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Die
Erfindung betrifft eine Doppelkupplung, insbesondere für ein Getriebe
eines Kraftfahrzeugs, vzw. für
ein automatisches oder automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe,
mit einem Kupplungsgehäuse,
wobei eine erste Reibkupplung und eine zweite Reibkupplung vorgesehen
sind und die beiden Reibkupplungen einerseits mit einer Motorwelle,
andererseits mit jeweils einer Getriebeeingangswelle verbindbar
sind, wobei die Reibkupplungen hydraulisch ansteuerbar sind, nämlich jeweils
hydraulisch schließbar
und jeweils durch Federkraft öffnenbar sind.
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Im
Stand der Technik sind unterschiedlich ausgebildete Doppelkupplungen
bekannt. Doppelkupplungen im allgemeinen teilen die Ubertragung des
Drehmomentes auf zwei verschiedene Getriebeeingangswellen, insbesondere
auf zwei verschiedene Getriebeeingangswellen eines Doppelkupplungsgetriebes
auf. Die mit der ersten Gangstufe der ersten Getriebeeingangswelle
verbindbare erste Reibkupplung ist im allgemeinen die thermisch
höher belastete
Reibkupplung, weil diese den Schlupf während des Anfahrens des Kraftfahrzeugs
und die dadurch entstehende Wärme
abführen
muß. Als
Kupplungssysteme bieten sich daher vorwiegend Nasskupplungen, also
vzw. nasslaufende Reibkupplungen mit einer oder mehreren Lamellen
an, wobei die Anzahl der Lamellen in Abhängigkeit der jeweiligen zu übertragenden
Drehmomente und der Wärmebelastung
ausgewählt
werden.
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So
werden bisher im Stand der Technik insbesondere die Rückstellung
der jeweiligen Reibkupplungen über
angeordnete Tellerfedern realisiert. Die Zustellbewegung der Reibkupplungen
erfolgt im allgemeinen durch eine hydraulische Ansteuerung. Da es
durch die verwendeten Tellerfedern zu Reibbewegungen kommen kann,
können
hierdurch Relativbewegungen zwischen den einzelnen Bauteilen entstehen,
wodurch eine große
Hysterese bei der Ansteuerung auftreten kann, was nicht optimal
ist. Weiterhin sind bei den im Stand der Technik bekannten Doppelkupplungen
für die
hydraulische Ansteuerung entsprechende Arbeits- und Kompensationsräume vorgesehen,
wobei durch den aufgebauten hydraulischen Druck im Arbeitsraum der
jeweilige Kolben in die entsprechende Richtung gedrückt wird,
um die entsprechende Reibkupplung zu schließen. Entsprechend sind – vzw. den
Arbeitsräumen
im wesentlichen gegenüberliegend – jeweils
Kompensationsräume
vorgesehen, in die das entsprechende Hydraulikmedium, vzw. das Hydrauliköl fließen kann.
Aufgrund der bisherigen konstruktiven Ausbildung der bekannten Doppelkupplungen
sind die Arbeits- und
Kompensationsräume
so ausgebildet, dass während
des Betriebs der Doppelkupplung bei entsprechenden Drehzahlen, insbesondere
durch die dann eintretenden Fliehkräfte auch entsprechende Kräfte auf
die Wirkflächen
der Arbeits- und Kompensationsräume zusätzlich einwirken.
Im Stand der Technik ist die konstruktive Ausgestaltung der Arbeits-
und Kompensationsräume
insbesondere durch die Anordnung von Dichtungselementen und deren
Schachtelung bestimmt. Diese sind so ineinander angeordnet bzw. geschachtelt,
dass bei den bisher bekannten Doppelkupplungen zumeist nur ein Arbeitsraum
eines Kolbens optimal ausgelegt werden kann, so dass im Stand der
Technik bisher immer ein ausgleichender Kompromiß für die Ausgestaltung der Arbeits-
bzw. der Kompensationsräume
der ersten und zweiten Reibkupplung gefunden werden muß. Hierdurch
ist ebenfalls eine optimale Ansteuerung der Reibkupplungen nicht
gegeben, was Auswirkungen auf den Fahrtkomfort haben kann.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte
Doppelkupplung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die
Ansteuerung der Doppelkupplung entsprechend verbessert ist, insbesondere
der damit verbundene einhergehende Fahrtkomfort gesteigert ist.
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Die
zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun zunächst dadurch gelöst, dass
zur Realisierung der Öffnungsbewegungen
der Reibkupplungen für
jede Reibkupplung jeweils mindestens ein Schraubenfederpaket vorgesehen
ist. Hierdurch wird die bisher bekannte Hysterese erheblich reduziert,
was hier positive Auswirkungen auf die Steuerung hat. Aufgrund der
Verhinderung der Relativbewegung der verwendeten Bauteile, nämlich durch
die Anordnung der entsprechend gelagerten Schraubenfederpakete – im Gegensatz
zu den bisherigen Tellerfedern – kann
die Hysterese einerseits verringert, andererseits näher bestimmt
werden, so dass die hydraulische Ansteuerung der beiden Reibkupplungen
entsprechend verfeinert werden kann.
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Weiterhin
ist die zuvor aufgezeigte Aufgabe nun dadurch gelöst, dass
für die
erste Reibkupplung ein erster Kolben und für die zweite Reibkupplung ein zweiter
Kolben vorgesehen sind, dass dem ersten und/oder dem zweiten Kolben
jeweils ein Arbeitsraum und ein Kompensationsraum zugeordnet ist, dass
der erste und/oder zweite Kolben mindestens einen derart spezifisch
gekröpften
Bereich aufweist, so dass die Anordnung eines Dichtungselementes zur
Realisierung des jeweiligen Kompensationsraumes in einer bestimmten
radialen Position ermöglicht ist.
Durch die Kombination dieser Merkmale wird erreicht, dass die Wirkflächen der
Arbeits- und Kompensationsräume
sehr fein aufeinander abgestimmt werden können. Insbesondere ist es nunmehr
möglich,
die Wirkflächen
des Arbeitsraumes und des Kompensationsraumes für den ersten Kolben der ersten
Reibkupplung optimal auszulegen, sowie aber auch für den zweiten
Kolben der zweiten Reibkupplung. Damit ist die Dimensionierung der
jeweiligen Arbeits- und Kompensationsräume der jeweiligen Kolben unabhängig voneinander
möglich
und daher optimiert. Der bisherige im Stand der Technik bekannte Kompromiß für die Dimensionierung/Auslegung
muß nicht
mehr durchgeführt
werden, so dass ebenfalls die hydraulische Steuerung einer so erfindungsgemäß ausgebildeten
Doppelkupplung erheblich verbessert ist.
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Weiterhin
ist die zuvor aufgezeigte Aufgabe nun dadurch gelöst, dass
für die
erste Reibkupplung ein erster Kolben und für die zweite Reibkupplung ein zweiter
Kolben vorgesehen sind, dass dem ersten und/oder dem zweiten Kolben
jeweils ein Arbeitsraum und ein Kompensationsraum zugeordnet ist, dass
die Wirkflächen
des Arbeitsraumes und des dazu korrespondierenden Kompensationsraumes
im wesentlichen gleich groß dimensioniert
sind, so dass die im Betrieb der Doppelkupplung durch das Hydraulikmedium
im Arbeits- und Kompensationsraum verursachte Fliehkraftwirkung
gegenseitig kompensierbar ist. Durch diese Kombination der Merkmale wird
im wesentlichen erreicht, dass im Betrieb einer Doppelkupplung nunmehr
die bisher bekannte Fliehkraftwirkung des Hydraulikmediums, vzw.
des Hydrauliköles
eliminiert ist. Anders ausgedrückt,
die jeweiligen Wirkflächen
der jeweils einem Kolben zugeordneten Arbeits- und Kompensationsräume sind nun
so dimensioniert, dass in dem jeweiligen Arbeits- und Kompensationsraum
keine unterschiedlichen Fliehkräfte wirken
können,
so dass sich die entstehenden Kraftkomponenten hier gegenseitig
kompensieren können.
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Im
Ergebnis ist mit den oben genannten Lösungsvorschlägen jeweils
immer eine hydraulische Ansteuerung der Doppelkupplung verbessert,
was den Fahrtkomfort erhöht
und die eingangs beschriebenen Nachteile vermeidet.
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Es
gibt nun unterschiedliche Möglichkeiten, die
erfindungsgemäße Doppelkupplung
in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf
die nebengeordneten Patentansprüche
1, 4 und 9 verwiesen werden. Im folgenden soll nun ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Doppelkupplung
anhand der nachfolgenden Zeichnung und dazugehörenden Beschreibung näher erläutert werden.
In der Zeichnung zeigt
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1 in
einer schematischen Darstellung die erfindungsgemäße Doppelkupplung
in teilweise geschnittener schematischer Darstellung von der Seite,
allerdings nur hälftig
dargestellt.
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Die
in der 1 dargestellte Doppelkupplung 1 wird
vzw. für
das Getriebe eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges verwendet,
nämlich
vzw. für ein
automatisches oder automatisiertes, hier allerdings nicht im einzelnen
dargestelltes Doppelkupplungsgetriebe.
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Gut
ersichtlich ist das Kupplungsgehäuse 2, und
die beiden Reibkupplungen K1 und K2. Die erste Reibkupplung K1 ist
hier mit einer nicht im einzelnen dargestellten Motorwelle verbindbar.
Erkennbar in 1 ist rechts unten die Kupplungseingangswelle 3,
die wiederum mit einer Motorwelle entsprechend verbindbar ist. Andererseits
sind die erste und zweite Reibkupplung K1 und K2 mit den jeweiligen
Getriebeeingangswellen, vzw. eines Doppelkupplungsgetriebes verbindbar.
Dargestellt in der 1 ist hier nur teilweise die
erste Getriebeeingangswelle 4 und die zweite Getriebeeingangswelle 5 bzw.
die entsprechenden Verbindungselemente 4 und 5.
Die hier in der 1 dargestellten beiden, vzw.
nasslaufend ausgebildeten Reibkupplungen K1 und K2 sind nun hydraulisch
ansteuerbar, wobei durch die hydraulische Ansteuerung die jeweilige Reibkupplung
K1 und K2 schließbar
ist. Die Öffnungsbewegung
der Doppelkupplung 1, also der beiden Reibkupplungen K1 und
K2 wird hier jeweils durch eine Federkraft realisiert.
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Die
eingangs beschriebenen Nachteile sind nun – zunächst dadurch vermieden, dass
zur Realisierung der Öffnungsbewegungen
der Reibkupplungen K1 und K2 hier für jede Reibkupplung K1 und
K2 jeweils mindestens ein Schraubenfederpaket 6 und 7 vorgesehen
ist. Wie bereits eingangs erläutert,
wird durch die Verwendung eines Schraubenfederpaketes zunächst erreicht,
dass es hier – im
Gegensatz zu den im Stand der Technik bisher verwendeten Tellerfedern – es eben
hier nicht zu einer Relativbewegung der hier miteinander verknüpften Bauteile
kommt, so dass die damit verbundene Hysterese entsprechend verringert
ist.
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Die 1 zeigt,
dass nun für
die erste Kupplung K1 ein erstes Schraubenfederpaket 6 und
für die zweite
Kupplung K2 ein zweites Schraubenfederpaket 7 vorgesehen
ist. Vzw. besteht ein Schraubenfederpaket jeweils aus mehreren radial über den
Umfang angeordneten Schraubenfedern.
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Bevor
auf die genaue Anordnung der einzelnen Komponenten näher eingegangen
wird, darf vorher zu den übrigen
Bauteilen der Doppelkupplung 1 folgendes ausgeführt werden:
Die
Ubertragung des Drehmomentes erfolgt zunächst von der Kupplungseingangswelle 3 über eine Mitnehmerscheibe 8 auf
den – ersten – Außenlamellenträger 9 der
ersten Reibkupplung K1. Im geschlossenen Zustand, also wenn der
erste Kolben 10 die entsprechende Ansteuerkraft aufbringt,
kommt es zur Reibung/Haftung der auf dem ersten Außenlamellenträger 9 angeordneten
hier nicht näher
bezeichneten Außenlamellen
mit den auf dem ersten Innenlamellenträger 11 angeordneten,
nicht näher
bezeichneten Innenlamellen der ersten Reibkupplung K1, so dass das
Drehmoment dann über
den ersten Innenlamellenträger 11 übertragen
wird auf das jeweilige Verbindungselement bzw. die erste Getriebeeingangswelle 4.
Zur Ansteuerung bzw. Realisierung der Bewegung des ersten Kolbens 10 ist
dem ersten Kolben 10 ein erster Arbeitsraum 12 und
ein hierzu im wesentlich gegenüberliegend
angeordneter erster Kompensationsraum 13 zugeordnet.
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Die
hier in der 1 innenliegend dargestellte
zweite Reibkupplung K2 überträgt das entsprechende
Drehmoment, für
den Fall, dass der entsprechende Kraftfluß geschlossen ist über den
rotierenden zweiten Außenlamellenträger 14 und
die hier angeordneten nicht näher
bezeichneten Außenlamellen auf
die nicht näher
bezeichneten Innenlamellen des zweiten Innenlamellenträgers 15,
der über
ein entsprechendes Verbindungselement bzw. direkt mit der zweiten
Getriebeeingangswelle 5 wirksam verbunden ist. Auch hier
ist die Realisierung der Anpresskraft, also die Schließbewegung
der zweiten Reibkupplung K2 realisiert durch einen zweiten Kolben 16,
dem wiederum ein zweiter Arbeitsraum 17 und ein hierzu
korrespondierender zweiter Kompensationsraum 18 zugeordnet
sind.
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Wie
bereits oben erwähnt,
ist nun hier ein erstes Schraubenfederpaket 6 zur Öffnung der
ersten Reibkupplung K1 funktional wirksam zwischen dem ersten Kolben 10 der
ersten Reibkupplung K1 und dem zweiten Außenlamellenträger 14 der
zweiten Reibkupplung K2 angeordnet, was in der 1 unten links
gut erkennbar dargestellt ist. Um eine optimale Anordnung bzw. gute
Positionierung des ersten Schraubenfederpaketes 6 zu gewährleisten,
können verschiedene
Hilfselemente wie auch entsprechende Hülsen zusätzlich vorgesehen werden. Bspw.
zeigt die Anordnung des zweiten Schraubenfederpaketes 7 zur Öffnung der
zweiten Reibkupplung K2, dass dieses zwar funktional wirksam zwischen
dem zweiten Kolben 16 der zweiten Reibkupplung K2 angeordnet
ist, aber zusätzlich
ein Abstützelement 19 vorgesehen
ist, das vzw. als Abstützblech
ausgebildet ist.
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Im
optimalen Fall sind das erste Schraubenfederpaket 6 und
das zweite Schraubenfederpaket 7 bzgl. deren Federkraft
identisch ausgebildet. Dies muß aber
nicht unbedingt sein, sondern dies ist abhängig vom jeweiligen Anwendungsfall,
insbesondere der Dimensionierung der jeweiligen Reibkupplung K1
bzw. K2 und der mit diesen Reibkupplungen K1 und K2 zu übertragenden
jeweiligen Drehmomente. Für
die Fälle,
wo die Schraubenfederpakete 6 und 7 je doch in
ihrer Federkraft identisch ausgebildet sind, hat dies positive Auswirkungen
auf die entsprechende Stückzahlherstellung
und die damit verbundenen Kosten.
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Wie
bereits eingangs erwähnt,
wird die zuvor aufgezeigte Aufgabe nunmehr ebenfalls dadurch gelöst, dass
für die
erste Reibkupplung K1 ein erster Kolben 10 und für die zweite
Reibkupplung K2 ein zweiter Kolben 16 vorgesehen sind,
dass dem ersten und/oder dem zweiten Kolben 10 bzw. 16 jeweils
ein Arbeitsraum 12 bzw. 17 und ein Kompensationsraum 13 bzw. 18 zugeordnet
ist, daß der
erste und/oder der zweite Kolben 10 bzw. 16 mindestens
einen derart spezifisch gekröpften
Bereich 20 bzw. 22 aufweist, so dass die Anordnung
eines Dichtungselementes 21 bzw. 25 in einer bestimmten
radialen Position zur Realisierung des jeweiligen Kompensationsraumes 13 bzw. 18 ermöglicht ist.
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Wie
die 1 zeigt, weist hier insbesondere der erste Kolben 10 einen
ersten gekröpften
Bereich 20 auf, sowie aber auch der zweite Kolben 16 ebenfalls
einen – leicht – zweiten
gekröpften
Bereich 22 aufweist. Insbesondere durch die Stärke der
Ausbildung der jeweiligen Kröpfung,
also des entsprechend gekröpften
Bereiches 20 bzw. 22, hier insbesondere des gekröpften Bereiches 20 des
ersten Kolbens 10 wird nun die Anordnung des Dichtungselementes 21 in
einer bestimmten radialen Position ermöglicht. Hierdurch sind die
Wirkflächen
der jeweiligen Kolben, hier insbesondere des ersten Kolbens 10,
also die Wirkflächen
des ersten Arbeitsraumes 12 und des ersten Kompensationsraumes 13 spezifisch
dimensionierbar und zwar aufgrund der flexiblen Anordnungsmöglichkeit
des Dichtungselementes 21 im wesentlichen unabhängig von
der Dimensionierung des zweiten Arbeitsraumes 17 bzw. des
zweiten Kompensationsraumes 18 des zweiten Kolbens 16.
Anders ausgedrückt,
aufgrund der insbesondere im ersten Kolben 10 vorgesehenen
Kröpfung,
nämlich
des gekröpften
Bereiches 20 ist eine flexible Anordnung des Dichtungselements 21 gewährleistet,
so dass die jeweiligen Arbeits- und Kompensationsräume 12, 13 bzw. 17, 18 unabhängig voneinander
dimensionierbar sind. Dies ermöglicht
eine gemäß dem jeweiligen Anwendungsfall
spezifisch ausgebildete hydraulische Ansteuerung der beiden Reibkupplungen
K1 und K2.
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Wie
die 1 weiterhin zeigt, ist das erste Dichtungselement 21 des
ersten Kolbens 10 funktional wirksam zwischen dem ersten
Kolben 10 und dem zweiten Außenlamellenträger 14 der
zweiten Reibkupplung K2 angeordnet. Dies kann – wenn möglich – in direkter Art und Weise
geschehen, vzw. wenn der zweite Außenlamellenträger 14 entsprechend
ausgebildet ist. Bei der hier in 1 ersichtlichen
Darstellung ist jedoch das erste Dichtungselement 21 mit
Hilfe eines Trägerbleches 23 an
dem zweiten Außenlamellenträger 14 angeordnet.
In der bevorzugten Ausführungsform
wird das Dichtungselement 21 mit Hilfe des Trägerbleches 23 an
den zweiten Außenlamellenträger 14 angeklipst.
Hierdurch bedingt kommt es auch zu Materialeinsparungen an der Hauptnabe.
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Die
zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun – weiterhin – dadurch
gelöst,
dass für
die erste Reibkupplung K1 ein erster Kolben 10 und für die zweite
Reibkupplung K2 ein zweiter Kolben 16 vorgesehen sind, dass
dem ersten und/oder dem zweiten Kolben 10 bzw. 16 jeweils
ein Arbeitsraum 12 bzw. 17 und ein Kompensationsraum 13 bzw. 18 zugeordnet
ist, dass die Wirkflächen
des Arbeitsraumes 12 bzw. 17 und des dazu korrespondierenden
Kompensationsraumes 13 bzw. 18 im wesentlichen
gleich groß dimensioniert
sind, so dass die im Betrieb der Doppelkupplung 1 durch
das Hydraulikmedium im Arbeits- und Kompensationsraum 12/13 bzw. 17/18 verursachte Fliehkraftwirkung
gegenseitig kompensierbar ist.
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Aufgrund
der entsprechenden Ausbildung der Wirkflächen, insbesondere der Ausbildung
der Wirkflächen
des Arbeitsraumes 12 zu den Wirkflächen des ersten Kompensationsraumes 13 bzw.
der Wirkflächen
des zweiten Arbeitsraumes 17 zu den Wirkflächen des
zweiten Kompensationsraumes 18 sind diese nunmehr gleich
groß dimensioniert,
so dass im Betrieb der Doppelkupplung 1, nämlich bei unterschiedlichen
Drehzahlen zwar die entsprechenden Fliehkräfte in den Arbeits- bzw. Kompensationsräumen entstehen,
diese sich aber gegenseitig kompensieren. Hierdurch ist die entsprechende
hydraulische Ansteuerung vereinfacht.
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Für eine besonders
einfache konstruktive Ausgestaltung liegt für den ersten Kolben 10 das
erste Dichtungselement 21, das hier den ersten Kompensationsraum 13 begrenzt
im wesentlichen auf einem gleichen radialen Abstand zur Drehachse
der Doppelkupplung 1 wie das den ersten Arbeitsraum 12 begrenzende
zweite Dichtungselement 24. Für die entsprechenden Dichtungselemente 25 und 26 des
zweiten Arbeitsraumes 17 und zweiten Kompensationsraumes 18 des
zweiten Kolbens 16 gilt ähnliches. Gut zu erkennen sind
hier die auf einem nun gleichen radialen Abstand zur Drehachse der
Doppelkupplung 1 liegenden entsprechenden Dichtungselemente 25 und 26.
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Gut
erkennbar in 1 ist, dass auch der zweite
Kompensationsraum 18 durch ein Dichtungselement 25 entsprechend
begrenzt bzw. abgedichtet ist. Vzw. liegt das Dichtungselement 25 in
einem gleichen radialen Abstand zum Dichtungselement 26, das
den Arbeitsraum 17 entsprechend radial begrenzt. Die entsprechenden
hier in der Figur dargestellten Dichtungselemente sind vzw. durch
eine stark ausgebildete Kontur- bzw. Linienführung dargestellt. Mit dem
Begriff „der
Anordnung des jeweiligen Dichtungselementes in einer bestimmten
radialen Position" ist
vzw. hier jeweils der den Arbeits- bzw. Kompensationsraum in seinem
radialen Umfang begrenzende jeweilige Teil des Dichtungselementes
gemeint, also vzw. die jeweiligen äußeren Dichtlippen der jeweiligen
Dichtungselemente.
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- 1
- Doppelkupplung
- 2
- Kupplungsgehäuse
- 3
- Kupplungseingangswelle
- 4
- erste
Getriebeeingangswelle/Verbindungselement zur Getriebeein
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- gangswelle
- 5
- zweite
Getriebeeingangswelle/Verbindungselement zur Getriebeein
-
- gangswelle
- 6
- erstes
Schraubenfederpaket
- 7
- zweites
Schraubenfederpaket
- 8
- Mitnehmerscheibe
- 9
- erster
Außenlamellenträger
- 10
- erster
Kolben
- 11
- erster
Innenlamellenträger
- 12
- erster
Arbeitsraum
- 13
- erster
Kompensationsraum
- 14
- zweiter
Außenlamellenträger
- 15
- zweiter
Innenlamellenträger
- 16
- zweiter
Kolben
- 17
- zweiter
Arbeitsraum
- 18
- zweiter
Kompensationsraum
- 19
- Abstützelement
- 20
- erster
gekröpfter
Bereich
- 21
- Dichtungselement
- 22
- zweiter
gekröpfter
Bereich
- 23
- Trägerblech
- 24
- Dichtungselement
- 25
- Dichtungselement
- 26
- Dichtungselement
- K1
- erste
Reibkupplung
- K2
- zweite
Reibkupplung