Die Erfindung betrifft ein Kupplungssystem, mit dessen Hilfe eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere bei einem Hybrid-Kraftfahrzeug, gekuppelt werden kann.

Aus WO 201 1/050773 A1 ist ein Kupplungssystem in der Art einer sogenannten Boos- ter-Kupplung bekannt, bei dem eine als Trennkupplung ausgestaltete Reibungskupplung mit Hilfe eines Rampensystems betätigt werden kann. Zum Schließen der Reibungskupplung kann das Rampensystem durch eine relativ zu einer Eingangsrampe verdrehbare Ausgangsrampe seine axiale Erstreckung ändern und dadurch eine Anpressplatte der Reibungskupplung axial verlagern. Dadurch kann zwischen der An- pressplatte und einer Gegenplatte der Reibungskupplung eine Kupplungsscheibe reibschlüssig verpresst werden.

Es besteht ein ständiges Bedürfnis den Bauraumbedarf eines Antriebsstrangs, insbesondere in axialer Richtung, zu reduzieren.

Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die einen Antriebsstrang mit einem geringen Bauraumbedarf, insbesondere in axialer Richtung ermöglichen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Kupplungssystem 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.

Erfindungsgemäß ist ein Kupplungssystem zum Kuppeln einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehen mit einer, insbesondere als Lamellenkupplung ausgestalteten, Reibungskupplung zur Übertragung eines Drehmoments zwischen einem Dreh- monnenteinleitungselennent, insbesondere Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors, und einem Drehmomentausleitungselement, insbesondere Getriebeeingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes, einem Rampensystem zum axialen Verlagern einer Anpressplatte der Reibungskupplung, wobei das Rampensystem eine Eingangsrampe und ei- ne relativ zur Eingangsrampe zur Veränderung einer axialen Erstreckung des Rampensystems verdrehbare Ausgangsrampe aufweist, einer Vorsteuerkupplung zum Auslösen eines Verdrehens der Eingangsrampe relativ zur Ausgangsrampe infolge einer Differenzdrehzahl zwischen dem Drehmomenteinleitungselement und dem Drehmomentausleitungselement und einem Betätigungselement zum magnetischen Betä- tigen der Vorsteuerkupplung, wobei das Betätigungselement radial innerhalb zur Reibungskupplung angeordnet ist und in radialer Richtung betrachtet zumindest teilweise, insbesondere zu einem Großteil oder vollständig, von der Reibungskupplung überdeckt ist. Das Betätigungselement und die Reibungskupplung können ineinander geschachtelt sein. Dadurch kann axialer Bauraum für das Kupplungssystem reduziert werden. Das Kupplungssystem kann dadurch insbesondere für ein als Motorrad ausgestaltetes Kraftfahrzeug verwendet werden. Vorzugsweise ist das Rampensystem und/oder die Vorsteuerkupplung an einer von dem Betätigungselement weg weisenden Axialseite der Reibungskupplung, insbesondere getriebeseitig, vorgesehen. Das Betätigungselement ist insbesondere von einer von dem Rampensystem und/oder der Vorsteuerkupplung weg weisenden Axialseite her, insbesondere motorseitig, durch eine axiale Relativbewegung zur Reibungskupplung in die Reibungskupplung zumindest teilweise einsteckbar. Beispielsweise kann eine Einstecktiefe des Betätigungselements in die Reibungskupplung insbesondere durch ein beispielsweise als Innenlamellenträger ausgestaltetes Eingangselement axial begrenzt sein. Das Eingangselement kann radial innen mit dem Drehmomenteinleitungselement gekoppelt sein und radial außen in axialer Richtung abstehen, um das Betätigungselement in radialer Richtung zumindest teilweise zu überdecken. Ein insbesondere als Außenlamellenträger ausgestaltetes Ausgangselement der Reibungskupplung, kann an der von dem Eingangselement weg weisenden Axialseite des Betätigungselements an dem Betätigungselement vorbeilaufen, so dass das Betätigungselement in axialer Richtung zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement angeordnet sein kann. Insbesondere können das Eingangselement und das Ausgangselement das Betätigungselement in axia- ler Richtung betrachtet im Wesentlichen vollständig überdecken. Das Ausgangselement kann insbesondere über ein radial innerhalb zum Betätigungselement angeordnetes Lager an einem feststehenden Gehäuse oder an dem Drehmomenteinleitungselement gelagert sein. Dies ermöglicht es den Bauraum radial innerhalb der Rei- bungskupplung für weitere Bauelemente des Kupplungssystems zu nutzen und den axialen Bauraumbedarf zu reduzieren. Da das Betätigungselement und die Reibungskupplung ineinander geschachtelt angeordnet sind, kann der axiale Bauraumbedarf des Kupplungssystems gering gehalten werden, so dass ein Antriebsstrang mit einem geringen Bauraumbedarf, insbesondere in axialer Richtung ermöglicht ist.

Die Vorsteuerkupplung, das Rampensystem und die Reibungskupplung können zusammen eine sogenannte Booster-Kupplung ausbilden. Im geschlossenen Zustand der Reibungskupplung weisen das Drehmomenteinleitungselement und das Drehmomentausleitungselement im schlupffreien Betrieb im Wesentlichen die gleiche Dreh- zahl auf. Im geöffneten Zustand der Reibungskupplung können das Drehmomenteinleitungselement und das Drehmomentausleitungselement mit einer unterschiedlichen Drehzahl drehen, so dass sich eine Drehzahldifferenz zwischen dem Drehmomenteinleitungselement und dem Drehmomentausleitungselement einstellt. Das über das Drehmomenteinleitungselement und die Reibungskupplung fließende Drehmoment kann zumindest teilweise über die zumindest teilweise geschlossene Vorsteuerkupplung fließen, so dass im geschlossenen Zustand der Vorsteuerkupplung zumindest zeitweise eine Drehmomentübertragung über das Rampensystem erfolgen kann, wodurch Bauteilbelastungen reduziert werden können. Insbesondere führt die Vorsteuerkupplung beim Verdrehen der Eingangsrampe relativ zur Ausgangsrampe einen schlupfenden Reibschluss zwischen dem Drehmomenteinleitungselement und dem Drehmomentausleitungselement herbei. Durch den schlupfenden Reibschluss kann in der Vorsteuerkupplung eine Drehzahldifferenz erzeugt werden, die zum relativen Verdrehen der Eingangsrampe zur Ausgangsrampe genutzt werden kann. Gleichzeitig kann im Schlupf betrieb auch ein Drehmoment übertragen werden, das an das Ram- pensystem weitergeleitet werden kann, um eine entsprechend hohe Anpresskraft für die Anpressplatte bereit zu stellen. Wenn eine Drehzahlangleichung zwischen dem Drehmomenteinleitungselement und dem Drehmomentausleitungselement noch nicht erfolgt ist, kann die schlupfend betriebene Vorsteuerkupplung über eine geeignete Koppelung des Rampensystems mit der Vorsteuerkupplung die Drehzahldifferenz in eine Relativdrehung der Eingangsrampe zur Ausgangsrampe umsetzen. Dadurch kann sich die axiale Erstreckung des Rampensystems infolge der Drehzahldifferenz innerhalb der Vorsteuerkupplung und somit infolge der Drehzahldifferenz des Drehmomenteinleitungselements zum Drehmomentausleitungselement ändern. Durch die sich ändernde Erstreckung des Rampensystems kann die Anpressplatte zum Schließen der Reibungskupplung verlagert werden, wobei eine Verlagerungskraft zum Verlagern der Anpressplatte aus dem über die Vorsteuerkupplung übertragenen Drehmoment abgezweigt werden kann. Wenn sich die Erstreckung des Rampensystems soweit geändert hat, dass beispielsweise die Anpressplatte eine Kupplungsscheibe und/oder Lamellen einer Lamellenkupplung verpresst, sind nach einer Beendigung des Schlupfbetriebs die Drehzahlen des Drehmomenteinleitungselements und des Drehmomentausleitungselement miteinander synchronisiert, so dass eine Drehzahldifferenz nicht mehr vorliegt. Das Rampensystem kann dann in der erreichten Stellung verharren.

In der geschlossenen Stellung der Reibungskupplung kann der überwiegende Teil des zu übertragenen Drehmoments über die Reibpaarung(en) in der Reibungskupplung erfolgen, wobei ein kleinerer Anteil des zu übertragenen Drehmoments über die Vorsteuerkupplung übertragen werden kann. Dadurch kann über die Vorsteuerkupplung eine entsprechend hohe Anpresskraft auf die Anpressplatte ausgeübt werden, so dass ein entsprechend höheres Drehmoment sicher und ohne Durchrutschen übertragen werden kann. Hierbei kann über eine geeignete Wahl der Rampensteigung des Rampensystems eine Kraftübersetzung erreicht werden, so dass bei einer geringen Betätigungskraft zum Betätigen der Vorsteuerkupplung eine erhöhte übersetzte Anpress- kraft erreicht werden kann. Ferner kann ein Teil des zu übertragenen Drehmoments zur Bereitstellung der Anpresskraft genutzt werden, so dass aus einer weiteren Energiequelle die Anpresskraft gespeist werden kann. Durch die nur mittelbar über die Vorsteuerkupplung an der Anpressplatte angreifende Betätigungskraft kann über die Vorsteuerkupplung eine Kraftverstärkung und/oder eine Drehmomentabzweigung aus dem zu übertragenen Drehmoment zum Schließen der Reibungskupplung erreicht werden, so dass die Reibungskupplung mit einer deutlich erhöhten Anpresskraft reibschlüssig geschlossen werden kann, wodurch ein sicheres Schließen der Reibungskupplung mit geringem konstruktivem Aufwand ermöglicht ist. Über die Rampensteigung der Rampen des Rampensystems kann eine Kraftverstärkung erfolgen, so dass im Vergleich zu der an der Anpressplatte erreichbaren Anpresskraft eine deutlich geringere Betätigungskraft zum Schließen der Vorsteuerkupplung aufgebracht werden braucht. Dadurch kann ein, insbesondere magnetisches, Be- tätigungssystem deutlich kleiner und bauraumsparender dimensioniert werden, als wenn das Betätigungssystem die Anpressplatte direkt verlagern würde. Ferner ist es möglich die Vorsteuerkupplung aus dem Bereich der Anpressplatte heraus zu verlagern. Die Vorsteuerkupplung kann dadurch insbesondere im Vergleich zur Anpressplatte zumindest zu einem Großteil radial innen zur Anpressplatte positioniert sein, so dass Bauraum radial innerhalb zu Reibbelägen der Kupplungsscheibe genutzt werden kann. Die Reibkontakte der Kupplungsscheibe können dadurch in einem vergleichsweise weit radial äußeren Bereich vorgesehen werden, so dass eine entsprechend geringe Erstreckung der Reibungskupplung nach radial innen erforderlich ist, um eine entsprechend große Reibfläche realisieren zu können. Hierbei kann die Erkenntnis ausgenutzt werden, dass die Vorsteuerkupplung nur ein geringes Drehmoment zu übertragen braucht, um das Rampensystem zu betätigen, so dass eine entsprechend geringere Reibfläche auf einem im Vergleich zur Kupplungsscheibe kleineren mittleren Reibradius bereits ausreichend ist. Die Ausgangsrampe kann drehfest aber axial beweglich mit dem Drehmomentauslei- tungselement gekoppelt sein. Dadurch kann die mit dem Drehmomentausleitungsele- ment gekoppelte Ausgangsrampe und die über die Vorsteuerkupplung mit dem Drehmomenteinleitungselement koppelbare Eingangsrampe bei einer Differenzdrehzahl zwischen dem Drehmomentausleitungselement und dem Drehmomenteinleitungsele- ment relativ zueinander verdreht werden. Die Rampen des Rampensystems können direkt aufeinander abgleiten oder über mindestens eine Kugel, einen Zylinder oder sonstiges drehbares Element relativ zueinander verdreht werden, so dass ein Kugel- Rampen-System ausgebildet werden kann. Durch das Verdrehen der Rampen relativ zueinander kann sich der Abstand der von der jeweils anderen gegenüberliegenden Rampe wegweisenden Rückseiten der Eingangsrampe und der Ausgangsrampe verändern, so dass sich entsprechend die axiale Erstreckung des Rampensystems verringern beziehungsweise vergrößern kann. Besonders bevorzugt ist der maximale relative Verdrehwinkel der Eingangsrampe zu der Ausgangsrampe beispielsweise durch mindestens einen Anschlag begrenzt, wodurch beispielsweise eine Überschreitung eines maximalen Verschleißbereichs von Reibbelägen der Reibungskupplung vermieden werden kann.

Insbesondere ist ein, insbesondere als Ausgangslamellenträger, ausgestaltetes Aus- gangselement über ein Lager an einem feststehenden Gehäuse oder an dem Drehmomenteinleitungselement gelagert, wobei das Lager radial innerhalb zum Betätigungselement angeordnet ist und in radialer Richtung betrachtet zumindest teilweise, insbesondere zu einem Großteil oder vollständig, von der Reibungskupplung und/oder dem Betätigungselement überdeckt ist. Dadurch können die Reibungskupplung, das Betätigungselement und das Lager ineinander eingesteckt sein, wodurch der axiale Bauraumbedarf reduziert werden kann.

Vorzugsweise weist das Betätigungselement eine stromdurchfließbare Betätigungsspule auf, wobei die Betätigungsspule in radialer Richtung betrachtet zumindest teil- weise, insbesondere zu einem Großteil oder vollständig, von der Reibungskupplung überdeckt ist. Dadurch kann zumindest die Betätigungsspule des Betätigungselements in die Reibungskupplung eingesteckt ausgestaltet sein. Die Betätigungsspule kann bei einem angelegten elektrischen Strom eine magnetische Kraft ausüben, mit deren Hilfe die Vorsteuerkupplung betätigt werden kann. Beispielsweise kann die Be- tätigungsspule direkt oder indirekt auf ein Reibelement der Vorsteuerkupplung einwirken, um eine Reibpaarung herbeizuführen oder aufzuheben.

Besonders bevorzugt weist das Betätigungssystem ein Spulengehäuse zur Aufnahme und/oder magnetischen Abschirmung der Betätigungsspule auf, wobei insbesondere das Spulengehäuse zur Vorsteuerkupplung hin geöffnet ausgestaltet ist. Durch das Spulengehäuse kann die Betätigungsspule elektrisch isoliert werden, so dass unerwünschte Stromflüsse vermieden werden können und/oder eine ausreichende elektrische Sicherheit gegeben sein kann. Zudem ist es möglich, das von der Betätigungsspule erzeugbare magnetische Feld zur Vorsteuerkupplung hin zu bündeln und zu in- tensivieren, so dass eine entsprechend hohe von der Betätigungsspule erzeugbare Magnetkraft auf die Vorsteuerkupplung einwirken kann.

Insbesondere ist das Betätigungselement, insbesondere ein Spulengehäuse des Betätigungselements, drehfest mit einem feststehenden Gehäuse verbunden. Das Betä- tigungselement ist dadurch feststehend und nicht mitdrehend ausgestaltet, so dass insbesondere eine elektrische Anbindung des Betätigungselements über elektrische Leiterkabel leicht vorgesehen werden kann. Vorzugsweise ist das Betätigungselement, insbesondere ein Spulengehäuse des Betätigungselements, drehfest mit einem, insbesondere als Ausgangslamellenträger ausgestalteten, Ausgangselement der Reibungskupplung oder einem, insbesondere als Eingangslamellenträger ausgestalteten, Eingangselement der Reibungskupplung drehfest verbunden. Das Betätigungselement ist dadurch nicht feststehend sondern mitdrehend ausgestaltet, so dass die Befestigung des Betätigungselement im Innern des Kupplungssystems leicht und ohne oder mit besonders wenigen Zwischenbauteilen erfolgen kann. Durch die im Vergleich zu einer feststehenden Befestigung des Betätigungselements eingesparten Zwischenbauteile kann der Bauraumbedarf, insbesondere in axialer Richtung, weiter reduziert werden.

Besonders bevorzugt ist das Betätigungselement kabellos, insbesondere induktiv, betätigbar. Dadurch ist das Betätigungselement berührungslos betätigbar. Insbesondere bei einem mitdrehend befestigten Betätigungselement können dadurch unnötige Reibungsverluste, beispielsweise durch Schleifkontakte, vermieden werden. Bei- spielsweise kann in einer Betätigungsspule des Betätigungselements in der Art einer elektrischen Maschine ein elektrischer Strom berührungslos induziert werden.

Insbesondere weist die Vorsteuerkupplung ein mit dem Drehmomentausleitungsele- ment gekoppeltes Reibelement auf, wobei das Reibelement zum Schließen der Vor- Steuerkupplung mit einem mit dem Drehmomenteinleitungselement gekoppelten, insbesondere als Eingangslamellenträger ausgestalteten, Eingangselement der Reibungskupplung reibschlüssig in Kontakt bringbar ist. Wenn das Reibelement von dem Betätigungselement axial verlagert wird, kann das Reibelement insbesondere, beispielsweise über eine Verzahnung, drehfest mit der Eingangsrampe verbunden sein, um das Rampensystem bei einer Drehzahldifferenz und einer reibschlüssigen Koppelung antreiben zu können. Das Reibelement kann mit der Eingangsrampe mitdrehend ausgestaltet sein. Wenn eine Drehzahldifferenz zwischen dem Drehmomenteinleitungselement und dem Drehmomentausleitungselement vorliegt, kann bei schlupfend oder vollständig geschlossener Vorsteuerkupplung über das Reibelement die Ein- gangsrampe mit dem Drehmomenteinleitungselement gekoppelt werden, während die Ausgangsrampe, insbesondere in der Art einer axial verlagerbaren Stahllamelle, mit dem Drehmomentausleitungselement gekoppelt ist. Dadurch kann die axiale Erstre- ckung des Rampensystems verändert werden, um die Reibungskupplung zu betäti- gen, bis im geschlossenen Zustand der Reibungskopplung die Drehzahldifferenz zwischen dem Drehmomenteinleitungselement und dem Drehmomentausleitungselement aufgehoben ist.

Vorzugsweise weist die Vorsteuerkupplung eine Rückstellfeder zur Positionierung des Reibelements in eine definierte, insbesondere einer geöffneten Stellung der Vorsteuerkupplung entsprechenden, Ausgangsposition auf, wobei die von der Rückstellfeder auf das Reibelement aufbringbare Federkraft von dem Betätigungselement überwindbar ist. Das Betätigungselement kann das Reibelement gegen die Federkraft der beispielsweise als Tellerfeder oder Blattfeder ausgestalteten Rückstellfeder zu sich magnetisch anziehen, um die Vorsteuerkupplung zu schließen. Dadurch braucht nur, wenn ein Drehmomentfluss zwischen dem Drehmomentausleitungselement und dem Drehmomenteinleitungselement gewollt ist, das Betätigungselement betätigt werden. Bei einem Hybridantriebsstrang kann eine elektrische Maschine im Generatorbetrieb betrieben werden, so dass die zum Betätigen der Vorsteuerkupplung erfor- derliche elektrische Energie bei einem Abbremsen des Kraftfahrzeugs rekuperiert und gespeichert und für das Betätigungselement genutzt werden kann.

Besonders bevorzugt ist ein parallel zur Reibungskupplung geschalteten Freilauf zur Übertragung eines Drehmoments von dem Drehmomenteinleitungselement zu dem Drehmomentausleitungselement und zur Unterbrechung eines Drehmomentflusses von dem Drehmomentausleitungselement zu dem Drehmomenteinleitungselement vorgesehen. Im regulären Zugbetrieb kann ein Drehmomentfluss von dem Drehmomenteinleitungselement zu dem Drehmomentausleitungselement im Wesentlichen über den Freilauf erfolgen. Dadurch kann ein in einem als Brennkraftmaschine ausge- stalteten Kraftfahrzeugmotor erzeugtes Drehmoment an eine Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes übertragen werden, um das Kraftfahrzeug anzutreiben. Da bei dieser Fahrstrategie das Drehmomenteinleitungselement das Drehmomentausleitungselement überholt ist der Freilauf ist hierbei ständig in seiner Sperrstellung und überträgt das Drehmoment. Im Schubbetrieb kann das Drehmomentausleitungsele- ment das Drehmomenteinleitungselement überholen, wodurch der Freilauf in seine Freilaufstellung gelangt und kein Drehmoment in Schubrichtung übertragen kann. Eine Drehmomentübertragung kann dadurch im Schubbetrieb nur über Reibungskupplung erfolgen. Wenn die Reibungskupplung geschlossen ist, kann im Schubbetrieb ein Drehmomentfluss von der Getriebeeingangswelle zu dem Kraftfahrzeugmotor erfolgen, beispielsweise um mit Hilfe des Massenträgheitsmoments des Kraftfahrzeugmotors eine zusätzliche Bremsleistung zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stellen zu können. Wenn Reibungskupplung geöffnet ist, kann im Schubbetrieb ein Drehmomentfluss von der Getriebeeingangswelle zu dem Kraftfahrzeugmotor un- terbunden werden, beispielsweise um in einem Segelbetriebsmodus das Kraftfahrzeug ohne unnötige Schleppverluste durch das Massenträgheitsmoment des Kraftfahrzeugmotors das Kraftfahrzeug ausrollen zu lassen. Zudem kann in dieser Situation bei einem Hybrid-Kraftfahrzeug leicht eine elektrische Maschine im Motorbetrieb das Kraftfahrzeug antrieben, ohne unnötige Schleppverluste durch das Massenträg- heitsmoment des Kraftfahrzeugmotors in Kauf nehmen zu müssen. Für den Wechsel der Betriebsmodi im Schubbetrieb ist es lediglich erforderlich mit Hilfe der Vorsteuerkupplung kurzzeitig eine vorliegende Drehzahldifferenz zwischen dem Drehmomenteinleitungselement und dem Drehmomentausleitungselement zum Betätigen der Reibungskupplung auszunutzen, so dass eine leichte und effiziente Anpassung einer Drehmomentübertragung in einem Antriebsstrang, insbesondere eines Hybrid- Kraftfahrzeugs, an verschiedene Fahrstrategien ermöglicht ist.

Insbesondere weist der Freilauf einen mit dem Drehmomenteinleitungselement gekoppelten Eingangsring und einen mit dem Drehmomentausleitungselement gekop- pelten Ausgangsring auf, wobei die Vorsteuerkupplung im geschlossenen Zustand mit dem Eingangsring, insbesondere mittelbar über einen Eingangslamellenträger der Reibungskupplung, reibschlüssig gekoppelt ist. Der Eingangsring des Freilaufs kann dadurch eine Stelle im Drehmomentfluss darstellen, an der eine Leistungsverzweigung des Drehmoments erfolgen kann. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das von dem Kraftfahrzeugmotor erzeugte Drehmoment im Wesentlichen vollständig an dem Freilauf ankommt und über den Freilauf an das Drehmomentausleitungselement weitergeleitet wird, wenn ein Zugbetrieb vorliegt. Bei einem Schubbetrieb, wenn sich der Freilauf in der Freilaufstellung befindet, kann das vom Drehmomentausleitungselement kommende Drehmoment anstatt über den Ausgangsring des Freilaufs über die Reibungskupplung an den Eingangsring übertragen werden, sofern die Vorsteuerkupplung einen Drehmomentfluss im Schubbetrieb an das Drehmomenteinleitungs- element vorgesehen hat. Im Zugbetrieb kann das gesamte Drehmoment an der Vorsteuerkupplung und die Reibungskupplung vorbeigeleitet werden, während im Schub- betrieb das Drehmoment an dem Freilauf vorbeigeleitet werden kann. Die im Zugbetrieb und im Schubbetrieb unterschiedlichen Lastpfade des zu übertragenen Drehmoments können dadurch sehr kurz gehalten werden, wodurch eine bauraumsparende Ausgestaltung des Kupplungssystems ermöglicht ist. Besonders bevorzugt weist ein Ausgangselement der Reibungskupplung und/oder das Drehmomentausleitungselement einen integrierten Radialversatzausgleich, insbesondere einen Momentenfühler, auf. Das Öffnen und Schließen der Reibungskupplung durch eine an der Vorsteuerkupplung anliegende Drehzahldifferenz kann dadurch sanfter erfolgen. Zudem kann eine zum Betätigen der Reibungskupplung auftretende Relativdrehung von beteiligten Bauteilen der Vorsteuerkupplung und der Reibungskupplung automatisch ausgeglichen werden. Insbesondere kann in dem Radialversatzausgleich bei dem Schließen der Reibungskupplung durch das angreifende Drehmoment ein Federelement vorgespannt werden, so dass bei einem Wegfallen des anliegenden Drehmoments das vorgespannte Federelement die Reibungskupp- lung automatisch öffnen kann. Ein Wechsel zwischen Schubbetrieb und Zugbetrieb kann dadurch einfach realisiert werden, ohne dass durch eine externe Steuerung auf die Reibungskupplung oder die Vorsteuerkupplung eingewirkt werden muss.

Insbesondere ist die Ausgangsrampe des Rampensystems einstückig mit der An- pressplatte der Reibungskupplung ausgestaltet. Die Ausgangsrampe kann dadurch gleichzeitig die Anpressplatte der Reibungskupplung ausbilden, so dass sich ein entsprechend geringer Bauraum ergibt. Ein zur Eingangsrampe weisende Axialseite der Ausgangsrampe kann in Umfangsrichtung angeschrägt ausgestaltet sein, um das Rampensystem auszubilden, während eine von der Eingangsrampe weg weisende Axialseite der Ausgangsrampe eine Reibfläche der Anpressplatte für die Reibungskupplung ausbilden kann.

Vorzugsweise ist mit einem Ausgangselement der Reibungskupplung und/oder mit dem Drehmomentausleitungselement ein Rotor einer elektrischen Maschine verbun- den. Das Kupplungssystem kann dadurch leicht in ein Hybrid-Kraftfahrzeug als ein Hybridmodul integriert werden. Der Rotor kann mit einem Stator der elektrischen Maschine zusammenwirken, um im Motorbetrieb der elektrischen Maschine ein Drehmoment in das Drehmomentausleitungselement einzuleiten und im Generatorbetrieb der elektrischen Maschine ein Drehmoment auszuleiten. Beispielsweise kann in einem Betriebsmodus, in dem das Kraftfahrzeug rein elektrisch angetrieben werden soll und hierbei das Drehmomentausleitungselement das Drehmomenteinleitungselement überholt, ein Drehmomentfluss von der elektrischen Maschine zu dem insbesondere ausgeschalteten Kraftfahrzeug motor mit Hilfe der Vorsteuerkupplung leicht unterbro- chen werden. Vorzugsweise kann die zum Betätigen der Vorsteuerkupplung gegebenenfalls erforderliche elektrische Energie von der elektrischen Maschine abgezweigt werden. Ferner ist es möglich für einen Start des Kraftfahrzeugmotors die Vorsteuerkupplung zu schließen, so dass die elektrische Maschine ein Startmoment zum Starten des Kraftfahrzeugmotors in den Kraftfahrzeugmotor einleiten kann.

Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem Drehmomenteinleitungselement, insbesondere eine Antriebswelle des Kraftfahrzeug- motors, einem Drehmomentausleitungselement, insbesondere eine Getriebeeingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes, einem Kupplungssystem, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur Übertragung eines Drehmoments zwischen dem Drehmomenteinleitungselement und dem Drehmomentausleitungselement und einer elektrischen Maschine zur Übertragung eines Drehmoments zwischen der elektrischen Maschine und dem Drehmomentausleitungselement. Da das Betätigungselement und die Reibungskupplung des Kupplungssystems ineinander ge- schachtelt angeordnet sind, kann der axiale Bauraumbedarf des Kupplungssystems gering gehalten werden, so dass ein Antriebsstrang mit einem geringen Bauraumbedarf, insbesondere in axialer Richtung ermöglicht ist.

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 schematische Prinzipdarstellung eines Antriebsstrangs im Zugbetrieb,

Fig. 2: eine schematische Prinzipdarstellung des Antriebsstrangs aus Fig. 1 bei einem Wechsel vom Zugbetrieb zum Schubbetrieb,

Fig. 3: eine schematische Prinzipdarstellung des Antriebsstrangs aus Fig. 1 im

Schubbetrieb,

Fig. 4: eine schematische Prinzipdarstellung des Antriebsstrangs aus Fig. 1 im rein elektrischen Betrieb,

Fig. 5: eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines

Kupplungssystems für den Antriebsstrang aus Fig. 1 und

Fig. 6: eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines

Kupplungssystems für den Antriebsstrang aus Fig. 1 .

Der in Fig. 1 dargestellte Antriebsstrang 10 weist ein Drehmomenteinleitungselement 12 in Form einer als Kurbelwelle ausgestalteten Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors auf, das über einen Drehschwingungsdämpfer 14 in Form eines Zweimassenschwungrads und ein Kupplungssystem 16 mit einem Drehmonnentausleitungselennent 18 in Form einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes 20 kuppelbar ist. An dem Drehmonnentausleitungselennent 18 kann auch eine elektrische Maschine 22 angreifen, um ein Drehmoment auszutauschen. Die elektrische Maschine 22 weist hierzu einen stromdurchfließbaren Stator 24 auf, der mit einem mit dem Drehmonnentausleitungselennent 18 gekoppelten Rotor 26 zusammenwirken kann. Gegebenenfalls kann zwischen dem Drehmomenteinleitungselement 18 und dem Kupplungssystem 16 und/oder zwischen dem Kupplungssystem 16 und dem Dreh- momentausleitungselement 18 eine Trennkupplung vorgesehen sein, um bei laufendem Kraftfahrzeugmotor in dem Kraftfahrzeuggetriebe 20 Gänge schalten zu können.

Das Kupplungssystem 16 weist einen Freilauf 28 auf, über den in dem in Fig. 1 dargestellten Zugbetrieb das von dem Kraftfahrzeugmotor erzeugte Drehmoment von dem Drehmomentausleitungselement 12 zu dem Drehmonnentausleitungselennent 18 übertragen werden kann. Wenn wie in Fig. 2 dargestellt von dem Zugbetrieb in den Schubbetrieb gewechselt wird, kann das Drehmomentausleitungselement 18 das Drehmomenteinleitungselement 12 überholen, so dass ein Drehmomentfluss über den Freilauf 28 nicht mehr möglich ist. Um ein Drehmoment von dem Drehmomentauslei- tungselement 18 zu dem Drehmomenteinleitungselennent 12 zu übertragen, beispielsweise um mit Hilfe des Massenträgheitsmoments des Kraftfahrzeugmotors das Kraftfahrzeug abzubremsen, kann das Drehmoment über eine Reibungskupplung 30 übertragen werden. Zur Betätigung der Reibungskupplung 30 ist ein Rampensystem 32 vorgesehen, das seine axiale Erstreckung ändern kann, indem eine Eingangsrampe 34 relativ zu einer Ausgangsrampe 36 verdreht wird. Hierzu ist die Ausgangsrampe 36 mit dem Drehmomentausleitungselement 18 gekoppelt, während die Eingangsrampe 34 über eine mit Hilfe eines Betätigungselements 38 betätigbaren Vorsteuerkupplung 40 mit dem Drehmomenteinleitungselement 12 gekoppelt sein kann. Durch die Drehzahldifferenz des Drehmomenteinleitungselements 12 zu dem Drehmomentausleitungselement 18 im Schubbetrieb kann bei geschlossener Vorsteuerkupplung 40 die Eingangsrampe 34 relativ zu der Ausgangsrampe 36 verdreht werden. Dadurch kann sich die axiale Erstreckung des Rampensystems 32 erhöhen, wodurch die Reibungskupplung 30 geschlossen wird und ein Drehmomentfluss von dem Drehmo- mentausleitungselement 18 über das Kupplungssystem 16 zum Drehmomenteinleitungselement 12 erfolgen kann, wie in Fig. 3 dargestellt. Es ist auch möglich im Schubbetrieb mit Hilfe des Betätigungselements 38 die Vorsteuerkupplung 40 zu öffnen und einen Drehmomentfluss zum Drehmomenteinleitungselement 12 zu unterbrechen. Dieser bietet sich beispielsweise an, wenn das Kraftfahrzeug rein elektrisch von der elektrischen Maschine 22 angetrieben werden soll, wie in Fig. 4 dargestellt.

Wie in Fig. 5 detaillierter dargestellt kann das Kupplungssystem 16 ein feststehendes Gehäuse 42 aufweisen, mit dem der Stator 24 der elektrischen Maschine 22 befestigt ist und an dem das Drehmomenteinleitungselement 12 über ein Pilotlager 44 drehbar gelagert sein kann. Das Drehmomenteinleitungselement 12 ist mit einem als Eingangsring wirkenden Innenring 46 des Freilaufs 28 verbunden. Der Freilauf 28 weist einen als Ausgangsring wirkenden Außenring 48 auf, mit einem als Außenlamellen- träger ausgestalteten Ausgangselement 52 der als Lamellenkupplung ausgestalteten Reibungskupplung 30 drehfest verbunden ist. Das Ausgangselement 52 ist über einen als integrierten Radialversatzausgleich wirkenden Momentenfühler 54 mit dem Drehmomentausleitungselement 18 verbunden.

Mit dem Innenring 46 des Freilaufs 28 ist zudem ein als Innenlamellenträger ausgestaltetes Eingangselement 56 der Reibungskupplung 30 vernietet. An dem Eingangs- element 56 kann ein Reibelement 58 der Vorsteuerkupplung 40 angreifen, um durch die sich dadurch einstellende Reibpaarung die Vorsteuerkupplung 40 zu schließen. Die Vorsteuerkupplung 40 ist als„normally open" ausgestaltet und weist eine als Blattfeder ausgestaltete Rückstellfeder 60 auf, die das Reibelement 58 mit einer entspre- chenden Federkraft von dem Eingangselement 56 wegzieht. Das Reibelement 58 ist über die Rückstellfeder 60 mit einem Mitnehmerring 50 verbunden, der drehbar mit der Eingangsrampe 34 des Rampensystems 32 verbunden ist, um infolge einer Dreh- zahldifferenz zwischen dem Drehmomenteinleitungselement 12 und dem Drehmo- mentausleitungselement 18 die axiale Erstreckung des Rampensystems 32 zu erhö- hen. Hierbei kann die mit dem Drehmomentausgangselement 18 gekoppelte Ausgangsrampe 36 gleichzeitig als Anpressplatte der Reibungskupplung 30 wirken.

Das zur Betätigung der Vorsteuerkupplung 40 vorgesehene Betätigungselement 38 weist eine in einem Spulengehäuse 62 eingesetzte Betätigungsspule 64 auf, die bei einem Stromfluss, der insbesondere berührungslos induziert sein kann, eine auf das Reibelement 58 einwirkende Magnetkraft erzeugt. Das Reibelement 58 kann aus einem ferromagnetischen Material hergestellt sein. Das Betätigungselement 38 kann dadurch das Reibelement 58 magnetisch anziehen, um die Reibpaarung zwischen dem Reibelement 58 und dem Eingangselement 56 gegen die Federkraft der Rück- stellfeder 60 herzustellen und dadurch die Vorsteuerkupplung 40 zu schließen. Bei geöffneter Vorsteuerkupplung 40 kann beispielsweise eine von dem Momentenfühler 54 aufgebrachte Federkraft die Reibungskupplung 30 automatisch in eine geöffnete Stellung bewegen. Das Betätigungselement 38 ist über das Spulengehäuse 62 drehfest mit dem feststehenden Gehäuse 42 befestigt. An dem Gehäuse ist das Ausgangsteil 52 über ein Lager 66 gelagert. Das Betätigungselement 38 ist dadurch in axialer Richtung zwischen dem Ausgangselement 52 und dem Eingangselement 56 der Reibungskupplung 30 und in radialer Richtung zwischen der übrigen Reibungskupplung 30 und dem Gehäu- se 42 und/oder dem Drehmomenteinleitungselement 12 in der Reibungskupplung 30 eingesteckt, wodurch der axiale Bauraumbedarf gering gehalten ist.

Der Außenring 48 des Freilaufs 28 ist über einen angenieteten Verbindungsflansch 68 drehfest mit dem Ausgangselement 52 der Reibungskupplung 30 und/oder mit dem Rotor 26 der elektrischen Maschine 22 und/oder mit dem Drehmomentausleitungs- element 18 verbunden. An dem Verbindungsflansch 68 ist die Eingangsrampe 34 des Rampensystems 32 über ein Axiallager 70 abgestützt. Dadurch ist bei einer Relativdrehung der Eingangsrampe 34 zur Ausgangsrampe 36 die axiale Lage der Eingangs- rampe 34 fest vorgegeben, so dass nur die Ausgangsrampe 36 vergleichbar zu einer Stahllamelle einer Lamellenkupplung in axialer Richtung verlagert werden kann, um die Reibungskupplung 30 zu schließen und/oder zu öffnen.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform des Kupplungssystems 16 ist im Ver- gleich zu der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform des Kupplungssystems 16 das Betätigungselement 38 mit dem Ausgangselement 52 der Reibungskupplung 30 mitdrehend ausgestaltet, indem das Spulengehäuse 62 mit dem Ausgangselement 52 drehfest verbunden ist. Eine Verbindung des Spulengehäuses 62 mit dem feststehenden Gehäuse 42 kann dadurch eingespart werden, so dass das Lager 66 stärker in axialer Richtung in Richtung des Kraftfahrzeuggetriebes 20 in die Reibungskupplung 30 hinein positioniert werden kann. Der axiale Bauraumbedarf des Kupplungssystems 16 kann dadurch weiter reduziert werden.

Bezuqszeichenliste Antriebsstrang

Drehmomenteinleitungselennent

Drehschwingungsdämpfer

Kupplungssystem

Drehmomentausleitungselement

Kraftfahrzeuggetriebe

elektrische Maschine

Stator

Rotor

Freilauf

Reibungskupplung

Rampensystem

Eingangsrampe

Ausgangsrampe

Betätigungselement

Vorsteuerkupplung

Gehäuse

Pilotlager

Innenring

Außenring

Mitnehmerring

Ausgangselement

Momentenfühler

Eingangselement

Reibelement

Rückstellfeder

Spulengehäuse

Betätigungsspule

Lager

Verbindungsflansch

Axiallager