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Die Erfindung betrifft ein insbesondere für ein Hybridmodul vorgesehenes Kupplungsaggregat, mit dessen Hilfe eine Brennkraftmaschine gedämpft an einen Antriebsstrang insbesondere eines Hybrid-Kraftfahrzeugs angekoppelt werden kann.
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Aus
DE 10 2009 059 944 A1 ist ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs bekannt, wobei eine nasse Lamellenkupplung des Hybridmoduls im Momentenfluss zwischen einem Verbrennungsmotor und einem koaxial zum Hybridmodul angeordneten Elektromotor angeordnet ist.
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Es besteht ein Ständiges Bedürfnis ein Hybridmodul möglichst bauraumsparend an beengte Bauraumverhältnisse anzupassen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine bauraumsparende Anpassung eines Hybridmoduls an beengte Bauraumverhältnisse ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Kupplungsaggregat 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.
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Erfindungsgemäß ist ein Kupplungsaggregat, insbesondere für ein Hybridmodul, zum gedämpften Ankuppeln einer Brennkraftmaschine an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einem Drehschwingungsdämpfer zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten, einer an dem Drehschwingungsdämpfer über eine lösbare, insbesondere als Steckverzahnung ausgeführte, Koppeleinrichtung drehmomentübertragend und axial relativ verschiebbar angekoppelte Trennkupplung zur wahlweisen Übertragung des gedämpften Drehmoments an eine Welle und einem Verbindungselement, insbesondere für eine Kurbelwellenverschraubung, zur direkten oder indirekten Befestigung des Drehschwingungsdämpfers mit einer Antriebswelle der Brennkraftmaschine, wobei die Koppeleinrichtung radial außerhalb zu dem Verbindungselement zumindest teilweise in einem gemeinsamen Axialbereich mit dem Verbindungselement vorgesehen ist.
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Die insbesondere als Steckverzahnung zwischen dem Drehschwingungsdämpfer und der Trennkupplung ausgeführte Koppeleinrichtung kann eine Trennstelle zwischen dem Drehschwingungsdämpfer einerseits und der Trennkupplung andererseits ausbilden. Dadurch können der Drehschwingungsdämpfer und die Trennkupplung als separate Baueinheiten nacheinander in einem Hybridmodul und/oder in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs verbaut werden und über eine axiale Relativbewegung bei der Montage miteinander verbunden werden. Da in der Koppeleinrichtung nur ein Drehmoment übertragen werden soll und keine axiale Abstützung vorgesehen ist, kann die Koppeleinrichtung entsprechend einfach und nur zu dem Zweck eine Drehmomentübertragung zu ermöglichen ausgestaltet sein, insbesondere als Steckverzahnung. Auch im laufenden Betrieb kann eine axiale Relativbewegung innerhalb der Koppeleinrichtung zugelassen sein, beispielsweise um eine Übertragung von Axialschwingungen zu vermeiden beziehungsweise zumindest zu dämpfen. Die in der Koppeleinrichtung tangential anliegenden Bauelemente sind zueinander axial relativ verschiebbar ausgeführt, wobei die axiale Relativverschiebbarkeit beispielsweise durch eine reibungsreduzierende Beschichtung, geeignete Schmierung oder sonstiges verbessert sein kann. Dies ermöglicht es über die Koppeleinrichtung ein axial verlagerbares Bauteil der Trennkupplung in der Koppeleinrichtung drehmomentübertragend anzukoppeln. Die Trennkupplung kann beispielsweise eine zwischen einer Gegenplatte und einer axial relativ verlagerbaren Anpressplatte verpressbare Kupplungsscheibe aufweisen, die möglichst über einen kleinen axialen Hubweg axial verlagerbar sein soll, um im geöffneten Zustand der Reibungskupplung von der axial feststehenden Gegenplatte abheben zu können. Dadurch können zudem unnötige Schleppmomente vermieden werden und ein ausreichender Verschleißbereich von Reibbelägen der Kupplungsscheibe realisiert werden. Dies kann über die axiale Verlagerbarkeit in der Koppeleinrichtung erreicht werden, ohne für die axiale Verlagerbarkeit der Kupplungsscheibe eine separate Koppelung vorzusehen. Durch die axiale Verschiebbarkeit in der Koppeleinrichtung ist eine bauraumsparende Schnittstelle geschaffen, die gleichzeitig ohne zusätzliche Bauteile eine gewünschte axiale Relativbewegung zwischen Bauteilen des Drehschwingungsdämpfers und der Trennkupplung realisieren kann, so dass eine bauraumsparende Anpassung eines Hybridmoduls an beengte Bauraumverhältnisse ermöglicht ist.
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Um die immer strenger werdenden Emissionsnormen sowie die geforderten Flottenverbräuche erfüllen zu können, setzen fast alle Automobilhersteller auf die Hybridisierung des Antriebsstranges. Um Gewicht und Bauraum zu sparen wird der Elektromotor direkt hinter den beispielswiese als Torsionsdämpfer ausgestalteten Drehschwingungsdämpfer der insbesondere als Verbrenner ausgestalteten Brennkraftmaschine oder in ein (hybridisiertes) Doppelkupplungsgetriebe gelegt. Die Trennung der beiden Antriebe erfolgt mittels der Trennkupplung. Die in diesem Fall auch als KO-Kupplung bezeichnete Trennkupplung soll möglichst bauraumneutral realisiert und bestmöglich mit dem Dämpfer kombiniert werden, was durch die radial außerhalb zu dem Verbindungselement vorgesehene Koppeleinrichtung erreicht werden kann. Um die hohen Anforderungen an die Isolation zu erreichen soll der Drehschwingungsdämpfer ein Zweimassenschwungrad und/oder ein Fliehkraftpendel (FKP) aufweisen, die möglichst bauraumneutral integriert werden sollen. Da die für die Drehschwingungsdämpfung vorgesehenen Komponenten zur Erreichung eines hohen Dämpfungsvermögens möglichst weit radial außen vorgesehen sein sollen, verbleibt am radial inneren Rand des Drehschwingungsdämpfers genügend Bauraum, um im Wesentlichen bauraumneutral die Koppeleinrichtung radial außerhalb zu dem Verbindungselement vorsehen zu können. Die so erreichte Verbesserung der Schnittstelle zwischen dem insbesondere als Torsionsschwingungsdämpfer ausgestalteten Drehschwingungsdämpfer und der Trennkupplung ist dadurch im Wesentlichen bauraumneutral erreicht.
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Insbesondere weist der Drehschwingungsdämpfer eine separate oder einstückige Nabe zur Ausbildung einer Innenverzahnung für die Koppeleinrichtung auf. Die Nabe kann eine hinreichende Erstreckung in axialer Richtung aufweisen, um auch bei verschiedenen zu erwartenden axialen Relativlagen des mit der Trennkupplung verbundenen ausgangsseitigen Koppelelements der Koppeleinrichtung ein definiertes Maximalmoment übertragen zu können. Zudem können über die Längserstreckung der Nabe die angreifenden Kräfte verteilt werden, so dass sich geringere lokale Normalkräfte und geringere bei einer axialen Relativverschiebung innerhalb der Koppeleinrichtung auftretenden Reibungskräfte ergeben. Vorzugsweise ist die axiale Erstreckung der Nabe beziehungsweise die axiale Erstreckung der Innenverzahnung über das zur sicheren Übertragung des vordefinierten maximalen Drehmoments hinaus überdimensioniert, beispielswiese um den Faktor mindestens 1,5, vorzugsweise mindestens 2,0 und besonders bevorzugt mindestens 3,0. Die maximale axiale Erstreckung ist in der Regel durch den zur Verfügung stehenden axialen Bauraum innerhalb des Kupplungsaggregats begrenzt. Besonders bevorzugt ist die Nabe axial an einem anderen Bauteil des Drehschwingungsdämpfers, insbesondere einer Primärmasse eines Zweimassenschwungrads, abgestützt, wobei insbesondere hierzu ein Gleitlager, das eine Relativdrehung zulässt, vorgesehen ist. Zudem ist es möglich, dass die Nabe, beispielsweise zumindest über eine Grobzentrierung, an dem anderen Bauteil radial ausgerichtet, insbesondere zentriert ist. Durch die Führung und Lagerung der Kupplungsscheibe an der Eingangsseite des Drehschwingungsdämpfers können Schleppverluste beim rein elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs über die Welle vermieden werden.
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Vorzugsweise weist die Trennkupplung einen drehmomentübertragend in der Koppeleinrichtung angekoppelten Mitnehmerring auf, wobei der Mitnehmerring insbesondere mit einer zwischen einer Gegenplatte und einer relativ zu der Gegenplatte axial verlagerbaren Anpressplatte verpressbaren Kupplungsscheibe der Trennkupplung drehfest verbunden ist. Durch den Mitnehmerring ist es möglich die Trennkupplung radial außen vorzusehen und von der in einem Radiusberiech radial innerhalb zu der Trennkupplung ausgebildeten Koppeleinrichtung das Drehmoment auf den größeren Radius zu übertragen. Dadurch verbleibt radial innerhalb zu der Trennkupplung nutzbarer Bauraum. Der Drehmomentfluss von dem Drehschwingungsdämpfer über die Trennkupplung an die Welle braucht nicht von der Gegenplatte und/oder von der Anpressplatte an die Kupplungsscheibe und die Welle erfolgen, sondern kann zunächst über die Kupplungsscheibe an die Gegenplatte und/oder an die Anpressplatte und von dort aus an die Welle verlaufen. Die Kupplungsscheibe soll möglichst über einen kleinen axialen Hubweg axial verlagerbar sein, um im geöffneten Zustand der Reibungskupplung von der axial feststehenden Gegenplatte abheben zu können. Dies kann über die axiale Verlagerbarkeit in der Koppeleinrichtung erreicht werden, ohne für die axiale Verlagerbarkeit der Kupplungsscheibe eine separate Koppelung vorzusehen.
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Besonders bevorzugt weist der Mitnehmerring eine in der Koppeleinrichtung angekoppelte, insbesondere eine Außenverzahnung aufweisende, Mitnehmernabe und eine mit der Mitnehmernabe über ein Befestigungsmittel befestigte Mitnehmerscheibe aufweist, wobei das Befestigungsmittel in einem Radiusbereich radial innerhalb zu der Koppeleinrichtung, insbesondere zumindest teilweise in einem gemeinsamen Radiusbereich mit dem Verbindungselement, angeordnet ist. Durch die Bauteiltrennung des Mitnehmerrings in die Mitnehmernabe und die Mitnehmerscheibe kann die Herstellung und insbesondere die Fertigung einer Außenverzahnung für die Mitnehmernabe vereinfacht werden, wodurch die Herstellungskosten gering gehalten werden können. Die Befestigungstechnik zur Befestigung der Mitnehmernabe mit der Mitnehmerscheibe mit Hilfe des Befestigungsmittels, insbesondere durch Vernieten, kann hierbei in einem Radiusbereich vorgesehen sein, der ein axiales Abstehen des Befestigungsmittels zulässt ohne ein Bauteil des Drehschwingungsdämpfers zu beeinträchtigen. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass ein Verheiraten der Trennkupplung mit dem Drehschwingungsdämpfer bei der Montage des Kupplungsaggregats erst dann erfolgt, wenn der Drehschwingungsdämpfer bereits mit Hilfe des mindestens einen Verbindungselements mit der Antriebswelle der Brennkraftmaschine gekoppelt ist, so dass das Befestigungsmittel des Mitnehmerrings in axialer Richtung sehr nah an das Verbindungselement der insbesondere Kurbelwellenverschraubung ausgestalteten Verbindung des Drehschwingungsdämpfers mit der Antriebswelle heranreichen kann. Der zur Verfügung stehende Bauraum kann dadurch optimal genutzt werden.
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Insbesondere weist der Mitnehmerring, insbesondere die Mitnehmerscheibe, von radial innen nach radial außen einen von dem Drehschwingungsdämpfer weg abgekröpften Verlauf auf. Dadurch wird Bauraum radial innerhalb zu einem Teil des Mitnehmerrings geschaffen, der von anderen Bauteilen genutzt werden kann, um axialen Bauraum einzusparen.
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Vorzugsweise ist ein eine Druckkammer aufweisender hydraulischer Aktor zur Betätigung der Trennkupplung vorgesehen ist, wobei die Druckkammer zumindest teilweise in einem gemeinsamen Axialbereich mit der Trennkupplung vorgesehen ist, wobei insbesondere die Druckkammer zumindest teilweise in einem gemeinsamen Axialbereich mit dem Mitnehmerring vorgesehen ist. Der Aktor kann ganz oder teilweise in den radial inneren geschaffenen Bauraum des übrigen Kupplungsaggregats radial innerhalb zu der Trennkupplung und/oder zu dem Mitnehmerring eingesteckt werden, so dass sich ein geschachtelter Aufbau ergibt. Der axiale Bauraumbedarf kann dadurch gering gehalten werden. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass insbesondere bei einem Antriebsstrang für ein Hybrid-Kraftfahrzeug das ausgangsseitig anzukoppelnde Bauteil in der Regel eher radial innen als radial außen Bauraum benötigt. Da die Trennkupplung und der Mitnehmerring nicht radial innen, sondern zumindest teilweise radial außen angeordnet sind, kann die ausgangsseitige Anbindung der Welle in axialer Richtung besonders nah zu einer mit dem Drehschwingungsdämpfer verbundenen Antriebswelle des Brennkraftmaschine, insbesondere eine Kurbelwelle, vorgesehen sein und entsprechend weit in axialer Richtung in das Kupplungsaggregat hineinragen. Gleichzeitig sind die Trennkupplung und der Mitnehmerring sogar so weit radial außen positioniert, dass auch noch der Aktor für die Betätigung der Trennkupplung in das übrige Kupplungsaggregat hineinragen kann. Die Trennkupplung und der Mitnehmerring können in radialer Richtung betrachtet die Druckkammer des Aktors zumindest teilweise überdecken. Die Trennkupplung und die Koppeleinrichtung können die Welle und den Aktor von radial außen her umgreifen, wodurch ein besonders kompakter und bauraumsparender Antriebsstrang ermöglicht werden kann.
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Besonders bevorzugt ist ein in der Druckkammer axial verschiebbar aufgenommener Kolben des Aktors in einem Radiusbereich radial außerhalb zu dem Verbindungselement des Mitnehmerrings vorgesehen, wobei insbesondere ein Aktorgehäuse des Aktors eine zum Drehschwingungsdämpfer hin geöffnete Vertiefung zur Aufnahme eines Teils des Verbindungselements aufweist. Die Druckkammer und der Kolben des Aktors können soweit radial außen vorgesehen sein, dass radial innerhalb zu dem Kolben der Aktor eine axiale Verjüngung aufweisen kann, welche die Vertiefung für das Verbindungselement des Mitnehmerrings ausbilden kann. Die mit Hilfe des Verbindungselements realisierte Verbindungstechnik kann dadurch im Wesentlichen bauraumneutral realisiert werden.
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Vorzugsweise ist mit dem Kolben eine mit der Trennkupplung, insbesondere mit der Anpressplatte der Trennkupplung, verbundene Druckscheibe verbunden, wobei die Druckscheibe die Koppeleinrichtung und zumindest einen Großteil der Trennkupplung axial überdeckt. Mit Hilfe der Druckscheibe kann die radial innen in der Druckkammer erzeugte Betätigungskraft an die radial außen vorgesehen Anpressplatte der Trennkupplung übertragen werden. Die Druckscheibe kann eine eher geringe Materialdicke in axialer Richtung aufweisen, so dass der axiale Bauraumbedarf gering gehalten ist.
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Gleichzeitig kann die Druckscheibe die Trennkupplung zumindest teilweise seitlich abdecken und vor getriebeseitigen Schmutzeintrag schützen. Die Kupplungsscheibe und die Koppeleinrichtung können hierbei zu der Druckscheibe axial beabstandet vorgesehen sein.
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Insbesondere ist der Aktor mit der Welle drehfest befestigt, wobei insbesondere die Welle einen Versorgungskanal zur Beaufschlagung der Druckkammer des Aktors mit einem hydraulischen Medium, insbesondere Öl, aufweist. Durch die mechanische Abstützung an der Welle können auftretende Kräfte über die Welle abgestützt werden, insbesondere wenn ein Aktorgehäuse des Aktors zur Übertragung des Drehmoments genutzt wird. Eine Lagerung der mit dem Drehschwingungsdämpfer mit Hilfe des Verbindungselements befestigten Antriebswelle ist dadurch entlastet. Der in der Welle vorgesehenen Versorgungskanal kann beispielsweise durch eine in axialer Richtung verlaufende Sacklochbohrung und einen von der Sacklochbohrung nach radial außen abgehenden, insbesondere in eine am radial äußeren Umfang der Welle vorgesehene Ringnut mündenden, Verbindungsbohrung zusammengesetzt sein. Die Druckkammer kann dadurch von radial innen her mit dem hydraulischen Medium beaufschlagt werden, das beispielsweise an einem von dem Drehschwingungsdämpfer weg weisenden Axialende der Welle eingespeist wird, so dass eine an der Trennkupplung axial beabstandet vorbeilaufende Hydraulikleitung eingespart ist. Der axiale Bauraumbedarf kann dadurch gering gehalten werden.
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Vorzugsweise ist der Aktor ausgestaltet eine von dem Drehschwingungsdämpfer weg gerichtete Betätigungskraft bereitzustellen. Ein Kolben des Aktors kann dadurch an der von dem Drehschwingungsdämpfer weg weisenden Axialseite ausgefahren werden, so dass auch an der von dem Drehschwingungsdämpfer weg weisenden Axialseite die Betätigungskraft an die Trennkupplung geleitet werden kann. Dadurch kann der Leistungspfad für die Betätigungskraft der Trennkupplung an der Koppeleinrichtung und/oder dem Mitnehmerring vorbei geführt werden und eine gegenseitige Beeinträchtigung vermieden werden.
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Besonders bevorzugt weist der Drehschwingungsdämpfer zur Drehschwingungsdämpfung ein Zweimassenschwungrad mit einer mit einer Antriebswelle der Brennkraftmaschine verbindbaren Primärmasse und eine über ein, insbesondere als Bogenfeder ausgestaltetes, Energiespeicherelement begrenzt relativ verdrehbar an der Primärmasse angekoppelte Sekundärmasse auf, wobei die Sekundärmasse ein radial innerhalb zu dem Energiespeicherelement positioniertes Fliehkraftpendel zur Erzeugung eines einer Drehungleichförmigkeit im zu übertragenen Drehmoment entgegen gerichteten Rückstellmoments aufweist, wobei das Energiespeicherelement, das Fliehkraftpendel und die Koppeleinrichtung zumindest teilweise in einem gemeinsamen Axialbereich angeordnet sind. Der axiale Bauraumbedarf ist dadurch gering gehalten. Insbesondere ist das Fliehkraftpendel in axialer Richtung im Wesentlichen mittig zu dem Energiespeicherelement angeordnet, so dass der axiale Bauraumbedarf für den Drehschwingungsdämpfer gering gehalten ist. Vorzugsweise bildet die Sekundärmasse einen Trägerflansch für das Fliehkraftpendel aus, an dem die mindestens eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels pendelbar geführt sein kann. Die Bauteileanzahl und der axiale Bauraumbedarf sind dadurch gering gehalten.
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In einem Zugbetrieb kann das von der Brennkraftmaschine kommende Drehmoment in die Primärmasse eingeleitet werden, während in einem Schubbetrieb das von dem Antriebsstrang kommende Drehmoment in die Sekundärmasse eingeleitet werden kann, wobei auch der umgekehrte Einbau möglich ist, bei dem in einem Zugbetrieb das von der Brennkraftmaschine kommende Drehmoment in die Sekundärmasse eingeleitet werden kann, während in einem Schubbetrieb das von dem Antriebsstrang kommende Drehmoment in die Primärmasse eingeleitet werden kann. Die Primärmasse und die über das insbesondere als Bogenfeder ausgestaltete Energiespeicherelement an die Primärmasse begrenzt verdrehbar angekoppelte Sekundärmasse können ein Masse-Feder-System ausbilden, das in einem bestimmten Frequenzbereich Drehungleichförmigkeiten in der Drehzahl und in dem Drehmoment der von einem Kraftfahrzeugmotor erzeugten Antriebsleistung dämpfen kann. Hierbei können das Massenträgheitsmoment der Primärmasse und/oder der Sekundärmasse sowie die Federkennlinie des Energiespeicherelements derart ausgewählt sein, dass Schwingungen im Frequenzbereich der dominierenden Motorordnungen des Kraftfahrzeugmotors gedämpft werden können. Das Massenträgheitsmoment der Primärmasse und/oder der Sekundärmasse kann insbesondere durch eine angebrachte Zusatzmasse beeinflusst werden. Die Primärmasse kann eine Scheibe aufweisen, mit welcher ein Deckel verbunden sein kann, wodurch ein im Wesentlichen ringförmiger Aufnahmeraum für das Energiespeicherelement begrenzt sein kann. Die Primärmasse kann beispielsweise über in den Aufnahmeraum hinein abstehende Einprägungen tangential an dem Energiespeicherelement anschlagen. In den Aufnahmeraum kann ein Ausgangsflansch der Sekundärmasse hineinragen, der an dem gegenüberliegenden Ende des Energiespeicherelements tangential anschlagen kann.
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Die mindestens eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels hat unter Fliehkrafteinfluss das Bestreben eine möglichst weit vom Drehzentrum entfernte Stellung anzunehmen. Die „Nulllage“ ist also die radial am weitesten vom Drehzentrum entfernte Stellung, welche die Pendelmasse in der radial äußeren Stellung einnehmen kann. Bei einer konstanten Antriebsdrehzahl und konstantem Antriebsmoment wird die Pendelmasse diese radial äußere Stellung einnehmen. Bei Drehzahlschwankungen lenkt die Pendelmasse aufgrund ihrer Massenträgheit entlang ihrer Pendelbahn aus. Die Pendelmasse kann dadurch in Richtung des Drehzentrums verschoben werden. Die auf die Pendelmasse wirkende Fliehkraft wird dadurch aufgeteilt in eine Komponente tangential und eine weitere Komponente normal zur Pendelbahn. Die tangentiale Kraftkomponente stellt die Rückstellkraft bereit, welche die Pendelmasse wieder in ihre „Nulllage“ bringen will, während die Normalkraftkomponente auf ein die Drehzahlschwankungen einleitendes Krafteinleitungselement, insbesondere die Primärmasse oder die Sekundärmasse, einwirkt und dort ein Gegenmoment erzeugt, das der Drehzahlschwankung entgegenwirkt und die eingeleiteten Drehzahlschwankungen dämpft. Bei besonders starken Drehzahlschwankungen kann die Pendelmasse also maximal ausgeschwungen sein und die radial am weitesten innen liegende Stellung annehmen. Die in dem Trägerflansch und/oder in der Pendelmasse vorgesehenen Bahnen weisen hierzu geeignete Krümmungen auf, in denen ein, insbesondere als Laufrolle ausgestaltetes, Koppelelement geführt sein kann. Vorzugsweise sind mindestens zwei Laufrollen vorgesehen, die jeweils an einer Laufbahn des Trägerflanschs und einer Pendelbahn der Pendelmasse geführt sind. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse vorgesehen. Vorzugsweise sind mehrere Pendelmassen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt an dem Trägerflansch geführt. Die träge Masse der Pendelmasse und/oder die Relativbewegung der Pendelmasse zum Trägerflansch ist insbesondere zur Dämpfung eines bestimmten Frequenzbereichs von Drehungleichförmigkeiten, insbesondere einer Motorordnung des Kraftfahrzeugmotors, ausgelegt. Die Pendelmasse kann kostengünstig durch ein Paket aufeinander gestapelter und miteinander verbundener Pendelbleche hergestellt sein, wobei insbesondere die vorzugsweise identisch geformten Pendelbleche durch Stanzen aus einem Metallblech hergestellt sein können. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse und/oder mehr als ein Trägerflansch vorgesehen. Beispielsweise sind zwei über insbesondere als Abstandsbolzen ausgestaltete Bolzen oder Niete miteinander verbundene Pendelmassen vorgesehen, zwischen denen in axialer Richtung des Drehschwingungsdämpfers der Trägerflansch positioniert ist. Alternativ können zwei, insbesondere im Wesentlichen Y-förmig miteinander verbundene, Flanschteile des Trägerflanschs vorgesehen sein, zwischen denen die Pendelmasse positioniert ist.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Welle mit einem Rotor einer elektrischen Maschine zum elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist oder den Rotor der elektrischen Maschine ausbildet. Das Kupplungsaggregat kann dadurch Teil eines Hybridmoduls sein, das sowohl das in der Brennkraftmaschine erzeugte Drehmoment als auch das in der elektrischen Maschine erzeugte Drehmoment über die Welle an ein Kraftfahrzeuggetriebe übertragen kann. Wenn in der elektrischen Maschine im Generatorbetrieb mechanische Energie des Antriebsstrangs, insbesondere bei einem Abbremsen des Kraftfahrzeugs, in elektrische Energie umgewandelt, das heißt rekuperiert, werden soll, kann die Trennkupplung öffnen und das Schleppmoment des Drehschwingungsdämpfers und der Brennkraftmaschine abgeworfen werden.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang, insbesondere für ein Hybrid-Kraftfahrzeug, mit einer eine, insbesondere als Kurbelwelle ausgestalteten, Antriebswelle aufweisenden Brennkraftmaschine zum verbrennungsmotorischen Antrieb des Kraftfahrzeugs, einem mit der Antriebswelle gekoppelten Kupplungsaggregat, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, einer an der Welle des Kupplungsaggregats direkt oder indirekt angekoppelten elektrischen Maschine zum elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs und einem an der Welle des Kupplungsaggregats angekoppelten Kraftfahrzeuggetriebe zu Drehzahlwandlung. Durch die axiale Verschiebbarkeit in der Koppeleinrichtung ist eine bauraumsparende Schnittstelle geschaffen, die gleichzeitig ohne zusätzliche Bauteile eine gewünschte axiale Relativbewegung zwischen Bauteilen des Drehschwingungsdämpfers und der Trennkupplung realisieren kann, so dass eine bauraumsparende Anpassung eines Hybridmoduls für einen hybriden Antriebsstrang an beengte Bauraumverhältnisse ermöglicht ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:
- 1: eine schematische Schnittansicht eines Kupplungsaggregats.
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Das in 1 dargestellte Kupplungsaggregat 10 kann in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleitete Drehschwingungen im zu übertragenen Drehmoment mit Hilfe eines Drehschwingungsdämpfers 12 dämpfen. Hierzu weist der Drehschwingungsdämpfer 12 ein Zweimassenschwungrad 14 auf, das eine Primärmasse 16 und eine über ein als Bogenfeder ausgestaltetes Energiespeicherelement 18 angekoppelte begrenzt relativ verdrehbare Sekundärmasse 20 aufweist. Die Primärmasse 16 weist einen angeschweißten Deckel 22 auf, wodurch ein Aufnahmeraum 24 teilweise begrenzt wird, in dem das Energiespeicherelement 18 mit Schmierfett geschmiert aufgenommen ist. Mit der als Ausgangsflansch ausgestalteten Sekundärmasse 20 ist eine Nabe 62 vernietet, die über eine Koppeleinrichtung 28, die beispielsweise als Steckverzahnung ausgestaltet ist, drehmomentübertragend aber axial verschiebbar mit einem Mitnehmerring 26 gekoppelt ist. Der beispielsweise zweiteilige Mitnehmerring 26 ist mit einer Kupplungsscheibe 30 einer als Reibungskupplung ausgestalteten Trennkupplung 32 vernietet, die Teil des Kupplungsaggregats 10 ist. Die Kupplungsscheibe 30 kann beispielsweise verklebte und/oder verniete Reibbeläge aufweisen, die vorzugsweise mit Hilfe von Federsegmenten mit einer Belagfederung versehen sind, so dass ein besonders weiche Anbindung der Reibbeläge gegeben ist und Reibungsverluste in der Koppeleinrichtung 28 keinen signifikanten Einfluss auf die Regelbarkeit der Drehmomentkapazität der Trennkupplung 32 haben.
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An der Sekundärmasse 20 ist zudem ein Fliehkraftpendel 34 ausgebildet, das auch innerhalb des Aufnahmeraums 24 angeordnet ist. Das Fliehkraftpendel 30 ist hierbei in axialer Richtung mittig zu dem Energiespeicherelement 18 angeordnet und radial innerhalb zu dem Energiespeicherelement 18 in einem gemeinsamen Axialbereich positioniert, so dass in radialer Richtung betrachtet das Energiespeicherelement 18 das Fliehkraftpendel 34 zu einem Großteil, insbesondere vollständig, überdecken kann. Das Fliehkraftpendel 30 weist an beiden Axialseiten eines Trägerflansches, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch die als Ausgangsflansch ausgebildete Sekundärmasse 20 ausgebildet ist, mehrere in Umfangsrichtung hintereinander gleichmäßig verteilte Pendelmassen 36 auf, die mit Hilfe geeignet gekrümmter Bahnen in den Pendelmassen 36 und dem Trägerflansch pendelbar geführt sind. Um den Aufnahmeraum 24 abzudichten, ist mit der Sekundärmasse 20 eine in Art einer Tellerfeder ausgestaltete Dichtmembran 38 vernietet, die mit einer Federvorspannung über einen Gleitring 40 relativ verdrehbar an dem Deckel 22 der Primärmasse 16 axial abgestützt ist. Zudem ist zwischen der Nabe 62 und der Primärmasse 16 einerseits und zwischen einer mit der Nabe 62 verzahnten Mitnehmernabe 64 des Mitnehmerrings 26 ein Gleitlager 42 ausgebildet, das insbesondere zusätzlich den Aufnahmeraum 24 abdichten kann.
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Die Trennkupplung 32 weist eine Gegenplatte 44 und eine relativ zu der Gegenplatte 44 axial verlagerbare Anpressplatte 46 auf, um im geschlossenen Zustand der Trennkupplung 32 die Kupplungsscheibe 30 reibschlüssig zu verpressen. Im geöffneten Zustand der Trennkupplung 32 kann die Kupplungsscheibe 30 von der Gegenplatte 44 abheben, wobei diese axiale Relativbewegung innerhalb der Koppeleinrichtung 28 mitgegangen werden kann. Zur Betätigung der Trennkupplung 32 ist ein hydraulisch betätigbarer Aktor 48 vorgesehen, der im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer zu einem Kraftfahrzeuggetriebe und/oder einem Rotor einer elektrischen Maschine zum rein elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs führenden Welle 50 drehfest verbunden ist. Die Welle 50 weist einen Versorgungskanal 52 auf, über den Hydrauliköl in eine Druckkammer 54 des mitrotierenden Aktors 48 gepumpt werden kann. Die Druckkammer 54 ist durch ein Aktorgehäuse 56 und einen relativ zu dem Aktorgehäuse 56 axial verlagerbaren Kolben 58 begrenzt. Wenn der Druck in der Druckkammer 54 ansteigt, wird der Kolben 58 aus dem Aktorgehäuse 56 ausgefahren, wodurch der Kolben 58 eine Druckscheibe 60 in axialer Richtung mitnimmt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Druckscheibe 60 über einen Zuganker 62 mit der einstückig mit dem Zuganker 62 ausgebildeten Anpressplatte 46 gekoppelt, so dass der von dem Zweimassenschwungrad 14 weg ausgefahrene Kolben 58 die Trennkupplung 32 schließen kann. Die Gegenplatte 44 der Trennkupplung 32, über die das von dem Drehschwingungsdämpfer 12 gedämpfte Drehmoment ausgeleitet wird, ist mit dem Aktorgehäuse 56, insbesondere durch Schweißen, fest verbunden und/oder bildet einstückig zumindest ein Teil des Aktorgehäuses 56 aus. Das von der Trennkupplung 32 kommende Drehmoment kann dadurch über das Aktorgehäuse 56 des mitrotierenden Aktors 48 an die Welle 50 übertragen werden.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Aktor 48 radial innerhalb in die Trennkupplung 32 eingesteckt und in radialer Richtung geschachtelt ausgeführt. Der Aktor 48 kann zudem teilweise in eine abgekröpft verlaufende Mitnehmerscheibe 66 des Mitnehmerrings 26 eingesteckt und in radialer Richtung geschachtelt ausgeführt sein. Die Mitnehmerscheibe 66 ist mit der Mitnehmernabe 64 mit Hilfe eines als Vernietung ausgestalteten Befestigungselements 68 verbunden. Das Befestigungselement 68 ist radial innerhalb zu der Koppeleinrichtung 28 in einem gemeinsamen Radiusbereich mit einem ebenfalls radial innerhalb zu der Koppeleinrichtung 28 vorgesehenen Verbindungselement 70 vorgesehen. Das Verbindungselement 70 kann die Primärmasse 16 des Zweimassenschwungrads 14 mit einer, insbesondere als Kurbelwelle ausgestalteten, Antriebswelle einer Brennkraftmaschine verbinden. Das Aktorgehäuse 56 weist im Radiusbereich des Befestigungselements 68 des Mitnehmerrings 26 eine Vertiefung 72 auf, in die das Befestigungselement 68 teilweise eintauchen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kupplungsaggregat
- 12
- Drehschwingungsdämpfer
- 14
- Zweimassenschwungrad
- 16
- Primärmasse
- 18
- Energiespeicherelement
- 20
- Sekundärmasse
- 22
- Deckel
- 24
- Aufnahmeraum
- 26
- Mitnehmerring
- 28
- Koppeleinrichtung
- 30
- Kupplungsscheibe
- 32
- Trennkupplung
- 34
- Fliehkraftpendel
- 36
- Pendelmasse
- 38
- Dichtmembran
- 40
- Gleitring
- 42
- Gleitlager
- 44
- Gegenplatte
- 46
- Anpressplatte
- 48
- Aktor
- 50
- Welle
- 52
- Versorgungskanal
- 54
- Druckkammer
- 56
- Aktorgehäuse
- 58
- Kolben
- 60
- Druckscheibe
- 62
- Zuganker
- 64
- Mitnehmernabe
- 66
- Mitnehmerscheibe
- 68
- Befestigungselement
- 70
- Verbindungselement
- 72
- Vertiefung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009059944 A1 [0002]
