Die Erfindung betrifft eine Mehrfach-Kupplungseinrichtung, ggf. Doppel-
Kupplungseinrichtung, für die Anordnung in einem Antriebsstrang eines
Kraftfahrzeugs zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe, wobei
die Kupplungseinrichtung eine einer ersten Getriebeeingangswelle des
Getriebes zugeordnete erste Kupplungsanordnung und eine einer zweiten
Getriebeeingangswelle des Getriebes zugeordnete zweite Kupplungsanord
nung aufweist zur Momentenübertragung zwischen der Antriebseinheit und
dem Getriebe.
Eine derartige Kupplungseinrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 931 951 A1
bekannt. Die Kupplungseinrichtung dient zur Verbindung des
Antriebs eines Kraftfahrzeugs mit einem mehrstufigen Schaltgetriebe über
zwei bevorzugt automatisiert betätigte Reibungskupplungen, wobei jeder
dieser beiden Reibungskupplungen jeweils ein Ausrücksystem zugeordnet
ist, so dass die beiden Reibungskupplungen unabhängig voneinander ein-
oder ausrückbar sind. Eine Kupplungsscheibe einer der beiden Reibungs
kupplungen ist auf einer zentralen Getriebeeingangswelle drehfest angeord
net, während eine Kupplungsscheibe der anderen Reibungskupplung an
einer die zentrale Getriebeeingangswelle umgreifenden, als Hohlwelle
ausgebildeten zweiten Getriebeeingangswelle drehfest angreift. Die
bekannte Doppelkupplung ist mit einer festen Druckplatte der einen
Reibungskupplung an einem Schwungrad einer Brennkraftmaschine
angeordnet. Die Anordnung der Doppelkupplung in einem Antriebsstrang
entspricht insoweit weitgehend der Anordnung herkömmlicher (Einfach-)
Reibungskupplungen im Antriebsstrang.
Doppelkupplungseinrichtungen (kurz: Doppelkupplungen) der eingangs
genannten Art haben in jüngerer Zeit ein größeres Interesse gefunden und
bestehen im Allgemeinen aus zwei nass- oder trockenlaufenden Kupp
lungen, die wechselseitig - ggf. auch mit Überschneidungen - geschaltet
werden. Insbesondere im Zusammenhang mit einem mehrstufigen Schaltge
triebe bieten derartige Kupplungen die Möglichkeit, Schaltvorgänge
zwischen jeweils zwei Übersetzungsstufen des Getriebes ohne Zugkraft
unterbrechung vorzunehmen.
Doppelkupplungseinrichtungen bieten prinzipiell die Möglichkeit, bei
besonders schwierigen, speziell im Rennsport üblichen Anfahrvorgängen
beide Kupplungen gemeinsam zu beaufschlagen. Hierzu kann einerseits das
Fahrpedal ggf. bis zum Anschlag ausgelenkt werden, während gleichzeitig
das Kraftfahrzeug unter Aufwendung der maximalen Bremskraft so lange im
Wesentlichen im Stillstand gehalten wird, bis die Kupplung ihren optimalen
Übertragungspunkt erreicht hat. Wenn im Augenblick des Erreichens des
optimalen Übertragungspunkts die Bremswirkung aufgehoben wird, wird das
Fahrzeug mit maximaler Beschleunigung anfahren. Derartige Anfahrvorgänge
kommen auch für Kraftfahrzeuge mit relativ schwacher Motorisierung, also
nicht nur im Rennsport, unter extremen Anfahrbedingungen in Betracht,
beispielsweise zum Anfahren an einem Hindernis.
Anfahrvorgänge der beschriebenen Art führen offensichtlich zu einem hohen
Schlupf mit entsprechend hoher Wärmeentwicklung. Es stellt sich das
Problem, diese Wärme aus dem Bereich der als Anfahrkupplung dienenden
Reibungskupplung abzuführen. Ferner ist mit entsprechend hohem
Verschleiß an der Reibungskupplung zu rechnen. Eine Erhitzung der
Reibungskupplungen geht überdies einher mit Reibwertänderungen der
Reibungskupplungen, wodurch die Steuerung der Ausrücker der beiden
Reibungskupplungen und damit der beiden Reibungskupplungen relativ
zueinander deutlich beeinträchtigt werden kann. Da wärmebedingte
Ungenauigkeiten bzw. Änderungen bei der Funktionsabstimmung der beiden
Reibungskupplungen zueinander dazu führen können, dass die Getriebeein
gangswellen mit einem bei einem Schaltvorgang nicht vorgesehenen
Momentenverhältnis beaufschlagt werden, kann es zu Schaltvorgängen im
Schaltgetriebe unter Last kommen. Die Synchronisation im Schaltgetriebe
kann dadurch überfordert werden, so dass schlimmstenfalls eine Schädi
gung des Schaltgetriebes bis zum Totalausfall resultiert, ganz abgesehen
von auf jeden Fall auftretenden Nachteilen hinsichtlich des Wirkungsgrades.
Insgesamt gesehen stehen wärmebedingte Fehlabstimmungen zwischen den
beiden Reibungskupplungen einer problemlosen Momentenübertragung bei
Schaltvorgängen im Schaltgetriebe ohne Zugkraftunterbrechung und ohne
Schaltrucke entgegen.
Ebenfalls problematisch bei einer Doppelkupplungseinrichtung sind
Anfahrvorgänge, die entweder gegen eine Steigung erfolgen, wobei ein
Zurückrollen des Kraftfahrzeugs zu verhindern ist, oder die dem Einparken
mit geringstmöglicher Geschwindigkeit dienen, beispielsweise um ein
Kraftfahrzeug in einer Parklücke präzise zu positionieren. Die betreffenden
Betriebszustände sind in Fachkreisen unter den Stichworten "Hillholder" und
"Kriechen" bekannt. Beiden Anfahrvorgängen ist gemeinsam, dass die als
Anfahrkupplung dienende Reibungskupplung, teilweise ohne Betätigung des
Fahrpedals, über längere Zeit mit Schlupf betrieben wird. Auch wenn bei
derartigen Anfahrvorgängen die zu übertragenden Momente weit unterhalb
derjenigen der vorstehend beschriebenen, primär im Rennsport auftretenden
Betriebsbedingungen liegen, so kann dennoch eine starke Erhitzung der
betreffenden Reibungskupplung oder sogar beider Reibungskupplungen
auftreten, die zu den zuvor erläuterten Problemen führt.
Es wurden Schaltstrategien und Schaltverfahren für Doppelkupplungs
getriebe vorgeschlagen, die auf der gezielten Einstellung von Kupplungs
schlupf beruhen (DE 196 31 983 C1) mit dementsprechender Erzeugung
von Reibungswärme. Je nach Fahrweise können Überhitzungsprobleme der
erläuterten Art nicht ausgeschlossen werden.
Die Gefahr einer starken Erhitzung besteht nicht nur bei einer trocken
laufenden Reibungskupplung, sondern kann auch bei sog. "nasslaufenden"
Reibungskupplungen, ggf. in Form einer Lamellenkupplung, auftreten, die
unter Einwirkung eines viskosen Betriebsmediums, etwa einer Hydraulik
flüssigkeit, betrieben werden. Als Beispiel kann ein aus der DE 198 00 490 A1
bekanntes Wechselgetriebe mit zwei Lamellenkupplungen genannt
werden, von denen eine für die Vorwärtsfahrt und die andere für die
Rückwärtsfahrt dient. Die DE 198 00 490 A1 beschäftigt sich primär damit,
wie die beiden Lamellenkupplungen in ausreichender Weise unter Einsatz
des viskosen Betriebsmediums gekühlt werden können. Trotz der Flüssig
keitskühlung ist auch im Falle von Lamellenkupplungen die Erhitzung der
Reibungskupplungen ein erhebliches Problem, da das Betriebsmedium, das
üblicherweise zur Abfuhr der Wärme Reibbelagnuten o. dgl. durchströmt,
nicht in beliebigen Mengen zwischen den Lamellen hindurchgeführt werden
kann, da einerseits eine zu starke Durchströmung der Reibbelagnuten o. dgl.
einen Gegendruck zwischen den Reibflächen zweier benachbarter Lamellen
aufbauen würde und damit die Drehmomentübertragungsfähigkeit der
Reibungskupplungen reduzieren würde (mit entsprechendem Anstieg des
Schlupfes und damit zusätzlicher Erzeugung von Reibungswärme, wodurch
das Problem einer Überhitzung noch verstärkt werden würde), und weil
andererseits das Betriebsmedium beim Durchströmen zwischen den
Lamellen überhitzen und zerstört werden könnte. Eine Überhitzung bei
Lamellenkupplungen kann dazu führen, dass sich beim Ausrücken die
Reibflächen nicht mehr völlig voneinander trennen und dementsprechend
über die Kupplung, die an sich ausgerückt sein soll, noch Drehmomente
übertragen werden, so dass erhebliche Schleppmomente in ein zugeord
netes Schaltgetriebe gelangen können. Im Falle der Anwendung von
Lamellenkupplungen auf eine Mehrfach-Kupplungseinrichtung, insbesondere
Doppel-Kupplungseinrichtung, der eingangs genannten Art, könnte es
wiederum zu Schaltvorgängen im Schaltgetriebe unter Last mit ent
sprechender Überforderung der Synchronisation im Schaltgetriebe kommen.
Ein Ansatz, die Überhitzungsprobleme im Bereich der Reibungskupplungen
im Falle ungünstiger Betriebsbedingungen, beispielsweise bei problemati
schen Anfahrvorgängen eines Kraftfahrzeugs, in den Griff zu bekommen, ist
das Vorsehen eines gegenüber der ersten und der zweiten Kupplungsanord
nung zusätzlichen Anfahrelements in Form einer sog. Hydrokupplung oder
hydrodynamischen Kupplung, umfassend einen hydrodynamischen Kreis mit
einem Pumpenrad, einem Turbinenrad sowie gewünschtenfalls mit einem
Leitrad. Das Antriebselement kann zu einer der beiden Reibungskupplungen
parallel geschaltet sein, also unabhängig vom Einkuppelzustand dieser
Reibungskupplung auf eine gemeinsame Getriebeeingangswelle wirken. Eine
Kupplungseinrichtung, in die zwei Lamellenkupplungen und ein derartiges
Anfahrelement integriert sind, ist in der deutschen Patentanmeldung 199 46 857.5
der Anmelderin beschrieben, die am 30.09.1999 angemeldet wurde
und deren Offenbarungsgehalt in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden
Anmeldung einbezogen wird.
Im Rahmen der Untersuchungen der Anmelderin im Zusammenhang mit
Doppelkupplungseinrichtungen hat sich generell gezeigt, dass im Falle von
nasslaufenden Kupplungen Dichtigkeitsprobleme und Probleme im Zu
sammenhang mit der Verlustleistung bestehen. Ferner zeigte es sich, dass
auf der Grundlage bisher bekannt gewordener Konzepte Randbedingungen
hinsichtlich des zur Verfügung stehenden axialen und radialen Bauraums
nicht oder nur schwer eingehalten werden konnten. Im Falle von über in die
Kupplungseinrichtung integrierte Kolben betätigten Kupplungen, ggf.
Membrankupplungen, erwies sich insbesondere die Anordnung der den
Kolben zugeordneten Kolbenkammern als problematisch.
Die Erfindung trachtet, hinsichtlich wenigstens einem der angesprochenen
oder/und anderer Probleme Verbesserungen zu erreichen.
Im Hinblick auf die diskutierten Probleme im Zusammenhang mit dem
Auftreten von Reibungswärme in Kupplungseinrichtungen wird nach einem
(ersten) Aspekt der Erfindung für eine Mehrfach-Kupplungseinrichtung, ggf.
Doppel-Kupplungseinrichtung, für die Anordnung in einem Antriebsstrang
eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe,
welche Kupplungseinrichtung eine einer ersten Getriebeeingangswelle des
Getriebes zugeordnete erste Kupplungsanordnung und eine einer zweiten
Getriebeeingangswelle des Getriebes zugeordnete zweite Kupplungsanord
nung aufweist zur Momentenübertragung zwischen der Antriebseinheit und
dem Getriebe, vorgeschlagen, dass wenigstens eine der Kupplungsanord
nungen, vorzugsweise wenigstens eine einen größeren effektiven Reibradius
aufweisende, gegebenenfalls als Anfahrkupplung dienende Kupplungsanord
nung als Lamellen-Kupplungsanordnung ausgebildet ist. In diesem Zu
sammenhang wird weiter vorgeschlagen, dass in einem Lamellenpaket der
Lamellen-Kupplungsanordnung Lamellen, die wenigstens einen Reibbelag
aufweisen, mit Lamellen, die keinen Reibbelag aufweisen, in Reibeingriff
bringbar sind, wobei wenigstens eine der keinen Reibbelag aufweisenden
Lamellen in axialer Richtung dicker als Reibbelagtragelemente benachbarter,
wenigstens einen Reibbelag aufweisender Lamellen sind. Hintergrund dieses
Vorschlags ist die Erkenntnis, dass wenigstens einige der Lamellen als
"Wärmezwischenspeicher" eingesetzt werden können, die im Hinblick auf
die Wärmeabfuhrmöglichkeiten etwa mittels eines ggf. vorgesehenen
Kühlfluids in manchen Betriebssituationen übermäßig anfallende Reibungs
wärme zwischenspeichern und diese dann erst zu einem späteren Zeitpunkt,
wenn in dieser Lamellen-Kupplungsanordnung keine oder nur noch weniger
Reibungswärme anfällt, abgeführt wird. Überhitzungszustände der
Kupplungsanordnung, die zu eingangs diskutierten Problemen führen
können, lassen sich dann vermeiden oder zumindest in ihren Auswirkungen
beherrschen. Für eine hohe "Wärmespeicherfähigkeit" ist es vorteilhaft, die
in axialer Richtung dickeren Lamellen aus einem Material mit hoher
Wärmekapazität, beispielsweise Stahl, herzustellen.
In engem Zusammenhang mit diesem Aspekt der Erfindung wird nach einem
weiteren (zweiten) Aspekt der Erfindung für eine Mehrfach-Kupplungsein
richtung, gegebenenfalls Doppel-Kupplungseinrichtung, für die Anordnung
in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Antriebseinheit
und einem Getriebe, welche Kupplungseinrichtung eine einer ersten
Getriebeeingangswelle des Getriebes zugeordnete erste Kupplungsanord
nung und eine einer zweiten Getriebeeingangswelle des Getriebes zugeord
nete zweite Kupplungsanordnung aufweist zur Momentenübertragung
zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe, vorgeschlagen, dass
wenigstens eine der Kupplungsanordnungen, vorzugsweise wenigstens eine
einen größeren effektiven Reibradius aufweisende, ggf. an Anfahrkupplung
dienende Kupplungsanordnung, als Lamellen-Kupplungsanordnung
ausgebildet ist, sowie, dass in einem Lamellenpaket der Lamellen-Kupp
lungsanordnung sowohl wenigstens eine Lamelle, die wenigstens einen
Reibbelag aus einem Sintermaterial aufweist, als auch wenigstens eine
Lamelle, die wenigstens einen Reibbelag aus einem anderen Reibbelagmate
rial aufweist, vorgesehen sind, wobei das andere Reibbelagmaterial einen
progressiven Reibwertverlauf bezogen auf eine Schlupfdrehzahl aufweist.
Bevorzugt ist die Maßnahme nach dem zweiten Aspekt in Kombination mit
der Maßnahme nach dem ersten Aspekt getroffen.
Hintergrund der Maßnahme nach dem zweiten Aspekt üst, dass Reibbeläge
aus Sintermaterial Wärme deutlich besser leiten als Reibbeläge aus anderen
Materialien. Unter Einsatz von Reibbelägen aus Sintermaterial ist es deshalb
möglich, auch die die Sintermaterialbeläge tragenden Reibbelagtragelemente
als "Wärmespeicher" im erläuterten Sinne verfügbar zu machen. Man
könnte deshalb erwarten, dass es optimal wäre, alle Reibbeläge aus
Sintermaterial herzustellen. Es hat sich aber gezeigt, dass eine solche
Ausbildung der Lamellen-Kupplungsanordnung unerwünschte Drehschwin
gungen des Antriebsstrangs fördert. Dies liegt daran, dass ein Sintermate
rial-Reibbelag einen degressiven Reibwertverlauf über der Schlupfdrehzahl
hat, also ein für größere Schlupfdrehzahl abnehmenden Reibwert zeigt
(dµ/dΔN < 0). Erfindungsgemäß weist das Lamellenpaket deshalb wenig
stens einen Reibbelag aus einem anderen Reibbelagmaterial auf, das einen
progressiven Reibwertverlauf bezogen auf eine Schlupfdrehzahl aufweist,
bei dem also der Reibwert für größer werdende Schlupfdrehzahl zunimmt
(dµ/dΔN < 0). Vorzugsweise wird der Reibwertverlauf des Lamellenpakets
bezogen auf eine Schlupfdrehzahl insgesamt progressiv oder wenigstens
näherungsweise neutral eingestellt, um einer Selbsterregung von Dreh
schwingungen des Antriebsstrangs entgegenzuwirken oder/und Dreh
schwingungen des Antriebsstrangs zu dämpfen.
In Bezug auf das jeweilige Reibbelagtragelement, das den wenigstens einen
Reibbelag aus dem Sintermaterial trägt, wird im Hinblick auf eine möglichst
hohe "Wärmespeicherfähigkeit" vorgeschlagen, dass dieses Reibbelagtrag
element aus einem Material mit hoher Wärmekapazität, ggf. aus Stahl,
hergestellt ist oder/und dass dieses Reibbelagtragelement in axialer Richtung
dicker als ein wenigstens einen Reibbelag aus dem anderen Reibbelagmate
rial tragenden Reibbelagtragelement ist. Bei dem anderen Reibbelagmaterial
kann es sich beispielsweise um ein Papiermaterial handeln, das sich beim
Kupplungsbau allgemein bewährt hat und einen relativ stark progressiven
Reibwertverlauf zeigt.
Im Hinblick auf die Bereitstellung eines möglichst großen "Wärmezwischen
speichers" (einer möglichst großen Wärmekapazität) wird nach einem dritten
Aspekt der Erfindung für eine Mehrfach-Kupplungseinrichtung, ggf. Doppel-
Kupplungseinrichtung, für die Anordnung in einem Antriebsstrang eines
Kraftfahrzeugs zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe, welche
Kupplungseinrichtung eine einer ersten Getriebeeingangswelle des Getriebes
zugeordnete erste Kupplungsanordnung und eine einer zweiten Getriebeein
gangswelle des Getriebes zugeordnete zweite Kupplungsanordnung aufweist
zur Momentenübertragung zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe,
vorgeschlagen, dass wenigstens eine der Kupplungsanordnungen,
vorzugsweise wenigstens eine einen größeren effektiven Reibradius
aufweisende, gegebenenfalls als Anfahrkupplung dienende Kupplungsanord
nung als Lamellen-Kupplungsanordnung ausgebildet ist, wobei eine der
Kupplungsanordnungen, die als Lamellen-Kupplungsanordnung ausgebildet
ist und vorzugsweise den größeren effektiven Reibradius aufweist, über ein
Momentenübertragungsglied mit einer Eingangsseite, ggf. Kupplungsein
richtungsnabe, der Kupplungseinrichtung oder mit einer Ausgangsseite der
Lamellen-Kupplungsanordnung in Momentenübertragungsverbindung steht,
und wobei das Momentenübertragungsglied eine Reibfläche aufweist, an die
ein Lamellenpaket der Lamellen-Kupplungsanordnung im Zuge eines
Einrückens der Kupplungsanordnung anpressbar ist.
Das Momentenübertragungsglied wird in der Regel eine wesentlich größere
Masse als eine einzelne Lamelle aufweisen und kann dementsprechend eine
große Wärmekapazität bereitstellen. Das Momentenübertragungsglied ist
deshalb besonders gut dafür geeignet, Reibungswärme, die in manchen
Betriebssituationen im Hinblick auf die Wärmeabfuhrmöglichkeiten im
Übermaß anfallen könnte, zwischenzuspeichern, bis diese Wärme dann zu
einem späteren Zeitpunkt abgeführt wird. Alleine oder in Verbindung mit
den Maßnahmen gemäß dem ersten und dem zweiten Aspekt der Erfindung
können somit Überhitzungszustände der Kupplungsanordnung vermieden
oder wenigstens in ihren Auswirkungen gut beherrscht werden.
Das Momentenübertragungsglied kann mit der Eingangsseite und einem
Lamellenträger, ggf. Außenlamellenträger, der Lamellen-Kupplungsanord
nung drehfest gekoppelt sein. Es kann sich um ein gewünschtenfalls
wandungsartiges Metallteil, ggf. Blechteil, handeln, das einen als Reibfläche
dienenden Metall- oder Blechoberflächenabschnitt aufweist. Man könnte
auch daran denken, das Momentenübertragungsglied mit einem Reibbelag
zu versehen. In diesem Fall sollte im Hinblick auf die Zurverfügungsstellung
der Wärmekapazität des Momentenübertragungsglieds für die Wärmespei
cherung ein gut wärmeleitendes Reibbelagmaterial verwendet werden,
beispielsweise das oben erwähnte Sintermaterial. Als Reibfläche dient dann
ein Sintermaterial-Oberflächenabschnitt.
Im Hinblick auf eine axial und radial kompakte Ausführung der Kupplungs
einrichtung kann es erforderlich sein, das Momentenübertragungsglied im
Querschnitt gekrümmt auszuführen und möglicherweise nur eine radial
kürzere Reibfläche als Reibflächen des Lamellenpakets vorzusehen. Dies
kann zu Problemen führen, wenn die mit der Reibfläche in Reibeingriff
bringbare Lamelle eine Belag-tragende Lamelle, beispielsweise eine
Papierlamelle, ist und diese radial über die Reibfläche des Momentenüber
tragungsglieds vorsteht. Aufgrund einer ungleichmäßigen Flächenpressung
(die Lamelle wird in der Regel zu dick sein und dementsprechend nicht
flexibel genug sein, eine gleichmäßige Flächenpressung zu gewährleisten)
kann es zu einer sogenannten "Belagspaltung" kommen. Um hier Abhilfe zu
schaffen, wird vorgeschlagen, dass die betreffende, mit der Reibfläche in
Reibeinrichtung bringbare Lamelle des Lamellenpakets (diese Lamelle kann
als Endlamelle bezeichnet werden) dann, wenn sie eine Reibbelag-tragende
Lamelle ist, einen anderen mittleren Reibradius als andere Reibbelag-
tragenden Lamellen des Lamellenpakets aufweist. Die Endlamelle kann
beispielsweise eine Außenlamelle sein und sich weniger weit nach radial
innen als andere Außenlamellen des Lamellenpakets erstrecken, nämlich so
weit nach radial innen, wie dies im Hinblick auf die Radialabmessung der
Reibfläche des Momentenübertragungsglieds im Hinblick auf eine gleichmä
ßige Flächenpressung sinnvoll ist. Die übrigen Lamellen des Lamellenpakets
der gleichen Art, also beispielsweise die übrigen Außenlamellen, können
eine größere Radialabmessung aufweisen, da die im Lamellenpaket auf die
Endlamelle folgende Reibbelag-lose Lamelle die Presskräfte zwischen den
Lamellen auf einen größeren Radialbereich verteilen kann und auch für einen
größeren Radialbereich für eine gleichmäßige Flächenpressung sorgen kann.
Nach einem vierten Aspekt der Erfindung wird für eine Mehrfach-Kupplungs
einrichtung, ggf. Doppel-Kupplungseinrichtung, für die Anordnung in einem
Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Antriebseinheit und
einem Getriebe, welche Kupplungseinrichtung eine einer ersten Getriebeein
gangswelle des Getriebes zugeordnete erste Kupplungsanordnung und eine
einer zweiten Getriebeeingangswelle des Getriebes zugeordnete zweite
Kupplungsanordnung aufweist zur Momentenübertragung zwischen der
Antriebseinheit und dem Getriebe, vorgeschlagen, dass die erste und die
zweite Kupplungsanordnung als Lamellen-Kupplungsanordnungen ausgebil
det sind, wobei von den beiden Lamellen-Kupplungsanordnungen eine eine
größere Anzahl von Lamellen als die andere aufweist. Sinn und Zweck
dieses Vorschlags ist, für die eine Lamellen-Kupplungsanordnung die
insgesamt zur Verfügung stehende Wärmekapazität zu vergrößern, indem
mehr Lamellen vorgesehen sind, die als "Wärmezwischenspeicher" dienen
können.
Bevorzugt weist die eine Lamellen-Kupplungsanordnung einen deutlich
größeren effektiven Reibradius als die andere Lamellen-Kupplungsanordnung
auf, da hierdurch die den größeren effektiven Reibradius aufweisende
Lamellen jeweils eine größere Masse als eine jeweilige, einen kleineren
effektiven Reibradius aufweisen werden (vergleichbare Abmessung in
radialer Richtung, d. h. einem vergleichbaren Abstand vom Außenradius
zum Innenradius, für die Lamellen vorausgesetzt).
Da beide Maßnahmen, nämlich die Vergrößerung der Lamellenzahl und der
größere effektive Reibradius bezogen auf eine Referenz-Eingangsgröße,
beispielsweise einen Referenz-Betätigungsdruck, zu einer größeren
Momentenübertragungsfähigkeit (beispielsweise ein größeres maximal
übertragbares Drehmoment) führen, ist es besonders zweckmäßig, die eine
Lamellen-Kupplungsanordnung als Anfahrkupplung zu verwenden. Aufgrund
der resultierenden reduzierten Flächenpressung an den Reibflächen wird der
bei Schlupfzuständen während des Anfahrens auftretende Verschleiß
reduziert.
Als bevorzugte Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass Maßnahmen
getroffen sind, um die Momentenübertragungsfähigkeiten der beiden
Lamellen-Kupplungsanordnungen zumindest einander anzunähern in Bezug
auf eine die Stärke des Reibeingriffs der Lamellen bestimmende, für beide
Kupplungsanordnungen gleiche Referenz-Eingangsgröße, gegebenenfalls
einen Referenz-Betätigungsdruck. Hierdurch wird erreicht, dass auf
Grundlage der gleichen Eingangsgröße beide Kupplungsanordnungen
zumindest annähernd die gleiche Momentenübertragungsfähigkeit aufweisen
können, also etwa bei dieser gleichen Eingangsgröße (beispielsweise ein von
einer Hydraulikdruckwelle maximal abgebbarer Hydraulikdruck) das gleiche
Drehmoment übertragen können. Im Fall einer hydraulischen Betätigung der
Lamellen-Kupplungsanordnungen im Sinne eines Einrückens können
demnach die beiden Kupplungsanordnungen in gleicher Weise auf der
Grundlage einer identischen Beziehung zwischen dem übertragenen bzw.
übertragbaren Drehmoment und dem Hydraulikdruck angesteuert werden,
und es kann beispielsweise für beide Lamellen-Kupplungsanordnungen ein
gemeinsamer Druckregler oder dergleichen in Verbindung mit einem
einfachen Umschaltventil verwendet werden.
Die Kupplungsanordnungen können jeweils einen eine Druckkammer
begrenzenden Betätigungskolben aufweisen zum Betätigen, vorzugsweise
Einrücken, der Kupplungsanordnung mittels eines Druckmediums, vorzugs
weise Hydraulikmediums. Zur Angleichung der Momentenübertragungs
fähigkeit in den Kupplungsanordnungen wird in diesem Zusammenhang
vorgeschlagen, dass der Betätigungskolben der Lamellen-Kupplungsanord
nung mit dem kleineren effektiven Reibradius oder/und mit der kleineren
Anzahl von Lamellen eine größere, dem Druckmedium wenigstens zur
Betätigung der Kupplungsanordnung ausgesetzte effektive Druckbeauf
schlagungsfläche als der Betätigungskolben der anderen Lamellen-Kupp
lungsanordnung, also der Lamellen-Kupplungsanordnung mit dem größeren
effektiven Reibradius oder/und mit der größeren Anzahl von Lamellen,
aufweist.
Nach einem fünften Aspekt der Erfindung wird für eine Mehrfach-Kupp
lungseinrichtung, ggf. Doppel-Kupplungseinrichtung, für die Anordnung in
einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Antriebseinheit
und einem Getriebe, welche Kupplungseinrichtung eine einer ersten
Getriebeeingangswelle des Getriebes zugeordnete erste Kupplungsanord
nung und eine einer zweiten Getriebeeingangswelle des Getriebes zugeord
nete zweite Kupplungsanordnung aufweist zur Momentenübertragung der
Antriebseinheit und dem Getriebe, vorgeschlagen, dass wenigstens eine der
Kupplungsanordnungen, vorzugsweise wenigstens eine einen größeren
effektiven Reibradius aufweisende, gegebenenfalls als Anfahrkupplung
dienende Kupplungsanordnung als Lamellen-Kupplungsanordnung ausgebil
det ist und ein Lamellenpaket aufweist, in dem zum Einrücken der Kupp
lungsanordnung einander gegenüberliegende Lamellen an jeweiligen
Reibflächenpaaren in gegenseitigen Reibeingriff bringbar sind. Im Blick auf
eine Vergleichmäßigung der Flächenpressung im Lamellenpaket oder/und im
Blick auf eine Vermeidung von Belagspaltungen und dergleichen sind in dem
Lamellenpaket mehrere Reibflächenpaare vorgesehen, die sich hinsichtlich
ihres effektiven Reibradius deutlich unterscheiden. In dem Lamellenpaket
können beispielsweise sich radial von einem Innenradius zu einem Außen
radius erstreckende Reibbeläge vorgesehen sein, die sich hinsichtlich ihres
Innenradius oder/und hinsichtlich ihres Außenradius deutlich unterscheiden.
Es wird beispielsweise daran gedacht, dass in dem Lamellenpaket sich radial
von einem Innenradius zu einem Außenradius erstreckende Außenlamellen
vorgesehen sind, die unterschiedliche Innenradien aufweisen. Ferner wird
beispielsweise daran gedacht, dass in dem Lamellenpaket sich radial von
einem Innenradius zu einem Außenradius erstreckende Innenlamellen
vorgesehen sind, die unterschiedliche Außenradien aufweisen.
Zur Vergleichmäßigung der Flächenpressung kann es äußerst vorteilhaft
sein, wenn in dem Lamellenpaket Reibbelag-lose Lamellen vorgesehen sind,
die jeweils einen radial äußeren Radialbereich und einen radial inneren
Radialbereich aufweisen und von denen wenigstens eine, vorzugsweise
mehrere beidseitig nur im radial äußeren Radialbereich mit Reibbelägen
benachbarter Lamellen in Reibeingriff bringbar ist/sind oder/und von denen
wenigstens eine, vorzugsweise mehrere beidseitig nur im radial inneren
Radialbereich mit Reibbelägen benachbarter Lamellen in Reibeingriff bringbar
ist/sind oder/und von denen wenigstens eine, vorzugsweise mehrere
beidseitig sowohl im radial inneren Radialbereich als auch im radial äußeren
Radialbereich mit Reibbelägen benachbarter Lamellen in Reibeingriff bringbar
ist/sind. Dabei kann im Lamellenpaket wenigstens ein Reibbelag derart einer
benachbarten Lamelle zugeordnet und im Bezug auf diese radial positioniert
sein, dass eine Reibbelag-Flächenpressung vergleichmäßigt oder/und in der
benachbarten Lamelle unter Ausnutzung von Reibungswärme ein einer zu
einer ungleichmäßigeren Reibbelag-Flächenpressung führenden Verformung
der Lamelle entgegenwirkendes Temperaturprofil in radialer Richtung
einstellbar ist.
Hintergrund dieser Maßnahme ist, dass es regelmäßig zu einer ungleichmä
ßigen Kühlung der Reibbelag-losen Lamellen, beispielsweise Stahllamellen,
entlang ihrer radialen Höhe kommen wird, was zu Verformungen (einem
sogenannten "Tellern") der Lamellen führen kann mit der Gefahr, dass es zu
einer ungleichmäßigen Flächenpressung im Lamellenpaket kommt. Dies hat
die Gefahr von Belagspaltungen aufgrund ungleichmäßigen Drucks zur
Folge. Indem man nun für eine gezielte Erwärmung einer Reibbelag-losen
Lamelle in einem bestimmten Radialbereich sorgt, kann auf die Verformung
der Lamelle Einfluss genommen werden, um eine ungewünschte Ver
formung der Lamelle zu verhindern oder diese abzumildern oder um eine an
sich ungewünschte Verformung einer anderen Lamelle im Hinblick auf eine
Vergleichmäßigung der Flächenpressung zu kompensieren. Beispielsweise
könnte man entlang der axialen Ausdehnung des Lamellenpakets ab
wechselnd die Reibbelag-losen Lamellen nur in einem radial äußeren und nur
in einem radial inneren Radialbereich in Reibeingriff bringen und dement
sprechend lokal erwärmen. Häufig wird es aber auch ausreichen, nur eine
einzige oder wenige Lamellen nur radial innen oder nur radial außen in
Reibeingriff zu bringen und zu erwärmen, da der nicht-erwärmte Bereich der
Lamelle einer Verformung der Lamelle entgegenwirkt aufgrund in der
Lamelle wirkender innerer Kräfte, die auf dem resultierenden Temperatur
profil beruhen.
In diesem Zusammenhang wird es regelmäßig zweckmäßig sein, dass in
dem Lamellenpaket wenigstens eine Lamelle einerseits mit einer Nachbarla
melle in einem ersten Radialbereich und andererseits mit einer Nachbarla
melle in einem vom ersten Radialbereich deutlich verschiedenen zweiten
Radialbereich in Reibeingriff bringbar ist. Der erste Radialbereich kann sich
weiter nach radial außen als der zweite Radialbereich erstrecken. Ferner
kann der zweite Radialbereich sich weiter nach radial innen als der erste
Radialbereich erstrecken. Das Lamellenpaket kann Reibbeläger aus einem
Papiermaterial oder/und Reibbeläge aus einem Sintermaterial aufweisen.
Reibbeläge aus Sintermaterial sind insoweit vorteilhaft, als dieses Material
vergleichsweise gut wärmeleitend ist, wie oben ausgeführt, so dass der
betreffende Lamellenträger als Wärmezwischenspeicher dienen kann und
insoweit einer Überhitzung der Lamellen mit dementsprechender über
mäßiger Verformung entgegenwirkt.
Die im Zusammenhang mit den verschiedenen Aspekten der Erfindung
angesprochenen Merkmale einer Mehrfach-Kupplungseinrichtung bzw. eines
Antriebsstrangs können vorteilhaft kombiniert werden. Weitere unabhängige
Aspekte der Erfindung entnimmt der Fachmann den vorangehenden
Erläuterungen und der Figurenbeschreibung.
Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit
einer zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe angeordneten
Kupplungseinrichtung nach wenigstens einem Aspekt der Erfindung.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren gezeigten Aus
führungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in einer teilgeschnittenen Darstellung eine in einem
Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Getriebe
und einer Antriebseinheit angeordnete Doppelkupplung mit
zwei Lamellen-Kupplungsanordnungen.
Fig. 2-14 zeigen in der Fig. 1 entsprechenden Darstellungen Varianten
der Doppelkupplung der Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine in einem Antriebsstrang 10 zwischen einer Antriebseinheit
und einem Getriebe angeordnete Doppelkupplung 12. Von der Antriebsein
heit, beispielsweise eine Brennkraftmaschine, ist in Fig. 1 nur eine
Abtriebswelle 14, ggf. Kurbelwelle 14, mit einem zur Ankopplung eines
nicht dargestellten Torsionsschwingungsdämpfers dienenden Koppelende
16 dargestellt. Das Getriebe ist in Fig. 1 durch einen eine Getriebegehäuse
glocke 18 begrenzenden Getriebegehäuseabschnitt 20 und zwei Getriebeein
gangswellen 22 und 24 repräsentiert, die beide als Hohlwellen ausgebildet
sind, wobei die Getriebeeingangswelle 22 sich im Wesentlichen koaxial zur
Getriebeeingangswelle 24 durch diese hindurch erstreckt. Im Inneren der
Getriebeeingangswelle 22 ist eine Pumpenantriebswelle angeordnet, die zum
Antrieb einer getriebeseitigen, in Fig. 1 nicht dargestellten Ölpumpe dient,
wie noch näher erläutert wird.
Die Doppelkupplung 12 ist in die Getriebegehäuseglocke 18 aufgenommen,
wobei der Glockeninnenraum in Richtung zur Antriebseinheit durch einen
Deckel 28 verschlossen ist, der in eine Glockengehäuseöffnung eingepresst
ist oder/und darin durch einen Sprengring 30 gesichert ist. Weist die
Doppelkupplung, wie das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel, nass
laufende Reibungskupplungen, beispielsweise Membrankupplungen, auf, so
ist es in der Regel angebracht, für einen Dichteingriff zwischen dem Deckel
28 und dem von der Getriebegehäuseglocke 18 gebildeten Kupplungs
gehäuse zu sorgen, der beispielsweise mittels eines O-Rings oder eines
sonstigen Dichtrings hergestellt sein kann. In Fig. 1 ist ein Dichtring 32 mit
zwei Dichtlippen gezeigt.
Als Eingangsseite der Doppelkupplung 12 dient eine Kupplungsnabe 34, die
aus noch näher zu erläuternden Gründen aus zwei aneinander festgelegten
Ringabschnitten 36, 38 besteht. Die Kupplungsnabe 34 erstreckt sich durch
eine zentrale Öffnung des Deckels 28 in Richtung zur Antriebseinheit und
ist über eine Außenverzahnung 42 mit dem nicht dargestellten Torsions
schwingungsdämpfer gekoppelt, so dass über diesen eine Momentenüber
tragungsverbindung zwischen dem Koppelende 16 der Kurbelwelle 14 und
der Kupplungsnabe 34 besteht. Möchte man auf einen Torsionsschwin
gungsdämpfer generell oder an dieser Stelle im Antriebsstrang verzichten,
so kann die Kopplungsnabe 34 auch unmittelbar mit dem Koppelende 16
gekoppelt werden. Die Pumpenantriebswelle 26 weist an ihrem vom
Getriebe fernen Ende eine Außenverzahnung 44 auf, die in eine Innenver
zahnung 46 des Ringabschnitts 36 der Kupplungsnabe 34 eingreift, so dass
sich die Pumpenantriebswelle 26 mit der Kupplungsnabe 34 mitdreht und
dementsprechend die Ölpumpe antreibt, wenn der Kupplungsnabe 34 eine
Drehbewegung erteilt wird, im Regelfall von der Antriebseinheit und in
manchen Betriebssituationen eventuell auch vom Getriebe her über die
Doppelkupplung (beispielsweise in einer durch das Stichwort "Motor
bremse" charakterisierten Betriebssituation).
Der Deckel 28 erstreckt sich radial zwischen einem eine Radialausnehmung
50 der Gehäuseglocke 18 begrenzenden ringförmigen Umfangswand
abschnitt der Gehäuseglocke 18 und dem Ringabschnitt 38 der Nabe 34,
wobei es vorteilhaft ist, wenn zwischen einem radial inneren Wandbereich
52 des Deckels 28 und der Nabe 34, speziell dem Ringabschnitt 38, eine
Dichtungs- oder/und Drehlageranordnung 54 vorgesehen ist, speziell dann,
wenn - wie beim gezeigten Ausführungsbeispiel - der Deckel 28 an der
Gehäuseglocke 18 festgelegt ist und sich dementsprechend mit der
Doppelkupplung 12 nicht mitdreht. Eine Abdichtung zwischen dem Deckel
und der Nabe wird insbesondere dann erforderlich sein, wenn es sich, wie
beim Ausführungsbeispiel, bei den Kupplungsanordnungen der Doppelkupp
lung um nasslaufende Kupplungen handelt. Eine hohe Betriebssicherheit
auch im Falle von auftretenden Schwingungen und Vibrationen wird
erreicht, wenn die Dichtungs- oder/und Drehlageranordnung 54 axial am
Deckel 28 oder/und an der Kupplungsnabe 34 gesichert ist, etwa durch
einen nach radial innen umgebogenen Endabschnitt des Deckelrands 52,
wie in Fig. 1 zu erkennen ist.
An dem Ringabschnitt 38 der Nabe 34 ist ein Trägerblech 60 drehfest
angebracht, das zur Drehmomentübertragung zwischen der Nabe 34 und
einem Außenlamellenträger 62 einer ersten Lamellen-Kupplungsanordnung
64 dient. Der Außenlamellenträger 62 erstreckt sich in Richtung zum
Getriebe und nach radial innen zu einem Ringteil 66, an dem der Außen
lamellenträger drehfest angebracht ist und das mittels einer Axial- und
Radial-Lageranordnung 68 an den beiden Getriebeeingangswellen 22 und 24
derart gelagert ist, dass sowohl radiale als auch axiale Kräfte an den
Getriebeeingangswellen abgestützt werden. Die Axial- und Radial-Lager
anordnung 68 ermöglicht eine Relativverdrehung zwischen dem Ringteil 66
einerseits und sowohl der Getriebeeingangswelle 22 als auch der Getrie
beeingangswelle 24 andererseits. Auf den Aufbau und die Funktionsweise
der Axial- und Radial-Lageranordnung wird später noch näher eingegangen.
Am Ringteil 66 ist axial weiter in Richtung zur Antriebseinheit ein Außen
lamellenträger 70 einer zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72 drehfest
angebracht, deren Lamellenpaket 74 vom Lamellenpaket 76 der ersten
Lamellen-Kupplungsanordnung ringartig umgeben wird. Die beiden
Außenlamellenträger 62 und 70 sind, wie schon angedeutet, durch das
Ringteil 66 drehfest miteinander verbunden und stehen gemeinsam über das
mittels einer Außenverzahnung mit dem Außenlamellenträger 62 in
formschlüssigem Drehmomentübertragungseingriff stehende Trägerblech 60
mit der Kupplungsnabe 34 und damit - über den nicht dargestellten
Torsionsschwingungsdämpfer - mit der Kurbelwelle 14 der Antriebseinheit
in Momentenübertragungsverbindung. Bezogen auf den normalen Momen
tenfluss von der Antriebseinheit zum Getriebe dienen die Außenlamellen
träger 62 und 70 jeweils als Eingangsseite der Lamellen-Kupplungsanord
nung 64 bzw. 72.
Auf der Getriebeeingangswelle 22 ist mittels einer Keilnutenverzahnung o. dgl.
ein Nabenteil 80 eines Innenlamellenträgers 82 der ersten Lamellen-
Kupplungsanordnung 64 drehfest angeordnet. In entsprechender Weise ist
auf der radial äußeren Getriebeeingangswelle 24 mittels einer Keilnutenver
zahnung o. dgl. ein Nabenteil 84 eines Innenlamellenträger 86 der zweiten
Lamellen-Kupplungsanordnung 72 drehfest angeordnet. Bezogen auf den
Regel-Momentenfluss von der Antriebseinheit in Richtung zum Getriebe
dienen die Innenlamellenträger 82 und 86 als Ausgangsseite der ersten bzw.
zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 64 bzw. 72.
Es wird noch einmal auf die radiale und axiale Lagerung des Ringteils 66 an
den Getriebeeingangswellen 22 und 24 Bezug genommen. Zur radialen
Lagerung des Ringteils 66 dienen zwei Radial-Lagerbaugruppen 90 und 92,
die zwischen der radial äußeren Getriebeeingangswelle 24 und dem Ringteil
66 wirksam sind. Die axiale Lagerung des Ringteils 66 erfolgt betreffend
einer Abstützung in Richtung zur Antriebseinheit über das Nabenteil 84, ein
Axiallager 94, das Nabenteil 80 und einen das Nabenteil 80 an der radial
inneren Getriebeeingangswelle 22 axial sichernden Sprengring 96. Das
Ringteil 38 der Kupplungsnabe 34 ist wiederum über ein Axiallager 68 und
ein Radiallager 100 an dem Nabenteil 80 gelagert. In Richtung zum Getriebe
ist das Nabenteil 80 über das Axiallager 94 an einem Endabschnitt der radial
äußeren Getriebeeingangswelle 24 axial abgestützt. Das Nabenteil 84 kann
unmittelbar an einem Ringanschlag o. dgl. oder einem gesonderten
Sprengring o. dgl. in Richtung zum Getriebe an der Getriebeeingangswelle
24 abgestützt sein. Da das Nabenteil 84 und das Ringteil 66 gegeneinander
relativ-verdrehbar sind, kann zwischen diesen Komponenten ein Axiallager
vorgesehen sein, sofern nicht das Lager 92 sowohl Axiallager- als auch
Radiallagerfunktion hat. Vom Letzteren wird in Bezug auf das Ausführungs
beispiel in Fig. 1 ausgegangen.
Große Vorteile ergeben sich daraus, wenn, wie beim gezeigten Aus
führungsbeispiel, die sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitte der
Außenlamellenträger 62 und 70 auf einer axialen Seite einer zu einer Achse
A der Doppelkupplung 12 erstreckenden Radialebene angeordnet sind und
die sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitte der Innenlamellen
träger 82 und 86 der beiden Lamellen-Kupplungsanordnungen auf der
anderen axialen Seite dieser Radialebene angeordnet sind. Hierdurch wird
ein besonders kompakter Aufbau möglich, insbesondere dann, wenn - wie
beim gezeigten Ausführungsbeispiel - Lamellenträger einer Sorte (Außen
lamellenträger oder Innenlamellenträger, beim Ausführungsbeispiel die
Außenlamellenträger) drehfest miteinander verbunden sind und jeweils als
Eingangsseite der betreffenden Lamellen-Kupplungsanordnung in Bezug auf
den Kraftfluss von der Antriebseinheit zum Getriebe dienen.
In die Doppelkupplung 12 sind Betätigungskolben zur Betätigung der
Lamellen-Kupplungsanordnungen integriert, im Falle des gezeigten
Ausführungsbeispiels zur Betätigung der Lamellen-Kupplungsanordnungen
im Sinne eines Einrückens. Ein der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64
zugeordneter Betätigungskolben 110 ist axial zwischen dem sich radial
erstreckenden Abschnitt des Außenlamellenträgers 62 der ersten Lamellen-
Kupplungsanordnung 64 und dem sich radial erstreckenden Abschnitt des
Außenlamellenträgers 70 der zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72
angeordnet und an beiden Außenlamellenträgern sowie am Ringteil 66
mittels Dichtungen 112, 114, 116 axial verschiebbar und eine zwischen
dem Außenlamellenträger 62 und dem Betätigungskolben 110 ausgebildete
Druckkammer 118 sowie eine zwischen dem Betätigungskolben 110 und
dem Außenlamellenträger 70 ausgebildete Fliehkraft-Druckausgleichs
kammer 120 abdichtend geführt. Die Druckkammer 118 steht über einen in
dem Ringteil 66 ausgebildeten Druckmediumkanal 122 mit einer an einer
Druckmediumsversorgung, hier die bereits erwähnte Ölpumpe, ange
schlossenen Drucksteuereinrichtung, ggf. ein Steuerventil, in Verbindung,
wobei der Druckmediumskanal 122 über eine das Ringteil 66 aufnehmende,
ggf. getriebefeste Anschlusshülse an der Drucksteuereinrichtung ange
schlossen ist. Zum Ringteil 66 ist in diesem Zusammenhang zu erwähnen,
dass dieses für eine einfachere Herstellbarkeit insbesondere hinsichtlich des
Druckmediumkanals 122 sowie eines weiteren Druckmediumkanals
zweiteilig hergestellt ist mit zwei ineinander gesteckten hülsenartigen
Ringteilabschnitten, wie in Fig. 1 angedeutet ist.
Ein der zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72 zugeordneter Betäti
gungskolben 130 ist axial zwischen dem Außenlamellenträger 70 der
zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72 und einem sich im Wesentlichen
radial erstreckenden und an einem vom Getriebe fernen axialen Endbereich
des Ringteils 66 drehfest und fluiddicht angebrachten Wandungsteil 132
angeordnet und mittels Dichtungen 134, 136 und 138 am Außenlamellen
träger 70, dem Wandungsteil 132 und dem Ringteil 66 axial verschiebbar
und eine zwischen dem Außenlamellenträger 70 und dem Betätigungskolben
130 ausgebildete Druckkammer 140 sowie eine zwischen dem Betätigungs
kolben 130 und dem Wandungsteil 132 ausgebildete Fliehkraft-Druckaus
gleichskammer 142 abdichtend geführt. Die Druckkammer 140 ist über
einen weiteren (schon erwähnten) Druckmediumskanal 144 in entsprechen
der Weise wie die Druckkammer 118 an einer/der Drucksteuereinrichtung
angeschlossen. Mittels der Drucksteuereinrichtung(en) kann an den beiden
Druckkammern 118 und 140 wahlweise (ggf. auch gleichzeitig) von der
Druckmediumsquelle (hier Ölpumpe) aufgebrachter Druck angelegt werden,
um die erste Lamellen-Kupplungsanordnung 64 oder/und die zweite
Lamellen-Kupplungsanordnung 72 im Sinne eines Einrückens zu betätigen.
Zum Rückstellen, also zum Ausrücken der Kupplungen dienen Mem
branfedern 146, 148, von denen die dem Betätigungskolben 130 zugeord
nete Membranfeder 148 in der Fliehkraft-Druckausgleichskammer 142
aufgenommen ist.
Die Druckkammern 118 und 140 sind, jedenfalls während normalen
Betriebszuständen der Doppelkupplung 112, vollständig mit Druckmedium
(hier Hydrauliköl) gefüllt, und der Betätigungszustand der Lamellen-
Kupplungsanordnungen hängt an sich vom an den Druckkammern angeleg
ten Druckmediumsdruck ab. Da sich aber die Außenlamellenträger 62 und
70 samt dem Ringteil 66 und dem Betätigungskolben 110 und 130 sowie
dem Wandungsteil 133 im Fahrbetrieb mit der Kupplungswelle 14 mit
drehen, kommt es auch ohne Druckanlegung an den Druckkammern 118
und 140 von seiten der Drucksteuereinrichtung zu fliehkraftbedingten
Druckerhöhungen in den Druckkammern, die zumindest bei größeren
Drehzahlen zu einem ungewollten Einrücken oder zumindest Schleifen der
Lamellen-Kupplungsanordnungen führen könnten. Aus diesem Grunde sind
die schon erwähnten Fliehkraft-Druckausgleichskammern 120, 142
vorgesehen, die ein Druckausgleichsmedium aufnehmen und in denen es in
entsprechender Weise zu fliehkraftbedingten Druckerhöhungen kommt, die
die in den Druckkammern auftretenden fliehkraftbedingten Druckerhöhungen
kompensieren.
Man könnte daran denken, die Fliehkraft-Druckausgleichskammern 120 und
142 permanent mit Druckausgleichsmedium, beispielsweise Öl, zu füllen,
wobei man ggf. einen Volumenausgleich zur Aufnahme von im Zuge einer
Betätigung der Betätigungskolben verdrängtem Druckausgleichsmedium
vorsehen könnte. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform werden die
Fliehkraft-Druckausgleichskammern 120, 142 jeweils erst im Betrieb des
Antriebsstrangs mit Druckausgleichsmedium gefüllt, und zwar in Verbindung
mit der Zufuhr von Kühlfluid, beim gezeigten Ausführungsbeispiel speziell
Kühlöl, zu den Lamellen-Kupplungsanordnungen 64 und 72 über einen
zwischen dem Ringteil 66 und der äußeren Getriebeeingangswelle 24
ausgebildeten Ringkanal 150, dem die für das Kühlöl durchlässigen Lager
90, 92 zuzurechnen sind. Das Kühlöl fließt von einem getriebeseitigen
Anschluss zwischen dem Ringteil und der Getriebeeingangswelle 24 in
Richtung zur Antriebseinheit durch das Lager 90 und das Lager 92 hindurch
und strömt dann in einem Teilstrom zwischen dem vom Getriebe fernen
Endabschnitt des Ringteils 66 und dem Nabenteil 84 nach radial außen in
Richtung zum Lamellenpaket 74 der zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung
72, tritt aufgrund von Durchlassöffnungen im Innenlamellenträger 86 in den
Bereich der Lamellen ein, strömt zwischen den Lamellen des Lamellenpakets
74 bzw. durch Reibbelagnuten o. dgl. dieser Lamellen nach radial außen,
tritt durch Durchlassöffnungen im Außenlamellenträger 70 und Durchlass
öffnungen im Innenlamellenträger 82 in den Bereich des Lamellenpakets 76
der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64 ein, strömt zwischen den
Lamellen dieses Lamellenpakets bzw. durch Belagnuten o. dgl. dieser
Lamellen nach radial außen und fließt dann schließlich durch Durchlassöff
nungen im Außenlamellenträger 62 nach radial außen ab. An der Kühlölzu
fuhrströmung zwischen dem Ringteil 66 und der Getriebeeingangswelle 24
sind auch die Fliehkraft-Druckausgleichskammern 120, 142 angeschlossen,
und zwar mittels Radialbohrungen 152, 154 im Ringteil 66. Da bei
stehender Antriebseinheit das als Druckausgleichsmedium dienende Kühlöl
in den Druckausgleichskammern 120, 142 mangels Fliehkräften aus den
Druckausgleichskammern abläuft, werden die Druckausgleichskammern
jeweils wieder neu während des Betriebs des Antriebsstrangs (des
Kraftfahrzeugs) gefüllt.
Da eine der Druckkammer 140 zugeordnete Druckbeaufschlagungsfläche
des Betätigungskolbens 130 kleiner ist und sich überdies weniger weit nach
radial außen erstreckt als eine der Druckausgleichskammer 142 zugeordnete
Druckbeaufschlagungsfläche des Kolbens 130, ist in dem Wandungsteil 132
wenigstens eine Füllstandsbegrenzungsöffnung 156 ausgebildet, die einen
maximalen, die erforderliche Fliehkraftkompensation ergebenden Radial
füllstand der Druckausgleichskammer 142 einstellt. Ist der maximale
Füllstand erreicht, so fließt das über die Bohrung 154 zugeführte Kühlöl
durch die Füllstandsbegrenzungsöffnung 156 ab und vereinigt sich mit dem
zwischen dem Ringteil 66 und dem Nabenteil 84 nach radial außen
tretenden Kühlölstrom. Im Falle des Kolbens 110 sind die der Druckkammer
118 und die der Druckausgleichskammer 120 zugeordneten Druckbeauf
schlagungsflächen des Kolbens gleich groß und erstrecken sich im gleichen
Radialbereich, so dass für die Druckausgleichskammer 120 entsprechende
Füllstandsbegrenzungsmittel nicht erforderlich sind.
Der Vollständigkeit halber soll noch erwähnt werden, dass im Betrieb
vorzugsweise noch weitere Kühlölströmungen auftreten. So ist in der
Getriebeeingangswelle 24 wenigstens eine Radialbohrung 160 vorgesehen,
über die sowie über einen Ringkanal zwischen den beiden Getriebeeingangs
wellen ein weiterer Kühlölteilstrom fließt, der sich in zwei Teilströme
aufspaltet, von denen einer zwischen den beiden Nabenteilen 80 und 84
(durch das Axiallager 94) nach radial außen fließt und der andere Teilstrom
zwischen dem getriebefernen Endbereich der Getriebeeingangswelle 22 und
dem Nabenteil 80 sowie zwischen diesem Nabenteil 84 und dem Ring
abschnitt 38 der Kupplungsnabe 34 (durch die Lager 98 und 100) nach
radial außen strömt.
Da sich das nach radial außen strömende Kühlöl benachbart einem radial
äußeren Abschnitt des der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64
zugeordneten Betätigungskolbens 110 ansammeln könnte und zumindest bei
größeren Drehzahlen fliehkraftbedingt die Einrückbewegung dieses Kolbens
behindern könnte, weist der Kolben 110 wenigstens eine Druckausgleichs
öffnung 162 auf, die einen Kühlölfluss von einer Seite des Kolbens zur
anderen ermöglicht. Es wird dementsprechend zu einer Ansammlung von
Kühlöl auf beiden Seiten des Kolbens kommen mit entsprechender
Kompensation fliehkraftbedingt auf den Kolben ausgeübter Druckkräfte.
Ferner wird verhindert, dass andere auf einer Wechselwirkung des Kühlöls
mit dem Kolben beruhende Kräfte die erforderlichen axialen Kolbenbewegun
gen behindern. Es wird hier beispielsweise an hydrodynamische Kräfte o.
dgl. gedacht sowie an ein "Festsaugen" des Kolbens am Außenlamellen
träger 62.
Es ist auch möglich, wenigstens eine Kühlölabflussöffnung im sich radial
erstreckenden, radial äußeren Bereich des Außenlamellenträgers 62 der
ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64 vorzusehen. Eine derartige
Kühlölabflussöffnung ist bei 164 gestrichelt angedeutet. Um trotzdem eine
hinreichende Durchströmung des Lamellenpakets 76 der ersten Lamellen-
Kupplungsanordnung 64 mit Kühlfluid (Kühlöl) zu gewährleisten, kann ein
Kühlölleitelement (allgemein ein Kühlfluidleitelement) vorgesehen sein. In
Fig. 1 ist gestrichelt angedeutet, dass eine benachbarte Endlamelle 166 des
Lamellenpakets 76 einen Kühlölleitabschnitt 168 aufweisen könnte, so dass
die Endlamelle 166 selbst als Kühlölleitelement dient.
Im Hinblick auf eine einfache Ausbildung der Drucksteuereinrichtung für die
Betätigung der beiden Lamellen-Kupplungsanordnungen wurde bei dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 1 vorgesehen, dass eine für die radial innere
Lamellen-Kupplungsanordnung 72 bezogen auf einen Betätigungsdruck an
sich gegebene, im Vergleich zur anderen Kupplungsanordnung 64 geringere
Momentenübertragungsfähigkeit (aufgrund eines geringeren effektiven
Reibradius als die radial äußere Kupplungsanordnung 64) zumindest
teilweise kompensiert wird. Hierzu ist die der Druckkammer 140 zugeord
nete Druckbeaufschlagungsfläche des Kolbens 130 größer als die der
Druckkammer 118 zugeordnete Druckbeaufschlagungsfläche des Kolbens
110, so dass bei gleichem Hydrauliköldruck in den Druckkammern auf den
Kolben 130 größere axial gerichtete Kräfte als auf den Kolben 110 ausgeübt
werden.
Es sollte noch erwähnt werden, dass durch eine radiale Staffelung der den
Kolben zugeordneten Dichtungen, speziell auch eine axiale Überlappung von
wenigstens einigen der Dichtungen, eine gute Ausnutzung des zur Verfü
gung stehenden Bauraums ermöglicht.
Bei den Lamellenpaketen 74, 76 können Maßnahmen zur Vermeidung der
Gefahr einer Überhitzung getroffen sein zusätzlich zu der schon beschriebe
nen Zufuhr von Kühlöl und der Ausbildung von (in der Fig. 1 nur schema
tisch angedeuteten) Kühlöldurchtrittsöffnungen in den Lamellenträgern. So
ist es vorteilhaft, wenigstens einige der Lamellen als "Wärmezwischen
speicher" zu nutzen, die etwa während eines Schlupfbetriebs entstehende,
die Wärmeabfuhrmöglichkeiten mittels des Kühlfluids (hier Kühlöls) oder
durch Wärmeleitung über die Lamellenträger momentan überfordernde
Wärme zwischenspeichern, um die Wärme zu einem späteren Zeitpunkt,
etwa in einem ausgekuppelten Zustand der betreffenden Lamellen-Kupp
lungsanordnung, abführen zu können. Hierzu sind bei der radial inneren
(zweiten) Lamellen-Kupplungsanordnung reibbelaglose, also keinen
Reibbelag tragende Lamellen axial dicker als Lamellentragelemente von
Reibbelag-tragenden Lamellen ausgebildet, um für die reibbelaglosen
Lamellen jeweils ein vergleichsweise großes Materialvolumen mit ent
sprechender Wärmekapazität vorzusehen. Diese Lamellen sollten aus einem
Material hergestellt werden, das eine nennenswerte Wärmespeicherfähigkeit
(Wärmekapazität) hat, beispielsweise aus Stahl. Die Reibbelag-tragenden
Lamellen können im Falle einer Verwendung von üblichen Reibbelägen,
beispielsweise aus Papier, nur wenig Wärme zwischenspeichern, da Papier
eine schlechte Wärmeleitfähigkeit hat.
Die Wärmekapazität der die Reibbeläge tragenden Reibbelagtragelemente
können ebenfalls als Wärmespeicher verfügbar gemacht werden, wenn man
anstelle von Belagmaterialien mit geringer Leitfähigkeit Belagmaterialien mit
hoher Leitfähigkeit verwendet. In Betracht kommt die Verwendung von
Reibbelägen aus Sintermaterial, das eine vergleichsweise hohe Wärmeleitfä
higkeit hat. Problematisch an der Verwendung von Sinterbelägen ist
allerdings, dass Sinterbeläge einen degressiven Verlauf des Reibwerts µ über
einer Schlupfdrehzahl (Relativdrehzahl ΔN zwischen den reibenden
Oberflächen) aufweisen, also dass dµ/dΔN < 0 gilt. Ein degressiver Verlauf
des Reibwerts ist insoweit nachteilig, als dieser eine Selbsterregung von
Schwingungen im Antriebsstrang fördern kann bzw. derartige Schwingun
gen zumindest nicht dämpfen kann. Es ist deshalb vorteilhaft, wenn in
einem Lamellenpaket sowohl Lamellen mit Reibbelägen aus Sintermaterial
als auch Lamellen mit Reibbelägen aus einem anderen Material mit
progressivem Reibwertverlauf über der Schlupfdrehzahl (dµ/dΔN < 0)
vorgesehen sind, so dass sich für das Lamellenpaket insgesamt ein
progressiver Reibwertverlauf über der Schlupfdrehzahl oder zumindest
näherungsweise ein neutraler Reibwertverlauf über der Schlupfdrehzahl
(dµ/dΔN = 0) ergibt und dementsprechend eine Selbsterregung von
Schwingungen im Antriebsstrang zumindest nicht gefördert wird oder
- vorzugsweise - Drehschwingungen im Antriebsstrang sogar (aufgrund eines
nennenswert progressiven Reibwertverlaufs über der Schlupfdrehzahl)
gedämpft werden.
Es wird hier davon ausgegangen, dass beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1
das Lamellenpaket 74 der radial inneren Lamellen-Kupplungsanordnung 60
ohne Sinterbeläge ausgeführt ist, da die radial äußere Lamellen-Kupplungs
anordnung 64 vorzugsweise als Anfahrkupplung mit entsprechendem
Schlupfbetrieb eingesetzt wird. Letzteres, also die Verwendung der radial
äußeren Lamellen-Kupplungsanordnung als Anfahrkupplung, ist insoweit
vorteilhaft, als dass aufgrund des größeren effektiven Reibradius diese
Lamellen-Kupplungsanordnung mit geringeren Betätigungskräften (für die
gleiche Momentenübertragungsfähigkeit) betrieben werden kann, so dass
die Flächenpressung gegenüber der zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung
reduziert sein kann. Hierzu trägt auch bei, wenn man die Lamellen der
ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64 mit etwas größerer radialer Höhe
als die Lamellen der zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72 ausbildet.
Gewünschtenfalls können aber auch für das Lamellenpaket 74 der radial
inneren (zweiten) Lamellen-Kupplungsanordnung 72 Reibbeläge aus
Sintermaterial verwendet werden, vorzugsweise - wie erläutert - in
Kombination mit Reibbelägen aus einem anderen Material, etwa Papier.
Während bei dem Lamellenpaket 74 der radial inneren Lamellen-Kupplungs
anordnung 72 alle Innenlamellen Reibbelag-tragende Lamellen und alle
Außenlamellen belaglose Lamellen sind, wobei die das Lamellenpaket axial
begrenzenden Endlamellen Außenlamellen und damit belaglose Lamellen
sind, sind beim Lamellenpaket 76 der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung
64 die Innenlamellen belaglose Lamellen und die Außenlamellen ein
schließlich der Endlamellen 166, 170 Reibbelag-tragende Lamellen.
Wenigstens die Endlamellen 166 und 168 weisen nach einer bevorzugten
Ausbildung axial wesentlich dickere Belagtragelemente als die Belagtrag
elemente der anderen Außenlamellen auf und sind mit Belägen aus
Sintermaterial ausgebildet, um die ein vergleichsweise großes Volumen
aufweisenden Belagtragelemente der beiden Endlamellen als Wärme
zwischenspeicher nutzbar zu machen. Wie beim Lamellenpaket 74 sind die
belaglosen Lamellen axial dicker als die Lamellentragelemente der Reibbelag-
tragenden Lamellen (mit Ausnahme der Endlamellen), um eine vergleichs
weise große Wärmekapazität zur Wärmezwischenspeicherung bereitzustel
len. Die axial innen liegenden Außenlamellen sollten zumindest zum Teil
Reibbeläge aus einem anderen, einen progressiven Reibwertverlauf
zeigenden Material, aufweisen, um für das Lamellenpaket insgesamt
zumindest eine näherungsweise neutralen Reibwertverlauf über der
Schlupfdrehzahl zu erreichen.
Weitere Einzelheiten der Doppelkupplung 12 gemäß dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel sind für den Fachmann ohne weiteres aus Fig. 1
entnehmbar. So ist die Axialbohrung im Ringabschnitt 36 der Kupplungs
nabe 34, in der die Innenverzahnung 46 für die Pumpenantriebswelle
ausgebildet ist, durch einen darin festgelegten Stopfen 180 öldicht
verschlossen. Das Trägerblech 60 ist am Außenlamellenträger 62 durch
zwei Halteringe 172, 174 axial fixiert, von denen der Haltering 172 auch die
Endlamelle 170 axial abstützt. Ein entsprechender Haltering ist auch für die
Abstützung des Lamellenpakets 74 am Außenlamellenträger 70 vorgesehen.
Es sollte noch betreffend die Ausbildung der Außenlamellen der ersten
Lamellen-Kupplungsanordnung 64 als Belag-tragende Lamellen erwähnt
werden, dass in Verbindung mit der Zuordnung der Außenlamellen zur
Eingangsseite der Kupplungseinrichtung eine bessere Durchflutung des
Lamellenpakets 76 erreicht wird, wenn die Reibbeläge - wie herkömmlich
regelmäßig üblich - mit Reibbelagnuten oder anderen Fluiddurchgängen
ausgebildet sind, die eine Durchströmung des Lamellenpakets auch im
Zustand des Reibeingriffs ermöglichen. Da die Eingangsseite sich auch bei
ausgekuppelter Kupplungsanordnung mit der Antriebseinheit bzw. dem
Koppelende 16 bei laufender Antriebseinheit mitdreht, kommt es aufgrund
der umlaufenden Reibbelagnuten bzw. der umlaufenden Fluiddurchgänge zu
einer Art Förderwirkung mit entsprechender besserer Durchflutung des
Lamellenpakets. In Abweichung von der Darstellung in Fig. 1 könnte man
auch die zweite Lamellen-Kupplungsanordnung dementsprechend ausbilden,
also die Außenlamellen als Reibbelag-tragende Lamellen ausbilden.
Im Folgenden werden anhand der Fig. 2 bis 14 weitere Ausführungsbei
spiele erfindungsgemäßer Mehrfach-Kupplungseinrichtungen, speziell
erfindungsgemäßer Doppel-Kupplungseinrichtungen, hinsichtlich ver
schiedener Aspekte erläutert. Da die Ausführungsbeispiele der Fig. 2 bis 14
im grundlegenden Aufbau dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 entsprechen
und die Darstellungen der Fig. 2 bis 14 dem Fachmann auf Grundlage der
vorangehenden detaillierten Erläuterung des Ausführungsbeispiels der Fig.
1 unmittelbar verständlich sind, kann darauf verzichtet werden, die
Ausführungsbeispiele der Fig. 2 bis 14 in allen Einzelheiten zu erläutern. Es
wird insoweit auf die vorangehende Erläuterung des Ausführungsbeispiels
der Fig. 1 verwiesen, die sich weitestgehend ohne Weiteres auf die
Ausführungsbeispiele der Fig. 2 bis 14 übertragen lässt. Für die Aus
führungsbeispiele der Fig. 2 bis 14 wurden die gleichen Bezugszeichen wie
für das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 verwendet. Soweit die Doppelkupp
lungen der Ausführungsbeispiele der Fig. 2 bis 14 dem Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 entsprechen, wurde der besseren Übersichtlichkeit wegen darauf
verzichtet, alle Bezugszeichen der Fig. 1 auch in die Fig. 2 bis 14 zu
übernehmen.
Ein für Kupplungseinrichtungen mit nasslaufenden Kupplungsanordnungen
wichtiger Aspekt ist die Abdichtung des Kupplungsraumes und im
Zusammenhang damit die Fixierung des Deckels 28 in der Öffnung des
Kupplungsgehäuses 20. Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 3, 6 und 7
weist der Deckel 28 ein radiales Übermaß auf und ist in der Öffnung des
vom Gehäuseabschnitt 20 gebildeten Kupplungsgehäuses eingepresst. Da
es unter Umständen zu einem Tellern und Wellen des Deckels kommen
kann, ist der Dichtring 32 vorgesehen, der das Kupplungsgehäuse abdichtet.
Der Dichtring hat überdies die Aufgabe, etwaige Schwingungen mit axialen
Relativbewegungen zwischen Deckel 28 einerseits und Kupplungsgehäuse
andererseits zu dämpfen. Der Dichtring, der als O-Ring ausgebildet sein
kann, kann am Deckel oder/und am Gehäuse gelagert sein und hierzu in eine
Ringnut des Gehäuses (vgl. Fig. 7b) oder/und in eine in einem Randabschnitt
des Deckels 28 ausgebildete Ringnut des Deckels (vgl. Fig. 7a) aufgenom
men sein. Für höhere Dichtwirkung könnte man an Stelle eines O-Rings
auch zwei oder mehr axial nebeneinander angeordnete O-Ringe vorsehen.
Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung eines Dichtrings mit zwei oder
mehr Dichtlippen (vgl. Fig. 1 und Fig. 14).
Für höhere Anforderungen an die Dichtigkeit kommen die bei den Aus
führungsbeispielen der Fig. 2, 6, 8, 9, 10, 11 und 12 angewendeten
Lösungen in Betracht. Bei einigen dieser Ausführungsbeispielen (vgl. z. B.
Fig. 2 und 11) wurde vor der Montage des Deckels 28 ein Gummi- oder
Kunststoffring eingelegt oder alternativ ein ringförmiges Ringelement
eingespritzt. Das betreffende, auf diese Weise vorgesehene Dichtelement
ist in den Figuren mit 200 bezeichnet. Durch das Montieren des Deckels
wird dieses elastische Element, also der Gummi- oder Kunststoffring bzw.
das eingespritzte Dichtelement, zwischen dem Deckel 28 und dem Gehäuse
20 axial geklemmt. In Verbindung mit dem Dichtring 32 ist eine doppelte
Abdichtung erreicht. Häufig wird man auf den Dichtring 32 auch verzichten
können, da durch das axial geklemmte Dichtelement eine sehr hohe
Dichtwirkung erreicht wird. Die axiale Sicherung übernimmt, ähnlich wie
beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1, ein Sprengring 30, wenn die zwischen
dem Deckel 28 und dem Gehäuse 20 ggf. wirkenden Klemmkräfte nicht
ausreichen. Eine Alternative zum Sprengring ist beim Ausführungsbeispiel
der Fig. 5 verwirklicht. An Stelle des Sprengrings ist hier ein ringförmiges
Sicherungsblech 210 vorgesehen, das beispielsweise mittels Schrauben 212
am Kupplungsgehäuse 20 festgelegt ist. An Stelle eines ringförmigen
Sicherungsblechs 210 könnte auch eine Mehrzahl von gesonderten
Sicherungsblechsegmenten vorgesehen sein. Eine derartige Sicherung des
Deckels 28 ist auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 8 vorgesehen. An
Stelle eines ringförmigen Sicherungsblechs oder einer Mehrzahl von
Sicherungsblechsegmenten könnten auch am Kupplungsgehäuse einge
schraubte Schrauben mit in den Radialbereich des Deckels 28 vorstehenden
Schraubenköpfen oder Unterlegelementen (etwa Scheiben oder Federn)
vorgesehen sein.
Eine hervorragende Abdichtung des Kupplungsraumes wird durch die bei
den Ausführungsbeispielen der Fig. 9 und 10 verwirklichten Lösungen
erreicht. Bei diesen Ausführungsbeispielen wurde nach der Montage des
Deckels 28 eine Dichtmasse 205, beispielsweise ein abdichtender Schaum
205 (alternativ: ein Elastomer oder dergleichen) auf die Dichtstelle zwischen
dem Deckel 28 und dem Gehäuse 20 gespritzt. Dieser Schaum 205 (oder
allgemein: diese Dichtmasse 205) kann zusätzlich die Funktion einer axialen
Sicherung für den Deckel 28 übernehmen (auf den Sprengring 30 des
Ausführungsbeispiels der Fig. 9 kann somit eventuell verzichtet werden).
Ferner kann der Schaum 205 Schwingungen mit axialen Relativbewegungen
oder/und radialen Relativbewegungen zwischen Deckel 28 einerseits und
Gehäuse 20 andererseits dämpfen.
Zur Beherrschung etwaiger Restleckagen, beispielsweise dann, wenn man
mit einer besonders einfachen Dichtungsanordnung, beispielsweise nur
einem O-Ring, auskommen möchte, kann entsprechend dem Ausführungs
beispiel der Fig. 6 ein von einer Rinne 220 gebildeter Ölauffang im
Kupplungsgehäuse 20 vorgesehen sein. Es reicht aus, wenn die Rinne 220
nur in einem unteren Bereich des Kupplungsgehäuses vorgesehen ist, sie
braucht also nicht umlaufend ausgebildet sein. Die Rinne 220 kann mit
einem Sammelreservoir verbunden sein. Unter Umständen reicht es auch
aus, wenn die Rinne nur im Rahmen üblicher Wartungsarbeiten turnusmäßig
über einen Ablass entleert wird.
Eine weitere, im Falle einer nasslaufenden Kupplungsanordnung bzw. im
Falle nasslaufender Kupplungsanordnungen abzudichtende Stelle befindet
sich radial innen zwischen der Eingangsseite (Nabe 34) der Kupplungsein
richtung und dem Deckel 28. Da der Deckel 28 stationär ist und die Nabe
34 bei laufender Antriebseinheit rotiert, sollte eine entsprechend wirkungs
volle und die Rotation der Nabe 34 gegenüber dem Deckel 28 ohne
übermäßigen Verschleiß aushaltende Dichtungsanordnung 54 vorgesehen
werden, die unter Umständen zusätzlich eine Lagerfunktion erfüllen kann.
Ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist bei den Ausführungsbei
spielen der Fig. 3, 9 und 14 eine axiale Sicherung der Dichtungsanordnung
54 mittels eines umgebogenen Deckelrandabschnitts oder "Überhangs" (Fig.
3, Fig. 14) oder einer Materialverpressung am Deckelrand (Fig. 9) vor
gesehen. Im Bereich des "Überhanges" kann der Deckel 28 geschlitzt sein.
Ansonsten sollte zumindest der Teil des Deckels im radialen Bereich der
Dichtungsanordnung 54 geschlossen sein, um Leckagen so weit wie
möglich zu vermeiden.
Ein wichtiger Aspekt ist die Lagerung der Kupplungseinrichtung im
Antriebsstrang. Vorzugsweise ist die Kupplungseinrichtung an den
Getriebeeingangswellen 22 und 24 axial und radial gelagert und nicht oder
höchstens sekundär (etwa unter Vermittlung des Deckels 28 oder/und einer
das Ringteil 66 aufnehmenden Anschlusshülse) am Getriebegehäuse.
Hierdurch wird erreicht, dass die Toleranzen, die das Getriebegehäuse im
Bereich der Gehäuseglocke 18 und die Kupplungseinrichtung (Doppelkupp
lung 12) erfüllen müssen, weniger streng sind. Vorzugsweise kommen Lager
zum Einsatz, die sowohl als Axial- als auch als Radiallagerung dienen. Es
wird auf die Lager 68 der Ausführungsbeispiele der Fig. 1, 3 und 11
verwiesen. Die je nach Ausbildung ggf. als Kompaktlager bezeichenbaren
Axial- und Radiallager können für das Kühlfluid, hier für das Kühlöl,
durchlässig ausgeführt sein und so die vorteilhafte Zufuhr des Öls zwischen
dem Ringteil 66 einerseits und den Getriebeeingangswellen 22, 24
andererseits ermöglichen.
Ein weiterer Aspekt betrifft die Führung der Betätigungskolben 110 und
130. Wie schon im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der Fig.
1 beschrieben, ist der Betätigungskolben 110 der das radial äußere
Lamellenpaket 76 aufweisenden ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64
sowohl am ersten Außenlamellenträger 62 als auch am zweiten Außen
lamellenträger 70 verschieblich geführt. Diese doppelte Führung sowohl am
ersten als auch am zweiten Außenlamellenträger ist insbesondere dann
besonders sinnvoll, wenn der Betätigungskolben, wie bei den hier gezeigten
Ausführungsbeispielen, mit einem vom Radialbereich der ersten Druckkam
mer 118 relativ weit radial nach außen vorkragenden und damit einen relativ
langen effektiven Hebelarm aufweisenden Abschnitt 230 (Fig. 2) am
Lamellenpaket 76 angreift. Die über den "Hebelarm" 230 auf den Betäti
gungskolben 110 ausgeübten Gegenkräfte des Lamellenpakets können so
sicher in die Außenlamellenträger abgeleitet werden, ohne dass es zu einer
Verformung des Betätigungskolbens 110 kommt, die zu einer Selbst
hemmung führen könnte. Betreffend den zweiten Betätigungskolben 130
sind derartige Verformungen weniger zu befürchten, wenn - wie bei den hier
gezeigten Ausführungsbeispielen - der zum zweiten Lamellenpaket 74
vorkragende Abschnitt des Betätigungskolbens 130 weniger weit radial
vorsteht und dementsprechend keine nennenswerte "Kraftverstärkung"
durch einen effektiven Hebelarm auftritt. Eine der Führung des ersten
Betätigungskolbens 110 am zweiten Außenlamellenträger 70 entsprechende
zusätzliche Führung des zweiten Betätigungskolbens 130 ist gleichwohl
unter Vermittlung der Dichtung 136 am Wandungsteil 132 erreicht (vgl. Fig.
1).
Ein wichtiger Aspekt ist die Abdichtung der Druckkammern und der
Druckausgleichskammern. Betreffend die Druckausgleichskammer 142 ist
beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 eine äußerst zweckmäßige Ausführung
des Dichtungselements 136 verwirklicht. Das Dichtungselement 136 ist als
gewölbtes Dichtungselement 136' ausgeführt, das dem die Wandung 132
bildenden Blechteil am radial äußeren Rand übergezogen oder an diesem
Rand angespritzt ist. Dies ist eine besonders montagefreundliche Aus
führung des Dichtungselements 136', die dazu führt, dass das Dichtungs
element 136' am Rand des Wandungsteils 132 axial festgelegt ist, sich also
mit dem Betätigungskolben 130 nicht mitbewegt.
Das Dichtungselement 136' der Fig. 2 kann eine derartige Axialabmessung
aufweisen, dass es im eingerückten Zustand der zweiten Lamellen-
Kupplungsanordnung 72 an einem zugeordneten Abschnitt des zweiten
Betätigungskolbens 130 angreift und als ein das Öffnen der zweiten
Lamellen-Kupplungsanordnung 72 unterstützendes, also den Betätigungs
kolben 130 in Richtung zu einer Ausrückposition vorspannendes Feder
element wirkt. Auch die zwischen dem zweiten Außenlamellenträger 70 und
dem ersten Betätigungskolben 110 wirkende Dichtung 114 kann ent
sprechend ausgebildet sein, so dass auch die Ausrückbewegung des ersten
Betätigungskolbens 110 durch die Dichtung 114 unterstützt wird. Betref
fend den zweiten Betätigungskolben 130 kann dessen Ausrückbewegung
alternativ oder zusätzlich auch durch das hierzu elastisch verformbar
ausbildbare Wandungsteil 132 unterstützt werden. Durch die Unterstützung
der Ausrückbewegungen der Betätigungskolben wird erreicht, dass die
Lamellen-Kupplungsanordnungen schneller im Sinne eines Ausrückens
ansprechen, als wenn nur die Membranfedern 146 und 148 (Fig. 1)
vorgesehen wären. Im Falle der Fig. 2 sind beide Membranfedern in der
jeweiligen Druckausgleichskammer 120 bzw. 142 angeordnet.
Alternativen zur Ausbildung der Dichtungselemente als im Querschnitt sich
im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckende Ringelemente sind in den
Fig. 7c und 7d dargestellt, die alternative Ausgestaltungen der Doppelkupp
lung 12 im Bereich des mit x bezeichneten Bereiches der Fig. 7a erkennen
lassen. Gemäß der in Fig. 7c gezeigten Ausführungsvariante sind in den
Außenlamellenträger 62 (oder/und - alternativ/zusätzlich - in den Kolben
110) Ringnuten 240 eingearbeitet, die zusammen mit einer zugeordneten
Oberfläche des jeweiligen anderen Teils (Kolben oder Außenlamellenträger)
eine Labyrinth-Dichtung bilden. Auf Dichtungselemente aus Kunststoff,
Gummi oder dergleichen kann dann verzichtet werden. Dies ist insbesondere
insofern vorteilhaft, als dass die beiden miteinander im Dichteingriff
stehenden Dichtungspartner den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten
haben können. Hierdurch wird erreicht, dass es im Falle von Temperatur
änderungen oder -schwankungen zu keinen wesentlichen Änderungen der
Reibung zwischen den Dichtungspartnern oder zu einer nennenswerten
Verschlechterung der Dichtwirkung, ggf. zu Leckagen, kommt.
Eine andere Möglichkeit der Ausführung der Dichtungen ist in Fig. 7d
dargestellt. An Stelle des sich im Querschnitt primär in axialer Richtung
erstreckenden Dichtungsrings 112 der Fig. 7a ist gemäß Fig. 7d ein sich im
Querschnitt überwiegend in radialer Richtung erstreckender Dichtring 112'
vorgesehen, der in einem Ausformung 250 des ersten Betätigungskolbens
110 eingesetzt ist. Das Dichtelement 112' greift an einer Innenumfangs
fläche des ersten Außenlamellenträgers 62 in der Art eines Abstreifers an.
Das Dichtelement 112' ist zwischen der Innenumfangsfläche des Außen
lamellenträgers 62 und einem Boden der Ausformung 250 des Betätigungs
kolbens 110 derart eingespannt, dass im ausgerückten Zustand der ersten
Lamellen-Kupplungsanordnung 64 die in Fig. 7d dargestellte Wölbung des
Dichtungselements 112' resultiert. Bei einem Einrücken der ersten Lamellen-
Kupplungsanordnung kommt es zu einer Entspannung und Streckung (im
Querschnitt) des Dichtelements 112'. Das Dichtelement 112' ist also im
Zustand der Fig. 7d, also im Falle, dass der Betätigungskolben 110 in seiner
einer ausgerückten Lamellen-Kupplungsanordnuncl entsprechenden
Endposition ist, auf maximalen Dichteingriff beansprucht. Demgegenüber ist
es in Abweichung von der in Fig. 7d dargestellten Ausführung bevorzugt,
dass das betreffende Dichtelement beim Einrücken der Kupplung auf
maximalen Dichteingriff beansprucht wird. Hierzu kann an Stelle des
Dichtelements 112' ein in Fig. 7d herausgezeichnet dargestelltes Dicht
element 112" in die Ausformung 250 eingesetzt werden, das im entspann
ten, noch nicht eingesetzten Zustand entgegengesetzt zum Dichtelement
112' gewölbt ist. Hierdurch wird erreicht, dass das Dichtelement 112"
durch den Druck im Druckraum 118 sowie durch die Axialbewegung des
Betätigungskolbens 110 im Sinne eines Einrückens auf zunehmende
"Streckung" und damit zunehmenden Dichteingriff beansprucht wird. Ein
gestreckter Spannungszustand des Dichtelements 12" ist in Fig. 7d als
weitere Herauszeichnung dargestellt und wird im Zuge der Einrückbewegung
des ersten Betätigungskolbens 110, ggf. erst in seiner axialen Einrück-
Endposition, erreicht und kann vor allem auf die Einwirkung des Drucks in
der Druckkammer 118 auf das Dichtelement 112" zurückgeführt werden,
der das Dichtelement in die Ausformung 250 zusätzlich einpresst. Hierdurch
wird eine besonders wirkungsvolle Abdichtung der Druckkammer 118
erreicht, und zwar vor allem im eingerückten Zustand bzw. im Zuge des
Einrückens der zugeordneten Lamellen-Kupplungsanordnung 64. Es ist
äußerst sinnvoll, maximale Dichtwirkung im Zustand des seine axiale
Einrück-Endposition einnehmenden Betätigungskolbens vorzusehen, also
dann, wenn das Lamellenpaket 76 maximal zusammengepresst wird und in
der Druckkammer 118 maximaler Druck herrscht. Speziell in dieser
Betriebssituation sollte eine Leckage möglichst nicht auftreten.
Ein weiterer Vorteil der in Fig. 7d dargestellten Ausführungsmöglichkeit für
den Bereich x in Fig. 7a (entsprechendes gilt für die übrigen, dem Betäti
gungskolben zugeordneten Dichtungen) ist die Ersparnis von vor allem
axialem Bauraum, da eine einseitige Nut ausreicht und die Nuttiefe in einem
radial verlaufenden Abschnitt des Betätigungskolbens 110 (oder alternativ
des Außenlamellenträgers) liegen kann. Es sind somit dünne Wandstärken
möglich. Die die Ausformung bildende Nut kann einfach hergestellt werden,
beispielsweise durch Einwalzen.
Die Art und Weise der Anordnung der Betätigungskolben und speziell der
diesen zugeordneten Dichtungen hat einen Einfluss auf den benötigten
axialen und radialen Bauraum. Ein wichtiger Parameter in diesem Zu
sammenhang sind die in Fig. 5 eingezeichneten Winkel α1, α2, und α3, die im
Falle des Ausführungsbeispiels der Fig. 5 etwa 55° (α1), etwa 45° (α2) bzw.
etwa 25° (a3) betragen. Als Winkel α1, α2 und α3 sind die Winkel zwischen
einer zur Achse A parallelen Horizontalen und den die Lichtungen 114 und
136, die Dichtungen 112 und 134 bzw. die Dichtungen 116 und 138
schneidenden Geraden definiert. Es hat sich gezeigt, dass eine Anordnung
der Dichtungen in einem Winkelbereich entsprechend einem Winkel α1, α2
bzw. α3 von etwa 10° bis 70° im Hinblick auf die Kompaktheit der
Doppelkupplung 12 vorteilhaft ist. Die Winkel α1 und α2 sind diesbezüglich
von besonderer Bedeutung. Fig. 5 macht augenfällig, dass es nicht
erforderlich ist, dass einander entsprechende Dichtungen auf gleichem
Durchmesser oder Radius laufen müssen. Es kann vielmehr etwa im Hinblick
auf die Kompaktheit äußerst vorteilhaft sein, diese Dichtungen auf
unterschiedlichen Durchmessern oder Radien anzuordnen (in Fig. 5 sind für
die Dichtungen 116 und 138 zugeordnete Radien r1 und r2 angedeutet).
Hierdurch kann speziell auch dazu beigetragen werden, dass die effektive
Kolbenfläche des ersten Betätigungskolbens 110 kleiner als die effektive
Kolbenfläche des zweiten Betätigungskolbens 130 ist, um die in den
Druckkammern 118 und 140 auftretenden Betätigungsdrucke aneinander
anzugleichen. Hintergrund ist, dass in der Regel beide Kupplungsanord
nungen das gleiche Moment übertragen müssen, die zweite Lamellen-
Kupplungsanordnung auf Grund eines kleineren mittleren Reibradius ihres
Lamellenpakets 74 als das Lamellenpaket 76 der ersten Lamellen-Kupp
lungsanordnung 64 hierfür aber eine größere Anpresskraft benötigt. Eine
andere Möglichkeit, für den zweiten Betätigungskolben 130 eine größere,
dem Druckmedium in der Druckkammer ausgesetzte effektive Druckfläche
vorzusehen als für den ersten Betätigungskolben 110, ist in Fig. 13 gezeigt.
Ergänzend wird ferner auf die Ausführungen zum Ausführungsbeispiel der
Fig. 1 verwiesen.
Unabhängig von der Ausbildung der Kupplungseinrichtung im Einzelnen ist
es bei nasslaufenden Kupplungsanordnungen wichtig, ungewünschte
Auswirkungen des Kühlfluids, speziell des verwendeten Kühlöls oder
dergleichen, zu vermeiden. So können, wie im Zusammenhang mit dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 1 schon ausgeführt, ungewünschte Aus
wirkungen des Fliehkraftdruckes des Öls durch Öffnungen (etwa Bohrungen)
in den Lamellenträgern oder/und Betätigungskolben reduziert werden.
Hierdurch können speziell auch Verformungen der Lamellenträger vermieden
werden, die zu einer Hemmung oder Beeinträchtigung der Kolbenbewegung
führen könnten. In Verbindung mit dem Vorsehen der Öffnungen 162 und
164 im Kolben 110 und im Außenlamellenträger 62 (vgl. Fig. 11) ist die
Ausführung der benachbarten Endlamelle 166 als 19828 00070 552 001000280000000200012000285911971700040 0002010004195 00004 19709 Leitelement mit Leit
abschnitt 168 besonders sinnvoll, um trotz der Abflussmöglichkeit für das
Kühlöl durch die Öffnungen 162 und 164 für einen hinreichenden Volumen
strom durch das Lamellenpaket 76 zu sorgen. Eine entsprechende Durch
flussöffnung 160 ist beim Ausführungsbeispiel der Fig. 11 zusätzlich auch
im Trägerblech 60 vorgesehen. Die Öffnungen 162, 164 und 260 sind in
Fig. 11 gemeinsam als Fliehkraftdruck-Reduzierungsmittel 262 der ersten
Lamellen-Kupplungsanordnung 64 bezeichnet.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 13 sind der erste Außenlamellenträger 62
und der erste Betätigungskolben 110 im Hinblick auf die Kühlölabflussöff
nungen 162 und 164 auf spezielle Weise ausgebildet, um einerseits im
Bereich des Außenlamellenträgers 72 der zweiten (inneren) Lamellen-
Kupplungsanordnung axialen Platz zu sparen und andererseits, wenn
gewünscht, eine Verdrehsicherung gegen eine Verdrehung des ersten
Betätigungskolbens 110 gegenüber dem Außenlamellenträger 62 vor
zusehen. Hierzu sind der erste Außenlamellenträger 62 und der erste
Betätigungskolben 110 in Umfangsrichtung abwechselnd partiell ausgenom
men, so dass nicht ausgenommene Stellen des Betätigungskolbens 110 in
ausgenommene Stellen des Außenlamellenträgers 62 und nicht ausgenom
mene Stellen des Außenlamellenträgers 62 in ausgenommene Stellen des
Betätigungskolbens 110 eingreifen. Das Vorsehen der genannten Ver
drehsicherung ist insoweit sinnvoll, als dass eine zusätzliche Belastung der
zwischen dem Außenlamellenträger 62 und dem Betätigungskolben 110
wirkenden Dichtungen durch Mikrorotationen in Folge von Motorungleichför
migkeiten verhindert werden können. Für diese Verdrehsicherung müssen
der Betätigungskolben 110 und der Außenlamellenträger 62 auch im
eingerückten Zustand der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64
ineinander greifen, was sonst nicht erforderlich wäre.
Betreffend den durch die Druckausgleichskammern erreichten Fliehkraft
druckausgleich an den Betätigungskolben selbst erstrecken sich bei den
Ausführungsbeispielen der Fig. 2 bis 14 die einem Betätigungskolben
zugeordnete Druckkammer zum einen und die diesem Betätigungskolben
zugeordnete Druckausgleichskammer jeweils über den gleichen Radialbe
reich, so dass Füllstandsbegrenzungsmittel etwa in der Art der Füllstands
begrenzungsöffnung 156 der Druckausgleichskammer 142 des Aus
führungsbeispiels der Fig. 1 nicht erforderlich sind. Generell ist zum
Fliehkraftausgleich an den Kolben zu erwähnen, dass nicht unbedingt der
gleiche Radius der Druckkammerdichtungen einerseits und der Druckaus
gleichskammerdichtungen andererseits erforderlich ist. Es kommt allein auf
die fliehkraftbedingte Druckdifferenz zwischen der Druckkammer einerseits
und der zugeordneten Fliehkraft-Druckausgleichskammer andererseits an,
die einen Maximalwert nicht überschreiten darf und vorzugsweise gegen
Null geht. Die Druckdifferenz hängt neben dem durch die radial äußeren
Dichtungen gegebenen Außendurchmesser der Kolbenkammern auch von
dem durch die radial inneren Dichtungen gegebenen Innendurchmesser der
Kolbenkammern ab und kann also über diese beeinflusst werden. Gegebe
nenfalls können zusätzlich die schon erwähnten Füllstandsbegrenzungsmittel
vorgesehen sein.
Ein wichtiges Thema ist die Beherrschung der in der Mehrfach-Kupplungs
einrichtung, ggf. Doppel-Kupplungseinrichtung, anfallenden Verlustleistung
in Reibeingriff-Betriebssituationen einer jeweiligen Kupplungsanordnung,
speziell auch im Falle eines Schlupfbetriebs der Kupplungsanordnung. Hierzu
ist es äußerst sinnvoll, die Kupplungsanordnungen als nasslaufende
Lamellen-Kupplungsanordnungen auszubilden, wie dies bei den Aus
führungsbeispielen der Fig. 1 bis 14 der Fall ist. Für eine wirkungsvolle
Durchflutung der Lamellenpakete 74 und 76 und damit für eine wirksame
Abfuhr von Reibungswärme sind vorzugsweise in den Lamellenträgern dem
jeweiligen Lamellenpaket zugeordnete Durchtrittsöffnungen vorgesehen, die
in Fig. 3 und 4 summarisch mit 270 bezeichnet sind. Im Falle von Lamellen
paketen, die belaglose Metalllamellen (regelmäßig Stahllamellen) und Belag
tragende Lamellen aufweisen, sind die Durchtrittsöffnungen 270 bevorzugt
derart angeordnet, dass das Kühlfluid, hier das Kühlöl, wenigstens im
eingerückten Zustand der betreffenden Lamellen-Kupplungsanordnung
unmittelbar an den Stahllamellen vorbeiströmt. Dies gilt speziell dann, wenn
als Reibbeläge isolierende Materialien, etwa Papiermaterial, verwendet
werden, da dann nahezu die gesamte Wärmekapazität des Lamellenpakets
von den Stahllamellen bereitgestellt wird.
Es ist nicht erforderlich, dass die Durchtrittsöffnungen 270 im jeweiligen
Innenlamellenträger 82 bzw. 86 und die Durchtrittsöffnungen im Außen
lamellenträger 62 bzw. 70 einander direkt gegenüberliegen und ggf.
miteinander fluchten. Es ist vielmehr zweckmäßig, durch eine axiale
Verlagerung der Durchtrittsöffnungen relativ zueinander den Strömungsweg
des Kühlöls zwischen dem Innenlamellenträger und dem Außenlamellen
träger zu verlängern, so dass das Öl länger im Bereich des Lamellenpakets
verbleibt und mehr Zeit zur Wärmeaufnahme von den Stahllamellen und aus
dem Scherspalt zwischen miteinander in Reibeingriff bringbaren Lamellen
hat.
In diesem Zusammenhang sollte erwähnt werden, dass es besonders
zweckmäßig ist, wenn das die Lamellenpakete durchfließende Öl im Sinne
einer Ausrückwirkung auf die Lamellen wirkt und so ein schnelles Aus
rücken der betreffenden Lamellen-Kupplungsanordnung unterstützt.
Bevorzugt wird hierzu eine durch entsprechende Anordnungen der
Durchtrittsöffnungen 270 und Vorsehen einer axialen Abflussmöglichkeit für
das Öl aus dem Bereich des Lamellenpakets in Richtung zum Betätigungs
kolben (in Verbindung mit einer Behinderung oder Unterdrückung eines
axialen Abflusses von Öl aus dem Bereich des Lamellenpakets in entgegen
gesetzte Richtung hin zum Trägerblech 60) erreichte effektiven Ölströmung
zwischen dem Lamellenpaket einerseits und dem sich axial erstreckenden
Ringabschnitt des Außenlamellenträgers 62 bzw. 70 oder/und dem
Innenlamellenträger 82 bzw. 86 andererseits ausgenutzt, die auf die
Lamellen eine Schleppwirkung ausübt.
Ein Großteil der Verlustleistung wird beim Anfahren an der als Anfahrkupp
lung eingesetzten Kupplungsanordnung entstehen. Es ist deshalb dafür zu
sorgen, dass die als Anfahrkupplung dienende Kupplungsanordnung
besonders effektiv gekühlt wird. Dient, wie bevorzugt, die erste, das radial
äußere Lamellenpaket 76 aufweisende Lamellen-Kupplungsanordnung 64 als
Anfahrkupplung, so ist es zweckmäßig, einen größeren Teil des Ölvolumen
stroms an der inneren Kupplungsanordnung 72 vorbeizuführen. Hierzu kann,
wie in Fig. 4 und 11 dargestellt, der zweite Innenlamellenträger 86 mit
Durchtrittsöffnungen 280 ausgebildet sein, um einen Ölstrom am Lamellen
paket 74 vorbei nach radial außen zum Lamellenpaket 76 zu ermöglichen.
Der innere Lamellenträger 82 der äußeren Lamellen-Kupplungsanordnung 64
dient dann bevorzugt als Leitblech für die Ölströmung, so dass wenigstens
ein überwiegender Teil des durch die Durchtrittsöffnungen 280 hindurch
geströmten Öls die dem Lamellenpaket 76 zugeordneten Durchtrittsöff
nungen 270 im Innenlamellenträger 82 erreicht. In diesem Zusammenhang
ist auch die Ausbildung der Endlamelle 166 mit dem Leitabschnitt 168
besonders sinnvoll, da diese dafür sorgt, dass das zu den Durchtrittsöff
nungen 270 im Innenlamellenträger 280 hinströmende Öl zumindest
überwiegend durch diese Durchtrittsöffnungen hindurchtritt und das
Lamellenpaket 76 durchströmt.
Um beispielsweise beim Anfahren oder im Schlupfbetrieb entstehende
Reibungswärme besser beherrschen zu können, kann die Wärmekapazität
der betreffenden Kupplungsanordnung, insbesondere der ersten Kupplungs
anordnung 64, durch verschiedene Maßnahmen vergrößert werden. So ist
es möglich, für diese Kupplungsanordnung, hier die erste, radial äußere
Kupplungsanordnung, die Zahl der Lamellen gegenüber der Lamellenzahl der
anderen Kupplungsanordnung zu vergrößern. So weist bei den Ausführungs
beispielen der Fig. 2, 11 und 12 die erste (äußere) Kupplungsanordnung 64
mehr Lamellen als die innere (zweite) Kupplungsanordnung 72 auf. Es
wurde erkannt, dass die Vorteile hinsichtlich der größeren Wärmekapazität
des Lamellenpakets 76 den durch unterschiedliche Lamellenzahlen wohl
implizierten größeren Materialeinsatz für die Herstellung der Lamellen beider
Kupplungsanordnungen rechtfertigen. Eine weitere Möglichkeit ist,
zumindest einige der Reibbeläge aus einem wärmeleitfähigen Material
herzustellen. Beispielsweise können die im Zusammenhang mit dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 1 erwähnten Sinterbelege eingesetzt werden.
So sind etwa bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 bis 10 und 13 die
axial äußeren Belag-tragenden Lamellen (Endlamellen), also die axial äußeren
Außenlamellen, mit Reibbelägen aus Sintermaterial ausgerüstet. Aufgrund
der hohen Wärmeleitfähigkeit der Sinterbeläge können diese Endlamellen
wirkungsvoll zur Speicherung von Verlustleistung, insbesondere von Anfahr-
Verlustleistung, ausgenutzt werden. Für eine besonders hohe Wärmekapazi
tät dieser Endlamellen sind diese axial vergleichsweise dick ausgeführt. Es
wird auf die Ausführungen zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 verwiesen.
Eine weitere Möglichkeit zur Vergrößerung der zur Verfügung stehenden
Wärmekapazität ist, dass das Trägerblech 60 als Reibfläche des Lamellenpa
kets eingesetzt wird, wie dies bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 2, 11
und 12 der Fall ist. Das Trägerblech 60 weist eine gegenüber einer
einzelnen Lamelle wesentlich größere Masse und dementsprechend
wesentlich größere Wärmekapazität auf und kann somit viel Reibungswärme
zwischenspeichern. Das Trägerblech weist überdies eine große Oberfläche
auf, an der es mit Kühlöl wechselwirken kann, so dass die zwischengespei
cherte Wärme durch das Kühlöl effektiv vom Trägerblech 60 abgeführt
werden kann.
Ein Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel der Fig. 11 und dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 12 liegt darin, dass die im Lamellenpaket 76
rechteste Belag-tragende Lamelle, beispielweise eine Papierlamelle, im Falle
des Ausführungsbeispiel der Fig. 12 in radialer Richtung (nach radial innen)
kürzer ausgeführt ist als im Falle des Ausführungsbeispiels der Fig. 11.
Hintergrund dieser Maßnahme ist, dass eine ungleichmäßige Flächen
pressung von Belag-tragenden Lamellen zu Problemen führen kann,
beispielsweise zu Belagspaltungen. Im Falle des Ausführungsbeispiels der
Fig. 11 ist eine ungleichmäßige Flächenpressung der dem Trägerblech 60
unmittelbar benachbarten Belag-tragenden Außenlamelle zu befürchten, da
die der Lamelle zugeordnete Reibfläche des Trägerblechs in einen abgerun
deten Übergangs-Oberflächenbereich übergeht, indem die Lamelle nicht
mehr hinreichend axial abgestützt ist. Selbstverständlich könnte man die
Reibfläche des Trägerblechs in ihren radialen Abmessungen so weit
vergrößern, dass die benachbarte Lamelle überall gleichmäßig abgestützt ist.
Dies hätte aber zur Folge, dass mehr radialer Bauraum erforderlich wäre.
Demgegenüber ist die Lösung der Fig. 12 bevorzugt. Hier ist die dem
Trägerblech 60 unmittelbar benachbarte, mit der Reibfläche des Träger
blechs 60 in Reibeingriff bringbare Außenlamelle radial kürzer ausgebildet,
weist also einen kleineren Innenradius als andere Außenlamellen und
dementsprechend einen kleineren mittleren Reibradius als andere Außen
lamellen auf. Die Radialabmessung dieser Außenlamelle ist auf die radiale
Abmessung der Reibfläche des Trägerblechs 60 derart abgestimmt, dass die
Reibfläche des Trägerblechs 60 im Radialbereich der Außenlamelle im
Wesentlichen plan ist. Die übrigen Belag-tragenden Lamellen (Außen
lamellen) können eine größere Radialabmessung als die dem Trägerblech 60
unmittelbar benachbarte Belag-tragende Lamelle (Außenlamelle) aufweisen,
da die benachbarte, axial äußerste Innenlamelle (Stahllamelle) für eine
gleichmäßige Flächenpressung auch über die größere Reibbelagfläche sorgt.
Für eine Vergleichmäßigung der Flächenpressung können sich auch andere
Belag-tragende Lamellen des Lamellenpakets hinsichtlich ihres mittleren
Reibradius unterscheiden, also im Falle von Außenlamellen etwa ver
schiedene Innenradien aufweisen. Hierdurch können in den belaglosen
Stahllamellen gezielt einer Verformung der Stahllamellen durch Wärme
entgegenwirkende Temperaturprofile eingestellt werden. Ferner ist es
möglich, gezielt durch entsprechende Temperaturprofile wärmebedingte
Verformungen von Stahllamellen einzustellen, die wärmebedingte Ver
formungen anderer Stahllamellen kompensieren, so dass insgesamt für eine
Vergleichmäßigung der Flächenpressung gesorgt wird.
Betreffend das Vorsehen von Reibbelägen unterschiedlichen Materials in
einem Lamellenpaket wurde im Zusammenhang mit dem Ausführungs
beispiel der Fig. 1 schon darauf hingewiesen, dass hierdurch der Reibwert
verlauf zwischen progressiv, neutral und degressiv eingestellt werden kann.
Bevorzugt ist ein progressiver Reibwertverlauf oder wenigstens ein neutraler
Reibwertverlauf, um einem Aufbau von Torsionsschwingungen im Antriebs
strang entgegenzuwirken und sofern Torsionsschwingungen keine Probleme
darstellen, beispielsweise weil spezielle Maßnahmen zur Dämpfung oder
Unterdrückung von Torsionsschwingungen getroffen sind. So ist es
durchaus auch denkbar, alle Reibbeläge eines Lamellenpakets aus Sinterma
terial herzustellen, um so alle Reibbelag-tragenden Lamellen mit ihrer
Wärmekapazität als Wärmezwischenspeicher verfügbar zu machen.
Es wurde schon darauf hingewiesen, dass bei den Ausführungsbeispielen
der Fig. 2 bis 12 beide Membranfedern 146 und 148 (vgl. Fig. 2) in der
jeweiligen Druckausgleichskammer (120 bzw. 142) angeordnet sind,
wodurch der zur Verfügung stehende Bauraum gut ausgenutzt wird. Gemäß
dem Ausführungsbeispiel der Fig. 12 weist der Außenlamellenträger 70
radial außerhalb der Membranfeder 146 eine Stufe der Höhe b auf, die als
Endanschlag für den Betätigungskolben 110 dient. Die Stufenhöhe b ist auf
die Dicke der Membranfeder 146 abgestimmt, so dass eine Verbiegung der
Membranfeder in zur Darstellung der Fig. 12 entgegengesetzter Richtung
durch den nach rechts fahrenden Betätigungskolben 110 verhindert wird.
Eine plane Anlagefläche für die Membranfeder 46 am Innenlamellenträger
70 ist deshalb nicht erforderlich, so dass der Innenlamellenträger 70
hinsichtlich seiner Querschnittsform so gestaltet sein kann, wie es im
Hinblick auf eine Minimierung des benötigten Bauraums sinnvoll ist.
Bei allen Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 14 ist die Kupplungsein
richtung über die Kupplungsnabe 34 an der Antriebseinheit des Antriebs
strangs angekoppelt, und zwar vorzugsweise über einen Torsionsschwin
gungsdämpfer, wie in Fig. 13 als Beispiel gezeigt ist. Ferner ist bei allen
Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 14 eine Pumpenantriebswelle 26 als
radial innerste Welle vorgesehen, die über Verzahnungen mit der Kupplungs
nabe 34 gekoppelt ist. Es wird diesbezüglich auf die Ausführungen zum
Ausführungsbeispiel der Fig. 1 verwiesen.
Aus fertigungstechnischen Gründen ist die Nabe bevorzugt zweiteilig
ausgebildet (Ringabschnitte 36 und 38 der Nabe in Fig. 1). Auch bei den
Ausführungsbeispielen der Fig. 2, 5, 8, 9, 10, 11, 12, 13 und 14 ist die
Nabe 34 in entsprechender Weise zweiteilig ausgeführt, während im Falle
der Ausführungsbeispiele der Fig. 3, 4, 6 und 7 eine einteilig ausgeführte
Nabe 34 vorgesehen ist.
Aus fertigungstechnischen Gründen ist es ferner bevorzugt, dass die Nabe
als zur Antriebseinheit hin offenes Ringteil ausgeführt ist, so dass sich die
der Pumpenantriebswelle 26 zugeordnete Innenverzahnung der Nabe leicht
räumen lässt. Die Öffnung der Nabe kann vorteilhaft durch ein Dicht
element, beispielsweise ein Dichtzapfen 180 entsprechend Fig. 5, ver
schlossen sein. Der Dichtzapfen 180 kann durch die Innenverzahnung der
Nabe 34 zentriert und an der Nabe angeschweisst sein. Eine andere
Möglichkeit ist beim Ausführungsbeispiel der Fig. 8 verwirklicht. Hier ist an
Stelle eines Dichtzapfens oder dergleichen ein an der Nabe 34, genauer an
dem Ringabschnitt 36 der Nabe angeschweisstes Verschlussblechteil 290
vorgesehen, das an einem Flanschabschnitt die dem (nicht dargestellten)
Torsionsschwingungsdämpfer zugeordnete Außenverzahnung 42 aufweist.
Das Verschlussblechteil 290 kann einen zapfenartigen Abschnitt aufweisen,
der zur Eigenzentrierung des Blechteils 290 an der Nabe 36 dient. Alternativ
oder zusätzlich kann das Blechteil 290 einen zapfenartigen Abschnitt
aufweisen, der zur gegenseitigen Zentrierung der Motor- und Getriebeein
gangswellen dient. Eine derartige Funktion kann auch die Kupplungsnabe 34
selbst erfüllen. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist die Nabe 34 ohne
Öffnung im Bereich der Innenverzahnung ausgeführt.
Zu erwähnen ist noch, dass die im Zusammenhang mit dem Dichtelement
136' sowie im Zusammenhang mit der Durchströmung der Lamellen mit
Kühlöl angesprochene Möglichkeit der Unterstützung eines Ausrückens der
betreffenden Lamellen-Kupplungsanordnung in vieler Hinsicht vorteilhaft ist,
beispielsweise wenn die betreffende Lamellen-Kupplungsanordnung mit
geregeltem Schlupf betrieben werden soll. Es können auch andere, sowieso
vorhandene Komponenten der Kupplungseinrichtung in diesem Sinne
wirken, beispielsweise das die zweite Druckausgleichskammer 142
begrenzende Wandungsteil 132, das als den zugeordneten Betätigungs
kolben in Ausrückrichtung vorspannendes Federelement dienen kann, wie
oben schon angedeutet wurde.
Weitere Einzelheiten der Doppelkupplungen 12 gemäß den verschiedenen
Ausführungsbeispielen und insbesondere Unterschiede zwischen den
verschiedenen Doppelkupplungen sind vom Fachmann ohne Weiteres den
Figuren entnehmbar.