke 34 verbunden ist, die sich in axialer Richtung unter Ausbildung eines Innenraumes 35 zur Aufnahme der schaltbaren Kupplungseinrichtung 30 erstreckt, wobei je nach Ausgestaltung die Gehäuseglocke 34 derart ausgeführt sein kann, dass diese das Gehäuse 15 der schaltbaren Kupplungseinrichtung 10 mitbildet. In diesem Fall ist lediglich innerhalb der Gehäuseglocke 34 eine Zwischenwandung zur Unterteilung der einzelnen Druckräume zwischen der Kraftübertragungsvorrichtung 27 und der schaltbaren Kupplungseinrichtung 10 in Form einer Druckraumtrennung vorzusehen, die vom Zylinderteil 6 gebildet werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung ist in besonders vorteilhafter weise in einer Ausführung eines Antriebsstranges 13 in Form eines Hybridsystems 9 mit einer Kraftübertragungsvorrichtung 27 in Zweikanalbauweise einsetzbar. Dies bedeutet, dass diese zumindest zwei Anschlüsse A3 und A4 aufweist und die Betriebsmittelführung in den einzelnen Betriebsweisen derart erfolgt,

dass die Betätigung der schaltbaren Kupplungseinrichtung 30 über die Druckverhältnisse an den beiden Anschlüssen A3, A4 steuerbar ist. Der erste Anschluss A3 ist mit einem von der hydrodynamischen Komponente 29 gebildeten Arbeitsraum verbunden, während der zweite Anschluss A4 mit einem zwischen dem Außenumfang der hydrodynamischen Komponente 29 und der Kopplung des Pumpenrades P mit dem Eingang E der Kraftübertragungsvorrichtung 27 verbundenen Gehäuseglocke 34 gebildeten Innenraum 35 verbunden ist. Je nach Betriebsweise der Kraftübertragungsvorrichtung 27 wird die hydrodynamische Komponente 29 dabei entweder zentripedal oder zentrifugal durchströmt. Im ersten Fall erfolgt die Betriebsmittelführung quasi über den zweiten Anschluss A4 zwischen den einzelnen Kupplungsteilen der schaltbaren Kupplungseinrichtung 30 unter Erzeugung eines entsprechenden öffnungsdruckes für die Kupplungseinrichtung 30 zum Außenumfang der hydrodynamischen Komponente 29 unter Befüllung dieser und Erzeugung eines Strömungskreislaufes im Arbeitsraum. In der zweiten Betriebsweise der Kraftübertragungsvorrichtung 27 wird die hydrodynamische Komponente zentrifugal durchströmt, wobei der Druck an der Stelleinrichtung der schaltbaren Kupplungseinrichtung 30 erhöht wird und die schaltbare Kupplungseinrichtung 30 geschlossen wird. Beide Betriebsweisen können sowohl mit der ersten Antriebsmaschine 12 als auch der zweiten Antriebsmaschine 24 gefahren werden. In einer hier nicht dargestellten Weiterentwicklung kann die Kraftübertragungsvorrichtung 27 auch in Dreikanalbauweise ausgeführt sein. In diesem Fall kann die Stelleinrichtung der schaltbaren Kupplungseinrichtung 30 über einen, dieser zugeordneten, mit einem beliebigen Druck beaufschlagbaren Druckraum betätigt werden.

Bezuqszeichenliste

1 E, 1A Kupplungslamellen

1.1 Endlamelle

2 öffnung, Durchlassöffnung

3 Kolbenelement

4 ölzuflussbohrung

5 ölabflussbohrung

6 Zylinderteil

7 Federeinheit

8 Druckraum

9 Hybridsystem

10 schaltbare Kupplungseinrichtung

10E erster Kupplungsteil

10A zweiter Kupplungsteil

11 Nasskupplung

12 erste Antriebsmaschine

13 Antriebsstrang

14 Stelleinrichtung

15 Gehäuse

16 Innenumfang

17 Nabe

18 Innenumfang

19 Stirnseite

20 Innenraum

21 Verbindung

22 Stirnseite

23 Verbrennungskraftmaschine

24 zweite Antriebsmaschine

25 elektrische Maschine

25.1 Rotor

26 Getriebe

27 Kraftübertragungsvorrichtung

28 Anfahrelement

29 hydrodynamische Komponente

30 schaltbare Kupplungseinrichtung

31 wirksame Kolbenfläche

32 Einrichtung zur Erzeugung einer der Druckkraft im Druckraum entgegengesetzt gerichteten Kraft

34 Gehäuseglocke

35 Innenraum

A1-A4 Anschlüsse

A Ausgang

E Eingang

P Pumpenrad

T Turbinenrad

T1. T2 Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen

PS Pumpenradschale