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Title:
SHIFTING ELEMENT AND DRIVE TRAIN HAVING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/030566
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a shifting element (1) comprising: a counter pressure plate (2) and a pressure plate (3), wherein the counter pressure plate (2) and the pressure plate (3) are connected to one another via friction elements (15), and wherein the friction elements (15) can be pushed together by means of a ramp device (14); and a feedforward control unit (4), wherein the feedforward control unit (4) comprises an axially movable armature (8), a rotor (7) and a magnetic core (5) having a winding (6), wherein the armature (8) comprises a first armature portion (8.1) having an extension mainly in the radial direction (R) and the rotor (7) comprises a first rotor portion (7.1) having an extension mainly in the radial direction (R), and wherein the first rotor portion (7.1) is arranged to form a holding magnet (12) between the winding (6) and the first armature portion (8.1). A simple shifting element is made possible by the arrangement of the winding (6) to form a lifting magnet (13) around a second armature portion (8.2) having an extension in the axial direction (A).

Inventors:
WIEGE VIKTOR (DE)
Application Number:
PCT/DE2022/100546
Publication Date:
March 09, 2023
Filing Date:
July 29, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16D27/112; F16D23/12
Foreign References:
US20140021001A12014-01-23
US20160238089A12016-08-18
DE102015008830A12016-01-28
US20040116230A12004-06-17
DE102019132229B32021-05-27
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Claims:
Patentansprüche

1 . Schaltelement (1 ), insbesondere Trennkupplung, zur wahlweisen Verbindung oder Trennung einer ersten Welle und einer zweiten Welle (17), aufweisend eine Gegenplatte (2) zur Verbindung mit der ersten Welle und eine Anpressplatte (3) zur Verbindung mit der zweiten Welle (17), wobei die Gegenplatte (2) und die Anpressplatte (3) über Reibelemente (15) kraftschlüssig drehfest miteinander verbindbar sind, und wobei die Reibelemente (15) mittels einer Rampenvorrichtung (14) zum Verbinden zusammenschiebbar sind, eine Vorsteuereinheit (4) zum Betätigen der Rampenvorrichtung (14), wobei die Vorsteuereinheit (4) einen axial beweglichen Anker (8) zur drehfest Verbindung mit der ersten Welle oder der zweiten Welle (17), einen Rotor (7), der mit der Rampenvorrichtung (14) zu deren Betätigung verbunden ist, und einen Magnetkern (5) mit einer Wicklung (6) aufweist, wobei der Anker (8) einen ersten Ankerabschnitt (8.1 ) mit einer Ausdehnung hauptsächlich in einer radialen Richtung (R) aufweist und der Rotor (7) einen ersten Rotorabschnitt (7.1 ) mit einer Ausdehnung hauptsächlich in radialer Richtung (R) aufweist, und wobei der erste Rotorabschnitt (7.1 ) zum Ausbilden eines Haftmagneten (12) zwischen Wicklung (6) und erstem Ankerabschnitt (8.1 ) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (8) einen zweiten Ankerabschnitt (8.2) mit einer Ausdehnung hauptsächlich in einer axialen Richtung (A) aufweist, wobei die Wicklung (6) zum Ausbilden eines Hubmagneten (13) um den zweiten Ankerabschnitt (8.2) herum angeordnet ist.

2. Schaltelement (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (8) mit einem axial festgelegten Ankerlager (9) mit einer Aufnahme (9.1 ) für die erste Welle oder die zweite Welle (17) verbunden ist, wobei der Anker (8) über ein erstes Federelement (10) mit dem Ankerlager (9) verbunden ist und durch das erste Federelement (10) in axialer Richtung (A) zum Ankerlager (9) hin kraftbeaufschlagt ist. 3. Schaltelement (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkern (5) gegenüber der ersten Welle oder der zweiten Welle (17) drehbar gelagert ist und mittels einer Verdrehsicherung (18) insbesondere an einem Gehäuse (19) des Schaltelements (1 ) festgesetzt ist.

4. Schaltelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rampenvorrichtung (4) einen ersten Rampenring (14.1 ) und einen gegenüber dem ersten Rampenring (14.1 ) drehbar gelagerten zweiten Rampenring (14.2) aufweist.

5. Schaltelement (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (7) drehfest mit dem ersten Rampenring (14.1 ) verbunden ist.

6. Schaltelement (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rampenring (14.1 ) mittels einem zweiten Federelement (16) hin zu einer geöffneten Stellung kraftbeaufschlagt ist.

7. Schaltelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ankerabschnitt (8.1 ) und/oder der erste Rotorabschnitt (7.1 ) zumindest einen sich in einer Umfangsrichtung (U) erstreckenden Schlitzt (20, 21 ) aufweist.

8. Schaltelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (7) einen zweiten Rotorabschnitt (7.2) mit einer Ausdehnung hauptsächlich in axialer Richtung (A) aufweist, wobei der zweite Rotorabschnitt (7.2) den Magnetkern (5) umgreift.

9. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem als Trennkupplung ausgebildeten Schaltelement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Getrie- 16 be, wobei die erste Welle die Ausgangswelle einer Antriebsvorrichtung und die zweite Welle (17) eine Eingangswelle des Getriebes ist.

Description:
Schaltelement und Antriebsstranq mit einem solchen

Die Erfindung betrifft ein Schaltelement, das insbesondere als Trennkupplung ausgebildet ist, und mit dessen Hilfe in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ein Drehmomentfluss hergestellt oder unterbrochen werden kann, insbesondere zwischen einer Antriebsvorrichtung und einem Getriebe. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Antriebsstrang mit einem solchen Schaltelement als Trennkupplung und einem Getriebe.

Aus DE 10 2019 132 229 B3 ist eine Magnetkupplung mit einer Vorsteuereinheit bekannt, bei der die Vorsteuereinheit einen Magnetkern mit einer Wicklung, einen Stator und einen Anker aufweist. Der Anker ist bei geöffneter Kupplung von dem Stator um einen Spalt beabstandet und wird mittels dem durch Wicklung und Stator gebildeten Haftmagneten an diesen angelegt, um mittels dem entstehenden Kraftschluss ein Drehmoment von einer ersten oder zweiten Welle auf eine Rampenvorrichtung zu leiten, wodurch die Magnetkupplung geschlossen wird. Der Anker wird durch eine Feder zu einem Widerlager hingezogen, so dass der Spalt ohne anliegende Magnetkraft und bei synchroner Drehung des Ankers und des Widerlagers geöffnet verbleibt. Da zum Überwinden der Feder eine vergleichsweise große Magnetkraft an dem Haftmagnet erzeugt werden müsste, die mit einem schlagartigen Schließen der Kupplung einhergehen würde, wird der Spalt zuerst mittels einer Bremse geschlossen, die den Anker gegenüber dem Widerlager abbremst und so der Federspannung entgegenwirkt, so, dass der Spalt verkleinert bzw. geschlossen wird. Erst anschließend wird der Anker durch den Haftmagneten kraftbeaufschlagt.

Es besteht ein ständiges Bedürfnis, Schaltelemente einfacher und kostengünstiger auszubilden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen aufzuzeigen, die eine einfache und kostengünstige Ausbildung eines Schaltelements ermöglichen. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Schaltelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 9. 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.

Eine Ausführungsform betrifft ein Schaltelement, insbesondere eine Trennkupplung, zur wahlweisen Verbindung oder Trennung einer ersten Welle und einer zweiten Welle, aufweisend eine Gegenplatte zur Verbindung mit der ersten Welle und eine An- pressplatte zur Verbindung mit der zweiten Welle, wobei die Gegenplatte und die An- pressplatte über Reibelemente kraftschlüssig drehfest miteinander verbindbar sind, und wobei die Reibelemente mittels einer Rampenvorrichtung zum Verbinden zusammenschiebbar sind, eine Vorsteuereinheit zum Betätigen der Rampenvorrichtung, wobei die Vorsteuereinheit einen axial beweglichen Anker zur drehfest Verbindung mit der ersten Welle oder der zweiten Welle, einen Rotor, der mit der Rampenvorrichtung zu deren Betätigung verbunden ist, und einen Magnetkern mit einer Wicklung aufweist, wobei der Anker einen ersten Ankerabschnitt mit einer Ausdehnung hauptsächlich in einer radialen Richtung aufweist und der Rotor einen ersten Rotorabschnitt mit einer Ausdehnung hauptsächlich in radialer Richtung aufweist, und wobei der erste Rotorabschnitt zum Ausbilden eines Haftmagneten zwischen Wicklung und erstem Ankerabschnitt angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Anker einen zweiten Ankerabschnitt mit einer Ausdehnung hauptsächlich in einer axialen Richtung aufweist, wobei die Wicklung zum Ausbilden eines Hubmagneten um den zweiten Ankerabschnitt herum angeordnet ist.

Es wird durch die Anordnung, bei der die Wicklung radial außen und axial überschneidend den zweiten Ankerabschnitt umhüllt, zwischen der Wicklung und dem zweiten Ankerabschnitt ein Hubmagnet als Solenoidmagnet ausgebildet. Bei einem solchen Hubmagneten wird der bewegliche Teil, also hier der Anker, bereits bei geringem Wicklungsstrom in axialer Richtung über weite Stellwege verstellt. Auf diese Weise kann der Spalt zwischen Anker und Rotor, der sich in axialer Richtung erstreckt, groß ausgebildet sein, um im geöffneten Zustand des Schaltelements bzw. der Vorsteuereinheit eine sichere Trennung zwischen Anker und Rotor zu erreichen, obwohl der Haftmagnet alleine durch seine Kraft-Weg-Charakteristik nicht in der Lage wäre, einen solchen großen Spalt bei einem gleichzeitig komfortablen Schaltvorgang zu überwinden. Mit dem Haftmagneten, der hier durch eine aufeinander folgende Anordnung in axialer Richtung der Wicklung, des ersten Rotorabschnitts und des ersten Ankerabschnitts ausgebildet ist, ist zwar eine große Anpresskraft zwischen Rotor und Anker erzeugbar, die durch den Kraftschluss zwischen Rotor und Anker die Kraftübertragung zwischen diesen bestimmt. Jedoch ist der Wirkbereich des Haftmagneten in Relation zum Wicklungsstrom klein, so, dass zum Überwinden eines großen Spalts ein sehr großer Wicklungsstrom angelegt werden müsste, der dann nach dem Schließen des Spalts zu einer schlagartig sehr großen Anpresskraft und damit zu einem harten Schließen des Schaltelements führen würde.

Der Hubmagnet ist dazu vorgesehen, zu Beginn eines Schließvorgangs bei einem geringen Wicklungsstrom den Spalt zu schließen oder weitestgehend zu schließen und den Anker in einen Wirkbereich des Haftmagneten bei geringem Wicklungsstrom zu bringen, wobei dadurch noch kein Kraftschluss - zumindest kein zum Schließen der Reibelemente ausreichender Kraftschluss - zwischen Rotor und Anker entsteht. Daraufhin wird der Wicklungsstrom erhöht, so dass mittels des Haftmagneten, in dessen Wirkbereich der Anker nun liegt, ein Kraftschluss und damit ein Schließen des Schaltelements erzeugt wird. Das Steigern des Wicklungsstroms nach dem Anlegen des Ankers an den Rotor kann vorteilhaft so durchgeführt werden, dass der Schließvorgang gleichmäßig und sanft erfolgt. Insbesondere erfolgt eine Steigung des Wicklungsstroms mit einer relativ flachen Steigung über einen diskreten Zeitraum, es sind jedoch auch andere Verläufe des Wicklungsstroms einstellbar. Vorteilhaft ist zum Ausbilden des erfindungsgemäßen Schaltelements lediglich der Anker mit einem zweiten Ankerabschnitt nötig und keine weiteren Bauteile. Das Schaltelement ist insofern einfach und kostengünstig ausgebildet. Insbesondere werden zwei der Haftmagnet und der Hubmagnet mit nur einer Wicklung ausgebildet. Mit der erfindungsgemä- ßen Ausbildung stellt das Schaltelement den Vorteil zur Verfügung, dass ein Schaltvorgang besonders komfortable und kontrolliert durchgeführt werden kann.

Das erfindungsgemäße Schaltelement ist bevorzugt um die Achse der koaxialen ersten und zweiten Welle angeordnet, wobei der Anker, der Rotor, der Magnetkern mit Wicklung, die Rampenvorrichtung sowie die Gegenplatte und die Anpressplatte mit den Reibelementen koaxial um diese Achse angeordnet sind. Die axiale Richtung, radiale Richtung und Umfangsrichtung definieren sich als zylindrisches Koordinatensystem um diese Achse. Die Erfindung wird anhand eines solchen Koordinatensystems beispielhaft erläutert. Soweit auf ein solches Koordinatensystem Bezug genommen wird, schließt dies jedoch nicht aus, dass eine erfindungsgemäße Anordnung auch in einem nicht zylindrischen und nicht koaxialen System ausführbar wäre, wobei dann die angegebenen Richtungen entsprechend zu verstehen sind.

Die Gegenplatte und die Anpressplatte können lediglich ein Paar sich gegenüberliegender und miteinander kontaktierbarer Reibelemente aufweisen. Es kann zwischen der Gegenplatte und der Anpressplatte auch ein Reibpaket mit mehreren, abwechselnd angeordneten Elementen der jeweiligen Scheibe und daran jeweils beidseitig angeordneten Reibelementen ausgebildet sein. Die Reibelemente können durch die Scheiben bzw. die Elemente der Scheiben selbst gebildet sein, insofern diese aus einem geeigneten Material mit guten Reibeigenschaften gebildet sind. Die Reibelemente können ferner auch auf den Scheiben bzw. Elementen der Scheiben aufgebracht sein, etwa als Belag oder Beschichtung.

Als Vorsteuereinheit wird eine Einrichtung verstanden, die dazu dient, das Schaltelement mittels eines an der ersten Welle oder der zweiten Welle anliegenden Drehmoments zu schließen. Auf diese Weise kann ein Teil der durch die erste Welle oder zweite Welle übertragenen Energie zu Schließen des Schaltelements genutzt werden, ohne dass eine separate Aktuierung vorgesehen werde muss, die eine eigene Antriebsvorrichtung aufweisen müsste. Durch die Vorsteuereinheit wird üblicherweise ein Drehmoment der ersten Welle oder der zweiten Welle auf eine Rampenvorrichtung gelenkt, die bei einer Drehmomentbeaufschlagung eine Axialbewegung erzeugt. Durch diese Axialbewegung wird dann eine Anpresskraft auf die Reibelemente zwischen Gegenplatte und Anpressplatte ausgeübt, so, dass das Schaltelement geschlossen wird.

Die Rampenvorrichtung besteht bevorzugt aus zwei Rampenringen, die jeweils eine entgegengesetzt orientierte schräge Ebene aufweisen und die gegeneinander über ein Wälzelement drehbar gelagert sind. Bei einer Relativbewegung zwischen den beiden Rampenringen werden die zwei schrägen Ebenen gegeneinander verschoben und somit zumindest einer der beteiligten Rampenringe in axialer Richtung verstellt. Solange das Schaltelement geöffnet ist, sind die Rampenringe so angeordnet bzw. mit anderen Elementen des Schaltelements verbunden, dass sie synchron drehen und keine Relativbewegung besteht. Ferner wirkt ein Federelement auf die Rampenvorrichtung so, dass die Rampenringe ohne äußere Drehmomentbeaufschlagung in einer Stellung, die mit geöffneten Reibelementen einhergeht, verbleiben.

Insofern eine Ausdehnung hauptsächlich in radialer Richtung oder axialer Richtung besteht, weist das betreffende Element in dieser Richtung eine wesentlich größere Dimension auf als in der anderen Richtungen. Hier sind lediglich die radiale und die axiale Richtung referenziert, da sich die betreffenden Elemente in der Umfangsrichtung über den gesamten Umfang der Wellen erstrecken. So sind der erste Ankerabschnitt und der erste Rotorabschnitt mit einer Ausdehnung hauptsächlich in radialer Richtung als Scheiben ausgebildet, die nur eine geringe axiale Ausdehnung aufweisen. Der zweite Ankerabschnitt mit einer Ausdehnung hauptsächlich in axialer Richtung ist als Hülse ausgebildet, die in radialer Richtung nur eine geringe Ausdehnung aufweist.

In einer Ausführungsform ist der Anker mit einem axial festgelegten Ankerlager mit einer Aufnahme für die erste Welle oder die zweite Welle verbunden, wobei der Anker über ein erstes Federelement mit dem Ankerlager verbunden ist und durch das erste Federelement in axialer Richtung zum Ankerlager hin kraftbeaufschlagt ist. Zwischen dem Ankerlager und dem Anker ist dabei ein Drehmoment übertragbar. Insbesondere ist das erste Federelement als Blattfeder ausgeführt, die mit dem Anker und dem Ankerlager jeweils mittels einem Niet verbunden ist. Es können auch mehrere Blattfedern über den Umfang verteilt zwischen Anker und Ankerlager angeordnet sein. Das Ankerlager weist besonders bevorzugt eine Nabe zur Aufnahme der ersten oder zweiten Welle auf, die insbesondere als Verzahnung ausgeführt ist.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Magnetkern gegenüber der ersten Welle oder der zweiten Welle drehbar gelagert und mittels einer Verdrehsicherung insbesondere an einem Gehäuse des Schaltelements festgesetzt. Auf diese Weise ist die Wicklung, die auf dem Magnetkern aufgebracht ist, ortsfest, so, dass Anschlüsse zum Bestromen der Wicklung ebenfalls ortsfest sind. Ein aufwändiges Kontaktieren von bewegten Anschlüssen ist dann nicht nötig. Ferner kann der Magnetkern konstruktiv vereinfacht ausgeführt sein, wenn er festgesetzt ist. Zum Lagern des Magnetkerns gegenüber der ersten oder zweiten Welle ist bevorzugt ein Wälzlager vorgesehen. Eine Verdrehsicherung ist bevorzugt als einfaches starres Bauteil ausgeführt, dass an dem Magnetkern drehfest und an dem Gehäuse drehfest befestigt ist, beispielsweise mittels Nieten.

Weiterhin bevorzugt weist die Rampenvorrichtung einen ersten Rampenring und einen gegenüber dem ersten Rampenring drehbar gelagerten zweiten Rampenring auf. Die Rampenringe weisen bevorzugt entgegengesetzte Rampen mit Steigungen in Umfangsrichtung auf. Auf diese Weise ist eine einfache und kostengünstige Rampenvorrichtung geschaffen, die sich einfach in das um die Achse der Wellen koaxiale System einfügt. Mit zwei Rampenringen ist zudem das Übersetzen einer Drehbewegung in eine axiale Bewegung einfach und sicher umgesetzt, in dem die Rampen bei einem Verdrehen der Rampenringe aneinander hoch- oder runtergeschoben werden. Die Rampensteigung ist dabei bevorzugt so gewählt, dass keine Selbsthemmung der Rampenvorrichtung entsteht. In einer Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist der Rotor drehfest mit dem ersten Rampenring verbunden. Der Rotor ist dann insbesondere so ausgeführt, dass er bei geöffneter Vorsteuereinheit nur mit dem ersten Rampenring in Kontakt steht und mit diesem bei einer etwaigen Rotationsbewegung drehmomentfrei mitrotiert. Eine drehfeste Verbindung zwischen dem Rotor und dem ersten Rampenring wird bevorzugt über einen sich hauptsächlich in radialer Richtung erstreckenden dritten Rotorabschnitt mit zumindest einem radial außenliegenden hervorstehenden Mitnehmer geschaffen, der in eine entsprechende Ausnehmung an dem Rampenring eingreift, so, dass in Umfangsrichtung ein Formschluss besteht. Insbesondere sind mehrere Mitnehmer um dem Umfang des Rotors verteilt vorgesehen.

Besonders bevorzugt ist der erste Rampenring mittels einem zweiten Federelement hin zu einer geöffneten Stellung kraftbeaufschlagt. Das zweite Federelement ist beispielsweise dazu vorgesehen, den ersten Rampenring mit einem Drehmoment zu beaufschlagen, das auf ein Verdrehen der Rampenringe gerichtet ist, bei dem die Rampen aneinander herunter geschoben werden. Das Schaltelement ist somit ohne äußere Kraft, also bei stromloser Wikclung, geöffnet. Insbesondere bei Antriebssträngen, bei denen beispielsweise in rein elektrischen Fahrstufen ein als Trennkupplung ausgebildetes Schaltelement über längere Zeiträume geöffnet verbleibt, geht ein stromlos geöffnetes Schaltelement vorteilhaft mit einem geringen Energieverbrauch einher.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der erste Ankerabschnitt und/oder der erste Rotorabschnitt zumindest einen sich in einer Umfangsrichtung erstreckenden Schlitzt auf. Durch solche Schlitze kann ein verbesserter Magnetdurchfluss durch den Anker bzw. den Rotor erzeugt werden, so, dass eine größere Magnetkraft für den Haftmagneten bei gleichem Wicklungsstrom ermöglicht wird. Bevorzugt sind sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung jeweils mehrere Schlitze hintereinander an dem ersten Ankerabschnitt und/oder dem ersten Rotorabschnitt vorgesehen. Zur Ausbildung des Hubmagneten sowie des Haftmagneten ist der Rotor ferner bevorzugt aus einem weichmagnetischen Werkstoff gebildet. Ebenso ist der Magnetkern bevorzugt aus einem weichmagnetischen Werkstoff gebildet und die Wicklung bevorzugt aus Kupferdraht. Mit diesen Maßnahmen sind ein wirkungsvoller Haftmagnet und ein wirkungsvoller Hubmagnet geschaffen.

Weiterhin bevorzugt weist der Rotor einen zweiten Rotorabschnitt mit einer Ausdehnung hauptsächlich in axialer Richtung auf, wobei der zweite Rotorabschnitt den Magnetkern umgreift, und wobei der zweite Rotorabschnitt den Magnetkern nicht berührt. Auf diese Weise ist der Rotor an dem feststehenden Magnetkern geführt. Der Rotor kann auch gegenüber dem Magnetkern drehbar gelagert sein, etwa mittels eines Wälzkörpers. Der Rotor kann ferner auch an dem Anker geführt und insbesondere gegenüber dem Anker drehbar gelagert sein.

Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem vorbeschriebenen als Trennkupplung ausgebildeten Schaltelement und einem Getriebe, wobei die erste Welle die Ausgangswelle einer Antriebsvorrichtung und die zweite Welle eine Eingangswelle des Getriebes ist. Die Antriebsvorrichtung ist beispielsweise eine Verbrennungsmaschine. Die Trennkupplung erfüllt in dem Antriebsstrang die Funktion, die Antriebsvorrichtung an dem Getriebe zur Drehmomentübertragung wahlweise anzubinden oder zeitweise, insbesondere während eines Schaltvorgangs in dem Getriebe oder in einem rein elektrischen Fährbetrieb bei einem Hybridgetriebe mit zumindest einer elektrischen Maschine, von diesem zu trennen. Bevorzugt ist das Getriebe ein Automatikgetriebe, wobei dann auch das als Trennkupplung ausgebildete Schaltelement automatisch geschaltet wird. Über das Schaltelement kann bei einem Hybridgetriebe ferner mittels der elektrischen Maschine die Antriebsvorrichtung zugestartet werden, wobei dann die elektrische Maschine über die Getriebeeingangswelle auf die Vorsteuereinheit zum Schließen des Schaltelements wirkt.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiel exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen: Fig. 1 : ein erfindungsgemäßes Schaltelement in einer Querschnittsdarstellung,

Fig. 2: das Schaltelement gemäß Fig. 1 mit einer zweiten Welle und einer Verdrehsicherung,

Fig. 3: die Vorsteuereinheit des Schaltelements gemäß Fig. 1 und Fig. 2 in einer geöffneten Stellung,

Fig. 4: die Vorsteuereinheit gemäß Fig. 3 in einer geschlossenen Stellung.

Das in Fig. 1 dargestellte Schaltelement 1 ist eine Trennkupplung und weist eine Gegenplatte 2 mit einer Aufnahme 2.1 für eine nicht dargestellte erste Welle auf. Weiterhin weist das Schaltelement 1 eine Anpressplatte 3 mit einer Aufnahme 3.1 für eine ebenfalls nicht dargestellte zweite Welle auf. Die Aufnahmen 2.1 , 3.1 sind koaxial miteinander ausgeführt. Die Gegenplatte 2 und die Anpressplatte 3 sind über Reibelemente 15 miteinander in einen Kraftschluss bringbar, so dass ein Drehmoment zwischen ihnen, und somit zwischen Wellen, die in den Aufnahmen 2.1 , 3.1 eingreifen, übertragen wird.

Das Schaltelement 1 weist weiterhin eine Vorsteuereinheit 4 auf, die wiederum einen Magnetkern 5 mit darauf angeordneter Wicklung 6, einen Rotor 7 und einen Anker 8 aufweist. Der Anker 8 ist mit einem Ankerlager 9 über ein erstes Federelement 10 verbunden, wobei das Ankerlager 9 eine Aufnahme 9.1 für die zweite Welle aufweist. Das erste Federelement 10 ist mittels Nieten 10.1 , 10.2 mit dem Anker 8 und dem An- kerlager 9 verbunden und beaufschlagt den Anker 8 mit einer Kraft in der axialen Richtung A hin zum Ankerlager 9. Die Aufnahme 3.1 und die Aufnahme 9.1 sind als Zahnritzel ausgebildet. Der Magnetkern ist ferner mittels eines Wälzlagers 11 gegenüber der zweiten Welle drehbar gelagert.

Der Anker 8 der Vorsteuereinheit 4 weist einen ersten Ankerabschnitt 8.1 auf, der sich hauptsächlich in radialer Richtung R erstreckt und einen zweiten Ankerabschnitt 8.2, der sich hauptsächlich in axialer Richtung A erstreckt. Der Rotor 7 weist einen ersten Rotorabschnitt 7.1 auf, der sich hauptsächlich in radialer Richtung R erstreckt, einen zweiten Rotorabschnitt 7.2, der sich hautsächlich in axialer Richtung A erstreckt und einen dritten Rotorabschnitt 7.3, der sich hauptsächlich in radialer Richtung R er- streckt. Zwischen dem ersten Rotorabschnitt 7.1 und dem ersten Ankerabschnitt 8.1 liegt bei geöffneter Vorsteuereinheit 4 ein Spalt S.

Die Wicklung 6 bildet mit dem ersten Rotorabschnitt 7.1 und dem ersten Ankerabschnitt 8.1 einen Haftmagneten 12. Die Wicklung 6 bildet weiterhin mit dem zweiten Ankerabschnitt 8.2 einen Hubmagneten 13, um den Anker 8 über die Distanz des Spalts S an den Rotor 7 heranzuziehen.

Der Rotor 7 wirkt auf eine Rampenvorrichtung 14 mit einem ersten Rampenring 14.1 und einem zweiten Rampenring 14.2, die mittels eines Wälzelements 14.3 gegeneinander drehbar gelagert sind. Der Rotor 7 greift mit dem dritten Rotorabschnitt 7.3 an dem ersten Rampenring 14.1 an, um bei Betätigung ein Drehmoment auf diesen zu übertragen, dass ein Verdrehen des ersten Rampenrings 14.1 gegenüber dem zweiten Rampenring 14.2 und in der Folge eine Bewegung in axialer Richtung A des zweiten Rampenrings 14.2 bewirkt. Der zweite Rampenring 14.2 drückt dann auf die Reibelemente 15, um diese zu schließen. Bei geschlossenen Reibelementen 15 besteht ein Kraftschluss zwischen der Gegenplatte 2 und der Anpressplatte 3, so dass das Schaltelement 1 geschlossen ist und zwischen erster Welle und zweiter Welle ein Drehmoment übertragbar ist. An der Rampenvorrichtung 14 greift weiterhin ein zweites Federelement 16 auf, dass die Rampenvorrichtung 14 in einer Stellung hält, die einer geöffneten Schaltstellung entspricht, solange keine Betätigung durch den Rotor 7 erfolgt.

In Fig. 2 ist das Schaltelement 1 mit einer daran angreifenden zweiten Welle 17 dargestellt. Die zweite Welle 17 weist ein Zahnrad 17.1 auf, mit dem sie drehfest mit der Aufnahme 3.1 und der Aufnahme 9.1 verbunden ist. Weiterhin ist in Fig. 2 eine Verdrehsicherung 18 dargestellt, die mittels einer ersten Schrauben 18.1 mit dem Magnetkern 5 verbunden ist und mittels einer zweiten Schraube 18.2 mit einem lediglich schematisch dargestellten feststehenden Gehäuse 19.

Fig. 3 zeigt die Vorsteuereinheit 4 in einem geöffneten Zustand, in dem der Anker 8 durch das erste Federelement 10 an dem Ankerlager 9 anliegt. Zwischen erstem Ro- torabschnitt 7.1 und erstem Ankerabschnitt 8.1 besteht ein Spalt S. Fig. 4 zeigt einen geschlossenen Zustand der Vorsteuereinheit 4, wobei die Wicklung 6 bestromt ist und der Anker 8 an den Rotor 7 über den Hubmagneten 13 herangezogen ist und durch den Haftmagneten 12 dort gehalten ist. Der Spalt S ist somit geschlossen und zwischen ersten Rotorabschnitt 7.1 und ersten Ankerabschnitt 8.1 besteht ein Kraftschluss, über den ein Drehmoment übertragen werden kann, um das Schaltelement 1 mittels der zweiten Welle 17 zu betätigen.

Wie in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt, sind um den Umfang verteilt mehrere erste Federelemente 10 vorgesehen. Weiterhin sind an dem Anker 8 sich in Umfangsrichtung U erstreckende Schlitze 20 ausgebildet. An dem Rotor 7 sind ebenfalls sich in Umfangsrichtung U erstreckende Schlitze 21 ausgebildet. An dem dritten Rotorabschnitt 7.3 sind weiterhin radial außen Mitnehmer 22 zur Drehmomentübertragung an den ersten Rampenring 14.1 vorgesehen.

Bezuqszeichenliste

1 Schaltelement

2 Gegenplatte

2.1 Aufnahme der Gegenplatte

3 Anpressplatte

3.1 Aufnahme der Anpressplatte

4 Vorsteuereinheit

5 Magnetkern

6 Wicklung

7 Rotor

7.1 erster Rotorabschnitt

7.2 zweiter Rotorabschnitt

7.3 dritter Rotorabschnitt

8 Anker

8.1 erster Ankerabschnitt

8.2 zweiter Ankerabschnitt

9 Ankerlager

9.1 Aufnahme des Ankerlagers

10 erstes Federelement

10.1 Niet

10.2 Niet

11 Wälzlager

12 Haftmagnet

13 Hubmagnet

14 Rampenvorrichtung

14.1 erster Rampenring

14.2 zweiter Rampenring

15 Reibelemente

16 zweites Federelement

17 zweite Welle

17.1 Zahnrad der zweiten Welle 18 Verdrehsicherung

18.1 erste Schraube

18.2 zweite Schraube

19 Gehäuse

20 Schlitz

21 Schlitz

22 Mitnehmer

A axiale Richtung

U Umfangsrichtung

R radiale Richtung

S Spalt