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Die vorliegende Erfindung betrifft einen hybriden Antriebsstrang mit einem Elektromotor in P3-Konfiguration, der über ein Trennkopplungsmodul von einem Verbrennungsmotor getrennt werden kann.
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Trennkupplungen werden in hybridisierten oder hybriden (teilelektrischen) Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen, also in Antriebssträngen, die sowohl einen Verbrennungsmotor als auch mindestens einen Elektromotor zum Antrieb des Kraftfahrzeugs aufweisen eingesetzt, um den Verbrennungsmotor vom Rest des Antriebsstrangs zu trennen und so einen rein elektrischen Betrieb des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen. Oft sind in Kraftfahrzeugen die Platzverhältnisse so beengt, dass es schwierig ist, zusätzliche Komponenten im Kraftfahrzeug zu platzieren. Bei den als bekannt angenommenen Trennkupplungen wird die Betätigungskraft an der Kurbelwelle abgestützt. Je nach Kurbelwellenlagerung ist dies nicht bei jedem Verbrennungsmotor möglich. Da jedoch vermehrt Antriebsstränge hybridisiert werden sollen, ist eine Trennkupplung nachteilig, die nicht grundsätzlich mit jedem Verbrennungsmotor zu kombinieren ist.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu überwinden.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Der erfindungsgemäße Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug umfasst:
- einen Verbrennungsmotor;
- einen Getriebestrang mit
einer Getriebeeingangswelle;
einem ersten Teilgetriebestrang mit einem ersten Getriebe, der über eine erste Kupplung mit der Getriebeeingangswelle verbindbar ist;
einem zweiten Getriebestrang mit einem zweiten, der über eine zweite Kupplung mit der Getriebeeingangswelle verbindbar ist;
und einem Elektromotor, der mit einem Getriebestrang zwischen der entsprechenden Kupplung und dem entsprechenden Getriebe verbunden ist;
- und ein Trennkupplungsmodul zum An- und Abkoppeln des Verbrennungsmotors an den und vom Getriebestrang,
mit einem Dämpferelement und einer Reibkupplung,
wobei das Dämpferelement einen Dämpfereingangsflansch, der mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, und einen relativ zum Dämpfereingangsflansch um eine Drehachse verdrehbaren Dämpferausgangsflansch aufweist,
wobei Dämpfereingangsflansch und Dämpferausgangsflansch durch mindestens ein Federelement zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten miteinander verbunden sind,
wobei die Reibkupplung eine Kupplungsscheibe mit mindestens einem Reibbelag aufweist, die mit dem Dämpferausgangsflansch drehmomentübertragend verbunden ist,
wobei die Reibkupplung weiterhin eine Anpressplatte und eine Gegendruckplatte aufweist, wobei die Anpressplatte durch eine Betätigungseinrichtung in Richtung der Drehachse verschiebbar ist zur Bildung oder Lösung eines Reibschlusses zwischen der Anpressplatte, den Reibbelägen der mindestens einen Kupplungsscheibe und der Gegendruckplatte zur Übertragung von Drehmoment zwischen der Anpressplatte und der
Gegendruckplatte,
und zeichnet sich dadurch aus, dass die Betätigungseinrichtung so ausgebildet ist, dass die zur Verschiebung der Anpressplatte in Richtung der Drehachse aufgebrachten Kräfte auf die Getriebeeingangswelle eingeleitet werden.
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Der Elektromotor ist mit einem der Teilgetriebestränge, beispielsweise dem zweiten Teilgetriebestrang, zwischen der entsprechenden Kupplung, beispielsweise der zweiten Kupplung, und dem entsprechenden Getriebe, beispielsweise dem zweiten Getriebe, verbunden (so genannte P3 Konfiguration des Elektromotors). Vorteilhafterweise ist ein so genanntes Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet, bei dem also erste Kupplung und zweite Kupplung als Doppelkupplung ausgebildet sind. Erstes Getriebe und zweites Getriebe sind so ausgebildet, dass sie unterschiedliche Gänge abbilden, beispielsweise das erste Getriebe die ungeraden Gänge, beispielsweise den ersten, dritten, fünften und siebten Gang und das zweite Getriebe die geraden Gänge und den Rückwärtsgang, beispielsweise den zweiten, vierten und sechsten Gang sowie den Rückwärtsgang. Das erste Getriebe ist über eine erste Zwischenwelle mit dem Ausgang der ersten Kupplung als Teil der Doppelkupplung und das zweite Getriebe über eine zweite Zwischenwelle mit dem Ausgang der zweiten Kupplung als Teil der Doppelkupplung verbunden.
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Der Antriebsstrang ist ein hybrider Antriebsstrang, in dem Drehmoment auf einen entsprechenden Gang vom Verbrennungsmotor und/oder mindestens einem Elektromotor übertragen wird. Durch die Ausbildung des Trennkupplungsmoduls, durch das der Verbrennungsmotor vom Getriebestrang abgetrennt werden kann, ist es möglich, den Elektromotor mit allen möglichen Gängen zu betreiben, wogegen es ohne Ausbildung des Trennkupplungsmoduls bei einer P3 Konfiguration des Elektromotors lediglich möglich ist, die Gänge eines Getriebes, also beispielsweise des zweiten Getriebes, mit dem Elektromotor zu verbinden, da dann die entsprechende Kupplung, hier die zweite Kupplung, immer geöffnet sein muss, wenn ausschließlich der Elektromotor für den Antrieb zuständig ist.
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Der Antriebsstrang wird in ein Kraftfahrzeug verbaut. Bei der ersten und der zweiten Kupplung handelt es sich bevorzugt um übliche Reibkupplungen, die über den Reibschluss mehrerer Reibpartner Drehmoment lösbar übertragen können. Das Trennkupplungsmodul ist unmittelbar am Verbrennungsmotor angebunden, die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ist mit dem Dämpfereingangsflansch verbunden. Hierdurch ist das Trennkupplungsmodul kompakt und bauraumschonend. Erste Kupplung und zweite Kupplung sind bevorzugt als Teil einer so genannten Doppelkupplung ausgebildet und der Getriebestrang als Doppelkupplungsgetriebe. Ist die Reibkupplung des Trennkopplungsmoduls geschlossen, überträgt der Verbrennungsmotor Drehmoment auf die Getriebeeingangswelle, die mit dem Eingang der Doppelkupplung und damit der ersten Kupplung und der zweiten Kupplung verbunden ist. Ist die erste Kupplung geschlossen, wird über die erste Teilwelle Drehmoment vom Verbrennungsmotor an das erste Getriebe übertragen. Ist die zweite Kupplung geschlossen, wird Drehmoment vom Verbrennungsmotor auf das zweite Getriebe übertragen.
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Unter einer drehmomentübertragenden Verbindung zwischen Dämpferausgangsflansch und Kupplungsscheibe wird verstanden, dass Drehmoment über diese Verbindung übertragbar ist. Die Verbindung kann drehfest ausgebildet sein, jedoch ist eine Ausbildung mit einem gewissen Spiel, beispielsweise in Form einer Verzahnung, bevorzugt, insbesondere auch um die Montage des Trennkopplungsmoduls zu erleichtern.
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Die Reibkupplung des Trennkupplungsmoduls (eine so genannte KO-Kupplung) ist mit der Getriebeeingangswelle verbunden. Die Betätigungskräfte, also die Kräfte, die zur Betätigung der Reibkupplung des Trennkupplungsmoduls in Richtung der Drehachse (der axialen Richtung oder in axialer Richtung) auf die Anpressplatte aufgebracht werden, um diese in axialer Richtung zu verschieben, werden auf die Getriebeeingangswelle eingeleitet. So kann auf eine entsprechende Lagerung an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verzichtet werden. Dies erleichtert den Einbau des Antriebsstrangs mit unterschiedlichen Verbrennungsmotoren, da diese konstruktiv, insbesondere im Hinblick auf die Lagerung der Kurbelwelle, nicht an den hybriden Antriebsstrang angepasst werden müssen. Die Kupplungsscheibe weist mindestens einen Reibbelag auf, bevorzugt zwei Reibbeläge. Die Kupplungsscheibe ist dabei bevorzugt aus einem Verzahnungselement zur Anbindung an den Dämpferausgangsflansch, mindestens einem Trägerblech und mindestens einem Reibbelag, bevorzugt zwei Reibbelägen, ausgebildet.
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Ist die Getriebeeingangswelle an einem Element wie einem Getriebedeckel abgestützt, an dem auch die Betätigungseinrichtung abgestützt ist, wird in vorteilhafter Weise ein interner Kraftschluss der Betätigungskraft erreicht. Die Betätigungseinrichtung umfasst bevorzugt einen hydraulischen Nehmerzylinder, dessen Kolben über ein Ausrücklager auf die Anpressplatte wirkt.
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Die Einleitung der zur Verschiebung der Anpressplatte in Richtung der Drehachse aufgebrachten Kräfte auf die Getriebeeingangswelle wird bevorzugt dadurch erreicht, dass die Gegendruckplatte über eine Nabe mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist und sich an dieser abstützt und sich gleichzeitig die Betätigungseinrichtung in axialer Richtung an der Gegendruckplatte abstützt.
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Bevorzugt ist die Gegendruckplatte in Richtung der Drehachse an der Getriebeeingangswelle durch einen Sicherungsring festgelegt.
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Dies ermöglicht eine einfache konstruktive Festlegung der Gegendruckplatte in axialer Richtung an der Getriebeeingangswelle, die eine Einleitung der auf die Gegendruckplatte in axialer Richtung wirkenden Betätigungskraft in die Getriebeeingangswelle ermöglicht.
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Bevorzugt ist die Getriebeeingangswelle an einem Getriebedeckel festgelegt, beispielsweise über ein Stützlager.
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Dies ermöglicht die Einleitung der Betätigungskräfte in den Getriebedeckel. Ist an diesem auch die Betätigungseinrichtung, beispielsweise in Form eines Nehmerzylinders und/oder Ausrücklagers am Getriebedeckel in axialer Richtung festgelegt, wird so ein interner Kraftschluss erreicht.
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Bevorzugt sind Dämpferausgangsflansch und Kupplungsscheibe über eine Verzahnung verbunden, insbesondere weist der Dämpferausgangsflansch eine Nabe auf, die mit einem Verzahnungselement der Kupplungsscheibe drehmomentübertragend korrespondiert.
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Dies ermöglicht eine Zentrierung des Verzahnungselementes und damit der Kupplungsscheibe und auch des Dämpferausgangsflansch zum Dämpfereingangsflansch. Das Verzahnungselement wird bevorzugt durch ein entsprechendes Gleitlager zentriert. Durch die Verzahnung erfolgt die Übertragung von Drehmoment vom Dämpfer zur Kupplungsscheibe und damit zur Reibkupplung. Die Verzahnung ermöglicht eine axiale Bewegung der Kupplungsscheibe relativ zum Dämpferelement. Die Kupplungsscheibe besteht in diesem Zusammenhang bevorzugt aus Verzahnungselement, Trägerblechen und Reibbelägen, die mit den Trägerblechen verbunden sind, beispielsweise vernietet oder verklebt. Die Reibbeläge weisen bevorzugt Federsegmente auf, die eine entsprechende Federung der Reibbeläge ermöglichen. Die Reibbeläge sind über die Trägerbleche bevorzugt axial weich angebunden. So können Einflüsse von Reibungsverlusten in der Verzahnung auf die Regelbarkeit der Reibkupplung und deren Kapazität zur Übertragung von Drehmoment reduziert oder sogar vermieden werden.
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Bevorzugt ist ein Drucktopf ausgebildet, der formschlüssig mit der Anpressplatte verbunden ist und der zur Übertragung von Drehmoment von der Anpressplatte zur Gegendruckplatte über Blattfedern in Richtung der Drehachse beweglich an die Gegendruckplatte angebunden ist.
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Über die Anbindung des Drucktopfes in axialer Richtung ist es möglich, den Drucktopf zur Übertragung der Betätigungskraft einzusetzen, die dann wiederum in die Gegendruckplatte und von dieser in die Getriebeeingangswelle eingeleitet wird. Die Blattfedern bewirken gleichzeitig eine Rückstellkraft für die Betätigungseinrichtung, bewirken also bei einer normal eingerückten Reibkupplung das Einrücken der Reibkupplung, wenn die Betätigungseinrichtung die Betätigungskraft nicht mehr aufbringt und bewirken bei einer normal ausgerückten Reibkupplung das Ausrücken der Reibkupplung, wenn die Betätigungseinrichtung die Betätigungskraft nicht mehr aufbringt.
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Bevorzugt ist die Reibkupplung normal eingerückt ausgebildet. Unter einer normal eingerückten Reibkupplung wird eine Reibkupplung bezeichnet, die ohne, dass die Betätigungskraft durch die Betätigungseinrichtung aufgebracht wird, eingerückt ist. Unter eingerückt wird verstanden, dass die Reibpartner der Reibkupplung, also hier die Anpressplatte, die Reibbeläge und die Gegendruckplatte, miteinander in Reibschluss stehen, also Drehmoment übertragen. Wird die Betätigungseinrichtung betätigt, wird dieser Reibschluss aufgehoben und die Reibkupplung dadurch ausgerückt.
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Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang eine Ausgestaltung, bei der die Betätigungseinrichtung eine Hebelfeder aufweist, die sich über einen Nockenring an der Gegendruckplatte abstützt. Die Hebelfeder betätigt die Reibkupplung und schließt diese, bewirkt also die Betätigungskraft auf die Anpressplatte in axialer Richtung, verschiebt diese und klemmt Anpressplatte, Reibbelag und Gegendruckplatte. Die Hebelfeder selbst wird bevorzugt betätigt, in dem ein Nehmerzylinder über ein Ausrücklager eine axiale Kraft auf die Hebelfeder ausübt in einem Bereich. Hierbei wirkt das Ausrücklager bevorzugt auf ein erstes Ende der Hebelfeder, während ein zweites Ende der Hebelfeder mit der Anpressplatte verbunden ist und der Nockenring zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende der Hebelfeder ausgebildet ist, so dass durch das Kippen der Hebelfeder um den Nockenring eine Bewegungsumkehr bewirkt werden kann, also das Ausrücklager sich in eine erste axiale Richtung bewegt, während sich die Anpressplatte in einer entgegengesetzten Richtung bewegt. Dies erlaubt einen kompakten Aufbau der Reibkupplung und damit des Trennkupplungsmoduls.
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Bevorzugt ist die Reibkupplung normal ausgerückt ausgebildet. Unter einer normal ausgerückten Reibkupplung wird eine Reibkupplung bezeichnet, die ohne, dass die Betätigungskraft durch die Betätigungseinrichtung aufgebracht wird, ausgerückt ist.
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Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang, dass die Betätigungseinrichtung mit dem Drucktopf so verbunden ist, dass eine Bewegung der Betätigungseinrichtung in Richtung der Drehachse eine Bewegung des Drucktopfes in Richtung der Drehachse bewirkt. Hierbei ist bevorzugt eine Tellerfeder ausgebildet, die eine Anpresskraft zum Klemmen von Anpressplatte, Reibbelag und Gegendruckplatte erzeugt. Die Tellerfeder stützt sich dazu bevorzugt radial außen an der Gegendruckplatte ab. Die Federkraft der Tellerfeder wird bevorzugt über einen Drahtring und den Drucktopf auf die Anpressplatte geleitet, wodurch die Klemmung zwischen Anpressplatte, Reibbelag und Gegendruckplatte erfolgt. Zum Öffnen der Trennkupplung wird ein Nehmerzylinder mit Druckbeaufschlagt, der eine Bewegung eines Ausrücklagers auf den Drucktopf in axialer Richtung bewirkt. Durch die Bewegung des Drucktopfs bewegt sich auch die Anpressplatte, wodurch der Reibschluss zwischen Anpressplatte, Reibbelag und Gegendruckplatte gelöst wird. Die Rückstellkraft wird von der Tellerfeder aufgebracht, die ebenfalls am Drucktopf angebunden ist.
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Weiterhin wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, umfassend einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang.
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Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“,...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
- 1: ein erstes Beispiel eines montierten Trennkupplungsmoduls;
- 2: ein zweites Beispiel eines montierten Trennkupplungsmoduls; und
- 3 einen hybriden Antriebstrang mit Trennkopplungsmodul in einem Kraftfahrzeug.
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1 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines ersten Beispiels eines Trennkupplungsmoduls 1. Das Trennkupplungsmodul 1 umfasst ein Dämpferelement 2 und eine Reibkupplung 3. Das Dämpferelement 2 ist als Torsionsschwingungsdämpfer mit Federelementen 4 aufgebaut. Über einen Dämpfereingangsflansch 5 ist das Dämpferelement 2 mit einer nicht gezeigten Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors verbindbar, während ein Dämpferausgangsflansch 6 mit der Reibkupplung 3 verbunden ist. Zwischen Dämpfereingangsflansch 5 und Dämpferausgangsflansch 6 sind die Federelemente 4 ausgebildet. Die Drehungleichförmigkeiten des Verbrennungsmotors können somit auf bekannte Weise durch das Dämpferelement 2 reduziert werden.
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Zwischen dem Dämpferelement 2 und der Reibkupplung 3 erfolgt die Drehmomentübertragung durch eine Verzahnung 7, die durch ein Dämpferausgangsflanschnabe 8 Dämpferseitig und durch ein Verzahnungselement 9 kupplungsseitig realisiert ist. Das Verzahnungselement 9 ist dabei an einer Kupplungsscheibe 10 ausgebildet. Die Kupplungsscheibe 10 umfasst neben dem Verzahnungselement 9 Trägerbleche 11 und Reibbeläge 12, die an den Trägerblechen 11 befestigt sind, bevorzugt durch Nieten und/oder eine Klebung. Die Kupplungsscheibe 10 ist über das Verzahnungselement 9 auf einem Gleitlager 13 zentriert. Bevorzugt sind die Trägerbleche 11 so ausgebildet, dass eine in Richtung der Drehachse 14 (axial) weiche Anbindung der Reibbeläge 12 entsteht. So können Effekte von Reibungsverlusten in der Verzahnung 7 auf die Regelbarkeit und die Drehmomentkapazität der Reibkupplung 3 verringert werden.
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Die Reibkupplung 3 ist in diesem ersten Beispiel als normal eingerückte Kupplung (normally closed) ausgeführt. Des bedeutet, dass ohne Aufbringen einer Betätigungskraft (wie im Folgenden beschrieben) die Reibkupplung 3 geschlossen ist, also Drehmoment über die Reibkupplung 3 übertragbar ist.
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Die Reibkupplung 3 weist eine Anpressplatte 15 auf, die in Richtung der Drehachse 14 verschiebbar gelagert ist. Im geschlossenen Zustand der Reibkupplung 3 presst die Anpressplatte 15 die Reibbeläge 12 gegen eine Gegendruckplatte 16, so dass eine Übertragung von Drehmoment von der Kupplungsscheibe 10 auf die Gegendruckplatte 16 erfolgt. Die Anpressplatte 15 greift dabei durch die Gegendruckplatte 16 hindurch, die Anpresskraft wird über eine Tellerfeder 17 erzeugt. Die Anpressplatte 15 ist mit einem Drucktopf 18 verbunden, bevorzugt formschlüssig. Der Drucktopf 18 ist in Richtung der Drehachse 14 über einen Sicherungsring 19 in der Anpressplatte 15 fixiert. In einer radialen Richtung 20 außen ist die Tellerfeder 17 an der Gegendruckplatte 16 abgestützt. Die Federkraft der Tellerfeder 17 wird über einen Drahtring 21 und den Drucktopf 18 auf die Anpressplatte 15 geleitet, diese wird in Richtung der Gegendruckplatte 16 gezogen und klemmt dadurch die Reibbeläge 12 der Kupplungsscheibe 10 gegen die Gegendruckplatte 16. Dabei wird das Drehmoment von der Anpressplatte 15 über den Drucktopf 18 zur Gegendruckplatte 16 übertragen. Der Drucktopf 18 ist deshalb mit Blattfedern 22 an die Gegendruckplatte 16 beweglich angebunden.
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Die Betätigung der Reibkupplung 3 erfolgt über eine Betätigungseinrichtung 31, umfassend einen Nehmerzylinder 23 mit Ausrücklager 24. Zum Öffnen der normal geschlossenen Reibkupplung 3 wird der Nehmerzylinder 23 mit Druck beaufschlagt. Dies bewirkt eine Bewegung des Ausrücklagers 24 in Richtung der Gegendruckplatte 16 (im Bild nach links) und damit eine Bewegung des Drucktopfs 18 in dieselbe Richtung, die eine Verschiebung der Anpressplatte 15 ebenfalls in dieselbe Richtung bewirkt. Dadurch wird der Reibschluss zwischen Anpressplatte 15, Reibbelägen 12 und Gegendruckplatte 16 gelöst und die Kupplungsscheibe 10 kann frei drehen. Die Reibkupplung 3 ist somit geöffnet, eine Drehmomentübertragung von der Kupplungsscheibe 10 auf die Gegendruckplatte 16 erfolgt nicht. Fällt der Druck im Nehmerzylinder 23 ab, bewirkt eine durch die Blattfedern 22 bewirkte Rückstellkraft eine Bewegung des Drucktopfs 18 und damit der Anpressplatte 15 in Gegenrichtung, so dass die Anpressplatte 15 erneut die Reibbeläge 12 gegen die Gegendruckplatte 16 presst. Die Reibkupplung 3 ist dann wieder geschlossen.
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Die Betätigungskraft für das Öffnen und Schließen der Reibkupplung 3 wird über die Gegendruckplatte 16 auf eine Getriebeeingangswelle 25 eingeleitet. Hierzu weist die Gegendruckplatte 16 eine Nabe 32 auf, mit der sie mit der Getriebeeingangswelle 25 verbunden ist. Die Gegendruckplatte 16 ist axial über einen Sicherungsring 28 gesichert. Die Getriebeeingangswelle 25 wiederum ist über ein Stützlager 26 an einem Getriebedeckel 27 des Getriebes gelagert ist, so dass die Betätigungskraft in den Getriebedeckel 27 eingeleitet wird, so dass insgesamt ein interner Kraftschluss sichergesellt ist. Auch der Nehmerzylinder 23 ist am Getriebedeckel 27 abgestützt. Eine Abstützung an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ist nicht notwendig, so dass auf eine Anpassung des Trennkupplungsmoduls 1 an den Verbrennungsmotor bzw. dessen Kurbelwelle unterbleiben kann. Eine Kraft in Richtung der Drehachse 14 durch die Betätigung der Reibkupplung 3 wirkt nicht auf die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors. Die vorliegende Lösung bewirkt eine interne Kraftabstützung der Betätigungskraft, so dass das Trennkupplungsmodul 1 unabhängig von dem Verbrennungsmotor und dessen Kurbelwelle ausgelegt werden kann.
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2 zeigt ein zweites Beispiel eines Trennkupplungsmoduls 1. Im Unterschied zum ersten Beispiel ist hier die Reibkupplung 3 als normal ausgerückte oder normal offene Kupplung ausgeführt. Hier sollen nur die Unterschiede zum ersten Beispiel beschrieben werden, darüber hinaus wird auf die Beschreibung zum ersten Beispiel verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden. Auch in diesem Beispiel greift die Anpressplatte 15 durch die Gegendruckplatte 16 hindurch. Die Anpressplatte 15 ist mit einer Zwischenscheibe 48 verbunden, die in Richtung der Drehachse 14 über einen Sicherungsring 19 in der Anpressplatte 15 fixiert ist.
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Zur Betätigung, also zum Einrücken, der Reibkupplung 3 wird ein einem Nehmerzylinder 23 mit Ausrücklager 24 der Betätigungseinrichtung 31 Druck aufgebaut. Dadurch bewegt sich das Ausrücklager 24 in Richtung auf die Anpressplatte 15 (in 2 nach links) in Richtung der Drehachse 14. Eine Hebelfeder 29 liegt an dem Ausrücklager 24 an. Bei der Betätigung drückt das Ausrücklager 24 auf die Hebelfeder 29. Die Hebelfeder 229 stützt sich über einen Nockenring 30 an der Gegendruckplatte 16 ab und kippt bei dieser Bewegung um den Nockenring 30. Die Kraft wird dabei über den Drahtring 21, die Zwischenscheibe 48 und den Sicherungsring 19 in die Anpressplatte 15 geleitet, so dass sich diese auf die Gegendruckplatte 16 (in der Figur nach rechts) bewegt, so dass die Reibbeläge 12 und damit die Kupplungsscheibe 10 zwischen Anpressplatte 15 und Gegendruckplatte 16 geklemmt wird. Die Reibkupplung 3 ist somit geschlossen und Drehmoment kann von der Kupplungsscheibe 10 auf die Gegendruckplatte 16 übertragen werden. Die Drehmomentübertragung erfolgt über die Anpressplatte 15 und die Zwischenscheibe 48 auf die Gegendruckplatte 16. Die Zwischenscheibe 48 ist dazu mit Blattfedern 22 in Richtung der Drehachse 1 axial beweglich an die Gegendruckplatte 16 angebunden. Die Blattfedern 22 bewirken weiterhin eine Rückstellkraft für das Öffnen der Reibkupplung 3, wenn sich der Druck im Nehmerzylinder 23 abbaut.
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Die Betätigungskraft für das Öffnen und Schließen der Reibkupplung 3 wird über die Gegendruckplatte 16 auf eine Getriebeeingangswelle 25 eingeleitet. Hierzu weist die Gegendruckplatte 16 eine Nabe 32 auf, mit der sie mit der Getriebeeingangswelle 25 verbunden ist. Die Gegendruckplatte 16 ist axial über einen Sicherungsring 28 gesichert. Die Getriebeeingangswelle 25 wiederum ist über ein Stützlager 26 an einem Getriebedeckel 27 des Getriebes gelagert ist, so dass die Betätigungskraft in den Getriebedeckel 27 eingeleitet wird, so dass insgesamt ein interner Kraftschluss sichergesellt ist. Auch der Nehmerzylinder 23 ist am Getriebedeckel 27 abgestützt. Eine Abstützung an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ist nicht notwendig, so dass auf eine Anpassung des Trennkupplungsmoduls 1 an den Verbrennungsmotor bzw. dessen Kurbelwelle unterbleiben kann. Eine Kraft in Richtung der Drehachse 14 durch die Betätigung der Reibkupplung 3 wirkt nicht auf die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors.
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3 zeigt ein Kraftfahrzeug 33 mit einem Antriebsstrang 34 auf. Dieser umfasst einen Verbrennungsmotor 35, ein Trennkupplungsmodul 1, einen Getriebestrang 36 und angetriebene Räder 37. Der Verbrennungsmotor 35 weist eine Kurbelwelle 38 auf, die mit dem Dämpfereingangsflansch 5 des Trennkopplungsmoduls 1 drehfest verbunden ist. Das Trennkupplungsmodul 1 dient dem An- und Abkoppeln des Verbrennungsmotors 35 vom Getriebestrang 36. Dazu ist das Trennkupplungsmodul 1 abtriebsseitig mit einer Getriebeeingangswelle 25 verbunden.
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Der Getriebestrang 36 umfasst dabei einen ersten Teilgetriebestrang 39 und einen zweiten Teilgetriebestrang 40. Der erste Teilgetriebestrang 39 umfasst eine erste Kupplung 41 und ein erstes Getriebe 42, welches über die erste Kupplung 41 mit der Getriebeeingangswelle 25 und weiter über und das Trennkupplungsmodul 1 mit dem Verbrennungsmotor 35 verbindbar ist. Das erste Getriebe 42 ist über eine erste Zwischenwelle 43 mit der ersten Kupplung 41 verbunden. Das erste Getriebe 42 umfasst in bekannter Weise die ungeraden Gänge, also in diesem Beispiel den ersten, dritten, fünften und siebten Gang. Bei geschlossenem Trennkupplungsmodul 1 (also bei geschlossener Reibkupplung 3 des Trennkupplungsmoduls 1) und geschlossener erster Kupplung 41 ist Drehmoment vom Verbrennungsmotor 35 über einen Gang des ersten Getriebes 42 auf die angetriebenen Räder 37 übertragbar.
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Der zweite Teilgetriebestrang 40 umfasst eine zweite Kupplung 44 und ein zweites Getriebe 45, welches über die zweite Kupplung 44 mit der Getriebeeingangswelle 25 und über das Trennkupplungsmodul 1 mit dem Verbrennungsmotor 35 verbindbar ist. Das zweite Getriebe 45 ist über eine zweite Zwischenwelle 46 mit der zweiten Kupplung 44 verbunden. Das zweite Getriebe 45 umfasst in bekannter Weise die geraden Gänge und den Rückwärtsgang, also in diesem Beispiel den zweiten, vierten, sechsten Gang, sowie den Rückwärtsgang. Bei geschlossenem Trennkupplungsmodul 1 (also bei geschlossener Reibkupplung 3 des Trennkupplungsmoduls 1) und geschlossener zweiter Kupplung 44 ist Drehmoment vom Verbrennungsmotor 35 über einen Gang des zweiten Getriebes 45 auf die angetriebenen Räder 37 übertragbar. Der zweite Teilgetriebestrang 40 umfasst ferner einen Elektromotor 47, in so genannter P3-Konfiguration, der mit dem zweiten Getriebestrang 40 zwischen der zweiten Kupplung 44 und dem zweiten Getriebe 45 verbunden ist.
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Der Antriebsstrang 34 kann rein über den Verbrennungsmotor 35 betrieben werden. Hier ist die Reibkupplung 3 des Trennkupplungsmoduls 1 geschlossen, mindestens eine der ersten Kupplung 41 und der zweiten Kupplung 44 geschlossen und ein Gang in einem der Getriebe 42, 44 eingelegt, so dass Drehmoment vom Verbrennungsmotor 35 über das entsprechende Getriebe 42, 44 mit dem eingelegten Gang an die angetriebenen Räder 37 übertragen werden kann. Zusätzlich kann der Elektromotor 47 Drehmoment auf die angetriebenen Räder 37 übertragen, in dem beide Kupplungen 41, 44 und die Reibkupplung 3 im Trennkupplungsmodul 1 geschlossen sind. Hierbei kann ein beliebiger Gang in einem der Getriebe 42, 45 eingelegt werden. Alternativ kann auch allein der Elektromotor 47 die angetriebenen Räder 37 mit Drehmoment versorgen, in dem die Reibkupplung 3 des Trennkupplungsmoduls 1 geöffnet wird. Ist ein gerader Gang oder der Rückwärtsgang eingelegt, muss nur die zweite Kupplung 44 geschlossen sein. Ist ein ungerader Gang eingelegt so müssen beide Kupplungen 41, 44 geschlossen sein. So kann der Elektromotor 47 mit jedem beliebigen Gang der Getriebe 42, 45 des Antriebsstrangs 34 zum Antrieb der angetriebenen Räder 37 eingesetzt werden.
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Das Trennkopplungsmodul 1 in einem Antriebsstrang 34 eines Kraftfahrzeugs 33 dient zum An- und Abkoppeln eines Verbrennungsmotors 35 von einem Getriebestrang 36. Es erlaubt einen kompakten Aufbau, bei dem die Betätigungskraft der Betätigungseinrichtung 31 über die Gegendruckplatte 16 auf eine Getriebeeingangswelle 25 und über ein Stützlager 26 in einen Getriebedeckel 27 eingeleitet werden kann. So kann ein Abstützen der Betätigungseinrichtung 31 auf der Kurbelwelle 38 der Verbrennungsmotors 35 unterbleiben. Das Trennkopplungsmodul 1 wird bevorzugt in einem hybriden Antriebsstrang 34 mit einem Elektromotor 47 in P3-Konfiguration eingesetzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trennkupplungsmodul
- 2
- Dämpferelement
- 3
- Reibkupplung
- 4
- Federelement
- 5
- Dämpfereingangsflansch
- 6
- Dämpferausgangsflansch
- 7
- Verzahnung
- 8
- Dämpferausgangsflanschnabe
- 9
- Verzahnungselement
- 10
- Kupplungsscheibe
- 11
- Trägerblech
- 12
- Reibbelag
- 13
- Gleitlager
- 14
- Drehachse
- 15
- Anpressplatte
- 16
- Gegendruckplatte
- 17
- Tellerfeder
- 18
- Drucktopf
- 19
- Sicherungsring
- 20
- radiale Richtung
- 21
- Drahtring
- 22
- Blattfeder
- 23
- Nehmerzylinder
- 24
- Ausrücklager
- 25
- Getriebeeingangswelle
- 26
- Stützlager
- 27
- Getriebedeckel
- 28
- Sicherungsring
- 29
- Hebelfeder
- 30
- Nockenring
- 31
- Betätigungseinrichtung
- 32
- Nabe
- 33
- Kraftfahrzeug
- 34
- Antriebsstrang
- 35
- Verbrennungsmotor
- 36
- Getriebestrang
- 37
- Angetriebenes Rad
- 38
- Kurbelwelle
- 39
- Erster Teilgetriebestrang
- 40
- Zweiter Teilgetriebestrang
- 41
- Erste Kupplung
- 42
- Erstes Getriebe
- 43
- Erste Zwischenwelle
- 44
- Zweite Kupplung
- 45
- Zweites Getriebe
- 46
- Zweite Zwischenwelle
- 47
- Elektromotor
- 48
- Zwischenscheibe
