DE10016189B4

DE10016189B4 - Doppelkupplung für ein Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE10016189B4
Application number: DE10016189A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr.-Ing. Salecker; Ernst Dipl.-Ing. Tscheplak (FH); Günter Dipl.-Ing. Wörner (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2020-04-01
Also published as: DE10016189A1

Abstract

Doppelkupplung für ein Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges, bei der innerhalb eines relativ zu einer Rotationsachse (9) drehbar angeordneten Kupplungsgehäuses (10) zwei axial ein- und ausrückbare reibschlüssige Scheibenkupplungen (K1, K2) angeordnet sind, bei denen jeweils eine Kupplungsscheibe (12, 13) zwischen einer in axialer Richtung gegenüber dem Kupplungsgehäuse (10) abgestützten Widerlagerscheibe (61, 66) und einer gegenüber dem Kupplungsgehäuse (10) axial verschieblichen, aber drehfesten Druckplatte (16, 17) verspannt ist, wobei die axial verschieblichen Druckplatten (16, 17) auf den einander zugewandten Seiten der Scheibenkupplungen (K1, K2) angeordnet sind und eine vorgespannte Tellerfeder (18) im Kraftfluß zwischen den beiden Druckplatten (16, 17) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Verschleißausgleichseinrichtung (2) einerseits zumindest mittelbar an der Tellerfeder (18) und andererseits zumindest mittelbar an der einen verschieblichen Druckplatte (16) abstützbar ist, wobei die Verschleißausgleichseinrichtung (2) eine Sensoreinrichtung (3) und eine Nachstelleinrichtung (4) umfaßt, mittels welchen eine axiale Länge der Tellerfeder (18) selbsttätig erhaltbar ist, wobei die Sensoreinrichtung...

Description

Die Erfindung betrifft eine Doppelkupplung für ein Zahnräderwechselgetriebe mit automatischem Verschleissausgleich nach dem Oberbegriff der beiden unabhängigen Patentansprüche 1 und 2.

Die nicht vorveröffentliche DE 100 11 412 A1 zeigt bereits eine Verschleißausgleichseinrichtung mit einer Sensoreinrichtung, welche weggesteuert einen axialen Abstand zwischen den beiden axialverschieblichen Druckplatten sensiert. Dabei umfasst der Spielgeber eine Klemmschraube und einen Stufenbolzen. Die Funktionsweise des Spielgebers beruht darauf, dass die Klemmschraube eine Normalkraft auf die Oberfläche des Stufenbolzens ausübt, so dass dieser in axialer Richtung erst ab Überwindung einer bestimmten Kraft verlagerbar ist. Als Alternative wird eine federbelastete Reibeinrichtung vorgeschlagen, hinsichtlich derer konstruktiver Ausgestaltung sich in der DE 100 11 412 A1 keine Offenbarung findet.

Eine weitere Doppelkupplung für ein Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges ist auch aus der DE 76 37 760 U bekannt. Bei dieser Doppelkupplung für ein Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges sind innerhalb eines relativ zu einer Rotationsachse drehbar angeordneten Kupplungsgehäuses zwei axial ein- und ausrückbare reibschlüssige Scheibenkupplungen angeordnet. Jede dieser beiden Scheibenkupplungen umfaßt eine Kupplungsscheibe, die zwischen einer in axialer Richtung gegenüber dem Kupplungsgehäuse abgestützter Widerlagerscheibe und einer gegenüber diesem Kupplungsgehäuse axial verschieblichen, aber drehfesten Druckplatte verspannt ist. Um die beiden Scheibenkupplungen im geschlossenen Zustand zu halten, werden die beiden axial verschieblichen Druckplatten mittels einer Tellerfeder, welche unter Vorspannung axial zwischen den beiden Scheibenkupplungen angeordnet ist, gegen die Kupplungsscheiben bzw. die Widerlagerscheiben gedrückt. Die beiden Scheibenkupplungen werden jeweils mit einem Kupplungsgestänge ausgerückt, welches mittels einer Verschraubung unmittelbar mit den axial verschieblichen Druckplatten verschraubt ist. Mittels dieser Verschraubungen sind die Scheibenkupplungen stellbar.

Ferner ist aus der DE 42 44 919 C2 eine einfache Scheibenkupplung mit einem automatischen Verschleißausgleich bekannt.

Aus der DE 864 515 C ist eine Doppelkupplung anderer Art bekannt, welche eine Nachstelleinrichtung aufweist, mittels der die Schaltwege immer gleich bleiben.

Die US 2 376 545 zeigt eine Doppelkupplung anderer Art, die mittels Verschraubungen stellbare Kupplungsgestänge aufweist.

Die DE 199 10 858 A1 zeigt eine Einscheibenkupplung mit einer gegenüber der Druckplatte und einer Tellerfeder abgestützten Verschleißausgleichseinrichtung. Diese Verschleißausgleichseinrichtung umfasst neben einer Nachstelleinrichtung auch eine Haltefeder, welche einen Axialweg sensiert, mittels eines Schiebers in der Axialposition gehalten wird, und diese Axialposition unverändert auf die Nachstelleinrichtung überträgt.

Die DE 195 41 172 A1 zeigt eine sich prinzipiell von der einen Axialweg sensierenden Verschleißausgleichseinrichtung gemäß DE 199 10 858 A1 unterscheidende Einscheibenkupplung mit einer einen Axialkraft sensierenden Verschleißausgleichseinrichtung. Bei dieser Verschleißausgleichseinrichtung ist prinzipbedingt sowohl die Sensoreinrichtung, als auch die Nachstelleinrichtung einerseits an dem axialfesten Kupplungsdeckel und andererseits an der Tellerfeder abgestützt.

Die US 4,924,991 und das japanische Gebrauchsmuster JP 3-53628 U zeigen eine die Tellerfederwinkellage sensierende Verschleißausgleichseinrichtung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine preisgünstige, komfortable und einfach zu steuernde/regelnde Doppelkupplung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die unabhängigen Patentansprüche 1 und 2 gelöst.

Ein Vorteil der Erfindung gemäß diesen beiden Patentansprüchen ist der, daß auch bei Verschleiß der Kupplungsscheibenbeläge mittels einer Verschleißausgleichseinrichtung eine axiale Länge des als Tellerfeder ausgeführten Kraftspeichers zur Erzeugung der Anpresskräfte der axial verschieblichen Druckplatten gleichbleibend gehalten wird, so daß auch eine zum Ausrücken einer der beiden Scheibenkupplungen notwendige Ausrückkraft stets gleich bleibt. Diese gleichbleibende notwendige Ausrückkraft ermöglicht eine einfache und damit preisgünstige Steuerung/Regelung der Scheibenkupplungen. Dabei ist insbesondere bei Doppelkupplungen ein Gleichbleiben der notwendigen Ausrückkraft über die Lebensdauer von Vorteil, da Doppelkupplungsgetriebe insbesondere für Lastschaltungen von Zahnräderwechselgetrieben mit zwei Teilgetrieben verwendet werden und diese Art von Getrieben zum Schalten einer komplexen Kupplungsüberschneidungssteuerung bedarf. Diese Kupplungsüberschneidungssteuerung wäre durch Veränderungen der Ausrückkraft über die Lebensdauer des Getriebes erheblich verschlechtert. Jedoch läßt sich ein Doppelkupplungsgetriebe mit erfindungsgemäßer Doppelkupplung auch über eine lange Lebensdauer in vorteilhafter Weise besonders sanft und komfortabel schubkraftunterbrechungsfrei schalten.

Besonders vorteilhaft ist, daß dieser Verschleißausgleich auf mechanischem Wege selbsttätig erfolgt, d.h., daß eine manuelle Nachstellung oder aber eine gesteuerte/geregelte Nachführung des Ausrückstellgliedes nicht notwendig ist.

Bei der erfindungsgemäßen stellbaren Doppelkupplung wirkt sich besonders kostensparend aus, daß lediglich eine einzige Verschleißausgleichseinrichtung benötigt wird, um den Verschleißausgleich an beiden Scheibenkupplungen zu verwirklichen.

Erfindungsgemäß erfolgt die Sensierung des Verschleißes weggesteuert. Gegenüber kraftgesteuerten Verschleißausgleichseinrichtungen ist die Nachstellung noch genauer.

Patentanspruch 1 zeigt eine besonders kostengünstige Möglichkeit, eine solche weggesteuerte Verschleißausgleichseinrichtungen zu verwirklichen, indem der Effekt genutzt wird, daß Tellerfedern Schwenkbewegungen um deren radial inneren oder äußeren Randbereich ausführen, wobei unterschiedliche Tellerfederpunkte abhängig vom radialen Abstand zum Schwenk- bzw. Drehpunkt unterschiedliche Bogenwege ausführen.

Tellerfedern sind bei der Verwendung in der Erfindung besonders vorteilhaft, da die zum Ausrücken einer der Scheibenkupplungen notwendige Ausrückkraft der Tellerfeder in Abhängigkeit von deren tellerfedertypischer Kennlinie ohne die erfindungsgemäße Ausgestaltung der stellbaren Doppelkupplung bei Verschleiß und damit Änderung der Tellerfederwinkellage nichtlinearen Änderungen unterliegen würde.

Die im Patentanspruch 3 gezeigte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen stellbaren Doppelkupplung bietet sich in vorteilhafter Weise an, wenn aus Bauraumgründen die beiden Druckplatten der Doppelkupplung an Stellgliedern zum Ein- und Ausrücken der jeweiligen Scheibenkupplung abstützbar sind.

Die im unabhängigen Patentanspruch 2 gezeigte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen stellbaren Doppelkupplung bietet sich in vorteilhafter Weise an, wenn sich aus Bauraumgründen nur ein Stellglied an einer Druckplatte abstützt, wohingegen das andere Stellglied an der Tellerfeder abgestützt ist.

Patentanspruch 4 zeigt eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der die notwendigen Betätigungskräfte zum Ein- und Ausrücken der beiden Scheibenkupplungen über den Ausrückweg konstant gehalten werden können.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung hervor.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen und drei Diagrammen näher beschrieben.
Es zeigen
1 einen Längsschnitt durch eine im Kraftfluß zwischen einem Antriebsmotor (Brennkraftmaschine) und einem Zahnräderwechselgetriebe angeordnete Doppelkupplung in einer ersten Ausführungsform mit zwei voneinander unabhängigen Ausrückstellgliedern, in einer die Kupplungsachse enthaltenden Schnittebene eines Gehäusetunnels eines Kraftfahrzeuges gezeichnet, wobei die Doppelkupplung eine Verschleißausgleichseinrichtung aufweist, die eine Sensoreinrichtung und eine Nachstelleinrichtung umfaßt,
2 ein Diagramm für eine Federkennung einer bei der Doppelkupplung gemäß 1 dargestellten Tellerfeder,
3 ein Diagramm für die Momentenkennung bei der einen Scheibenkupplung K1 der Doppelkupplung von 1, bei welchem das übertragbare Kupplungsmoment M_K1 der Scheibenkupplung K1 über der Ausrückkraft bzw. dem diesbezüglichen Druck p1 einer Druckmittelhilfskraft aufgetragen ist,
4 ein Diagramm für die Momentenkennung bei der anderen Scheibenkupplung K2 der Doppelkupplung von 1, bei welchem das übertragbare Kupplungsmoment M_K2 der Scheibenkupplung K2 über der Ausrückkraft bzw. dem diesbezüglichen Druck P2 einer Druckmittelhilfskraft aufgetragen ist,
5 einen Teilbereich der abgewickelten Sensoreinrichtung der ersten Ausführungsform in einer gebrochenen Darstellung,
6 einen Teilbereich einer abgewickelten Nachstelleinrichtung der ersten Ausführungsform in einer gebrochenen Darstellung,
7 einen Ausschnitt VII aus 6, wobei jedoch der laschenartige Ansatz der Sensoreinrichtung von dem Rampenring der Nachstelleinrichtung um ein Maß abgehoben ist, welches infolge der Axialaufweitung der Sensoreinrichtung bedingt ist,
8 ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel einer Doppelkupplung mit einer Verschleißausgleichseinrichtung, die den Verschleissausgleich an zwei Kupplungen K3 und K4 ermöglicht,
9 einen Teilbereich einer abgewickelten Nachstelleinrichtung der zweiten Ausführungsform in einer gebrochenen Darstellung und
10 einen Ausschnitt X aus 9, wobei jedoch der laschenartige Ansatz der Sensoreinrichtung von dem Rampenring der Nachstelleinrichtung um ein Maß abgehoben ist, welches infolge der Axialaufweitung der Sensoreinrichtung bedingt ist.
1 zeigt einen Längsschnitt durch eine im Kraftfluß zwischen einem Antriebsmotor (Brennkraftmaschine) und einem Zahnräderwechselgetriebe angeordnete Doppelkupplung 5 nach der Erfindung in einer ersten Ausführungsform mit zwei voneinander unabhängigen Ausrückstellgliedern 22, 23 in einer die Kupplungsachse enthaltenden Schnittebene eines Gehäusetunnels eines Kraftfahrzeuges gezeichnet.
Mit einer geometrischen Zentralachse 9 fallen zusammen die Drehachse einer in einem Motorgehäuse 56 des Fahrzeuges drehbar gelagerten Kurbelwelle 59, die Drehachse eines Zweimassenschwungrades 1 die Kupplungsachse einer in einem nichtdrehenden Tunnelgehäuse 57 des Fahrzeuges aufgenommenen Doppelkupplung 5, die Drehachse eines im Tunnelgehäuse 57 drehbeweglich angeordneten Kupplungsgehäuses 10 der Doppelkupplung 5 sowie die Drehachsen von zwei zueinander konzentrischen Zwischenwellen 19 und 20. Das Zweimassenschwungrad 1 weist eine zur Zentralachse 9 konzentrisch angeordnete ringscheibenförmige Primärmasse 60 auf, welche einen konventionellen Anlasserzahnkranz 62 trägt und mit der Kurbelwelle 59 drehfest verbunden ist. Das Zweimassenschwungrad 1 weist eine zur Zentralachse 9 konzentrisch angeordnete ringscheibenförmige Sekundärmasse 61 auf, welche einerseits durch eine Koppel- und Dämpfungseinrichtung 63 mit der Primärmasse 60 über einen begrenzten Drehwinkelbereich drehfedernd – dagegen mit dem Kupplungsgehäuse 10 bewegungsfest verbunden ist.
Die Sekundärmasse 61 bildet mit ihrer einen Stirnfläche ein zum Kupplungsgehäuse 10 bewegungsfestes Widerlager 14 für eine Kupplungsscheibe 12 einer ersten axial ein- und ausrückbaren Scheibenkupplung K1 der Doppelkupplung 5. Die Kupplungsscheibe 12 ist axial zwischen dem Widerlager 14 und einer ringscheibenförmigen Druckplatte 16 angeordnet, welche konzentrisch zur Zentralachse 9 angeordnet und durch eine Führung 64 gegenüber dem Kupplungsgehäuse 10 drehfest und axial verschiebbar geführt ist. Eine Blattfeder 65 sorgt dafür, daß die Scheibenkupplung K1 mit Sicherheit gelüftet ist, wenn eine maximale Ausrückkraft auf die Druckplatte 16 ausgeübt wird. Die Kupplungsscheibe 12 der Scheibenkupplung K1 ist mit der inneren Zwischenwelle 19 drehfest verbunden. Die Druckplatte 16 der Scheibenkupplung K1 wird im Einrücksinne durch eine Tellerfeder 18 betätigt, welche in der auf das Widerlager 14 weisenden Richtung der Zentralachse 9 an deren äußerem Randbereich mittelbar über eine Verschleißausgleichseinrichtung 2 an der Druckplatte 16 der Scheibenkupplung K1 abgestützt ist.
In der anderen Richtung der Zentralachse 9 ist die Tellerfeder 18 an deren radial inneren Randbereich an einer Druckplatte 17 einer zweiten Scheibenkupplung K2 der Doppelkupplung 5 abgestützt.
An seinem zur ersten Scheibenkupplung K1 entgegengesetzt liegendem Gehäuseende 24 weist das Kupplungsgehäuse 10 eine zu ihm bewegungsfest und konzentrisch zur Zentralachse 9 ausgebildete Widerlagerscheibe 66 auf, deren der Druckplatte 17 zugekehrte Stirnfläche als ein axiales Widerlager 15 für eine Kupplungsscheibe 13 der zweiten Scheibenkupplung K2 verwendet ist. Die durch die Tellerfeder 18 über die Druckplatte 17 gegen das Widerlager 15 gepreßte Kupplungsscheibe 13 ist mit der äußeren Zwischenwelle 20 drehfest verbunden. Die Druckplatte 17 ist durch eine Führung 67 gegenüber dem Kupplungsgehäuse 10 axial verschiebbar sowie drehfest geführt. Die zweite Scheibenkupplung K2 wird durch eine zwischen Kupplungsgehäuse 10 und Druckplatte 17 eingespannte Blattfeder 68 mit Sicherheit gelüftet, wenn auf die Druckplatte 17 eine maximale Ausrückkraft ausgeübt wird.
Bei der Doppelkupplung 5 ist jede der beiden Scheibenkupplungen K1 und K2 durch ein gesondert zugeordnetes druckmittelbetriebenes Ausrückstellglied 22 und 23 unabhängig von der anderen betätigbar.
Die Druckplatte 16 der Scheibenkupplung K1 ist unter Vermittlung einer Koppelverbindung 69 mit einem Kupplungsgestänge 25 kinematisch verbunden, welches über eine zur Zentralachse 9 zentrale Gehäuseöffnung 21 der Gehäusestirnwand 24 zum zugeordneten Ausrückstellglied 22 führt, das seinerseits in einem Bereich 70 des Tunnelgehäuses 57 angesiedelt ist, welcher zwischen dem Kupplungsgehäuse 10 und einem sich an das Tunnelgehäuse 57 anschließenden Getriebegehäuse 58 vorgesehen ist. Das Kupplungsgestänge 25 weist einen Differentialhebel 71 auf, der an seinem einen Hebelende durch ein Ausrücklager 73 mit dem Stellkolben 74 des Ausrückstellgliedes 22 kinematisch verbunden ist. Das Kupplungsgestänge 25 weist eine Zugstange 77 auf, deren eines Stangenende durch ein Gelenk 76 mit dem anderen Hebelende des Differentialhebels 71 verbunden ist. Das andere Stangenende der Zugstange 77 ist durch die Koppelverbindung 69 an die Druckplatte 16 angeschlossen. Der Differentialhebel 71 ist in seinem mittleren Abschnitt durch ein Gelenk 72 nach Art eines Waagebalkens schwenkbar am Kupplungsgehäuse 10 aufgehängt. Zum Ausrücken der Scheibenkupplung K1 ist das Ausrückstellglied 22 unter einen regelbaren Arbeitsdruck p1 setzbar, durch den die Zugstange 77 auf Zug beansprucht wird.
Mit dem Ausrücken der einen Scheibenkupplung K1 wird über die Tellerfeder 18 die Einrückkraft an der anderen Scheibenkupplung K2 erhöht.
Diese andere Scheibenkupplung K2 weist ein Kupplungsgestänge 26 mit einem Differentialhebel 80 auf, welcher an seinem einen Hebelende durch ein Gelenk 81 schwenkbar am Kupplungsgehäuse 10 angelenkt und an seinem anderen Hebelende durch ein Ausrücklager 84 mit dem Stellkolben 75 des Ausrückstellgliedes 23 kinematisch verbunden ist. Das Kupplungsgestänge 26 weist eine Druckstange 79 auf, welche an ihrem einen Stangenende durch eine Koppelverbindung 78 mit der Druckplatte 17 kinematisch verbunden und an ihrem anderen Stangenende durch ein Gelenk 82 mit einem näher zum Gelenk 81 als zu der Gelenkanordnung 84 liegenden Teil des Differentialhebels 80 verbunden ist. Das Ausrückstellglied 23 ist unter einen regelbaren Arbeitsdruck p2 setzbar, durch den die Druckstange 79 auf Druck beansprucht wird.
Die Arbeitsdrücke p1 und p2 und somit auch die Kupplungsmomente M_K1 und M_K2 der Scheibenkupplungen K1 und K2 sind voneinander unabhängig regelbar bzw. einstellbar.
Die Charakteristik der Tellerfeder 18 zeigt gemäß der 2 im mittleren Bereich 27 des Federweges s_F einen konstanten Verlauf der Federkraft P_F über dem Federweg s_F.
Nach 3 ergibt sich ein von einem Maximalwert aus linear fallender Verlauf 83 für das Kupplungsmoment M_K1 der Scheibenkupplung K1 über einem von Null ansteigendem Arbeitsdruck p1.
Die Verschleißausgleichseinrichtung 2 gleicht den Verschleiß an beiden Druckplatten 16, 17 aus. Dabei umfaßt die Verschleißausgleichseinrichtung 2 eine als Spielgeber ausgestaltete Sensoreinrichtung 3 und eine Nachstelleinrichtung 4 wobei sowohl die Nachstelleinrichtung 4 als auch die Sensoreinrichtung 3 jeweils zwei Rampenringe 101, 102, 103, 104 umfassen. Ebenso, wie die beiden Rampenringe 103, 104 der Nachstelleinrichtung 4 sind auch die beiden Rampenringe 101, 102 der Sensoreinrichtung 3 um die Zentralachse 9 der Doppelkupplung 5 infolge einer Federkraft von Schraubendruckfedern 105, 106 relativ zueinander verdrehbar. Dabei ist der eine Rampenring 101 der Sensoreinrichtung 3 bewegungsfest mit der axial verschieblichen Druckplatte 16 der ersten Kupplung K1 verbunden. Dieser Rampenring 101 wird im folgenden als druckplattenseitiger Rampenring 101 bezeichnet. Hingegen stützt sich der zweite Rampenring 102 der Sensoreinrichtung 3 an der Tellerfeder 18 ab und wird im folgenden als tellerfederseitiger Rampenring 102 bezeichnet. Gleichermaßen wird der sich an der Druckplatte 16 abstützende eine Rampenring 103 der Nachstelleinrichtung 4 als druckplattenseitiger Rampenring 103 und der sich an der Tellerfeder 18 abstützende Rampenring 104 der Nachstelleinrichtung 4 als tellerfederseitiger Rampenring 104 bezeichnet.
Dabei zeigt 5 einen Teilbereich einer abgewickelten Sensoreinrichtung 3 in einer gebrochenen Darstellung, wohingegen 6 einen Teilbereich einer abgewickelten Nachstelleinrichtung 4 in einer gebrochenen Darstellung zeigt.
Der druckplattenseitige Rampenring 101 der Sensoreinrichtung 3 weist ähnlich einer Krone in Umfangsrichtung von Ausnehmungen 108 unterbrochene Rampenansätze 109 auf, die sich axial in die auf die Tellerfeder 18 weisende Richtung erstrecken.
Stirnseitig sind an den Rampenansätzen 109 Rampen 110 angeordnet, welche an korrespondierenden Rampen 111 des tellerfederseitigen Rampenringes 102 der Sensoreinrichtung 3 anliegen. Dieser tellerfederseitige Rampenring 102 weist ebenfalls ähnlich einer Krone von Ausnehmungen 112 unterbrochene Rampenansätze 113 auf.
Diese Ausnehmungen 112 des tellerfederseitigen Rampenringes 102 bilden mit den in Umfangsrichtung korrespondierenden Ausnehmungen 108 des druckplattenseitigen Rampenringes 101 gleichartige Öffnungen 114 in denen die vorgespannten Schraubendruckfedern 105 angeordnet sind. Jede dieser Schraubendruckfedern 105 stützt sich mit deren einem Ende 115 am druckplattenseitigen Rampenring 101 und mit deren anderem Ende 116 am tellerfederseitigen Rampenring 102 ab. Demzufolge zeigen die Schraubendruckfedern 105 bzw. deren Druckkäfte ein Bestreben, den tellerfederseitigen Rampenring 102 gegen den druckplattenfesten bzw. druckplattenseitigen Rampenring 101 in Umfangsrichtung zu verdrehen und infolge der Rampen 110, 111 die Sensoreinrichtung 3 in axialer Richtung aufzuweiten.
Im Gegensatz zum druckplattenseitigen Rampenring 101 ist der tellerfederseitige Rampenring 102 auch auf seiner der Tellerfeder 18 zugekehrten Seite mit Ausnehmungen 117 versehen. Diese Ausnehmungen 117 sind in Umfangsrichtung an den gleichen Winkelpositionen wie die Rampenansätze 113 angeordnet. Mittig innerhalb der Ausnehmungen 117 weist der tellerfederseitige Rampenring 102 der Sensoreinrichtung 3 radial nach außen gebogene laschenartige Ansätze 107 auf, welche in den Ausnehmungen 108 zwischen den Rampenansätzen 109 des tellerfederseitigen Rampenringes 104 der in 6 dargestellten Nachstelleinrichtung 4 eingreifen. Dabei liegen dem Widerlager 14 zugewandte Anlageflächen 118 der Ansätze 107 in axialer Richtung an dem tellerferseitigen Rampenring 104 an.
Mit Ausnahme der Ansätze 107 ist die Nachstelleinrichtung 4 in prinzipiell gleicher Weise, wie die Sensoreinrichtung 3 aufgebaut.
Im folgenden wird der Funktion der Verschleißausgleichseinrichtung 2 bei Abnutzung der Kupplungsscheibe 12 der Kupplung K1 mit Bezug auf 1, 5 und 6 erläutert.
Infolge der Materialabnahme der Kupplungsscheibe 12 schwenkt der äußere Randbereich der Tellerfeder 18 in die auf das Widerlager 14 weisende Richtung. Zwangsläufig nimmt eine Anpresskraft von dem tellerfederseitigen Rampenring 102 der Sensoreinrichtung 3 an die Tellerfeder 18 ab, wobei auch die Reibkraft zwischen diesem Rampenring 102 und der Tellerfeder 18 abnimmt. Dabei liegt die Tellerfeder 18 mit deren äußerem Randbereich an der Nachstelleinrichtung 4 und mit deren innerem Randbereich an der Druckplatte 17 an. Da der tellerfederseitige Rampenring 102 der Sensoreinrichtung 3 das Bestreben hat, sich infolge der vorgespannten Schraubendruckfedern 105 gegen den druckplattenfesten Rampenring 101 zu verdrehen und dies infolge der Reibkraftabnahme nun möglich ist, gleiten die Rampen 110, 111 der Sensoreinrichtung 3 gegeneinander und führen so zum erneuten Aufbau der ursprünglichen Anpresskraft zwischen dem tellerfederseitigen bzw. beweglichen Rampenring 102 und der Tellerfeder 18. Infolge der Axialaufweitung der Sensoreinrichtung 3 kommt es zum Abheben der laschenartigen Ansätze 107 der Sensoreinrichtung 3 von dem Rampenring 104 der Nachstelleinrichtung 4 um das in 7 dargestellte Maß 119, welches der besagten Axialufweitung der Sensoreinrichtung 3 entspricht.
Bei dem nächsten Ausrückvorgang der Kupplung K1 mittels Druckbeaufschlagung des Ausrückstellgliedes 22 wird die Druckplatte 16 von der Kupplungsscheibe 12 abgehoben und der äußere Randbereich der Tellerfeder 18 in die auf die Kupplung K2 weisende Richtung gezogen.
Da die Nachstelleinrichtung 4 radial weiter außen als die Sensoreinrichtung 3 angeordnet ist, bildet sich beim Ausrückvorgang ein axialer Abstand zwischen der Nachstelleinrichtung 4 und der um deren radial inneren Randbereich schwenkende Tellerfeder 18. Da der tellerfederseitige Rampenring 104 der Nachstelleinrichtung 4 das Bestreben hat, sich infolge der vorgespannten Schraubendruckfedern 106 gegen den druckplattenfesten Rampenring 103 zu verdrehen, weitet sich die Nachstelleinrichtung 4 axial auf, bis der tellerfederseitige Rampenring 104 der Nachstelleinrichtung 4 axial an den Anlageflächen 118 der Ansätze 107 zum anliegen kommt. Demzufolge hat sich die Nachstelleinrichtung 4 um exakt das gleiche Maß 119 aufgeweitet, wie die Sensoreinrichtung 3. Im folgenden eingerückten Zustand de Kupplung K1 liegt damit nach dem Verschleißausgleich sowohl die Sensoreinrichtung 3 als auch die Nachstelleinrichtung 4 an. D.h. die Tellerfeder 18 nimmt trotz der Verschiebung der Druckplatte 16 in Richtung auf das Widerlager 14 die ursprüngliche Tellerfederwinkellage ein. Somit ist sichergestellt, daß die Tellerfeder 18 auch nach dem Verschleiß so weit vorgespannt ist, daß diese eine Charakteristik aufweist, die im mittleren Bereich 27 (vgl. 2) des Federweges s_F den besagten konstanten Verlauf der Federkraft P_F über dem Federweg s_F zeigt.
Bei Abnutzung der Kupplungsscheibe 13 der Kupplung K2 funktioniert die Verschleissausgleichseinrichtung prinzipiell in gleicher Weise. Jedoch schwenkt in diesem Fall nicht der radial äußere Bereich der Tellerfeder 18 in die auf das Widerlager 14 weisende Richtung, sondern der radial innere Bereich schwenkt in die entgegengesetzte Richtung. Ansonsten geschieht die Verschleissnachstellung in analoger Weise zur Verschleißnachstellung bei der Kupplung K1, so daß auch in diesem Fall die Tellerfeder 18 trotz der Verschiebung der Druckplatte 17 in Richtung auf das Getriebegehäuse 58 die ursprüngliche Tellerfederwinkellage einnimmt. Somit ist sichergestellt, daß die Tellerfeder 18 auch nach dem Verschleiß der Kupplung K2 so weit vorgespannt ist, daß diese eine Charakteristik aufweist, die im mittleren Bereich 27 (vgl. 2) des Federweges s_F den besagten konstanten Verlauf der Federkraft P_F über dem Federweg s_F zeigt.
Die Nachführung der Nachstelleinrichtung 103 – d.h. die axiale Aufweitung bis zur Anschlagfläche 118 – erfolgt generell bei Betätigungen einer beliebigen der beiden Kupplungen K1 oder K2.
Alternativ kann in einer weiteren Ausführungsform die Verschleißausgleichseinrichtung radial innen an der Tellerfeder anliegen. In diesem Fall stützt sich die Tellerfeder mit deren radial äußerem Randbereich an der einen axial verschieblichen Druckplatte ab. Dabei ist jedoch die Sensoreinrichtung radial außen und die Nachstelleinrichtung radial innen angeordnet.
8 zeigt ein zweites Ausgestaltungsbeispiel einer Doppelkupplung 205 mit einer Verschleißausgleichseinrichtung 202, die den Verschleissausgleich an zwei Kupplungen K3 und K4 ermöglicht. Im folgenden werden insbesondere die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel erläutert, wobei die zum ersten Ausführungsbeispiel identischen Bauteile mit den selben Bezugsziffern versehen sind.
Bei dieser Doppelkupplung 205 ist eine Tellerfeder 218 entsprechend dem ersten Ausführungsbeipiel axial zwischen zwei axialverschieblichen Druckplatten 216, 217 angeordnet. Die Tellerfeder 218 weist einen größeren Durchmesser als die beiden Kupplungen K3 und K4 auf und ist an deren radial äußerem Randbereich mittels eines Gelenkes 87 mit einem ersten Ausrückstellglied 22 gekoppelt. Druckbeaufschlagungen dieses Ausrückstellgliedes 22 führen zu Schwenkbewegungen des radial äußeren Randbereichs der Tellerfeder 218 in die auf ein Getriebegehäuse 58 weisender Richtung. Eine Blattfeder 65 sorgt dafür, daß die Scheibenkupplung K3 mit Sicherheit gelüftet ist. Dabei ist die Tellerfeder 218 an deren radial innerem Bereich in die auf eine Widerlagerscheibe 266 weisende Richtung an der Druckplatte 217 der zweiten Kupplung K2 abgestützt, so daß besagte Druckbeaufschlagungen des Ausrückstellgliedes 22 zum Aussrücken der ersten Kupplung K3 führen. Diese Druckplatte 217 ist ähnlich dem ersten Ausführungsbeipiel infolge von einer Druckbeaufschlagung eines zweiten Ausrückstellgliedes 23 gegen die Tellerfederkraft der Tellerfeder 218 in die auf die erste Kupplung K3 weisende Richtung verschieblich. Zwischen der Druckplatte 217 und der Widerlagerscheibe 266 ist eine Kupplungsscheibe 213 angeordnet.
Die Tellerfeder 218 stützt sich axial mittelbar über eine Verschleißnachstelleinrichtung 202 an der Druckplatte 216 der ersten Kupplung K3 ab. Axial zwischen dieser Druckplatte 216 und einer zum Kupplungsgehäuse 10 bewegungsfesten ringscheibenförmigen Sekundärmasse 61 ist wie auch im ersten Ausführungsbeispiel eine weitere Kupplungsscheibe 212 angeordnet.
Die Verschleissnachstelleinrichtung 202 umfasst neben der ähnlich der im ersten Ausführungsbeipiels gezeigten ringförmigen Nachstelleinrichtung zusätzlich mehrere umfangsmäßig gleichmäßig verteilte Spielgeber. Diese Spielgeber werden anhand eines einzelnen Spielgebers erläutert, wobei dieser Spielgeber einen Sensorbolzen 203 mit einer Sensorschraubendruckfeder 206 und einen Klemmbolzen 288 mit einer Anschlagplatte 207 und einen Begrenzungsbolzen 289 umfasst.
Der Begrenzungsbolzen 289 ist am radial äußeren Bereich der Kupplung K4 bewegungsfest mit deren Druckplatte 217 verbunden und erstreckt sich in axialer Richtung auf die Druckplatte 216 der ersten Kupplung K3. Im folgenden wird die Druckplatte 216 der ersten Kupplung K3 als erste Druckplatte 216 und die Druckplatte 217 der zweiten Kupplung K4 als zweite Druckplatte 217 bezeichnet. Der Begrenzungsbolzen 289 ist an dessen der Druckplatte 216 näher stehendem Ende zu einem radial nach innen gebogenen Anschlagansatz 290 ausgeformt.
Dieser Anschlagansatz 290 weist ein der zweiten Druckplatte 217 zugewandten Anschlagfläche 291 auf, welche an der Anschlagplatte 207 anliegt. Diese Anschlagplatte 207 ist an deren radial außen liegendem Endbereich – d.h. unmittelbar radial innerhalb des Befestigungsbolzens 289 – von dem Klemmbolzen 288 durchsetzt, der sich mittels eines Klemmbolzenkopfes 292 an der Anschlagplatte 207 auf deren der zweiten Druckplatte 217 zugewandter Seite in die auf die erste Druckplatte 216 weisende Richtung abstützt. Dieser Klemmbolzen 288 erstreckt sich in axialer Richtung und durchsetzt an dessen dem Klemmbolzenkopf 292 gegenüber liegenden Ende die Druckplatte 216. Dazu erstreckt sich der Klemmbolzen 288 innerhalb einer Bohrung 293 der ersten Durckplatte 216. Der Klemmbolzen 288 weist gegenüber dieser Bohrung 293 ein geringes Spiel auf, das geringfügige Kippbewegungen des Klemmbolzens 288 ermöglicht.
Die Anschlagplatte 207 weist an deren radial innerem Ende eine Bohrung 294 auf. Durch diese Bohrung 294 ragt das eine der zweiten Druckplatte 217 zugewandte Ende des sich in axialer Richtung erstreckenden Sensorbolzens 203. Das andere gegenüberliegende Ende dieses Sensorbolzens 203 ist bewegungsfest mit der ersten Druckplatte 216 verbunden. Koaxial zum Sensorbolzen 203 ist die Sensorschraubendruckfeder 206 mit Vorspannung zwischen der ersten Druckplatte 216 und der Anschlagplatte 207 verspannt, so daß diese Sensorschraubendruckfeder 206 das Bestreben zeigt, die Anschlagplatte 207 in die von der ersten Druckplatte 216 weisenden Richtung zu verschieben.
Radial zwischen dem Sensorbolzen 203 und dem Klemmbolzen 288 ist die Nachstelleinrichtung 202 angeordnet, welche ausschnittsweise in einer gebrochenen Darstellung in 9 dargestellt ist.
Diese Nachstelleinrichtung 202 ist im wesentlichen, wie die im ersten Ausführungsbeipiel dargestellte Nachstelleinrichtung ausgestaltet. Jedoch stützt sich ein in diesem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigter tellerfederseitiger Rampenring 104 im Bereich von Ausnehmungen 108 unmittelbar an Anlageflächen 318 der Anschlagplatte 207 ab.
Im folgenden wird der Funktion der Verschleißausgleichseinrichtung 202 bei Abnutzung der Kupplungsscheibe 212 der Kupplung K3 mit Bezug auf 8, 9 und 10 erläutert.
Die vorgespannte Tellerfeder 218 ist derart auf die Klemmverbindung zwischen dem Klemmbolzen 288 und der Bohrung 293 in der ersten Druckplatte 216 abgestimmt, daß die Tellerfederkraft größer als die Haftreibungskraft der Klemmbolzen-Bohrungs-Paarung ist. Da sich die Tellerfeder 218 einerseits unmittelbar an der axialverschieblichen zweiten Druckplatte 217 und andererseits mittelbar über die Nachstelleinrichtung 204 an der ersten Druckplatte 216 abstützt, überwindet die Tellerfeder 218 bei Verschleiß besagte Haftreibung und die erste Druckplatte 216 wird axial in die auf das Widerlager 14 weisende Richtung verschoben. Unterstützend bzw. Haftreibungsvermindernd wirkt dabei, daß die durch den parallelen Versatz des Klemmbolzens 288 gegenüber der Bohrung 293 bedingte Verkantung bzw. Verkippung kompensiert wird, da sich die Anschlagplatte 207 auf der von der Sensorschraubendruckfeder 206 abgewandten Seite – d.h. radial außen – an der Anschlagfläche 291 des Anschlagansatzes 290 abstützt. Da der tellerfederseitige Rampenring 104 bei eingerückter Kupplung K3 in axialer Richtung zwischen dem druckplattenseitigen Rampenring 103 und der Tellerfeder 218 verspannt ist, folgt dieser tellerfederseitige Rampenring 104 nicht der sich relativ von diesem weg bewegenden Anschlagplatte 207, so daß der Rampenring um das in 10 dargestellte Maß 219 von der Anschlagplatte 207 abhebt.
Bei dem nächsten Ausrückvorgang der Kupplung K3 mittels Druckbeaufschlagung des Ausrückstellgliedes 22 wird der radial äußere Randbereich der Tellerfeder 218 in die auf das Getriebegehäuse 58 weisende Richtung verschwenkt. Infolge der zwangsläufigen Reibkraftabnahme bzw. der Beabstandung zwischen der Tellerfeder 218 und der Nachstelleinrichtung 204 kommt es zu der bereits im ersten Ausführungsbeispiel erörterten Aufweitung der Nachstelleinrichtung 204, bis der tellerfederseitige Rampenring 104 an den Anlageflächen 318 der Anschlagplatten 207 zum anliegen kommt. Demzufolge hat sich die Nachstelleinrichtung 204 um das dem Verschleiß an der Kupplung K3 entsprechende Maß 219 aufgeweitet. Im folgenden eingerückten Zustand der Kupplung K3 nimmt die Tellerfeder 218 trotz der Verschiebung der Druckplatte 216 in Richtung auf das Widerlager 14 die ursprüngliche Tellerfederwinkellage ein. Somit ist sichergestellt, daß die Tellerfeder 218 auch nach dem Verschleiß so weit vorgespannt ist, daß diese eine Charakteristik aufweist, die im mittleren Bereich 27 analog 2 des Federweges s_F den besagten konstanten Verlauf der Federkraft P_F über dem Federweg s_F zeigt.
Bei Abnutzung der Kupplungsscheibe 213 der Kupplung K4 funktioniert die Verschleissausgleichseinrichtung prinzipiell in gleicher Weise. Jedoch schwenkt in diesem Fall nicht der radial äußere Bereich der Tellerfeder 218 in die auf das Widerlager 14 weisende Richtung, sondern der radial innere Bereich schwenkt in die entgegengesetzte Richtung. Ansonsten geschieht die Verschleissnachstellung in analoger Weise zur Verschleißnachstellung bei der Kupplung K3, so daß auch in diesem Fall die Tellerfeder 218 trotz der Verschiebung der Druckplatte 217 in Richtung auf das Getriebegehäuse 58 die ursprüngliche Tellerfederwinkellage einnimmt. Somit ist zum einen sichergestellt, daß die Tellerfeder 218 auch nach dem Verschleiß der Kupplung K4 so weit vorgespannt ist, daß diese eine Charakteristik aufweist, die im mittleren Bereich 27 analog 2 des Federweges s_F den besagten konstanten Verlauf der Federkraft P_F über dem Federweg s_F zeigt.
Anstatt einer Tellerfeder sind auch Tellerfederpakete beliebiger Anordnung oder beliebige andere Kraftspeicher im Zusammenhang mit der Erfindung verwendbar. Insbesondere Ausgestaltungen mit Blattfedern oder Schraubendruckfedern sind möglich.
Anstatt eines weggesteuerten Ausgleiches des Verschleißes kann der Ausgleich des Verschleißes auch kraftgesteuert erfolgen. Dabei wird anstelle der in den gezeigten Ausgestaltungen als Spielgeber ausgeführten Sensoreinrichtung eine kraftgesteuerte Sensoreinrichtung verwendet. Diese kraftgestuerte Sensoreinrichtung umfaßt einen zweiten Kraftspeicher, der der Tellerfeder eine entgegengerichtete Sensorkraft aufbringt. Dieser Sensorkraft wird so dimensioniert, daß diese normalerwweise der Betätigungskraft widerstehen kann. Wird bei Verschleiß der Beläge die Betätigungskraft höher und reicht die Sensorkraft als Gegenkraft an der Tellerfeder nicht mehr aus, bewegt sich die Tellerfeder axial in die auf die Kurbelwelle weisende Richtung. Das dabei entstehende Spiel wird über vorgespannte Rampenringe ausgeglichen. Der Nachstellvorgang dauert so lange, bis die Betätigungskraft auf die Sensorkraft und damit auf das gewünschte Niveau abgesunken und die ursprüngliche Tellerfederwinkellage wieder erreicht ist. Der Kraftspeicher der Sensoreinrichtung kann dabei beispielsweise als Tellerfeder, Blattfeder oder Schraubendruckfeder ausgestaltet sein.

Claims

Doppelkupplung für ein Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges, bei der innerhalb eines relativ zu einer Rotationsachse (9) drehbar angeordneten Kupplungsgehäuses (10) zwei axial ein- und ausrückbare reibschlüssige Scheibenkupplungen (K1, K2) angeordnet sind, bei denen jeweils eine Kupplungsscheibe (12, 13) zwischen einer in axialer Richtung gegenüber dem Kupplungsgehäuse (10) abgestützten Widerlagerscheibe (61, 66) und einer gegenüber dem Kupplungsgehäuse (10) axial verschieblichen, aber drehfesten Druckplatte (16, 17) verspannt ist, wobei die axial verschieblichen Druckplatten (16, 17) auf den einander zugewandten Seiten der Scheibenkupplungen (K1, K2) angeordnet sind und eine vorgespannte Tellerfeder (18) im Kraftfluß zwischen den beiden Druckplatten (16, 17) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Verschleißausgleichseinrichtung (2) einerseits zumindest mittelbar an der Tellerfeder (18) und andererseits zumindest mittelbar an der einen verschieblichen Druckplatte (16) abstützbar ist, wobei die Verschleißausgleichseinrichtung (2) eine Sensoreinrichtung (3) und eine Nachstelleinrichtung (4) umfaßt, mittels welchen eine axiale Länge der Tellerfeder (18) selbsttätig erhaltbar ist, wobei die Sensoreinrichtung (3) ein Spielgeber ist, mittels dessen der Verschleißausgleich weggesteuert erfolgt, und wobei die Tellerfederwinkellage der Tellerfeder (18) das für den Spielgeber notwendige Spiel vorgibt.
Doppelkupplung für ein Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges, bei der innerhalb eines relativ zu einer Rotationsachse (9) drehbar angeordneten Kupplungsgehäuses (10) zwei axial ein- und ausrückbare reibschlüssige Scheibenkupplungen (K3, K4) angeordnet sind, bei denen jeweils eine Kupplungsscheibe (212, 213) zwischen einer in axialer Richtung gegenüber dem Kupplungsgehäuse (10) abgestützten Widerlagerscheibe (61, 266) und einer gegenüber dem Kupplungsgehäuse (10) axial verschieblichen, aber drehfesten Druckplatte (216, 217) verspannt ist, wobei die axial verschieblichen Druckplatten (216, 217) auf den einander zugewandten Seiten der Scheibenkupplungen (K3, K4) angeordnet sind und eine vorgespannte Tellerfeder (218) im Kraftfluß zwischen den beiden Druckplatten (216, 217) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Verschleißausgleichseinrichtung (202) einerseits zumindest mittelbar an der Tellerfeder (218) und andererseits zumindest mittelbar an der einen verschieblichen Druckplatte (216) abstützbar ist, wobei die Verschleißausgleichseinrichtung (202) eine Sensoreinrichtung (203) und eine Nachstelleinrichtung (204) umfaßt, mittels welchen eine axiale Länge der Tellerfeder (218) selbsttätig erhaltbar ist, wobei die Sensoreinrichtung (203) ein Spielgeber ist, mittels dessen der Verschleißausgleich weggesteuert erfolgt, wobei die Tellerfeder (218) an einem Stellglied (77) abgestützt ist, und der Spielgeber einen gegenüber der einen Druckplatte (216) verkantbaren Körper (288) umfaßt, auf den ein elastisches Element (206) ein Kippmoment einleitet, wobei dieser verkantbare Körper (288) axial ausschließlich in die von der anderen Druckplatte (217) auf die eine Druckplatte (216) weisende Richtung zumindest mittelbar an der anderen Druckplatte (217) abstützbar ist, wobei die Nachstelleinrichtung (204) zwei infolge einer Vorspannung nach axialer Aufweitung strebende Rampenringe (103, 104) umfaßt, wobei der eine Rampenring (104) der Nachstelleinrichtung (204) axial ausschließlich in die von der einen Druckplatte (216) auf die andere Druckplatte (217) weisende Richtung an dem verkantbaren Körper (288) abstützbar ist.
Doppelkupplung für ein Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine axial verschiebliche Druckplatte (16) der ersten der beiden Scheibenkupplungen (K1) zugeordnet und an einem Stellglied (77) abgestützt ist und zum Ausrücken der ersten Scheibenkupplung (K1) mittels des Stellgliedes (77) axial in die auf die zweite Scheibenkupplung (K2) weisende Richtung verschiebbar ist, wobei die Tellerfeder (18) zumindest mittelbar um deren radial inneren Randbereich schwenkbar an der axial verschieblichen anderen Druckplatte (17) abgestützt ist, wobei der Spielgeber (3) zwei infolge einer Vorspannung nach axialer Aufweitung strebende Rampenringe (101, 102) umfaßt, die von dem radial inneren Randbereich der Tellerfeder (18) geringer beabstandet sind, als die Nachstelleinrichtung (4), welche ebenfalls zwei infolge einer Vorspannung nach axialer Aufweitung strebende Rampenringe (103, 104) umfaßt, wobei der eine Rampenring (104) der Nachstelleinrichtung (4), unmittelbar an der Tellerfeder (18) abstützbar und axial in die auf die Tellerfeder (18) weisende Richtung an einer Anschlagfläche (118) des einen Rampenringes (102) des Spielgebers (3) abstützbar ist.
Doppelkupplung für ein Zahnräderwechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder in einem mittleren Bereich (27) des Federweges (s_F) einen konstanten Verlauf der Federkraft (P_F) über dem Federweg (s_F) aufweist und die Tellerfeder bis in den mittleren Bereich (27) des Federweges (s_F) vorgespannt ist.