DE102016207274A1 - Clutch module and powertrain - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kupplungsmodul (1) mit einem Kupplungsgehäuse (2), mit einer in einem Kupplungsraum (3) angeordneten Lamellenkupplung (8) und mit einem Kühlölkreislauf. Der Kühlölkreislauf umfasst einen Ölsumpf (10) und eine erste Kühlölpumpe (5) zum Fördern von Kühlöl zu Lamellen (9) der Lamellenkupplung (8). Des Weiteren umfasst der Kühlölkreislauf eine zweite Kühlölpumpe (6) und einen Tank (7), wobei die zweite Kühlölpumpe (6) zum Fördern des Kühlöls von dem Ölsumpf (10) in den Tank (7) vorgesehen ist, und wobei der Tank (7) den Kupplungsraum (3) in radialer Richtung zumindest teilweise umschließt. Ferner wird ein Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einem derartigen Kupplungsmodul (1) vorgeschlagen.The invention relates to a coupling module (1) with a coupling housing (2), with a multi-disc clutch (8) arranged in a coupling space (3) and with a cooling oil circuit. The cooling oil circuit comprises an oil sump (10) and a first cooling oil pump (5) for conveying cooling oil to fins (9) of the multi-plate clutch (8). Furthermore, the cooling oil circuit comprises a second cooling oil pump (6) and a tank (7), wherein the second cooling oil pump (6) is provided for conveying the cooling oil from the oil sump (10) into the tank (7), and wherein the tank (7 ) at least partially surrounds the coupling space (3) in the radial direction. Furthermore, a drive train of a vehicle with such a clutch module (1) is proposed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kupplungsmodul mit einem Kupplungsgehäuse, mit einer in einem Kupplungsraum angeordneten Lamellenkupplung und mit einem Kühlölkreislauf gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher definierten Art. Ferner wird ein Antriebsstrang mit einem derartigen Kupplungsmodul angegeben. The invention relates to a coupling module with a clutch housing, arranged in a clutch chamber multi-plate clutch and with a cooling oil circuit according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art. Furthermore, a drive train is specified with such a coupling module.
Eine nasslaufende Lamellenkupplung erlaubt bei gleicher Baugröße gegenüber einer Trockenkupplung die Übertragung höherer Drehmomente und die Bewältigung höherer Belastungen beispielsweise beim Anfahren eines Fahrzeugs. Es ist daher bereits bekannt nasslaufende Lamellenkupplungen als Anfahrkupplung einzusetzen, insbesondere in Fahrzeugen mit einer hohen Anfahrlast. Eine Anfahrkupplung ist in einem Fahrzeugantriebsstrang in der Regel zwischen einem Antriebsmotor und einem Wechselgetriebe angeordnet. Die beim Anfahren entstehende Verlustwärme kann bei einer nasslaufenden Lamellenkupplung über einen Kühlölstrom abgeführt werden. Das dazu verwendete Öl dient in der Regel sowohl zur Kühlung der Lamellenkupplung als auch zur Schmierung in dem nachgeordneten Wechselgetriebe, sodass sich ein entsprechender Ölkreislauf auf das Wechselgetriebe und die Lamellenkupplung erstreckt. A wet-running multi-plate clutch allows for the same size compared to a dry clutch, the transmission of higher torques and the handling of higher loads, for example, when starting a vehicle. It is therefore already known to use wet-running multi-plate clutches as starting clutch, especially in vehicles with a high starting load. A starting clutch is usually arranged in a vehicle drive train between a drive motor and a change gearbox. The heat loss generated during start-up can be dissipated via a cooling oil flow in the case of a wet-running multi-plate clutch. The oil used for this purpose is generally used both for cooling the multi-plate clutch and for lubrication in the downstream change gear, so that a corresponding oil circuit extends to the change gear and the multi-plate clutch.
Ein Nachteil einer nasslaufenden Lamellenkupplung ist ein Schleppmoment, das dadurch entsteht, dass die Lamellen zumindest teilweise in dem Öl bzw. in einem Ölsumpf rotieren. Dadurch kommt es zu Panschverlusten und folglich sinkt der Wirkungsgrad. Ferner können Kaltstartprobleme durch zähflüssiges Öl auftreten. A disadvantage of a wet-running multi-plate clutch is a drag torque, which results from the fact that the blades rotate at least partially in the oil or in an oil sump. As a result, it comes to Panschverlusten and consequently the efficiency decreases. Furthermore, cold start problems can occur due to viscous oil.
Aus der
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine nasslaufende Anfahrkupplung im Antriebsstrang eines Fahrzeugs insbesondere dahingehend zu verbessern, dass trotz hoher Belastung und einem einfachen kompakten Aufbau der Anfahrkupplung ein langfristig zuverlässiger Betrieb bei einem hohen Wirkungsgrad möglich ist. It is the object of the present invention to improve a wet-running starting clutch in the drive train of a vehicle in particular to the effect that despite high load and a simple compact design of the starting a long-term reliable operation at a high efficiency is possible.
Die Lösung dieser Aufgabe wird durch ein Kupplungsmodul gemäß Anspruch 1 und durch einen Antriebsstrang gemäß Anspruch 13 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen hervor. The solution to this problem is achieved by a coupling module according to claim 1 and by a drive train according to claim 13. Advantageous embodiments and further developments emerge from the respective dependent claims.
Vorgeschlagen wird ein Kupplungsmodul mit einem Kupplungsgehäuse, einer in einem Kupplungsraum angeordneten Lamellenkupplung und mit einem Kühlölkreislauf. Der Kühlölkreislauf umfasst einen Ölsumpf und eine erste Kühlölpumpe zum Fördern von Kühlöl zu den Lamellen der Lamellenkupplung. Darüber hinaus umfasst der Kühlölkreislauf eine zweite Kühlölpumpe und einen Tank, wobei die zweite Kühlölpumpe zum Fördern des Kühlöls von dem Ölsumpf in den Tank vorgesehen ist. Ferner ist vorgesehen, dass der Tank den Kupplungsraum in radialer Richtung zumindest teilweise umschließt. Unter Umschließen wird im Rahmen dieser Erfindung nicht zwangsläufig ein komplettes oder dichtes Einschließen verstanden sondern eine Begrenzung des umschlossenen Kupplungsraums nach außen hin. Mit anderen Worten umringt der Tank die Lamellenkupplung zumindest teilweise. It proposes a coupling module with a clutch housing, arranged in a clutch chamber multi-plate clutch and with a cooling oil circuit. The cooling oil circuit comprises an oil sump and a first cooling oil pump for conveying cooling oil to the disks of the multi-plate clutch. In addition, the cooling oil circuit includes a second cooling oil pump and a tank, wherein the second cooling oil pump is provided for conveying the cooling oil from the oil sump into the tank. It is further provided that the tank at least partially encloses the coupling space in the radial direction. Enclosing is understood in the context of this invention is not necessarily a complete or dense enclosure but a limitation of the enclosed clutch space to the outside. In other words, the tank at least partially surrounds the multi-plate clutch.
Das vorgeschlagene Kupplungsmodul sieht zwei Kühlölpumpen vor, die im Kühlölkreislauf nacheinander angeordnet sind. Das heißt, dass die erste Kühlölpumpe das Kühlöl durch einen ersten Teil des Kühlölkreislaufs fördert, nämlich von dem Tank zu den Lamellen der Lamellenkupplung. Die zweite Kühlölpumpe fördert das Kühlöl durch einen zweiten Teil des Kühlölkreislaufs, nämlich von dem Ölsumpf in den Tank. The proposed coupling module provides two cooling oil pumps, which are arranged one after the other in the cooling oil circuit. That is, the first cooling oil pump delivers the cooling oil through a first part of the cooling oil circuit, namely, from the tank to the fins of the multi-plate clutch. The second cooling oil pump delivers the cooling oil through a second part of the cooling oil circuit, namely from the oil sump into the tank.
Die Anordnung einer zweiten Kühlölpumpe zum Fördern des Kühlöls von dem Ölsumpf in den Tank ermöglicht es, dass der Kupplungsraum zumindest weitgehend ölfrei gehalten werden kann, während sich das Kühlöl in dem Tank befindet. Mit anderen Worten ist der Ölsumpf weitgehend trocken, sodass ein Kühlölstand in dem Ölsumpf maximal so hoch ist, dass rotierende Bauteile nicht in das Kühlöl eintauchen. Ein derartiger Ölsumpf wird auch Trockensumpf genannt. Dadurch werden Schleppverluste und Panschverluste vermieden und der Wirkungsgrad des Antriebsstranges mit dem Kupplungsmodul steigt. The arrangement of a second cooling oil pump for conveying the cooling oil from the oil sump into the tank makes it possible for the coupling space to be kept at least substantially free of oil while the cooling oil is in the tank. In other words, the oil sump is largely dry, so that a cooling oil level in the oil sump is maximally so high that rotating components do not dip into the cooling oil. Such an oil sump is also called dry sump. As a result, drag losses and Panschverluste be avoided and increases the efficiency of the drive train with the clutch module.
Im Betrieb durchströmt das von der ersten Kühlölpumpe vorzugsweise in den zentralen Bereich der Lamellen geförderte Kühlöl die Lamellen der Fliehkraft folgend radial nach außen. Dabei nimmt es die Wärme von den Lamellen auf und führt die Wärme ab. Das von den Lamellen abgeschleuderte heiße Kühlöl läuft zum Ölsumpf, von wo es durch die zweite Kühlölpumpe in den Tank gefördert wird. During operation, the cooling oil conveyed by the first cooling oil pump, preferably into the central region of the disks, flows radially outward following the disks of the centrifugal force. It absorbs the heat from the slats and dissipates the heat. The hot cooling oil thrown off by the lamellae runs to the oil sump, from where it is conveyed into the tank by the second cooling oil pump.
Um den vorhandenen Bauraum optimal zu nutzen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Tank zumindest ein erstes Teilvolumen und ein zweites Teilvolumen aufweist, die getrennt voneinander an dem Kupplungsmodul angeordnet und hydraulisch miteinander verbunden sind. Die Geometrien der beiden Teilvolumen des Tanks können so optimal an eine vorgegebene Geometrie des Kupplungsgehäuses angepasst werden. Unter dem Begriff Teilvolumen wird ein ansonsten öldichter Hohlraum zur Aufnahme von Kühlöl verstanden, der durch Verbindungkanäle für den Zu- und Ablauf des Kühlöls und/oder zum Druckausgleich mit einem anderen Teilvolumen oder mit anderen Elementen des Kupplungsmoduls verbunden sein kann. In order to optimally use the available space, it is preferably provided that the tank has at least a first partial volume and a second partial volume, which are arranged separately from one another on the coupling module and hydraulically connected to one another. The geometries of the two partial volumes of the tank can be optimally adapted to a given geometry of the coupling housing. The term partial volume is understood to mean an otherwise oil-tight cavity for accommodating cooling oil, which may be connected by connecting channels for the inlet and outlet of the cooling oil and / or for pressure equalization with another partial volume or with other elements of the coupling module.
Ein erstes Teilvolumen des Tanks kann im Inneren des Kupplungsgehäuses in radialer Richtung außerhalb der Lamellenkupplung angeordnet sein. Dazu kann der Tank zumindest teilweise als ringförmiger oder teilringförmiger Hohlraum ausgeführt und in dem Kupplungsgehäuse angeordnet sein. Zumindest ein Teilvolumen des Tanks kann beispielsweise als Gussteil einstückig mit dem Kupplungsgehäuse ausgeführt sein. Das erste Teilvolumen des Tanks ist vorzugsweise konzentrisch zu der Lamellenkupplung in dem Kupplungsgehäuse angeordnet. Durch die beschriebene Anordnung des ersten Teilvolumens im Kupplungsraum kann im Kupplungsgehäuse eine maximale Ölmenge kompakt untergebracht werden. Es sind keine äußeren Schlauch- oder Rohrleitungen für den Kühlölkreislauf erforderlich. Es ergibt sich dadurch ein robustes Kupplungsmodul mit einem kompakten Aufbau und geringem Leckagerisiko. Ein solches kompaktes und eigenständiges Kupplungsmodul eignet sich insbesondere auch für den nachträglichen Einbau in einen bestehenden Antriebsstrang eines Fahrzeugs. A first partial volume of the tank can be arranged in the interior of the coupling housing in the radial direction outside of the multi-plate clutch. For this purpose, the tank can be at least partially designed as an annular or partially annular cavity and arranged in the coupling housing. At least a partial volume of the tank can be designed, for example, as a casting integral with the coupling housing. The first partial volume of the tank is preferably arranged concentrically with the multi-plate clutch in the clutch housing. The described arrangement of the first sub-volume in the clutch chamber, a maximum amount of oil can be compactly housed in the clutch housing. There are no external hose or piping for the cooling oil circuit required. This results in a robust coupling module with a compact design and low leakage risk. Such a compact and independent coupling module is particularly suitable for retrofitting in an existing drive train of a vehicle.
Ein zweites Teilvolumen des Tanks kann auf der Außenseite des Kupplungsgehäuses angeordnet werden. Dabei kann zur bauraumoptimalen Formgebung des zweiten Teilvolumens auch die Geometrie angrenzender anderer Elemente des Antriebsstrangs berücksichtigt werden. Vorteilhaft kann die erste Kühlölpumpe an dem zweiten Teilvolumen des Tanks außen an dem Kupplungsgehäuse angeordnet werden, wodurch die erste Kühlpumpe einfach eingebaut werden kann und gut zugänglich ist. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn die zweite Kühlölpumpe als elektrische Pumpe ausgeführt ist und von außen über eine Kabelverbindung mit elektrischer Energie versorgt wird. A second partial volume of the tank can be arranged on the outside of the coupling housing. In this case, the geometry of adjacent other elements of the drive train can be taken into account for space-optimal shaping of the second sub-volume. Advantageously, the first cooling oil pump can be arranged on the second part volume of the tank on the outside of the coupling housing, whereby the first cooling pump can be easily installed and is easily accessible. This is for example advantageous if the second cooling oil pump is designed as an electric pump and is supplied from the outside via a cable connection with electrical energy.
Unabhängig vom Betrieb der zweiten Kühlölpumpe kann die erste Kühlölpumpe die Lamellen bei Bedarf mit Kühlöl aus dem Tank versorgen. Um eine solche bedarfsgerechte Versorgung der Lamellen mit Kühlöl zu ermöglichen, ist das Fördervolumen der ersten Kühlölpumpe vorzugsweise bedarfsgerecht steuerbar oder regelbar. Das bedeutet, dass das Fördervolumen der ersten Kühlölpumpe so einstellbar ist, dass die erste Kühlölpumpe nur so viel Kühlöl zu den Lamellen fördert wie es erforderlich ist, um die in der Lamellenkupplung erzeugte Reibwärme abzuführen. Dazu muss die erste Kühlölpumpe im Betrieb nicht dauernd mit voller Leistung angetrieben werden. In Betriebsphasen, in denen kein oder nur geringer Kühlbedarf besteht, kann die erste Kühlölpumpe auf Teillast betrieben oder abgeschaltet sein. Dadurch wird Energie gespart und der Wirkungsgrad erhöht wird. Regardless of the operation of the second cooling oil pump, the first cooling oil pump can supply the fins with cooling oil from the tank as needed. In order to enable such a demand-based supply of the fins with cooling oil, the delivery volume of the first cooling oil pump is preferably controlled as needed or regulated. This means that the delivery volume of the first cooling oil pump is adjustable so that the first cooling oil pump promotes only as much cooling oil to the fins as it is necessary to dissipate the frictional heat generated in the multi-plate clutch. To do this, the first cooling oil pump does not have to be constantly driven at full power during operation. In operating phases in which there is little or no need for cooling, the first cooling oil pump can be operated at partial load or switched off. This saves energy and increases efficiency.
Beispielsweise wird bei geschlossener Lamellenkupplung keine Reibwärme erzeugt, sodass die erste Kühlölpumpe zeitweise abgeschaltet werden kann. Bevorzugt ist die erste Kühlölpumpe elektrisch antreibbar und/oder von einer elektronischen Steuereinheit ansteuerbar, wobei in der elektronischen Steuereinheit das erforderliche Fördervolumen beispielsweise abhängig von einem zu übertragenden Drehmoment und einem Schlupf der Lamellenkupplung berechnet werden kann. For example, no frictional heat is generated when the multi-plate clutch is closed, so that the first cooling oil pump can be switched off temporarily. Preferably, the first cooling oil pump is electrically driven and / or controlled by an electronic control unit, wherein in the electronic control unit, the required delivery volume can be calculated, for example, depending on a torque to be transmitted and a slippage of the multi-plate clutch.
Der Ölsumpf, der wie oben erläutert auch als Trockensumpf bezeichnet werden kann, ist im eingebauten Zustand des Kupplungsmoduls im unteren Bereich des Kupplungsgehäuses angeordnet. Die zweite Kühlölpumpe, die zwischen dem Ölsumpf und dem Tank angeordnet ist, kann im Stillstand einen Kühlölstrom nicht abdichten. Es wäre also möglich, dass Kühlöl im Stillstand des Antriebsstranges, wenn die zweite Kühlölpumpe ebenfalls stillsteht, vom höhergelegenen Tank durch die zweite Kühlölpumpe in den tieferliegenden Ölsumpf zurückströmt. Dadurch könnte sich im Ölsumpf so viel Kühlöl ansammeln, dass beim darauffolgenden Betrieb Planschverluste durch das Rotieren von Kupplungsbauteilen im Kühlöl auftreten. Um ein unbeabsichtigtes Zurückströmen des Kühlöls aus dem Tank in den Ölsumpf zu verhindern, ist deshalb vorzugsweise vorgesehen, dass ein Rückförderkanal zwischen der zweiten Kühlölpumpe und dem Tank im eingebauten Zustand des Kupplungsmoduls teilweise oberhalb eines Füllstands in dem Tank verläuft. Damit kann das Zurückströmen des Kühlöls vom Tank in den Ölsumpf verhindert werden. Als Füllstand wird hierbei der Füllstand des Kühlöls im Tank verstanden, der sich im Normalbetrieb maximal einstellt. Ein solcher maximaler Füllstand im Normalbetrieb wird bei der Auslegung eines Kühlölkreislauf vorab ermittelt und festgelegt. Die Lageangabe „oberhalb“ sowie allgemeine Angaben zu oben und unten beziehen sich auf die Lage der jeweiligen Elemente im eingebauten Zustand des Kupplungsmoduls im Antriebsstrang eines aufrecht stehenden Fahrzeugs. The oil sump, which, as explained above, can also be referred to as a dry sump, is arranged in the installed state of the coupling module in the lower region of the coupling housing. The second cooling oil pump, which is arranged between the oil sump and the tank, can not seal a cooling oil flow at standstill. It would therefore be possible for cooling oil to flow back from the higher-lying tank through the second cooling oil pump into the deeper-lying oil sump when the drive train is at a standstill, when the second cooling oil pump also stands still. As a result, so much cooling oil could accumulate in the oil sump that churning losses occur during the subsequent operation due to the rotation of coupling components in the cooling oil. In order to prevent an unintentional backflow of the cooling oil from the tank into the oil sump, it is therefore preferably provided that a return duct between the second cooling oil pump and the tank in the installed state of the coupling module extends partially above a level in the tank. This can prevent the backflow of the cooling oil from the tank into the oil sump. The level here is understood to be the level of the cooling oil in the tank, which is set to the maximum during normal operation. Such a maximum level in normal operation is determined in advance and set in the design of a cooling oil circuit. The position statement "above" and general information on top and bottom refer to the location of the respective elements in the installed state of the clutch module in the drive train of an upright vehicle.
Da auch die erste Kühlölpumpe bei deren Stillstand einen Kühlölstrom nicht abdichten kann, kann eine entsprechende Anordnung auch für einen Förderkanal, der die erste Kühlölpumpe mit den Lamellen der Lamellenkupplung verbindet, vorgesehen sein. Demnach kann auch der Förderkanal zwischen der ersten Kühlölpumpe und den Lamellen im eingebauten Zustand des Kupplungsmoduls teilweise oberhalb des Füllstands in dem Tank verlaufen. Dadurch wird verhindert, dass Kühlöl während des Stillstands der ersten Kühlölpumpe durch den Förderkanal in die Lamellenkupplung strömt. Dies ist insbesondere deshalb relevant, weil die erste Kühlölpumpe bei geschlossener Lamellenkupplung in der Regel abgeschaltet ist und damit stillsteht. In dieser Zeit soll auch kein Kühlöl durch die erste Kühlölpumpe hindurch zu den Lamellen strömen. Dasselbe gilt während des Stillstands des gesamten Antriebsstrangs. Since the first cooling oil pump can not seal a cooling oil flow at their standstill, a corresponding arrangement for a Delivery channel, which connects the first cooling oil pump with the fins of the multi-plate clutch may be provided. Accordingly, the delivery channel between the first cooling oil pump and the fins in the installed state of the coupling module can extend partially above the level in the tank. This prevents cooling oil flows during the standstill of the first cooling oil pump through the delivery channel in the multi-plate clutch. This is particularly relevant because the first cooling oil pump is usually switched off when the disk clutch is closed and thus stands still. During this time, no cooling oil should flow through the first cooling oil pump through to the fins. The same applies during standstill of the entire powertrain.
Vorzugsweise ist im Kühlölkreislauf zwischen der zweiten Kühlölpumpe und dem Tank ein Wärmetauscher angeordnet, sodass das von der zweiten Kühlölpumpe in den Tank gepumpte Kühlöl bereits wieder abgekühlt ist, wenn es in den Tank gelangt. Der Wärmetauscher kann beispielsweise direkt an dem Tank des Kupplungsmoduls angebracht werden, um so einen kompakten Aufbau des Kupplungsmoduls zu erreichen. Weiterhin kann ein Thermostatventil als Bypassventil eingesetzt werden, um das Kühlöl bei niedrigen Temperaturen am Wärmetauscher vorbei direkt in den Tank zu leiten. Preferably, a heat exchanger is arranged in the cooling oil circuit between the second cooling oil pump and the tank, so that the cooling oil pumped by the second cooling oil pump into the tank has already cooled down again when it enters the tank. The heat exchanger can for example be mounted directly on the tank of the coupling module, so as to achieve a compact construction of the coupling module. Furthermore, a thermostatic valve can be used as a bypass valve to direct the cooling oil at low temperatures past the heat exchanger directly into the tank.
Der Kühlölkreislauf umfasst somit alle zur Kühlung der Lamellenkupplung erforderlichen Komponenten und ist demnach als eigenständiger, d.h. autarker Kreislauf ausgebildet und nicht etwa in den Kühlölkreislauf eines Getriebes oder in einen Druckölkreislauf zur Betätigung der Lamellenkupplung oder von Getriebeschaltelementen eingebunden. Dadurch kann das Kupplungsmodul insgesamt als kompakte und eigenständige, d.h. autarke Baueinheit ausgebildet sein, die auch in einen bestehenden herkömmlichen Antriebsstrang ohne großen Aufwand eingebaut und einfach ausgetauscht werden kann. The cooling oil circuit thus comprises all the components required for cooling the multi-plate clutch and is therefore as independent, i. formed self-sufficient circuit and not involved in the cooling oil circuit of a transmission or in a pressure oil circuit for actuating the multi-plate clutch or transmission shift elements. As a result, the clutch module as a whole may be considered compact and standalone, i. autarkic unit be formed, which can be installed in an existing conventional powertrain without much effort and easily replaced.
Der Wärmetauscher des Kühlölkreislaufs kann an einen Motorkühlkreislauf des Antriebsmotors anschließbar sein, sodass die Wärme aus der Reibarbeit der Lamellenkupplung über den Wärmetauscher an den Motorkühlkreislauf abführbar ist. Alternativ kann die Wärme aus der Reibarbeit der Lamellen mithilfe des Wärmetauschers auch direkt oder über einen separaten Kühlkreislauf an die Umgebung abgeführt werden. The heat exchanger of the cooling oil circuit can be connected to an engine cooling circuit of the drive motor, so that the heat from the friction work of the multi-plate clutch via the heat exchanger to the engine cooling circuit can be discharged. Alternatively, the heat from the friction work of the slats can be dissipated by means of the heat exchanger also directly or via a separate cooling circuit to the environment.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Kühlölpumpe permanent mit einem antreibenden Element des Kupplungsmoduls antriebswirksam verbunden ist. Als antreibendes Element eignet sich dabei insbesondere ein mit einer Eingangswelle der Lamellenkupplung fest verbundenes Kupplungselement. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die zweite Kühlölpumpe angetrieben wird, sobald der mit der Eingangswelle verbundene Antriebsmotor läuft. According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the second cooling oil pump is permanently connected to a driving element of the coupling module to drive. In this case, a coupling element which is firmly connected to an input shaft of the multi-plate clutch is particularly suitable as the driving element. In this way, it is ensured that the second cooling oil pump is driven as soon as the drive motor connected to the input shaft is running.
Die zweite Kühlölpumpe kann beispielsweise über ein Zahnradgetriebe von einem Element des Kupplungsmoduls angetrieben werden. So kann beispielsweise ein antriebsseitiger Lamellenträger der Lamellenkupplung mit einer Verzahnung versehen sein, die ein auf einer Pumpenradwelle der zweiten Kühlölpumpe befestigtes Zahnrad antreibt. Eine solche Anordnung erfordert sehr wenige Bauteile, keinen Steuerungsaufwand und ist aufgrund ihres einfachen Aufbaus sehr robust und zuverlässig. The second cooling oil pump can be driven, for example via a gear transmission of an element of the coupling module. Thus, for example, a drive-side plate carrier of the multi-plate clutch may be provided with a toothing which drives a toothed wheel mounted on an impeller shaft of the second cooling oil pump. Such an arrangement requires very few components, no control effort and is very robust and reliable due to its simple structure.
Damit sich im Betrieb kein Kühlöl in dem Ölsumpf aufstaut, ist vorgesehen, dass die zweite Kühlölpumpe so dimensioniert ist, dass bereits bei einer Leerlaufdrehzahl das maximal erforderliche Fördervolumen bewältigt wird. Die Leerlaufdrehzahl kann sich dabei auf die Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors beziehen, die der Drehzahl der Eingangswelle der Lamellenkupplung entspricht. So that no cooling oil accumulates in the oil sump during operation, it is provided that the second cooling oil pump is dimensioned such that the maximum required delivery volume is already mastered at an idling speed. The idle speed may refer to the idle speed of the drive motor, which corresponds to the speed of the input shaft of the multi-plate clutch.
Die zweite Kühlölpumpe kann vorzugsweise als Kreiselpumpe ausgeführt sein. Dieser Pumpentyp hat sich als relativ einfach im Aufbau und als robust und zuverlässig im Betrieb herausgestellt. Insbesondere ist eine Kreiselpumpe auch dafür geeignet bei hoher Drehzahl zeitweise trocken zu laufen. Eine Kreiselpumpe eignet sich daher sehr gut als permanent angetriebene zweite Kühlölpumpe in dem erfindungsgemäßen Kupplungsmodul. The second cooling oil pump may preferably be designed as a centrifugal pump. This type of pump has proven to be relatively simple in construction and robust and reliable in operation. In particular, a centrifugal pump is also suitable for running at high speed temporarily dry. A centrifugal pump is therefore very well suited as a permanently driven second cooling oil pump in the coupling module according to the invention.
Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Kupplungsmoduls mit einem Kühlölkreislauf mit zwei Kühlölpumpen ist, dass keine Ventile in dem Kühlölkreislauf benötigt werden. Der Kühlölkreislauf und damit das ganze Kupplungsmodul sind dadurch einfach und robust aufgebaut. Hydraulische Ventile funktionieren nur dann zuverlässig, wenn das Hydraulikfluid eine hohe Reinheit aufweist. Deshalb erfordert der Einsatz von hydraulischen Ventilen regelmäßig auch feine Ölfilter. Durch den Verzicht auf Ventile im Kühlölkreislauf kann bei der vorliegenden Erfindung auf einen Ölfilter ganz verzichtet werden oder es genügt ein Grobfilter, der deutlich weniger Bauraum und Wartungsaufwand erfordert. Another advantage of the proposed clutch module with a cooling oil circuit with two cooling oil pumps is that no valves in the cooling oil circuit are needed. The cooling oil circuit and thus the entire coupling module are thus simple and robust. Hydraulic valves only work reliably when the hydraulic fluid is of high purity. Therefore, the use of hydraulic valves regularly also requires fine oil filters. By dispensing with valves in the cooling oil circuit can be completely dispensed with in the present invention to an oil filter or it is sufficient a coarse filter, which requires significantly less space and maintenance.
Die Erfindung umfasst schließlich einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs mit einem Kupplungsmodul wie oben beschrieben. Der Antriebsstrang weist zudem eine elektronische Steuereinheit auf, die ein Rechenmodel umfasst, mit dem das erforderliche Fördervolumen der ersten Kühlölpumpe berechenbar ist. Die elektronische Steuereinheit kann beispielsweise eine Kupplungssteuerungseinheit oder eine Getriebesteuereinheit sein, die auch das Kupplungsmodul ansteuert. In der elektronischen Steuereinheit kann das erforderliche Fördervolumen abhängig von einem zu übertragenden Drehmoment und einem Schlupf der Lamellenkupplung berechnet werden. Finally, the invention comprises a drive train of a vehicle with a clutch module as described above. The drive train also has an electronic control unit which includes a computing model with which the required delivery volume of the first cooling oil pump can be calculated. The electronic control unit may be, for example, a clutch control unit or a transmission control unit, which also controls the clutch module. In the electronic control unit, the required delivery volume depending on a torque to be transmitted and a slip of the multi-plate clutch can be calculated.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigen The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the accompanying figures. Show
Die
Das Wechselgetriebe
Das Wechselgetriebe
In der
Die erste Kühlölpumpe
Die Wände des zweiten Teilvolumens
Ein Förderkanal
Im unteren Bereich des Kupplungsmoduls
In der
In der
Von der zweiten Kühlölpumpe
Das erste Teilvolumen
Die zweite Kühlölpumpe
In der
Des Weiteren sind in der
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Kupplungsmodul clutch module
- 2 2
- Kupplungsgehäuse clutch housing
- 3 3
- Kupplungsraum clutch space
- 4 4
- Wärmetauscher heat exchangers
- 5 5
- erste Kühlölpumpe first cooling oil pump
- 6 6
- zweite Kühlölpumpe second cooling oil pump
- 7 7
- Tank tank
- 8 8th
- Lamellenkupplung multi-plate clutch
- 9 9
- Lamellen slats
- 10 10
- Ölsumpf oil sump
- 11 11
- Deckel cover
- 12 12
- erstes Teilvolumen first partial volume
- 13 13
- zweites Teilvolumen second partial volume
- 14 14
- Verbindungskanal connecting channel
- 15 15
- Förderkanal delivery channel
- 16 16
- Förderkanaldeckel conveyor manhole covers
- 17 17
- Anschluss connection
- 18 18
- Anschluss connection
- 19 19
- Eingangswelle input shaft
- 20 20
- Steckerverbindung plug connection
- 21 21
- Öffnung opening
- 22 22
- Anschraubstutzen Anschraubstutzen
- 23 23
- Gehäusedeckel housing cover
- 24 24
- Rückförderkanal Return feed channel
- 25 25
- Füllstand level
- 26 26
- Zahnrad gear
- 27 27
- Stirnradverzahnung spur
- 28 28
- Pumpenradwelle impeller
- 29 29
- Ausrückmechanik disengaging mechanism
- 30 30
- Umkehrstelle reversal point
- 31 31
- Trennwand partition wall
- 32 32
- Zentralbereich Central area
- 100 100
- Wechselgetriebe change gear
- 101 101
- Antriebswelle drive shaft
- 102 102
- Abtriebswelle output shaft
- 103 103
- Kupplungsglocke Kupplungsglocke
- 104 104
- Getriebesteuereinheit Transmission control unit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10118756 A1 [0004, 0004] DE 10118756 A1 [0004, 0004]
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