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 Reigungskupplungen
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.
Aus der DE 44 15 664 A1 ist eine Mehrfach-Kupplungseinrichtung bekannt,
bei welcher durch wahlweises Aktivieren einer Lamellen-Kupplungsanord
nung von einer Mehrzahl von Lamellen-Kupplungsanordnungen ein
Drehmomentübertragungsweg zwischen einem Antriebsorgan und einem
von einer Mehrzahl von Abtriebsorganen hergestellt werden kann. Die
Abtriebsorgane werden bei derartigen Mehrfach-Kupplungsanordnungen im
Allgemeinen durch koaxial ineinander geschachtelte und vergleichsweise
lang ausgebildete Wellen, beispielsweise Getriebeeingangswellen, gebildet.
Aufgrund ihrer vergleichsweise großen Länge weisen diese Getriebeein
gangswellen relativ geringe Torsionssteifigkeiten auf und wirken daher wie
in den Antriebsstrang integrierte Drehfedern. Diese zusätzliche Elastizität
führt oftmals zu unerwünschten Verschiebungen des Resonanzschwin
gungsbereichs eines derartigen Antriebsstrangs. Um dem entgegenzuwirken,
könnte man in einen derartigen Antriebsstrang vor dem Getriebe, also vor
die einzelnen in das Getriebe integrierten Drehmomentübertragungswege,
einen Torsionsschwingungsdämpfer bekannter Bauart, beispielsweise in
Form eines Mehrmassenschwungrads, integrieren. Ein derartiger Torsions
schwingungsdämpfer beansprucht jedoch zusätzlichen Bauraum und führt
zu zusätzlichen Kosten eines derartigen Systems. Ferner kann dadurch das
Problem entstehen, dass durch das Integrieren eines derartigen vor das
Getriebe geschalteten Torsionsschwingungsdämpfers auch die Lage der
Eigenfrequenzen im Bereich der Getriebeeingangswellen verschoben wird.
Werden die Eigenfrequenzen zu einem höheren Drehzahlbereich hin
verschoben, so kann in diesem Drehzahlbereich ein derartiger vorgeschalte
ter 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.
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.
Bei einer Mehrfach-Kupplungseinrichtung, ggf. Doppel-Kupplungsein
richtung, für die Anordnung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe, welche Kupplungsein
richtung eine einer ersten Getriebeeingangswelle des Getriebes zugeordnete
erste Kupplungsanordnung und eine einer zweiten Getriebeeingangswelle
des Getriebes zugeordnete zweite Kupplungsanordnung aufweist zur
Momentenübertragung zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe,
können die Kupplungsanordnungen zweckmäßig als Lamellen-Kupplungs
anordnungen ausgebildet sein, von denen eine einen größeren effektiven
Reibradius als eine andere aufweist, beispielsweise weil das Lamellenpaket
der einen Lamellen-Kupplungsanordnung das Lamellenpaket der anderen
Lamellen-Kupplungsanordnung ringartig umgibt, etwa um den zur Verfügung
stehenden Bauraum optimal auszunutzen.
Bezogen auf eine für beide Kupplungsanordnungen gleiche Referenz-
Eingangsgröße (beispielsweise einen Referenz-Betätigungsdruck, etwa ein
von einer Hydraulikdruckquelle maximal abgebbarer Hydraulikdruck)
resultieren aus den unterschiedlichen effektiven Reibradien für die in
Reibeingriff bringbare Reibflächenpaare unterschiedliche Momentenüber
tragungsfähigkeit. Es ist also beispielsweise das maximal übertragbare
Drehmoment unterschiedlich.
In diesem Zusammenhang wird nach der Erfindung gemäß einem ersten
Aspekt vorgeschlagen, dass Maßnahmen getroffen sind, um die Momenten
übertragungsfähigkeit der Lamellen-Kupplungsanordnung mit dem kleineren
effektiven Reibradius und die Momentenübertragungsfähigkeiten der
Lamellen-Kupplungsanordnung mit dem größeren effektiven Reibradius
zumindest einander anzunähern in Bezug auf eine die Stärke des Reibein
griffs bestimmende, für beide Kupplungsanordnungen gleiche Referenz-
Eingangsgröße (ggf. der genannte Referenz-Betätigungsdruck). Hierdurch
wird erreicht, dass auf der Grundlage der gleichen Eingangsgröße beide
Kupplungsanordnungen zumindest annähernd die gleiche Momentenüber
tragungsfähigkeit aufweisen, also etwa bei dieser gleichen Eingangsgröße
das gleiche Drehmoment übertragen können. Im Falle 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-Kupplungsanord
nungen ein gemeinsamer Druckregler o. dgl. in Verbindung mit einem
einfachen Umschaltventil verwendet werden.
Wie teilweise schon angedeutet, können die Kupplungsanordnungen jeweils
einen eine Druckkammer begrenzenden Betätigungskolben aufweisen zum
Betätigen, vorzugsweise Einrücken, der Kupplungsanordnung mittels eines
Druckmediums, vorzugsweise Hydraulikmediums. Zur Angleichung der
Momentenübertragungsfähigkeiten der Kupplungsanordnungen wird in
diesem Zusammenhang vorgeschlagen, dass der Betätigungskolben der
Lamellen-Kupplungsanordnung mit dem kleineren effektiven Reibradius eine
größere, dem Druckmedium wenigstens zur Betätigung der Kupplungsanord
nung ausgesetzte effektive Druckbeaufschlagungsfläche als der Betäti
gungskolben der Lamellen-Kupplungsanordnung mit dem größeren effektiven
Reibradius aufweist.
Die Lamellen-Kupplungsanordnung mit dem größeren effektiven Reibradius
kann zweckmäßig dafür vorgesehen sein, als Anfahrkupplung eingesetzt zu
werden. Aufgrund der größeren Abmessung der Reibflächen in Umfangs
richtung kann für diese Lamellen-Kupplungsanordnung ohne weiteres eine
gegenüber der anderen Lamellen-Kupplungsanordnung reduzierte Flächen
pressung an den Reibflächen erreicht werden, wodurch der bei Schlupfzu
ständen während des Anfahrens auftretende Verschleiß reduziert wird.
Der Erfindungsvorschlag ist auch besonders relevant, wenn die Lamellen-
Kupplungsanordnung mit dem größeren effektiven Reibradius eine größere
Anzahl von Lamellen als die Lamellen-Kupplungsanordnung mit dem
kleineren effektiven Reibradius aufweist. Die sich durch die größere
Lamellenzahl bezogen auf die Referenz-Eingangsgröße ergebene größere
Momentenübertragungsfähigkeit kann erfindungsgemäß kompensiert
werden, beispielsweise durch entsprechende Wahl der Größen der
effektiven Druckbeaufschlagungsflächen.
Nach einem vom ersten Erfindungsaspekt grundsätzlich unabhängigen
zweiten Aspekt der Erfindung betrifft diese ein Antriebssystem, ins
besondere zur Eingliederung in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs,
der eine Antriebskraft zwischen einer Antriebseinheit, ggf. einer Brenn
kraftmaschine, und angetriebenen Rädern übertragen kann, umfassend: eine
Mehrfach-Kupplungseinrichtung, ggf. Doppel-Kupplungseinrichtung, die
bezogen auf eine Referenz-Momentenflussrichtung eine ggf. der Antriebs
einheit zugeordnete Eingangsseite und wenigstens zwei ggf. einem Getriebe
des Antriebsstrangs zugeordnete Ausgangsseiten aufweist und die
ansteuerbar ist, Drehmoment zwischen der Eingangsseite einerseits und
einer ausgewählten der Ausgangsseiten andererseits zu übertragen, sowie
umfassend: eine Elektromaschine, durch welche eine der Eingangseite
zugeordnete Komponente zur Drehung um eine der Elektromaschine und der
Kupplungseinrichtung gemeinsame Achse antreibbar oder/und bei Drehung
der Komponente um die Achse elektrische Energie gewinnbar ist, wobei die
Elektromaschine eine Statoranordnung mit einem Statorwechselwirkungs
bereich und eine Rotoranordnung mit einem Rotorwechselwirkungsbereich
umfasst; oder/und eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung, die
bezogen auf die Referenz-Momentenflussrichtung eine Primärseite und eine
gegen die Wirkung einer Dämpferelementenanordnung um eine der
Torsionsschwingungsdämpferanordnung und der Mehrfach-Kupplungsein
richtung gemeinsame Achse bezüglich der Primärseite drehbare Sekundär
seite aufweist, wobei von der Primärseite und der Sekundärseite eine mit
der Eingangsseite im Sinne einer Drehmitnahmeverbindung gekoppelt oder
koppelbar ist oder dieser entspricht.
Eine Kombination aus einer Elektromaschine und einer Torsionsschwin
gungsdämpferanordnung ist beispielsweise aus der DE 199 14 376 A1
bekannt. Bei dem bekannten System ist die Torsionsschwingungsdämpferanordnung
derart ausgebildet, dass sie entweder gemeinsam mit der
Trägeranordnung für den Rotorwechselwirkungsbereich durch Schraubbol
zen oder dergleichen an einer Antriebswelle angeschraubt ist oder dass eine
Seite von Primärseite und Sekundärseite mit der Trägeranordnung zur
gemeinsamen Drehung verkoppelt ist, bzw. über diese dann mit der
Antriebswelle drehfest verbunden ist. Daraus resultiert der Aufbau, der
relativ viel Bauraum beansprucht, was jedoch insbesondere bei der
Integration derartiger Antriebssysteme in einen Antriebsstrang bei kleinen
Kraftfahrzeugen zu Schwierigkeiten führt. Dies gilt umso mehr, wenn das
System umfassend die Elektromaschine und die Torsionsschwingungs
dämpferanordnung in Kombination mit einer Mehrfach-Kupplungseinrichtung
anstelle einer normalen Einfach-Kupplungseinrichtung vorgesehen wird.
In Weiterbildung des Antriebssystems nach dem zweiten Aspekt werden
nachfolgend verschiedene Ausgestaltungen des Antriebssystems (um
fassend die Mehrfach-Kupplungseinrichtung und die Elektromaschine oder
umfassend die Mehrfach-Kupplungseinrichtung und die Torsionsschwin
gungsdämpferanordnung oder umfassend die Mehrfach-Kupplungsein
richtung, die Elektromaschine und die Torsionsschwingungsdämpferanord
nung) vorgeschlagen, die unter anderem eine vergleichsweise einfache
Montage des Antriebssystems im Antriebsstrang, eine Optimierung der
Schwingungsbedämpfung von im Drehbetrieb auftretenden Schwingungs
anregungen und die Verringerung des beanspruchten Bauraums betreffen.
Für eine einfache Eingliederung des Antriebssystems in einen Antriebsstrang
wird speziell vorgeschlagen, dass das Antriebssystem ein einer Antriebs
einheit zugeordnetes erstes Teilsystem und ein einem Getriebe zugeordnetes
zweites Teilsystem aufweist, wobei zur Eingliederung des Antriebssystems
in einen Antriebsstrang zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe das
Getriebe mit dem daran angeordneten ersten Teilsystem und die Antriebs
einheit mit dem daran angeordnetem zweiten Teilsystem unter Verkopplung
der beiden Teilsysteme zusammenfügbar sind. Man wird hierzu in der Regel
vorsehen, dass zur Eingliederung des Antriebssystems in einen Antriebs
strang zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe zuerst das erste
Teilsystem an der Antriebseinheit anmontierbar und das zweite Teilsystem
am Getriebe anmontierbar sind und dass dann das Getriebe und die
Antriebseinheit unter Verkopplung der beiden Teilsysteme zusammenfügbar
sind.
Die Verkopplung der beiden Teilsysteme wird dann besonders einfach, wenn
das erste Teilsystem ein erstes Koppelglied und das zweite Teilsystem ein
zweites Koppelglied aufweist, die jeweils mit einer Mitnahmeformation
ausgeführt sind, die durch im wesentlichen axiale Relativbewegung bezogen
auf eine den Teilsystemen gemeinsame Achse in gegenseitigen Drehmitnah
meeingriff bringbar sind zur Verkoppelung der beiden Teilsysteme beim
Zusammenfügen des Getriebes und der Antriebseinheit. Die Mitnahmeforma
tionen können als Innenverzahnung und Außenverzahnung ausgeführt sein.
Das erste Teilsystem kann die Torsionsschwingungsdämpferanordnung und
das zweite Teilsystem kann die Mehrfach-Kupplungseinrichtung aufweisen.
Es kann ein Anlasserzahnkranz vorgesehen sein, der dem ersten oder dem
zweiten Teilsystem zugeordnet sein kann.
Ist eine Elektromaschine als Teil des Antriebssystems vorgesehen, so ist es
in der Regel zweckmäßig, dass das erste Teilsystem die Elektromaschine
und das zweite Teilsystem die Mehrfach-Kupplungseinrichtung aufweist.
Man könnte aber auch daran denken, dass das erste Teilsystem die
Statoranordnung und das zweite Teilsystem die Rotoranordnung und die
Mehrfach-Kupplungseinrichtung aufweist. Eine andere Möglichkeit ist, dass
das erste Teilsystem die Rotoranordnung und das zweite Teilsystem die
Statoranordnund und die Mehrfach-Kupplungseinrichtung aufweist. Ist
zusätzlich eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung vorgesehen, so
kann das erste Teilsystem diese aufweisen. Im Hinblick auf eine Optimie
rung der Schwingungsbedämpfung und für eine optimale Ausnutzung des
Bauraums kann es aber auch zweckmäßig sein, dass das zweite Teilsystem
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung aufweist.
Das Antriebssystem kann eine beispielsweise eine Flexplatte umfassende
Koppelanordnung aufweisen, die zur Koppelung des Antriebssystems mit
einem von der Antriebseinheit und dem Getriebe dient, wobei von den
beiden Teilsystemen eines die Koppelanordnung aufweist oder aus dieser
besteht und das andere die Mehrfach-Kupplungseinrichtung sowie die
Torsionsschwingungsdämpferanordnung oder/und die Elektromaschine
aufweist. In der Regel wird man die Koppelanordnung dem ersten Teilsys
tem zuordnen, so dass dieses die Koppelanordnung aufweist oder aus dieser
besteht.
Für alle angesprochenen Varianten ist es für eine möglichst einfache
Montage bevorzugt, wenn wenigstens eines der Teilsysteme als vor
montierte Einheit an der Antriebseinheit bzw. dem Getriebe anmontierbar
ist. Höchstvorzugsweise sind beide Teilsysteme als jeweilige vormontierte
Einheit an der Antriebseinheit bzw. dem Getriebe anmontierbar.
Generell wird vorgeschlagen, dass der Rotorwechselwirkungsbereich durch
eine Trägeranordnung zur gemeinsamen Drehung mit der der Eingangsseite
zugeordneten Komponente gekoppelt oder koppelbar ist. Die Mehrfach-
Kupplungseinrichtung kann eine einer ersten Getriebeeingangswelle eines
Getriebes des Antriebsstrangs zugeordnete erste Kupplungsanordnung und
eine einer zweiten Getriebeeingangswelle des Getriebes zugeordnete zweite
Kupplungsanordnung aufweisen zur Momentenübertragung zwischen der
Antriebseinheit und dem Getriebe. Vorzugsweise ist von den Getriebeein
gangswellen wenigstens eine als Hohlwelle ausgebildet und es verläuft eine
der Getriebeeingangswellen durch die andere, als Hohlwelle ausgebildete
Getriebeeingangswelle. Die Kupplungsanordnungen sind vorzugsweise als
(in der Regel nasslaufende) Lamellen-Kupplungsanordnungen ausgebildet.
Für eine optimale Ausnutzung des Bauraums ist es zweckmäßig, wenn eine
radial äußere Kupplungsanordnung der Lamellen-Kupplungsanordnungen
eine radial innere Kupplungsanordnung der Lamellen-Kupplungsanordnungen
ringartig umschließt.
Als besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Mehrfach-Kupplungsein
richtung wird vorgeschlagen, dass die Mehrfach-Kupplungseinrichtung eine
als Eingangsseite dienende oder dieser zugeordnete Kupplungseinrichtungs
nabe umfasst, die eine Mitnahmeformation, ggf. Außenverzahnung, zur
Ankopplung der Torsionsschwingungsdämpferanordnung oder zur Ankoppe
lung eines Abtriebselements der Antriebseinheit oder/und eines Koppel
elements der Elektromaschine aufweist oder/und die eine Mitnahmeforma
tion, ggf. Innenverzahnung, zur Ankoppelung einer getriebeseitig angeord
neten Betriebsfluidpumpe, ggf. Ölpumpe, über eine Pumpenantriebswelle
aufweist.
Weitere Ausführungsmöglichkeiten bzw. Weiterbildungsmöglichkeiten für
das Antriebssystem betreffend die Mehrfach-Kupplungseinrichtung können
den deutschen Patentanmeldungen Az. 199 55 365.3 (Prioritätsanmeldung),
Az. 100 04 179.5, Az. 100 04 186.8, Az. 100 04 189.2, Az. 100 04 190.6
und Az. 100 04 195.7 entnommen werden, wobei insbesondere auf
die jeweiligen Ansprüche und die Diskussion der Ansprüche der jeweiligen
Beschreibungseinleitung verwiesen wird. Der Inhalt dieser am 17.11.1999
bzw. am 01.02.2000 beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereichten
Anmeldungen wird durch Bezugnahme in die Offenbarung der vorliegenden
Anmeldung einbezogen. Die Mehrfach-Kupplungseinrichtung kann ferner
entsprechend den Vorschägen des ersten Erfindungsaspekts ausgeführt
sein.
Vor allem im Hinblick auf eine Verringerung des vom Antriebssystem
beanspruchten Bauraums wird vorgeschlagen, dass das Antriebssystem
wenigstens ein Bauteil aufweist, welches funktionsmäßig oder/und
strukturell oder/und zumindest bereichsweise räumlich in wenigstens zwei
von der Mehrfach-Kupplungseinrichtung, der Torsionsschwingungsdämpfer
anordnung (soweit vorhanden) und der Elektromaschine (soweit vorhanden)
integriert ist.
Betreffend die Kombination aus der Elektromaschine und der Torsions
schwingungsdämpferanordnung wird gemäß einer vorteilhaften Variante
vorgeschlagen, dass die Trägeranordnung wenigstens einen Teil der
Primärseite oder der Sekundärseite bildet.
Durch die Funktionsintegration bzw. die strukturelle Integration, d. h. durch
die Eingliederung der Trägeranordnung bzw. eines Abschnitts derselben in
die Torsionsschwingungsdämpferanordnung, können Bauteile eingebaut
werden und es können die Baugruppen Elektromaschine und Torsions
schwingungsdämpferanordnung näher aneinander heranrücken, mit dem
Vorteil, dass die gesamte Baugröße bzw. Baulänge eines derartigen
Teilsystems gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Systemen
verringert werden kann.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Trägeranordnung einen
der Kraftabstützung der Dämpferelementenanordnung dienenden Teil der
Primärseite oder der Sekundärseite bildet. Um eine symmetrische Kraftüber
tragung ohne die Gefahr eines gegenseitigen Verkantens von Primärseite
und Sekundärseite zu erhalten, wird weiterbildend vorgeschlagen, dass von
der Primärseite und der Sekundärseite eine Seite, vorzugsweise die
Primärseite, zwei wenigstens bereichsweise in axialem Abstand zueinander
liegende, gewünschtenfalls als Deckscheibenbereiche ausgeführte
Kraftabstützbereiche aufweist, und dass die Trägeranordnung wenigstens
einen der Kraftabstützbereiche bildet. Die andere Seite von der Primärseite
und der Sekundärseite kann ein axial zwischen die beiden Kraftabstützbe
reiche der einen Seite eingreifendes Zentralscheibenelement aufweisen.
Zur weiteren Minimierung des zur Verfügung zu stellenden Bauraums wird
weiterbildend vorgeschlagen, dass die Trägeranordnung mit ihrem wenig
stens einen Teil der Primärseite bzw. Sekundärseite bildenden Bereich im
Wesentlichen radial innerhalb der Statoranordnung oder/und der Rotoranord
nung liegt und sich vorzugsweise wenigstens bereichsweise axial mit dieser
überlappt.
Weitere Ausführungsmöglichkeiten bzw. Weiterbildungsmöglichkeiten für
das Antriebssystem betreffend die Elektromaschine und die Torsions
schwingungsdämpferanordnung kann auf die deutschen Patentanmeldungen
Az. 100 06 646.1 (Prioritätsanmeldung) und 100 23 113.6 verwiesen
werden, die am 15.02.2000 und 11.05.2000 beim Deutschen Patent- und
Markenamt eingereicht wurden und deren Offenbarung durch Bezugnahme
in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird.
Zur optimalen Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums wird
ferner vorgeschlagen, dass die Mehrfach-Kupplungseinrichtung axial
benachbart zu einem die Elektromaschine und die Torsionsschwingungs
dämpferanordnung aufweisenden Subsystem des Antriebssystems
angeordnet ist und sich vorzugsweise über etwa den gleichen oder einen
kleineren Radialbereich wie dieses Subsystem erstreckt.
Die vorstehend angesprochene relative Anordnung der Torsionsschwin
gungsdämpferanordnung, der Elektromaschine und der Mehrfach-Kupplungs
einrichtung ermöglicht beispielsweise eine optimale Bauraumausnutzung in
dem Fall, dass eine das Antriebssystem bzw. einen Teil des Antriebs
systems aufnehmende Getriebeglocke kegelförmig ausgebildet ist.
Nach einer anderen Ausführungsvariante wird vorgeschlagen, dass die
Mehrfach-Kupplungseinrichtung radial innerhalb der Statoranordnung
oder/und der Rotoranordnung liegt und sich vorzugsweise wenigstens
bereichsweise axial mit dieser überlappt. Dabei kann die Torsionsschwingungsdämpferanordnung
axial benachbart zu einem die Mehrfach-Kupp
lungseinrichtung sowie die Statoranordnung und ggf. die Rotoranordnung
aufweisenden Subsystem des Antriebssystems angeordnet sein und sich
vorzugsweise über etwa den gleichen oder einen kleineren Radialbereich wie
dieses Subsystem erstrecken.
Wenn vorstehend von einem "Subsystem" gesprochen wird, soll hierdurch
ein Teilsystem des erfindungsgemäßen Antriebssystems angesprochen
werden, wobei aber nicht zwingend ein "Teilsystem" im Sinne der oben
angesprochenen Montageaspekte gemeint ist.
Eine Funktionsintegration kann auch im Zusammenhang mit einer der
Statoranordnung zugeordneten Statorträgeranordnung im Hinblick auf die
Reduzierung der Bauteilzahl und Einsparung von Bauraum vorteilhaft sein.
Hierzu wird vorgeschlagen, dass eine die Statoranordnung haltende
Statorträgeranordnung eine Wandung oder einen Wandungsabschnitt eines
die Mehrfach-Kupplungseinrichtung aufnehmenden Aufnahmeraums bildet,
der im Falle einer nasslaufenden Mehrfach-Kupplungseinrichtung vorzugs
weise abgedichtet ausgeführt ist. Die Rotoranordnung kann an wenigstens
einem Tragelement gehalten sein, das sich von einem radial außerhalb der
Dämpferelementenanordnung liegenden Bereich des der Kraftabstützung
liegenden Teil der Primärseite bzw. Sekundärseite im Wesentlichen in
axialen Richtung erstreckt. Letztere Ausbildung ist insbesondere zweckmä
ßig in Verbindung mit der Ausgestaltung, dass die Mehrfach-Kupplungsein
richtung radial innerhalb der Statoranordnung bzw. Rotoranordnung liegt
und sich wenigstens bereichsweise axial mit dieser überlappt.
Es wurde schon angesprochen, dass die Mehrfach-Kupplungseinrichtung
eine nasslaufende Kupplungseinrichtung sein kann. In diesem Fall ist es
äußerst zweckmäßig, wenn die Torsionsschwingungsdämpferanordnung in
einem Nassraum der Mehrfach-Kupplungseinrichtung angeordnet ist. So
kann ohne Ausbildung der Torsionsschwingungsdämpferanordnung mit
wenigstens einer die Dämpferelementenanordnung aufnehmenden Kammer
ein nasslaufender Betrieb für die Torsionsschwingungsdämpferanordnung
vorgesehen werden.
Neben einer räumlichen Integration der Torsionsschwingungsdämpferanond
nung in die Mehrfach-Kupplungseinrichtung wie vorstehend angegegeben,
kommt auch eine funktionsmäßige bzw. strukturelle Integration der
Torsionsschwingungsdämpferanordnung in die Mehrfach-Kupplungsein
richtung in Betracht. So kann die Torsionsschwingungsdämpferanordnung
in wenigstens einen Momentenübertragungsweg zwischen der Eingangs
seite, ggf. der schon angesprochenen Kupplungseinrichtungsnabe, und
wenigstens einer der Ausgangsseiten der Mehrfach-Kupplungseinrichtung
integriert sein. Möchte man eine einzige Torsionsschwingungsdämpferanord
nung vorsehen, die unabhängig von der für die Momentenübertragung
ausgewählten Ausgangsseite wirksam ist, so kann die Torsionsschwin
gungsdämpferanordnung in einen Momentenübertragungswegabschnitt
integriert sein, der sowohl Teil eines ersten Momentenübertragungswegs
zwischen der Eingangsseite und einer ersten der Ausgangseiten als auch
Teil eines zweiten Momentenübertragungswegs zwischen der Eingangsseile
und einer zweiten der Ausgangsseiten ist. In diesem Zusammenhang ist es
zweckmäßig, wenn die Torsionsschwingungsdämpferanordnung mittelbar
oder unmittelbar zwischen einem als Eingangsseite dienenden Eingangssteil,
ggf. umfassend eine/die Kupplungseinrichtungsnabe, und einem Lamellen
träger, ggf. Außenlamellenträger, der Mehrfach-Kupplungseinrichtung wirkt,
der vorzugsweise zu einer/der radial äußeren Lamellen-Kupplungsanordnung
der Mehrfach-Kupplungseinrichtung gehört. Es lässt sich auf diese Weise
der zur Verfügung stehende Bauraum sehr gut ausnutzen.
Gemäß einer Variante ist vorgesehen, dass die Torsionsschwingungs
dämpferanordnung zwischen der Kupplungseinrichtungsnabe und wenig
stens einem am Lamellenträger drehfest angeordneten, gegenüber der
Kupplungseinrichtungsnabe verdrehbaren Momentenübertragungsglied
wirkt, das sich vorzugsweise vom Radialbereich der Kupplungseinrichtungs
nabe zu einem Lamellentragabschnitt des Lamellenträgers erstreckt. Ferner
ist es zweckmäßig, wenn das Eingangsteil oder ein daran drehfest
festgelegtes, vorzugsweise scheibenförmiges Koppelteil ein der Kraft
abstützung der Dämpferelementenanordnung dienendes Teil der Primärseite
bildet. Das schon angesprochene Momentenübertragungsglied, das
vorzugsweise zumindest bereichsweise scheibenförmig ausgebildet ist, kann
ein der Kraftabstützung der Dämpferelementenanordnung dienendes Teil der
Sekundärseite bilden.
Weiterbildend wird vorgeschlagen, dass Dämpferelemente der Dämpfer
elementenanordnung oder/und diesen zugeordnete Geleitelemente an dem
Momentenübertragungsglied in Umfangsrichtung geführt oder/und in axialer
oder/und radialer Richtung abgestützt sind. Eine besonders vorteilhafte
Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Dämpferelemente bzw.
Gleitelemente an wenigstens einem schräg in radialer und axialer Richtung
verlaufenden Führungsabschnitt des Momentenübertragungsglieds geführt
bzw. abgestützt sind, wobei die Dämpferelemente bzw. Gleitelemente
vorzugsweise zusätzlich an mehreren den Führungsabschnitten in Umfangs
richtung benachbarten, in dem Momentenübertragungsglied definierten und
aus diesem herausgedrückten Zungen geführt bzw. abgestützt sind, die
entgegengesetzt zum Verlauf der Führungsabschnitte schräg in radialer und
axialer Richtung verlaufen. Ein derartiges Momentenübertragungsglied kann
kostengünstig beispielsweise aus Blech hergestellt werden.
Im Hinblick auf den Aspekt der guten Bauraumausnutzung wird vor
geschlagen, dass das Momentenübertragungsglied mit seinem wenigstens
einen Teil der Sekundärseite bildenden Bereich sowie ggf. mit seinem
wenigstens einen Führungsabschnitt im Wesentlichen radial innerhalb der
Statoranordnung oder/und der Rotoranordnung liegt und sich vorzugsweise
wenigstens bereichsweise axial mit dieser überlappt. In diesem Zusammen
hang ist es ferner günstig, wenn die Dämpferelementenanordnung der
Torsionschwingungsdämpferanordnung im Radialbereich einer/der radial
inneren Lamellen-Kupplungsanordnung der Mehrfach-Kupplungseinrichtung
angeordnet ist.
Es wurde schon angesprochen, dass die Mehrfach-Kupplungseinrichtung
eine nasslaufende Kupplungseinrichtung sein kann. Derartige Kupplungsein
richtungen sind herkömmlich in einem zwischen dem Getriebe und der
Antriebseinheit angeordneten Aufnahmeraum angeordnet, dessen regelmä
ßig zumindest bereichsweise von einer Getriebegehäuseglocke gebildete
Wandung gegenüber den rotierenden Teilen der Kupplungseinrichtung
stationär ist und der den Nassraum der Kupplungseinrichtung bildet. Es
muss dann ein entsprechender Aufwand für die Abdichtung dieses
Nassraums getrieben werden, wobei die Dichtigkeit im Zuge des Ein
gliederns der Mehrfach-Kupplungseinrichtung in den Antriebsstrang erreicht
werden muss. Undichtigkeiten wird man dann regelmäßig erst in einem
Prüfstandbetrieb des Antriebsstrangs feststellen, woraufhin der Antriebs
strang wieder aufgetrennt werden muss, um bei der Abdichtung nachzubes
sern.
Demgegenüber wird als besonders bevorzugte Ausgestaltung des Antriebs
systems, speziell der nasslaufenden Mehrfach-Kupplungseinrichtung
vorgeschlagen, dass eine den Nassraum begrenzende Wandung mit der
Eingangsseite in Drehmitnahmeverbindung steht, sich also mit der
Eingangsseite mitdreht, wobei zwischen der Eingangsseite und der
Wandung eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung vorgesehen sein
kann, so dass eine Relativverdrehung zwischen der Eingangsseite und der
Wandung innerhalb eines durch die Torsionsschwingungsdämpferanordnung
vorgegebenen Drehwinkels zugelassen sein kann. Eine andere Möglichkeit
ist, dass die Wandung die Eingangsseite bildet oder Teil derselben ist oder
mit dieser drehfest verbunden ist.
Nach diesem Vorschlag kann die Mehrfach-Kupplungseinrichtung gewisser
maßen mit einem sich mit der Kupplungseinrichtung bzw. Bauteilen
derselben mitdrehender Nassraum ausgestattet sein, der zweckmäßiger
weise hinreichend nach außen abgedichtet ist, so dass für die Abdichtung
eines zwischen dem Getriebe und der Antriebseinheit ausgebildeten, die
Kupplungseinrichtung aufnehmenden Aufnahmeraums kein oder nur noch
ein geringerer Aufwand getrieben werden muss. Hängt die Dichtigkeit des
Nassraums nur von der Ausbildung der Mehrfach-Kupplungseinrichtung
einschließlich der Wandung ab, kann man vorsehen, dass die Dichtigkeit des
Nassraums vor dem Zusammenfügen des Antriebsstrangs an der am
Getriebe angebrachten Mehrfach-Kupplungseinrichtung oder - besonders
vorteilhaft - an einer vormontierten Mehrfach-Kupplungseinrichtung vor
deren Montage am Getriebe überprüft werden. Hierdurch kann erreicht
werden, dass nur hinsichtlich der Dichtigkeit überprüfte Mehrfach-Kupp
lungseinrichtungen bzw. Antriebssysteme zum Einsatz kommen und in einen
jeweiligen Antriebsstrang eingegliedert werden.
Man kann vorteilhaft vorsehen, dass der Nassraum mit einer Kühlmittel-
Vollfüllung, insbesondere Öl-Vollfüllung, betrieben wird, wodurch im Falle
einer Ausbildung der Kupplungsanordnungen als Lamellen-Kupplungsanord
nungen deren Lamellen besser von dem Kühlmittel durchtrömt werden und
dementsprechend eine bessere Kühlung erreicht wird. Gegenüber einer
Vollfüllung eines "stationären" Aufnahmeraums zwischen Getriebe und
Antriebseinheit wird eine wesentliche Reduktion des Ölvolumens erreicht.
Die Torsionsschwingungsdämpferanordnung kann, wie schon angespro
chen, zwischen der Eingangsseite (ggf. der Kupplungseinrichtungsnabe) und
der Wandung wirken, wobei für die Wandung weiterbildend vorgeschlagen
wird, dass diese mit dem Lamellenträger in Drehmitnahmeverbindung steht
oder den Lamellenträger bildet. Die Integration der Torsionsschwingungs
dämpferanordnung in die Mehrfach-Kupplungseinrichtung kann derart
erfolgen, dass das Eingangsteil oder ein daran drehfest festgelegtes,
vorzugsweise scheibenförmiges Koppelteil ein der Kraftabstützung der
Dämpferelementenanordnung dienendes Teil der Primärseite bildet oder/und
dass Wandungseinbuchtungen oder/und Wandungsausbuchtungen oder/und
innen an der Wandung angebrachte Abstützelemente vorgesehen sind, die
zur sekundärseitigen Abstützung und ggf. Führung der Dämpferelementen
anordnung dienen.
Eine andere Möglichkeit ist, dass die Torsionsschwingungsdämpferanord
nung zwischen dem Lamellenträger und der Wandung wirkt. In diesem
Zusammenhang wird für die Integration der Torsionsschwingungsdämpfer
anordnung in die Mehrfach-Kupplungseinrichtung vorgeschlagen, dass
Wandungseinbuchtungen oder/und Wandungsausbuchtungen oder/und
innen an der Wandung angebachte Abstützelemente vorgesehen sind, die
zur primärseitigen Abstützung und ggf. Führung der Dämpferelementen
anordnung dienen oder/und dass an einem Lamellentragabschnitt des
Lamellenträgers wenigstens ein sich vorzugsweise im Wesentlichen in
radialer Richtung erstreckender Koppelabschnitt vorgesehen ist, der ein der
Kraftabstützung der Dämpferelementenanordnung dienendes Teil der
Sekundärseite bildet.
Neben der schon angesprochenen Ankoppelung der Eingangsseite unter
Vermittlung der der Eingangsseite zugehörigen Kupplungseinrichtungsnabe
kommt auch in Betracht, eine eine Flexplatte umfassende Koppelanordnung
hierfür einzusetzen. Im Falle der Ausbildung der Mehrfach-Kupplungsein
richtung mit der Wandung kann diese als Eingangsseite dienen und mittels
der Koppelanordnung an der Antriebseinheit angekoppelt werden, wobei die
Koppelanordnung vorzugsweise in einem radial äußeren Bereich an der
Wandung angreift.
Erwähnt werden sollte noch, dass es im Falle der Ausbildung der Mehrfach-
Kupplungseinrichtung mit der Wandung bevorzugt ist, dass die Dämpfer
elementenanordnung der Torsionschwingungsdämpferanordnung im
Radialbereich einer/der radial äußeren Lamellen-Kupplungsanordnung der
Mehrfach-Kupplungseinrichtung oder radial außerhalb der radial äußeren
Lamellen-Kupplungsanordnung angeordnet ist.
Nach einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung eine Mehrfach-Kupplungs
einrichtung, ggf. Doppel-Kupplungseinrichtung, für die Anordnung in einem
Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Antriebseinheit und
einem Getriebe ggf. als Teil eines Antriebssystems wie vorangehend
beschrieben, wobei die Kupplungseinrichtung eine der Antriebseinheit
zugeordnete Eingangsseite und wenigstens zwei dem Getriebe zugeordnete
Ausgangsseiten aufweist, wobei die Kupplungseinrichtung eine einer ersten
der Ausgangsseiten zugeordnete erste Kupplungsanordnung und eine einer
zweiten der Ausgangsseiten zugeordnete zweite Kupplungsanordnung
aufweist zur Momentenübertragung zwischen der Antriebseinheit und dem
Getriebe, und wobei die Kupplungsanordnungen nasslaufende Kupplungs
anordnungen sind, die in einem Nassraum der Kupplungseinrichtung
angeordnet sind.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass eine den Nassraum begrenzende
Wandung mit einer Eingangsseite oder einer der Ausgangsseiten in
Drehmitnahmeverbindung steht, ggf. über eine Torsionsschwingungs
dämpferanordnung, oder dass die Wandung die Eingangsseite oder
Ausgangsseite bildet oder Teil derselben ist oder mit dieser drehfest
verbunden ist. Es lassen sich die oben erläuterten Vorteile erreichen. Man
kann insbesondere vorsehen, dass der Nassraum mit einer Kühlmittel-
Vollfüllung, insbesondere Öl-Vollfüllung, betrieben wird, wodurch im Falle
einer Ausbildung der Kupplungsanordnungen als Lamellen-Kupplungsanord
nungen, deren Lamellen besser von dem Kühlmittel durchströmt werden und
dementsprechend eine bessere Kühlung erreicht wird. Gegenüber einer
Vollfüllung eines "stationären" Aufnahmeraums zwischen Getriebe und
Antriebseinheit wird eine wesentliche Reduktion des Ölvolumens erreicht.
Überdies werden die schon angesprochenen Dichtungsprobleme etwa an
den Aufnahmeraum an begrenzenden Flügelstellen zwischen dem Getriebe
und der Antriebseinheit (dem Motor) vermieden.
Es wird vorgeschlagen, dass ein Momentenübertragungsweg zwischen der
Eingangsseite und wenigstens einer der Ausgangsseiten der Mehrfach-
Kupplungseinrichtung über die Wandung verläuft. Eine Möglichkeit ist, dass
die Wandung einen Außenlamellenträger für Außenlamellen einer als
Lamellen-Kupplungsanordnung ausgebildeten Kupplungsanordnung der
Kupplungsanordnungen bildet. Durch diese Funktionsintegration wird
wiederum eine Reduktion der Bauteilevielfalt erreicht.
Eine andere Möglichkeit ist, dass die Wandung mit einem Lamellenträger,
vorzugsweise ein Außenlamellenträger, für Lamellen, ggf. Außenlamellen,
einer als Lamellen-Kupplungsanordnung ausgebildeten Kupplungsanordnung
der Kupplungsanordnungen in Drehmitnahmeverbindung steht, ggf. über
eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung, und den Lamellenträger mit
der Eingangsseite oder einer der Ausgangsseiten koppelt oder als Eingangs
seite oder Ausgangsseite dient. Es wird auf die obigen Ausführungen zur
Integration der Torsionsschwingungsdämpferanordnung in die Mehrfach-
Kupplungseinrichtung mit Wandung verwiesen.
Die Mehrfach-Kupplungseinrichtung kann ansonsten wie eine Mehrfach-
Kupplungseinrichtung des vorstehend beschriebenen Antriebssystems
ausgebildet sein.
Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit
einer zwischen einer Antriebseinheit (ggf. eine Brennkraftmaschine) und
einem Getriebe angeordneten Kupplungseinrichtung nach wenigstens einem
Aspekt der Erfindung.
Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug,
umfassend eine gewünschtenfalls als Brennkraftmaschine ausgeführte
Antriebseinheit, ein Getriebe und ein zwischen der Antriebseinheit und dem
Getriebe angeordnetes Antriebssystem nach dem zweiten 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. 15-19 zeigen Ausführungsformen erfindungsgemäßer Doppelkupp
lungen, die jeweils einen in die Kupplung integrierten Torsions
schwingungsdämpfer aufweisen und teilweise (Ausführungs
beispiele der Fig. 16 bis 19) mit einem geschlossenen Nass
raum ausgeführt sind, der von einer sich mitdrehenden
Wandung begrenzt ist.
Fig. 20-22 zeigen erfindungsgemäße Antriebssysteme umfassend eine
erfindungsgemäße Doppelkupplung in Kombination mit einem
Torsionsschwingungsdämpfer und einer Elektromaschine,
beispielsweise ein sogenannter Kurbelwellenstartergenerator.
Fig. 1 zeigt eine in einem Anriebsstrang 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 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-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-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 - 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 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 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 (Außenlamellenträger
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 Durchlassöffnungen
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 97422 00070 552 001000280000000200012000285919731100040 0002010034730 00004 97303 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 Reibbelagtragenden
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 Kupplungseinrichtung
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 Dichtungselement
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 zusammem 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-Kupplungsanordnung 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 112" 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° (α3) betragen. Als Winkel α1, α2 und α3 sind die Winkel zwischen
einer zur Achse A parallelen Horizontalen und den die Dichtungen 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 Auswirkungen
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 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 Lamellenpaketzugeordnete 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 betreffenen 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 andereseits 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 goße 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 verschiedene
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.
Es wird noch einmal auf das Ausführungsbeispiel der Fig. 13 Bezug
genommen. Die hier gezeigte Kombination aus einer Doppelkupplung 12 und
einem Torsionsschwingungsdämpfer 300 zeichnet sich durch eine einfache
Montage in einem Antriebsstrang aus. Das von der Doppelkupplung und
dem Torsionsschwingungsdämpfer gebildete Antriebssystem 11 lässt sich
also einfach in einen Antriebsstrang zwischen der jeweiligen Antriebseinheit
(Motor) und dem Getriebe eingliedern. Hierzu trägt insbesondere bei, dass
die Doppelkupplung 12 und der Torsionsschwingungsdämpfer 300
unabhängig voneinander am Getriebe (die Doppelkupplung) und an der
Antriebseinheit (der Torsionsschwingungsdämpfer) montiert werden können,
und dann das Getriebe und die Antriebseinheit samt der daran angebrachten
Teilsysteme (Doppelkupplung bzw. Torsionsschwingungsdämpfer) auf
einfache Weise zusammengefügt werden können unter Verkoppelung des
Torsionsschwingungsdämpfers mit der Eingangsseite (hier der Kupplungs
nabe 34), und zwar vermittels der Außenverzahnung 42 der Kupplungsnabe
und einer zugeordneten Innenverzahnung eines Nabenteils 302 der von
einem Scheibenteil 304 gebildeten Sekundärseite des Torsionsschwingungs
dämpfers 300.
Um die Montage des Torsionsschwingungsdämpfers 300 an der Kurbelwelle
zu erleichtern, weist das Scheibenteil 304 Werkzeug-Durchtrittsöffnungen
314 auf, durch die mittels eines entsprechenden Werkzeugs Schraubbolzen
316 festgezogen werden können, die das erste Deckblech 306 an der
Kurbelwelle bzw. dem Koppelende der Kurbelwelle befestigen.
Die Primärseite des Torsionsschwingungsdämpfers 300 ist von einem an der
Kurbelwelle angebrachten ersten Deckblech 306 und einem daran ange
brachten zweiten Deckblech 308 gebildet, das einen Anlasserzahnkranz 310
aufweist, über den mittels eines nicht dargestellten Anlassers im Falle einer
als Brennkraftmaschine ausgebildeten Antriebseinheit diese gestartet
werden kann. Eine Dämpferelementenanordnung 312 des Torsions
schwingungsdämpfers 300 ist auf an sich bekannte Weise in Aussparungen
des Scheibenteils 304 zwischen den beiden Deckblechen 306 und 308
aufgenommen, wobei die Deckbleche zwischen in Umfangsrichtung
benachbarte Dämpferelemente eingreifende Einbuchtungen, Abstützteile
oder dergleichen aufweisen, so dass insgesamt für eine primärseitige und
sekundärseitige Abstützung der Dämpferelementenanordnung in Umfangs
richtung gesorgt ist. Die Dämpferelemente können unter Vermittlung von
Federtellern, Gleitschuhen und dergleichen abgestützt und geführt sein.
Weitere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Antriebssystemen
11, umfassend eine Mehrfach-Kupplungseinrichtung, speziell eine Doppel-
Kupplungseinrichtung und eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung
sowie ggf. eine beispielsweise von einem Kurbelwellenstartergenerator
gebildete Elektromaschine werden anhand der Fig. 15 bis 22 erläutert.
Bei der Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Fig. 15 bis 22 werden
Ausführungen zu der jeweiligen Doppelkupplung 12 nur noch insoweit
gemacht, als Änderungen gegenüber den vorangehend beschriebenen
Ausführungsbeispielen zu erläutern sind. Die Doppelkupplungen 12
entsprechen hinsichtlich ihres inneren Aufbaus und ihrer Funktionsweise im
Wesentlichen den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 14, so dass auf eine
Eintragung von Bezugszeichen für die verschiedenen Komponenten
verzichtet werden kann. Der Einfachheit halber wird auch darauf verzichtet,
alle an sich in einer Schnittdarstellung gezeigten Bauteile in den Figuren
schraffiert darzustellen. Der Fachmann wird aus einem einfachen Vergleich
der betreffenden Figur mit den Fig. 1 bis 14 sofort erkennen, welche
Bauteile in einer Schnittansicht dargestellt sind. Der Fachmann wird auch
kleinere Unterschiede in der Detailausführung der Doppelkupplungen aus
den Figuren erkennen.
Beim Antriebssystem 11 der Fig. 15 ist der Torsionsschwingungsdämpfer
300 in die Doppelkupplung integriert. Hierzu weist die Kupplungsnabe 34
Radialstege 320 auf, zwischen die die ineinander geschachtelten Dämpfer
elemente (Dämpferfedern) der Dämpferelementenanordnung 312 aufgenom
men sind. Die Kupplungsnabe 34 dient als Primärseite des Torsionsschwin
gungsdämpfers 300.
Als Sekundärseite des Torsionsschwingungsdämpfers 300 dient beim
Antriebssystem 11 der Fig. 15 das bei den vorstehenden Ausführungsbei
spielen als "Trägerblech" bezeichnete Momentenübertragungsglied 60, das
Einbuchtungen oder herausgedrückte Zungen oder sonstige Abstützele
mente aufweist, an denen die Dämpferelementenanordnung 312 sekundär
seitig in Umfangsrichtung abgestützt ist. Die Dämpferelemente der
Dämpferelementenanordnung 312 sind unter Vermittlung einer Gleitelementanordnung
322 (beispielsweise umfassend an sich bekannte Gleitschuhe,
Federteller oder sonstige Gleit- und Führungselemente) an schräg in radialer
und axialer Richtung verlaufenden Abschnitten 324 des Momentenüber
tragungsblechs 60 geführt, zwischen denen im Blech 60 definierte
Führungszungen 326 derart aus dem Blech herausgedrückt sind, dass eine
in einer Querschnittsansicht gemäß der Figur dachförmige Führungsanord
nung geschaffen ist, die nicht nur in Umfangsrichtung, sondern auch in
axialer Richtung für Führung und Haltung sorgt.
Das Antriebssystem 11 weist eine Koppelanordnung auf, die zur Ankopp
lung der Doppelkupplung 12 an der Antriebseinheit, speziell am Koppelende
16 der Kurbelwelle dient. Die Koppelanordnung 320 ist von einer sogenann
ten Flexplatte (flexplate) 332 gebildet, die radial außen einen Anlasserzahn
kranz 310 trägt, der als primärseitige Zusatzmasse in Bezug auf den
Torsionsschwingungsdämpfer 300 wirkt. Die Flexplatte 332 ist radial innen
mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden Koppelflansch 334
ausgeführt, der eine Innenverzahnung zur Kopplung mit der Außenver
zahnung 42 der Kupplungsnabe 34 aufweist. Die Außenverzahnung 42 ist
beim gezeigten Ausführungsbeispiel an einem axialen Koppelflansch 336 der
Kupplungsnabe 34 vorgesehen. Der stationäre Deckel 28 ist mittels einer
Drehlageranordnung 54, die vorzugsweise auch Dichtungsfunktion erfüllt,
am Koppelflansch 334 der Koppelanordnung 330 gelagert.
Da das Momentenübertragungsblech 60 der Sekundärseite und die
Kupplungsnabe 34 der Primärseite des Torsionsschwingungsdämpfers 300
zugeordnet sind, kommt es zu Relativverdrehungen innerhalb eines vom
Torsionsschwingungsdämpfer zugelassenen Drehwinkels zwischen der
Kupplungsnabe 34 einerseits und dem Momentenübertragungsblech 60
andererseits. Das an dem ersten Außenlamellenträger 62 drehfest und in
beide axiale Richtungen abgestützt angebrachte Momentenübertragungs
blech 60 ist radial innen am Koppelflansch 334 der Koppelanordnung 330
gelagert, und zwar unter Vermittlung eines vorzugsweise auch Dichtungsfunktionen
erfüllenden Gleitrings 338, der einen axialen Schenkelabschnitt
zwischen einem axialen Randflansch 340 des Momentenübertragungsblechs
60 und dem Koppelflansch 334 sowie einen radialen Schenkel zwischen
dem Randflansch 340 und der Kupplungsnabe 34 aufweist. Unter
Vermittlung des letzteren Schenkels des Gleitrings 338 ist die Kupplungs
nabe 34 in axialer Richtung hin zur Antriebseinheit am Momentenüber
tragungsglied 60 abgestützt, und die vom Momentenübertragungsglied 60
aufgenommenen Axialkräfte werden vom Außenlamellenträger 62 aufge
nommen und über das Ringteil 66 abgeleitet, so dass sich insgesamt ein
geschlossener Kraftfluss ergibt und dementsprechend weder die Antriebs
einheit mit ihrer Kurbelwelle noch das Getriebe mit seinen Getriebeeingangs
wellen Kräfte aufbringen bzw. aufnehmen muss, um die Doppelkupplung 12
als Einheit axial zusammen zu halten.
Zur Abdichtung der Kühlöl der Doppelkupplung zu führenden Bereiche in
Richtung zur Antriebseinheit hin ist beim Ausführungsbeispiel der Fig. 15 ein
Dichtring 342 zwischen dem Koppelende 16 der Kurbelwelle und der
Flexplatte 332 vorgesehen, der zusammen mit der beispielsweise als
Radialwellendichtring ausgeführten Dichtungs- und Drehlageranordnung 54
sowie ggf. aufgrund einer etwaigen Dichtungsfunktion des Gleitrings 338
den Radial- und Axialbereich radial innerhalb der Koppelflansch 334, 336
und axial zwischen der Kupplungsnabe 34 und dem Koppelende 16 nach
radial außen abdichtet.
Es sollte noch erwähnt werden, dass zur Erhöhung des Massenträgheits
moments der Kurbelwelle zusätzlich zum Zahnkranz 310 noch eine
Zusatzmassenanordnung an der Flexplatte vorgesehen sein könnte.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 15 ist folgendes Konzeptverwirklicht. Die
Flexplatte 330 trägt den Zahnkranz 310 sowie ggf. eine Zusatzmassen
anordnung. Sie bildet ferner eine Lauffläche für die das Drehlager 54, ggf.
den Radialwellendichtering 54 und dient zur Herstellung der Antriebsverbindung
zwischen der Eingangsseite (Kupplungsnabe 34) der Doppelkupp
lung und der Kurbelwelle, wobei die Eingangsseite der Doppelkupplung
gleichzeitig die Primärseite des Torsionsschwingungsdämpfers 300 ist. Die
Kupplungsnabe 34 nimmt im Falle der Regel-Momentenflussrichtung von der
Antriebseinheit zum Getriebe das Drehmoment von der Flexplatte 330 ab
und bildet den Antrieb für den Torsionsschwingungsdämpfer 300 und die
Pumpenwelle 26. Das der Sekundärseite des Torsionsschwingungsdämpfers
zugeordnete Momentenübertragungsblech 60, das zusammen mit dem
Außenlamellenträger 62 eventuell auch als Kupplungsgehäuse aufgefasst
werden könnte, ist radial auf der Flexplatte gelagert und stützt die
Kupplungssnabe 34 axial ab. Der Außenlamellenträger 62 ist ebenso wie die
übrigen Lamellenträger mit Durchflussöffnungen für Kühlmittel (Kühlöl)
ausgeführt, so dass das den Lamellen zugeführte Kühlmittel nach radial
außen in den von der Getriebegehäuseglocke 18 gebildeten Aufnahmeraum
abfließen kann, in den die Doppelkupplung eingebaut ist. Der etwa auf
gleicher radialer Höhe wie die zweite, radial innen liegende Lamellen-
Kupplungsanordnung angeordnete Torsionsschwingungsdämpfer 300 ist in
das von dem Momentenübertragungsglied 60 und dem Außenlamellenträger
62 gebildete "Kupplungsgehäuse" aufgenommen, also gewissermaßen
innerhalb eines "inneren Nassraums" der Doppelkupplung angeordnet, dem
im Betrieb Kühlmittel (insbesondere Kühlöl) zugeführt wird, so dass
dementsprechend auch der Torsionsschwingungsdämpfer 300 gut mit
Kühlmittel versorgt wird, um diesen zu kühlen oder/und zu schmieren.
Gemäß der hier gewählten Nomenklatur könnte der radial außerhalb des
Außenlamellenträgers 62 und des Momentenübertragungsglieds 60 liegende
Teil des von der Glocke 18 begrenzten Aufnahmeraums als "äußerer
Nassraum" bezeichnet werden, in den die Doppelkupplung das Kühlmittel
abgibt. Wäre der Torsionsschwingungsdämpfer in diesem "äußeren
Nassraum" angeordnet, so könnte ohne gesonderte Maßnahmen dem
Torsionsschwingungsdämpfer nicht ohne Weiteres in hinreichender Menge
Kühlmittel zugeführt werden.
Die Montage der Antriebseinheit 11 kann beispielsweise in der Weise
erfolgen, dass zuerst die Flexplatte 330 samt dem Zahnkranz 310 und dem
O-Ring 342 am Motor montiert wird, und dass dann der Deckel bzw. das
Dichtblech 28 samt dem Radialwellendichtring 54 montiert werden.
Unabhängig hiervon kann die Doppelkupplung 12 samt darin integriertem
Torsionsschwingungsdämpfer 300 als vormontierte Einheit am Getriebe
montiert werden. Sind sowohl die Flexplatte 330 als auch die Doppelkupp
lung 12 montiert, können das Getriebe und der Motor zusammengefügt
werden einschließlich der Herstellung der Drehlager- und Abdichtverbindung
zwischen dem Deckel 28 und dem Koppelflansch 334 unter Vermittlung des
Radialwellendichtrings 54 und der Herstellung der Drehmitnahmeverbindung
über die Verzahnungen zwischen den beiden Koppelflanschen 334 und 336.
Erwähnt werden sollte noch, dass beim Ausführungsbeispiel der Fig. 15 die
Ölpumpe und der Torsionsschwingungsdämpfer parallel geschaltet sind, so
dass der Momentenfluss von der Antriebseinheit zur Ölpumpe nicht über
den Torsionsschwingungsdämpfer verläuft, im Gegensatz zum Ausführungs
beispiel der Fig. 13, bei dem der Torsionsschwingungsdämpfer 300 und die
Ölpumpe in Reihe geschaltet sind.
Ein anderes Ausführungsbeispiel einer Doppelkupplung 12 mit darin
integriertem Torsionsschwingungsdämpfer 300 ist in Fig. 16 gezeigt. Bei
diesem Ausführungsbeispiel weist die Doppelkupplung 12 eine im Wesentli
chen aus zwei Halbschalenteilen 350, 352 bestehende Wandung 354 auf,
die drehfest an der Kupplungsnabe 34 festgelegt ist und sich dement
sprechend mit der Eingangsseite der Doppelkupplung 12 mitdreht bzw. der
Eingangsseite zuzurechnen ist. Die Wandung 354 schließt einen Nassraum
356 der Doppelkupplung 12 ein, in dem neben den Lamellen-Kupplungs
anordnungen 64 und 72 auch der Torsionsschwingungsdämpfer 300
enthalten ist. Der vorzugsweise zumindest im Betrieb eine Vollfüllung an
Kühlmittel, insbesondere Kühlöl, aufnehmende Nassraum 356 ist nach
außen durch einen O-Ring 358 und eine Dichtungs- und Drehlageranordnung
360, beispielsweise ein Radialwellendichtring, abgedichtet. Die das
getriebeseitige Ende der Punpenwelle 26 aufnehmende, eine mit einer
Außenverzahnung des Wellenendes in Drehmitnahmeeingriff stehende
Innenverzahnung aufweisende Durchgangsöffnung der Kupplungsnabe 34
ist beim Ausführungsbeispiel der Fig. 16 durch ein an der Nabe 34
angeschweißtes Dichtblech 180 öldicht verschlossen, das insoweit dem
Element 180 der Fig. 1 entspricht.
Die Kupplungsnabe 34 ist über die daran beispielsweise festgenietete
Halbschale 350 und die daran festgeschweißte Halbschale 352 unter
Vermittlung eines Gleitrings 362 am Außenlamellenträger 62 axial in
Richtung zur Antriebseinheit abgestützt. Es resultiert wiederum der die
Doppelkupplung axial zusammenhaltende geschlossene Kraftfluss. Radial
außen an der Halbschale 350 ist ein Anlasserzahnkranz 310 angeschweißt.
An der Halbschale 352 ist radial außen ein Zusatzmassenring 364 ange
schweißt. Der Anlasserzahnkranz 310 und der Zusatzmassenring 364
erhöhen für den Torsionsschwingungsdämpfer 300 die primärseitige
Trägheitsmasse.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 16 wirkt der Torsionsschwingungs
dämpfer 300 zwischen der Wandung 354 und dem ersten Außenlamellen
träger 62, wobei die Wandung 354 der Primärseite und der Außenlamellen
träger 62 der Sekundärseite des Torsionsschwingungsdämpfers 300
zugeordnet ist. Hierzu bilden die beiden Halbschalen 350 und 352 einen
ringförmigen Führungskanal, in dem eine die Dämpferelementenanordnung
312 führende Gleitelementanordnung 322 oder dergleichen aufgenommen
ist. Die Dämpferelemente sind zwischen zur Kraftabstützung dienenden
Wandungseinbuchtungen und vom Lamellentragabschnitt 363 des
Außenlamellenträgers 62 nach radial außen vorstehenden Abstützstegen
366 aufgenommen. Im Betrieb kommt es zu Relativverdrehungen zwischen
der Wandung 354 und dem Außenlamellenträger 62 innerhalb des vom
Torsionsschwingungsdämpfer 300 zugelassenen Drehwinkels. Diese Relativ-
Drehbewegungen werden in einem gewissen Maße durch Reibung am
Gleitring 362 gedämpft.
Die Kupplungsnabe 34 weist einen (radial außerhalb der Kurbelwellen
schrauben 316 liegenden) Koppelflansch 336 mit einer Außenverzahnung
auf, die mit einer Innenverzahnung eines Koppelflansches 334 eines durch
die Schraubbolzen (Kurbelwellenschrauben) 316 am Koppelende 16
angebrachten Koppelteils 330 in Drehmitnahmeeingriff steht. Die Ver
zahnungen sind als Steckverzahnungen ausgeführt, die durch axiale
Relativbewegung in gegenseitigen Eingriff bzw. außer Eingriff bringbar sind.
Etwaige Taumelbewegungen werden vor allem durch das Koppelteil 330
und in gewissem Maße durch den Flansch 336 der Kupplungsnabe 34
aufgenommen, so dass zum einen das Koppelende 16 bzw. die Kurbelwelle
nicht durch Taumelbewegungen und dergleichen belastet wird, insoweit also
keine Bruchgefahr besteht, und zum anderen auch die Doppelkupplung und
insbesondere deren Torsionsschwingungsdämpfer 300 im Wesentlichen von
Taumelbewegungen und Taumelkräften freigehalten wird. Die Taumelbelas
tung tritt im Wesentlichen nur im Bereich der Steckverzahnung bzw. der
Koppelflansche 334, 336 auf.
Der Nassraum 356 ist über zwischen dem Ringteil 66, der Getriebeeingangs
welle 24, der Getriebeeingangswelle 22 und der Ölpumpenantriebswelle 26
ausgebildete Ringkanäle an einer Kühlölversorgung angeschlossen, wobei
beispielsweise (ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1) ein
zwischen dem Ringteil 66 und der Getriebeeingangswelle 24 ausgebildeter
erster Ölkanal und ein von diesem abzweigenden, zwischen der Getriebeein
gangswelle 24 und der Getriebeeingangswelle 22 ausgebildeter zweiter
Ölkanal zur Zufuhr von Kühlöl in den Nassraum 356 dienen und ein
zwischen der Getriebeeingangswelle 22 und der Pumpenantriebswelle 26
ausgebildeter dritter Ölkanal zur Abfuhr von Kühlöl aus dem Nassraum 356
dient. Es kann so ein Kühlölkreislauf durch den Nassraum 356 aufrecht
erhalten werden, der durch die Lamellen verläuft und so diese wirkungsvoll
kühlt. Auch der Torsionsschwingungsdämpfer 300 wird auf diese Weise
zuverlässig mit Kühlöl versorgt.
Die Wandung 354 ist hinsichtlich ihrer Formgestaltung gut an den von den
verschiedenen Komponenten der Doppelkupplung 12 eingenommenen Raum
angepasst, so dass der Nassraum 356 im Falle einer Vollfüllung ein
vergleichsweise geringes Ölvolumen enthält und dementsprechend das
diesem Ölvolumen zuzurechnende Trägheitsmoment vergleichsweise gering
ist. Bei still stehendem Antriebsstrang bzw. Fahrzeug kann zugelassen sein,
dass das Öl aus dem radial oberen Bereich des Nassraums 356 in Richtung
zum Getriebe abläuft und bei Inbetriebnahme erst wieder mit Öl gefüllt wird.
Zum Ausführungsbeispiel der Fig. 16 ist noch auf Folgendes hinzuweisen.
Der Radialwellendichtring 360 läuft nicht mit der Motordrehzahl um,
sondern wird nur entsprechend den Relativverdrehungen zwischen der
Wandung 254 und dem Außenlamellenträger 62 samt dem Ringteil 66 auf
Reibung belastet. Der Torsionsschwingungsdämpfer liegt radial außerhalb
der Lamellen der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64, wobei - wie aus
dem Vorangehenden schon klar geworden ist - die Torsionsdämpferkammer
von einem Abschnitt des Nassraums der Doppelkupplung gebildet ist. Das
primärseitige Trägheitsmoment wird durch radial außen an der Wandung
354 angebrachte Zusatzmassen (Zahnkranz 210 und Massenring 364)
erhöht, beispielsweise im Hinblick auf eine Absenkung der Eigenfrequenz
des Systems. Zur Verkopplung der Eingangsseite der Doppelkupplung und
der Kurbelwelle sind Steckverzahnungen vorgesehen, die radial außerhalb
der Kurbelwellenschrauben 316 angeordnet sind, so dass kleinere Zahn
kräfte auftreten und die Außenverzahnung am Flansch 336 der Kupplungs
nabe 34 leichter herstellbar ist. Durch die axiale Abstützung der Kupplungs
nabe 34 über die Wandung 354 am Außenlamellenträger 62 wird ein
geschlossener Kraftfluss erreicht, wobei die Abstützung (Gleitring 362)
vorzugsweise möglichst weit radial innen liegt, um nennenswerte Kipp
momente zu vermeiden.
Die Montage kann beispielsweise auf folgende Weise erfolgen: Es wird das
auch als Montageflansch bezeichenbare Koppelelement 330 an dem
Koppelende 16 der Kurbelwelle angebracht. Die Doppelkupplung 12 mit dem
darin integrierten Torsionsschwingungsdämpfer 300 wird als vormontierte
Einheit am Getriebe montiert. Es werden dann das Getriebe und der Motor
zusammengefügt unter Herstellung der Drehmitnahmeverbindung an den
Verzahnungen der Koppelflansche 334, 336.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 17 entspricht betreffend die Integration
des Torsionsschwingungsdämpfers 300 in die Doppelkupplung 12 in
mancher Hinsicht dem Ausführungsbeispiel der Fig. 15. So ist die Dämpfer
elementenanordnung 312, die wiederum von radial geschachtelten
Dämpfungselementen, insbesondere Druckfedern, gebildet ist, einerseits an
Radialstegen 320 einer mit der Kupplungsnabe 34 einteiligen (oder alternativ
drehfest daran angebrachten) Koppelscheibe 370 und andererseits über ein
Momentenübertragungsglied am Außenlamellenträger 62 abgestützt. Als zu
dem Momentenübertragungsglied 60 der Fig. 15 korrespondierendes Bauteil
dient eine antriebseinheitsseitige Halbschale 350, die mit einer den
Außenlamellenträger 62 bildenden Halbschale 352 verbunden ist, um eine
den Nassraum 356 begrenzende Wandung 354 zu bilden. Die Halbschale
350 ist wie das Element 60 der Fig. 15 vermittels eines Gleitrings 338 an
der Kupplungsnabe 34 axial abgestützt und am Koppelflansch 334 der die
Koppelanordnung 330 bildenden Flexplatte 332 radial geführt. Da die
Wandung 354 gewissermaßen die Funktion des Deckels 28 mit übernimmt,
ist zur Abdichtung ein Radialwellenring 54 zwischen dem radial inneren
Randbereich der Halbschale 350 und dem Außenumfang des Koppelflan
sches 334 wirksam. Eine am Koppelflansch 334 angeschweißte Dicht
scheibe 180 sorgt für eine Abdichtung des Ölrücklaufwegs in Richtung zur
Antriebseinheit hin.
Wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 16 ermöglicht die Konstruktion der
Fig. 17 eine Vollfüllung des Nassraums 356 mit Kühlmittel, insbesondere
Kühlöl. Der Außenlamellenträger 62 ist dementsprechend ohne Öldurchlass
öffnungen nach radial außen hin ausgeführt. Statt dessen ist im Bereich des
Halteabschnitts 363 dafür gesorgt, dass Kühlöl in hinreichender Menge
radial außerhalb der Lamellen in axialer Richtung abfließen kann. Wie beim
Ausführungsbeispiel der Fig. 16 ist die die Dämpferelementenanordnung
312 aufnehmende Torsionsdämpferkammer von einem Abschnitt des
Nassraums 356 gebildet. Die Dämpferelementenanordnung ist radial
außerhalb der Lamellen der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64
angeordnet, so dass Dämpferelemente mit in Umfangsrichtung vergleichs
weise großer Länge eingesetzt werden können. Hinsichtlich der Koppel
anordnung 330 gilt das zum Ausführungsbeispiel der Fig. 15 Gesagte.
Das Ausführungsbeispiel in Fig. 18 entspricht im Wesentlichen dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 17. Ein wichtiger Unterschied liegt darin, dass
die Kupplungsnabe 34 beim Ausführungsbeispiel der Fig. 18 zweiteilig
ausgeführt ist und von einem L-Flanschabschnitt 380 eines die Primärseite
des Torsionsschwingungsdämpfers 300 bildenden Koppelscheibenteils 370
und einem daran angeschweißten Ringteil 382 gebildet ist, das die
Außenverzahnung 42 aufweist. Der radial innere Bereich des Halbschalen
teils 350 ist etwas anders ausgestaltet als beim Ausführungsbeispiel der
Fig. 17, aber wie dort über einen Radialwellenring 54 am Koppelflansch 334
der Flexplatte 352 abdichtend geführt und mittels eines Gleitrings 338 an
der Primärseite des Torsionsschwingungsdämpfers 300 axial abgestützt. Ein
weiterer Gleitring 384 stützt die Koppelscheibe 370 axial am Nabenteil 80
ab, wobei der Gleitring 384 ggf. Radialnuten aufweist, um Kühlöl aus dem
Nassraum 356 in Richtung zum zwischen der Pumpenantriebswelle 26 und
der Getriebeeingangswelle 22 ausgebildeten Rückfluss-Ringkanal abfließen
zu lassen.
Die zweiteilige Ausbildung der Kupplungsnabe 34 gemäß dem Ausführungs
beispiel der Fig. 18 ist gegenüber der einteiligen Ausführung gemäß Fig. 17
herstellungstechnisch vorteilhaft.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 19 entspricht im Wesentlichen dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 16. Ein Unterschied liegt darin, dass die
Kupplungsnabe 34 mit zur Antriebseinheit hin geschlossener Sackbohrung
für das Koppelende der Pumpenantriebswelle 26 ausgeführt ist, so dass auf
das Dichtblech 180 verzichtet werden kann. Die Kopplung zwischen dem
Koppelende 16 der Kurbelwelle und der Doppelkupplung 12 erfolgt beim
Ausführungsbeispiel der Fig. 19 unter Vermittlung einer von einer Flexplatte
332 gebildeten Koppelanordnung 330, die mittels Schrauben 390 im
Radialbereich der Dämpferelementenanordnung 312, also radial außerhalb
der Lamellen der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64 an der Wandung
354 angebunden ist. Gegenüber der Verbindung zwischen der Antriebs
einheit und der Doppelkupplung über Steckverzahnungen bietet die bei der
Konstruktion der Fig. 19 realisierte Verkopplung den Vorteil, dass Taumelbe
wegungen besonders wirkungsvoll aufgenommen werden können, ohne
dass die verkoppelten Bauteile stark durch Taumelbewegungen belastet
w[Berden. Durch die Flexplatte 332 wird also eine optimierte Taumelent
kopplung der Antriebseinheit von der Doppelkupplung erreicht. Die
Flexplatte kann in Abweichung von dem in Fig. 19 gezeigten Ausführungs
beispiel auch Abdichtungsfunktion für den Nassraum 356 und die Ölkanäle
nach außen hin übernehmen und beispielsweise in die Wandung 354 direkt
einbezogen sein.
Betreffend die Ausführungsbeispiele der Fig. 16 bis 19 ist noch zu betonen,
dass die sich mit der Eingangsseite bzw. dem Außenlamellenträger
mitdrehende Wandung 354 jeweils ein geschlossenes Gehäuse der
Doppelkupplung 12 bildet und deshalb auch als Gehäuse 354 angesprochen
werden kann. Grundsätzlich ist es denkbar, dass eine sich mit einer
Komponente bzw. Komponenten der Doppelkupplung mitdrehende Wandung
vorgesehen ist, die für sich alleine kein abgeschlossenes Gehäuse bildet,
sondern zusammen mit einer stationären Wandung einen Nassraum
begrenzt. Da eine zur Abdichtung des Nassraums zwischen der sich
mitdrehenden Wandung und der stationären Wandung regelmäßig erforder
liche Dichtungsanordnung oder dergleichen vergleichsweise stark auf
Reibung belastet wird, ist es bevorzugt, die Doppelkupplung mit einem
geschlossenen, sich mitdrehenden Gehäuse auszuführen, das den Nassraum
356 begrenzt.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Antriebssystem ist in Fig. 20 gezeigt. Die
Doppelkupplung entspricht im Wesentlichen der Doppelkupplung der Fig. 1
und ist mit einer zweiteiligen, die Teile 36 und 38 aufweisenden Kupplungs
nabe 34 ausgeführt.
Das Antriebssystem 11 umfasst neben der Doppelkupplung 12 ferner einen
Torsionsschwingungsdämpfer 300 und eine allgemein mit 400 bezeichnete
Elektromaschine, beispielsweise ein sogenannter Kurbelwellenstartergenera
tor. Die Elektromaschine 400 weist eine Statoranordnung 418 auf, die
beispielsweise auf einem Statorträger 420 an einem nicht dargestellten
Motorblock oder dergleichen getragen sein kann. Die Statoranordnung 418
umfasst einen Statorwechselwirkungsbereich 422 mit einer Mehrzahl von
Statorwicklungen 424 und ein Joch bildenden Blechpaketen 426. Die
Wicklungsköpfe 428 der Wicklungen 24 stehen seitlich über die Blechpakete
26 über. Die Elektromaschine 400 umfasst ferner eine Rotoranordnung 430
mit einem Rotorwechselwirkungsbereich 432 und einer nachfolgend noch
detaillierter beschriebenen Trägeranordnung 434. Der Rotorwechselwir
kungsbereich 432 umfasst eine Mehrzahl von an dessen Innenseite
getragenen Permanentmagneten 436 sowie Blechpakete 438, die ein Joch
des Rotorwechselwirkungsbereichs 432 bilden. Zwischen den Permanent
magneten 36 und dem Statorwechselwirkungsbereich 422 ist ein Luftspalt
440 gebildet, der zum Erhalt einer bestmöglichen Effizienz der Elek
tromaschine 400 so klein als möglich sein sollte.
Die Trägeranordnung 434 umfasst zwei Trägerelemente 442, 444. Das
erste Trägerelement 442, das radial außen mit einem im Wesentlichen sich
radial erstreckenden Abschnitt 446 den Rotorwechselwirkungsbereich 432
trägt, ist in einem radial weiter innen liegenden, sich ebenfalls im Wesentli
chen radial erstreckenden Abschnitt 448 mit dem zweiten Trägerteil 444
durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden
Nietbolzen oder dergleichen verbunden.
Radial außen anschließend an den sich im Wesentlichen radial erstreckenden
Abschnitt 448 weist das erste Trägerelement 442 einen sich in Richtung der
Drehachse A und geringfügig nach radial außen erstreckenden Verbindungs
abschnitt 450 auf, welcher sich mit dem Statorwechselwirkungsbereich 422
in Achsrichtung überlappt bzw. diesen axial überbrückt. An diesen
Verbindungsabschnitt 450 anschließend weist das erste Trägerelement 442
einen sich im Wesentlichen wieder nach radial außen erstreckenden
Abschnitt 452 auf, der nach radial außen hin die Wicklungsköpfe 428
überbrückt und in einen sich im Wesentlichen in axialer Richtung er
streckenden, und die Wicklungsköpfe 28 zumindest teilweise in Axialrich
tung überbrückenden Abschnitt 454 übergeht, an den sich der im Wesentli
chen radial erstreckende Abschnitt 446 anschließt.
Als Primärseite 456 des Torsionsschwingungsdämpfers 300 dient der sich
im Wesentlichen radial erstreckende Abschnitt 448 des ersten Träger
elements 442, der einen ersten Deckscheibenbereich 462 der Primärseite
bildet. Ein zweiter Deckscheibenbereich 464 der Primärseite ist beispiels
weise von einem gesonderten, beispielsweise aus Blech gestanzten und
geeignet geformten Element gebildet, das einen sich im Wesentlichen radial
erstreckenden Abschnitt 466 aufweist, der in Achsrichtung im Wesentlichen
dem Abschnitt 448 des ersten Deckscheibenbereichs 462 gegenüberliegt.
Der zweite Deckscheibenbereich 464 könnte grundsätzlich aber
auch von in dem ersten Trägerelement 442 definierten und aus diesen
entsprechend herausgedrückten Zungenabschnitten oder dergleichen
gebildet sein. Handelt es sich um ein gesondertes Blechteil, kann dieses am
ersten Trägerelement 442 angeschweißt sein. Auch eine formschlüssige
Rastverbindung oder dergleichen ist denkbar.
Um Abrieb der Gleitelementanordnung 322 nach radial außen abgeben zu
können, sind Partikelabgabeöffnungen 474 im Übergangsbereich zwischen
dem zweiten Deckscheibenbereich 64 und dem Verbindungsabschnitt 450
sowie Partikelabgabeöffnungen 486 im Übergangsbereich zwischen den
Abschnitten 452 und 454 vorgesehen.
Als Sekundärseite dient ein Zentralscheibenelement 480, das ein Nabenteil
302 aufweist, das mit einer Innenverzahnung ausgeführt ist, die in die
Außenverzahnung 42 eingreift und so die Sekundärseite des Torsions
schwingungsdämpfers 300 an der Eingangsseite der Doppelkupplung 12
ankoppelt. Auf an sich bekannte Weise stützen sich die Dämpferelemente,
beispielsweise Dämpferfedern, der Dämpferelementenanordnung 312
einerseits an der Primärseite, beispielsweise an an den Abschnitten 448,
464 und ggf. 450 gebildeten axialen bzw. radialen Ausbauchungen, und
andererseits an der Sekundärseite, beispielsweise an Radialstegen des
Zentralscheibenelements 480 ab, wobei Federteller als Abstützelemente zur
besseren Druckverteilung vorgesehen sein können.
Zu näheren Einzelheiten der Ausbildung der Elektromaschine 400 und des
Torsionsschwingungsdämpfers 300 wird auf die deutsche Patentanmeldung
Az. 100 06 646.1 vom 15.02.2000 verwiesen, deren Priorität in Anspruch
genommen wurde.
Das Antriebssystem 11 der Fig. 20 zeichnet sich dadurch aus, dass eine
Funktionsintegration für die Elektromaschine und den Torsionsschwingungs
dämpfer 300 realisiert ist. Dadurch, dass das erste Trägerelement 442
wenigstens den ersten Deckscheibenbereich 462 der Primärseite bildet, wird
die Teilevielfalt reduziert und Bauraum eingespart. Dabei wird eine optimale
Raumausnutzung dadurch erreicht, dass der Torsionsschwingungsdämpfer
300 im Wesentlichen radial innerhalb der Statoranordnung 418 angeordnet
ist. Die Rotoranordnung 430 bildet eine Primärmasse für den Torsions
schwingungsdämpfer 300, während das Zentralscheibenelement 480 samt
den daran angekoppelten Komponenten der Doppelkupplung 12 gewisser
maßen eine Sekundärmasse des Torsionsschwingungsdämpfers 300 bildet.
Insbesondere der Außenlamellenträger 62 und die daran angeordneten
Außenlamellen weisen eine nennenswerte sekundärseitige Trägheitsmasse
auf.
Das Antriebssystem der Fig. 20 zeichnet sich, wie schon erwähnt, dadurch
aus, dass es durch eine teilemäßige Verschmelzung der Elektromaschine
400 und des Torsionsschwingungsdämpfers 300 nur sehr wenig Bauraum
beansprucht. Die Trägeranordnung 434 der Rotoranordnung 430 bildet
einen der Kraftabstützung dienenden Bereich des Torsionsschwingungs
dämpfers 300, so dass hier beispielsweise auf ein vollständiges separates
Deckscheibenelement oder dergleichen verzichtet werden kann. Des
Weiteren liegt insbesondere der Bereich 448, 450 der Trägeranordnung
434, welcher den Deckscheibenbereich 462 der Primärseite bildet, im
Wesentlichen radial innerhalb der Statoranordnung 418 der als Außen
läufermaschine ausgebildeten Elektromaschine 400. Durch die zusätzlich
noch vorhandene zumindest teilweise axiale Überlappung der Elektroma
schine 400, d. h. insbesondere der Statoranordnung 418 derselben, mit
dem Torsionsschwingungsdämpfer 300 bzw. desses Dämpferelementen
anordnung 312 wird der in Anspruch genommene Bauraum weiter
minimiert.
Der Konstruktion der Fig. 20 liegt folgendes Grundkonzept zugrunde: Die
Elektromaschine (Kurbelwellenstartergenerator) und der Torsionsschwin
gungsdämpfer 300 sind radial ineinander geschachtelt, während die
Doppelkupplung axial benachbart dazu angeordnet ist. Der Außendurch
messer der Elektromaschine ist größer als der Außendurchmesser der
Doppelkupplung 412, wodurch im Falle einer dem Normalfall entsprechen
den kegelförmigen Getriebeglockenausbildung (motorseitig größerer
Innendurchmesser, getriebeseitig kleinerer Innendurchmesser) eine optimale
Bauraumausnutzung erreicht wird. Die Doppelkupplung liegt mit ihren
Lamellen-Kupplungsanordnungen etwa im gleichen Radialbereich bzw. radial
außerhalb des Torsionsschwingungsdämpfers.
Gemäß der gezeigten Konstruktion ist der Torsionsschwingungsdämpfer
300 für einen trocken laufenden Betrieb vorgesehen, er kann aber auch mit
wenigstens einer Kammer für die Dämpferelementenanordnung ausgeführt
sein, um einen nasslaufenden Betrieb ähnlich wie bei einem Zwei-Massen-
Schwungrad zu ermöglichen.
Wie beim Ausfüshrungsbeispiel der Fig. 13 sind die Ölpumpe und der
Torsionsschwingungsdämpfer 300 in Reihe geschaltet, so dass nicht nur die
Doppelkupplung 12, sondern auch die Ölpumpe schwingungsgedämpft über
den Torsionsschwingungsdämpfer 300 angetrieben wird.
Die Montage erfolgt bevorzugt auf folgende Weise: Eine erste, von der
Statoranordnung 418 und dem Statorträger 420 gebildete Einheit und eine
zweite, von der Rotoranordnung 430 und der Trägeranordnung 434 und
dem Torsionsschwingungsdämpfer 300 gebildete zweite Einheit werden
jeweils als vormontierte Einheit an der Antriebseinheit montiert. Ebenso wird
die Doppelkupplung 12 als vormontierte Einheit am Getriebe in der
Getriebeglocke 18 montiert und der Deckel 28 unter Anordnung des
Radialwellendichtrings 54 zwischen dem radial inneren Flansch des Deckels
und der Kupplungsnabe 36 in Stellung gebracht. Danach werden das
Getriebe und die Antriebseinheit zusammengefügt, wobei die Innenver
zahnung des Nabenteils 302 der Sekundärseite und die Außenverzahnung
42 der Kupplungsnabe 34 in gegenseitigen Eingriff gebracht werden.
Das Antriebssystem 11 der Fig. 21 entspricht hinsichtlich der Doppelkupp
lung 12 und dem Torsionsschwingungsdämpfer 300 im Wesentlichen dem
Ausführungsbeispiel der Fig. 13. Auf einen Anlasserzahnkranz 310 ist beim
gezeigten Ausführungsbeispiel aber verzichtet. Statt dessen weist das
Antriebssystem 11 eine beispielsweise als Kurbelwellenstatorgenerator
dienende Elektromaschine 400 auf, deren Rotoranordnung 430 mittels
einem Tragring oder Tragelementen 500 an der von den Deckblechen 306,
308 gebildeten Primärseite des Torsionsschwingungsdämpfers 300 gehalten
ist. Ein am Getriebe angebrachter Statorträger 502, beispielsweise ein Guss-
oder Ziehteil, trägt die radial außerhalb der Doppelkupplung 12 angeordnete
Statoranordnung 418. Der Statorträger weist einen radial unteren Abschnitt
504 und einen radial oberen Abschnitt 506 auf, zwischen denen die
Statoranordnung 418 und die Rotoranordnung 430 angeordnet sind. Der mit
406 bezeichnete Fügespalt zwischen dem Statorträger 502 und der
Getriebegehäuseglocke ist abgedichtet. Ferner ist ein Radialwellendichtring
54 zwischen der Kupplungsnabe 34 und einem radial inneren Flasch des
Statorträgers 502 wirksam. Der Statorträger 502 ersetzt somit den Deckel
28 des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 und begrenzt den die Doppelkupp
lung aufnehmenden Aufnahmeraum 18, der als Nassraum dient.
Der Statorträger 502 kann über Passstifte 510 an der Antriebseinheit
(Motor) zentriert sein und kann an der Antriebseinheit angeschraubt sein.
Das Getriebegehäuse kann an der Antriebseinheit oder/und am Statorträger
befestigt sein, und zwar radial innerhalb oder/und radial außerhalb des
Luftspalts 440 der Elektromaschine 400.
Die Montage der Antriebseinheit 11 der Fig. 21 erfolgt am besten auf
folgende Weise: Der Torsionsschwingungsdämpfer 300 samt der Rotor
anordnung 430 wird an der Kurbelwelle anmontiert. Es wird dann der
Statorträger 502 samt der Statoranordnung 418 an der Antriebseinheit
montiert, wofür der Statorträger eine Führungsschiene 512 aufweist, die
über die Rotoranordnung 430 gleitet. Unabhängig davon wird die Doppelkupplung
12 in die Gehäuseglocke des Getriebes eingesetzt. Danach werden
das Getriebe und die Antriebseinheit (der Motor) zusammengefügt, wobei
einerseits die den Torsionsschwingungsdämpfer mit der Doppelkupplung
verkoppelten Verzahnungen in gegenseitigen Eingriff gebracht werden und
andererseits der Radialwellendichtring 54 ordnungsgemäß zwischen dem
inneren Flansch des Statorträgers 502 und der Kupplungsnabe 34
angeordnet wird.
Es wird noch darauf hingewiesen, dass beim gezeigten Ausführungsbeispiel
die Verzahnung zwischen dem Nabenteil 302 und der Kupplungsnabe 34
radial innerhalb der Kurbelwellenschrauben 316 angeordnet ist, um die
radiale Abmessung der Kupplungsnabe 34 und dementsprechend der
Durchmesser des Radialwellendichtrings 54 vergleichsweise klein zu halten,
so dass Reibungsverluste und der Verschleiß des Radialwellendichtrings
minimiert werden.
Eine andere Möglichkeit für die Montage ist, dass der Torsionsschwingungs
dämpfer 300 samt der Rotoranordnung 430 und der Statoranordnung 418
einschließlich dem Statorträger 502 als vormontierte Einheit an der
Kurbelwelle bzw. dem Motorblock angeschraubt werden, wobei eine radiale
Verriegelung der Rotoranordnung 430 einerseits und der Statoranordnung
418 andererseits vorteilhaft vorgesehen werden könnte. In Abweichung von
der gezeigten Ausführungsform müsste der Innendurchmesser des
Radialwellendichtrings bzw. dessen Sitz am Statorträger 502 radial
außerhalb der Kurbelwellenverschraubung 316 liegen, um das erste
Deckblech 306 am Koppelende 16 der Kurbelwelle anbringen zu können
(andernfalls wären die Schrauben 316 nicht zugänglich). Unabhängig
hiervon wird die Doppelkupplung 12 am Getriebe montiert. Anschließend
werden das Getriebe und die Antriebseinheit zusammengefügt mit
Verschraubung des Getriebes am Statorträger 502.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 22 entspricht hinsichtlich der Doppelkupp
lung 12 und der Integration des Torsionsschwingungsdämpfers 300 darin
im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der Fig. 15, so dass auf die
Ausführungen zu dieser Figur verwiesen werden kann. Erwähnt werden
sollte noch, dass die Gleitelemente und Federschuhe 322 in einer Gleit
schale 530 geführt sind, um die bei Relativverdrehungen zwischen der
Kupplungsnabe 34 und dem Momentenübertragungsglied 60 im Torsions
schwingungsdämpfer auftretende Reibung zu minimieren. Anstelle der
Flexplatte 332 ist eine Trägeranordnung 434 an der Kurbelwelle ange
schraubt, die die Rotoranordnung 430 einer Elektromaschine 400 trägt. Die
Elektromaschine 400 entspricht der Elektromaschine 400 der Fig. 20, wenn
man davon absieht, dass gemäß Fig. 22 der Torsionsschwingungsdämpfer
300 nicht mit der Elektromaschine integriert ist, sondern in die Doppelkupp
lung 12 integriert ist. Die Trägeranordnung 434 erfüllt also nur noch
insoweit eine Doppelfunktion, als dass sie einen Koppelflansch 334
aufweist, der über Verzahnungen mit dem Koppelflansch 336 der Kupp
lungsnabe 34 koppelt. Auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 22 ist der
Torsionsschwingungsdämpfer 300 radial innerhalb der Statoranordnung 418
angeordnet und überlappt sich teilweise axial mit dieser.
Erwähnt werden sollte noch, dass bei 342 ein O-Ring vorgesehen seien
könnte, insbesondere wenn auf das eingeschweißte Dichtblech 180
verzichtet wird.
Der Deckel 28 ist mittels Passstiften 532 am Getriebe zentriert und in einen
Fügespalt zwischen Getriebe und Antriebseinheit aufgenommen. Zum
Getriebe hin ist der Fügespalt bei 534 abgedichtet, so dass der als "äußerer
Nassraum" dienende Aufnahmeraum hinreichend zur Antriebseinheit hin
abgedichtet ist.
Es soll noch auf folgende Möglichkeiten hingewiesen werden: Beim
gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Dichtscheibe 180 am Koppelflansch
334 angeschweißt. Sie könnte aber auch eingeklipst sein. Die Gleitschale
530 braucht nicht zwingend mit Gleitelementen und dergleichen kombiniert
sein, die Dämpfungselemente, insbesondere Dämpferfedern, können auch
direkt in die Gleitschale aufgenommen sein. Betreffend den zwischen dem
Deckel 28 und dem Koppelflansch 334 angeordneten Radialwellendichtring
wurde bei der in Fig. 22 gezeigten Ausführungsform der Durchmesser sehr
gering gehalten; dieser liegt noch innerhalb der Kurbelwellenschrauben 316.
Hierdurch werden Reibungsverluste und Verschleiß am Radialwellendichtring
minimiert. Wie schon erwähnt wurde, dient der Träger 434 für die
Rotoranordnung 430 gleichzeitig als Abtriebselement zur Ankopplung der
Eingangsseite der Doppelkupplung, die der Primärseite des Torsions
schwingungsdämpfers entspricht. Unter Vermittlung der Kupplungsnabe 34
ist auch die Antriebswelle 26 der Ölpumpe an diesem Abtriebselement
angekoppelt, wobei der Momentenfluss zur Pumpe nicht über den Torsions
schwingungsdämpfer verläuft.
Die Montage des Antriebssystems 11 in einem Antriebssstrang kann
zweckmäßig beispielsweise auf folgende Weise erfolgen: Es wird die
Statoranordnung 418 am Motorblock montiert. Anschließend wird der
Rotorträger 434 samt der daran angebrachten Rotoranordnung 430 an der
Kurbelwelle montiert. Anschließend wird das Dichtblech 28 mit dem
Radialwellendichtring 54 in Stellung gebracht und am Motor montiert.
Unabhängig davon wird die Doppelkupplung 12 mit dem darin integriertem
Torsionsschwingungsdämpfer 300 als vormontierte Einheit am Getriebe in
der Getriebeglocke montiert. Schließlich werden das Getriebe und der Motor
zusammengefügt unter Herstellung der Drehmitnahmeverbindung zwischen
den Koppelflanschen 334 und 336.
Weitere Einzelheiten der Doppelkupplungen 12 bzw. des Antriebssystems
gemäß den verschiedenen Ausführungsbeispielen und insbesondere
Unterschiede zwischen den verschiedenen Doppelkupplungen sind vom
Fachmann ohne Weiteres den Figuren entnehmbar.