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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrfachkupplungsanordnung,
umfassend einen ersten Kupplungsbereich zur wahlweisen Aktivierung
eines ersten Drehmomentübertragungsweges
in der Mehrfachkupplungsanordnung zwischen einem Antriebsorgan und
einem ersten Abtriebsorgan und einen zweiten Kupplungsbereich zur
wahlweisen Aktivierung eines zweiten Drehmomentübertragungsweges in der Mehrfachkupplungsanordnung
zwischen dem Antriebsorgan und einem zweiten Abtriebsorgan, wie im
Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert.
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Aus
der
DE 44 15 664 A1 ist
eine gattungsgemäße Mehrfachkupplungsanordnung
bekannt, bei welcher durch wahlweises Aktivieren einer Lamellenkupplungsanordnung
einer Mehrzahl von Lamellenkupplungsanordnungen ein Drehmomentübertragungsweg
zwischen einem Antriebsorgan und einem von einer Mehrzahl von Abtriebsorganen
hergestellt werden kann. Die Abtriebsorgane werden bei derartigen
Mehrfachkupplungsanordnungen im Allgemeinen durch koaxial ineinander
geschachtelte und vergleichsweise lang ausgebildete Wellen, beispielsweise
Getriebeeingangswellen, gebildet. Aufgrund ihrer vergleichsweise
großen
Länge weisen
diese Getriebeeingangswellen relativ geringe Torsionssteifigkeiten
auf und wirken daher wie in den Antriebsstrang integrierte Drehfedern.
Diese zusätzliche
Elastizität führt oftmals
zu unerwünschten
Verschiebungen des Resonanzschwingungsbereichs eines derartigen
Antriebsstrangs. Um dem entgegenzuwirken, ist es bekannt, in einen
derartigen Antriebsstrang vor das Getriebe, also vor die einzelnen
in das Getriebe integrierten Drehmomentübertragungswege, einen Torsionsschwingungsdämpfer bekannter
Bauart, beispielsweise in Form eines Mehrmassenschwungrades, zu
integrieren. Ein derartiger Torsionsschwingungsdämpfer beansprucht jedoch zusätzlichen Bauraum
und führt
zu zusätzlichen
Kosten eines derartigen Systems. Ferner entsteht dadurch das Problem,
dass durch das Integrieren eines derartigen vor das Getriebe geschalteten
Torsionsschwingungsdämpfers
auch die Lage der Eigenfrequenzen im Bereich der Getriebeeingangswellen
verschoben wird, und zwar zu einem höheren Drehzahlbereich hin.
In diesem Drehzahlbereich kann ein derartiger vorgeschalteter Torsionsschwingungsdämpfer jedoch
oftmals nicht im erforderlichen Ausmaß zur Schwingungsdämpfung beitragen.
Zur Vermeidung von Schwingungsanregungen ist es, weiter bekannt,
die verschiedenen Kupplungsbereiche zumindest in bestimmten Drehzahlbereichen
schlupfend zu betreiben. Dies bedeutet jedoch neben dem auftretenden Energieverlust
auch eine übermäßige Abnutzung
der reibend aneinander anliegenden Oberflächen.
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Aus
der
US 4,667,796 ist
eine hydraulische Kupplung in Form einer Einfach-Lamellenkupplung bekannt,
bei welcher in den Drehmomentübertragungsweg
ein nach Art eines Zweimassenschwungrads aufgebauter Torsionsschwingungsdämpfer mit Deckscheibenelementen,
Zentralscheibenelementen und Dämpferfedern
integriert ist.
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Die
JP 63-186037 A offenbart
eine nasslaufende Lamellenkupplung mit Außen- und Innenlamellen und
diesen zugeordneten Lamellenträgern.
In den Drehmomentübertragungsweg
des Außenlamellenträgers ist
ein in Form gummielastischer Elemente ausgebildeter Drehschwingungsdämpfer integriert.
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Aus
der nachveröffentlichen
DE 10 034 730 A1 ist
eine Mehrfach-Lamellen-Kupplung
mit zwei Kupplungsbereichen bekannt. Jeder dieser Kupplungsbereiche
weist einen Außenlamellenträger und einen
Innenlamellenträger
auf. In keinen dieser Lamellenträger,
insbesondere nicht den abtriebsseitigen Lamellenträger ist
eine Drehschwingungsdämpferanordnung
integriert.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Mehrfachkupplungsanordnung
derart weiterzubilden, dass durch baulich einfache und wenig Raum
beanspruchende Maßnahmen
für eine
ausreichende Schwingungsbedämpfung
von im Drehbetrieb auftretenden Schwingungsanregungen gesorgt ist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
eine Mehrfachkupplungsanordnung, umfassend einen ersten Kupplungsbereich
zur wahlweisen Aktivierung eines ersten Drehmomentübertragungsweges
in der Mehrfachkupplungsanordnung zwischen einem Antriebsorgan und
einem ersten Abtriebsorgan und einen zweiten Kupplungsbereich zur wahlweisen
Aktivierung eines zweiten Drehmomentübertragungsweges in der Mehrfachkupplungsanordnung
zwischen dem Antriebsorgan und einem zweiten Abtriebsorgan, wie
im Anspruch 1 definiert.
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Dabei
ist vorgesehen, dass bei wenigstens einem der Kupplungsbereiche
im zugeordneten Drehmomentübertragungsweg
in der Mehrfachkupplungsanordnung eine Drehschwingungsdämpferanordnung
vorgesehen ist.
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Wenigstens
ein Kupplungsbereich umfasst eine Lamellenkupplungsanordnung, umfassend
wenigstens eine mit dem Antriebsorgan zur gemeinsamen Drehung fest
gekoppelte oder koppelbare Antriebslamelle und wenigstens eine mit
dem zugehörigen
Abtriebsorgan zur gemeinsamen Drehung fest gekoppelte oder koppelbare
Abtriebslamelle, wobei die Drehschwingungsdämpferanordnung in einem Abtriebslamellenträgerbereich
vorgesehen ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Mehrfachkupplungsanordnung
kann weiter vorgesehen sein, dass der Abtriebslamellenträgerbereich
einen Lamellentrageabschnitt zum im Wesentlichen drehfesten Tragen
der wenigstens einen Lamelle und damit integral ausgebildet einen
Verbindungsabschnitt auf weist und dass eine Drehschwingungsdämpferanordnung in
den Verbindungsabschnitt integriert ist.
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Um
dabei bei möglichst
geringem Bauraumbedarf, d.h. gegenüber einer herkömmlichen
Anordnung vorzugsweise nicht mehr Bauraum einnehmender Ausgestaltung,
den Drehschwingungsdämpfer jeweils
in den zugeordneten Drehmomentübertragungsweg
integrieren zu können,
ist vorgesehen, dass der Abtriebslamellenträgerbereich einen den Lamellentrageabschnitt
bereitstellenden radial äußeren Kopplungsbereich
und einen radial inneren Kopplungsbereich sowie wenigstens einen
sich zwischen dem radial äußeren Kopplungsbereich
und dem radial inneren Kopplungsbereich erstreckenden damit integral
ausgebildeten und zum Ermöglichen einer
Relativumfangsbewegung zwischen dem radial äußeren Kopplungsbereich und
dem radial inneren Kopplungsbereich verformbaren Verformungsbereich
aufweist.
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Zum
Integrieren einer jeweiligen Drehschwingungsdämpferanordnung in einen Drehmomentübertragungsweg
ist weiter vorgesehen, dass die Drehschwingungsdämpferanordnung durch Stanzen
und gegebenenfalls Umformen eines Blechteils gebildet ist.
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Durch
das integrieren der Drehschwingungsdämpferanordnung in wenigstens
einen der innerhalb der Mehrfachkupplungsanordnung bereitgestellten
Drehmomentübertragungswege
wird es zum einen möglich,
den separat vorzusehenden und außerhalb der Mehrfachkupplungsanordnung
liegenden Torsionsschwingungsdämpfer
wegzulassen. Neben dem Vorteil einer deutlich geringeren Baugröße wird dadurch
andererseits erreicht, dass für
den jeweiligen Drehmomentübertragungsweg
auf die darin vorkommenden Schwingungsanregungen abgestimmt ein
spezieller Dämpfer
bereitgestellt werden kann. Das heißt, es können nicht nur bei deutlich
geringerer Baugröße die im
Drehbetrieb auftretenden Schwingungen gedämpft werden, sondern es kann
für jeden Schwingungsweg
separat eine Abstimmung auf die darin speziell vorkommenden Eigenfrequenzen
vorgenommen werden. Dies ist insbesondere daher von Bedeutung, da
derartige Mehrfachkupplungsanordnungen mit ihren verschiedenen Drehmomentübertragungswegen
jeweils bei verschiedenen Gangstufen und somit auch verschiedenen
Eigenfrequenzbereichen zum Einsatz kommen.
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Vorteilhafterweise
kann bei der erfindungsgemäßen Mehrfachkupplungsanordnung
vorgesehen sein, dass dem ersten und dem zweiten Kupplungsbereich
jeweils eine Drehschwingungsdämpferanordnung
zugeordnet ist. Dabei ist es aus schwingungstechnischen Gründen weiter
bevorzugt, wenn die wenigstens einem Kupplungsbereich zugeordnete
Drehschwingungsdämpferanordnung – bezogen auf
eine Drehmomentenflussrichtung von dem Antriebsorgan zu dem zugehörigen Abtriebsorgan – im abtriebsseitigen
Bereich des wenigstens einen Kupplungsbereichs vorgesehen ist.
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Dabei
kann weiter vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Verformungsbereich
sich zwischen dem radial äußeren Kopplungsbereich
und dem radial inneren Kopplungsbereich wenigstens bereichsweise
mit einer Umfangserstreckungsrichtungskomponente erstreckt. Insbesondere
ist es zum Erhalt einer ausreichenden Elastizität vorteilhaft, wenn der wenigstens
eine Verformungsbereich sich bezüglich einer
Drehachse wenigstens bereichsweise spiralartig erstreckt.
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Aus
Symmetriegründen
und zum Erhöhen des
Drehmomentübertragungsvermögens wird
vorgeschlagen, dass bei wenigstens einem Dämpferelement wenigstens zwei
Verformungsbereiche vorgesehen sind. Weiter ist es vorteilhaft,
wenn bei wenigstens einem Dämpferelement
der radial äußere Kopplungsbereich
oder/und der radial innere Kopplungsbereich im Wesentlichen ringartig
ausgebildet ist.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert
beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
Teil-Längsschnittansicht
einer erfindungsgemäßen Mehrfachkupplungsanordnung;
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2 eine
Axialansicht eines ersten Lamellenträgers der in 1 dargestellten
Mehrfachkupplungsanordnung;
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3 eine
Schnittansicht des Lamellenträgers
der 2, geschnitten längs einer Linie III-III;
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4 eine
der 2 entsprechende Ansicht eines zweiten Innenlamellenträgers;
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5 eine
Schnittansicht des in 4 dargestellten Lamellenträgers längs einer
Linie V-V in 4;
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6 eine
der 1 entsprechende Darstellung einer nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltungsform
der Mehrfachkupplungsanordnung;
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7 eine
Axialansicht eines bei der in 6 dargestellten
Mehrfachkupplungsanordnung eingesetzten Dämpferelementes.
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Die 1 zeigt
eine in einem Antriebsstrang 10 zwischen einer Antriebseinheit
und einem Getriebe angeordnete Doppelkupplung 12. Von der
Antriebseinheit, beispielsweise eine Brennkraftmaschine, ist in 1 nur
eine Abtriebswelle 14, ggf. Kurbelwelle 14, dargestellt.
Das Getriebe ist in 1 durch einen eine Getriebegehäuseglocke 18 begrenzenden Getriebegehäuseabschnitt 20 und
zwei Getriebeeingangswellen 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 26 angeordnet, die zum Antrieb einer
getriebeseitigen, in 1 nicht dargestellten Ölpumpe dient,
wie noch näher
erläutert
wird.
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Die
Doppelkupplung 12 ist in der 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 1 gezeigte
Ausführungsbeispiel
nasslaufende Reibungskupplungen auf, so ist es in der Regel angebracht,
für einen
Dichteingriff zwischen dem Deckel 28 und dem von der Getriebegehäuseglocke 18 gebildeten
Kupplungsgehäuse
zu sorgen, der beispielsweise mittels eines O-Rings oder eines sonstigen
Dichtrings hergestellt sein kann.
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Als
Eingangsseite der Doppelkupplung 12 dient eine Kupplungsnabe 34,
die 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 z. B. über eine
Außenverzahnung 42 mit der
Kurbelwelle 14 oder einem an diese angebundenen Drehmomentübertragungsorgan
gekoppelt. Die Pumpenantriebswelle 26 weist an ihrem vom
Getriebe fernen Ende eine Außenverzahnung 44 auf,
die in eine Innenverzahnung 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.
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Der
Deckel 28 erstreckt sich radial zwischen einem eine Radialausnehmung 50 der
Gehäuseglocke 18 begrenzenden
ringförmigen
Umfangswandabschnitt 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 der Deckel 28 an der Gehäuseglocke 18 festgelegt
ist und sich dementsprechend mit der Doppelkupplung 12 nicht
mitdreht. Eine Abdich tung zwischen dem Deckel und der Nabe wird
insbesondere dann erforderlich sein, wenn es sich, wie beim Ausführungsbeispiel,
bei den Kupplungsbereichen der Doppelkupplung 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.
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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 Lamellenkupplungsanordnung 64 dient. Der Außenlamellenträger 62 erstreckt
sich in Richtung zum Getriebe und nach radial innen zu einem Ringteil 66,
an dem der Außenlamellenträger 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-Lageranordnung 68 ermöglicht eine
Relativverdrehung zwischen dem Ringteil 66 einerseits und
sowohl der Getriebeeingangswelle 22 als auch der Getriebeeingangswelle 24 andererseits.
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Am
Ringteil 66 ist axial weiter in Richtung zur Antriebseinheit
ein Außenlamellenträger 70 einer zweiten
Lamellen-Kupplungsanordnung 72 drehfest angebracht, deren
Lamellenpaket 74 vom Lamellenpaket 76 der ersten
Lamellen-Kupplungsanorndung 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 mit der Kurbelwelle 14 der
Antriebseinheit in Momentenübertragungsverbindung.
Bezogen auf den normalen Momentenfluss von der Antriebseinheit zum
Getriebe dienen die Außenlamellen träger 62 und 70 jeweils
als Eingangsseite der Lamellenkupplungsanordnung 64 bzw. 72.
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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 Keilnutenverzahnung 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.
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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 Ringsteils 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 98 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 Ausführungsbeispiel in 1 ausgegangen.
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Große Vorteile
ergeben sich, wenn, wie beim gezeigten Ausführungsbeispiel, die sich in
radialer Richtung erstreckenden Abschnitte der Außenlamellenträger 62 und 70 auf
einer axialen Seite einer sich zu einer Achse A der Doppelkupplung 12 erstreckenden
Radialebene angeordnet sind und die sich in radialer Richtung erstreckenden
Abschnitte der Innenlamellenträger 82 und 86 der
beiden Lamellenkupplungsanordnungen auf der anderen axialen Seite
dieser Radialebene angeordnet sind. Hierdurch wird ein besonders
kompakter Aufbau möglich,
insbesondere dann, wenn Lamellenträger einer Sorte (Außenlamellenträger oder
Innenlamellenträger,
beim Ausführungsbeispiel
die Außenlamellenträger) drehfest
miteinander verbunden sind und jeweils als Eingangsseite der betreffenden
Lamellenkupplungsanordnung 64, 72 in Bezug auf
den Kraftfluss von der Antriebseinheit zum Getriebe dienen.
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In
die Doppelkupplung 12 sind Betätigungskolben zur Betätigung der
Lamellenkupplungsanordnungen 64, 72 integriert,
im Falle des gezeigten Ausführungsbeispiels
zur Betätigung
der Lamellenkupplungsanordnungen 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 Lamellenkupplungsanordnung 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,
wobei die Dichtungen 114, 116 aus einem Teil gebildet
sein können, 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-Druckausgleichskammer 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,
angeschlossenen Drucksteuereinrichtung, ggf. ein Steuerventil, in
Verbindung, wobei der Druckme diumskanal 122 über eine
das Ringteil 66 aufnehmende, ggf. getriebefeste Anschlusshülse an der Drucksteuereinrichtung
angeschlossen 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 1 angedeutet
ist.
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Ein
der zweiten Lamellenkupplungsanordnung 72 zugeordneter
Betätigungskolben 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
Außenlamellenträger 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 Betätigungskolben 130 und
dem Wandungsteil 132 ausgebildete Fliehkraft-Druckausgleichskammer 142 abdichtend
geführt.
Die Druckkammer 140 ist über einen weiteren Druckmediumskanal 144 in
entsprechender Weise wie die Druckkammer 118 an die Drucksteuereinrichtung
angeschlossen. Mittels der Drucksteuereinrichtung(en) kann an den
beiden Druckkammern 118 und 140 wahlweise von
der Druckmediumsquelle aufgebrachter Druck angelegt werden, um die
erste Lamellenkupplungsanordnung 64 oder/und die zweite
Lamellenkupplungsanordnung 72 im Sinne eines Einrückens zu
betätigen. Zum
Rückstellen,
also zum Ausrücken
der Kupplungen dienen Membranfedern 146, 148,
von denen die dem Betätigungskolben 130 zugeordnete
Membranfeder 148 in der Fliehkraft-Druckausgleichskammer 142 aufgenommen
ist.
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Die
Druckkammern 118 und 140 sind, jedenfalls während normalen
Betriebszuständen
der Doppelkupplung 112, vollständig mit Druckmedium (hier Hydrauliköl) gefüllt, und
der Betätigungszustand
der Lamellenkupplungsanordnungen hängt an sich vom an den Druckkammern
angelegten Druckmediumsdruck ab. Da sich aber die Außenlamellenträger 62 und 70 samt
dem Ringteil 66 und dem Betätigungskolben 110 und 130 sowie
dem Wandungsteil 132 im Fahrbetrieb mit der Kupplungswelle 14 mitdrehen, 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 Lamellenkupplungsanordnungen 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.
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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 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
Durchlassöffnungen
im Innenlamellenträger 82 in
den Bereich des Lamellenpakets 76 der ersten Lamellenkupplungsanordnung 64 ein,
strömt
zwischen den Lamellen dieses Lamellenpakets bzw. durch Belagnuten
o. dgl. dieser Lamellen nach radial außen und fließt dann
schließlich
durch Durchlassöffnungen
im Außenlamellenträger 62 nach
radial außen
ab. An die Kühlölzufuhrströmung 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.
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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
Radialfüllstand
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 Druckbeaufschlagungsflächen des
Kolbens gleich groß und
erstrecken sich im gleichen Radialbereich, so dass für die Druckausgleichskammer 120 entsprechende
Füllstandsbegrenzungsmittel
nicht erforderlich sind.
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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 Getriebeeingangswellen 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 Ringabschnitt 38 der Kupplungsnabe 34 (durch
die Lager 98 und 100) nach radial außen strömt.
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Vorangehend
wurde der prinzipielle Aufbau einer Mehrfachkupplungsanordnung,
im dargestellten Beispiel einer Doppelkupplungsanordnung, beschrieben,
bei welcher die beiden Kupplungsbereiche 64, 72 durch
jeweilige Lamellenkupplungsanordnungen 64 bzw. 72 bereitgestellt
sind. Es sei darauf hingewiesen, dass an diesem Aufbau grundsätzlich verschiedenste
Variationen vorgenommen werden können.
Insbesondere in der Ausgestaltung und der Anzahl der einzelnen Lamellen
in den Lamellenpaketen können
verschiedenste Variationen gewählt
werden.
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Wie
eingangs erwähnt,
ist es zum Kompensieren der in den Abtriebswellen 22, 24 vorhandenen geringen
Torsionssteifigkeit vorteilhaft, in die verschiedenen Drehmomentübertragungswege
der Doppelkupplung 10 jeweilige diese geringe Drehsteifigkeit
bzw. die daraus resultierende Verschiebung des Resonanzbereichs
kompensierende Drehschwingungsdämpferanordnungen
zu integrieren. Wie vorangehend bereits dargestellt, geht ein erster dieser
Drehmomentübertragungswege
von der Kupplungsnabe 34 über das Trägerblech 60 der Lamellenkupplungsanordnung 64 und
den Innenlamellenträger 82 dieser
Lamellenkupplungsanordnung 64 zur Abtriebswelle 22.
Der zweite Drehmomentübertragungsweg
führt vom
Trägerblech 60 weiter
zum Außenlamellenträger 62 der
Lamellenkupplungsanordnung 64, dem Ringteil 66 und
dem Außenlamellenträger 70 der
Lamellenkupplungsanordnung 72. Von diesem wird das Drehmoment
dann weiter über das
Lamellenpaket 74 und den Innenlamellenträger 86 auf
die Abtriebswelle 24 übertragen.
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In
dem in 1 dargestellten Ausgestaltungsbeispiel ist in
jeden dieser beiden innerhalb der Doppelkupplungsanordnung 10,
also sich zwischen der Antriebswelle 14 und den Abtriebswellen 22, 24 erstreckenden
Drehmomentübertragungswege
eine Drehschwingungsdämpferanordnung 200 bzw. 202 integriert.
Insbesondere erkennt man in 1, dass diese
Drehschwingungsdämpferanordnung 200 bzw. 202 jeweils
in den abtriebsseitigen Bereich der Lamellenkupplungsanordnungen 64 bzw. 72 eingegliedert
sind, insbesondere jeweils im Bereich der einzelnen Innenlamellenträger 82, 86 integriert
sind. Dies wird im Folgenden mit Bezug auf die 2–5 beschrieben.
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Die 2 zeigt
in axialer Ansicht den Innenlamellenträger 82 für das radial
außen
liegende Lamellenpaket 76 bzw. die Lamellenkupplungsanordnung 64.
Wie bereits in 1 erkennbar, ist der Innenlamellenträger 82 topfartig
ausgebildet, beispielsweise durch entsprechendes Ausstanzen und
Umformen eines Blechrohlings. In dem sich im Wesentlichen axial
erstreckenden Lamellentrageabschnitt 212 ist eine Verzahnungskonfiguration
bzw. Mitnahmevorsprungkonfiguration 206 vorgesehen, in
welche die Innenlamellen 208 der Lamellenkupplungsanordnung 64 mit
einer jeweiligen Gegenverzahnung eingreifen und somit mit dem Innenlamellenträger 82 drehfest,
jedoch axial bezüglich
diesem bewegbar gekoppelt sind. Der Lamellentrageabschnitt 212 weist
ferner Fluiddurchtrittsöffnungen 204 auf.
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In
seinem einen Verbindungsabschnitt bildenden Bodenbereich 210 weist
der Innenlamellenträger 82 radial
innen liegend einen in Umfangsrichtung im Wesentlichen geschlossen
durchgehenden ringartigen Teil 214 auf, der auf dem Nabenteil 80 beispielsweise
durch Verschweißung
o. dgl. festgelegt ist. Zwischen diesem als innerer Kopplungsbereich dienenden
Teil 214 und dem ebenfalls ringartig ausgebildeten als äußerer Kopplungsbereich
dienenden Lamellentrageabschnitt 212 erstreckt sich ein
nach Art eines Spiralarms ausgebildeter Verbindungsbereich 216,
der in seinem radial äußeren Abschnitt
integral an den Lamellentrageabschnitt 212 angebunden ist
und in seinem radial inneren Abschnitt integral an den Ringteil 214 angebunden
ist. Aufgrund der Elastizität
des Blechmaterials und auch aufgrund der in 3 erkennbaren
im Bereich dieses Verbindungsbereichs 216 axial abgestuften
Anordnung wird hier eine Umfangselastizität bereitgestellt, aufgrund welcher
bei Auftreten von Drehbelastungen der Ringteil 214 und
der Lamellentrageabschnitt 212 in Umfangsrichtung um die
Drehachse A bezüglich
einander verdrehbar sind. Der für
die Lamellenkupplungsanordnung 14 bereitgestellte Drehschwingungsdämpfer 200 ist
also im Wesentlichen in den Innenlamellenträger 82 integriert
und umfasst im Wesentlichen als radial äußeren Kopplungsbereich den
Lamellentrageabschnitt 212, als radial inneren Kopplungsbereich
den Ringteil 214 und den im Wesentlichen aufgrund seiner
Elastizität
die Dämpfungsfunktion
bereitstellenden Verbindungsbereich 216.
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In
entsprechender Weise ist auch der in den 4 und 5 gezeigte
Innenlamellenträger 86 für die Lamellenkupplungsanordnung 72 ausgebildet. Auch
dieser weist eine topfartige Strukturierung mit einem radial äußeren sich
im Wesentlichen axial erstreckenden Lamellentrageabschnitt 220 mit
Fluiddurchtrittsöffnungen 221 auf,
in dessen Bereich eine Verzahnungs- oder Mitnahmeanordnung 222 gebildet
ist. Auf dieser Mitnahmeanordnung sitzen die einzelnen Innenlamellen 224 mit
einer entsprechenden Gegen-Mitnahmeanordnung,
so dass sie drehfest gehalten, jedoch axial bewegbar sind.
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Auch
hier ist der Bodenbereich 226 wieder mit einem radial innen
liegenden durchgehenden Ringteil 228 ausgebildet. Zwischen
diesem Ringteil 228 und dem radial außen liegenden Lamellentrageabschnitt 220 erstreckt
sich wieder ein spiralarmartig ausgebildeter Verbindungsbereich 230.
Dieser Verbindungsbereich 230 stellt wieder die erforderliche Umfangselastizität zwischen
den beiden Bereichen 220 und 228 her. Auch hier
ist also der zugehörige Drehschwingungsdämpfer 202 in
den Innenlamellenträger 86 integriert.
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Aus
den 2–5 erkennt
man also, dass bei der in 1 dargestellten
Ausgestaltungsvariante einer Doppelkupplung 10 in jedem
der vorangehend geschilderten Drehmomentübertragungswege separat, d.h.
nach der Aufzweigung dieser Drehmomentübertragungswege, betrachtet
in Drehmomentenflussrichtung von der Antriebswelle 14 her kommend,
ein Drehschwingungsdämpfer 200 bzw. 202 integriert
ist, ohne dass dafür
wesentlicher oder zusätzlicher
Bauraum beansprucht ist. Durch die Integration dieser Drehschwingungsdämpfer als
integrale oder einteilige Bestandteile der jeweiligen Innenlamellenträger 82, 86 können diese
Bauteile eine Doppelfunktion übernehmen. Überdies
erfordert das Eingliedern der Drehschwingungsdämpfer 200 bzw. 202 in
arbeitstechnischer Hinsicht lediglich einen weiteren Bearbeitungsvorgang,
nämlich
einen Stanzvorgang beim Herstellen des jeweiligen Blechrohlings
für die
Innenlamellenträger 82 bzw. 86.
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Es
sei hier darauf hingewiesen, dass selbstverständlich auch nur in einem einzigen
der Drehmomentübertragungswege
ein derartiger Drehschwingungsdämpfer
integriert sein könnte
und dann auf die in diesem Weg auftretenden Schwingungen speziell abgestimmt
werden könnte.
Auch wäre
es grundsätzlich
möglich,
eine Integration in einen jeweiligen Außenlamellenträger vorzusehen.
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Eine
insbesondere hinsichtlich der Ausgestaltung des Drehschwingungsdämpfers abgewandelte
Ausgestaltungsform einer erfindungsgemäßen Doppelkupplung ist in den 6 und 7 dargestellt.
Da der wesentliche Unterschied im Bereich des für die radial innen liegende
Lamellenkupplungsanordnung 72 bereitgestellten Drehschwingungsdämpfers 202 liegt,
wird im Folgenden im Wesentlichen lediglich auf diesen Unterschied
eingegangen.
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Bei
der in 6 erkennbaren, nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltungsvariante
ist der Innenlamellenträger 86 nicht
mehr als einteiliges topfartiges Bauteil ausgebildet. Vielmehr umfasst
dieser Innenlamellenträger 86 einen
im Wesentlichen zylindrischen, ringartigen Lamellentrageabschnitt 240,
der an seiner Außenumfangsseite
wieder die Verzahnungsanordnung 222 für die Innenlamellen 224 trägt. An seinem
Innenumfangsbereich weist der Lamellentrageabschnitt 240 eine
weitere Eingriffs- oder Mitnahmeanordnung 242 auf.
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Der
Drehschwingungsdämpfer 202 dieser Ausgestaltungsvariante
umfasst wenigstens ein scheibenartig ausgebildetes Dämpferelement 244, das
in axialer Ansicht in 7 dargestellt ist. Dieses Dämpferelement 244 weist
einen ringartigen radial äußeren Kopplungsbereich 246 und
einen ringartigen radial inneren Kopplungsbereich 248 auf.
Der radial äußere ringartige
Kopplungsbereich 246 weist ebenfalls eine Verzahnungs-
oder Mitnahmeanordnung 250 auf, die mit der Verzahnungsanordnung 242 in
festen Drehmitnahmeeingriff bringbar ist. Zur Axialsicherung können an
beiden Seiten des Dämpferelementes 244 Sicherungsringe 252 bzw. 254 an dem
Lamellentrageabschnitt 220 bereitgestellt sein.
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Der
radial innere ringartige Kopplungsbereich 248 weist ebenfalls
eine Verzahnungs- oder Mitnahmeformation 256 auf, die mit
einer entsprechenden Formation des Nabenbereichs 84 in
Mitnahmeeingriff steht oder bringbar ist. Alternativ ist es möglich, den
radial inneren ringartigen Kopplungsbereich 248 durch Verschweißung o.
dgl. an dem Nabenbereich 84 festzulegen.
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Zwischen
den beiden Kopplungsbereichen 246, 248 erstrecken
sich zwei nach Art von Spiralarmen ausgebildete Verbindungsbereiche 260, 262. Diese
bezüglich
der Drehachse A im Wesentlichen symmetrisch zueinander angeordneten
Verbindungsbereiche 260, 262 ermöglichen
aufgrund ihrer Umfangselastizität
und ihrer gekrümmten
Kontur wieder eine Relativdrehbewegung zwischen dem radial äußeren Kopplungsbereich 246 und
im radial inneren Kopplungsbereich 248.
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Das
scheibenartige Dämpferelement
kann wiederum durch Stanzen aus einem Blechrohling bereitgestellt
werden, kann aufgrund der separaten Ausgestaltung jedoch auch aus
einem anderen Material als der Lamellentrageabschnitt 240 gebildet sein.
Ebenso wie bei den vorangehend beschriebenen Drehschwingungsdämpfern ist
auch hier durch die Formgebung bzw. die Anzahl der Verbindungsbereiche
eine Abstimmung auf die zu erwartenden Drehschwingungsanregungen
möglich.
Auch die Dicke der eingesetzten Blechmaterialien hat einen erheblichen
Einfluss auf die Dämpfungscharakteristik.
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Insbesondere
die Ausgestaltungsform gemäß den
6 und
7 ermöglicht auch
den Einsatz mehrerer derartiger Dämpferelemente
244,
welche dann axial aneinander anliegend gestaffelt sein können. Diese
Dämpferelemente
können
dann parallel wirken, d.h. ihr jeweiliger äußerer Kopplungsbereich
246 ist
drehfest an den Lamellentrageabschnitt
240 angebunden,
und ihr jeweiliger radial innerer Kopplungsbereich
248 ist
drehfest an den Nabenbereich
84 angekoppelt. Es ist jedoch
auch möglich, wenigstens
zwei derartige Dämpferelemente
244 seriell
wirken zu lassen. Zu diesem Zwecke kann ein radial äußerer Kopplungsbereich
246 von
einem der Dämpferelemente
244 an
den Lamellentrageabschnitt
240 angebunden sein, der radial
innere Kopplungsbereich
248 dieses Dampferelementes
244 kann
an den radial inneren Kopplungsbereich
248 eines weiteren
Dämpferelementes
244 angebunden sein,
und der radial äußere Kopplungsbereich
248 dieses
weiteren Dämpferelementes
244 kann
entweder über
eine Verbindungs scheibe fest an den Nabenbereich
84 angekoppelt
sein, oder kann über
ein weiteres derartiges Dämpferelement
244 an
den Nabenbereich
84 angebunden sein. In diesem Falle ist dann
der radial äußere Kopplungsbereich
246 dieses dritten
Dämpferelementes
an den radial äußeren Kopplungsbereich
246 des
zweitgenannten Dämpferelementes
244 angebunden
und der radial innere Kopplungsbereich
248 des dritten
Dämpferelementes
244 ist
dann an den Nabenbereich
84 fest angebunden. Beim Einsatz
mehrerer parallel wirkender Dämpferelemente
ist es möglich,
dass nur eines dieser Dämpferelemente
dann mit seinem radial äußeren Kopplungsbereich
direkt an den Lamellentrageabschnitt
240 angebunden ist
bzw. mit seinem radial inneren Kopplungsbereich direkt an den Nabenbereich
84 angebunden
ist, die anderen Dämpferelemente
können
mit ihren jeweiligen Kopplungsbereichen mit den zugeordneten Kopplungsbereichen
dieses einen Dämpferelementes
fest verbunden sein. Auch ist es möglich, beim Einsatz mehrerer
derartiger Dämpferelemente
diese aus verschiedenen Materialien bzw. mit verschiedenen Dämpfungscharakteristiken
ihrer jeweiligen Verbindungsbereiche bereitzustellen. Als besonders
bevorzugtes Material hat sich Federstahlmaterial herausgestellt.
Die vielfältige Einsatz-
bzw. Variationsmöglichkeit
derartiger Dämpferelemente
ist in der
deutschen Patentanmeldung 100
17 801.4 ausführlich
beschrieben. Der Offenbarungsgehalt dieser deutschen Patentanmeldung
wird hiermit durch Bezugnahme zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden
Anmeldung mit aufgenommen.
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Obgleich
bei der in 6 dargestellten, nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltungsvariante
der Doppelkupplung 10 nur im Bereich der Lamellenkupplungsanordnung 72 eine
Drehschwingungsdämpferanordnung 202 dargestellt
ist, ist es selbstverständlich,
dass auch der Lamellenkupplungsanordnung 64 ein derartiger
Drehschwingungsdämpfer zugeordnet
sein kann, beispielsweise wieder in Form des in 1 dargestellten
Drehschwingungsdämpfers 200,
oder ebenfalls in Form eines Drehschwingungsdämpfers, welcher mit wenigstens
einem separat ausgebildeten Dämpferelement
versehen ist. Dieses könnte
ebenso wie der Bodenbereich 210 des in 3 dargestellten
Innenlamellenträgers
axial ausgeformt sein, um an das Trägerblech 60 angepasst zu
sein. Letztendlich kann also bei jeder der Lamellenkupplungsanordnungen 64, 72 eine
beliebige der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsvarianten
des zugeordneten Drehschwingungsdämpfers vorgesehen werden.
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Durch
das Eingliedern der vorangehend beschriebenen Drehschwingungsdämpfer in
die verschiedenen Drehmomentübertragungswege
kann, wie bereits erwähnt,
direkt Einfluss auf die abtriebsseitige Steifigkeit des Antriebsstrangs
genommen werden. Es kann somit die gesamte Steifigkeit reduziert
werden, was zur Folge hat, dass bei eingelegtem Gang die Eigenfrequenzen
in diesen Bereichen zu niedrigeren Drehzahlen hin verschoben werden. Im
Idealfalle werden sie aus dem im Fahrbereich auftretenden Drehzahlbereich
heraus verschoben. Ferner wird darauf hingewiesen, dass bei den
erfindungsgemäß vorgesehenen
Drehschwingungsdämpfern
zusätzlich
auch Reibeinrichtungen vorgesehen sein können, welche auch drehzahlselektiv wirken
können,
um die Relativbewegung der in Umfangsrichtung sich bezüglich einander
verlagernden Bereichen zu verhindern oder zu erschweren und somit
in diesen Drehzahlbereichen die Eigenfrequenz wieder nach oben zu
verschieben.