DE10118756B4

DE10118756B4 - Kupplungssystem, Kraftfahrzeug-Antriebsstrang sowie Verfahren zum Temperaturmanagement eines Kupplungssystems

Info

Publication number: DE10118756B4
Application number: DE10118756.4A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Busold Thomas; Angelika Ebert; Dipl.-Ing. Wolfgang (FH) Großpietsch; Dipl.-Ing. Olaf (FH) Moseler; Dipl.-Phys. Kuhstrebe Jochen
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2001-04-17
Publication date: 2015-03-12
Anticipated expiration: 2021-04-18
Also published as: DE10128856B4; DE10102874A1; DE10128856A1; DE10118756A1

Abstract

Kupplungssystem, umfassend wenigstens eine Kupplungseinrichtung (202) für die Anordnung in einem Antriebsstrang zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe (330), wobei die Kupplungseinrichtung wenigstens eine für einen Betrieb unter Einwirkung eines Kupplungsbetriebsmediums vorgesehene Kupplungsanordnung (204, 206) aufweist, wobei die Kupplungseinrichtung zusammen mit wenigstens einem Kupplungsbetriebsmediumreservoir (212) und wenigstens einer Kupplungsbetriebsmediumpumpe (209) in einem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand umschaltbar ist, wobei im ersten Zustand das umlaufende Kupplungsbetriebsmedium vollständig oder zumindest zu einem größeren Teil über eine Wärmetauscheranordnung (300) der Kupplungseinrichtung (202) zugeführt wird und im zweiten Zustand das umlaufende Kupplungsbetriebsmedium vollständig oder zumindest zu einem größeren Teil an der Wärmetauscheranordnung (300) vorbeigeführt und der Kupplungseinrichtung (202) zugeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kupplungssystem, umfassend wenigstens eine Kupplungseinrichtung, insbesondere für die Anordnung in einem Antriebsstrang zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe, wobei die Kupplungseinrichtung wenigstens eine für einen Betrieb unter Einwirkung eines Kupplungsbetriebsmediums, gegebenenfalls eines Kühlmediums, vorgesehene Kupplungsanordnung aufweist, wobei die Kupplungseinrichtung zusammen mit wenigstens einem Kupplungsbetriebsmediumreservoir und wenigstens einer Kupplungsbetriebsmediumpumpe in einem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einer ggf. von einer Brennkraftmaschine gebildeten Antriebseinheit, einem Getriebe und einem Kupplungssystem, wie genannt, dessen wenigstens eine Kupplungseinrichtung zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe angeordnet ist zur Momentenübertragung zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe.
Herkömmlich hat man die Antriebsstrang-Komponenten Antriebseinheit (Motor) und Getriebe hinsichtlich des Wärmemanagements jeweils für sich betrachtet und der Kupplungseinrichtung keine besondere Beachtung geschenkt. In einem Beitrag ”Der Antriebsstrang 2000 – Entwicklung einer Warmlaufstrategie für Motor und Automatikgetriebe durch gezieltes Wärmemanagement” von Dipl.-Ing. H. Holzer und Prof. Dr. H. P. Lenz in den VDI Berichten Nr. 1565, 2000, S. 83–107, wird eine Reihe von einzelnen und miteinander kombinierten Wärmemanagementmaßnahmen am Motor und am Automatikgetriebe im Hinblick auf das Anwärmverhalten und den Kraftstoffverbrauch des Antriebsstranges untersucht. Eine erwogene Maßnahme ist eine Erwärmung des Getriebeöls durch aus dem Kühlwasserkreislauf des Motors entnommene Wärmeenergie. Das Kupplungssystem des Antriebsstrangs spielt in diesen Untersuchungen keine wesentliche Rolle.
Stand der Technik bei einem automatischem Getriebe ist, einen Getriebebetriebsmediumkreislauf, speziell Getriebekühlölkreislauf, vorzusehen, der das automatische Getriebe durchströmt, um Bauteilüberhitzungen durch Reibungsverluste zu verhindern. In vielen derartigen Kühlkreisläufen ist ein Kühler eingebaut, der als Öl-Luft-Kühler oder als Öl-Wasser-Kühler ausgeführt sein kann. Damit der bei tieferen Temperaturen auf Grund des zäheren Öls erforderliche bzw. auftretende Öldruck den Kühler nicht beschädigt, ist bei vielen Konstruktionen ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen, das eine den Kühler überbrückende Bypassleitung freischaltet. Mit einem solchen Bypassventil, welches auf einen festen Schaltpunkt eingestellt ist, kann allerdings kein den Betriebszuständen angepasstes, variables Wärmemanagement erreicht werden. Es muss bei diesem Ansatz ein Kompromiss zwischen den Zielen a) keine Bauteilzerstörung bei zu hohen oder zu tiefen Temperaturen (höchste Priorität) und b) möglichst schnelles Erreichen der optimalen Betriebstemperatur für die Energiebilanz (niedrigere Priorität) gefunden werden. Gemäß dem herkömmlichen Ansatz in Zusammenhang mit Automatikgetrieben, ist der Kühler immer in den Kühlölkreislauf eingebunden, sofern nicht das Druckbegrenzungsventil auf Grund zu hohen Öldrucks die Bypassleitung frei gibt. Die wirksame Wärmekapazität des Ölkreislaufs ist dementsprechend im Normalfall vergleichsweise groß, so dass es relativ lange braucht, bis der Ölkreislauf und damit das Getriebe auf optimale Betriebstemperatur gebracht ist.
Aus der DE 690 24 157 T2 geht hervor, dass das Betriebsmedium über einen eigenen Kreislauf und nicht zur Kupplung geführt wird, wenn es zum Kühler fließt.
Die DE 198 48 935 A1 betrifft ein Automatgetriebe mit einem hydrodynamischen Wandler. Der Wandlerüberbrückungskupplung wird bei schlupfendem Betrieb vermehrt Kühlöl zugeführt. Der Ölkühler ist an den Zulauf angeschlossen und durch ein Druckventil gesichert.
Die DE 198 26 747 A1 beschreibt ein Getriebe mit einer Dreheinführung für ein Druckmedium. Zur Verringerung von Leckage ist vorgesehen, einen Kolbenring und einen O-Ring an vorgegebenen Stellen zu platzieren.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auch das Kupplungssystem eines Antriebsstrangs in der Energiebilanz bzw. im Wärmehaushalt eines Antriebsstrangs nicht vernachlässigbar ist, insbesondere im Falle eines Kupplungssystems der eingangs genannten Art mit einer Kupplungseinrichtung, die wenigstens eine für einen Betrieb unter Einwirkung eines Kupplungsbetriebsmediums (ggf. Kühlöl) vorgesehene Kupplungsanordnung (ggf. Lamellen-Kupplungsanordnung) aufweist. Vor diesem Hintergrund schlägt die Erfindung verschiedene, das Wärmemanagement der Kupplungseinrichtung für sich sowie in Kombination mit den übrigen Komponenten des Antriebsstrangs betreffende Maßnahmen vor, die teilweise darauf basieren, Kühl- und Schmierströme in der Kupplungseinrichtung bzw. im Getriebe im Hinblick auf eine zu erreichende Kühlwirkung bzw. zum Warmlaufen zu variieren.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Kupplungssystem nach Anspruch 1 vorgeschlagen.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass ein im Kupplungsbetriebsmediumkreislauf umlaufender Betriebsmediumstrom hinsichtlich des pro Zeiteinheit umlaufenden Betriebsmediumvolumens steuerbar oder regelbar ist, vorzugsweise vermittels wenigstens eines Volumenstrom-Steuer/Regel-Ventils oder/und vermittels der Kupplungsbetriebsmediumpumpe. Diese Ausbildung des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs ermöglicht eine Beeinflussung der Wärmeaustauschgeschwindigkeit (ggf. Abkühlgeschwindigkeit) in der Wärmetauscheranordnung (größeres oder kleineres DT) sowie ggf. die Ausnutzung von turbulenten Strömungszuständen.
Die Wärmeaustauscheranordnung kann als Kupplungsbetriebsmedium-Luft-Wärmetauscheranordnung oder als Kupplungsbetriebsmedium-Kühlmedium-Wärmetauscheranordnung (insbesondere Kupplungsbetriebsmedium-Kühlwasser-Wärmetauscheranordnung) ausgeführt sein.
In wenigstens einer Betriebssituation des Kupplungssystems bzw. des Antriebsstrangs (insbesondere im ”Normalbetrieb”) wird die Wärmetauscheranordnung zum Kühlen des Kupplungsbetriebsmediums dienen. Die Wärmetauscheranordnung kann aber auch zweckmäßig dazu eingesetzt werden, in wenigstens einer Betriebssituation des Kupplungssystems bzw. des Antriebsstrangs zum Wärmen des Kupplungsbetriebsmediums zu dienen, etwa um einen Soll-Betriebstemperaturbereich zu erreichen. Für den Fall, dass die Wärmetauscheranordnung direkt oder indirekt mit der Antriebseinheit in Wärmeaustauschverbindung steht, kann ferner vorgesehen sein, das die Wärmetauscheranordnung in wenigstens einer Betriebssituation des Kupplungssystems und der Antriebseinheit zum Erwärmen der Antriebseinheit bzw. zum Erwärmen von der Antriebseinheit zugeordnetem Betriebsmedium, ggf. Motoröl, dient. Diese Erwärmung kann durch einen Kühlmediumkreislauf (ggf. Kühlwasserkreislauf) der Antriebseinheit vermittelt werden, der der Wärmetauscheranordnung zugeordnet oder zuordenbar ist.
Gemäß einer ersten grundsätzlichen Ausgestaltungsmöglicheit kann vorgesehen sein, dass der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf in Abhängigkeit von einem im Kreislauf herrschenden, einen Strömungswiderstand der Wärmetauscheranordnung widerspiegelnden Kupplungsbetriebsmediumdruck zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand umschaltbar ist. Hierzu kann eine Umschaltanordnung vorgesehen sein, die dann auf den ersten Zustand in den zweiten Zustand schaltet, wenn der im Kreislauf herrschende Druck einen Grenzdruck überschreitet. Die Umschaltanordnung kann vorteilhaft mit einer druckbetätigbaren Ventilanordnung ausgeführt sein.
Als besonders bevorzugt wird vorgeschlagen, dass der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf in Abhängigkeit von wenigstens einer der folgenden Temperaturen zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand umschaltbar oder/und hinsichtlich des pro Zeiteinheit umlaufenden Betriebsmediumvolumen verstellbar ist: wenigstens einer erfassten Temperatur, die einen Erwärmungszustand des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs repräsentiert, gegebenenfalls eine in einem Abschnitt des Kreislaufs herrschende Kupplungsbetriebsmediumtemperatur; wenigstens einer erfassten Temperatur, die einen Erwärmungszustand eines der Antriebseinheit zugeordneten Kühlmediumkreislaufs repräsentiert, gegebenenfalls eine im Kühlmediumkreislauf herrschende Kühlmediumtemperatur oder eine diese unter Vermittlung der Wärmetauscheranordnung widerspiegelnde Kupplungsbetriebsmediumtemperatur; wenigstens einer erfassten Temperatur, die einen Erwärmungszustand der Antriebseinheit repräsentiert, gegebenenfalls eine Motoröltemperatur; wenigstens einer erfassten Temperatur, die einen Erwärmungszustand eines dem Getriebe zugeordneten Getriebebetriebsmediumkreislaufs repräsentiert, gegebenenfalls eine im Getriebebetriebsmediumkreislauf herrschende Getriebebetriebsmediumtemperatur.
Es wird speziell daran gedacht, dass der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf in Abhängigkeit von der den Erwärmungszustand des Kühlmediumkreislaufs repräsentierenden Temperatur oder/und der den Erwärmungszustand des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs repräsentierenden Temperatur zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand umschaltbar ist. Insbesondere kann der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf in Abhängigkeit von einer diesen Temperaturen zugeordneten Differenztemperatur zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand umschaltbar sein.
Das Kupplungssystem kann dafür ausgelegt sein, den Kupplungsbetätigungskreislauf dann in den zweiten Zustand zu schalten oder in diesem Zustand zu belassen, wenn die den Erwärmungszustand des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs repräsentierende Temperatur eine Grenztemperatur unterschreitet. Hierdurch wird in einem Warmlaufbetrieb ein schnelleres Aufwärmen des Kupplungsbetriebsmediums (ggf. Öls) erreicht und eine übermäßige mechanische Belastung der Wärmetauscheranordnung bei sehr tiefen Temperaturen vermieden.
Das System kann ferner vorteilhaft dafür ausgelegt sein, den Kupplungsbetätigungskreislauf dann in den ersten Zustand zu schalten, wenn a) die den Erwärmungszustand des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs repräsentierende Temperatur signalisiert, dass ein Soll-Betriebstemperaturbereich des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs noch nicht erreicht ist, und zugleich die den Erwärmungszustand des Kühlmediumkreislaufs repräsentierende Temperatur signalisiert, dass unter Vermittlung der Wärmetauscheranordnung dem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf Wärmeenergie aus dem Kühlmediumkreislauf zuführbar ist, oder/und b) die den Erwärmungszustand des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs repräsentierende Temperatur signalisiert, dass ein Soll-Betriebstemperaturbereich des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs schon oder nahezu erreicht ist, und zugleich die den Erwärmungszustand des Kühlmediumkreislaufs repräsentierende Temperatur signalisiert, dass ein Soll-Betriebstemperaturbereich des Kühlmediumkreislaufs noch nicht erreicht ist und dass unter Vermittlung der Wärmetauscheranordnung dem Kühlmediumkreislauf Wärmeenergie aus dem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf zuführbar ist. Durch die Zufuhr von Wärmeenergie aus dem einen Kreislauf in den anderen Kreislauf in einem Warmlaufbetrieb wird erreicht, dass der letztere (andere) Kreislauf schneller auf Betriebstemperatur gebracht wird.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das System dafür ausgelegt ist, den Kupplungsbetätigungskreislauf dann in den ersten Zustand zu schalten, wenn die den Erwärmungszustand des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs repräsentierende Temperatur eine Grenztemperatur überschreitet. Eine Überhitzung der Kupplungseinrichtung kann so zuverlässig vermieden werden.
Zum Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand kann eine elektrisch ansteuerbare oder/und wenigstens eine Thermostatvorrichtung aufweisende Umschaltanordnung vorgesehen sein. Die Umschaltanordnung kann wenigstens ein Ventil, insbesondere wenigstens ein elektrisch oder/und thermostatisch betätigbares Ventil (ggf. 2-3-Wege-Ventil) umfassen. Das Ventil kann zwischen einem den ersten Zustand einstellenden ersten Ventilzustand und einem den zweiten Zustand einstellenden zweiten Ventilzustand verstellbar sein. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Ventils zeichnet sich dadurch aus, dass das Ventil mittels eines ersten elektrischen Signals aus dem zweiten in den ersten Ventilzustand und mittels eines zweiten elektrischen Signals aus dem ersten in den zweiten Zustand verstellbar ist und den jeweiligen Zustand ohne Aufnahme von elektrischer Leistung hält.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Ventils zeichnet sich dadurch aus, dass das Ventil wenigstens ein auf ein Ventilelement wirkendes Thermostatelement aufweist. Weiterbildend wird vorgeschlagen, dass das Thermostatelement einem Betriebsmediumleitungsabschnitt zugeordnet ist, der sowohl im ersten als auch im zweiten Zustand Teil des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs ist. Nach einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass ein erstes Thermostatelement einem Betriebsmediumleitungsabschnitt zugeordnet ist, der sowohl im ersten als auch im zweiten Zustand Teil des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs ist, und dass ein zweites Thermostatelement einem Betriebsmediumleitungsabschnitt zugeordnet ist, der nur im zweiten Zustand Teil des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs ist, wobei vorzugsweise das erste Thermostatelement gegenüber dem zweiten Thermostatelement dominierend ist.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Kupplungssystem nach Anspruch 35 vorgeschlagen.
Hierdurch kann beispielsweise in einem Warmlaufbetrieb das Getriebebetriebsmedium schneller auf Betriebstemperatur gebracht werden. Ferner kann hierdurch das Kupplungsbetriebsmedium schneller und wirkungsvoller in einem Soll-Betriebstemperaturbereich gehalten werden, das Kupplungsbetriebsmedium also vermittels des Getriebebetriebsmediumkreislaufs erforderlichenfalls gekühlt werden. Insbesondere können Temperaturspitzen des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs abgebaut bzw. vermieden werden, speziell auch durch die nach dem Erfindungsvorschlag sich ergebende Ausnutzung der Wärmespeicherkapazität aller Getriebebauteile. Der Erfindungsvorschlag nach dem zweiten Aspekt der Erfindung kann mit dem Erfindungsvorschlag nach dem ersten Aspekt der Erfindung kombiniert oder unabhängig hiervon realisiert werden.
Es wurde im Prinzip schon angesprochen, dass durch Zusammenschalten der Kreisläufe ein Temperaturniveau in einem der Kreisläufe vermittels des anderen Kreislaufs auf eine Soll-Betriebstemperatur absenkbar oder in diesem Soll-Betriebstemperaturbereich haltbar ist, insbesondere Temperaturspitzen in einem der Kreisläufe vermittels des anderen Kreislaufs abbaubar oder verhinderbar sein können oder/und dass der eine Kreislauf vermittels des anderen Kreislaufs auf einen Soll-Betriebstemperaturbereich erwärmbar sein kann.
Der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf und der Getriebebetriebsmediumkreislauf sind derart zusammenschaltbar, dass an einer Abzweigungsstelle Betriebsmedium aus dem einen Kreislauf abgezweigt und in den anderen Kreislauf eingespeist wird, vorzugsweise unter Rückführung einer entsprechenden Menge an Betriebsmedium aus dem anderen Kreislauf in den einen Kreislauf an einer Rückführstelle. Die Abzweigungsstelle oder/und die Rückführstelle kann vorteilhaft mit einem (vorzugsweise hinsichtlich des pro Zeiteinheit abgezweigten Mediumvolumens steuerbaren oder regelbaren) Ventil ausgeführt sein. Besonders hohe Flexibilität und Anpassbarkeit des Kupplungssystems an verschiedene Betriebssituationen ergibt sich dann, wenn die Zusammenschaltung der beiden Kreisläufe vom ersten und zweiten Zustand des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs unabhängig ist. Man kann aber auch vorsehen, dass die beiden Kreisläufe im ersten Zustand zwangsweise zusammengeschaltet sind. Auf ein spezielles Ventil kann dann z. B. dadurch verzichtet werden, dass die Abzweigungsstelle in einem der Wärmetauscheranordnung zugeordneten Abschnitt des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs vorgesehen ist.
Nach einem dritten Aspekt wird ein Kupplungssystem nach Anspruch 42 vorgeschlagen. Nach diesem Erfindungsvorschlag kann man die in einem Warmlaufbetrieb auf Betriebstemperatur zu bringende Betriebsmediummenge klein halten und die entsprechende Warmlaufzeit verkürzen und im Bedarfsfall, etwa zur Aufnahme bzw. zum Ausgleich von Temperaturspitzen, die Wärmespeicherkapazität des Kreislaufs durch Zuschalten der Betriebsmediumaufnahme erhöhen. Ist (entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung) eine Umschaltung des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand vorgesehen, so erfolgt der Warmlaufbetrieb vorteilhaft im zweiten Zustand und in den ersten Zustand wird vorzugsweise erst nach der Zuschaltung der Betriebsmediumaufnahme zum Kreislauf umgeschaltet, wenn auch das in der Betriebsmediumaufnahme enthaltene Beriebsmediumvolumen auf Betriebstemperatur gebracht ist. Der Erfindungsvorschlag nach dem dritten Aspekt lässt sich vorteilhaft auch mit dem Erfindungsvorschlag nach dem zweiten Aspekt kombinieren.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine dem betreffenden Kreislauf zuschaltbare Betriebsmediumaufnahme in das Kupplungsbetriebsmediumreservoir oder/und in ein dem Getriebebetriebsmediumkreislauf zugehöriges Getriebebetriebsmediumreservoir integriert ist. Beispielsweise kann in einem Betriebsmediumbehälter (der ggf. zu einem Kupplungsgehäuse, insbesondere einer Kupplungsglocke, oder zu einem Getriebegehäuse gehört) wenigstens eine vorzugsweise isolierende Trennwandung angeordnet sein, die wenigstens einen ersten Bereich, der im Kreislauf umlaufendes Betriebsmedium aufnimmt und dementsprechend als Betriebsmediumreservoir dient, von wenigstens einem als Betriebsmediumaufnahme dienenden zweiten Bereich trennt. Damit im Warmlaufbetrieb das umlaufende Betriebsmedium besonders schnell auf Betriebstemperatur gebracht wird, kann die Betriebsmediumaufnahme derart in Bezug auf das Betriebsmediumreservoir angeordnet sein, dass die Betriebsmediumaufnahme bzw. das darin enthaltene Medium isolierend in Bezug auf das Betriebsmediumreservoir bzw. das darin enthaltene Betriebsmedium wirkt. Die Trennwandung kann vorteilhaft mit wenigstens einer zu schließenden und zu öffnenden Durchgangsöffnung ausgeführt sein, über die der erste und der zweite Bereich in Betriebsmedium-Austauschverbindung bringbar sind, um den als Betriebsmediumaufnahme dienenden zweiten Bereich dem betreffenden Betriebsmediumkreislauf zuzuschalten.
Weiterbildend wird vorgeschlagen, dass die Betriebsmediumaufnahme in Abhängigkeit von wenigstens einer erfassten Temperatur, insbesondere wenigstens einer erfassten Betriebsmediumtemperatur, dem betreffenden Betriebsmediumkreislauf zuschaltbar und vom Kreislauf abkoppelbar ist. Hierzu kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine, gegebenenfalls der Trennwandung zugeordnete Thermostatvorrichtung vorgesehen ist, die die Betriebsmediumaufnahme selbsttätig dem Betriebsmediumkreislauf zuschaltet bzw. von diesem abkoppelt.
Bei dem Kupplungssystem kann es sich um ein solches Kupplungssystem handeln, bei dem die wenigstens eine Kupplungsanordnung der Kupplungseinrichtung als nasslaufende Lamellen-Kupplungsanordnung ausgeführt ist. Die Kupplungsanordnung kann mehrere, jeweils einer Getriebeeingangswelle zugeordnete Kupplungsanordnungen aufweisen. Derartige Kupplungseinrichtungen sind unter den Stichworten ”Doppel- oder Mehrfach-Kupplung” oder ”Lastschaltkupplung” bekannt.
Die Erfindung betrifft ferner einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einer ggf. von einer Brennkraftmaschine gebildeten Antriebseinheit, einem Getriebe und einem erfindungsgemäßen Kupplungssystem, dessen wenigstens eine Kupplungseinrichtung mit ihrer wenigstens einen Kupplungsanordnung zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe angeordnet ist, zur Momentenübertragung zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe.
Nach einem vierten Aspekt wird für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, der eine ggf. von einer Brennkraftmaschine gebildete Antriebseinheit, ein Getriebe oder und ein Kupplungssystem aufweist, dessen wenigstens eine Kupplungseinrichtung mit ihrer wenigstens einen Kupplungsanordnung zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe angeordnet ist, zur Momentenübertragung zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe, vorgeschlagen, dass wenisgstens eine der folgenden Merkmalsgruppen a) bis c) verwirklicht ist: a) wenigstens ein Betriebsmediumkreislauf, insbesondere wenigstens ein dem Kupplungssystem zugeordneter erster Betriebsmediumkreislauf, ist zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand umschaltbar, wobei im ersten Zustand das umlaufende Betriebsmedium vollständig oder zumindest zu einem größeren Teil über eine Wärmetauscheranordnung geführt wird und im zweiten Zustand das umlaufende Betriebsmedium vollständig oder zumindest zu einem größeren Teil an der Wärmetauscheranordnung vorbeigeführt wird; b) es sind voneinander gesondert ein erster, dem Kupplungssystem zugeordneter Betriebsmediumkreislauf und ein zweiter, dem Getriebe zugeordneter Betriebsmediumkreislauf vorgesehen, wobei die beiden Kreisläufe im Sinne einer Einleitung von Wärmeenergie aus dem einen in den anderen Kreislauf oder/und im Sinne einer Erhöhung einer wirksamen Wärmespeicherfähigkeit für einen betrachteten der Kreisläufe bedarfsweise zusammenschaltbar sind; c) wenigstens einem Betriebsmediumkreislauf ist eine ein Betriebsmediumvolumen aufnehmende Betriebsmediumaufnahme zugeordnet, die dem Kreislauf im Sinne einer Erhöhung einer wirksamen Wärmespeicherfähigkeit des Kreislaufs bedarfsweise zuschaltbar ist.
Der jeweilige Antriebsstrang kann vorteilhaft eine Steuereinheit aufweisen, die dafür ausgelegt ist, in Abhängigkeit von wenigstens einer erfassten Temperatur den Kupplungsbetriebsmediumkreislauf oder ersten Betriebsmediumkreislauf i) zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand umzuschalten oder/und ii) den Kupplungsbetriebsmediumkreislauf oder ersten Betriebsmediumkreislauf und den Getriebebetriebsmediumkreislauf oder zweiten Betriebsmediumkreislauf zusammenzuschalten und gegebenenfalls das pro Zeiteinheit abgezweigte Mediumvolumens zu steuern oder zu regeln oder/und iii) die Kupplungseinrichtung oder/und das Getriebe zum schnelleren Erreichen eines Soll-Betriebstemperaturbereichs in einem Aufwärm-Betriebsmodus mit erhöhter Reibung zwischen jeweiligen Reibpartnern zu betreiben oder/und iv) einen umlaufenden Betriebsmediumstrom hinsichtlich des pro Zeiteinheit umlaufenden Volumens zu steuern oder zu regeln.
Der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf bzw. erste Betriebsmediumkreislauf kann entsprechend dem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf des Kupplungssystems nach dem ersten oder/und zweiten oder/und dritten Aspekt der Erfindung weitergebildet sein. In entsprechender Weise wird für den zweiten oder Getriebebetriebsmediumkreislauf vorgeschlagen, dass dieser entsprechend den oben vorgestellten Ausgestaltungsmöglichkeiten des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs nach dem ersten oder/und zweiten oder/und dritten Aspekt der Erfindung und deren Weiterbildungen ausgestaltet ist. Es wird also eine Übertragung von Merkmalen vom Kupplungsbetriebsmediumkreislauf auf den zweiten Betriebsmediumkreislauf oder Getriebebetriebsmediumkreislauf vorgeschlagen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Temperaturmanagement eines erfindungsgemäßen Kupplungssystems oder/und eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs. Das erfindungsgemäße Verfahren weist wenigstens einen der folgenden Schritte auf:

– der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf wird zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand umgeschaltet,
– das pro Zeiteinheit im Kupplungsbetriebsmediumkreislauf umlaufende Betriebsmediumvolumen wird verkleinert oder vergrößert,
– der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf und der Getriebebetriebsmediumkreislauf werden zusammengeschaltet oder voneinander getrennt,
– im Zustand der Zusammenschaltung des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs und der Getriebebetriebsmediumkreislaufs wird das pro Zeiteinheit aus dem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf abgezweigte und in den Getriebebetriebsmediumkreislauf eingespeiste Betriebsmediumvolumen vergrößert oder verkleinert,
– dem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf oder/und dem Getriebebetriebsmediumkreislauf wird ein Betriebsmedium-Zusatzvolumen zugeschaltet oder das Betriebsmedium-Zusatzvolumen wird vom betreffenden Betriebsmediumkreislauf abgetrennt.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung werden Ventilanordnungen vorgeschlagen, die vorteilhaft beispielsweise in einem erfindungsgemäßen Kupplungssystem einsetzbar sind. Eine erste vorteilhafte Ventilanordnung zeichnet sich durch ein Ventil aus, welches zwischen einem einen ersten Strömungsweg einstellenden ersten Ventilzustand und einem einen zweiten Strömungsweg einstellenden zweiten Ventilzustand verstellbar ist, wobei das Ventil mittels eines ersten elektrischen Signals aus dem zweiten in den ersten Ventilzustand und mittel eines zweiten elektrischen Signals aus dem ersten in den zweiten Zustand verstellbar ist und den jeweiligen Zustand ohne Aufnahme von elektrischer Leistung hält. Eine zweite vorteilhafte Ventilanordnung zeichnet sich durch ein Ventil aus, welches zwischen einem einen ersten Strömungsweg einstellenden ersten Ventilzustand und einem einen zweiten Strömungsweg einstellenden zweiten Ventilzustand verstellbar ist, wobei das Ventil wenigstens ein auf ein Ventilelement wirkendes Thermostatelement aufweist. Zur zweiten Ventilanordnung wird weiterbildend vorgeschlagen, dass das Thermostatelement einem Strömungswegabschnitt zugeordnet ist, der sowohl zum ersten als auch zum zweiten Strömungsweg gehört. Alternativ kann vorgesehen sein, dass ein erstes Thermostatelement einem Strömungswegabschnitt zugeordnet ist, der sowohl zum ersten als auch zu zweiten Strömungsweg gehört, und dass ein zweites Thermostatelement einem Strömungswegabschnitt zugeordnet ist, der nur zum zweiten Strömungsweg gehört, wobei vorzugsweise das erste Thermostatelement gegenüber dem zweiten Thermostatelement dominierend ist.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Trennwandung zum Trennen eines ersten Volumens von einem zeiten Volumen, insbesondere eines ersten Ölvolumens von einem zweiten Ölvolumen. Es wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine Durchgangsöffnung in der Trennwandung mit zugeordnetem Deckelelement vorgesehen ist, das temperaturabhängig zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung verstellbar ist. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass das Deckelelement als sich selbsttätig zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung verstellendes Bimetall-Element ausgeführt ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
1 zeigt in einer schematischen, beispielhaften Darstellung eine Grundstruktur eines erfindungsgemäßen Kupplungssystems mit einer nasslaufenden Doppelkupplung.
2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kupplungssystems.
3 zeigt das Kupplungssystem der 2 in Kombination mit einem zugeordneten Getriebe.
4 zeigt eine Ausgestaltungsmöglichkeit für einen Kühlölkreislauf des Getriebes der 3.
5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kupplungssystems.
6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kupplungssystems.
7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kupplungssystems.
8 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kupplungssystems.
9 zeigt alternative Ausgestaltungsmöglichkeiten für ein einem Kühlölkreislauf eines erfindungsgemäßen Kupplungssystems zugeordnetes Umschaltventil zum Umschalten zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand des Kühlölkreislaufs.
10 veranschaulicht eine Möglichkeit, wie eine ein erstes Kühlölvolumen und ein zweites Kühlölvolumen voneinander trennende Trennwandung mit Öffnungen und diese bedarfsweise öffnenden und schließenden Bimetall-Deckelelementen ausgeführt sein könnte.
11 zeigt in einer teilgeschnittenen Darstellung eine in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Getriebe und einer Antriebseinheit angeordnete Doppelkupplung mit zwei Lamellen-Kupplungsanordnungen, die Bestandteil eines erfindungsgemäßen Kupplungssystems sein könnte.
1 zeigt schematisch ein Kupplungssystem 200, das eine nasslaufende Doppelkupplung 202 mit einer ersten, radial äußeren Kupplungsanordnung 206 und einer zweiten, radial inneren Kupplungsanordnung 204 aufweist. Bei den Kupplungsanordnungen 204 und 206 handelt es sich um nasslaufende Kupplungsanordnungen, beispielsweise um nasslaufende Lamellen-Kupplungsanordnungen, die auf an sich bekannte Weise jeweils wenigstens ein Lamellenpaket aufweisen, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel radial übereinander angeordnet sind und jeweils durch einen zugeordneten Betätigungskolben eines in die Doppelkupplung integrierten hydraulischen Nehmerzylinders betätigt werden. Beispiele für derartige Doppelkupplungen sind in unten in Zusammenhang mit 11 identifizierten deutschen Patentanmeldungen der Anmelderin offenbart.
Das Kupplungssystem 200 weist zwei voneinander unabhängige Pumpen, nämlich eine erste Pumpe 208 und eine zweite Pumpe 209, auf, die vorzugsweise jeweils durch einen Elektromotor 220 bzw. 211 angetrieben werden. Die erste, vorzugsweise als hydrostatische Pumpe bzw. Verdrängungsmaschine ausgeführte Pumpe 208 stellt Druckmedium, insbesondere Drucköl, bei einem vergleichsweise hohen Druck bereit, der zur Betätigung der Kupplungsanordnungen 204 und 206 der Doppelkupplung 202 ausreicht. Zur wahlweisen Betätigung der Kupplungsanordnungen sind diese, genauer deren hydraulische Nehmerzylinder, jeweils über ein zugeordnetes Ventil 214 bzw. 216 an der Pumpe 208 angeschlossen. Die Pumpe saugt Druckmedium aus einem Reservoir 212 an.
Die zweite, vorzugsweise als hydrodynamische Pumpe bzw. Strömungsmaschine ausgeführte Pumpe 209 stellt einen vergleichsweise großen Volumenstrom an Kühlmedium, insbesondere Kühlöl bereit, das zur Kühlung der Kupplungsanordnungen 204 und 206 dient. Die Pumpe 209 saugt das Kühlmedium, ggf. Öl, aus einem Reservoir 222 an. Es sei angemerkt, dass es nicht zwingend ist, dass es sich bei dem Reservoir 222 um ein gegenüber dem Reservoir 212 gesondertes Reservoir handelt.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kupplungssystems der in 1 gezeigten Grundstruktur in näheren Einzelheiten.
Gemäß 2 wird das Kühlöl der Doppelkupplung 202 über einen Wärmetauscher 300 zugeführt, da es beispielsweise im Falle eines längeren Schlupfbetriebs zu einer merklichen Temperaturerhöhung auch des Öls im Ölsumpf 212 kommen kann. Durch den Wärmetauscher 300 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 300 bei besonders tiefen Temperaturen unter Umständen nicht mehr genügend Kühlöl die Doppelkupplung erreichen würde bzw. ein zu hoher Öldruck zu Beschädigungen führen könnte, ist ein beispielsweise unter Federvorspannung stehendes Bypassventil 302 vorgesehen, das dann, wenn der Kühlöldruck stromabwärts des Ölkühlers 300 eine vorgegebene Druckschwelle übersteigt, aufmacht und das Kühlöl am Ölkühler 300 vorbei zur Doppelkupplung durchlässt.
Beim Ausführungsbeispiel der 2 ist im Kupplungsbetätigungs-Druckölkreis ein ein unter Druck stehendes Gaspolster aufweisender Druckölspeicher 304 eingebaut, der von der Pumpe 208 über ein Rückschlagventil 306 geladen wird und über das Ventil 214 und das Ventil 216 an den Betätigungs-Nehmerzylindern der beiden Kupplungseinrichtungen 204 und 206 angeschlossen ist. Der Druckölspeicher 304 sorgt für ein gleichmäßiges Druckniveau, was insbesondere im Falle einer Ausbildung der Pumpe 208 als Kolbenpumpe zweckmäßig ist, und ermöglicht, dass für die Pumpe 208 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 306 und den Ventilen 214 und 216 ist durch ein Druckbegrenzungsventil 308 gegen einen übermäßig hohen, ggf. zu Beschädigungen führenden Druck des Drucköls gesichert. Der durch den Füllzustand des Speichers 304 bestimmte Druck in diesem Druckölkreis wird durch einen Drucksensor 310 erfasst.
Ein weiteres Druckbegrenzungsventil 312 sorgt dafür, dass der jenseits den Ventilen 214 und 216 herrschende, auf die hydraulischen Nehmerzylinder der Kupplungseinrichtungen wirkende Druck einen Maximalwert nicht übersteigt, beispielsweise um ebenfalls Beschädigungen vorzubeugen. Über zwei Rückschlagventile 314 und 316 wird erreicht, dass ein Druckbegrenzungsventil 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 209 verwendete hydrodynamische Pumpe keinen hinreichenden Druck erzeugen kann, ist bei der Anordnung gemäß 2 ein Ventil 314 vorgesehen, über das ein kleiner Volumenstrom aus dem von der Pumpe 208 bereitgestellten Kühlölstrom abgezweigt werden kann, um eine Art ”Notkühlung” der Kupplungsanordnungen vorzusehen, wenn dies erforderlich ist. Da die ein Öffnen des Ventils 314 erforderlich machende hohe Viskosität des Kühlöls nur bei tiefen Temperaturen vorkommt, bei denen sowieso nur ein geringer Kühlungsbedarf für die Doppelkupplung 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 Förderleistung der Kühlölpumpe 209 zu gewährleisten. Anstelle eines Ventils 314 könnte auch eine sogenannte Blende oder Drossel oder dergleichen vorgesehen sein, über die ständig ein kleiner Volumenstrom aus dem von der Pumpe 208 bereitgestellten Druckölstrom in den Kühlkreislauf abgezweigt wird. Ist das das Kühlöl nur im Bedarfsfall abzweigende Ventil 314 vorgesehen, kann die Pumpe 208 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 208 dadurch nicht wesentlich verkürzt.
2 zeigt noch eine elektronische Steuereinheit ECU (Bezugszeichen 316), die in Abhängigkeit von einer jeweiligen Führungsgröße die Steuer/Regel-Ventile 214 und 216 betätigt. Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Steuereinheit Messwerte von diversen Sensoren, beispielsweise vom Drucksensor 310 und anderen Drucksensoren, sowie von Temperaturfühlern oder Temperatursensoren zugeführt bekommt. Gedacht wird insbesondere an einen oder mehrere Temperatursensoren, die die Temperatur des Kupplungskühlölkreislaufs (Pumpe 209, Kühler 300 oder Bypassventil 202, Kupplungseinrichtung 202, Sumpf 212) erfasst. Ein entsprechender, beispielsweise im Kupplungsölsumpf 212 angeordneter und die Temperatur des im Kreislauf umlaufenden bzw. im Sumpf enthaltenen Öls erfassender Sensor 320 ist schematisch dargestellt. Die elektronische Steuereinheit kann ferner das auf die Zeiteinheit bezogene Fördervolumen der Pumpe 209 oder/und einen durchgelassenen Volumenstrom eines im Kreislauf angeordneten Volumenstrom-Einstellventils (nicht dargestellt) steuern oder regeln, beispielsweise auf Grundlage des vom Sensor 320 erfassten Temperatursignals. Auf diese Weise kann der Temperaturhaushalt der Kupplungseinrichtung 202 bzw. des Kupplungskühlölkreislaufs beeinflusst werden. Durch Einstellung des Umwälzungsgrads im Kühlkreislauf kann Einfluss auf die Abkühlgeschwindigkeit im Kühler 300 genommen werden (größeres oder kleiners ΔT am Kühler) und es können turbulente Strömungszustände einerseits oder laminare Strömungsverhaltnisse andererseits ausgenutzt werden.
Der Vollständigkeit halber soll noch darauf hingewiesen werden, dass die mit 322 und 324 bezeichneten Komponenten in 2 Ölfilter darstellen.
3 zeigt das Kupplungssystem der 2 (nicht alle Komponenten sind gezeigt) in Kombination mit einem Doppelkupplungsgetriebe 330. Das vorzugsweise automatisiert betätigbare Getriebe 330 weist einen eigenen, gegenüber dem Kühlölkreislauf der Kupplungseinrichtung 202 gesonderten Kühlölkreisölauf auf, beispielweise von der in 4 dargestellten Art. Eine von einem Motor 211' angetriebene Ölpumpe 209' saugt Kühlöl aus einem Reservoir (dem Getriebesumpf) 212' an. Das geförderte Kühlöl wird normalerweise über einen Kühler 300' den zu kühlenden Komponenten des Getriebes 330 zugeführt. Zur Vermeidung von zu hohen Drücken im Kühlölkreislauf bei tiefen Temperaturen ist ein beispielweise druckbetätigtes Bypassventil 302' vorgesehen, das bei Überschreitung einer Druckschwelle eine den Kühler 300' umgehende Bypassleitung freigibt. Der Getriebekühlölkreislauf entspricht insoweit dem Kupplungskühlölkreislauf gemäß 2 und 3. Der Kühler 300' mit der Bypassleitung kann, wie in 4 gezeigt, zwischen der Pumpe 209' und dem Getriebe (ggf. Automatik-Getriebe) 330 angeordnet sein. Es ist aber auch denkbar, dass Kühler und Bypass-Schaltung dem Getriebe bzw. Getriebe-Automat nachgeschaltet sind. Dem Getriebekühlölkreislauf kann ein Temperatursensor 320' zugeordnet sein, der die Temperatur des umlaufenden Kühlöls misst und entsprechende Messwerte beispielsweise an die elektronische Steuereinheit ECU der 2 liefert. Gemäß 3 und 4 ist der Temperatursensor 320' im Getriebesumpf 212' angeordnet.
Anstelle des druckbetätigten Bypassventils 302 im Falle des Kupplungskühlölkreislaufs bzw. 302' im Falle des Getriebekühlölkreislaufs kann ein elektrische betätigbares Umschaltventil, beispielsweise ein 3-2-Wege-Ventil vorgesehen sein, um bedarfsabhängig bzw. gemäß einer Wärmemanagement-Strategie (etwa zum gezielten Erreichen und Halten einer Soll-Betriebstemperatur) eine den Kühler 300 umgehende Bypassleitung freizugeben, so dass das Kühlöl an dem Kühler 300 bzw. 300' vorbei zur Doppelkupplung 202 bzw. zu den zu kühlenden Getriebekomponenten geführt wird, bzw. diese Bypassleitung wieder zu sperren.
5 zeigt den Kühlölkreislauf für die Doppelkupplungseinrichtung 202. Je nach Stellung des Ventils 302a wird das umlaufende Kühlöl durch den Kühler 300 geführt oder an diesem vorbei geführt. Man kann das Ventil 302a auch derart ausbilden, dass eine einstellbare erste Teilmenge durch den Kühler 300 und eine dementsprechende zweite Teilmenge am Kühler vorbei zur Kupplungseinrichtung 202 geführt wird. Das Ventil 302a wird von der Steuereinheit ECU auf Grundlage von erfassten Temperaturwerten, etwa des im Kupplungskühlölkreislauf umlaufenden Kühlöls (Temperatursensor 320), des Motorkühlwassers, des Motoröls und des Getriebeöls (Sensor 320') betätigt bzw. gesteuert/geregelt. Auf Grundlage derartiger Messwerte kann durch die elektronische Steuereinheit der Wärmehaushalt der Kupplungseinrichtung 202 im Sinne einer Wärmemanagement-Strategie optimiert werden. Übergeordnetes Ziel kann insbesondere sein, den Verbrauch des Kraftfahrzeugs und den Verschleiß von Kupplungskomponenten zu minimieren. Wie beim Ausführungsbeispiel der 2 kann die Steuereinheit auch den Umwälzungsgrad im Kühlölkreislauf einstellen entweder durch entsprechende Ansteuerung des Motors 211 und damit entsprechender Steuerung der Förderleistung der Pumpe 209 oder durch Steuerung/Regelung eines nicht dargestellten Volumenstrom-Steuer/Regel-Ventils.
Ein wesentlicher Gesichtspunkt bei der Auslegung des Kupplungskühlölkreislaufs gemäß 5 ist, dass durch entsprechendes Umschalten des Ventils 302a das Kühlöl entweder durch den Kühler 300 geführt wird und dort, je nach Betriebssituation, Wärme abgibt oder aufnimmt, oder am Kühler 300 vorbei geführt wird und direkt der Kupplungseinrichtung 202 zugeführt wird. Der Kühler kann als Kühlöl-Luft-Wärmetauscher oder Kühlöl-Kühlmedium-Wärmetauscher (insbesondere Kühlöl-Kühlwasser-Wärmetauscher) ausgeführt sein. Normalerweise wird der Kühler 300 zum Kühlen des Kühlöls des Kupplungskühlölkreislaufs dienen. Dient als Wärmetauschpartner des Kühlöls im als Kühlöl-Kühlmedium-Wärmetauscher ausgebildeten Kühler allerdings ein Kühlmedium, das von einer anderen Quelle her auf eine Betriebstemperatur gebracht wird (es wird insbesondere daran gedacht, dass als Wärmetauschpartner bzw. Kühlmedium das Kühlwasser der als Brennkraftmaschine ausgebildeten Antriebseinheit dient), so sind Betriebssituationen denkbar, in denen dieses Kühlmedium schneller seine Betriebstemperatur erreicht und dann vermittels des Kühlers 300 das im Kühlölkreislauf der Kupplungseinrichtung 202 umlaufende Kühlöl schneller auf seine Beriebstemperatur gebracht werden kann. In anderen Betriebssituationen bzw. bei einer anderen Auslegung des Kühlers 300, kann die Betriebstemperatur des Kupplungskühlölkreislaufs dadurch schneller auf Betriebstemperatur gebracht werden, dass mittels des Ventils 302a die den Kühler 300 umgehende Bypassleitung freigeschaltet wird, so dass einerseits die umlaufende Kühlölmenge reduziert ist (kleiner Kühlölmengen lassen sich schneller auf eine Soll-Temperatur bringen) und andererseits keine Wärmeenergie über den Kühler 300 aus dem Kühlölkreislauf abgeführt wird.
Erwähnt werden sollte noch, dass der im zweiten Zustand vorliegende, den Kühler 300 umgehende Kupplungskühlölkreislauf zum Umwälzen weniger Energie benötigt (die Pumpe 209 kann dann mit geringerer Leistngsaufnahme betrieben werden), da der Strömungswiderstand im Kühler 300 weg fällt. Die zu erwärmene Kühlölmasse ist, wie schon erwähnt, reduziert und erwärmt sich deshalb durch die geringe Wärmekapazität schneller. Ferner sind auch die wirksamen Abstrahlflächen reduziert, so dass bei tieferen Temperaturen und beim Warmlaufen die Wärmeverluste aus dem Kühlölkreislauf reduziert sind.
Unter dem Gesichtspunkt, dass man die insgesamt aktiv im Kühlölkreislauf umlaufende Kühlölmenge gezielt nach einer Wärmemanagement-Strategie variieren kann, etwa um schneller eine Soll-Betriebstemperatur zu erreichen, ist die in 6 gezeigte Auslegung des Kupplungssystems bzw. dessen Kühlölkreislaufs besonders vorteilhaft. Ebenso wie beim Ausführungsbeispiel der 5 ist der Kühlölkreislauf mittels dem Ventil 302a zwischen einem ersten Zustand, in dem das Kühlöl durch den Kühler 300 fließt, und einem zweiten Zustand, in dem das Kühlöl am Kühler 300 vorbei geführt wird, umschaltbar. Im zweiten Zustand ist gewissermaßen nur ein ”kleiner Kühlölkreislauf” 330 aktiv mit einer entsprechend kleineren, umlaufenden Kühlölmenge, die sich relativ schnell erwärmen lässt, wodurch dazu beigetragen wird, dass innere Reibungsverluste in der Kupplungseinrichtung begrenzt werden. Demgegenüber ist im ersten Zustand der Kühlölkreislauf um den durch den Kühler 300 führenden ”Abkühlkreislauf” 332 vergrößert, mit einer dementsprechend größeren Gesamtmenge an umlaufendem Kühlöl. Die insgesamt zur Verfügung stehende Wärmekapazität ist also im ersten Zustand gegenüber dem zweiten Zustand vergrößert, so dass in der Kupplungseinrichtung entstehende Reibungswärme besser aufgenommen werden kann und – entsprechend der Hauptzweckbestimmung des Kühlers 300 – das umlaufende Kühlöl mittels des Kühlers 300 gekühlt wird.
Der Kühlölkreislauf gemäß 6 zeichnet sich ferner durch ein zusätzliches Kühlölvolumen aus, das nicht permanent im Kühlölkreislauf umläuft, sondern von diesem abgekoppelt oder abkoppelbar ist, und ggf. situationsabhängig am aktiven Kühlölkreislauf im Sinne einer mehr oder weniger starken Durchströmung und dementsprechend Durchmischung ankoppelbar ist. Gemäß 6 ist ein Teilbereich 212a des Kupplungssumpfes 212 ständig dem aktiven Kühlölkreislauf zugehörig, während ein anderer Teilbereich 212b vom ersten Teilbereich 212a abgekoppelt oder abkoppelbar ist, so dass das darin enthaltene Kühlöl im Kreislauf nicht umläuft und dementsprechend die insgesamt umlaufende Kühlölmenge deutlich reduziert ist, und damit schneller auf Betriebstemperatur bringbar ist. Vorzugsweise ist das abgekoppelte oder abkoppelbare Kühlölvolumen in Randbereichen des Ölsumpfes (ggf. der Kupplungsglocke) angeordnet, damit das nicht umgewälzte Öl als Isolierschicht zur Umgebung wirken kann. Der stets am Kühlölkreislaf angeschlossene Teilbereich 212a kann von dem abgekoppelten bzw. abkoppelbaren Teilbereich 212b durch eine im Ölsumpf angeordnete, vorzugsweise isolierende Trennwandung 340 getrennt sein, die vorzugsweise Durchlassöffnungen mit zugeordneten Verschlußdeckeln oder dergleichen aufweist, wobei die Verschlussdeckel in einem Schließzustand die Durchlassöffnungen im Wesentlichen verschließen und in einem Öffnungszustand die Durchlassöffnungen für einen Austausch von Kühlöl zwischen den Bereichen 212a und 212b frei geben. Die Deckel können vermittels einer Thermostatvorrichtung oder Bimetallvorrichtung oder elektromotorisch zwischen den genannten Stellungen verstellbar sein. Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung der Deckel selbst als Bimetallelemente, die selbsttätig in Abhängigkeit von der herrschenden Temperatur sich zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung verstellen (vgl. 10). Es wurde hier von Durchlassöffnungen und zugeordneten Verschlussdeckeln gesprochen; selbstverständlich ist es möglich, dass nur eine einzige Durchlassöffnung mit einem zugeordneten Verschlussdeckel vorgesehen ist. In der Öffnungsstellung ist der Kühlölkreislauf gewissermaßen um einen ”Zusatzkreislauf” 334 ergänzt und die insgesamt umlaufende Kühlölmenge dementsprechend vergrößert, so dass insgesamt eine größere Wärmekapazität zur Aufnahme von Reibungswärme zur Verfügung steht.
Auch für den Getriebekühlölkreislauf kann man eine entsprechende Ausbildung mit einem zuschaltbaren Kühlölzusatzvolumen vorsehen, beispielsweise ebenfalls durch Unterteilung des Getriebesumpfs durch eine entsprechende Trennwandung.
Die Ausgestaltung des Kupplungskühlölkreislaufs gemäß 6 und eine entsprechende Ausgestaltung des Getriebekühlölkreislaufs ermöglicht, dass man beispielsweise im Falle eines Kaltstarts den Kühlölkreislauf der Kupplung und des Getriebes auf den kleineren, nicht den Kühler und das Zusatzkühlölvolumen einbeziehenden Kreislauf (Kreislauf 330 im Falle des Kupplungskühlölkreislaufs) begrenzt. Damit wird einerseits die zu erwärmende Ölmenge minimiert und andererseits erreicht, dass die Zahl bzw. die wirksame Wärmekapazität von mit aufzuheizenden Komponenten (Ölleitungen, der Kühler als Bauteil selbst, usw.) reduziert ist. Die sich bewegenden, teilweise sich aneinander reibenden Bauteile und Komponenten der Kupplungsanordnung 202 bzw. des Getriebes 330 werden dann schneller auf Betriebstemperatur gebracht, so dass Reibungsverluste begrenzt und Verschleiß durch Reibung minimiert wird. Durch gezielt herbeigeführte Reibvorgänge an verschiedenen Reibpartnern, etwa Kupplungslamellen und Gegenreibflächen im Falle der Kupplungseinrichtung und Synchronringe, Reibkegel und dergleichen im Falle des Getriebes, kann gezielt Wärme in den Kreislauf eingebracht werden, um noch schneller die Betriebstemperatur zu erreichen. Bei weiterer Erwärmung des umlaufenden Kühlöls im Betrieb kann dann das im Teilbereich 212b enthaltene, bisher vom Kühlölkreislauf abgekoppelte Kühlöl dem Kreislauf zugeschaltet werden, vorzugsweise derart, dass es zu einer Durchmischung und damit zu einer Teilnahme am Umlauf kommt. Hierdurch wird die Wärmespeicherkapazität des Kühlölkreislaufs deutlich erhöht, so dass Reibungs-Wärmeenergiespitzen vom Kühlölkreislauf aufgenommen werden, ohne dass es zu schädlichen Temperaturspitzen kommt. Im Falle eines noch größeren Wärmeeintrags kann dann der Kühler 100 zugeschaltet werden, um einen Soll-Betriebstemperaturbereich zu halten.
Es wurde schon angedeutet, dass es sich bei dem Kühler um einen Öl-Kühlwasser-Kühler handeln kann, so dass die Möglichkeit besteht, durch den Kühler Wärme aus dem Kupplungskühlölkreislauf (oder/und entsprechend aus dem Getriebekühlölkreislauf) in das Motorkühlwasser einzubringen. Dies könnte dazu ausgenutzt werden, den Motor schneller auf Betriebstemperatur zu bringen, indem zuerst der Kühler 300 zugeschaltet wird und erst nach erfolgtem Warmlauf das im Teilbereich 212b enthaltene Zusatzvolumen zugeschaltet wird. Umgekehrt könnte man den Kühler auch dazu nutzen, eventuell schon im Kühlwasser enthaltene Motorwärme in den Kupplungskühlölkreislauf (oder/und entsprechend in den Getriebekühlölkreislauf) einzubringen, um schneller die Betriebstemperatur zu erreichen.
Das Ausführungsbeispiel der 7 ermöglicht zusätzlich, dass der der Doppelkupplung 202 zugeordnete Kupplungskühlölkreislauf und der dem Getriebe 330 zugeordnete bzw. zugehörige Getriebekühlölkreislauf zusammengeschaltet werden. Hierzu ist in den ”kleinen Kreislauf” 330 stromaufwärts der Doppelkupplung 202 ein 3-2-Wege-Ventil 350 vorgesehen, das ebenso wie das Ventil 302a von der elektrischen Steuereinheit ECU (316; 2) betätigt wird, um wahlweise die beiden Kühlölkreisläufe miteinander zu verkoppeln oder diese wieder voneinander zu trennen.
Sind die beiden Kreisläufe vermittels des Ventils 350 zusammengeschaltet, so wird aus dem Kupplungskühlölkreislauf ein Teil des umlaufenden Öls abgezweigt und in den Getriebekühlölkreislauf eingespeist. Aus dem Getriebesumpf 212' läuft dann eine entsprechende Kühlölmenge zurück in den Kupplungssumpf 212 bzw. – im Falle des Vorsehens der Ternnwand 340 – in den Teilbereich 212a.
Das beschriebene Zusammenschalten der beiden Kreisläufe ermöglicht beispielsweise, dass dann, wenn die Temperatur des im Kupplungskühlölkreislauf umlaufenden Öls schon im Arbeitsbereich liegt und die Temperatur des im Getriebekühlölkreislauf umlaufenden Öls seine Arbeitstemperatur noch nicht erreicht hat, die beiden Kreisläufe zusammengeschaltet werden, so dass Wärmeenergie aus dem Kupplungskühlölkreislauf in den Gertiebekühlölkreislauf eingebracht wird und damit der Letztere schneller seine Arbeitstemperatur erreicht. Das aus dem Getriebesumpf 212' in den Kupplungskühlölkreislauf überlaufende Öl ist dann kälter als das Kupplungskühlöl, so dass es in der Regel zweckmäßig sein wird, mittels des Ventils 302a die den Kühler 300 umgehende Bypassstrecke frei zu schalten.
Das Zusammenschalten des Kupplungskühlölkreislaufs und des Getriebekühlölkreislaufs kann auch dazu verwendet werden, das im Kupplungskühlölkreislauf umlaufende Kühlöl zu kühlen und die effektive Wärmespeicherkapazität des Kühlölkreislaufs durch Nutzbarmachung der Wärmespeicherkapazität des Getriebekühlölkreislaufs und der verschiedenen Getriebebauteile zu vergrößern, so dass Wärmeenergiespitzen besser aufgenommen werden können und dementsprechend unterschiedliche Temperaturspitzen im Kühlölkreislauf vermieden werden können. Selbstverständlich ist es umgekehrt auch möglich, durch Zusammenschalten der beiden Kreisläufe Wärmeenergie aus dem Getriebekühlölkreislauf in den Kupplungskühlölkreislauf zu überführen, sollte dies in gewissen Betriebssituationen zweckmäßig sein.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel zur 7 ist der Gebtriebekühlölkreislauf 352 vermittels des Ventils 350 unabhängig vom durch das Ventil 302a bestimmten Zustand und unabhängig von der Verkopplung oder Nicht-Verkopplung der Teilbereiche 212a und 212b des Kupplungssumpfes 212 im Sinne einer Wärmeaustauschverbindung und Durchmischung dem Kupplungskühlölkreislauf zuschaltbar bzw. von diesem abkoppelbar. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 8 ist der Getriebekühlölkreislauf unter Vermittlung einer Drossel oder Blende oder dergleichen zwangsweise im ersten Zustand des Kupplungskühlölkreislaufs, also wenn das Ventil 302a die Durchlaufverbindung durch den Kühler 300 frei schaltet, dem Kupplungskühlölkreislauf zugeschaltet. Die Drossel oder Blende (allgemein Verbindungsstelle) 350a ist hierzu einfach im ”Kühlungskreislauf” 323 angeordnet. Bei der Drossel oder Blende kann es sich um eine Drossel oder Blende mit einem unveränderbarem, festvorgegebenem Durchlass-Strömungsquerschnitt oder um eine Blende oder Drossel mit variablem Durchlass-Querschnitt handeln. Im letzteren Fall kann der Durchlass-Strömungsquerschnitt von der Steuereinheit 316 gesteuert oder geregelt werden in Abhängigkeit von gemessenen Temperaturen und dergleichen. Anstelle einer Drossel oder Blende kann man aber auch eine normale Verbindungsleitung vorsehen.
Da das Zusammenschalten der beiden Kreisläufe ein Umschalten des Kupplungskühlölkreislaufs in den ersten, den Kühler 300 nutzenden Zustand, bedingt, wird das Zusammenschalten der beiden Kreisläufe in erster Linie dazu nutzbar sein, einen der beiden Kreisläufe durch den anderen der beiden Kreisläufe zu kühlen.
Im folgenden sollen noch einige Aspekte der erläuterten Ausführungsbeispiele zusammenfassend dargestellt werden.
Beim Ausführungsbeispiel der 2 erfolgt die Umschaltung des Kupplungskühlölkreislaufs zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand unter Vermittlung des Ventils 302 in Abgängigkeit vom im Kreislauf herrschenden Druck. Ein aktives Wärmemanagement unter Vermittlug der Steuereinheit ECU ist nur über die Steuerung/Regelung der Umwälzgeschwindigkeit im Kühlölkreislauf möglich, so dass beispielsweise der Kupplungskühlölkreislauf gezielt im laminaren Bereich der Kühlölströmung betrieben werden kann, etwa um die Abstrahlung bzw. den Wärmeübertrag am Kühler 300 bzw. in der Kupplungseinrichtung 202 zu verringern. Die Kühlstromgeschwindighkeit kann speziell auch die Wärmemenge, die an den Reibfächen der Kupplungseinrichtung in das Öl übergeht, beeinflussen.
Die Kühlschmierung des Getriebes, insbesondere Automatik-Getriebes 330 (vgl. 3 und 4), kann wie bei herkömmlichen Handschaltgetrieben durch eine Tauchschmierung mit eigenem Ölsumpf erfolgen. Spezielle Wärmemanagement-Maßnahmen sind beim Getriebekühlölkreislauf weniger wichtig, da Reibungsverluste im Getriebe durch zähes Öl weniger gravierend sind als in einer Kupplungseinrichtug vom nasslaufenden Lamellen-Kupplungstyp. Es sei noch angemerkt, dass der hier verwendete Begriff ”Automatik-Getriebe” vor vor allem ein im Prinzip wie ein herkömmliches Handschalt-Getriebe aufgebautes Getriebe meint, das aber automatisiert betätigt wird. Die Erfindung ist aber nicht auf spezielle Getriebe und Kupplungen beschränkt, und kann beispielsweise auch auf nasslaufende Einfach-Kupplungen angewendet werden, die mit einem herkömmlichen Handschalt-Getriebe oder einem Automatik-Getriebe mit Drehmomentwandler verbaut werden.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 5 ist das druckgeschaltete Bypassventil 302 durch ein 3-2-Wege-Ventil 302a ersetzt, das von der elektronischen Steuereinheit ECU (Bezugszeichen 316 in 2) geschaltet wird. Der elektronischen Steuereinheit liegen die Temperaturen etwa des Motoröls, des Kühlwassers, des Getriebekühlölkreislaufs, des Kupplungssumpfes vor. Die Steuereinheit kann deshalb nach einer vorgegebenen oder vorgebbaren Wärmemanagement-Strategie das Ventil 302a bedarfsweise umschalten. Einige der bestehenden Möglichkeiten sind folgende:

– Liegt die Temperatur des Kupplungsöls unterhalb einer Grenztemperatur, dann kann der Weg über den Kühler 300 geschlossen bleiben, um ein schnelleres Aufwärmen des Öls zu erreichen, und um die mechanischen Belastungen des Kühlers bei sehr tiefen Temperaturen zu vermeiden.
– Im Falle eines Kühlöl-Kühlwasser-Wärmetauschers als Kühler 300 kann der Kühlkreislauf durch den Kühler 300 dann geöffnet werden, wenn das Kupplungskühlöl noch nicht auf Betriebstemperatur ist, die Temperatur des Kühlwassers aber über der Temperatur des Kupplungskühlöls liegt. Hierdurch wird das Kupplungskühlöl schneller auf Betriebstemperatur gebracht.
– Liegt die Temperatur des Kupplungskühlöls im Arbeitsbereich und die des Kühlers 300 bzw. des Kühlwassers darunter, so kann der Kühlkreislauf durch den Kühler 300 geöffnet werden, um – unter Vermittlung des Kühlwassers – das Motoröl schneller auf Betriebstemperatur zu bringen.
– Um Beschädigungen der Kupplungseinrichtung zu verhindern, kann die Steuereinheit dafür ausgelegt sein, den Weg über den Kühler 300 auf jeden Fall dann frei zu schalten, wenn die Temperatur des Kupplungskühlöls eine Grenztemperatur erreicht.
– Weitere Möglichkeiten, den Wärmehaushalt des Kupplungskühlölkreislaufs zu beeinflussen, ergeben sich im Falle der Ausführungsbeispiele der 6 bis 8, indem das im Teilbereich 212b des Kupplungssumpfes 212 enthaltene Kühlölvolumen dem Kupplungskühlölkreislauf temperaturabhängig zugeschaltet wird bzw. hiervon abgekoppelt wird bzw. der Getriebekühlölkreislauf dem Kupplungskühlölkreislauf situationsabhängig zugeschaltet bzw. hiervon abgekoppelt wird.

Zur Ausgestaltung des Ölsumpfes 212 der Kupplung bzw. Kupplungsglocke im Zusammenhang mit den Beispielen gemäß 6 bis 8 sei noch nachgetragen, dass das bei kalten Temperatren im Teilbereich 212b enthaltene und vom Kreislauf abgekoppelte Öl isolierend wirkt und damit fördert, dass der Kupplungskühlölkreislauf schneller seine Betriebstemperatur erreicht. In diesem Zusammenhang kann es zweckmäßig sein, die Trennwandung aus isolierendem Material, beispielsweise Kunststoff, auszuführen, um die Wärmeisolierung für den Teilbereich 212a noch zu verstärken. Betreffend die Ausführungsform der 7 sei noch ergänzt, dass das Ventil 350 auch derart steuerbar oder regelbar sein kann, dass die aus dem Kupplungskühlölkreislauf in den Geriebekühlölkreislauf abgezweigte Ölmenge variabel ist, um den Wärmehaushalt der beteiligten Kreisläufe noch gezielter beeinflussen zu können. Das aus dem Kupplungskühlölkreislauf in den Getriebekühlölkreislauf abgezweigte Kühlöl kann mittels einer Tauchschmierung im Getriebe einfach in den Getriebe-Umwälzkreislauf eingebunden sein.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf 9 verschiedene Ventile erläutert, die anstelle des 3-2-Wege-Ventils 302a und ggf. auch anstelle des 3-2-Wege-Ventils 350 einsetzbar sind. 9a zeigt ein Ventil 360 mit zwei Spulen 362 und 364, die jeweils einem Ventilausgang zugeordnet sind. Ein aus ferromagnetischem Material hergestellter, hier kugelförmiger Schließkörper 366 kann durch Bestromung jeweils einer der beiden Spulen entweder in eine Verschlussstellung für den der Spule 362 zugeordneten Ventilausgang oder den der Spule 364 zugeordneten Ventilausgang gebracht werden. Die Spulen brauchen nur während des Umschaltens bestromt werden, da die den Schließkörper 366 in seiner momentan eingestellten Schließstellung haltenden Schließkräfte vom durch das Ventil 360 fließenden Medium, hier dem Kühlöl, aufgebracht werden. Es werden die erforderlichen Schließkräfte also durch den hydrodynamischen Druck aufgebracht. Die Spulen 362 und 364 werden zu von der Steuereinheit bestimmten Zeitpunkten bestromt. Gemäß Vorstehendem ist von den Ventilausgängen ein ausgewählter offen und der andere zu. Das Ventil kann aber auch so ausgeführt und betrieben werden, dass durch ständige Bestromung wenigstens einer der Spulen Zwischenzustände einstellbar sind, in denen die Ventilausgänge teilweise offen bzw. teilweise zu gehalten werden. Das Ventil 360 kann sowohl als den ersten und den zweiten Zustand des Kupplungskühlölkreislaufs schaltendes Ventil verwendet werden und dementsprechend das Ventil 302a ersetzen, als auch zum wahlweisen Zusammenschalten des Kupplungskühlölkreislaufs und des Getriebekühlölkreislaufs verwendet werden und dementsprechend das Ventil 350 ersetzen. Gleiches gilt für die in 9b gezeigte Ausführungsform eines nach dem gleichen Prinzip funktionierenden Ventils 360a, dessen Schließkörper 366a unter Vermittlung der Spulen 362a und 362b hinsichtlich seiner Positionierung besser einstellbar ist, so dass insbesondere Zwischenzustände besser steuerbar/regelbar sind.
9c zeigt schematisch ein thermostatbetätigtes Ventil 370 mit einem Ventil-Schließelement 372, auf das ein Thermostatelement 374, beispielsweise in der Art eines in Heizkörperthermostat-Ventilen enthaltenen Thermostatelements (etwa mit einer einen recht großen Wärmeexpansionkoeffizienten aufweisenden Paraffinmasse oder dergleichen) oder auf Bimetallbasis, wirkt. Das Ventil 370 kann zweckmäßig zum Umschalten des Kupplungskühlölkreislaufs zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand verwendet werden und dementsprechend das Ventil 302a ersetzen. Hierzu wäre es zweckmäßig, das Thermostatelement 374 in der pumpenseitigen Ölleitung anzuordnen, so dass beispielsweise der Leitungsabschnitt 376 direkt zur Kupplungseinrichtung 202 führt, wohingegen der Leitungsabschnitt 378 zum Kühler 300 führt. In diesem Fall würde betreffend die Zuschaltung bzw. Abschaltung des Kühlers 300 eine feste Warmlaufstrategie verfolgt werden. Für ein schnelleres Warmlaufen wäre der Kühler 300 beispielsweise anfänglich stets weggeschaltet. Erwärmt sich dann das umlaufende Kühlöl, so öffnet das Thermostatelement 374 den ”Abkühlungskreislauf” 332 zuerst ein wenig und dann bei weiterer Temperaturerhöhung schließlich vollständig, unter entsprechender Schließung der direkten Leitungsverbindung zur Kupplungseinrichtung 202.
9d zeigt eine alternative Ausführungsform des thermostatbetätigten Ventils. Auf das Schließelement 372 wirken zwei Thermostatelemente, nämlich das in der pumpenseitigen Ölleitung angeordnete Thermostatelement 374a und das in der zum Kühler 300 führenden Leitung 378 angeordnete Thermostatelement 374b. Im Warmlaufbetrieb könnte das Ventil 370a der 9d wie das Ventil 370 der 9c funktionieren, also durch mehr oder weniger starke Sperrung des durch den Kühler 300 führenden ”Abkühlungskreislaufs” ein schnelles Aufwärmen des Kupplungskühlölkreislaufs gewährleisten. Im Falle eines warmen Motors und noch kalten Getriebes und kalter Kupplung kann unter Vermittlung des zweiten Thermostatelements 374b die Leitung durch den Kühler 300 freigemacht werden, so dass unter Vermittlung des als Kühlwasser-Kühlöl-Wärmetauschers ausgeführten Kühlers 300 Wärmeenergie aus dem Kühlwasserkreislauf des Motors in den Kupplungskühlölkreislauf eingebracht werden kann, um den Kühlölkreislauf (und ggf. – im Falle von Auslegungen entsprechend 7 und 8 – den Getriebekühlölkreislauf) schneller auf Betriebstemperatur zu bringen. Gegenüber den Ventilen gemäß 9c und 9d bietet die Verwendung eines elektrisch ansteuerbaren Ventils wie das 3-2-Wege-Ventil 302a allerdings den Vorteil, dass die Schaltpunkte freier und damit situationsabhängig gewählt werden können. Betreffend die Ausführungsform der 9d sei noch angemerkt, dass das Thermostatelement 374b im gezeigten Beispiel in der zum Kühler 300 führenden Leitung 378 angeordnet ist, da das in dieser Leitung enthaltene Kühlöl über den Kühler 300 mit dem Kühlwasser wechselwirkt und damit vom Kühlwasser ggf. erwärmt wird. Man kann das Ventil aber vorteilhaft auch ohne weiteres derart ausführen, dass das zweite Thermostatelement direkter die Temperatur des Kühlwassers erfasst, etwa indem man einen Thermostat-Fühler vorsieht, der im Kühler oder in einer Kühlwasserleitung angeordnet ist.
10 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung einer zum Trennen von zwei Kühlölvolumina dienenden Trennwandung, beispielsweise der Trennwandung 340 gemäß 6 bis 8. Die als Kunststoff-Wandung oder Blech-Wandung ausgeführte Wandung 340 weist ein oder mehrere Durchlassöffnungen 390 auf. Der jeweiligen Durchgangsöffnung 390 ist ein thermostatbetätigtes oder als Bimetall-Element ausgeführtes Deckelelement 392 zugeordnet, das in Abhängigkeit von den Temperaturverhältnissen die jeweilige Durchlassöffnung 390 mehr oder weniger zum Durchlass von Kühlöl frei gibt oder sperrt. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Durchlassöffnung 390 zwei von einem Steg 394 der Trennwandung getrennte Bereiche 390a und 390b auf, wobei dem Steg 394 nur Haltefunktion in Bezug auf das Deckelelement 392 zukommt. Das Deckelelement 392 kann beispielsweise an einer zentralen Stelle am Steg 394 befestigt, etwa festgenietet, sein. Im Falle einer Ausführung des Deckels 392 aus Bimetall ist die Bimetall-Metallschicht mit größerem Wärmekoeffizienten an der Deckelunterseite, also dem Steg zugewandt, angeordnet, so dass für größere Temperaturen sich der Deckel 392 hoch wölbt und die Durchlassöffnung 390 frei gibt. Beispielsweise kann im Falle der Ausführungsbeispiele gemäß 6 bis 8 die Trennwandung 340 mit dem Deckel 392 in der in 10b durch die Bezugszeichen 212a und 212b angedeutete Weise dem Kupplungssumpf zugeordnet werden. Bei dieser Zuordnung ist der Deckel 392 auf der dem stets von Kühlöl durchströmten Teilbereich 212a des Ölsumpfes zugewandten Wandungsseite angeordnet, so dass im Falle eines Hochwölbens des Deckels durch diesen eine Durchmischung der beiden Ölvolumina gefördert wird. Es kann auch zweckmäßig sein, den Getriebesumpf 212' mit einer derartigen Trennwandung auszuführen.
11 zeigt eine in einem Antriebsstrang 10 zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe angeordnete Doppelkupplung 12. Von der Antriebseinheit, beispielsweise eine Brennkraftmaschine, ist in 11 nur eine Abtriebswelle 14, ggf. Kurbelwelle 14, mit einem zur Ankopplung eines nicht dargestellten Torsionsschwingungsdämpfers dienenden Koppelende 16 dargestellt. Das Getriebe ist in 11 durch einen eine Getriebegehäuseglocke 18 begrenzenden Getriebegehäuseabschnitt 20 und zwei Getriebeeingangswellen 22 und 24 repräsentiert, die beide als Hohlwellen ausgebildet sind, wobei die Getriebeeingangswelle 22 sich im Wesentlichen koaxial zur Getriebeeingangswelle 24 durch diese hindurch erstreckt. Im Inneren der Getriebeeingangswelle 22 ist eine Pumpenantriebswelle angeordnet, die zum Antrieb einer getriebeseitigen, in 11 nicht dargestellten Ölpumpe dient, wie noch näher erläutert wird. Ist wenigstens eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe vorgesehen, kann auf die Pumpenantriebswelle 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 Doppelkupplung wie das in 11 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 11 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 Torsionsschwingungsdämpfer gekoppelt, so dass über diesen eine Momentenübertragungsverbindung zwischen dem Koppelende 16 der Kurbelwelle 14 und der Kupplungsnabe 34 besteht. Möchte man auf einen Torsionsschwingungsdämpfer generell oder an dieser Stelle im Antriebsstrang verzichten, so kann die Kopplungsnabe 34 auch unmittelbar mit dem Koppelende 16 gekoppelt werden. Die Pumpenantriebswelle 26 weist an ihrem vom Getriebe fernen Ende eine Außenverzahnung 44 auf, die in eine Innenverzahnung 46 des Ringabschnitts 36 der Kupplungsnabe 34 eingreift, so dass sich die Pumpenantriebswelle 26 mit der Kupplungsnabe 34 mitdreht und dementsprechend die Ölpumpe antreibt, wenn der Kupplungsnabe 34 eine Drehbewegung erteilt wird, im Regelfall von der Antriebseinheit und in manchen Betriebssituationen eventuell auch vom Getriebe her über die Doppelkupplung (beispielsweise in einer durch das Stichwort ”Motorbremse” charakterisierte Betriebssituation).
Der Deckel 28 erstreckt sich radial zwischen einem eine Radialausnehmung 50 der Gehäuseglocke 18 begrenzenden ringförmigen Umfangswandabschnitt der Gehäuseglocke 18 und dem Ringabschnitt 38 der Nabe 34, wobei es vorteilhaft ist, wenn zwischen einem radial inneren Wandbereich 52 des Deckels 28 und der Nabe 34, speziell dem Ringabschnitt 38, eine Dichtungs- oder/und Drehlageranordnung 54 vorgesehen ist, speziell dann, wenn – wie beim gezeigten Ausführungsbeispiel – der Deckel 28 an der Gehäuseglocke 18 festgelegt ist und sich dementsprechend mit der Doppelkupplung 12 nicht mitdreht. Eine Abdichtung zwischen dem Deckel und der Nabe wird insbesondere dann erforderlich sein, wenn es sich, wie beim Ausführungsbeispiel, bei den Kupplungsanordnungen der 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 11 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 1 bis 8 kann die Lamellen-Kupplungsanordnung beispielsweise als die Kupplungsanordnung 204 identifiziert werden. Der Außenlamellenträger 62 erstreckt sich in Richtung zum Getriebe und nach radial innen zu einem Ringteil 66, an dem der Außenlamellenträger drehfest angebracht ist und das mittels einer Axial- und Radial-Lageranordnung 68 an den beiden Getriebeeingangswellen 22 und 24 derart gelagert ist, dass sowohl radiale als auch axiale Kräfte an den Getriebeeingangswellen abgestützt werden. Die Axial- und Radial-Lageranordnung 68 ermöglicht eine Relativverdrehung zwischen dem Ringteil 66 einerseits und sowohl der Getriebeeingangswelle 22 als auch der Getriebeeingangswelle 24 andererseits. Auf den Aufbau und die Funktionsweise der Axial- und Radial-Lageranordnung wird später noch näher eingegangen.
Am Ringteil 66 ist axial weiter in Richtung zur Antriebseinheit ein Außenlamellenträger 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 1 bis 8 kann die zweite Lamellen-Kupplungsanordnung beispielsweise als die Kupplungsanordnung 204 identifiziert werden. Die beiden Außenlamellenträger 62 und 70 sind, wie schon angedeutet, durch das Ringteil 66 drehfest miteinander verbunden und stehen gemeinsam über das mittels einer Außenverzahnung mit dem Außenlamellenträger 62 in formschlüssigem Drehmomentübertragungseingriff stehende Trägerblech 60 mit der Kupplungsnabe 34 und damit – über den nicht dargestellten Torsionsschwingungsdämpfer – mit der Kurbelwelle 14 der Antriebseinheit in Momentenübertragungsverbindung. Bezogen auf den normalen Momentenfluss von der Antriebseinheit zum Getriebe dienen die Außenlamellenträger 62 und 70 jeweils als Eingangsseite 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 Keilnutenverzahnung o. dgl. ein Nabenteil 84 eines Innenlamellenträger 86 der zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72 drehfest angeordnet. Bezogen auf den Regel-Momentenfluss von der Antriebseinheit in Richtung zum Getriebe dienen die Innenlamellenträger 82 und 86 als Ausgangsseite der ersten bzw. zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 64 bzw. 72.
Es wird noch einmal auf die radiale und axiale Lagerung des Ringteils 66 an den Getriebeeingangswellen 22 und 24 Bezug genommen. Zur radialen Lagerung des Ringteils 66 dienen zwei Radial-Lagerbaugruppen 90 und 92, die zwischen der radial äußeren Getriebeeingangswelle 24 und dem Ringteil 66 wirksam sind. Die axiale Lagerung des Ringsteils 66 erfolgt betreffend einer Abstützung in Richtung zur Antriebseinheit über das Nabenteil 84, ein Axiallager 94, das Nabenteil 80 und einen das Nabenteil 80 an der radial inneren Getriebeeingangswelle 22 axial sichernden Sprengring 96. Das Ringteil 38 der Kupplungsnabe 34 ist wiederum über ein Axiallager 68 und ein Radiallager 100 an dem Nabenteil 80 gelagert. In Richtung zum Getriebe ist das Nabenteil 80 über das Axiallager 94 an einem Endabschnitt der radial äußeren Getriebeeingangswelle 24 axial abgestützt. Das Nabenteil 84 kann unmittelbar an einem Ringanschlag o. dgl. oder einem gesonderten Sprengring o. dgl. in Richtung zum Getriebe an der Getriebeeingangswelle 24 abgestützt sein. Da das Nabenteil 84 und das Ringteil 66 gegeneinander relativ-verdrehbar sind, kann zwischen diesen Komponenten ein Axiallager vorgesehen sein, sofern nicht das Lager 92 sowohl Axiallagerals auch Radiallagerfunktion hat. Vom Letzteren wird in Bezug auf das Ausführungsbeispiel in 11 ausgegangen.
Große Vorteile ergeben sich daraus, wenn, wie beim gezeigten Ausführungsbeispiel, die sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitte der Außenlamellenträger 62 und 70 auf einer axialen Seite einer sich zu einer Achse A der Doppelkupplung 12 orthogonal erstreckenden Radialebene angeordnet sind und die sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitte der Innenlamellenträger 82 und 86 der beiden Lamellen-Kupplungsanordnungen auf der anderen axialen Seite dieser Radialebene angeordnet sind. Hierdurch wird ein besonders kompakter Aufbau möglich, insbesondere dann, wenn – wie beim gezeigten Ausführungsbeispiel – Lamellenträger einer Sorte (Außenlamellenträger oder Innenlamellenträger, beim Ausführungsbeispiel die Außenlamellenträger) drehfest miteinander verbunden sind und jeweils als Eingangsseite der betreffenden Lamellen-Kupplungsanordnung in Bezug auf den Kraftfluss von der Antriebseinheit zum Getriebe dienen.
In die Doppelkupplung 12 sind Betätigungskolben zur Betätigung der Lamellen-Kupplungsanordnungen integriert, im Falle des gezeigten Ausführungsbeispiels zur Betätigung der Lamellen-Kupplungsanordnungen im Sinne eines Einrückens. Ein der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64 zugeordneter Betätigungskolben 110 ist axial zwischen dem sich radial erstreckenden Abschnitt des Außenlamellenträgers 62 der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64 und dem sich radial erstreckenden Abschnitt des Außenlamellenträgers 70 der zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72 angeordnet und an beiden Außenlamellenträgern sowie am Ringteil 66 mittels Dichtungen 112, 114, 116 axial verschiebbar und eine zwischen dem Außenlamellenträger 62 und dem Betätigungskolben 110 ausgebildete Druckkammer 118 sowie eine zwischen dem Betätigungskolben 110 und dem Außenlamellenträger 70 ausgebildete Fliehkraft-Druckausgleichskammer 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 angeschlossenen Drucksteuereinrichtung, ggf. ein Steuerventil (ggf. Ventil 214), in Verbindung, wobei der Druckmediumskanal 122 über eine das Ringteil 66 aufnehmende, ggf. getriebefeste Anschlusshülse an der Drucksteuereinrichtung angeschlossen ist. Zum Ringteil 66 ist in diesem Zusammenhang zu erwähnen, dass dieses für eine einfachere Herstellbarkeit insbesondere hinsichtlich des Druckmediumkanals 122 sowie eines weiteren Druckmediumkanals zweiteilig hergestellt ist mit zwei ineinander gesteckten hülsenartigen Ringteilabschnitten, wie in 11 angedeutet ist.
Ein der zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72 zugeordneter Betätigungskolben 130 ist axial zwischen dem Außenlamellenträger 70 der zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72 und einem sich im Wesentlichen radial erstreckenden und an einem vom Getriebe fernen axialen Endbereich des Ringteils 66 drehfest und fluiddicht angebrachten Wandungsteil 132 angeordnet und mittels Dichtungen 134, 136 und 138 am Außenlamellenträger 70, dem Wandungsteil 132 und dem Ringteil 66 axial verschiebbar und eine zwischen dem Außenlamellenträger 70 und dem Betätigungskolben 130 ausgebildete Druckkammer 140 sowie eine zwischen dem Betätigungskolben 130 und dem Wandungsteil 132 ausgebildete Fliehkraft-Druckausgleichskammer 142 abdichtend geführt. Die Druckkammer 140 ist über einen weiteren (schon erwähnten) Druckmediumskanal 144 in entsprechender Weise wie die Druckkammer 118 an einer/der Drucksteuereinrichtung (ggf. Ventil 216 in Verbindung mit der Pumpe 208) angeschlossen. Mittels der Drucksteuereinrichtung(en) kann an den beiden Druckkammern 118 und 140 wahlweise (ggf. auch gleichzeitig) von der (jeweiligen) Druckmediumsquelle (ggf. Ölpumpe) aufgebrachter Druck angelegt werden, um die erste Lamellen-Kupplungsanordnung 64 oder/und die zweite Lamellen-Kupplungsanordnung 72 im Sinne eines Einrückens zu betätigen. Zum Rückstellen, also zum Ausrücken der Kupplungen dienen 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 Betriebszuständen der Doppelkupplung 12, vollständig mit Druckmedium (hier Hydrauliköl) gefüllt, und der Betätigungszustand der Lamellen-Kupplungsanordnungen hängt an sich vom an den Druckkammern angelegten Druckmediumsdruck ab. Da sich aber die Außenlamellenträger 62 und 70 samt dem Ringteil 66 und dem Betätigungskolben 110 und 130 sowie dem Wandungsteil 132 im Fahrbetrieb mit der 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-Kupplungsanordnungen führen könnten. Aus diesem Grunde sind die schon erwähnten Fliehkraft-Druckausgleichskammern 120, 142 vorgesehen, die ein Druckausgleichsmedium aufnehmen und in denen es in entsprechender Weise zu fliehkraftbedingten Druckerhöhungen kommt, die die in den Druckkammern auftretenden fliehkraftbedingten Druckerhöhungen kompensieren.
Man könnte daran denken, die Fliehkraft-Druckausgleichskammern 120 und 142 permanent mit Druckausgleichsmedium, beispielsweise Öl, zu füllen, wobei man ggf. einen Volumenausgleich zur Aufnahme von im Zuge einer Betätigung der Betätigungskolben verdrängtem Druckausgleichsmedium vorsehen könnte. Bei der in 11 gezeigten Ausführungsform werden die Fliehkraft-Druckausgleichskammern 120, 142 jeweils erst im Betrieb des Antriebsstrangs mit Druckausgleichsmedium gefüllt, und zwar in Verbindung mit der Zufuhr von Kühlfluid, beim gezeigten Ausführungsbeispiel speziell Kühlöl, zu den Lamellen-Kupplungsanordnungen 64 und 72 über einen zwischen dem Ringteil 66 und der äußeren Getriebeeingangswelle 24 ausgebildeten Ringkanal 150, dem die für das Kühlöl durchlässigen Lager 90, 92 zuzurechnen sind. Das 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 hindurch und strömt dann in einem Teilstrom zwischen dem vom Getriebe fernen Endabschnitt des Ringteils 66 und dem Nabenteil 84 nach radial außen in Richtung zum Lamellenpaket 74 der zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72, tritt aufgrund von Durchlassöffnungen im Innenlamellenträger 86 in den Bereich der Lamellen ein, strömt zwischen den Lamellen des Lamellenpakets 74 bzw. durch Reibbelagnuten o. dgl. dieser Lamellen nach radial außen, tritt durch Durchlassöffnungen im Außenlamellenträger 70 und Durchlassöffnungen im Innenlamellenträger 82 in den Bereich des Lamellenpakets 76 der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64 ein, strömt zwischen den Lamellen dieses Lamellenpakets bzw. durch Belagnuten o. dgl. dieser Lamellen nach radial außen und fließt dann schließlich durch Durchlassöffnungen im Außenlamellenträger 62 nach radial außen ab. An der Kühlölzufuhrströmung zwischen dem Ringteil 66 und der Getriebeeingangswelle 24 sind auch die Fliehkraft-Druckausgleichskammern 120, 142 angeschlossen, und zwar mittels Radialbohrungen 152, 154 im Ringteil 66. Da bei stehender Antriebseinheit das als Druckausgleichsmedium dienende Kühlöl in den Druckausgleichskammern 120, 142 mangels Fliehkräften aus den Druckausgleichskammern abläuft, werden die Druckausgleichskammern jeweils wieder neu während des Betriebs des Antriebsstrangs (des Kraftfahrzeugs) gefüllt.
Da eine der Druckkammer 140 zugeordnete Druckbeaufschlagungsfläche des Betätigungskolbens 130 kleiner ist und sich überdies weniger weit nach radial außen erstreckt als eine der Druckausgleichskammer 142 zugeordnete Druckbeaufschlagungsfläche des Kolbens 130, ist in dem Wandungsteil 132 wenigstens eine Füllstandsbegrenzungsöffnung 156 ausgebildet, die einen maximalen, die erforderliche Fliehkraftkompensation ergebenden Radialfüllstand der Druckausgleichskammer 142 einstellt. Ist der maximale Füllstand erreicht, so fließt das über die Bohrung 154 zugeführte Kühlöl durch die Füllstandsbegrenzungsöffnung 156 ab und vereinigt sich mit dem zwischen dem Ringteil 66 und dem Nabenteil 84 nach radial außen tretenden Kühlölstrom. Im Falle des Kolbens 110 sind die der Druckkammer 118 und die der Druckausgleichskammer 120 zugeordneten Druckbeaufschlagungsflächen des Kolbens gleich groß und erstrecken sich im gleichen Radialbereich, so dass für die Druckausgleichskammer 120 entsprechende Füllstandsbegrenzungsmittel nicht erforderlich sind.
Der Vollständigkeit halber soll noch erwähnt werden, dass im Betrieb vorzugsweise noch weitere Kühlölströmungen auftreten. So ist in der Getriebeeingangswelle 24 wenigstens eine Radialbohrung 160 vorgesehen, über die sowie über einen Ringkanal zwischen den beiden Getriebeeingangswellen ein weiterer Kühlölteilstrom fließt, der sich in zwei Teilströme aufspaltet, von denen einer zwischen den beiden Nabenteilen 80 und 84 (durch das Axiallager 94) nach radial außen fließt und der andere Teilstrom zwischen dem getriebefernen Endbereich der Getriebeeingangswelle 22 und dem Nabenteil 80 sowie zwischen diesem Nabenteil 80 und dem Ringabschnitt 38 der Kupplungsnabe 34 (durch die Lager 98 und 100) nach radial außen strömt.
Da sich das nach radial außen strömende Kühlöl benachbart einem radial äußeren Abschnitt des der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64 zugeordneten Betätigungskolbens 110 ansammeln könnte und zumindest bei größeren Drehzahlen fliehkraftbedingt die Einrückbewegung dieses Kolbens behindern könnte, weist der Kolben 110 wenigstens eine Druckausgleichsöffnung 162 auf, die einen Kühlölfluss von einer Seite des Kolbens zur anderen ermöglicht. Es wird dementsprechend zu einer Ansammlung von Kühlöl auf beiden Seiten des Kolbens kommen mit entsprechender Kompensation fliehkraftbedingt auf den Kolben ausgeübter Druckkräfte. Ferner wird verhindert, dass andere auf einer Wechselwirkung des Kühlöls mit dem Kolben beruhende Kräfte die erforderlichen axialen 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 Kühlölabflussöffnung ist bei 164 gestrichelt angedeutet. Um trotzdem eine hinreichende Durchströmung des Lamellenpakets 76 der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64 mit Kühlfluid (Kühlöl) zu gewährleisten, kann ein Kühlölleitelement (allgemein ein Kühlfluidleitelement) vorgesehen sein. In 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 11 vorgesehen, dass eine für die radial innere Lamellen-Kupplungsanordnung 72 bezogen auf einen Betätigungsdruck an sich gegebene, im Vergleich zur anderen Kupplungsanordnung 64 geringere Momentenübertragungsfähigkeit (aufgrund eines geringeren effektiven Reibradius als die radial äußere Kupplungsanordnung 64) zumindest teilweise kompensiert wird. Hierzu ist die der Druckkammer 140 zugeordnete Druckbeaufschlagungsfläche des Kolbens 130 größer als die der Druckkammer 118 zugeordnete Druckbeaufschlagungsfläche des Kolbens 110, so dass bei gleichem Hydrauliköldruck in den Druckkammern auf den Kolben 130 größere axial gerichtete Kräfte als auf den Kolben 110 ausgeübt werden.
Es sollte noch erwähnt werden, dass durch eine radiale Staffelung der den Kolben zugeordneten Dichtungen, speziell auch eine axiale Überlappung von wenigstens einigen der Dichtungen, eine gute Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums ermöglicht.
Bei den Lamellenpaketen 74, 76 können Maßnahmen zur Vermeidung der Gefahr einer Überhitzung getroffen sein zusätzlich zu der schon beschriebenen Zufuhr von Kühlöl und der Ausbildung von (in der 11 nur schematisch angedeuteten) Kühlöldurchtrittsöffnungen in den Lamellenträgern. So ist es vorteilhaft, wenigstens einige der Lamellen als ”Wärmezwischenspeicher” 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-Kupplungsanordnung, abführen zu können. Hierzu sind bei der radial inneren (zweiten) Lamellen-Kupplungsanordnung reibbelaglose, also keinen Reibbelag tragende Lamellen axial dicker als Reibbelagtragelemente von Reibbelag-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 (Wärmekapazität) hat, beispielsweise aus Stahl. Die Reibbelag-tragenden Lamellen können im Falle einer Verwendung von üblichen Reibbelägen, beispielsweise aus Papier, nur wenig Wärme zwischenspeichern, da Papier eine schlechte Wärmeleitfähigkeit hat.
Die Wärmekapazität der die Reibbeläge tragenden Reibbelagtragelemente können ebenfalls als Wärmespeicher verfügbar gemacht werden, wenn man anstelle von Belagmaterialien mit geringer Leitfähigkeit Belagmaterialien mit hoher Leitfähigkeit verwendet. In Betracht kommt die Verwendung von Reibbelägen aus Sintermaterial, das eine vergleichsweise hohe Wärmeleitfähigkeit 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 Schwingungen zumindest nicht dämpfen kann. Es ist deshalb vorteilhaft, wenn in einem Lamellenpaket sowohl Lamellen mit Reibbelägen aus Sintermaterial als auch Lamellen mit Reibbelägen aus einem anderen Material mit progressivem Reibwertverlauf über der Schlupfdrehzahl (dμ/dΔN > 0) vorgesehen sind, so dass sich für das Lamellenpaket insgesamt ein progressiver Reibwertverlauf über der Schlupfdrehzahl oder zumindest näherungsweise ein neutraler Reibwertverlauf über der Schlupfdrehzahl (dμ/dΔN = 0) ergibt und dementsprechend eine Selbsterregung von Schwingungen im Antriebsstrang zumindest nicht gefördert wird oder – vorzugsweise – Drehschwingungen im Antriebsstrang sogar (aufgrund eines nennenswert progressiven Reibwertverlaufs über der Schlupfdrehzahl) gedämpft werden.
Es wird hier davon ausgegangen, dass beim Ausführungsbeispiel der 11 das Lamellenpaket 74 der radial inneren Lamellen-Kupplungsanordnung 72 ohne Sinterbeläge ausgeführt ist, da die radial äußere Lamellen-Kupplungsanordnung 64 vorzugsweise als Anfahrkupplung mit entsprechendem Schlupfbetrieb eingesetzt wird. Letzteres, also die Verwendung der radial äußeren Lamellen-Kupplungsanordnung als Anfahrkupplung, ist insoweit vorteilhaft, als dass aufgrund des größeren effektiven Reibradius diese Lamellen-Kupplungsanordnung mit geringeren Betätigungskräften (für die gleiche Momentenübertragungsfähigkeit) betrieben werden kann, so dass die Flächenpressung gegenüber der zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung reduziert sein kann. Hierzu trägt auch bei, wenn man die Lamellen der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64 mit etwas größerer radialer Höhe als die Lamellen der zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72 ausbildet. Gewünschtenfalls können aber auch für das Lamellenpaket 74 der radial inneren (zweiten) Lamellen-Kupplungsanordnung 72 Reibbeläge aus Sintermaterial verwendet werden, vorzugsweise – wie erläutert – in Kombintion mit Reibbelägen aus einem anderen Material, etwa Papier.
Während bei dem Lamellenpaket 74 der radial inneren Lamellen-Kupplungsanordnung 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 einschließlich 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 ausgebildet, um die ein vergleichsweise großes Volumen aufweisenden Belagtragelemente 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 Wärmekapazität zur Wärmezwischenspeicherung bereitzustellen. Die axial innen liegenden Außenlamellen sollten zumindest zum Teil Reibbeläge aus einem anderen, einen progressiven Reibwertverlauf zeigenden Material, aufweisen, um für das Lamellenpaket insgesamt zumindest eine näherungsweise neutralen Reibwertverlauf über der Schlupfdrehzahl zu erreichen.
Weitere Einzelheiten der Doppelkupplung 12 gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind für den Fachmann ohne weiteres aus 11 entnehmbar. So ist die Axialbohrung im Ringabschnitt 36 der Kupplungsnabe 34, in der die Innenverzahnung 46 für die Pumpenantriebswelle ausgebildet ist, durch einen darin festgelegten Stopfen 180 öldicht verschlossen. Das Trägerblech 60 ist am Außenlamellenträger 62 durch zwei Halteringe 172, 174 axial fixiert, von denen der Haltering 172 auch die Endlamelle 170 axial abstützt. Ein entsprechender Haltering ist auch für die Abstützung des Lamellenpakets 74 am Außenlamellenträger 70 vorgesehen.

Claims

Kupplungssystem, umfassend wenigstens eine Kupplungseinrichtung (202) für die Anordnung in einem Antriebsstrang zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe (330), wobei die Kupplungseinrichtung wenigstens eine für einen Betrieb unter Einwirkung eines Kupplungsbetriebsmediums vorgesehene Kupplungsanordnung (204, 206) aufweist, wobei die Kupplungseinrichtung zusammen mit wenigstens einem Kupplungsbetriebsmediumreservoir (212) und wenigstens einer Kupplungsbetriebsmediumpumpe (209) in einem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand umschaltbar ist, wobei im ersten Zustand das umlaufende Kupplungsbetriebsmedium vollständig oder zumindest zu einem größeren Teil über eine Wärmetauscheranordnung (300) der Kupplungseinrichtung (202) zugeführt wird und im zweiten Zustand das umlaufende Kupplungsbetriebsmedium vollständig oder zumindest zu einem größeren Teil an der Wärmetauscheranordnung (300) vorbeigeführt und der Kupplungseinrichtung (202) zugeführt wird.
Kupplungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Kupplungsbetriebsmediumkreislauf umlaufender Betriebsmediumstrom hinsichtlich des pro Zeiteinheit umlaufenden Betriebsmediumvolumens steuerbar oder regelbar ist.
Kupplungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsmediumstrom vermittels wenigstens eines Volumenstrom-Steuer/Regel-Ventils oder/und vermittels der Kupplungsbetriebsmediumpumpe (209) steuerbar ist.
Kupplungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscheranordnung (300) als Kupplungsbetriebsmedium-Luft-Wärmetauscheranordnung oder als Kupplungsbetriebsmedium-Kühlmedium-Wärmetauscheranordnung ausgeführt ist.
Kupplungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscheranordnung (300) als Kupplungsbetriebsmedium-Kühlwasser-Wärmeaustauscheranordnung ausgeführt ist.
Kupplungssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass vorgesehen ist, dass die Wärmetauscheranordnung in wenigstens einer Betriebssituation des Kupplungssystems oder des Antriebsstrangs zum Kühlen des Kupplungsbetriebsmediums dient.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscheranordnung (300) in wenigstens einer Betriebssituation des Kupplungssystems oder des Antriebsstrangs zum Erwärmen des Kupplungsbetriebsmediums dient.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die direkt oder indirekt mit der Antriebseinheit in Wärmeaustauschverbindung stehende Wärmetauscheranordnung (300) in wenigstens einer Betriebssituation des Kupplungssystem und der Antriebseinheit zum Erwärmen der Antriebseinheit oder zum Erwärmen von der Antriebseinheit zugeordnetem Betriebsmedium dient.
Kupplungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Betriebsmedium Motoröl ist.
Kupplungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlmediumkreislauf der Antriebseinheit der Wärmetauscheranordnung (300) zugeordnet oder zuordenbar ist und die Erwärmung vermittelt.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf in Abhängigkeit von einem im Kreislauf herrschenden, einen Strömungswiderstand der Wärmetauscheranordnung widerspiegelnden Kupplungsbetriebsmediumdruck zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand umschaltbar ist.
Kupplungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umschaltanordnung (302) vorgesehen ist, die dann aus dem ersten Zustand in den zweiten Zustand schaltet, wenn der im Kreislauf herrschende Druck einen Grenzdruck überschreitet.
Kupplungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltanordnung eine druckbetätigbare Ventilanordnung (302) umfasst.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf in Abhängigkeit von wenigstens einer der folgenden Temperaturen zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand umschaltbar oder/und hinsichtlich des pro Zeiteinheit umlaufenden Betriebsmediumvolumen verstellbar ist: wenigstens einer erfassten Temperatur, die einen Erwärmungszustand des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs repräsentiert; wenigstens einer erfassten Temperatur, die einen Erwärmungszustand eines der Antriebseinheit zugeordneten Kühlmediumkreislaufs repräsentiert; wenigstens einer erfassten Temperatur, die einen Erwärmungszustand der Antriebseinheit repräsentiert; wenigstens einer erfassten Temperatur, die einen Erwärmungszustand eines dem Getriebe zugeordneten Getriebebetriebsmediumkreislaufs repräsentiert.
Kupplungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als den Erwärmungszustand des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs repräsentierende Temperatur eine in einem Abschnitt (212) des Kreislaufs herrschende Kupplungsbetriebsmediumtemperatur verwendet ist.
Kupplungssystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass als den Erwärmungszustand eines der Antriebseinheit zugeordneten Kühlmediumkreislaufs repräsentierende Temperatur eine im Kühlmediumkreislauf herrschende Kühlmediumtemperatur oder eine diese unter Vermittlung der Wärmetauscheranordnung widerspiegelnde Kupplungsbetriebsmediumtemperatur verwendet ist.
Kupplungssystem nach eine der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass als einen Erwärmungszustand der Antriebseinheit repräsentiertende Temperatur eine Motoröltemperatur verwendet ist.
Kupplungssystem nach eine der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als einen Erwärmungszustand eines dem Getriebe zugeordneten Getriebebetriebsmediumkreislaufs repräsentiertende Temperatur eine im Getriebebetriebsmediumkreislauf (352) herrschende Getriebebetriebsmediumtemperatur verwendet ist.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf in Abhängigkeit von der den Erwärmungszustand des Kühlmediumkreislaufs repräsentierenden Temperatur oder/und der den Erwärmungszustand des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs repräsentierenden Temperatur zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand umschaltbar ist.
Kupplungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf in Abhängigkeit einer Differenztemperatur, die der den Erwärmungszustand des Kühlmediumkreislaufs repräsentierenden Temperatur und der den Erwärmungszustand des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs repräsentierenden Temperatur zugeordnet ist, umschaltbar ist.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das System dafür ausgelegt ist, den Kupplungsbetätigungskreislauf dann in den zweiten Zustand zu schalten oder in diesem Zustand zu belassen, wenn die den Erwärmungszustand des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs repräsentierende Temperatur eine Grenztemperatur unterschreitet.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das System dafür ausgelegt ist, den Kupplungsbetätigungskreislauf dann in den ersten Zustand zu schalten, wenn a) die den Erwärmungszustand des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs repräsentierende Temperatur signalisiert, dass ein Soll-Betriebstemperaturbereich des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs noch nicht erreicht ist, und zugleich die den Erwärmungszustand des Kühlmediumkreislaufs repräsentierende Temperatur signalisiert, dass unter Vermittlung der Wärmetauscheranordnung dem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf Wärmeenergie aus dem Kühlmediumkreislauf zuführbar ist, oder/und b) die den Erwärmungszustand des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs repräsentierende Temperatur signalisiert, dass ein Soll-Betriebstemperaturbereich des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs schon oder nahezu erreicht ist, und zugleich die den Erwärmungszustand des Kühlmediumkreislaufs repräsentierende Temperatur signalisiert, dass ein Soll-Betriebstemperaturbereich des Kühlmediumkreislaufs noch nicht erreicht ist und dass unter Vermittlung der Wärmetauscheranordnung dem Kühlmediumkreislauf Wärmeenergie aus dem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf zuführbar ist.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das System dafür ausgelegt ist, den Kupplungsbetätigungskreislauf dann in den ersten Zustand zu schalten, wenn die den Erwärmungszustand des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs repräsentierende Temperatur eine Grenztemperatur überschreitet.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrisch ansteuerbare oder/und wenigstens eine Thermostatvorrichtung aufweisende Umschaltanordnung (302a; 360; 360a; 370; 370a) vorgesehen ist, die zum Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand dient.
Kupplungssystem nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltanordnung wenigstens ein Ventil umfasst.
Kupplungssystem nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil als ein elektrisch oder/und thermostatisch betätigbares Ventil (302a; 360; 360a; 370; 370a) ausgebildet ist.
Kupplungssystem nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil als 2-3-Wege-Ventil ausgebildet ist.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil zwischen einem den ersten Zustand einstellenden ersten Ventilzustand und einem den zweiten Zustand einstellenden zweiten Ventilzustand verstellbar ist.
Kupplungssystem nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (360; 360a) mittels eines ersten elektrischen Signals aus dem zweiten in den ersten Ventilzustand und mittels eines zweiten elektrischen Signals aus dem ersten in den zweiten Zustand verstellbar ist und den jeweiligen Zustand ohne Aufnahme von elektrischer Leistung hält.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil wenigstens ein auf ein Ventilelement wirkendes Thermostatelement (374; 374a, 374b) aufweist.
Kupplungssystem nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatelement (374) einem Betriebsmediumleitungsabschnitt zugeordnet ist, der sowohl im ersten als auch im zweiten Zustand Teil des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs.
Kupplungssystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Thermostatelement (374a) einem Betriebsmediumleitungsabschnitt zugeordnet ist, der sowohl im ersten als auch im zweiten Zustand Teil des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs ist, und dass ein zweites Thermostatelement (374b) einem Betriebsmediumleitungsabschnitt (378) zugeordnet ist, der nur im zweiten Zustand Teil des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs ist.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Thermostatelement gegenüber dem zweiten Thermostatelement dominierend ist.
Kupplungssystem nach einem Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass gesondert vom Kupplungsbetriebsmediumkreislauf ein dem Getriebe zugeordneter Getriebebetriebsmediumkreislauf (352) vorgesehen ist, wobei die beiden Kreisläufe im Sinne einer Einleitung von Wärmeenergie aus dem einen in den anderen Kreislauf oder/und im Sinne einer Erhöhung einer wirksamen Wärmespeicherfähigkeit für einen betrachteten der Kreisläufe zusammenschaltbar sind.
Kupplungssystem, umfassend wenigstens eine Kupplungseinrichtung (202) für die Anordnung in einem Antriebsstrang zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe (330), wobei die Kupplungseinrichtung wenigstens eine für einen Betrieb unter Einwirkung eines Kupplungsbetriebsmediums vorgesehene Kupplungsanordnung (204, 206) aufweist, wobei die Kupplungseinrichtung zusammen mit wenigstens einem Kupplungsbetriebsmediumreservoir (212) und wenigstens einer Kupplungsbetriebsmediumpumpe (209) in einem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass gesondert vom Kupplungsbetriebsmediumkreislauf ein dem Getriebe zugeordneter Getriebebetriebsmediumkreislauf (352) vorgesehen ist, wobei die beiden Kreisläufe im Sinne einer Einleitung von Wärmeenergie aus dem einen in den anderen Kreislauf oder/und im Sinne einer Erhöhung einer wirksamen Wärmespeicherfähigkeit für einen betrachteten der Kreisläufe zusammenschaltbar sind, wobei der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf und der Getriebebetriebsmediumkreislauf derart zusammenschaltbar sind, dass an einer Abzweigungsstelle (350; 350a) Betriebsmedium aus dem einen Kreislauf abgezweigt und in den anderen Kreislauf eingespeist wird, wobei die Abzweigungsstelle mit einem steuerbaren oder regelbaren Ventil (350) ausgeführt ist.
Kupplungssystem nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass durch Zusammenschalten der Kreisläufe ein Temperaturniveau in einem der Kreisläufe vermittels des anderen Kreislaufs auf einen Soll-Betriebstemperaturbereich absenkbar oder in diesem Soll-Betriebstemperaturbereich haltbar ist oder/und der eine Kreislauf vermittels des anderen Kreislaufs auf einen Soll-Betriebstemperaturbereich erwärmbar ist.
Kupplungssystem nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass Temperaturspitzen in einem der Kreisläufe vermittels des anderen Kreislauf abbaubar oder verhinderbar sind.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammenschaltung der beiden Kreisläufe vom ersten und zweiten Zustand unabhängig ist.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kreisläufe im ersten Zustand zusammengeschaltet sind.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf oder/und einem/dem dem Getriebe zugeordneten, mit dem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf in Wärmetauscherverbindung stehenden oder bringbaren Getriebebetriebsmediumkreislauf (352) wenigstens eine ein Betriebsmediumvolumen aufnehmende Betriebsmediumaufnahme (212b) zugeordnet ist, die dem betreffenden Kreislauf im Sinne einer Erhöhung einer wirksamen Wärmespeicherfähigkeit des Kreislaufs zuschaltbar ist.
Kupplungssystem nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine dem betreffenden Kreislauf zuschaltbare Betriebsmediumaufnahme (212b) in das Kupplungsbetriebsmediumreservoir (212) oder/und in ein dem Getriebebetriebsmediumkreislauf zugehöriges Getriebebetriebsmediumreservoir integriert ist.
Kupplungssystem, umfassend wenigstens eine Kupplungseinrichtung (202) für die Anordnung in einem Antriebsstrang zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe (330), wobei die Kupplungseinrichtung wenigstens eine für einen Betrieb unter Einwirkung eines Kupplungsbetriebsmediums vorgesehene Kupplungsanordnung (204, 206) aufweist, wobei die Kupplungseinrichtung zusammen mit wenigstens einem Kupplungsbetriebsmediumreservoir (212) und wenigstens einer Kupplungsbetriebsmediumpumpe (209) in einem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf oder/und einem dem Getriebe zugeordneten, mit dem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf in Wärmetauscherverbindung stehenden oder bringbaren Getriebebetriebsmediumkreislauf (352) wenigstens eine ein Betriebsmediumvolumen aufnehmende Betriebsmediumaufnahme (212b) zugeordnet ist, die dem betreffenden Kreislauf im Sinne einer Erhöhung einer wirksamen Wärmespeicherfähigkeit des Kreislaufs zuschaltbar ist, wobei die wenigstens eine dem betreffenden Kreislauf zuschaltbare Betriebsmediumaufnahme (212b) in das Kupplungsbetriebsmediumreservoir (212) oder/und in ein dem Getriebebetriebsmediumkreislauf zugehöriges Getriebebetriebsmediumreservoir integriert ist.
Kupplungssystem nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betriebsmediumbehälter wenigsten eine vorzugsweise isolierende Trennwandung (340) angeordnet ist, die wenigstens einen ersten Bereich (212a), der im Kreislauf umlaufendes Betriebsmedium aufnimmt und dementsprechend als Betriebsmediumreservoir dient, von wenigstens einem als Betriebsmediumaufnahme dienenden zweiten Bereich (212b) trennt.
Kupplungssystem nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsmediumbehälter zu einem Kupplungsgehäuse oder einer Kupplungsglocke oder zu einem Getriebegehäuse gehört.
Kupplungssystem nach Anspruch 43 oder 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsmediumaufnahme (212b) derart in Bezug auf das Betriebsmediumreservoir (212a) angeordnet ist, dass die Betriebsmediumaufnahme oder das darin enthaltene Medium isolierend in Bezug auf das Betriebsmediumreservoir oder das darin enthaltene Betriebsmedium wirkt.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 43 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwandung (340) mit wenigstens einer zu schließenden und zu öffnenden Durchgangsöffnung (390) ausgeführt ist, über die der erste (212a) und der zweite (212b) Bereich in Betriebsmediumaustauschverbindung bringbar sind, um den als Betriebsmediumaufnahme dienenden zweiten Bereich dem betreffenden Betriebsmediumkreislauf zuzuschalten.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 40 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsmediumaufnahme (212b) in Abhängigkeit von wenigstens einer erfassten Temperatur dem betreffenden Betriebsmediumkreislauf zuschaltbar und vom Kreislauf abkoppelbar ist.
Kupplungssystem nach Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass als erfasste Temperatur die Betriebsmediumtemperatur herangezogen wird.
Kupplungssystem nach Anspruch 47 oder 48, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Thermostatvorrichtung (392) vorgesehen ist, die die Betriebsmediumaufnahme (212b) selbsttätig dem Betriebsmediumkreislauf zuschaltet oder von diesem abkoppelt.
Kupplungssystem nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermostatvorrichtung (392) der Trennwandung (240) zugeordnet ist.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kupplungsanordnung der Kupplungseinrichtung als nasslaufende Lamellen-Kupplungsanordnung (204, 296) ausgeführt ist.
Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 51, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung mehrere, jeweils einer Getriebeeingangswelle zugeordnete Kupplungsanordnungen (204, 206) aufweist.
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, mit einer gegebenenfalls Antriebseinheit, einem Getriebe (330) und einem Kupplungssystem (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Kupplungseinrichtung (202) mit ihrer wenigstens einen Kupplungsanordnung (204, 206) zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe angeordnet ist zur Momentenübertragung zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe.
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, mit einer Antriebseinheit, einem Getriebe und einem Kupplungssystem, dessen Kupplungseinrichtung (202) mit ihrer wenigstens einen Kupplungsanordnung (204, 206) zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe angeordnet ist zur Momentenübertragung zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe, gekennzeichnet durch wenigstens eine der folgenden Merkmalsgruppen: a) wenigstens ein Betriebsmediumkreislauf, insbesondere wenigstens ein dem Kupplungssystem (200) zugeordneter erster Betriebsmediumkreislauf, ist zwischen einem ersten und einem zweiten Zustand umschaltbar, wobei im ersten Zustand das umlaufende Betriebsmedium vollständig oder zumindest zu einem größeren Teil über eine Wärmetauscheranordnung (302 bzw. 302') geführt wird und im zweiten Zustand das umlaufende Betriebsmedium vollständig oder zumindest zu einem größeren Teil an der Wärmetauscheranordnung (302 bzw. 302') vorbeigeführt wird; b) es sind voneinander gesondert ein erster, dem Kupplungssystem (200) zugeordneter Betriebsmediumkreislauf und ein zweiter, dem Getriebe (330) zugeordneter Betriebsmediumkreislauf (352) vorgesehen, wobei die beiden Kreisläufe im Sinne einer Einleitung von Wärmeenergie aus dem einen in den anderen Kreislauf oder/und im Sinne einer Erhöhung einer wirksamen Waermespeicherfaehigkeit für einen betrachteten der Kreisläufe bedarfsweise zusammenschaltbar sind; c) wenigstens einem Betriebsmediumkreislauf ist eine ein Betriebsmediumvolumen aufnehmende Betriebsmediumaufnahme (212b) zugeordnet, die dem Kreislauf im Sinne einer Erhöhung einer wirksamen Wärmespeicherfähigkeit des Kreislaufs bedarfsweise zuschaltbar ist.
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang nach Anspruch 53 oder 54, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit von einer Brennkraftmaschine gebildet ist.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 53 bis 55, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (316), die dafür ausgelegt ist, in Abhängigkeit von wenigstens einer erfassten Temperatur den Kupplungsbetriebsmediumkreislauf oder ersten Betriebsmediumkreislauf i) zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand umzuschalten oder/und ii) den Kupplungsbetriebsmediumkreislauf oder ersten Betriebsmediumkreisfauf und den Getriebebetriebsmediumkreislauf oder zweiten Betriebsmediumkreislauf zusammenzuschalten und das pro Zeiteinheit abgezweigte Mediumvolumens zu steuern oder zu regeln oder/und iii) die Kupplungseinrichtung oder/und das Getriebe zum schnelleren Erreichen eines Soll-Betriebstemperaturbereichs in einem Aufwärm-Betriebsmodus mit erhöhter Reibung zwischen jeweiligen Reibpartnern zu betreiben oder/und iv) einen umlaufenden Betriebsmediumstrom hinsichtlich des pro Zeiteinheit umlaufenden Volumens zu steuern oder zu regeln.
Verfahren zum Temperaturmanagement eines Kupplungssystems (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 52 oder/und eines Antriebsstrangs nach einem der Ansprüche 53 bis 56, gekennzeichnet durch wenigstens einen der folgenden Schritte: – der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf wird zwischen dem ersten und dem zweiten Zustand umgeschaltet, – das pro Zeiteinheit im Kupplungsbetriebsmediumkreislauf umlaufende Betriebsmediumvolumen wird verkleinert oder vergrößert, – der Kupplungsbetriebsmediumkreislauf und der Getriebebetriebsmediumkreislauf werden zusammengeschaltet oder voneinander getrennt, – im Zustand der Zusammenschaltung des Kupplungsbetriebsmediumkreislaufs und der Getriebebetriebsmediumkreislaufs wird das pro Zeiteinheit aus dem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf abgezweigte und in den Getriebebetriebsmediumkreislauf eingespeiste Betriebsmediumvolumen vergrößert oder verkleinert, – dem Kupplungsbetriebsmediumkreislauf oder/und dem Getriebebetriebsmediumkreislauf wird ein Betriebsmedium-Zusatzvolumen zugeschaltet oder das Betriebsmedium-Zusatzvolumen wird vom betreffenden Betriebsmediumkreislauf abgetrennt.
Ventilanordnung, für ein Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 52, jedenfalls nach einem der Ansprüche 25 bis 27, gekennzeichnet durch ein Ventil (360; 360a), welches zwischen einem einen ersten Strömungsweg einstellenden ersten Ventilzustand und einem einen zweiten Strömungsweg einstellenden zweiten Ventilzustand verstellbar ist, wobei das Ventil mittels eines ersten elektrischen Signals aus dem zweiten in den ersten Ventilzustand und mittels eines zweiten elektrischen Signals aus dem ersten in den zweiten Zustand verstellbar ist und den jeweiligen Zustand ohne Aufnahme von elektrischer Leistung hält.
Ventilanordnung, für ein Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 52, jedenfalls nach einem der Ansprüche 25 bis 27, gekennzeichnet durch ein Ventil (370; 370a), welches zwischen einem einen ersten Strömungsweg einstellenden ersten Ventilzustand und einem einen zweiten Strömungsweg einstellenden zweiten Ventilzustand verstellbar ist, wobei das Ventil wenigstens ein auf ein Ventilelement wirkendes Thermostatelement (374; 374a; 374b) aufweist.
Ventilanordnung nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermostatelement (374) einem Strömungswegabschnitt zugeordnet ist, der sowohl zum ersten als auch zum zweiten Strömungsweg gehört.
Ventilanordnung nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Thermostatelement (374a) einem Strömungswegabschnitt zugeordnet ist, der sowohl zum ersten als auch zu zweiten Strömungsweg gehört, und dass ein zweites Thermostatelement (374b) einem Strömungswegabschnitt zugeordnet ist, der nur zum zweiten Strömungsweg gehört.
Ventilanordnung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Thermostatelement gegenüber dem zweiten Thermostatelement dominierend ist.
Trennwandung zum Trennen eines ersten Mediumvolumens von einem zweiten Mediumvolumen, für ein Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 52, jedenfalls nach einem der Ansprüche 43 oder 44, gekennzeichnet durch wenigstens eine Durchgangsöffnung in der Trennwandung mit zugeordnetem Deckelelement, das temperaturabhängig zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung verstellbar ist.
Trennwandung nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement als sich selbsttätig zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung verstellendes Bimetall-Element ausgeführt ist.