DE10102874A1 - Kupplungssystem - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kupplungssystem, umfassend wenigstens eine Kupplungseinrichtung insbesondere für die Anordnung in einem Antriebsstrang zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe. Die Kupplungseinrichtung (202) ist unter Vermittlung von Druckmedium betätigbar oder/und für einen Betrieb unter Einwirkung eines Betriebsmediums vorgesehen. Es wird nach einem Aspekt der Erfindung vorgeschlagen, dass ein als Druckmedium für die Betätigung dienendes oder als Betriebsmedium für den Betrieb der Kupplungsanordnung dienendes Sekundärmedium vermittels einer ein Primärmedium bereitstellenden Pumpenanordnung (208) und einer an der Pumenanordnung angeschlossenen Sekundärmediumbereitstellanordnung (220) oder sekundären Pumpenanordnung (220) bereitstellbar ist, wobei die Sekundärmediumbereitstellanordnung bzw. sekundäre Pumpenanordnung aufweist: wenigstens ein in einem Gehäuse bewegbar angeordnetes und im Betrieb mit dem von der erstgenannten Pumpenanordnung bereitgestellten Primärmedium zumindest an wenigstens einer Druckaufnahmefläche ausgesetztes Druckaufnahmeelement, das unter Vermittlung des Betriebsmediums in Bewegung versetzbar ist, und wenigstens ein in dem/einem Gehäuse bewegbar angeordnet ist, mit dem Druckaufnehmeelement bewegungsverkoppeltes und im Betrieb mit dem Sekundärmedium zumindest an wenigstens einer Wechselwirkungsfläche wechselwirkende Wechselwirkungselement, unter dessen Vermittlung das Sekundärmedium bereitstellbar ist gegebenenfalls durch ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Kupplungssystem, umfassend wenigstens eine
Kupplungseinrichtung insbesondere für die Anordnung in einem Antriebs
strang (insbesondere eines Kraftfahrzeugs) zwischen einer Antriebseinheit
und einem Getriebe, wobei die Kupplungseinrichtung wenigstens eine für
einen Betrieb unter Einwirkung eines Betriebsmediums vorgesehene oder/und
unter Vermittlung von Druckmedium betätigbare Kupplungsanordnung
aufweist. Es wird hierbei insbesondere, aber nicht ausschließlich an eine
nasslaufende Lamellen-Kupplungsanordnung gedacht. Ferner wird hierbei
vor allem, aber nicht ausschließlich, an eine auf hydraulischem Wege
betätigbare Kupplungsanordnung mit in die Kupplungseinrichtung integrier
tem hydraulischen Nehmerzylinder gedacht, wie sie beispielsweise in der
EP 0 758 424 B1 oder in einer der von der Anmelderin getätigten, Mehr
fach-Kupplungseinrichtungen (insbesondere Doppel-Kupplungseinrichtun
gen) betreffenden Patentanmeldungen offenbart ist. Es wird hierzu ins
besondere auf die deutschen Patentanmeldungen 199 55 365.3
(AT 17.11.1999); 100 04 179.5, 100 04 186.8, 100 04 184.1, 100 04 189.2,
100 04 190.6, 100 04 195.7 (alle AT 01.02.2000); 100 34 730.4
(AT 17.07.2000) der Anmelderin verwiesen, deren Offenbarungsgehalt in
die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung durch Bezugnahme einbezo
gen wird. Bei den Kupplungsanordnungen der in Bezug genommenen Kupp
lungseinrichtungen handelt es sich um nasslaufende Lamellen-Kupplungs
anordnungen. Betreffend nasslaufende, auf hydraulischem Wege betätigte
Lamellen-Kupplungsanordnungen kann ferner auf die DE 198 00 490 A1
verwiesen werden. Eine trockenlaufende, auf hydraulischem Wege betä
tigte Doppel-Kupplungseinrichtung ist aus der DE 35 26 630 A1 bekannt.
Betreffend die Art und Weise der Zufuhr von Betriebsmedium, ggf. eine
Kühlflüssigkeit (insbesondere ein Kühlöl), zur Kupplungsanordnung bzw. zu
mehrere Kupplungsanordnungen der Kupplungseinrichtung bestehen grund
sätzlich viele Möglichkeiten. Dem Konstrukteur stellt sich die Aufgabe,
einerseits die Kosten und den Bauraum möglichst klein zu halten und
andererseits für einen guten Wirkungsgrad und damit einen geringen Ener
giebedarf für die Bereitstellung des Betriebsmediums zu sorgen. Unter
Umständen sind auch noch andere Randbedingungen zu berücksichtigen.
So ist im Falle einer Kupplungseinrichtung mit einer oder mehreren nass
laufenden und auf hydraulischem Wege betätigten Kupplungsanordnungen
(insbesondere Lamellen-Kupplungsanordnungen) einerseits ein Hydraulikme
diumstrom für die Ansteuerung der Kupplungseinrichtung bzw. der Kupp
lungseinrichtungen bereitzustellen, um die Kupplungseinrichtung bzw. die
Kupplungseinrichtungen einzukuppeln (Kupplung des
NORMALERWEISE-OFFEN-Typs) oder auszukuppeln (Kupplung des
NORMALERWEISE-GESCHLOSSEN-Typs). Für das Einkuppeln bzw. Auskuppeln wird ein
relativ geringer Volumenstrom auf relativ hohem Druck benötigt. Ferner wird für
den Nasslaufbetrieb bzw. die Kühlung der Kupplungseinrichtungen ein
großer Volumenstrom an Kühlmedium, insbesondere Kühlflüssigkeit (regel
mäßig Kühlöl), benötigt, wobei ein Volumenstrom auf einem kleineren
Druckniveau ausreicht oder sogar erforderlich ist.
Man könnte daran denken, zwei gesonderte Pumpen vorzusehen, die mo
torisch (etwas unter Ermittlung der Antriebseinheit oder/und des Getriebes)
oder elektromotorisch angetrieben sind und von denen eine für die Bereit
stellung des Druckmediumstroms zur Ansteuerung der Kupplungseinrich
tung bzw. Kupplungseinrichtungen ausgelegt ist und die andere für die
Bereitstellung des Betriebsmediumstroms ausgelegt ist. Diese Lösung ist
vergleichsweise kostenaufwendig.
Nach einem anderen, in der DE 198 00 490 A1 beschriebenen Ansatz kann
man eine Saugstrahlpumpe im Zuführbereich eines zur Kühlung einer La
mellen-Kupplungsanordnung dienenden Hydraulikfluids vorsehen, um hohe
Durchflussraten und damit eine hohe Kühlleistung zu erzielen. Die Saug
strahlpumpe empfängt einen Hydraulikfluidstrom von einer Hydraulikpum
pe, die einen für die Betätigung der Lamellen-Kupplungsanordnung aus
reichenden Hydraulikdruck bereitstellt. Die Saugstrahlpumpe saugt zusätzli
ches Hydraulikfluid aus einem Ölsumpf an.
Wenn dieser Ansatz des Standes der Technik auch ermöglicht, dass die
Hydraulikpumpe nicht für sehr hohe Förderleistungen ausgelegt sein muss
und eine separate, motorisch angetriebene Pumpe für die Förderung des
Kühlfluids entfallen kann, so ist der auf der Saugstrahlpumpe beruhende
bekannte Ansatz insoweit nachteilig, als das auf Grund der hohen Wirbel
verluste einer Saugstrahlpumpe der Wirkungsgrad der Saugstrahlpumpe
vergleichsweise schlecht ist und dementsprechend der Energieverbrauch
relativ hoch ist.
Vor diesem Hintergrund wird nach einem ersten Aspekt erfindungsgemäß
vorgeschlagen, ein Kupplungssystem, umfassend wenigstens eine Kupp
lungseinrichtung insbesondere für die Anordnung in einem Antriebsstrang
zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe, wobei die Kupplungs
einrichtung wenigstens eine für einen Betrieb unter Einwirkung eines Be
triebsmediums vorgesehene Kupplungsanordnung aufweist, der für diesen
Betrieb Betriebsmedium zuführbar ist vermittels einer Druckmedium bereit
stellenden Pumpenanordnung und einer an der Pumpenanordnung ange
schlossenen Betriebsmediumbereitstellanordnung, die das Betriebsmedium
in einem Betriebsmediumstrom bereitstellt, der im Druck gegenüber einem
von der Pumpenanordnung abgegebenen Druck des Druckmediums redu
ziert ist und bezogen auf das im zeitlichen Mittel pro Zeiteinheit bereitge
stellte Mediumvolumen größer ist als ein gegebenenfalls von der Pumpen
anordnung zur Betriebsmediumbereitstellanordnung fließender Druckmedi
umstrom, wobei die Betriebsmediumbereitstellanordnung aufweist: wenigstens
ein in einem Gehäuse bewegbar angeordnetes und im Betrieb dem von
der Pumpenanordnung bereitgestellten Druckmedium zumindest an wenigs
tens einer Druckaufnahmefläche ausgesetztes Druckaufnahmeelement, das
unter Vermittlung des Druckmediums in Bewegung versetzbar ist, und
wenigstens ein in dem/einem Gehäuse bewegbar angeordnetes, mit dem
Druckaufnahmeelement bewegungsverkoppeltes und im Betrieb mit dem
Betriebsmedium zumindest an wenigstens einer Wechselwirkungsfläche
wechselwirkendes Wechselwirkungselement, unter dessen Vermittlung der
Betriebsmediumstrom bereitstellbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Betriebsmediumbereitstellanordnung kann
Betriebsmedium mit hohem Wirkungsgrad und in einem vergleichsweise
großen Volumenstrom kostengünstig und betriebsmäßig zuverlässig bereit
gestellt werden. Die Betriebsmediumbereitstellanordnung kann hierzu
zweckmäßig an einem Betriebsmediumreservoir angeschlossen sein und
von diesem Betriebsmedium für die Zufuhr zur Kupplungsanordnung bezie
hen.
Die Betriebsmediumbereitstellanordnung kann zweckmäßig als Druckumset
zeranordnung ausgebildet sein. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist
die Betriebsmediumbereitstellanordnung derart ausgebildet, dass im zeitli
chen Mittel pro Zeiteinheit die dem Druckmedium ausgesetzte effektive
Fläche der Druckaufnahmefläche kleiner ist als die mit dem Betriebsmedium
wechselwirkende effektive Fläche der Wechselwirkungsfläche.
Eine kostengünstige Konstruktion zeichnet sich dadurch aus, dass wenigs
tens eine integral oder einteilig ausgeführte Komponente vorgesehen ist,
welchen das bzw. ein Druckaufnahmeelement und das bzw. ein Wechsel
wirkungselement bildet. Beispielsweise kann die Komponente vorteilhaft als
in einem Kolbengehäuse längs einer Achse verschiebbar angeordneter
Kolben mit einer dem Druckmedium ausgesetzten ersten Kolbenfläche und
einer mit dem Betriebsmedium wechselwirkenden zweiten Kolbenfläche
ausgeführt sein. Die erste Kolbenfläche dient als Druckaufnahmefläche und
die zweite Kolbenfläche dient als Wechselwirkungsfläche. Die Kolbenflä
chen können an zueinander entgegengesetzten axialen Endbereichen des
Kolbens angeordnet sein. Vorzugsweise ist die erste Kolbenfläche kleiner
als die zweite Kolbenfläche.
Eine andere, insbesondere hinsichtlich des erreichbaren Volumenstroms
vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens
ein Rotorbauteil das Druckaufnahmeelement oder/und das Wechselwir
kungselement bildet.
Unabhängig von der Ausbildung der Betriebsmediumbereitstellanordnung im
Detail kann diese eine Pumpenanordnung umfassen oder als Pumpenanord
nung identifizierbar sein.
Die Kupplungseinrichtung wird in der Regel unter Vermittlung des von der
Pumpenanordnung bereitgestellten Druckmediums betätigbar sein.
Nach einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung bereit ein Kupplungssys
tem, umfassend wenigstens eine Kupplungseinrichtung insbesondere für
die Anordnung in einem Antriebsstrang (insbesondere eines Kraftfahrzeugs)
zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe, wobei die Kupplungs
einrichtung wenigstens eine unter Vermittlung von Druckmedium betätig
bare Kupplungsanordnung aufweist, wobei das Druckmedium für die
Betätigung bereitstellbar ist auf Grundlage einer ein Betriebsmedium bereit
stellenden Pumpenanordnung und einer an der Pumpenanordnung ange
schlossenen Druckmediumbereitstellanordnung, die das Druckmedium
bereitstellt bei einem Druck, der gegenüber einem von der Pumpenanord
nung abgegebenen Druck des Betriebsmediums vergrößert ist, und gegebe
nenfalls in einem Druckmediumstrom, der im zeitlichen Mittel pro Zeitein
heit bereitgestellten Mediumvolumen kleiner ist als ein gegebenenfalls von
der Pumpenanordnung zur Druckmediumbereitstellanordnung fließender
Betriebsmediumstrom, wobei die Druckmediumbereitstellanordnung auf
weist: wenigstens ein in einem Gehäuse bewegbar angeordnetes und im
Betrieb dem von der Pumpenanordnung bereitgestellten Betriebsmedium
zumindest an wenigstens einer Druckaufnahmefläche ausgesetztes Druck
aufnahmeelement, das unter Vermittlung des Betriebsmediums in Bewe
gung versetzbar ist, und wenigstens ein in dem/einem Gehäuse bewegbar
angeordnetes, mit dem Druckaufnahmeelement bewegungsverkoppeltes
und im Betrieb mit dem Druckmedium zumindest an wenigstens einer
Wechselwirkungsfläche wechselwirkendes Wechselwirkungselement, unter
dessen Vermittlung das Druckmedium bereitstellbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Druckmediumbereitstellanordnung kann Be
triebsmedium mit hohem Wirkungsgrad und mit für die Kupplungsbetäti
gung hinreichenden Druckniveau kostengünstig und betriebsmäßig zuver
lässig bereitgestellt werden. Die Druckmediumbereitstellanordnung kann
hierzu an einem Mediumreservoir angeschlossen sein und von diesem
Medium für die Zufuhr zur Kupplungsanordnung beziehen oder/und Medium
an das Mediumreservoir abführen. Die Druckmediumbereitstellanordnung
kann auch derart ausgebildet sein, dass sie von der Pumpenanordnung
bezogenes Betriebsmedium als Druckmedium bereitstellt.
Die Druckmediumbereitstellanordnung kann zweckmäßig als Druckumset
zeranordnung ausgebildet sein. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist
die Druckmediumbereitstellanordnung derart ausgebildet, dass im zeitlichen
Mittel pro Zeiteinheit die dem Betriebsmedium ausgesetzte effektive Fläche
der Druckaufnahmefläche größer ist als die mit dem Druckmedium wechsel
wirkende effektive Fläche der Wechselwirkungsfläche.
Eine kostengünstige Konstruktion zeichnet sich dadurch aus, dass wenigs
tens eine integral oder einteilig ausgeführte Komponente vorgesehen ist,
welche das/ein Druckaufnahmeelement und dasein Wechselwirkungs
element bildet. Beispielsweise kann die Komponente als in einem Kolbenge
häuse längs einer Achse verschiebbar angeordneter Kolben mit einer dem
Betriebsmedium ausgesetzten ersten Kolbenfläche, die als Druckaufnahme
fläche dient, und einer mit dem Druckmedium wechselwirkenden zweiten
Kolbenfläche, die als Wechselwirkungsfläche dient, ausgeführt sein. Die
Kolbenflächen können an entgegengesetzten axialen Endbereichen des
Kolbens angeordnet sein. Vorzugsweise ist die erste Kolbenfläche größer
als die zweite Kolbenfläche.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass
wenigstens ein Rotorbauteil das Druckaufnahmeelement oder/und das
Wechselwirkungselement bildet.
Unabhängig von der Ausbildung der Druckmediumbereitstellanordnung im
Detail kann diese eine Pumpenanordnung umfassen oder als Pumpenanord
nung identifiziert sein.
Es wird vor allem daran gedacht, dass die Kupplungseinrichtung für einen
Betrieb unter Einwirkung eines Betriebsmediums vorgesehen ist, der für
diesen Betrieb von der Pumpenanordnung bereitgestelltes Betriebsmedium
zuführbar ist.
Sowohl betreffend das Kupplungssystem nach dem ersten Aspekt als auch
betreffend das Kupplungssystem nach dem zweiten Aspekt wird vorge
schlagen, dass ein Hydraulikmedium als Betriebsmedium und als Druckme
dium eingesetzt wird.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Kupplungssystem vor
geschlagen, umfassend wenigstens eine Kupplungseinrichtung insbeson
dere für die Anordnung in einem Antriebsstrang (insbesondere eines Kraft
fahrzeugs) zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe, wobei die
Kupplungseinrichtung wenigstens eine für einen Betrieb unter Einwirkung
eines Betriebsmediums vorgesehene Kupplungsanordnung aufweist, der für
diesen Betrieb Betriebsmedium zuführbar ist auf Grundlage einer Druckme
dium bereitstellenden ersten Pumpenanordnung (diese wird im Folgenden
auch primäre Pumpenanordnung genannt) und einer an der ersten Pumpen
anordnung angeschlossenen, durch das von der ersten Pumpenanordnung
bereitgestellte Druckmedium antreibbaren zweiten Pumpenanordnung (diese
wird im Folgenden auch sekundäre Pumpenanordnung genannt), wobei die
sekundäre Pumpenanordnung wenigstens ein in einem Gehäuse bewegbar
angeordnetes, unter Vermittlung des Druckmediums (dieses wird im Fol
genden auch Primärmedium genannt) antreibbares und mit dem Betriebs
medium (dieses wird im Folgenden auch Sekundärmedium genannt) wech
selwirkendes Pumpenelement aufweist, das im Betrieb das Sekundärme
dium (Betriebsmedium) durch Verdrängung oder/und Erteilung einer Be
schleunigung oder/und Erteilung eines Dralls in Richtung zur Kupplungs
anordnung fördert. Die erfindungsgemäß vorgesehene sekundäre Pumpen
anordnung kann als Betriebsmediumbereitstellanordnung gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung identifizierbar sein.
Ferner stellt die Erfindung nach einem vierten Aspekt bereit ein Kupplungs
system, umfassend wenigstens eine Kupplungseinrichtung insbesondere für
die Anordnung in einem Antriebsstrang (insbesondere eines Kraftfahrzeugs)
zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe, wobei die Kupplungs
einrichtung wenigstens eine unter Vermittlung von Druckmedium betätig
bare Kupplungsanordnung aufweist, wobei das Druckmedium für die Betäti
gung bereitstellbar ist auf Grundlage einer Betriebsmedium bereitstellenden
zweiten Pumpenanordnung (diese wird im Folgenden auch primäre Pumpen
anordnung genannt), und einer an der zweiten Pumpenanordnung ange
schlossenen, durch das von der zweiten Pumpenanordnung bereitgestellte
Betriebsmedium antreibbaren ersten Pumpenanordnung (diese wird im
Folgenden auch sekundäre Pumpenanordnung genannt), wobei die sekun
däre Pumpenanordnung wenigstens ein in einem Gehäuse bewegbar an
geordnetes, unter Vermittlung des Betriebsmediums (dieses wird im Folgen
den auch Primärmedium genannt) antreibbares und mit dem Druckmedium
(dieses wird im Folgenden auch Sekundärmedium genannt) wechselwirken
des Pumpenelement aufweist, das im Betrieb das Sekundärmedium (Druck
medium) durch Verdrängung oder/und Erteilung einer Beschleunigung
oder/und Erteilung eines Dralls auf einen zur Kupplungsbetätigung hinrei
chenden Druck bringt. Die erfindungsgemäß vorgesehene sekundäre Pum
penanordnung kann als Druckmediumbereitstellanordnung gemäß dem
zweiten Aspekt der Erfindung identifizierbar sein.
In der Regel, jedenfalls im Falle eines flüssigen Betriebsmediums, wird die
zweite Pumpenanordnung an einem Betriebsmediumreservoir angeschlos
sen sein und von diesem Betriebsmedium für die Zufuhr zur Kupplungs
anordnung beziehen. Die zweite Pumpenanordnung kann das Betriebs
medium in einem Betriebsmediumstrom bereitstellen, der einen kleineren
Druck als ein von der ersten Pumpenanordnung abgegebener Druck des
Druckmediums aufweist und bezogen auf das im zeitlichen Mittel pro
Zeiteinheit bereitgestellte Mediumvolumen größer ist als ein gegebenenfalls
von der ersten Pumpenanordnung zur zweiten Pumpenanordnung fließender
oder insgesamt im Dauerbetrieb von der ersten Pumpenanordnung bereit
stellbarer Druckmediumstrom.
Betreffend den Antrieb der primären Pumpenanordnung wird vor allem
daran gedacht, dass diese elektrisch oder/und unter Vermittlung der An
triebseinheit oder/und des Getriebes antreibbar ist.
Von der ersten und der zweiten Pumpenanordnung kann mindestens eine
wenigstens eine hydrostatische Pumpe oder als Verdrängermaschine aus
gebildete Pumpe umfassen. Es wird vor allem daran gedacht, dass die erste
Pumpenanordnung wenigstens eine hydrostatische Pumpe oder als Ver
drängermaschine ausgebildete Pumpe aufweist. Derartige Pumpen sind
besonders dafür geeignet, hohe Drücke aufzubauen und können deshalb -
um ein Beispiel zu nennen - vorteilhaft den zur Betätigung der Kupplungs
anordnung gegebenenfalls benötigten Druck bereitstellen. Beispiele für, je
nach den Anforderungen, geeignete Pumpen des genannten Typs sind
Kolbenpumpen, insbesondere Axialkolbenpumpen und Radialkolbenpum
pen, Zahnrad- und Zahnringpumpen, Flügelzellenpumpen, Schraubenpum
pen und Sperrschieberpumpen. Ferner/Alternativ kann von der ersten und
der zweiten Pumpenanordnung mindestens eine wenigstens eine hydrody
namische Pumpe oder als Strömungsmaschine ausgebildete Pumpe um
fassen. Es wird insbesondere daran gedacht, dass die zweite Pumpen
anordnung wenigstens eine durch das von der ersten Pumpenanordnung
bereitgestellte Druckmedium antreibbare hydrodynamische Pumpe oder als
Strömungsmaschine ausgebildete Pumpe aufweist. Derartige Pumpen sind
insbesondere dafür geeignet, große Volumenströme bereitzustellen, so dass
sich - sofern erforderlich - ohne Weiteres ein großer Volumenstrom an
Betriebsmedium für die Zufuhr zur wenigstens einen Kupplungsanordnung
bereitstellen lässt. Beispiele für Pumpen dieses Typs sind sogenannte Drall
förderpumpen und Zentrifugal- oder Kreiselpumpen.
Für die oben genannte Anwendungssituation mit wenigstens einer hydrau
lisch betätigten nasslaufenden Lamellen-Kupplungsanordnung erscheint es
auf Grund des für die Kupplungsbetätigung benötigten vergleichsweise
hohen Drucks bei einem vergleichsweise geringen Volumenstroms einer
seits und des für den Nasslaufbetrieb benötigten vergleichsweise hohen
Volumenstroms bei einem vergleichsweise kleinen Druck andererseits
vorteilhaft, wenn die erste Pumpenanordnung wenigstens eine hydrosta
tische Pumpe oder als Verdrängermaschine ausgebildete Pumpe umfasst
und wenn die zweite Pumpenanordnung wenigstens eine hydrodynamische
Pumpe oder als Strömungsmaschine ausgebildete Pumpe umfasst. Diese als
besonders vorteilhaft angesehene Ausgestaltung des Kupplungssystems ist
aber keineswegs zwingend.
Die Pumpe (der ersten bzw. zweiten Pumpenanordnung) kann wenigstens
ein translatorisch oder rotatorisch antreibbares Pumpenelement aufweisen,
das im Falle einer zur primären Pumpenanordnung zugehörigen Pumpe
motorisch, insbesondere elektromotorisch, bzw. im Falle einer zur sekundä
ren Pumpenanordnung zugehörigen Pumpe unter Vermittlung des Primär
mediums antreibbar ist. Beispielsweise kann die sekundäre Pumpenanord
nung wenigstens eine durch das von der primären Pumpenanordnung
bereitgestellte Primärmedium antreibbare Kolbenpumpe aufweisen. Die
Kolbenpumpe kann wenigstens einen in einem Pumpengehäuse längs einer
Achse verschiebbar angeordneten Kolben mit einer dem Primärmedium
ausgesetzten ersten Kolbenfläche und einer mit dem Sekundärmedium
wechselwirkenden zweiten Kolbenfläche aufweisen. Die Kolbenflächen
können an zueinander entgegengesetzten axialen Endbereichen des Kolbens
angeordnet sein. Zur Ausnutzung bzw. Erzielung des gegebenenfalls hohen
Druckniveaus des Druckmediums einerseits oder/und zur Erzielung bzw.
Ausnutzung eines hohen Betriebsmediumfördervolumens andererseits kann
es vorteilhaft sein, wenn die dem Druckmedium zugeordnete Kolbenfläche
kleiner als die dem Betriebsmedium zugeordnete Kolbenfläche ist.
Ist nur ein Kolben vorgesehen, so wird die Pumpe auf Grund eines oszillie
renden Kolbenbetriebs das Sekundärmedium in Impulsen abgeben, so dass
die Pumpe auch als Impulsförderpumpe bezeichnet werden kann. Um einen
zumindest näherungsweise kontinuierlichen Sekundärmediumstrom bereit
zustellen oder/und auf die Oszillationsbewegung des Kolbens zurückge
hende mechanische Schwingungen zu vermeiden, kann die sekundäre
Pumpenanordnung mehrere Kolbenpumpen aufweisen, die mit gegenein
ander versetzter Kolbenhubphase synchron betreibbar sind. Beispielsweise
können eine erste Kolbenpumpe und eine zweite Kolbenpumpe mit gegen
einander um etwa 180° versetzter Kolbenhubphase synchron betreibbar
sein. Ein derartiger gegenläufiger Betrieb der beiden Kolbenpumpen führt zu
einer hinreichenden Kompensation bzw. Vermeidung der mechanischen
Schwingungen.
Der Aufwand für die Ansteuerung der sekundären Pumpenanordnung ist
dann besonders gering, wenn mittels einer zwischen die primäre Pumpen
anordnung und die Kolbenpumpe der sekundären Pumpenanordnung ge
schalteten Ventilanordnung abwechselnd ein Ansaughub und ein Ausstoß
hub der Kolbenpumpe auslösbar ist. Es können ein Hub oder beide Hübe
vom Ansaughub und Ausstoßhub durch Anlegen von Primärmitteldruck an
einem dem betreffenden Hub zugeordneten Ansteuereingang der Kolben
pumpe auslösbar sein. Die Kolbenpumpe kann eine bei einem Hub vom
Ansaughub und vom Ausstoßhub unter zunehmende Spannung gesetzte
Rückstellfederanordnung aufweisen.
Es wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Druckabbauventil vorgesehen
ist, mittels dem ein an einem Ansteuereingang der Kolbenpumpe angelegter
Primärmediumdruck durch Abfließenlassen von Primärmedium abbaubar ist,
um den Ansaughub oder den Ausstoßhub der Kolbenpumpe auszulösen
oder zuzulassen.
Der jeweils andere Hub vom Ansaughub und vom Ausstoßhub kann dann
vermittels der auf den Kolben wirkenden Rückstellfederanordnung erfolgen.
Ist die zwischen die primäre Pumpenanordnung und die Kolbenpumpe
geschaltete Ventilanordnung vorgesehen, so kann diese das Druckabbau
ventil bilden oder dieses aufweisen. Bei dem Druckabbauventil kann es sich
aber auch um ein gegenüber der genannten Ventilanordnung gesondertes
Ventil handeln.
Besonders bevorzugt ist, dass das Druckabbauventil in die sekundäre
Pumpenanordnung integriert ist. Auf diese Weise lassen sich die Strö
mungswiderstände von längeren Leitungen vermeiden, so dass der Primär
mediumdruck besonders schnell abbaubar ist, wodurch eine besonders
hohe Förderleistung für die Kolbenpumpe erreicht werden kann. Das Druck
abbauventil kann unter Vermittlung einer Hubbewegung eines/des Kolbens
der Kolbenpumpe mechanisch betätigbar oder/und unter Vermittlung von
auf das Druckabbauventil wirkendem Primärmedium betätigbar sein. Hierzu
wird weiterbildend vorgeschlagen, dass eine Mehrzahl von Ventilelementen
des Druckabbauventils zwischen einer als Öffnungsstellung zu identifizie
renden ersten Relativposition und einer als Schließstellung zu identifizieren
den zweiten Relativstellung in Reaktion auf die Hubbewegung des Kolbens
oder/und in Reaktion auf auf wenigstens eines der Ventilelemente wirken
denes Primärmedium verstellbar ist. Beispielsweise können ein erstes
Ventilelement und ein zweites Ventilelement vorgesehen sein, die durch
eine Vorspannfederanordnung in Richtung auf die Öffnungsstellung vor
gespannt sind. Vorteilhaft kann der Kolben ein Ventilelement bilden.
Als besonders bevorzugt wird vorgeschlagen, dass das Druckabbauventil
durch Anschlag eines mit dem Kolben eine Hubbewegung mitmachenden
Ventilelements an einem Anschlag oder/und Betätigung des Druckabbau
ventils durch Anschlag des Kolbens an einem Betätigungsanschlag in
eine/die Öffnungsstellung und durch auf wenigstens ein Ventilelement
wirkendes Primärmedium in eine/die Schließstellung bringbar ist. Hierdurch
kann gewissermaßen eine Zwangssteuerung des Druckabbauventils erreicht
werden, so dass dieses nicht gesondert angesteuert werden muss.
Generell ist es für einen hohen Wirkungsgrad der sekundären Pumpen
anordnung vorteilhaft, wenn diese mit wenigstens einem einen Rückfluss
von Sekundärmedium aus der sekundären Pumpenanordnung (gegebenen
falls aus der Kolbenpumpe) zum Sekundärmediumreservoir oder/und mit
wenigstens einem einen Rückfluss von Sekundärmedium von Seiten der
Kupplungsanordnung in die sekundäre Pumpenanordnung (gegebenenfalls
in die Kolbenpumpe) verhindernden Ventil, insbesondere einem Rückschlag
ventil, ausgeführt ist.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsvariante weist die sekundäre Pumpen
anordnung wenigstens eine durch das von der primären Pumpenanordnung
bereitgestellte Primärmedium antreibbare Drallförderpumpe oder Zentrifugal
pumpe (Kreiselpumpe) oder wenigstens eine durch das von der primären
Pumpenanordnung bereitgestellte Primärmedium antreibbare rotatorische
Verdrängerpumpe, ggf. Zahnradpumpe oder Zahnringpumpe, auf. Wie oben
schon erwähnt, können Drallförderpumpen oder Zentrifugalpumpen vor
teilhaft große Volumenströme bereitstellen, während Verdrängerpumpen
besonders gut zur Bereitstellung höherer Drücke geeignet sind. Die Drall
förderpumpe oder Zentrifugalpumpe bzw. die Verdrängerpumpe kann
wenigstens einen Rotor aufweisen, der mit dem Sekundärmedium wechsel
wirkt. Der Rotor kann als wenigstens eine Schaufel oder wenigstens eine
andere Strömungs- oder Fördergeometrie aufweisendes Laufrad ausgeführt
sein.
Zum Antrieb des Rotors wird vorgeschlagen, dass dieser mittels eines
Primärmedium von der primären Pumpenanordnung empfangenden Hydro
motors antreibbar ist. Der Hydromotor kann als Strömungsmaschine (gege
benenfalls Turbine) oder Verdrängermaschine ausgebildet sein. Es wird
beispielsweise an einen Zahnrad- oder Zahnringmotor, Kolbenmotor (ins
besondere Radialkolbenmotor oder Axialkolbenmotor) und einen Flügelzel
lenmotor gedacht. Allgemein gesprochen kann der Hydromotor als hydro
statischer oder hydrodynamischer Motor ausgeführt sein.
Der Hydromotor kann beispielsweise als Umlaufverdrängermotor, ggf. als
Zahnradmotor oder Zahnringmotor, ausgeführt sein.
Betreffend den hier verwendeten Begriffsteil "hydro" (vgl. den vorstehend
erwähnten Hydromotor und die oben erwähnte hydrostatische Pumpe und
hydrodynamische Pumpe) sei angemerkt, dass dieser Begriff nicht aus
schließt, dass das Druckmedium oder/und das Betriebsmedium gasförmig
ist. Der Begriff "Druckmedium" bezeichnet also allgemein ein Druckfluid
und der Begriff "Betriebsmedium" bezeichnet also allgemein ein Betriebs
fluid. Der Begriffsbestandteil "hydro" soll sich also auch auf Fluide bezie
hen; man könnte deshalb statt von einem "Hydromotor" und von einer
"hydrodynamischen Pumpe" von einem "Fluidmotor" und einer "fluiddyna
mischen Pumpe" sprechen. In der Regel werden das Druckmedium und das
Betriebsmedium aber flüssig sein und können dann als "Druckflüssigkeit"
bzw. "Betriebsflüssigkeit" bezeichnet werden.
Der mit dem Sekundärmedium wechselwirkende Rotor oder/und der Rotor
des Hydromotors kann eine Scheibe oder/und eine Welle mit einer Strö
mungsgeometrieanordnung, gegebenenfalls einer Schaufelanordnung,
umfassen. Hinsichtlich der Ausbildung der Drallförderpumpe oder Zentrifu
galpumpe kommen diverse Konstruktionen in Betracht. Beispielsweise kann
die Drallförderpumpe oder Zentrifugalpumpe derart ausgestaltet sein, dass
das geförderte Sekundärmedium den Rotor in im Wesentlichen axialer oder
radialer/tangentialer Richtung anströmt und vom Rotor in im Wesentlichen
axialer oder radialer/tangentialer Richtung abströmt. Entsprechendes gilt für
den Hydromotor. Dieser kann derart ausgebildet sein, dass das Primärme
dium den Rotor in im Wesentlichen axialer oder radialer/tangentialer Rich
tung anströmt und vom Rotor in im Wesentlichen axialer oder
radialer/tangentialer Richtung abströmt.
Sowohl für die eigentliche Pumpe als auch für den Hydromotor ist es
vorteilhaft, wenn zum im Wesentlichen radialen/tangentialen Anströmen
des betreffenden Rotors oder/und zum im Wesentlichen radialen/tangentia
len Abströmen vom betreffenden Rotor eine Mehrzahl von in Bezug auf den
Rotor im Wesentlichen rotationssymmetrisch angeordneten Anströmkanä
len bzw. Abströmkanälen in einem den Rotor beherbergenden Gehäuse
vorgesehen sind. Dem Rotor zugeordnete Lager brauchen dann nur ver
gleichsweise geringe Radialkräfte aufzunehmen und es wird für einen
vergleichsweise reibungsarmen Lauf des Rotors gesorgt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens
ein mit dem Primärmedium wechselwirkender Rotor und wenigstens ein mit
dem Sekundärmedium wechselwirkender Rotor zueinander im Wesentlichen
koaxiale Drehachsen aufweisen. Hierzu wird weiterbildend vorgeschlagen,
dass wenigstens ein Betriebsmediumstrom zumindest bereichsweise als
wenigstens einen Druckmediumstrom oder/und den mit dem Druckmedium
strom wechselwirkenden Rotor umgebender Ringstrom in im Wesentlichen
axialer Richtung geführt ist. Der Druckmediumstrom und der Betriebsmedi
umstrom können in einen gemeinsamen Mediumstrom übergehen, der
beispielsweise der Kupplungseinrichtung als Betriebsmediumstrom zuge
führt wird. Die Zusammenführung eines Druckmedienstroms und des
Betriebsmediumstroms und die Zuführung des zusammengeführten Medi
umstroms zur Kupplungseinrichtung, insbesondere zur Kupplungsanord
nung, kann auch bei den anderen, vorangehend beschriebenen Ausgestal
tungen vorgesehen sein, und zwar für alle angesprochenen Aspekte der
Erfindung. Hierdurch kann beispielsweise erreicht werden, dass im Falle
eines bei tieferen Temperaturen zähfließenden Betriebsmediums (Betriebs
flüssigkeit, insbesondere Kühlöl) eine gewisse Mindestzufuhr an Betriebs
medium zur Kupplungseinrichtung gewährleistet wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die
sekundäre Pumpenanordnung wenigstens zwei mit dem Sekundärmedium
wechselwirkende, nicht zueinander koaxial angeordnete Rotoren oder/und
dass der Hydromotor wenigstens zwei mit dem Primärmedium wechselwir
kende, nicht zueinander koaxial angeordnete Rotoren aufweist. Diese
Bauart ist besonders zweckmäßig für eine nach dem Verdrängerprinzip
arbeitende sekundäre Pumpenanordnung bzw. einen nach dem Verdränger
prinzip arbeitenden Hydromotor.
Betreffend den Hydromotor wird weiterbildend vorgeschlagen, dass eine
Antriebsformation, ggf. Verzahnung, eines ersten Rotors des Hydromotors
mit einer Antriebsformation, ggf. Verzahnung, eines zweiten Rotors des
Hydromotors kämmt. Betreffend die sekundäre Pumpenanordnung wird
weiterbildend vorgeschlagen, dass eine Förderformation, ggf. Verzahnung,
eines ersten Rotors der sekundären Pumpenanordnung mit einer Förderfor
mation, ggf. Verzahnung, eines zweiten Rotors der sekundären Pumpen
anordnung kämmt.
Häufig wird es zweckmäßig sein, wenn wenigstens ein mit dem Primärme
dium wechselwirkende Rotor des Hydromotors und wenigstens ein mit dem
Sekundärmedium wechselwirkender Rotor der sekundären Pumpenanord
nung über wenigstens eine gemeinsame Welle miteinander verkoppelt sind,
die wenigstens einem Rotor des Hydromotors und wenigstens einem Rotor
der sekundären Pumpenanordnung gemeinsam ist. Dies ist aber keinesfalls
zwingend. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Rotor des Hydromotors
und ein Rotor der sekundären Pumpenanordnung auf einer gemeinsamen
Welle angeordnet sind, während ein weiterer Rotor des Hydromotors und
ein weiterer Rotor der sekundären Pumpenanordnung jeweils auf einer
eigenen Welle angeordnet sind, die nicht zwingend miteinander drehgekop
pelt sein müssen, solange eine Verkopplung über die erstgenannten Roto
ren gegeben ist.
Die Kupplungseinrichtung (bzw. die Kupplungsanordnung) kann im Bezug
auf das Betriebsmedium selbstsaugend sein. Es ist dann vorteilhaft, wenn
die zweite Pumpenanordnung in einem Nichtbetrieb-Zustand von der Kupp
lungseinrichtung (bzw. von der Kupplungsanordnung) angesaugtes Be
triebsmedium zu dieser durchlässt. Dies ermöglicht beispielsweise einen
Notbetrieb, wenn die zweite Pumpenanordnung defekt ist. Auch könnte
man unter Umständen daran denken, zur Einsparung von Energie die zweite
Pumpenanordnung für bestimmte Betriebszustände des Kupplungssystems
bzw. des Antriebsstrangs außer Betrieb zu setzen, also in den
Nichtbetrieb-Zustand zu versetzen.
Es wurde schon mehrfach angesprochen, dass die Kupplungsanordnung
unter Vermittlung von Druckmedium betätigbar sein kann. Es wurde schon
deutlich, dass insbesondere daran gedacht wird, dass die Kupplungsanord
nung vermittels von der Pumpenanordnung gemäß dem ersten Aspekt bzw.
von der ersten Pumpenanordnung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung
bereitgestelltem Druckmedium betätigbar ist. Hierzu wird man die Pumpen
anordnung bzw. die erste Pumpenanordnung dafür auslegen, Druckmittel
bei einem zur Betätigung der Kupplungsanordnung hinreichenden Druck
bereitzustellen.
Zur Klarstellung sei noch darauf hingewiesen, dass es sich auch bei der
Kupplungseinrichtung nach dem zweiten und vierten Aspekt der Erfindung
um eine Kupplungseinrichtung handeln kann, die für einen Betrieb unter
Einwirkung des von der Pumpenanordnung bzw. von der zweiten Pumpen
anordnung bereitgestellten Betriebsmedium vorgesehen ist.
Es wurde schon deutlich, dass vor allem daran gedacht wird, dass die
Kupplungsanordnung eine nasslaufende Kupplungsanordnung ist, dass der
Betrieb unter Einwirkung des Betriebsmediums ein nasslaufender Betrieb ist
und dass das Betriebsmedium eine Betriebsflüssigkeit, gegebenenfalls eine
Kühlflüssigkeit, ist. Als in Frage kommende nasslaufende Kupplungsanord
nung wird vor allem an eine Lamellen-Kupplungsanordnung gedacht.
Das Druckmedium kann ein hydraulisches Druckmedium, insbesondere ein
Hydrauliköl sein, das gegebenenfalls auch als Kühlflüssigkeit dient.
Die Kupplungseinrichtung kann eine Mehrfach-Kupplungseinrichtung mit
mehreren Kupplungsanordnungen sein, beispielsweise eine Doppel-Kupp
lungseinrichtung mit zwei jeweils einer Getriebe-Eingangswelle zugeord
neten Kupplungsanordnungen. Es wird hierzu insbesondere auf die in den
oben aufgeführten Patentanmeldungen der Anmelderin offenbarten Kon
struktionen verwiesen.
Es kann zweckmäßig sein, das Kupplungssystem derart auszubilden, dass
der Kupplungsanordnung Betriebsmedium unter Vermittlung eines an der
Betriebsmediumbereitstellanordnung bzw. der Pumpenanordnung bzw. der
zweiten Pumpenanordnung angeschlossenen oder anschließbaren Betriebs
mediumspeichers zuführbar ist. Ferner kann eine Ausgestaltung derart
vorteilhaft sein, dass die Kupplungsanordnung unter Vermittlung eines an
der Pumpenanordnung bzw. der Druckmediumbereitstellanordnung bzw.
der ersten Pumpenanordnung angeschlossenen oder anschließbaren Druck
mediumspeichers betätigbar ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand mehreren in den Figuren gezeigten
Ausführungsbeispielen erläutert, die nicht als den Bereich der Erfindung
beschränkend anzusehen sind. Es wird darauf hingewiesen, dass die Bei
spiele gemäß Fig. 11 und 12 in erster Linie den oben angesprochenen
Ansatz mit zwei gesonderten Pumpen erläutern, von dem sich die vor
stehend behandelten Erfindungsaspekte absetzen. Diese Beispiele können
aber gleichwohl zur Erläuterung der Erfindungsaspekte beitragen und Aus
gestaltungsmöglichkeiten eines erfindungsgemäßen Kupplungssystems
aufzeigen.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Kupplungs
systems, das eine nasslaufende Doppelkupplung aufweist.
Fig. 2 zeigt in einer geschnittenen Ansicht ein Kolbengerät, das als
Druckumsetzer bzw. Pumpe einsetzbar ist und als Kompo
nente P der Anordnung gemäß Fig. 1 Verwendung finden
kann.
Fig. 3 zeigt in einer teilgeschnittenen Ansicht ein Rotorgerät, das als
Druckumsetzer bzw. Pumpe eingesetzt werden kann und als
Komponente P der Anordnung gemäß Fig. 1 Verwendung
finden kann.
Fig. 4 zeigt in einer teilgeschnittenen Axialansicht gemäß Sichtrich
tung IV in Fig. 3 einen durch Druckfluid angetriebenen Rotor
des Rotorgeräts samt einem Druckfluid-Zuführkanal und einem
Druckfluid-Abführkanal.
Fig. 5 zeigt in einer Fig. 4 entsprechenden Darstellung eine Variante
des durch Druckfluid angetriebenen Rotors mit zwei symme
trisch im Bezug auf eine Drehachse des Rotors angeordneten
Druckfluid-Zuführkanälen und zwei Druckfluid-Abführkanälen.
Fig. 6 zeigt in einer Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie VI-VI in
Fig. 3 einen Betriebsfluid fördernden Rotor des Rotorgeräts,
der unter Vermittlung des Rotors der Fig. 4 oder 5 und einer
Drehverkopplung der beiden Rotoren durch das Druckfluid
angetrieben wird.
Fig. 7 zeigt in einer teilgeschnittenen Darstellung eine Ansicht auf
den Rotor der Fig. 6 gemäß Sichtrichtung VII in Fig. 3.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotorgeräts, das
als Pumpe bzw. Druckumsetzer dienen kann und als Kom
ponente P in der Anordnung gemäß Fig. 1 einsetzbar ist.
Fig. 9 zeigt in einer schematischen Darstellung ein weiteres Aus
führungsbeispiel eines Kupplungssystems, das eine nasslau
fende Doppelkupplung aufweist.
Fig. 10 zeigt in einer geschnittenen Ansicht ein Kolbengerät, das als
Druckumsetzer bzw. Pumpe einsetzbar ist und als Kompo
nente P der Anordnung gemäß Fig. 9 Verwendung finden
kann.
Fig. 11 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungs
beispiel eines Kupplungssystems mit zwei einer nasslaufenden
Doppelkupplung zugeordneten, elektromotorisch angetriebe
nen Pumpen.
Fig. 12 zeigt ein Beispiel, wie ein Kupplungssystem der Fig. 11 ent
sprechenden Art konkreter ausgeführt sein könnte.
Fig. 13 zeigt in einer teilgeschnittenen Darstellung eine in einem An
triebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Getriebe
und einer Antriebseinheit angeordnete Doppelkupplung mit
zwei Lamellen-Kupplungsanordnungen, die Bestandteil eines
erfindungsgemäßen Kupplungssystems sein könnte.
Fig. 14 zeigt in einer teilgeschnittenen Ansicht ein weiteres Beispiel
eines Rotorgeräts, das als Druckumsetzer bzw. Pumpe einge
setzt werden kann und als Komponente P der Anordnung
gemäß Fig. 1 oder als Komponente P der Anordnung gemäß
Fig. 9 Verwendung finden kann.
Fig. 15 zeigt das Rotorgerät der Fig. 14 in einer teilgeschnittenen
Ansicht nach Schnittlinie XV-XV.
Fig. 16 zeigt das Rotorgerät der Fig. 14 in einer Schnittdarstellung
nach Schnittlinie XVI-XVI.
Fig. 17 zeigt eine geteilte Dichtscheibe des Rotorgeräts in einer axia
len Draufsicht.
Fig. 18 zeigt in einer schematischen teilgeschnittenen Ansicht eine
Ausführungsvariante des Rotorgeräts der Fig. 14.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Kupplungssystem 200, das eine nasslaufende
Doppelkupplung 202 mit einer ersten, radial inneren Kupplungseinrichtung
204 und einer zweiten, radial äußeren Kupplungseinrichtung 206 aufweist.
Bei den Kupplungseinrichtungen 204 und 206 handelt es sich um nass
laufende Kupplungseinrichtungen, beispielsweise um nasslaufende Lamel
len-Kupplungseinrichtungen, die auf an sich bekannte Weise jeweils wenig
stens ein Lamellenpaket aufweisen, die beim vorliegenden Ausführungs
beispiel radial übereinander angeordnet sind und jeweils durch einen zu
geordneten Betätigungskolben eines in die Doppelkupplung integrierten
hydraulischen Nehmerzylinders betätigt werden. Beispiele für derartige
Doppelkupplungen sind in der EP 0 758 434 B1 und in den oben identifi
zierten deutschen Patentanmeldungen der Anmelderin offenbart.
Ein grundsätzliches Problem bei derartigen Kupplungen ist, dass zum Betäti
gen der Kupplungseinrichtungen, speziell der Lamellenpakete, in der Regel
ein hoher Druck bei geringem Volumenstrom benötigt wird, während zum
Nasslaufbetrieb der Kupplungseinrichtungen, insbesondere zur Kühlung der
Lamellenpakete, ein geringer Druck mit hohem Volumenstrom erforderlich
ist. Um die beiden vorgenannten, gegensätzlichen Anforderungen erfüllen
zu können, kann man zwei unterschiedliche, voneinander unabhängige
Pumpen vorsehen, was allerdings sowohl wegen des hohen Raumbedarfs
konstruktiv problematisch als auch wegen vergleichsweise hoher Kosten
wirtschaftlich problematisch sein kann, je nach Art und Antrieb der Pum
pen.
Demgegenüber ist bei der Anordnung gemäß Fig. 1 eine Pumpe 208 vor
gesehen, die durch einen Elektromotor 210 angetrieben wird und aus einem
Hydraulikreservoir 212 Hydraulikmedium (insbesondere Hydrauliköl) ab
saugt, das zu Ventilen 214, 216 und 218 weitergeleitet wird. Die Pumpe
208 erzeugt einen hinreichend hohen Druck, der zum Betätigen der Kupp
lungseinrichtungen 204, 206 zuverlässig ausreicht, so dass, sobald eines
der Ventile 214 und 216 auf Durchlass geschaltet wird, die zugeordnete
Kupplungseinrichtung betätigt wird, im Falle eines NORMALERWEISE-OFFEN-Kupplung
gemäß dem Ventilzustand des betreffenden Ventils einge
kuppelt bzw. im Falle einer NORMALERWEISE-GESCHLOSSEN-Kupplung
gemäß dem Ventilzustand des betreffenden Ventils ausgekuppelt wird.
Dem Ventil 218 obliegt die Aufgabe, zusammen mit der mit 220 bezeichne
ten Komponente P den eingangsseitig am Ventil 218 anliegenden Druck bei
kleinem Volumenstrom in einen niedrigen Druck mit größerem Volumen
strom umzuformen. Die von dem Ventil 218 und der Komponente P (220)
gebildete Baugruppe hat demgemäß druckumsetzende Eigenschaften. Um
einen größeren Volumenstrom am Betriebsmedium, hier Kühlöl bereitstellen
zu können, ist die Komponente P an einem Ölreservoir 222 angeschlossen.
Es sei angemerkt, dass es nicht zwingend ist, dass es sich bei dem Reser
voir 222 um ein gegenüber dem Reservoir 212 gesondertes Reservoir
handelt. Die Komponente P stellt wenigstens einen Betriebsmediumstrom,
hier Kühlölstrom, bereit, der zu den Kupplungseinrichtungen 204, 206,
insbesondere zu deren Lamellenpaketen im Falle des hier zu Grunde geleg
ten Beispiels, geleitet wird.
Man mag deshalb die Komponente P oder die von der Komponente P und
dem Ventil 218 gebildete Baugruppe als Pumpenanordnung ansehen. Im
Folgenden werden Ausführungsbeispiele von als Komponente P einsetz
baren Geräten erläutert. Soweit diese Geräte im Folgenden als "Pumpe"
oder "Pumpenanordnung" bezeichnet werden, soll hierdurch der Erfin
dungsgegenstand in keiner Weise festgelegt oder eingeschränkt werden. Es
steht aber außer Frage, dass die Komponente P auf Grundlage von wenig
stens einer Pumpe bzw. einer Pumpenanordnung realisiert werden kann,
entsprechend einem Aspekt der Erfindung. Ein weiterer Aspekt der Erfin
dung bezieht sich auf die gemäß der Anordnung der Fig. 1 erzielte Druck
umsetzung des vergleichsweise hohen, von der Pumpe 208 bereitgestellten
Kupplungsbetätigungsdrucks in einen niedrigeren Druck bei größerem
Volumenstrom für die Kupplungskühlung.
Fig. 2 zeigt ein als Komponente P einsetzbares Kolbengerät 230, das einen
in einem Gehäuse 232 gelagerten, längs einer Achse A verschiebbaren
Kolben 234 aufweist. Das Kolbengerät 230 weist einen Anschluss 236 auf,
an dem das als Komponente P dienende Kolbengerät am Ventil 218 ange
schlossen ist. Über einen weiteren Anschluss 238 ist das Kolbengerät am
Reservoir 222 angeschlossen. Über einen dritten Anschluss 240 wird die
Doppelkupplung 202 mit dem Kühlöl versorgt.
Fig. 2 zeigt den Kolben 234 und ein mit diesem zusammenwirkendes
Ventilelement 242 in zwei verschiedenen Positionen, von denen die eine in
der oberhalb der Achse A liegenden Halbebene und die andere in der unter
halb der Achse A liegenden Halbebene dargestellt ist. Die in der oberen
Halbebene dargestellte Stellung des Kolbens und des Ventilelements neh
men der Kolben 234 und das Ventilelement 242 am Ende eines unter der
Wirkung einer Rückstellfeder 244 durchgeführten, als "Ansaughub" identifi
zierbaren Hubs des Kolbens 234 und des mit diesem mitbewegten Ventil
elements 242 ein. Ein von dem Kolben 234 und dem Ventilelement 242
gebildetes Druckabbauventil 246 ist geschlossen und ein Innenraum 250
des Kolbengeräts ist mit über den Anschluss 138 und ein Rückschlagventil
252 angesaugtes Kühlöl gefüllt. Der Kolben 234 und das Ventilelement
242 sind durch eine Ventilfeder 254 in Öffnungsrichtung des Druckabbau
ventils 246 gegeneinander vorgespannt. Der Kolben 234 und das Ventil
element 242 nehmen aber die Schließstellung ein, da das Ventilelement
242 mit einem Ventilschaft an einem Gehäuseabschnitt angestoßen ist und
die Federkraft des Rückstellventils 244 ausreicht, den Kolben 234 gegen
die Wirkung der Feder 254 in eine Anschlagposition zu verstellen, in der
der Kolben 234 mit einem sich in radialer Richtung erstreckenden Kolben
abschnitt am Gehäuse anschlägt und in Zusammenwirkung mit dem Ventil
element 242 das Druckabbauventil 246 schließt. Die vorzugsweise direkt
am genannten Kolbenabschnitt angreifende Feder 244 ist an einer durch
einen Sprengring 256 am Gehäuse 232 gehaltenen, den Innenraum 250
verschließenden Verschlussplatte 258 abgestützt.
Die in der oberen Halbebene gezeigte Kolben- und Ventilstellung wird dann
eingenommen, wenn in einem weiteren Innenraum 260 des Kolbengeräts
ein vergleichsweise geringer Druck herrscht, so dass die Rückstellfeder 244
den Kolben 234 und das Ventilelement 242 in die dargestellten Anschlag
positionen bringen kann. Das Ventil 218 ist dann geschlossen. Wird durch
Schalten des, im einfachsten Fall als Sitzventil ausgeführten Ventils 218
über den Anschluss 236 von der Pumpe 208 bereitgestelltes Drucköl mit
vergleichsweise hohem Druck in den Innenraum 260 geleitet, so wirkt
dieses auf eine erste Kolbenfläche 262 des Kolbens und eine zugeordnete
Druckaufnahmefläche 264 des Ventilelement 242. Da vom Drucköl im
Innenraum 260 auf die Druckaufnahmefläche 264 ausgeübte Kräfte über
die Ventilfeder 254 und eine formschlüssige, das Druckablassventil 246
schließende Anlage des Kolbens 234 und des Ventilelements 242 anein
ander auf den Kolben 234 abgeleitet werden, kann man die eigentliche
Kolbenfläche bzw. Druckaufnahmefläche 262 des Kolbens einerseits und
die Druckaufnahmefläche 264 des Ventilelements 242 andererseits gemein
sam in Form einer einzigen effektiven, dem Drucköl zugeordneten Kolben
fläche berücksichtigen.
Das Drucköl im Innenraum 260 verschiebt den Kolben 234 und das Ventil
element 242 gemeinsam gegen die Wirkung der Rückstellfeder 244 in
Richtung zur Verschlussplatte 258. Hierbei wird Kühlöl aus dem Innenraum
250 über ein Rückschlagventil 266 und den Anschluss 240 in Richtung zur
Doppelkupplung 202 verdrängt. Der Kolben 234 vollführt also einen "Aus
stoßhub". Dieser Ausstoßhub ist beendet, wenn der Kolben 234 an einem
in der Art eines Sprengrings im Inneren des Innenraums 250 am Gehäuse
232 gehaltenen Anschlagring 268 anschlägt. Kurz vor dem Anschlag des
Kolbens 234 am Anschlagring 268 ist der Ventilschaft des Ventilelements
242 an einem an der Verschlussplatte 258 angeordneten Anschlagzapfen
270 angeschlagen, so dass das Ventilelement 242 den restlichen Aus
stoßhub mit dem Kolben 234 nicht mitmachen kann. Der Druck des Druck
öls im Innenraum 260 ist ausreichend, dass das auf die erste Kolbenfläche
262 wirkende Drucköl den Kolben 234 unter Zurücklassen des Ventilele
ments 242 in seiner Anschlagposition bis zum Anschlag des Kolbens 234
am Anschlagring 268 bewegt wird. Das zuvor durch das Drucköl in dem
Innenraum 260 entgegen der Wirkung der Ventilfeder 254 in seiner
Schließstellung gehaltene Druckabbauventil 246 öffnet sich hierdurch, so
dass Drucköl aus dem Innenraum 260 durch einen zwischen dem Kolben
234 und dem Steg des Ventilelements 242 abgebildeten Durchlasskanal in
den Innenraum 250 abfließen kann. Diese Situation ist in der unteren
Halbebene von Fig. 2 gezeigt; es ist ein Durchlass zwischen einem die
Druckaufnahmefläche 264 aufweisenden Ringflansch und einem zugeord
neten Endabschnitt des Kolbens 234 zu erkennen. Die in der unteren
Halbebene gezeigte Kolben- und Ventilstellung oder eine etwas andere,
einem sich einstellenden Druck- und Kräftegleichgewicht entsprechende
Stellung wird so lange eingenommen, wie über das Ventil 218 und den
Anschluss 236 Drucköl in den Innenraum 260 nachgeliefert wird. Wird nun
das Ventil 218 geschlossen, so setzt unter der Wirkung der Rückstellfeder
244 die dem "Ansaughub" entsprechende Rückstellbewegung des Kolbens
234 und des Ventilelements 242 in die in der oberen Halbebene gezeigte
Stellung ein. Das Druckabbauventil 246 bleibt dabei unter der Wirkung der
Ventilfeder 254 so lange offen, bis der Ventilschaft des Ventilelements 242
am Gehäuse anschlägt. Bei diesem "Ansaughub" wird wiederum Kühlöl aus
dem Reservoir 222 angesaugt.
Das Kolbengerät gemäß Fig. 2 hat druckumsetzende Eigenschaften. Der
Kolben weist auf Seiten des Innenraums 250 eine zweite Kolbenfläche 280
auf, dis deutlich größer als die erste Kolbenfläche 262 bzw. die von der
ersten Kolbenfläche 262 und der Druckaufnahmefläche 264 gebildete
effektive Kolbenfläche ist. Aufgrund der anderen effektiven Kolbenfläche
auf Seiten des von der Pumpe 208 bezogenen Drucköls und der größeren
Kolbenfläche auf Seiten des vom Reservoir 222 bezogenen Kühlöls kann
ein großer Druck im Innenraum 260 einen kleinen Druck im Innenraum 250
ausbalancieren, wobei zusätzlich auch noch die von der Rückstellfeder 254
auf den Kolben 234 ausgeübten Kräfte zu berücksichtigen sind. Im prakti
schen Betrieb des Kolbengeräts braucht ein derartiger Gleichgewichtszu
stand nicht auftreten, der Druck im Innenraum 250 kann je nach Fluss
widerstand durch das Rückschlagventil 266, den Anschluss 240, eine
Ölverbindung zur Doppelkupplung 206 und einem effektiven Strömungs
widerstand der Doppelkupplung 202 und einer Rückführleitung in das
Reservoir 222 während des gesamten Ausstoßhubs bei geschlossenem
Druckabbauventil wesentlich kleiner sein als ein einer Druckumsetzung
gemäß den Kolbenflächen entsprechender Gleichgewichtsdruck.
Das Kolbengerät ermöglicht, dass unter Vermittlung der kleinen druck
ölseitigen Kolbenfläche und des hohen Drucköldrucks und unter Vermitt
lung der großen, kühlölseitigen Kolbenfläche bei kleinem Druck eine grö
ßere Volumenmenge zur Kühlung der Kupplung gefördert werden kann, als
über das Ventil 218 an Drucköl zum Kolbengerät zugeführt wird. Erwähnt
werden sollte noch, dass in Fig. 2 eine Druckausgleichsöffnung 282 im
Gehäuse 238 vorgesehen ist, die am Reservoir 222 angeschlossen ist, um
ein unterdruckbedingtes Verharren des Kolbens 234 in seiner in der oberen
Halteebene gezeigten Anschlagstellung zu verhindern.
Das Rückschlagventil 252 dient dazu, einen Rückfluss von Kühlöl aus dem
Innenraum 250 in das Reservoir 222 zu verhindern. Dieses Rückschlagven
til könnte alternativ auch im Kolben ausgebildet sein, wie bei 252' gestri
chelt angedeutet ist. In diesem Falle wird ein der Druckausgleichsöffnung
282 zugeordneter Anschluss des Kolbengeräts ausreichen und der An
schluss 238 wäre entbehrlich. Das Rückschlagventil 266 verhindert einen
Rückfluss von Kühlöl von Seiten der Doppelkupplung in den Innenraum
250.
Für eine ständige Frischölversorgung der Doppelkupplung arbeitet das
Kolbengerät mit hin- und heroszillierendem Kolben und dementsprechend
einer impulsförmigen Abgabe von Frischöl zur Doppelkupplung. Man mag
das Kolbengerät deshalb auch als Impulsförderpumpe bezeichnen. Bedingt
durch die Oszillationsbewegung des Kolbens können unter Umständen
Schwingungen entstehen. Um dem abzuhelfen, kann man zwei Kolbenge
räte etwa der Art der Fig. 2 parallelschalten und gegenläufig betreiben, also
mit um 180° versetzter Phase des Kolbenhubs. Selbstverständlich kann
man beide Kolbengeräte mit einem einzigen, beiden Geräten gemeinsamen
Gehäuse und mit gemeinsamen Anschlüssen ausführen. Es ist für eine
gleichförmigere Frischölversorgung auch möglich, mehr als zwei Kolbenge
räte parallelzuschalten und mit gegeneinander versetzten Hubphasen zu
betreiben.
Fig. 3 zeigt ein Rotorgerät 300, das als Komponente P (220) in der Anord
nung gemäß Fig. 1 einsetzbar ist. Das Rotorgerät weist wenigstens einen
über das Ventil 218 oder direkt an der Pumpe 208 angeschlossenen Druck
mittelanschluss 302 und einen in der Figur nicht dargestellten, am Reser
voir 222 angeschlossenen Kühlölanschluss auf, von dem Kühlöl über ein
Rückschlagventil 304 in ein mehrteilig ausgeführtes Gehäuse 306 des
Rotorgeräts 300 fließen kann hin zu einem wenigstens eine Fördergeome
trie, beispielsweise in Schaufelform, aufweisenden Förderrotor 308.
Über den Anschluss 302 in das Gehäuse 306 einströmendes Drucköl
strömt wenigstens einen Antriebsrotor 310 an, der mit wenigstens einer
Impuls- oder Drehimpulsaufnahmegeometrie, beispielsweise in Schaufel
form, ausgeführt ist und durch das Drucköl in Drehung versetzt wird.
Fig. 4 zeigt eine Möglichkeit der Ausbildung des Antriebsrotors 310 im
Detail. Es ist eine Mehrzahl von Schaufelgeometrien 312 zu erkennen. Das
durch einen Zufuhrkanal 314 auf die Schaufelgeometrien 312 gerichtete
Drucköl versetzt den Rotor 310 in Drehung in der durch den Pfeil 315
angegebenen Richtung. Nach Wechselwirkung mit dem Rotor strömt das
Drucköl, das nun einen Teil seiner Energie abgegeben hat, über einen
Abflusskanal 316 ab.
Der Förderrotor 308 ist mit dem Antriebsrotor 310 drehfest verbunden. Fig.
6 und Fig. 7 zeigen ein Beispiel für die Ausbildung der Fördergeometrien,
die hier schaufelförmig sind. Man kann auch von Förderschaufeln 318
sprechen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Schaufelgeome
trien 312 des Antriebsrotors und die Fördergeometrien 318 des Förderro
tors an einer Drehscheibe 320 angeordnet, die im Gehäuse 306 radial und
axial gelagert ist. Die Scheibe 320 einerseits und der von den Schaufelgeo
metrien 312 und einem Nabenabschnitt 322 gebildete Antriebsrotor 310
und der von den Schaufelgeometrien 318 gebildete Förderrotor 308 ande
rerseits können einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Beispielsweise
kommt eine Herstellung als einteiliges Kunststoffteil in Betracht.
Gemäß dem Vorstehenden wird der Förderrotor 308 durch das über den
Kanal 314 den Antriebsrotor 310 anströmende Drucköl unter Vermittlung
des Antriebsrotors drehangetrieben. Die Drehung des Förderrotors 208
erzeugt einen Kühlölstrom aus dem Reservoir 222 über den zugeordneten
Anschluss des Rotorgeräts, das Rückschlagventil 304 zum Förderrotor
308, und das mit dem Förderrotor wechselwirkende Kühlöl wird über einen
Abflusskanal 330 und einen der Doppelkupplung 202 zugeordneten An
schluss des Kolbengeräts zur Doppelkupplung 302, genauer zu deren
Kupplungseinrichtungen 204 und 206 geführt. Die Förderwirkung des
Förderrotors 308 beruht auf der Erteilung eines Dralls an das Kühlöl
oder/und auf Fliehkraftwirkung des unter Vermittlung des Förderrotors
beschleunigten Kühlöls, so dass das Rotorgerät 300 auch als Drallförder
pumpe, hier speziell als Kreiselpumpe oder Zentrifugalpumpe, bezeichnet
werden kann.
Der das Drucköl führende Abflusskanal 316 mündet bei 332 in den Zuführ
kanal 330, so dass das Drucköl zusammen mit dem Kühlöl zur Doppelkupp
lung 202 gefördert wird. Im Falle des gezeigten Ausführungsbeispiels
handelt es sich bei dem von der Pumpe 208 zugeführten Drucköl einerseits
und dem aus dem Reservoir 222 zur Doppelkupplung 202 geförderten
Kühlöl andererseits um das gleiche Medium, nämlich ein Hydrauliköl.
Die Fördergeometrien, hier Schaufelgeometrien 318, sind derart gestaltet,
dass bei einer Drehbewegung des Förderrotors 308 große Volumenströme
durch die Doppelkupplung 202 gefördert werden können und dass bei
stillstehendem Förderrotor 308 im Falle einer selbstsaugenden Kupplung
weiterhin Kühlöl vom Reservoir 222 durch das Rotorgerät 300 hin zur
Doppelkupplung 202 fließen kann.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Schaufelgeometrien 312
des Antriebsrotors 310 radial bzw. tangential vom Drucköl angeströmt und
das Drucköl strömt von den Schaufelgeometrien 312 tangential oder radial
ab. Die Schaufelgeometrien 318 des Förderrotors 308 werden vom ange
saugten Kühlöl axial angeströmt und das Kühlöl strömt in radialer Richtung
ab. Es sind auch andere Strömungsverhältnisse möglich. Beispielsweise
kann der Antriebsrotor axial angeströmt werden.
Auf vergleichsweise kostenaufwendige Gleitlager oder Wälzlager für die
Lagerung der Rotoren kann verzichtet werden, wenn eine Schmierfilm
lagerung vorgesehen ist. Die Ausbildung des Rotorgeräts kann derart sein,
dass sich ein entsprechender Schmierfilm zwangsläufig auf Grund der
Drehbewegung, etwa auf Grund eines hydrodynamischen Effekts, aufbaut.
Es können aber auch Zuführöffnungen vorgesehen sein, über die kleine
Mengen an Drucköl oder/und Kühlöl an die zu schmierenden Stellen geleitet
wird. Eine derartige Öffnung ist bei 334 dargestellt.
Für eine besonders reibungsarme Lagerung kann die zur Lagerung der
Rotoren dienende Drehscheibe 320 an ihrem Umfang oder/und an ihren
axialen Endflächen mit einer reibungsvermindernden Beschichtung, bei
spielsweise PTFE, versehen sein. Hierdurch wird insbesondere der Über
gang von der Haft- zur Gleitreibung beschleunigt.
Zum besseren Verständnis der Figuren soll noch auf Folgendes hingewiesen
werden. Die dem Förderrotor 308 erteilte Drehbewegung ist in Fig. 6 und 7
durch den Pfeil 340 repräsentiert. Die Kreislinie 342 repräsentiert den
Außenumfang der Drehscheibe 320. Die gestrichelten Kreislinien 344 und
346 repräsentieren keine konstruktiven Details des Rotorgeräts 300, son
dern entsprechend der Drehbewegungsbahn der radial äußeren Schaufelen
den des Antriebsrotors bzw. des Förderrotors. Die Kreislinie 348 repräsen
tiert den Innenumfang 350 eines Kühlölkanals 352 im Inneren des Gehäu
ses 306, der Kühlöl vom Rückschlagventil 304 zum Förderrotor 308 zu
führt. Die radiale Lage dieses Innenumfangs ist in Fig. 7 auch durch eine
gestrichelte Kreislinie 352 gezeigt. Die Pfeile 354 zeigen die Fließrichtung
des Drucköls zum Antriebsrotor 310 und von diesem weg an. Die Pfeile
356 stellen die Fließrichtung des Kühlöls zum Förderrotor 308 hin und von
diesem weg dar.
Um einen möglichst reibungsarmen Anlauf des Antriebsrotors 310 zu
gewährleisten, kann man eine rotationssymmetrische Anströmung des
Antriebsrotors 310 bzw. dessen Schaufelgeometrien 312 vorsehen. Gemäß
einer in Fig. 5 gezeigten Ausführungsvariante sind zwei um etwa 180°
versetzte Zuführkanäle 314 und zwei um etwa 180° gegeneinander ver
setzte Abflusskanäle 316 im Gehäuse 306 ausgeführt. Man könnte bei
spielsweise auch drei um 120° versetzte Zuführkanäle, vier um 90° gegen
einander versetzte Zuführkanäle usw. vorsehen.
Zur Funktion des Rückschlagventils 304 ist noch auf Folgendes hinzuwei
sen. Das Rückschlagventil 304 sorgt generell dafür, dass kein Öl aus dem
Rotorgerät in das Reservoir (Ausgleichsbehälter) 222 fließt. Insbesondere
wird verhindert, dass beim Anlaufen des Rotorgeräts kein über den An
schluss 302 zum Antriebsrotor 310, und von diesem über den Abflusskanal
316 in den Kanal 360 fließendes Drucköl in das Reservoir 222 abfließt. Es
ist nämlich so, dass bei tiefen Temperaturen das Kühlöl im Reservoir 222
recht zähflüssig sein kann und deshalb unter Umständen, etwa nach einem
längeren Stehen des Kraftfahrzeugs, nicht sofort in hinreichender Menge
angesaugt werden kann. Das in den Kanal 360 fließende Drucköl sorgt
dann für eine Mindestversorgung der Kupplungseinrichtung mit kühlendem
Medium.
Ein weiteres, als Komponente P (220) in der Anordnung gemäß Fig. 1
einsetzbares Rotorgerät 400 ist in Fig. 8 perspektivisch dargestellt. Das
Rotorgerät 400 weist eine in einem Gehäuse 402 drehbar gelagerte Dreh
welle 404 auf. Die Drehwelle 404 trägt drehfest wenigstens einen An
triebsrotor 410 mit Impuls- oder Drehimpulsaufnahmegeometrien, hier
speziell Schaufelgeometrien 412, und wenigstens einen Förderrotor 408
mit Fördergeometrien, hier speziell Schaufelgeometrien 418. Der Antriebs
rotor 410 ist einer Antriebs-Hochdruckturbine zugehörig und wird axial von
Drucköl angeströmt, wie durch die Pfeile 420 angedeutet. Bezug nehmend
auf die Anordnung gemäß Fig. 1 wird dieses einen relativ hohen Druck
aufweisende Drucköl von der Pumpe 208 bereitgestellt, die über das Ventil
218 oder direkt an einem dem Antriebsrotor 410 zugeordneten Anschluss
des Rotorgeräts 400 angeschlossen ist.
Das Gehäuse 402 weist einen radial inneren Zylinder 421 und einen radial
äußeren Zylinder 422 auf. Der innere Zylinder 421 nimmt den Antriebsrotor
410 auf und führt das Drucköl in einem axialen Strom zum Antriebsrotor
410 hin. Zwischen dem äußeren Zylinder 422 und dem inneren Zylinder
421 ist ein durch Pfeile 424 repräsentierter Kühlöl-Druckstrom axial zum
jenseits einem axialen Ende des inneren Zylinders 421 angeordneten För
derrotor 408 geführt, dessen Schaufelgeometrien 418 sich weiter nach
radial außen erstrecken als der Außenumfang des inneren Zylinders 421.
Das Drucköl, das den Antriebsrotor 410 passiert hat, tritt aus dem inneren
Zylinder 421 aus und strömt im Bereich des Förderrotors 408 mit dem
Kühlöl zusammen.
Neben den in Fig. 8 gezeigten, auch als Laufräder bezeichenbaren Rotoren
408 und 410 können noch gehäusestationäre Leiteinrichtungen vorgesehen
sein, um einerseits die kinetische Energie des Drucköls effizient für den
Antrieb des Antriebsrotors 310 und damit (über die Welle 404) des Förder
rotors 208 auszunutzen und das Kühlöl unter Vermittlung des Förderrotors
408 effizient zu fördern. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel beruht die
Förderwirkung des sich drehenden Förderrotors darauf, dass dem Drucköl
ein Dreh erteilt wird. Man kann demgemäß davon sprechen, dass der
Förderrotor 408 eine Drallförderpumpe bildet.
In entsprechender Weise, wie beim Rotorgerät 300 können die die Rotoren
lagernden Radial- und Axiallager, also die die Welle 404 lagernden Radial- und
Axiallager, eine sich zwangsweise bei der Drehbewegung, insbeson
dere hydrodynamisch aufbauende Schmierfilmlagerung vorsehen. Man kann
auch eine Zwangsschmierung durch Zufuhr von Drucköl oder/und Kühlöl
vorsehen. Auch für die Ausführungsform der Fig. 8 ist eine Beschichtung
etwa der Lagerabschnitte der Drehwelle 404 zur Verminderung der Rei
bung, beispielsweise eine PTFE-Beschichtung vorteilhaft, um das Misch
reibungsgebiet beim Hochfahren schneller zu durchfahren.
Durch die Schaufelgeometrien 418 des Förderrotors 308 kann bei still
stehendem Förderrotor durch eine selbstansaugende Doppelkupplung
angesaugtes Förderöl ohne übermäßigen Strömungswiderstand hindurch
fließen.
Es soll noch auf einen wichtigen Unterschied zwischen der Ausführungs
form gemäß Fig. 2 einerseits und den Ausführungsformen gemäß Fig.
3 bis 8 andererseits hingewiesen werden. Das Kolbengerät 230 arbeitet
betreffend die Förderung des Kühlöls als hydrostatische Pumpe oder - in
einer anderen Betrachtungsweise - als Verdrängungsmaschine. Demgegen
über arbeiten die betreffend die Förderung des Kühlöls als Drallförderpum
pen bezeichenbaren Rotorgeräte 300 und 400 als hydrodynamische Pum
pen bzw. - in einer anderen Betrachtungsweise - als Strömungsmaschinen.
Solche hydrodynamischen Pumpen bzw. Strömungsmaschinen sind beson
ders gut dafür geeignet, hohe Volumenströme zu erzeugen, während hydro
statische Pumpen bzw. Verdrängungsmaschinen, speziell Kolbenpumpen
bzw. Kolbenmaschinen für die Erzeugung hoher Volumenströme nicht
unbedingt erste Wahl sind. Da andererseits hydrostatische Pumpen bzw.
Verdrängungsmaschinen, insbesondere Kolbenpumpen, für die Erzeugung
hoher Drücke in der Regel besser geeignet sind als hydrodynamische Pum
pen bzw. Strömungsmaschinen, ist bei einer besonders bevorzugten Aus
gestaltung der Anordnung gemäß Fig. 1 die das Drucköl bereitstellende
Pumpe 208 als hydrostatische Pumpe bzw. Verdrängungsmaschine ausge
bildet.
Bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird unter
Vermittlung eines einen vergleichsweise hohen Druck aufweisenden Druck
mediums, insbesondere Drucköls und eines vergleichsweise kleinen Volu
menstromes dieses Druckmediums ein vergleichsweise großer, auf ver
gleichsweise niedrigem Druck stehender Kühlmediumstrom, insbesondere
Kühlölstrom, erzeugt. Umgekehrt kann man auch unter Vermittlung eines
Kühlmediumstroms, insbesondere Kühlölstroms bei vergleichsweise kleinem
Druck einen (ggf. vergleichsweise kleineren) Druckmediumstrom, insbeson
dere Druckölstrom, mit vergleichsweise hohem Druck erzeugen, 50880 00070 552 001000280000000200012000285915076900040 0002010102874 00004 50761indem ein
entsprechender Druckumsetzer eingesetzt wird. Fig. 9 zeigt ein entspre
chendes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Kupplungssystem.
Hier ist die durch den Elektromotor 210a angetriebene Pumpe 208a dafür
ausgelegt, einen großvolumigen Kühlölstrom für die Kühlung der Kupp
lungsanordnungen 204a und 206a der Doppelkupplung 202a bereitzustel
len, wobei die Pumpe 208a einen Kühlöldruck erzeugt, der hinsichtlich des
Drucks zur Betätigung der Kupplungseinrichtungen 204a und 206a nicht
ausreichen würde. An der Kühlölpumpe 208a ist, gegebenenfalls über ein
Ventil 218a, ein Druckumsetzer 220a (Bauteil P) angeschlossen, der unter
der Einwirkung des Kühlöls Drucköl auf einem zur Betätigung der Kupp
lungseinrichtungen 204a und 206a hinreichenden Druckniveau bereitstellt.
Hierzu sind die Kupplungseinrichtungen über die Ventile 214a und 216a am
Bauteil P angeschlossen. Das Bauteil P kann mittels einer gesonderten
Leitung am Reservoir 112a angeschlossen sein, um Hydrauliköl hieraus
anzusaugen oder/und Hydrauliköl in das Reservoir abzugeben, je nach
Konstruktion und Funktionsweise des Bauteils P. Grundsätzlich kann das
Bauteil P in analoger Weise wie anhand des Kolbengeräts 230 und den
Rotorgeräten 300 und 400 erläutert als Verdrängungsmaschine oder Strö
mungsmaschine, gegebenenfalls hydrostatische Pumpe oder hydrodyna
mische Pumpe ausgeführt sein, wobei allerdings ein kleiner Eingangsdruck
in einen hohen Ausgangsdruck umgesetzt wird. Eine Möglichkeit wäre, das
Bauteil P als Kolbengerät ähnlich dem Kolbengerät 230 auszubilden, wobei
eine große Kolbenfläche dem Kühlöl zugeordnet ist und eine kleine Kolben
fläche dem unter Druck zu setzenden Drucköl.
Da für die Kühlung der Doppelkupplung ein vergleichsweise großer Volu
menstrom benötigt wird, kann die Pumpe 208a vorteilhaft als hydrodyna
mische Pumpe ausgebildet sein.
Fig. 10 zeigt ein als Bauteil P in der Anordnung gemäß Fig. 9 einsetzbares
Kolbengerät 500, das an einem Anschluss 536 beispielsweise an dem Ven
til 218a der Anordnung gemäß Fig. 9 angeschlossen ist. Es werden im
Folgenden zur Beschreibung des Kolbengeräts 500 die Bezugszeichen des
in Fig. 2 dargestellten Kolbengeräts 230 verwendet, jeweils unter Addition
des Werts 300. Es kann deshalb die vorangehende Beschreibung des Kol
bengeräts 230 leicht auf das Kolbengerät 500 angewendet werden, und es
werden hier nur die Unterschiede zum Kolbengerät 230 erläutert.
Das Kolbengerät ist über seinen Anschluss 536 und das Ventil 218a an der
Kühlölpumpe 408a angeschlossen. Das Ventil 218a lässt demgemäß Kühlöl
entsprechend dem von der Pumpe 208a erzeugten Druck in den Innenraum
560 ein zur Herbeiführung eines "Ausstoßhubs" entgegen der Wirkung der
Rückstellfeder 544 und lässt zum Abbau des Drucks im Innenraum 560
darin enthaltendes Kühlöl ins Reservoir 212a ab, um einen "Ansaughub"
unter der Wirkung der Rückstellfeder 544 anzustoßen bzw. zuzulassen.
Beim Ansaughub wird über den Anschluss 538 und das Rückschlagventil
552 Hydrauliköl beispielsweise aus einem der Reservoire 112a und 222a in
den Innenraum 550 angesaugt. Beim Ausstoßhub wird dann entsprechend
der axialen Verlagerung des Kolbens 534 Hydrauliköl aus dem Innenraum
550 über das Rückschlagventil 566 und den Anschluss 540 als Drucköl
einem Betätigungs-Druckölkreis zugeführt, der mit einem Druckölreservoir
ausgeführt sein kann, um für die Kupplungsbetätigung ein gleichmäßiges
Druckniveau bereitzustellen. In Fig. 9 ist gestrichelt ein derartiges Reservoir
221a als Ausgestaltungsmöglichkeit des Kupplungssystems angedeutet.
Dieses Reservoir kann ohne Weiteres auch der Komponente P baulich
oder/und funktionsmäßig zugeordnet, beispielsweise in die Komponente P
integriert sein.
Der Kolben 534 weist eine dem Kühlöl im Innenraum 560 ausgesetzte erste
Kolbenfläche 562 auf, die deutlich größer ist als die am anderen Kolben
ende angeordnete zweite Kolbenfläche, die dem im Innenraum 550 enthal
tenen, zur Kupplungsbetätigung bereitzustellenden Hydrauliköl ausgesetzt
ist. Es kann deshalb, auch unter Berücksichtigung der von der Rückstell
feder 544 auf den Kolben ausgeübten Axialkräfte, der vergleichweise
niedrige Druck im Innenraum 560 in einen vergleichsweise hohen Druck im
Innenraum 550 umgesetzt werden, so dass das über den Anschluss 540
abfließende Drucköl auf einem Druckniveau liegt, das zur zuverlässigen
Betätigung einer oder beider Kupplungsanordnungen 204a und 206b aus
reicht.
Fig. 11 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines auf einen anderen
Ansatz beruhenden Kupplungssystems mit zwei voneinander unabhängigen
Pumpen. Es sind eine erste Pumpe 208b und eine zweite Pumpe 209b
vorgesehen, die jeweils durch einen Elektromotor 210b bzw. 211b ange
trieben werden. Die erste elektromotorisch angetriebene Pumpe 208b, die
vorzugsweise als hydrostatische Pumpe bzw. Verdrängungsmaschine aus
geführt ist, stellt Druckmedium, insbesondere Drucköl, bei einem ver
gleichsweise hohen Druck bereit, der zur Betätigung der Kupplungsein
richtungen 204b und 206b der Doppelkupplung 202b ausreicht. Zur wahl
weisen Betätigung der Kupplungseinrichtungen sind diese jeweils über ein
zugeordnetes Ventil 214b bzw. 216b an der Pumpe 208b angeschlossen.
Die zweite elektromotorisch angetriebene Pumpe 209b, die vorzugsweise
als hydrodynamische Pumpe bzw. Strömungsmaschine ausgeführt ist, stellt
einen vergleichsweise großen Volumenstrom an Kühlmedium, insbesondere
Kühlöl bereit, das zur Kühlung der Kupplungseinrichtungen 204b und 206b
ausreicht. Der von der Pumpe 209b abgegebene Druck kann deutlich
kleiner sein als der von der Pumpe 208b abgegebene Druck.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zwei voneinander unabhängig ange
triebenen, vorzugsweise elektromotorisch angetriebenen Pumpen ist in Fig.
12 gezeigt. Soweit die verschiedenen Komponenten des Kupplungssystems
der Fig. 12 den Komponenten der Anordnung gemäß Fig. 11 entsprechen,
werden die Bezugszeichen der Fig. 11 auch für Fig. 12 verwendet.
Entsprechend der grundsätzlichen Erkenntnis, dass die Kühlung der Doppel
kupplung 202b einen hohen Volumenstrom bei vergleichsweise geringem
Druck benötigt, ist die elektrisch angetriebene Pumpe 209b vorzugsweise
eine hydrodynamische Pumpe, beispielsweise eine Kreiselpumpe. Da die
Kupplungsanordnungen in der Regel nur beim Halten oder beim Anfahren
sehr stark gekühlt werden müssen, ist es sinnvoll, diese Pumpe derart
auszubilden und anzusteuern, dass die Drehzahl entsprechend dem Küh
lungsbedarf gesteuert oder geregelt wird, wie in Fig. 12 durch ein Pumpen
symbol mit Pfeil angedeutet ist. Es lassen sich mit einer hydrodynamischen
Pumpe, insbesondere Kreiselpumpe, sehr hohe Förderströme erzielen.
Beispielsweise steigt bei einer üblichen Kreiselpumpe der Förderstrom
proportional zum Quadrat der Pumpendrehzahl an.
Gemäß Fig. 12 wird das Kühlöl der Doppelkupplung 202b über einen Wär
metauscher 600 zugeführt, da es beispielsweise im Falle eines längeren
Schlupfbetriebs zu einer merklichen Temperaturerhöhung auch des Öls im
Ölsumpf 212b kommen kann. Durch den Wärmetauscher 600 wird die
Öltemperatur auf einem zur Kühlung der Doppelkupplung hinreichenden
Temperaturniveau gehalten. Da das Kühlöl bei tieferen Temperaturen recht
dickflüssig werden kann und aufgrund des Strömungswiderstands des
Wärmetauschers 600 bei besonders tiefen Temperaturen unter Umständen
nicht mehr genügend Kühlöl die Doppelkupplung erreichen würde, ist ein
beispielsweise unter Federvorspannung stehendes Bypassventil 602 vor
gesehen, das dann, wenn der Kühlöldruck stromabwärts des Ölkühlers 600
eine vorgegebene Druckschwelle übersteigt, aufmacht und das Kühlöl am
Ölkühler 600 vorbei zur Doppelkupplung durchlässt.
Wie schon ausgeführt, wird zur Betätigung der Betätigungskolben der
beiden Kupplungseinrichtungen 204b und 206b ein vergleichsweise gerin
ger Volumenstrom bei relativ hohem Druck benötigt. Dementsprechend
handelt es sich bei der elektromotorisch angetriebenen Pumpe 208b vor
zugsweise um eine hydrostatische Pumpe, z. B. eine Zahnradpumpe oder
Flügelzellenpumpe.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 12 ist im Kupplungsbetätigungs-Druck
ölkreis ein ein unter Druck stehendes Gaspolster aufweisender Druckölspei
cher 604 eingebaut, der von der Pumpe 208b über ein Rückschlagventil
606 geladen wird und über das Ventil 214b und das Ventil 216b an den
Betätigungs-Nehmerzylindern der beiden Kupplungseinrichtungen 204b und
206b angeschlossen ist. Der Druckölspeicher 604 sorgt für ein gleichmäßi
ges Druckniveau, was insbesondere im Falle einer Ausbildung der Pumpe
208b als Kolbenpumpe zweckmäßig ist, und ermöglicht, dass für die Pum
pe 208b eine Pumpe mit besonders kleinem Fördervolumen ausreicht. Das
von der Pumpe 208b pro Zeiteinheit abgegebene Ölvolumen kann also
kleiner sein als das während einer Kupplungsbetätigung pro Zeiteinheit
benötigte Druckölvolumen.
Der Druckölkreis zwischen dem Rückschlagventil 606 und den Ventilen
214b und 216b ist durch ein Druckbegrenzungsventil 608 gegen einen
übermäßig hohen, ggf. zu Beschädigungen führenden Druck des Drucköls
gesichert. Der durch den Füllzustand des Speichers 604 bestimmte Druck
in diesem Druckölkreis wird durch einen Drucksensor 610 erfasst.
Ein weiteres Druckbegrenzungsventil 612 sorgt dafür, dass der jenseits den
Ventilen 214b und 216b herrschende, auf die hydraulischen Nehmerzylin
der der Kupplungseinrichtungen wirkende Druck einen Maximalwert nicht
übersteigt, beispielsweise um ebenfalls Beschädigungen vorzubeugen. Über
zwei Rückschlagventile 614 und 616 wird erreicht, dass ein Druckbegren
zungsventil ausreicht, um den Betätigungsdruck von beiden hydraulischen
Nehmerzylindern zu überwachen.
Für den Fall, dass bei tiefen Temperaturen, also einer hohen Viskosität des
Öls, der Druck des Kühlöls zur Kühlung der Kupplung nicht ausreicht, etwa
weil die für die Pumpe 209b verwendete hydrodynamische Pumpe keinen
hinreichenden Druck erzeugen kann, ist bei der Anordnung gemäß Fig. 12
ein Ventil 614 vorgesehen, über das ein kleiner Volumenstrom aus dem
von der Pumpe 208b bereitgestellten Kühlölstrom abgezweigt werden
kann, um eine Art "Notkühlung" der Kupplungsanordnungen vorzusehen,
wenn dies erforderlich ist. Da die ein Öffnen des Ventils 614 erforderlich
machende hohe Viskosität des Kühlöls nur bei tiefen Temperaturen vor
kommt, bei denen sowieso nur ein geringer Kühlungsbedarf für die Doppel
kupplung besteht, reicht ein relativ kleiner "Notkühlölstrom" aus. Diese
"Notkühlung" ist überdies nur solange erforderlich, bis die Temperatur des
Öls und damit die Viskosität des Öls ausreicht, um eine hinreichende För
derleistung der Kühlölpumpe 20% zu gewährleisten. Anstelle eines Ventils
614 könnte auch eine sogenannte Blende oder Drossel oder dergleichen
vorgesehen sein, über die ständig ein kleiner Volumenstrom aus dem von
der Pumpe 208b bereitgestellten Druckölstrom in den Kühlkreislauf abge
zweigt wird. Ist das das Kühlöl nur im Bedarfsfall abzweigende Ventil 614
vorgesehen, kann die Pumpe 208b eventuell auch kurzfristig in einem
Überlastbetrieb betrieben werden, um in der kurzen Zeitspanne bis zur
hinreichenden Erwärmung des Öls ausreichend Kühlöl bereitzustellen. Da es
sich in der Regel nur um sehr kurze Bedarfszeiträume handelt, wird die
Lebensdauer der Pumpe 208b dadurch nicht wesentlich verkürzt.
Fig. 13 zeigt eine in einem Antriebsstrang 10 zwischen einer Antriebs
einheit und einem Getriebe angeordnete Doppelkupplung 12. Von der
Antriebseinheit, beispielsweise eine Brennkraftmaschine, ist in Fig. 13 nur
eine Abtriebswelle 14, ggf. Kurbelwelle 14, mit einem zur Ankopplung
eines nicht dargestellten Torsionsschwingungsdämpfers dienenden Koppel
ende 16 dargestellt. Das Getriebe ist in Fig. 13 durch einen eine Getriebe
gehäuseglocke 18 begrenzenden Getriebegehäuseabschnitt 20 und zwei
Getriebeeingangswellen 22 und 24 repräsentiert, die beide als Hohlwellen
ausgebildet sind, wobei die Getriebeeingangswelle 22 sich im Wesentlichen
koaxial zur Getriebeeingangswelle 24 durch diese hindurch erstreckt. Im
Inneren der Getriebeeingangswelle 22 ist eine Pumpenantriebswelle ang
eordnet, die zum Antrieb einer getriebeseitigen, in Fig. 13 nicht dargestell
ten Ölpumpe dient, wie noch näher erläutert wird. Ist wenigstens eine
elektromotorisch angetriebene Ölpumpe vorgesehen, kann auf die Pumpen
antriebswelle verzichtet werden.
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 Dop
pelkupplung wie das in Fig. 13 gezeigte Ausführungsbeispiel, nasslaufende
Reibungskupplungen, beispielsweise Lamellenkupplungen, auf, so ist es in
der Regel angebracht, für einen Dichteingriff zwischen dem Deckel 28 und
dem von der Getriebegehäuseglocke 18 gebildeten Kupplungsgehäuse zu
sorgen, der beispielsweise mittels eines O-Rings oder eines sonstigen
Dichtrings hergestellt sein kann. In Fig. 13 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 Tor
sionsschwingungsdämpfer gekoppelt, so dass über diesen eine Momenten
übertragungsverbindung zwischen dem Koppelende 16 der Kurbelwelle 14
und der Kupplungsnabe 34 besteht. Möchte man auf einen Torsions
schwingungsdämpfer generell oder an dieser Stelle im Antriebsstrang
verzichten, so kann die Kopplungsnabe 34 auch unmittelbar mit dem Kop
pelende 16 gekoppelt werden. Die Pumpenantriebswelle 26 weist an ihrem
vom Getriebe fernen Ende eine Außenverzahnung 44 auf, die in eine Innen
verzahnung 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 "Motorbrem
se" charakterisierte Betriebssituation).
Der Deckel 28 erstreckt sich radial zwischen einem eine Radialausnehmung
50 der Gehäuseglocke 18 begrenzenden ringförmigen Umfangswandab
schnitt 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 Doppel
kupplung 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 Doppelkupplung
um nasslaufende Kupplungen handelt. Eine hohe Betriebssicherheit auch im
Falle von auftretenden Schwingungen und Vibrationen wird erreicht, wenn
die Dichtungs- oder/und Drehlageranordnung 54 axial am Deckel 28
oder/und an der Kupplungsnabe 34 gesichert ist, etwa durch einen nach
radial innen umgebogenen Endabschnitt des Deckelrands 52, wie in Fig. 13
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. Bezug nehmend auf die Anordnungen gemäß Fig. 1, 9, 11 und
12 kann die Lamellen-Kupplungsanordnung beispielsweise als die Kupp
lungsanordnung 204, 204a bzw. 204b identifiziert werden. Der Außen
lamellenträger 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 abge
stützt werden. Die Axial- und Radial-Lageranordnung 68 ermöglicht eine
Relativverdrehung zwischen dem Ringteil 66 einerseits und sowohl der
Getriebeeingangswelle 22 als auch der Getriebeeingangswelle 24 anderer
seits. Auf den Aufbau und die Funktionsweise der Axial- und Radial-Lager
anordnung wird später noch näher eingegangen.
Am Ringteil 66 ist axial weiter in Richtung zur Antriebseinheit ein Außen
lamellenträger 70 einer zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72 drehfest
angebracht, deren Lamellenpaket 74 vom Lamellenpaket 76 der ersten
Lamellen-Kupplungsanordnung ringartig umgeben wird. Bezug nehmend auf
die Anordnungen gemäß Fig. 1, 9, 11 und 12 kann die zweite
Lamellen-Kupplungsanordnung beispielsweise als die Kupplungsanordnung 204,
204a bzw. 204b identifiziert werden. Die beiden Außenlamellenträger 62
und 70 sind, wie schon angedeutet, durch das Ringteil 66 drehfest mitein
ander verbunden und stehen gemeinsam über das mittels einer Außenver
zahnung mit dem Außenlamellenträger 62 in formschlüssigem Drehmo
mentübertragungseingriff stehende Trägerblech 60 mit der Kupplungsnabe
34 und damit - über den nicht dargestellten Torsionsschwingungsdämpfer -
mit der Kurbelwelle 14 der Antriebseinheit in Momentenübertragungsver
bindung. Bezogen auf den normalen Momentenfluss von der Antriebseinheit
zum Getriebe dienen die Außenlamellenträger 62 und 70 jeweils als Ein
gangsseite der Lamellen-Kupplungsanordnung 64 bzw. 72.
Auf der Getriebeeingangswelle 22 ist mittels einer Keilnutenverzahnung
o. dgl. ein Nabenteil 80 eines Innenlamellenträgers 82 der ersten
Lamellen-Kupplungsanordnung 64 drehfest angeordnet. In entsprechender Weise ist
auf der radial äußeren Getriebeeingangswelle 24 mittels einer Keilnutenver
zahnung o. dgl. ein Nabenteil 84 eines Innenlamellenträger 86 der zweiten
Lamellen-Kupplungsanordnung 72 drehfest angeordnet. Bezogen auf den
Regel-Momentenfluss von der Antriebseinheit in Richtung zum Getriebe
dienen die Innenlamellenträger 82 und 86 als Ausgangsseite der ersten
bzw. zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 64 bzw. 72.
Es wird noch einmal auf die radiale und axiale Lagerung des Ringteils 66 an
den Getriebeeingangswellen 22 und 24 Bezug genommen. Zur radialen
Lagerung des Ringteils 66 dienen zwei Radial-Lagerbaugruppen 90 und 92,
die zwischen der radial äußeren Getriebeeingangswelle 24 und dem Ringteil
66 wirksam sind. Die axiale Lagerung des Ringteils 66 erfolgt betreffend
einer Abstützung in Richtung zur Antriebseinheit über das Nabenteil 84, ein
Axiallager 94, das Nabenteil 80 und einen das Nabenteil 80 an der radial
inneren Getriebeeingangswelle 22 axial sichernden Sprengring 96. Das
Ringteil 38 der Kupplungsnabe 34 ist wiederum über ein Axiallager 68 und
ein Radiallager 100 an dem Nabenteil 80 gelagert. In Richtung zum Ge
triebe ist das Nabenteil 80 über das Axiallager 94 an einem Endabschnitt
der radial äußeren Getriebeeingangswelle 24 axial abgestützt. Das Naben
teil 84 kann unmittelbar an einem Ringanschlag o. dgl. oder einem geson
derten Sprengring o. dgl. in Richtung zum Getriebe an der Getriebeein
gangswelle 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 Axialla
ger- als auch Radiallagerfunktion hat. Vom Letzteren wird in Bezug auf das
Ausführungsbeispiel in Fig. 13 ausgegangen.
Große Vorteile ergeben sich daraus, wenn, wie beim gezeigten Ausfüh
rungsbeispiel, die sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitte der
Außenlamellenträger 62 und 70 auf einer axialen Seite einer sich zu einer
Achse A der Doppelkupplung 12 orthogonal erstreckenden Radialebene
angeordnet sind und die sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitte
der Innenlamellenträger 82 und 86 der beiden Lamellen-Kupplungsanord
nungen 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 Ausfüh
rungsbeispiel die Außenlamellenträger) drehfest miteinander verbunden sind
und jeweils als Eingangsseite der betreffenden Lamellen-Kupplungsanord
nung in Bezug auf den Kraftfluss von der Antriebseinheit zum Getriebe
dienen.
In die Doppelkupplung 12 sind Betätigungskolben zur Betätigung der Lamel
len-Kupplungsanordnungen integriert, im Falle des gezeigten Ausführungs
beispiels zur Betätigung der Lamellen-Kupplungsanordnungen im Sinne
eines Einrückens. Ein der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64 zugeord
neter Betätigungskolben 110 ist axial zwischen dem sich radial erstrecken
den Abschnitt des Außenlamellenträgers 62 der ersten Lamellen-Kupp
lungsanordnung 64 und dem sich radial erstreckenden Abschnitt des Au
ßenlamellenträgers 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-Druckausgleichskam
mer 120 abdichtend geführt. Die Druckkammer 118 steht über einen in
dem Ringteil 66 ausgebildeten Druckmediumkanal 122 mit einer an einer
Druckmediumsversorgung, ggf. die bereits erwähnte Ölpumpe oder die
Pumpe 208 bzw. 208b oder das Bauteil P (220a), angeschlossenen Druck
steuereinrichtung, ggf. ein Steuerventil (ggf. Ventil 214, 214a bzw. 214b),
in Verbindung, wobei der Druckmediumskanal 122 über eine das Ringteil
66 aufnehmende, ggf. getriebefeste Anschlusshülse an der Drucksteuer
einrichtung angeschlossen ist. Zum Ringteil 66 ist in diesem Zusammen
hang zu erwähnen, dass dieses für eine einfachere Herstellbarkeit insbeson
dere hinsichtlich des Druckmediumkanals 122 sowie eines weiteren Druck
mediumkanals zweiteilig hergestellt ist mit zwei ineinander gesteckten
hülsenartigen Ringteilabschnitten, wie in Fig. 13 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 Betätigungs
kolben 130 ausgebildete Druckkammer 140 sowie eine zwischen dem
Betätigungskolben 130 und dem Wandungsteil 132 ausgebildete
Fliehkraft-Druckausgleichskammer 142 abdichtend geführt. Die Druckkammer 140 ist
über einen weiteren (schon erwähnten) Druckmediumskanal 144 in ent
sprechender Weise wie die Druckkammer 118 an einer/der Drucksteuer
einrichtung (ggf. Ventil 216, 216a bzw. 216b in Verbindung mit der Pumpe
208 bzw. 208b bzw. dem Bauteil P (220a)) angeschlossen. Mittels der
Drucksteuereinrichtung(en) kann an den beiden Druckkammern 18 und
140 wahlweise (ggf. auch gleichzeitig) von der (jeweiligen) Druckmedium
quelle (ggf. Ölpumpe) aufgebrachter Druck angelegt werden, um die erste
Lamellen-Kupplungsanordnung 64 oder/und die zweite Lamellen-Kupplungs
anordnung 72 im Sinne eines Einrückens zu betätigen. Zum Rückstellen,
also zum Ausrücken der Kupplungen dienen Membranfedern 146, 148, von
denen die dem Betätigungskolben 130 zugeordnete Membranfeder 148 in
der Fliehkraft-Druckausgleichskammer 142 aufgenommen ist.
Die Druckkammern 118 und 140 sind, jedenfalls während normalen Be
triebszuständen der Doppelkupplung 12, vollständig mit Druckmedium (hier
Hydrauliköl) gefüllt, und der Betätigungszustand der Lamellen-Kupplungs
anordnungen hängt an sich vom an den Druckkammern angelegten Druck
mediumdruck ab. Da sich aber die Außenlamellenträger 62 und 70 samt
dem Ringteil 66 und dem Betätigungskolben 110 und 130 sowie dem
Wandungsteil 132 im Fahrbetrieb mit der Kurbelwelle 14 mitdrehen, kommt
es auch ohne Druckanlegung an den Druckkammern 118 und 140 von
seiten der Drucksteuereinrichtung zu fliehkraftbedingten Druckerhöhungen
in den Druckkammern, die zumindest bei größeren Drehzahlen zu einem
ungewollten Einrücken oder zumindest Schleifen der Lamellen-Kupplungs
anordnungen führen könnten. Aus diesem Grunde sind die schon erwähn
ten 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 kom
pensieren.
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. 13 gezeigten Ausführungsform werden die
Fliehkraft-Druckausgleichskammern 120, 142 jeweils erst im Betrieb des
Antriebsstrangs mit Druckausgleichsmedium gefüllt, und zwar in Verbin
dung 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 ggf. vom Bauteil P (220) oder der Pumpe
208a bzw. 209b bereitgestellte 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 hin
durch 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-Kupplungs
anordnung 72, tritt aufgrund von Durchlassöffnungen im Innenlamellen
träger 86 in den Bereich der Lamellen ein, strömt zwischen den Lamellen
des Lamellenpakets 74 bzw. durch Reibbelagsnuten o. dgl. dieser Lamellen
nach radial außen, tritt durch Durchlassöffnungen im Außenlamellenträger
70 und Durchlassöffnungen im Innenlamellenträger 82 in den Bereich des
Lamellenpakets 76 der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64 ein, strömt
zwischen den Lamellen dieses Lamellenpakets bzw. durch Belagsnuten o. dgl.
dieser Lamellen nach radial außen und fließt dann schließlich durch
Durchlassöffnungen im Außenlamellenträger 62 nach radial außen ab. An
der Kühlölzufuhrströmung zwischen dem Ringteil 66 und der Getriebeein
gangswelle 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 Druckausgleichskam
mern 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 Radialfüllstand der Druckausgleichskammer 142 einstellt. Ist
der maximale Füllstand erreicht, so fließt das über die Bohrung 154 zu
geführte Kühlöl durch die Füllstandsbegrenzungsöffnung 156 ab und ver
einigt sich mit dem zwischen dem Ringteil 66 und dem Nabenteil 84 nach
radial außen tretenden Kühlölstrom. Im Falle des Kolbens 110 sind die der
Druckkammer 118 und die der Druckausgleichskammer 120 zugeordneten
Druckbeaufschlagungsflächen des Kolbens gleich groß und erstrecken sich
im gleichen Radialbereich, so dass für die Druckausgleichskammer 120
entsprechende Füllstandsbegrenzungsmittel nicht erforderlich sind.
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 Getriebeein
gangswellen 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 80 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 zu
geordneten 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 Kom
pensation fliehkraftbedingt auf den Kolben ausgeübter Druckkräfte. Ferner
wird verhindert, dass andere auf einer Wechselwirkung des Kühlöls mit
dem Kolben beruhende Kräfte die erforderlichen axialen Kolbenbewegungen
behindern. Es wird hier beispielsweise an hydrodynamische Kräfte o. dgl.
gedacht sowie an ein "Festsaugen" des Kolbens am Außenlamellenträger
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 Kühl
ölabflussöffnung 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. 13 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. 13 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 teil
weise kompensiert wird. Hierzu ist die der Druckkammer 140 zugeordnete
Druckbeaufschlagungsfläche des Kolbens 130 größer als die der Druckkam
mer 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
Verfügung 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. 13 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 Reibbe
lag tragende Lamellen axial dicker als Reibbelagtragelemente von Reibbe
lag-tragenden Lamellen ausgebildet, um für die reibbelaglosen Lamellen
jeweils ein vergleichsweise großes Materialvolumen mit entsprechender
Wärmekapazität vorzusehen. Diese Lamellen sollten aus einem Material
hergestellt werden, das eine nennenswerte Wärmespeicherfähigkeit (Wär
mekapazität) hat, beispielsweise aus Stahl. Die Reibbelag-tragenden Lamel
len können im Falle einer Verwendung von üblichen Reibbelägen, beispiels
weise 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 Belagmateria
lien mit hoher Leitfähigkeit verwendet. In Betracht kommt die Verwendung
von Reibbelägen aus Sintermaterial, das eine vergleichsweise hohe Wärme
leitfähigkeit 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) aufweist, 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 progres
sivem Reibwertverlauf über der Schlupfdrehzahl (dµ/dΔN < 0) vorgesehen
sind, so dass sich für das Lamellenpaket insgesamt ein progressiver Reib
wertverlauf über der Schlupfdrehzahl oder zumindest näherungsweise ein
neutraler Reibwertverlauf über der Schlupfdrehzahl (dµ/dΔN = 0) ergibt und
dementsprechend eine Selbsterregung von Schwingungen im Antriebs
strang zumindest nicht gefördert wird oder - vorzugsweise - Drehschwin
gungen im Antriebsstrang sogar (aufgrund eines nennenswert progressiven
Reibwertverlaufs über der Schlupfdrehzahl) gedämpft werden.
Es wird hier davon ausgegangen, dass beim Ausführungsbeispiel der Fig.
13 das Lamellenpaket 74 der radial inneren Lamellen-Kupplungsanordnung
72 ohne Sinterbeläge ausgeführt ist, da die radial äußere Lamellen-Kupp
lungsanordnung 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 Sinter
material 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 einschließ
lich der Endlamellen 166, 170 Reibbelag tragende Lamellen. Wenigstens
die Endlamellen 166 und 170 weisen nach einer bevorzugten Ausbildung
axial wesentlich dickere Belagtragelemente als die Belagtragelemente der
anderen Außenlamellen auf und sind mit Belägen aus Sintermaterial ausge
bildet, um die ein vergleichsweise großes Volumen aufweisenden Belag
tragelemente der beiden Endlamellen als Wärmezwischenspeicher nutzbar
zu machen. Wie beim Lamellenpaket 74 sind die belaglosen Lamellen axial
dicker als die Reibbelagtragelemente der Reibbelag-tragenden Lamellen
(mit Ausnahme der Endlamellen), um eine vergleichsweise große Wärmeka
pazität zur Wärmezwischenspeicherung bereitzustellen. Die axial innen
liegenden Außenlamellen sollten zumindest zum Teil Reibbeläge aus einem
anderen, einen progressiven Reibwertverlauf zeigenden Material, aufwei
sen, 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. 13
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 ver
schlossen. 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 vorgese
hen.
Fig. 14 zeigt ein Rotorgerät 700, das als Komponente P (220) in der Anord
nung gemäß Fig. 1 oder als Komponente P (220a) der Anordnung gemäß
Fig. 9 einsetzbar ist. Bezug nehmend auf die Anwendungssituation gemäß
Fig. 1 weist das Rotorgerät wenigstens einen über das Ventil 218 oder
direkt an der Pumpe 208 angeschlossenen Druckmittelanschluss 702 und
einen am Reservoir 222 angeschlossenen Kühlölanschluss 703 auf, von
dem Kühlöl, ggf. über ein nicht dargestelltes Rückschlagventil, in ein mehr
teilig ausgeführtes Gehäuse 706 des Rotorgeräts 700 fließen kann, hin zu
zwei Förderrotoren 708a und 708b, die miteinander kämmende Fördergeo
metrien in Form von Verzahnungen aufweisen. Die beiden Förderrotoren
708a und 708b bilden eine Außenzahnradpumpe.
Über den Anschluss 702 in das Gehäuse 706 einströmendes Drucköl trifft
auf zwei Antriebsrotoren 710a und 710b, die miteinander kämmende
Antriebsgeometrien in Form von Verzahnungen aufweisen und durch das
Drucköl in Drehung versetzt werden. Die beiden Antriebsrotoren bilden
einen Hydromotor 710 in Umlaufverdrängerbauart, speziell einen Außen
zahnradmotor. Der Antriebsrotor 710a ist mit dem Förderrotor 708a und
der Antriebsrotor 710b ist mit dem Förderrotor 708b drehfest verbunden.
Das von den Förderrotoren 708a und 708b geförderte Kühlöl fließt über
einen Abflusskanal 716 in Richtung zur Doppelkupplung 202, um die
Lamellenkupplungen 204 und 206 mit Kühlöl zu versorgen. Das Drucköl,
das die Antriebsrotoren 710a und 710b passiert hat, fließt über einen Kanal
717 ab, der vorzugsweise in den Kanal 716 übergeht.
Wie in Fig. 14 gezeigt, können der Antriebsrotor 710a und der Förderrotor
708a eine gemeinsame Drehwelle aufweisen, beispielsweise derart, dass
zwei Zahnräder in eine Drehwelle eingefräst sind. Gleiches kann, wie in Fig.
14 gezeigt, für den Antriebsrotor 710b und den Förderrotor 708b gelten.
Wie erläutert, wird das Rotorpaar (ggf. Zahnradpaar) 710a, 710b durch die
Pumpe 208, vorzugsweise eine hydrostatische Pumpe, angetrieben. Da
sich das Rotorpaar (ggf. Zahnradpaar) 708a, 708b auf der gleichen Welle
mit einem jeweiligen Antriebsrotor befindet und - wie in Fig. 14 zu erken
nen - axial länger ist (axial breitere Zähne aufweist) als die Antriebsrotoren,
kann ein größerer Volumenstrom bei geringerem Druck gefördert werden.
Gemäß Fig. 14 sind die beiden Rotorpaare und damit die Volumenströme
(Druckölvolumenstrom und Kühlölvolumenstrom) durch eine geteilte Trenn-
oder Dichtscheibe 721 voneinander getrennt. Die Dichtscheibe ist in Fig.
17 dargestellt und besteht aus zwei Halbscheiben 721a und 721b, die im
zusammengesetzten Zustand zwei Öffnungen 723a und 723b für die
Rotorwellen 725a und 725b begrenzen.
Eine andere Ausführungsform eines nach dem gleichen Prinzip funktionie
renden Rotorgeräts 800 ist in Fig. 18 schematisch gezeigt. Hier besitzen
die Antriebsrotoren 810a und 810b des Hydromotors 810 einen kleineren
Durchmesser als die Förderrotoren 808a und 808b, so dass sich wiederum
vermittels der Förderrotoren ein Volumenstrom fördern lässt, der größer ist
als ein die Antriebsrotoren 810a und 810b antreibender Druckölstrom,
hingegen aber einen geringeren Druck als dieser Druckölstrom aufweist.
Der Antriebsrotor 810a und der Förderrotor 808a weisen eine gemeinsame
Drehwelle 825a auf. Der Antriebsrotor 810b und der Förderrotor 808b
weisen jeweils eine eigene Drehwelle 825b bzw. 825c auf. Diese beiden
Rotoren 810b und 808b stehen über ihre mit den Verzahnungen der Roto
ren 810a und 808a kämmende Verzahnungen mit diesen Rotoren, also den
Rotoren 810a und 808a, in Antriebsverbindung.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Kupplungssystem, umfassend
wenigstens eine Kupplungseinrichtung insbesondere für die Anordnung in
einem Antriebsstrang zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe.
Die Kupplungseinrichtung ist unter Vermittlung von Druckmedium betätig
bar oder/und für einen Betrieb unter Einwirkung eines Betriebsmediums
vorgesehen. Es wird nach einem Aspekt der Erfindung vorgeschlagen, dass
ein als Druckmedium für die Betätigung dienendes oder als Betriebsmedium
für den Betrieb der Kupplungsanordnung dienendes Sekundärmedium
vermittels einer ein Primärmedium bereit stellenden Pumpenanordnung und
einer an der Pumpenanordnung angeschlossenen Sekundärmediumbereit
stellanordnung oder sekundären Pumpenanordnung bereitstellbar ist, wobei
die Sekundärmediumbereitstellanordnung bzw. sekundäre Pumpenanord
nung aufweist: wenigstens ein in einem Gehäuse bewegbar angeordnetes
und im Betrieb mit dem von der erstgenannten Pumpenanordnung bereitge
stellten Primärmedium zumindest an wenigstens einer Druckaufnahme
fläche ausgesetztes Druckaufnahmeelement, das unter Vermittlung des
Betriebsmediums in Bewegung versetzbar ist, und wenigstens ein in
dem/einem Gehäuse bewegbar angeordnet ist, mit dem Druckaufnahmeelement
bewegungsverkoppeltes und im Betrieb mit dem Sekundärmedium zumin
dest an wenigstens einer Wechselwirkungsfläche wechselwirkende Wech
selwirkungselement, unter dessen Vermittlung das Sekundärmedium bereit
stellbar ist gegebenenfalls durch Verdrängung oder/und Erteilung einer
Beschleuningung oder/und Erteilung einer Beschleunigung oder/und Er
teilung eines Dralls.
Claims (72)
1. Kupplungssystem, umfassend wenigstens eine Kupplungseinrichtung
insbesondere für die Anordnung in einem Antriebsstrang zwischen
einer Antriebseinheit und einem Getriebe, wobei die Kupplungsein
richtung (202) wenigstens eine für einen Betrieb unter Einwirkung
eines Betriebsmediums vorgesehene Kupplungsanordnung (204,
206) aufweist, der für diesen Betrieb Betriebsmedium zuführbar ist
auf Grundlage einer Druckmedium bereitstellenden Pumpenanord
nung (208) und einer an der Pumpenanordnung angeschlossenen
Betriebsmediumbereitstellanordnung (220), die das Betriebsmedium
in einem Betriebsmediumstrom bereitstellt, der im Druck gegenüber
einem von der Pumpenanordnung (208) abgegebenen Druck des
Druckmediums reduziert ist und bezogen auf das im zeitlichen Mittel
pro Zeiteinheit bereitgestellte Mediumvolumen größer ist als ein
gegebenenfalls von der Pumpenanordnung (208) zur Betriebsmedi
umbereitstellanordnung (220) fließender Druckmediumstrom,
wobei die Betriebsmediumbereitstellanordnung aufweist:
wenigstens ein in einem Gehäuse (232; 306; 402) bewegbar angeordnetes und im Betrieb dem von der Pumpenanordnung (208) bereitgestellten Druckmedium zumindest an wenigstens einer Druckaufnahmefläche ausgesetztes Druckaufnahme element (234; 310; 410), das unter Vermittlung des Druckme diums in Bewegung versetzbar ist,
wenigstens ein in dem/einem Gehäuse (232; 306; 402) be wegbar angeordnetes, mit dem Druckaufnahmeelement bewe gungsverkoppeltes und im Betrieb mit dem Betriebsmedium zumindest an wenigstens einer Wechselwirkungsfläche wech selwirkendes Wechselwirkungselement (234; 308; 408), unter dessen Vermittlung der Betriebsmediumstrom bereit stellbar ist.
wenigstens ein in einem Gehäuse (232; 306; 402) bewegbar angeordnetes und im Betrieb dem von der Pumpenanordnung (208) bereitgestellten Druckmedium zumindest an wenigstens einer Druckaufnahmefläche ausgesetztes Druckaufnahme element (234; 310; 410), das unter Vermittlung des Druckme diums in Bewegung versetzbar ist,
wenigstens ein in dem/einem Gehäuse (232; 306; 402) be wegbar angeordnetes, mit dem Druckaufnahmeelement bewe gungsverkoppeltes und im Betrieb mit dem Betriebsmedium zumindest an wenigstens einer Wechselwirkungsfläche wech selwirkendes Wechselwirkungselement (234; 308; 408), unter dessen Vermittlung der Betriebsmediumstrom bereit stellbar ist.
2. Kupplungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Betriebsmediumbereitstellanordnung (220) an einem Betriebs
mediumreservoir (222) angeschlossen ist und von diesem Betriebs
medium für die Zufuhr zur Kupplungsanordnung (204, 206) bezieht.
3. Kupplungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Betriebsmediumbereitstellanordnung (220) als Druckumset
zeranordnung (230; 300; 400) ausgebildet ist.
4. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, dass im zeitlichen Mittel pro Zeiteinheit die dem
Druckmedium ausgesetzte effektive Fläche der Druckaufnahmefläche
kleiner ist als die mit dem Betriebsmedium wechselwirkende effek
tive Fläche der Wechselwirkungsfläche.
5. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, dass wenigstens eine integral oder einteilig ausge
führte Komponente (234) vorgesehen ist, welche dasein Druckauf
nahmeelement und dasein Wechselwirkungselement bildet.
6. Kupplungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Komponente als in einem Kolbengehäuse (232) längs einer Achse
verschiebbar angeordneter Kolben (234) mit einer dem Druckmedium
ausgesetzten ersten Kolbenfläche (262), die als Druckaufnahme
fläche dient, und einer mit dem Betriebsmedium wechselwirkender
zweiten Kolbenfläche (280), die als Wechselwirkungsfläche dient,
ausgeführt ist, wobei die Kolbenflächen an zueinander entgegen
gesetzten axialen Endbereichen des Kolbens angeordnet sind und die
erste Kolbenfläche vorzugsweise kleiner als die zweite Kolbenfläche
ist.
7. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, dass wenigstens ein Rotorbauteil (310 bzw. 308; 410
bzw. 408) das Druckaufnahmeelement oder/und das Wechselwir
kungselement bildet.
8. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Betriebsmediumbereitstellanordnung (220)
eine Pumpenanordnung umfasst oder als Pumpenanordnung identifi
zierbar ist.
9. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (204, 206) unter Ver
mittlung des von der Pumpenanordnung (208) bereitgestellten
Druckmediums betätigbar ist.
10. Kupplungssystem, umfassend wenigstens eine Kupplungseinrichtung
insbesondere für die Anordnung in einem Antriebsstrang zwischen
einer Antriebseinheit und einem Getriebe, wobei die Kupplungsein
richtung (202a) wenigstens eine unter Vermittlung von Druckme
dium betätigbare Kupplungsanordnung (204a, 206a) aufweist, wobei
das Druckmedium für die Betätigung bereitstellbar ist auf Grundlage
einer ein Betriebsmedium bereitstellenden Pumpenanordnung (208a)
und einer an der Pumpenanordnung angeschlossenen Druckmedium
bereitstellanordnung (220a), die das Druckmedium bereitstellt bei
einem Druck, der gegenüber einem von der Pumpenanordnung
(208a) abgegebenen Druck des Betriebsmediums vergrößert ist, und
gegebenenfalls in einem Druckmediumstrom, der im zeitlichen Mittel
pro Zeiteinheit bereitgestellten Mediumvolumen kleiner ist als ein
gegebenenfalls von der Pumpenanordnung (208a) zur Druckmedium
bereitstellanordnung (220a) fließender Betriebsmediumstrom,
wobei die Druckmediumbereitstellanordnung aufweist:
wenigstens ein in einem Gehäuse (532) bewegbar angeord netes und im Betrieb dem von der Pumpenanordnung (208a) bereitgestellten Betriebsmedium zumindest an wenigstens einer Druckaufnahmefläche ausgesetztes Druckaufnahme element (534), das unter Vermittlung des Betriebsmediums in Bewegung versetzbar ist,
wenigstens ein in dem/einem Gehäuse (532) bewegbar an geordnetes, mit dem Druckaufnahmeelement bewegungsver koppeltes und im Betrieb mit dem Druckmedium zumindest an wenigstens einer Wechselwirkungsfläche wechselwirkendes Wechselwirkungselement (534), unter dessen Vermittlung das Druckmedium bereitstellbar ist.
wenigstens ein in einem Gehäuse (532) bewegbar angeord netes und im Betrieb dem von der Pumpenanordnung (208a) bereitgestellten Betriebsmedium zumindest an wenigstens einer Druckaufnahmefläche ausgesetztes Druckaufnahme element (534), das unter Vermittlung des Betriebsmediums in Bewegung versetzbar ist,
wenigstens ein in dem/einem Gehäuse (532) bewegbar an geordnetes, mit dem Druckaufnahmeelement bewegungsver koppeltes und im Betrieb mit dem Druckmedium zumindest an wenigstens einer Wechselwirkungsfläche wechselwirkendes Wechselwirkungselement (534), unter dessen Vermittlung das Druckmedium bereitstellbar ist.
11. Kupplungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
die Druckmediumbereitstellanordnung (220a) an einem Mediumreser
voir (212a) angeschlossen ist und von diesem Medium für die Zufuhr
zur Kupplungsanordnung (204a, 206b) bezieht oder/und Medium an
das Mediumreservoir (212a) abführt.
12. Kupplungssystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeich
net, dass die Druckmediumbereitstellanordnung (220a) als Druckum
setzeranordnung (500) ausgebildet ist.
13. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass im zeitlichen Mittel pro Zeiteinheit die dem
Betriebsmedium ausgesetzte effektive Fläche der Druckaufnahme
fläche größer ist als die mit dem Druckmedium wechselwirkende
effektive Fläche der Wechselwirkungsfläche.
14. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, dass wenigstens eine integral oder einteilig ausge
führte Komponente (534) vorgesehen ist, welche dasein Druckauf
nahmeelement und das/ein Wechselwirkungselement bildet.
15. Kupplungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass
die Komponente als in einem Kolbengehäuse längs einer Achse
verschiebbar angeordneter Kolben (534) mit einer dem Betriebsme
dium ausgesetzten ersten Kolbenfläche (526), die als Druckaufnah
mefläche dient, und einer mit dem Druckmedium wechselwirkender
zweiten Kolbenfläche (580), die als Wechselwirkungsfläche dient,
ausgeführt ist, wobei die Kolbenflächen an zueinander entgegen
gesetzten axialen Endbereichen des Kolbens angeordnet sind und die
erste Kolbenfläche vorzugsweise größer als die zweite Kolbenfläche
ist.
16. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, dass wenigstens ein Rotorbauteil das Druckauf
nahmeelement oder/und das Wechselwirkungselement bildet.
17. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, dass die Druckmediumbereitstellanordnung (220a)
eine Pumpenanordnung umfasst oder als Pumpenanordnung identifi
zierbar ist.
18. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (202a) für einen
Betrieb unter Einwirkung eines Betriebsmediums vorgesehen ist, der
für diesen Betrieb von der Pumpenanordnung (208a) bereitgestelltes
Betriebsmedium zuführbar ist.
19. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Hydraulikmedium als Betriebsmedium und
als Druckmedium eingesetzt ist.
20. Kupplungssystem, umfassend wenigstens eine Kupplungseinrichtung
insbesondere für die Anordnung in einem Antriebsstrang zwischen
einer Antriebseinheit und einem Getriebe, wobei die Kupplungsein
richtung (202) wenigstens eine für einen Betrieb unter Einwirkung
eines Betriebsmediums vorgesehene Kupplungsanordnung (204,
206) aufweist, der für diesen Betrieb Betriebsmedium zuführbar ist
auf Grundlage einer Druckmedium bereitstellenden ersten Pumpen
anordnung (208) (diese wird im Folgenden auch primäre Pumpen
anordnung genannt) und einer an der ersten Pumpenanordnung
angeschlossenen, durch das von der ersten Pumpenanordnung be
reitgestellte Druckmedium antreibbaren zweiten Pumpenanordnung
(220) (diese wird im Folgenden auch sekundäre Pumpenanordnung
genannt), wobei die sekundäre Pumpenanordnung (220) wenigstens
ein in einem Gehäuse (232; 306; 402) bewegbar angeordnetes,
unter Vermittlung des Druckmediums (dieses wird im Folgenden
auch Primärmedium genannt) antreibbares und mit dem Betriebs
medium (dieses wird im Folgenden auch Sekundärmedium genannt)
wechselwirkendes Pumpenelement (234; 310; 410) aufweist, das
im Betrieb das Sekundärmedium (Betriebsmedium) durch Verdrän
gung oder/und Erteilung einer Beschleunigung oder/und Erteilung
eines Dralls in Richtung zur Kupplungsanordnung fördert.
21. Kupplungssystem, umfassend wenigstens eine Kupplungseinrichtung
insbesondere für die Anordnung in einem Antriebsstrang zwischen
einer Antriebseinheit und einem Getriebe, wobei die Kupplungsein
richtung (202a) wenigstens eine unter Vermittlung von Druckme
dium betätigbare Kupplungsanordnung (204a, 206a) aufweist, wobei
das Druckmedium für die Betätigung bereitstellbar ist auf Grundlage
einer Betriebsmedium bereitstellenden zweiten Pumpenanordnung
(208a) (diese wird im Folgenden auch primäre Pumpenanordnung
genannt), und einer an der zweiten Pumpenanordnung angeschlosse
nen, durch das von der zweiten Pumpenanordnung bereitgestellte
Betriebsmedium antreibbaren ersten Pumpenanordnung (220a) (diese
wird im Folgenden auch sekundäre Pumpenanordnung genannt),
wobei die sekundäre Pumpenanordnung (220a) wenigstens ein in
einem Gehäuse bewegbar angeordnetes, unter Vermittlung des
Betriebsmediums (dieses wird im Folgenden auch Primärmedium
genannt) antreibbares und mit dem Druckmedium (dieses wird im
Folgenden auch Sekundärmedium genannt) wechselwirkendes Pum
penelement (534) aufweist, das im Betrieb das Sekundärmedium
(Druckmedium) durch Verdrängung oder/und Erteilung einer Be
schleunigung oder/und Erteilung eines Dralls auf einen zur Kupp
lungsbetätigung hinreichenden Druck bringt.
22. Kupplungssystem nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeich
net, dass die zweite Pumpenanordnung (220; 208a) an einem Be
triebsmediumreservoir angeschlossen ist und von diesem Betriebs
medium für die Zufuhr zur Kupplungsanordnung bezieht.
23. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, dass die zweite Pumpenanordnung (220; 208a) das
Betriebsmedium in einem Betriebsmediumstrom bereitstellt, der im
Druck gegenüber einem von der ersten Pumpenanordnung (208;
220a) abgegebenen Druck des Druckmediums kleiner ist und bezo
gen auf das im zeitlichen Mittel pro Zeiteinheit bereitgestellte Medi
umvolumen größer ist als ein gegebenenfalls von der ersten Pumpen
anordnung zur zweiten Pumpenanordnung fließender oder insgesamt
im Dauerbetrieb von der ersten Pumpenanordnung bereitstellbarer
Druckmediumstrom.
24. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, dass die primäre Pumpenanordnung (208; 208a)
elektrisch oder/und unter Vermittlung der Antriebseinheit oder/und
des Getriebes antreibbar ist.
25. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, dass von der ersten und der zweiten Pumpenanord
nung mindestens eine wenigstens eine hydrostatische Pumpe oder
als Verdrängermaschine ausgebildete Pumpe umfasst.
26. Kupplungssystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Pumpenanordnung (208; 220a) wenigstens eine hydro
statische Pumpe oder als Verdrängermaschine ausgebildete Pumpe
(500) aufweist.
27. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, dass von der ersten und der zweiten Pumpenanord
nung mindestens eine wenigstens eine hydrodynamische Pumpe
oder als Strömungsmaschine ausgebildete Pumpe umfasst.
28. Kupplungssystem nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Pumpenanordnung (220; 208a) wenigstens eine durch
das von der ersten Pumpenanordnung bereitgestellte Druckmedium
antreibbare hydrodynamische Pumpe oder als Strömungsmaschine
ausgebildete Pumpe (300; 400) aufweist.
29. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, dass die Pumpe wenigstens ein translatorisch oder
rotatorisch antreibbares Pumpenelement (234; 308; 408; 534)
aufweist, dass im Falle einer zur primären Pumpenanordnung (208;
208a) zugehörigen Pumpe motorisch, insbesondere elektromoto
risch, bzw. im Falle einer zur sekundären Pumpenanordnung (220; 220a)
zugehörigen Pumpe unter Vermittlung des Primärmediums
antreibbar ist.
30. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 20 bis 29, dadurch
gekennzeichnet, dass die sekundäre Pumpenanordnung wenigstens
eine durch das von der primären Pumpenanordnung bereitgestellte
Primärmedium antreibbare Kolbenpumpe (230; 500) aufweist.
31. Kupplungssystem nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kolbenpumpe (230; 500) wenigstens einen in einem Pumpenge
häuse längs einer Achse verschiebbar angeordneten Kolben (234;
534) mit einer dem Primärmedium ausgesetzten ersten Kolbenfläche
(262; 562) und einer mit dem Sekundärmedium wechselwirkenden
zweiten Kolbenfläche (280; 580) aufweist, wobei die Kolbenflächen
an zueinander entgegengesetzten axialen Endbereichen des Kolbens
angeordnet sind.
32. Kupplungssystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass
die dem Druckmedium zugeordnete Kolbenfläche (280; 580) kleiner
als die dem Betriebsmedium zugeordnete Kolbenfläche (262; 562)
ist.
33. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch
gekennzeichnet, dass die sekundäre Pumpenanordnung mehrere
Kolbenpumpen aufweist, die mit gegeneinander versetzter Kolben
hubphase synchron betreibbar sind.
34. Kupplungssystem nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass
eine erste Kolbenpumpe und eine zweite Kolbenpumpe mit gegenein
ander um etwa 180 Grad versetzter Kolbenhubphase synchron
betreibbar sind.
35. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch
gekennzeichnet, dass mittels einer zwischen die primäre Pumpen
anordnung und die Kolbenpumpe geschalteten Ventilanordnung
(218; 218a) abwechselnd ein Ansaughub und ein Ausstoßhub der
Kolbenpumpe auslösbar ist.
36. Kupplungssystem nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Hub oder beide Hübe vom Ansaughub und Ausstoßhub durch
Anlegen von Primärmediumdruck an einem dem betreffenden Hub
zugeordneten Ansteuereingang (236; 536) der Kolbenpumpe aus
lösbar ist.
37. Kupplungssystem nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kolbenpumpe eine bei einem Hub vom Ansaughub und vom
Ausstoßhub unter zunehmende Spannung gesetzte, auf den Kolben
(234; 534) wirkende Rückstellfederanordnung (244; 544) aufweist.
38. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 30 bis 37, dadurch
gekennzeichnet, dass wenigstens ein Druckabbauventil (246; 218)
vorgesehen ist, mittels dem ein an einem Ansteuereingang (236;
536) der Kolbenpumpe angelegter Primärmediumdruck durch Ab
fließenlassen von Primärmedium abbaubar ist, um den Ansaughub
oder den Ausstoßhub der Kolbenpumpe auszulösen oder zuzulassen.
39. Kupplungssystem nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass
das Druckabbauventil (246) in die sekundäre Pumpenanordnung
(230) integriert ist.
40. Kupplungssystem nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass
das Druckabbauventil (246) unter Vermittlung einer Hubbewegung
eines/des Kolbens (234) der Kolbenpumpe mechanisch betätigbar
oder/und unter Vermittlung von auf das Druckabbauventil wirkendem
Primärmedium betätigbar ist.
41. Kupplungssystem nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Mehrzahl von Ventilelementen (234, 242) des Druckabbauven
tils (246) zwischen einer als Öffnungsstellung zu identifizierenden
ersten Relativposition und einer als Schließstellung zu identifizieren
den zweiten Relativstellung in Reaktion auf die Hubbewegung des
Kolbens (234) oder/und in Reaktion auf auf wenigstens eines der
Ventilelemente wirkendenes Primärmedium verstellbar ist.
42. Kupplungssystem nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass
ein erstes Ventilelement (234) und ein zweites Ventilelement (242)
durch eine Vorspannfederanordnung (254) in Richtung auf die Öff
nungsstellung vorgespannt sind.
43. Kupplungssystem nach Anspruch 41 oder 42, dadurch gekennzeich
net, dass der Kolben (234) ein Ventilelement bildet.
44. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 40 bis 43, dadurch
gekennzeichnet, dass das Druckabbauventil (246) durch Anschlag
eines mit dem Kolben eine Hubbewegung mitmachenden Ventilele
ments (234) an einem Anschlag (270) oder/und Betätigung des
Druckabbauventils durch Anschlag des Kolbens an einem Betäti
gungsanschlag in eine/die Öffnungsstellung und durch auf wenigs
tens ein Ventilelement wirkendes Primärmedium in eine/die Schließ
stellung bringbar ist.
45. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 20 bis 44, dadurch
gekennzeichnet, dass die sekundäre Pumpenanordnung (220; 220a)
mit wenigstens einem einen Rückfluss von Sekundärmedium aus der
sekundären Pumpenanordnung, gegebenenfalls aus der Kolbenpumpe,
zum Sekundärmediumreservoir oder/und mit wenigstens einem
einen Rückfluss von Sekundärmedium von Seiten der Kupplungs
anordnung in die sekundäre Pumpenanordnung, gegebenenfalls in
die Kolbenpumpe, verhindernden Ventil, insbesondere Rückschlag
ventil (252, 266; 582, 566), ausgeführt ist.
46. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 20 bis 45, dadurch
gekennzeichnet, dass die sekundäre Pumpenanordnung (220) wenig
stens eine durch das von der primären Pumpenanordnung bereitge
stellte Primärmedium antreibbare Drallförderpumpe oder Zentrifugal
pumpe (300; 400) oder wenigstens eine durch das von der primären
Pumpenanordnung bereitgestellte Primärmedium antreibbare rotato
rische Verdrängerpumpe, ggf. Zahnradpumpe (700; 800) oder Zahn
ringpumpe, aufweist.
47. Kupplungssystem nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass
die Drallförderpumpe oder Zentrifugalpumpe bzw. die Verdränger
pumpe (700; 800) wenigstens einen Rotor (308; 408; 708a, 708b;
808a, 808b) aufweist, mit dem Sekundärmedium wechselwirkt.
48. Kupplungssystem nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass
der Rotor (308; 408; 708a, 708b; 808a, 808b) mittels eines Primär
mediums von der primären Pumpenanordnung empfangenden Hydro
motors (310; 410; 710; 810) antreibbar ist.
49. Kupplungssystem nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass
der Hydromotor (310; 410; 710; 810) als Strömungsmaschine oder
Verdrängermaschine ausgebildet ist.
50. Kupplungssystem nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass
der Hydromotor als Umlaufverdrängermotor, ggf. als Zahnradmotor
(710; 810) oder Zahnringmotor, ausgeführt ist.
51. Kupplungssystem nach Anspruch 49 oder 50, dadurch gekennzeich
net, dass der Hydromotor wenigstens einen mit dem Primärmedium
wechselwirkenden Rotor (310; 410; 710a, 710b; 810a, 810b)
aufweist, der mit dem mit dem Sekundärmedium wechselwirkenden
Rotor (308; 408; 708a, 708b; 808a, 808b) bewegungsverkoppelt
ist.
52. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 47 bis 51, dadurch
gekennzeichnet, dass der mit dem Sekundärmedium wechselwir
kende Rotor (308; 408) oder/und der Rotor (310; 410) des Hydro
motor eine Scheibe oder/und eine Welle mit einer Strömungsgeome
trieanordnung, gegebenenfalls einer Schaufelanordnung, umfasst.
53. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 47 bis 52, dadurch
gekennzeichnet, dass die Drallförderpumpe oder Zentrifugalpumpe
das Sekundärmedium derart fördert, dass das Sekundärmedium den
Rotor (308; 408) im Wesentlichen in axialer oder radialer/tangentia
ler Richtung anströmt und dass das Betriebsmedium vom Rotor in im
Wesentlichen axialer oder radialer/tangentialer Richtung abströmt.
54. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 51 bis 53, dadurch
gekennzeichnet, dass der Hydromotor derart ausgebildet ist, dass
das Primärmedium den Rotor (310; 410) in im Wesentlichen axialer
oder radialer/tangentialer Richtung anströmt und dass das Primärme
dium vom Rotor in im Wesentlichen axialer oder radialer/tangentialer
Richtung abströmt.
55. Kupplungssystem nach Anspruch 53 oder 54, dadurch gekennzeich
net, dass zum im Wesentlichen radialen/tangentialen Anströmen des
Rotors oder/und zum im Wesentlichen radialen/tangentialen Abströ
men vom Rotor eine Mehrzahl von in Bezug auf den Rotor im We
sentlichen rotationssymmetrisch angeordneten Anströmkanälen (314)
bzw. Abströmkanälen (316) in einem den Rotor (310) beher
bergenden Gehäuse (306) vorgesehen sind.
56. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 52 bis 55, dadurch
gekennzeichnet, dass wenigstens ein mit dem Primärmedium wech
selwirkender Rotor (410) und wenigstens ein mit dem Sekundär
medium wechselwirkender Rotor (408) zueinander im Wesentlichen
koaxiale Drehachsen aufweisen.
57. Kupplungssystem nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Betriebsmediumstrom (424) zumindest bereichsweise
als wenigstens einen Druckmediumstrom (420) oder/und den mit
dem Druckmediumstrom wechselwirkenden Rotor (410) umgebender
Ringstrom in im Wesentlichen axialer Richtung geführt ist.
58. Kupplungssystem nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, dass
der Druckmediumstrom und der Betriebsmediumstrom in einen ge
meinsamen Mediumstrom übergehen.
59. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 46 bis 58, dadurch
gekennzeichnet, dass die sekundäre Pumpenanordnung wenigstens
zwei mit dem Sekundärmedium wechselwirkende, nicht zueinander
koaxial angeordnete Rotoren (708a, 708b; 808a, 808b) oder/und
dass der Hydromotor wenigstens zwei mit dem Primärmedium wech
selwirkende, nicht zueinander koaxial angeordnete Rotoren (710a,
710b; 810a, 810b) aufweist.
60. Kupplungssystem nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Antriebsformation, ggf. Verzahnung, eines ersten Rotors (710a;
810a) des Hydromotors mit einer Antriebsformation, ggf. Verzah
nung, eines zweiten Rotors (710b; 810b) des Hydromotors kämmt.
61. Kupplungssystem nach Anspruch 59 oder 60, dadurch gekennzeich
net, dass eine Förderformation, ggf. Verzahnung, eines ersten Rotors
(708a; 808a) der sekundären Pumpenanordnung mit einer Förderfor
mation, ggf. Verzahnung, eines zweiten Rotors (708b; 808b) der
sekundären Pumpenanordnung kämmt.
62. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 48 bis 61, dadurch
gekennzeichnet, dass wenigstens ein mit dem Primärmedium wech
selwirkender Rotor (710a, 710b; 810a) des Hydromotors und wenig
stens ein mit dem Sekundärmedium wechselwirkender Rotor (708a,
708b; 808a) der sekundären Pumpenanordnung über wenigstens
eine wenigstens einem Rotor des Hydromotors und wenigstens
einem Motor der sekundären Pumpenanordnung gemeinsame Welle
(725a bzw. 725b; 825a) miteinander verkoppelt sind.
63. Kupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (204, 206;
204a, 206a) in Bezug auf das Betriebsmedium selbstsaugend ist und
dass die zweite Pumpenanordnung (220; 208a) ein einem Nicht
betrieb-Zustand von der Kupplungseinrichtung angesaugtes Betriebs
medium zu dieser durchlässt.
64. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 20, 22 bis 63,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung (204, 206)
vermittels von der Pumpenanordnung (208) bzw. von der ersten
Pumpenanordnung (208) bereitgestelltem Druckmedium betätigbar
ist.
65. Kupplungssystem nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, dass
die Pumpenanordnung (208) bzw. die erste Pumpenanordnung (208)
dafür ausgelegt ist, Druckmittel bei einem zur Betätigung der Kupp
lungsanordnung hinreichenden Druck bereitzustellen.
66. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 19, 21 bis 65,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung für einen
Betrieb unter Einwirkung des von der Pumpenanordnung (208a) bzw.
von der zweiten Pumpenanordnung (208a) bereitgestellten Betriebs
medium vorgesehen ist.
67. Kupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung eine nasslau
fende Kupplungsanordnung (204, 206; 204a, 206a) ist, dass der
Betrieb unter Einwirkung des Betriebsmediums ein nasslaufender
Betrieb ist und dass das Betriebsmedium eine Betriebsflüssigkeit,
gegebenenfalls eine Kühlflüssigkeit, ist.
68. Kupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung (204, 206;
204a, 206a) als Lamellen-Kupplungsanordnung ausgebildet ist.
69. Kupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass das Druckmedium ein hydraulisches
Druckmedium, insbesondere ein Hydrauliköl ist, das gegebenenfalls
auch als Kühlflüssigkeit dient.
70. Kupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung eine Mehr
fach-Kupplungseinrichtung (202; 202a) mit mehreren Kupplungs
anordnungen (204, 206; 204a, 206a) ist.
71. Kupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass der Kupplungsanordnung Betriebsme
dium unter Vermittlung eines an der Betriebsmediumbereitstellanord
nung bzw. der Pumpenanordnung bzw. der zweiten Pumpenanord
nung angeschlossenen oder anschließbaren Betriebsmediumspei
chers zuführbar ist.
72. Kupplungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung unter Vermitt
lung eines an der Pumpenanordnung bzw. der Druckmediumbereit
stellanordnung (220a) bzw. der ersten Pumpenanordnung (220a)
angeschlossenen oder anschließbaren Druckmediumspeichers betä
tigbar ist.
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