DE102005035179A1

DE102005035179A1 - Kupplungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang

Info

Publication number: DE102005035179A1
Application number: DE102005035179A
Authority: DE
Inventors: Michael Tekletsion Detroit Berhan
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2004-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2025-07-28
Also published as: US7063195B2; GB0514432D0; GB2416573A; US20060021842A1; DE102005035179B4; GB2416573B

Abstract

Kupplungsvorrichtung für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang, aufweisend eine erste Antriebswelle und eine zweite Antriebswelle, die koaxial zueinander angeordnet sind, ein Gehäuse, ein erstes Lager, mittels welchem die erste Antriebswelle drehbar am Gehäuse abgestützt ist, eine Kupplungsvorrichtung, ein Schwungrad, eine Stützwelle, die an dem Schwungrad befestigt ist und die radial zwischen der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle angeordnet ist, und ein zweites Lager, das radial zwischen der zweiten Antriebswelle und der Stützwelle angeordnet ist, wobei mittels der Kupplungsvorrichtung das Schwungrad und die Antriebswelle miteinander in Antriebsverbindung bringbar und voneinander entkuppelbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft Reibungskupplungen, und insbesondere Doppel-Reibungskupplungen zum abwechselnden Kuppeln einer Ausgangswelle einer Leistungsquelle mit Eingangswellen eines Kraftfahrzeugsgetriebes.
Übliche Kraftfahrzeug-Trockenkupplungssysteme sind direkt an der Motorkurbelwelle und entfernt vom Massezentrum des Systems abgestützt. Die Masse des Kupplungssystems ist freitragend abgestützt und einer Biegeverlagerung relativ zur Mittellinie der Kurbelwelle ausgesetzt. Wenn sich die Kurbelwelle dreht, wird die Masse des Kupplungssystems einer Umlaufbewegung um die wahre Mittellinie der Kurbelwelle herum unterzogen. Der resultierende Umlaufradius der Kurbelwellenachse und der Masse der Kupplung verursachen zusammen im Antriebsstrang eine erzwungene Schwingung erster Ordnung, welche zusätzlich die Durchbiegung der Kurbelwelle und die Belastung des Systems erhöht.
Ein Versatz der Mittellinie der Motorkurbelwelle relativ zur Mittellinie der Getriebeantriebswelle verursacht, dass sich die Flächen der Reibscheiben der Kupplung gemäß dem Versatz unregelmäßig abnutzen. Ein Versatz der Kupplungsmasse relativ zur Kurbelwelle während der Erstinstallation trägt ferner zu diesem Problem bei.

In der US-Offenlegungsschrift US 2003/0066730 vom 10. April 2003 ist ein Beispiel einer Kupplungsvorrichtung beschrieben, die zwischen einer Antriebseinheit und einem Getriebe installiert ist, das eine Getriebeeingangswelle aufweist zum Übertragen von Drehmoment zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe. Die Kupplung und ein Teil der Hardware des Kupplungsbetätigungssystems sind an einer Motorkurbelwelle abgestützt. Die Kupplungsmasse ist über einen von der Kupplung und ihren Betätigungselementen in Anspruch genommenen Raum in einen beträchtlichen Abstand von der Kurbelwellenabstützung freitragend abgestützt.

Kraftfahrzeug-Drehmomentwandlersysteme sind üblicherweise mittels eines nachgiebigen oder flexiblen Elements mit der Motorkurbelwelle gekuppelt, welches einen Axial- und einen Biegeversatz ermöglicht, und sind mittels einer einzigen Lagerbuchse oder eines einzigen Lagers an dem Getriebe abgestützt. Die teilweise abgestützte, freitragend vorstehende Masse des Drehmomentwandlers rotiert infolge des Durchbiegens oder Krümmens und des Schwingens der Kurbelwelle in einer Umlaufbewegung um die wahre Mittellinie der Kurbelwelle herum. Der resultierende Umlaufradius und die Drehmomentwandlermasse rufen im Antriebsstrang eine Schwingung erster Ordnung hervor, welche die Kurbelwellendurchbiegung und die resultierenden Belastungen erhöht. Jedoch wird ein Versatz der Mittellinie der Motorkurbelwelle relativ zur Mittellinie der Getriebeantriebswelle durch eine Nachgiebigkeit innerhalb eines nachgiebigen, flexiblen Elementes ausgeglichen, das sich in einem Drehmomentübertragungspfad zwischen der Kurbelwelle und dem Drehmomentwandler befindet. Ein Versatz der Drehmomentwandlermasse relativ zur Kurbelwelle während der Installation und ein Versatz der Getriebeabstützung relativ zur Mittellinie der Motorkurbelwelle tragen zu o.g. Schwingung bei.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Antriebsstrang und eine Vorrichtung zum Übertragen von Drehmoment zwischen einer Leistungsquelle und einem Getriebe bereitzustellen, bei welchen der Versatz der Kupplungsmasse relativ zur Drehachse wesentlich reduziert oder beseitigt ist.

Dies wird mit einer Vorrichtung und einem Antriebsstrang gemäß den Ansprüchen 1 bzw. 13 erreicht.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Übertragen von Drehmoment zwischen einer Leistungsquelle und einem Getriebe, weist auf: eine erste Antriebswelle und eine zweite Antriebswelle, die koaxial zueinander angeordnet sind, ein Gehäuse, ein erstes Lager, mittels welchem die erste Antriebswelle drehbar am Gehäuse abgestützt ist, ein Schwungrad, eine Stützwelle, die an dem Schwungrad befestigt ist und die radial zwischen der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle angeordnet ist, ein zweites Lager, das radial zwischen der zweiten Antriebswelle und der Stützwelle angeordnet ist, und eine erste Kupplung, mittels welcher das Schwungrad und die erste Antriebswelle miteinander in Antriebsverbindung bringbar sind und voneinander entkuppelbar sind.

Ein erfindungsgemäßer Antriebsstrang weist auf: eine erste Antriebswelle und eine zweite Antriebswelle, ein Gehäuse, ein erstes Lager, mittels welchem die erste Antriebswelle drehbar am Gehäuse abgestützt ist, ein Schwungrad, eine Stützwelle, die an dem Schwungrad befestigt ist und die radial zwischen der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle angeordnet ist, ein zweites Lager, das radial zwischen der zweiten Antriebswelle und der Stützwelle angeordnet ist, eine erste Kupplung, mittels welcher das Schwungrad und die erste Antriebswelle miteinander in Antriebsverbindung bringbar und voneinander entkuppelbar sind, und eine zweite Kupplung, mittels welcher das Schwungrad und die zweite Antriebswelle miteinander in Antriebsverbindung bringbar und voneinander entkuppelbar sind.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Eine erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung hat den Vorteil, dass sie im Vergleich zu üblichen Ausgestaltungen von Kupplungsabstützungen eine geringere Masse, eine geringere rotierende träge Masse und einen geringeren Bauraum erfordert.

Die gesamte Masse der Kupplungsvorrichtung ist vollständig mittels an ein Getriebegehäuse montierten Lagern oder Lagerbuchsen an einer Abtriebswelle der Leistungsquelle abgestützt. Diese Montageanordnung stellt eine stabile Abstützung für die Kupplung bereit und reduziert die Auswirkungen eines Kurbelwellenschwingens und eines Versatzes der Kurbelwelle relativ zum Getriebe. Infolge der Reduzierung der Ungleichgewichtskräfte erster Ordnung werden Antriebsstranggeräusche, Antriebsstrangschwingungen und die Härte bzw. Rauheit des Antriebsstrangs reduziert bzw. verbessert.

Die Motorleistung wird mittels einer flexiblen Scheibe oder Kupplung an das Kupplungssystem übertragen, welche einen Radialversatz und einen Winkelversatz der Motorkurbelwelle relativ zur Kupplungsvorrichtung ermöglicht. Die flexible Scheibe stellt jedoch ausreichend axiale Festigkeit bereit, um sowohl Kupplungsbetätigungskräfte an ein Kurbelwellendrucklager als auch ein Drehmoment zwischen der Kurbelwelle und der Kupplung zu übertragen.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform stützen ein oder mehrere Lager die Kupplungsvorrichtungsmasse an einem an einer axialen Seite der Kupplungsvorrichtung angeordneten Gehäuse in der Nähe des Gehäuses und axial gegenüberliegend zur Motorkurbelwelle ab. Auf diese Weise ist die Kupplungsmasse mit zwei axial im Abstand angeordneten Abstützungen versehen. Ein Lager, das radial zwischen einer Antriebswelle und einer einen Teil der Kupplungsvorrichtungsmasse abstützenden Welle angeordnet ist, ist vorgesehen zum Abstützen der Kupplungsvorrichtung an den am Gehäuse abgestützten Antriebswellen.

Zusätzliche Abstützung kann mittels eines zweiten Lagers oder einer zweiten Lagerschale bereitgestellt werden, das/die zwischen einer axialen Position des Gehäuseabstützlagers und einer axialen Position der Kupplungsvorrichtung angeordnet ist. Das Lager bzw. die Lagerschale kann in Laufkontakt mit der Kuppelungsvorrichtungs-Stützwelle und einer Antriebswelle sein oder kann Spiel zur Antriebswelle aufweisen, so dass das Lager bzw. die Lagerschale nur dann eine Gegenwirkung bzw. Gegenkraft bereitstellt, wenn die Durchbiegung der Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle einen zusätzliche Abstützung erfordernden Grenzversatz überschreitet.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand bevorzugter Ausführungsformen detailliert beschrieben.
1 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht, in der eine Doppel-Trockenkupplungs-Vorrichtung gezeigt ist, die in einem Antriebspfad bzw. Antriebsstrang angeordnet ist, in welchem zwischen einer Motorkurbelwelle und zwei Antriebswellen Drehmoment übertragen wird.
2 zeigt eine seitliche Schnittansicht, in der eine Ausführungsform dargestellt ist, bei welcher ein Kupplungsvorrichtungs-Stützwellenlager in der Nähe eines im Gehäuse befindlichen Lagers angeordnet ist.
3 zeigt eine seitliche Schnittansicht, in der eine Lagerschale gezeigt ist, die in Kombination mit dem Kupplungsvorrichtungs-Stützwellenlager von 2 verwendet ist.
4 zeigt eine seitliche Schnittansicht, die ein Kupplungsvorrichtungs-Stützwellenlager und eine Lagerbuchse zeigt, die näher am Schwungrad angeordnet sind, als bei der in 3 gezeigten Vorrichtung.
5 zeigt eine seitliche Schnittansicht, in der im vergrößerten Maßstab die wie in 3 und 4 installierte Lagerschale gezeigt ist.
6 zeigt eine seitliche Schnittansicht, in der die Kurbelwelle, das Kupplungsvorrichtungs-Stützwellenlager, die Lagerbuchse und die Getriebeantriebswellen in einem Gehäuse installiert gezeigt sind.
Bezugnehmend auf die Figuren und insbesondere auf 1 ist eine Doppelkupplungs-Vorrichtung 10 zum abwechselnden Übertragen von Leistung zwischen einer Motorkurbelwelle und einer ersten Getriebeantriebswelle 14 bzw. einer zweiten Getriebeantriebswelle 16 dargestellt. Die im Beispiel von der Motorkurbelwelle 12 gebildete Welle kann auch eine von einer Leistungsquelle, wie beispielsweise einem Elektromotor oder einem Hydraulikmotor, angetriebene Abtriebswelle sein. Die Getriebeantriebswelle 14 kann eine Hohlwelle sein, und die Getriebeantriebswelle 16 kann eine Vollwelle sein, die koaxial zu der im Beispiel von der Motorkurbelwelle 12 gebildeten Welle ist und die entlang zumindest eines Teils ihrer Länge innerhalb der von einer Hohlwelle gebildeten Getriebeantriebswelle 14 angeordnet ist. Die Getriebeantriebswellen 14 und 16 stehen in Antriebsverbindung mit einem Getriebe, das unterschiedliche Verhältnisse der Drehzahl einer Getriebeabtriebswelle und der Drehzahl der Getriebeantriebswellen 14, 16 erzeugt. Die Doppelkupplungs-Vorrichtung 10 und die Getriebeantriebswellen 14, 16 sind um eine Längsachse 18 herum angeordnet.
An der Motorkurbelwelle 12 ist eine flexible Platte 26 montiert, welche als eine relativ dünne, elastische und flexible Scheibe ausgebildet ist, die in der Nähe ihres radialen Außenumfangs 30 an einer Schwungrad-Stützscheibe 28 befestigt ist. Ein Schwungrad 32 ist mittels Nieten 34, die in einem Kreis um die Längsachse 18 herum im Winkelabstand voneinander angeordnet sind, an der Schwungrad-Stützscheibe 28 befestigt. Die flexible Platte 26 ist mittels Schrauben 36, welche ebenfalls im Winkelabstand voneinander um die Längsachse 18 herum angeordnet sind und welche in in der Stirnfläche der Motorkurbelwelle 12 ausgebildeten Gewindelöchern in Eingriff sind, an der Motorkurbelwelle 12 befestigt. Die flexible Platte 26 überträgt über die Schrauben 36, die Schwungrad-Stützscheibe 28 und die Nieten 34 ein Drehmoment zwischen der Motorkurbelwelle 12 und dem Schwungrad 32.
Die Schwungrad-Stützscheibe 28 weist Durchstecklöcher 38, die jeweils am Kopf einer der Schrauben 36 angeordnet sind, und eine kreisförmige Wulst bzw. einen kreisförmigen Vorsprung 40 auf, welcher in eine Führungsausnehmung 42 eingesetzt ist, die in einem Axialende bzw. der Stirnfläche der Motorkurbelwelle 12 ausgebildet ist. Die Schwungrad-Stützscheibe 28 führt die Kupplungsvorrichtung 10 auf der Motorkurbelwelle 12 und stützt die Kupplungsvorrichtung 10 an einer Vorderseite des Schwungrades 32 an der Motorkurbelwelle 12 ab. Die Kupplungsvorrichtung 10 ist ferner an einer hinteren Position mittels eines in einem Gehäuse befindlichen Lagers abgestützt, wie in den 1 bis 4 und 6 gezeigt. Die flexible Platte 26 ist leicht entlang der Längsachse 18 biegbar, so dass sie eine Axialbewegung des Schwungrades 32 relativ zur Motorkurbelwelle 12 ausgleichen kann. Jedoch überträgt die flexible Platte 26 in einer relativ starren bzw. steifen Ebene, die senkrecht zur Längsachse 18 verläuft, Drehmoment an die Schwungscheiben-Stützscheibe 28.
Mittels einer zweiten Anzahl von Nieten 44 ist das Schwungrad 32 an einer Druckplattenabdeckung 46 befestigt, welche einen Flansch 48 aufweist, der radial nach außen hin umgebogen ist und der zwischen dem Kopf einer jeden Niete 44 und der benachbarten Fläche des Schwungrades 32 angeordnet ist.
Das Schwungrad 32 ist axial zwischen einer ersten Druckplatte 50 und einer zweiten Druckplatte 52 angeordnet. Die erste Druckplatte 50 ist mittels eines Keilprofils 56, das am radialen Außenumfang der ersten Druckplatte 50 ausgebildet ist, in Drehverbindung mit einem Kupplungsbetätigungszylinder 54. Das Keilprofil 56 ermöglicht eine axiale Verschiebung der ersten Druckplatte 50 relativ zum Schwungrad 42. Ein Sprengring 57, der in eine Ausnehmung im Kupplungsbetätigungszylinder 54 eingepasst ist, sichert den Kupplungsbetätigungszylinder 54 an der ersten Druckplatte 50, so dass sich der Kupplungsbetätigungszylinder 54 und die erste Druckplatte 50 axial als eine Einheit bewegen.
Die Druckplatten 50, 52 sind mittels Antriebsbändern oder Antriebsverbindern (nicht gezeigt) an dem Schwungrad 32 angebracht und mit diesem antriebsverbunden, so dass die Druckplatten 50, 52 als eine Einheit mit dem Schwungrad 32 rotieren. Die Antriebsverbinder oder Antriebsbänder sind von dem Typ, der üblicherweise für diesen Zweck in einer Doppelkupplungs-Vorrichtung für einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang verwendet wird.
Eine erste Kupplung 58, welche bevorzugt eine Kupplungsscheibe 60 aufweist, jedoch einen Stapel von dünnen Kupplungsscheiben aufweisen kann, die in einem Raum zwischen dem Schwungrad 32 und der ersten Druckplatte 50 angeordnet sind, ist in Antriebsverbindung mit einem Gehäuse 62 eines Torsionsdämpfers 64, der Schrauben-Druckfedern 66 aufweist, welche in einem ringförmigen Raum um die Längsachse 18 herum angeordnet und welche von dem Gehäuse 62 umgeben sind. Eine radial ausgerichtete Dämpferplatte 68, die mittels eines Keilprofils 70 an der Getriebeantriebswelle 16 befestigt ist, erstreckt sich radial in einen Raum zwischen benachbarten Schrauben-Druckfedern bzw. Dämpferfedern 66 hinein und ist nahe an einem Ende einer jeweils benachbarten Schrauben-Druckfeder 66 angeordnet. Eine Torsionsverschiebung der Kupplungsscheibe 60 relativ zur Getriebeantriebswelle 16 bewirkt, dass sich das Gehäuse 62 und die Schrauben-Druckfedern 66 relativ zur Dämpferplatte 68 drehen. Die Schrauben-Druckfedern 66 kontaktieren die Dämpferplatte 68, werden in Folge dieses Kontaktierens zusammengedrückt und kommen beim Zusammendrücken in Reibeingriff mit dem Gehäuse 62 des Torsionsdämpfers 64. Auf diese Weise speichert der Torsionsdämpfer 64 Torsionsenergie in den Schrauben-Druckfedern 66 und gibt über den Reibkontakt der Schrauben-Druckfedern 66 mit dem Gehäuse 62 etwas der Torsionsenergie ab, die zwischen der Kupplungsscheibe 60 und der Getriebeantriebswelle 16 übertragen wird. Der Torsionsdämpfer 64 kuppelt die Kupplungsscheibe 60 und die Getriebeantriebswelle 16 und schwächt Torsionsschwingungen zwischen diesen Komponenten ab.
Eine zweite Kupplung 72, welche bevorzugt eine Kupplungsscheibe 74 aufweist, jedoch einen Stapel von dünnen Kupplungsscheiben aufweisen kann, die in einem Raum zwischen dem Schwungrad 32 und der zweiten Druckplatte 72 angeordnet sind, steht in Antriebsverbindung mit einem Gehäuse 76 eines Torsionsdämpfers 78, der Schrauben-Druckfedern 80 enthält, welche in einem ringförmigen Raum um die Längsachse 18 herum angeordnet und welche von dem Gehäuse 76 umgeben sind. Eine radial ausgerichtete Dämpferplatte 82, die mittels eines Keilprofils 84 an der Getriebeantriebswelle 14 befestigt ist, erstreckt sich radial in einen Raum zwischen benachbarten Schrauben-Druckfedern bzw. Dämpferfedern 80 hinein. Der Torsionsdämpfer 78 kuppelt die Kupplungsscheibe 74 und die Getriebeantriebswelle 14 und schwächt Torsionsschwingungen zwischen diesen Komponenten ab.
Die Motorkurbelwelle 12 ist drehbar an im Motorblock angeordneten Lagern (nicht gezeigt) abgestützt. Die Getriebeantriebswellen 14, 16 sind drehbar an einem Kupplungsstützlager 86 abgestützt, welches in eine Ausnehmung eingepresst ist, die in einem Gehäuse 88 ausgebildet ist, wie beispielsweise einem die Kupplungsvorrichtung 10 umschließenden Gehäuse oder einem Getriebegehäuse, in welchem die Zahnräder, die Wellen, die Synchronisierungseinrichtungen und andere Steuerelemente des Getriebes angeordnet sind. Das Kupplungsstützlager 86 ist bevorzugt ein Wälzlager mit einem äußeren Laufring, der in das Gehäuse 88 eingepasst ist, einem inneren Laufring, der auf die Getriebeantriebswelle 14 aufgepasst ist, und einem Satz von Kugeln oder Rollen, die in einem dazwischen angeordneten Käfig gehalten sind und die den inneren Laufring und den äußeren Laufring des Kupplungsstützlagers 86 kontaktieren. Das Kupplungsstützlager 86 kann ein Paar axial benachbarter Lager dieses Typs aufweisen, wie in den Figuren gezeigt.
Das Schwungrad 32 ist mechanisch mit einer Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90 verbunden, welche sich axial in Richtung zum Gehäuse 88 hin erstreckt. Ein Lager 92, das in einem ringförmigen Raum zwischen der Außenfläche der Getriebeantriebswelle 16 und der Innenfläche der Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90 angeordnet ist, stützt die Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90 so ab, dass diese relativ zur Getriebeantriebswelle 16 drehbar ist. Bevorzugt ist das Lager 92 ein Nadelwälzlager.
Das Schwungrad 32 und die Druckplatten 50, 52 haben daher eine vordere Abstützung an der Motorkurbelwelle 12 und dem Motorblock und eine hintere Abstützung an den Getriebeantriebswellen 14 und 16, den Lagern 86 und 92 und dem Gehäuse 88. Die Kupplungsscheiben 60, 74 und die Torsionsdämpfer 64, 72 sind an den Getriebeantriebswellen 14, 16, dem Kupplungsstützlager 86 und dem Gehäuse 88 abgestützt.
Über ein erstes Kupplungsdrucklager 94 bzw. ein zweites Kupplungsdrucklager 96 werden die erste Kupplung 58 und die zweite Kupplung 72 abwechselnd elektromechanisch eingekuppelt und ausgekuppelt.
Die Druckplattenabdeckung 46 ist mit einer Ringwulst 98 ausgebildet, welche das radiale Ende 102 eines Kupplungsbetätigungshebels 104 kontaktiert. Die zweite Druckplatte 52 ist mit einem Vorsprung 106 ausgebildet, welcher eine benachbarte Fläche des Kupplungsbetätigungshebels 104 kontaktiert. Der radiale Innenrand des Kupplungsbetätigungshebels 104 ist mit einer Ringwulst 110 ausgebildet, welche das Kupplungsdrucklager 96 kontaktiert.
Der Kupplungsbetätigungszylinder 54 ist gleichfalls mit einer Ringwulst 112 ausgebildet, welche den radialen Rand eines zweiten Kupplungsbetätigungshebels 114 kontaktiert. Die Druckplattenabdeckung 46 ist mit einer zusätzlichen Ringwulst 116 ausgebildet, welche in Kontakt mit einer Fläche des zweiten Kupplungsbetätigungshebels 14 gehalten ist. Der radiale Innenrand des Kupplungsbetätigungshebels 114 ist in Kontakt mit dem Kupplungsdrucklager 94 gehalten.
Die Kupplungsbetätigungshebel 104, 114 sind bevorzugt Tellerfedern, die wie beschrieben und dargestellt ausgebildet und angeordnet sind. Die elastisch federnde Ausbildung der Kupplungsbetätigungshebel 104, 114 hält diese in Kontakt mit den Flächen des Kupplungsbetätigungszylinders 54, der Druckplattenabdeckung 46, der zweiten Druckplatte 52 und den Kupplungsdrucklagern 92, 94.
Beim Betrieb wird die erste Kupplung 58 eingekuppelt, indem das Kupplungsdrucklager 94 mit einer Kraft beaufschlagt wird, welche eine axial nach links gerichtete Komponente hat. In Reaktion auf diese Betätigungskraft beaufschlagt der Kupplungsbetätigungshebel 114 in Folge seines Kontaktes mit der Ringwulst 116 dem Kupplungsbetätigungszylinder 54 an der Ringwulst 112 eine axial nach rechts gerichtete Kraft. Der Kupplungsbetätigungszylinder 54 überträgt die nach rechts gerichtete Axialkraft an die erste Druckplatte 50, was bewirkt, dass die Kupplungsscheibe 60 in Reibeingriff mit sowohl dem Schwungrad 32 als auch mit der ersten Druckplatte 50 kommt, wodurch die erste Kupplung 58 eingekuppelt wird. Wenn an dem Kupplungsdrucklager 94 keine Betätigungskraft mehr wirkt, wird der Reibeingriff der Kupplungsscheibe 60 mit dem Schwungrad 32 und der ersten Druckplatte 50 unterbrochen und die erste Kupplung 58 ausgekuppelt.
Die zweite Kupplung 72 wird in Eingriff gebracht, indem das Kupplungsdrucklager 96 mit einer nach links gerichteten Kraft beaufschlagt wird. In Reaktion auf diese Betätigungskraft wird die Ringwulst 98 der Druckplattenabdeckung 46 der zweiten Kupplung 72 mit einer nach rechts gerichteten Axialkraft beaufschlagt und wird der Vorsprung 106 an der zweiten Druckplatte 52 mit einer nach links gerichteten Axialkraft beaufschlagt. Die an der zweiten Druckplatte 52 wirkende Kraft drückt die Kupplungsscheibe 74 in Reibeingriff mit sowohl dem Schwungrad 32 als auch der zweiten Druckplatte 52, wodurch die zweite Kupplung 72 einkuppelt. Wenn an dem Kupplungsdrucklager 96 keine Betätigungskraft mehr wirkt, wird der Reibeingriff der Kupplungsscheibe 74 mit dem Schwungrad 32 und der zweiten Druckplatte 52 unterbrochen und die zweite Kupplung 72 entkuppelt.
Der von den Kupplungen 58, 72 in Anspruch genommene Raum ist mittels mehrerer Dichtungen gegenüber dem Inneren des Gehäuses 88 abgedichtet, um ein Passieren von Schmieröl oder Automatikgetriebefluid zu verhindern. Eine Dichtung 120 ist in eine Ausnehmung an der Außenfläche der Getriebeantriebswelle 14 eingepasst und kontaktiert das Gehäuse 88. Eine Dichtung 122 ist in einen Raum zwischen der Innenfläche der Getriebeantriebswelle 14 und der Außenfläche der Getriebeantriebswelle 16 eingepasst.
Bei der in 1 gezeigten Kupplungsvorrichtung überträgt die Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90 an die Getriebeantriebswellen 14, 16 eine Radialkraft, die durch Zentrifugalkräfte hervorgerufen wird, und potentiell ein auf der überhängenden Masse des Schwungrades 32 basierendes Moment. Dem Moment wird teilweise entgegengewirkt durch die an der Motorkurbelwelle 12 bereitgestellte Abstützung und durch die an dem Gehäuse 88 unter Verwendung eines Lagers 92, das axial zwischen dem Schwungrad 32 und dem Kupplungsstützlager 86 und radial zwischen der Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90 und der Getriebeantriebswelle 16 angeordnet ist, bereitgestellte Abstützung. Unter Wartungsbedingungen können Spiele, Durchbiegung, Toleranzen und Versatz unter den Komponenten eine zusätzliche Abstützung für die Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90 erfordern. Eine zusätzliche Abstützung kann durch ein zweites Lager oder eine Lagerbuchse bereitgestellt werden, die zwischen einer axialen Position des Kupplungsstützlagers 86 und einer axialen Position des Schwungrades 32 angeordnet ist. Die Lagerbuchse kann in Laufkontakt mit der Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90 und einer Getriebeantriebswelle sein, wie beispielsweise in den Figuren gezeigt mit der Getriebeantriebswelle 16, oder die Lagerbuchse kann ein Spiel zur Getriebeantriebswelle aufweisen, so dass die Lagerbuchse nur dann eine Reaktionskraft bereitstellt, wenn die Durchbiegung der Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90 einen zusätzliche Abstützung erfordernden Grenzwert überschreitet.
Beispielsweise kann das Lager 92 axial benachbart zu einem konischen Abschnitt 130 der Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90 und radial zwischen der Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90 und der Getriebeantriebswelle 16 angeordnet sein, wodurch der axiale Abstand zwischen dem Schwungrad 32 und dem Lager 92 reduziert ist. Andererseits kann ein zusätzliches Lager benachbart zum Lager 92 und axial zwischen dem Schwungrad 32 und dem Kupplungsstützlager 86 sowie radial zwischen der Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90 und der Getriebeantriebswelle 16 angeordnet sein.
2 bis 4 zeigen alternative Ausführungsformen zum Abstützen der Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90. 2 zeigt das Lager 92 an einem Ende einer Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90' entlang der Längsachse 18 näher zum Kupplungsstützlager 86 angeordnet als bei der Ausführungsform von 1. Ein zusätzliches Nadellager kann axial benachbart zum in 2 gezeigten Lager 92 zwischen dem Schwungrad 32 und dem Nadellager 92 angeordnet sein.
3 zeigt eine Lagerbuchse 132, die am Ende einer Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90'' radial benachbart zum Kupplungsstützlager 86 angeordnet ist. Die Außenfläche der Lagerbuchse 132 ist bevorzugt auf die radiale Innenfläche der Getriebeantriebswelle 14 aufgepresst, wobei jedoch die Innenfläche der Lagerbuchse von der Außenfläche der Getriebeantriebswelle 16 radial mit Abstand angeordnet ist, wie in 5 dargestellt. Daher erzeugt die Lagerbuchse 132 nur dann eine Reaktionskraft an der Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90, wenn die Durchbiegung dieser an der Lagerbuchse das radiale Spiel zwischen der Lagerbuchse und der Getriebeantriebswelle 16 erreicht. Ein zusätzliches Lager kann axial benachbart zur Position des in 2 gezeigten Lagers 92 und axial zwischen dem Schwungrad 32 und dem Kupplungsstützlager 86 angeordnet sein.
Alternativ kann die in 3 gezeigte Lagerbuchse 132 axial benachbart zum konischen Abschnitt 130 der Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90 und radial zwischen dieser und der Getriebeantriebswelle 16 angeordnet sein.
4 zeigt das Lager 92 in der in 1 gezeigten Position angeordnet und die Lagerbuchse 132 axial benachbart zum konischen Abschnitt 130 der Kupplungsvorrichtungs-Stützwelle 90 angeordnet. In jedem Fall ist die äußere Fläche der Lagerbuchse 132 auf die radial innere Fläche der Getriebeantriebswelle 14 aufgepresst, wobei jedoch die Innenfläche der Lagerbuchse von der Außenfläche der Getriebeantriebswelle 16 mit radialem Abstand angeordnet ist.
Das Getriebe, dessen Getriebeantriebswellen 14, 16 in Antriebsverbindung mit den Kupplungen 58, 72 stehen, kann ein Getriebe mit mehreren Vorgelegewellen oder Gegenwellen sein, die jeweils zu einem alternativen, von dem Getriebe bereitgestellten bzw. erzeugten Drehzahlverhältnis gehören. Zum Erzeugen des jeweiligen Drehzahlverhältnisses bereitet eine Synchronisierungseinrichtung oder ein Kuppler einen dem ankommenden Drehzahlverhältnis zugeordneten Antriebspfad vor, wobei eine Antriebskupplung eingekuppelt wird, die andere Antriebskupplung ausgekuppelt wird und eine Synchronisierungseinrichtung das abgehende Drehzahlverhältnis entkuppelt. Ein Getriebe dieses Typs ist in dem US-Patent 4,463,621 vom 7. August 1984 beschrieben, welches an den Inhaber dieser Erfindung abgetreten ist. Die gesamte Offenbarung des US-Patents 4,463,621 wird hierin durch Bezugnahme aufgenommen.

Claims

Vorrichtung zum Übertragen von Drehmoment zwischen einer Leistungsquelle und einem Getriebe, aufweisend: eine erste Antriebswelle und eine zweite Antriebswelle, die koaxial zueinander angeordnet sind, ein Gehäuse, ein erstes Lager, mittels welchem die erste Antriebswelle drehbar am Gehäuse abgestützt ist, ein Schwungrad, eine Stützwelle, die an dem Schwungrad befestigt ist und die radial zwischen der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle angeordnet ist, ein zweites Lager, das radial zwischen der zweiten Antriebswelle und der Stützwelle angeordnet ist, und eine erste Kupplung, mittels welcher das Schwungrad und die erste Antriebswelle miteinander in Antriebsverbindung bringbar sind und voneinander entkuppelbar sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner eine zweite Kupplung aufweisend, mittels welcher das Schwungrad und die zweite Antriebswelle miteinander in Antriebsverbindung bringbar sind und voneinander entkuppelbar sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner eine Abtriebswelle, die in Antriebsverbindung mit einer Leistungsquelle steht, und eine Schwungrad-Stützscheibe aufweisend, die an dem Schwungrad befestigt ist und die an der Abtriebswelle abgestützt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Abtriebswelle, die in Antriebsverbindung mit einer Leistungsquelle steht, eine Schwungrad-Stützscheibe, die auf einer ersten Axialseite des Schwungrades an der Abtriebswelle geführt ist und die an dem Schwungrad befestigt ist, und eine flexible Platte, die an einem radial innen gelegenen Befestigungspunkt an der Abtriebswelle befestigt ist, sich radial von der Abtriebswelle erstreckt und an einer radial auswärts gelegenen Position an der Schwungrad-Stützscheibe befestigt ist, wodurch das Schwungrad mit der Abtriebswelle antriebsverbunden ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Abtriebswelle, die in Antriebsverbindung mit einer Leistungsquelle steht, eine Schwungrad-Stützscheibe, die auf einer ersten Axialseite des Schwungrades an der Abtriebswelle geführt ist und die an dem Schwungrad befestigt ist, und ein Biegeelement, das auf der ersten Axialseite des Schwungrades angeordnet ist, an einer radial innen gelegenen Befestigungsstelle an der Abtriebswelle befestigt ist, sich radial von der Abtriebswelle erstreckt und an einer radial außen gelegenen Position an der Schwungrad-Stützscheibe befestigt ist, wodurch das Schwungrad mit der Abtriebswelle antriebsverbunden ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Abtriebswelle, die in Antriebsverbindung mit einer Leistungsquelle steht, eine Schwungrad-Stützscheibe, die auf einer ersten Axialseite des Schwungrades an der Abtriebswelle geführt ist und die an dem Schwungrad befestigt ist, und ein Biegeelement, das auf der ersten Axialseite des Schwungrades angeordnet ist, an einer radial innen gelegenen Befestigungsstelle an der Abtriebswelle befestigt ist, sich radial von der Abtriebswelle erstreckt und an einer radial außen gelegenen Position an der Schwungrad-Stützscheibe befestigt ist, wodurch das Schwungrad mit der Abtriebswelle antriebsverbunden ist, wobei das erste Lager an einer zweiten Axialseite des Schwungrades gegenüberliegend zu dessen erster Axialseite angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Abtriebswelle, die in Antriebsverbindung mit einer Leistungsquelle steht und die mit einer Führungsfläche ausgebildet ist, die zur Mittellinie der Abtriebswelle fluchtet, und eine Schwungrad-Stützscheibe, die an dem Schwungrad befestigt ist und die mit einer Fläche ausgebildet ist, die komplementär zur Führungsfläche der Abtriebswelle ist und auf diese aufgesetzt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner einen ersten Torsionsdämpfer aufweisend, der in Antriebsverbindung mit der ersten Antriebswelle und der ersten Kupplung steht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: eine zweite Kupplung, mittels welcher das Schwungrad und die zweite Antriebswelle miteinander in Antriebsverbindung bringbar sind und voneinander entkuppelbar sind, einen ersten Torsionsdämpfer, der mit der ersten Antriebswelle und der ersten Kupplung in Antriebsverbindung steht, und einen zweiten Torsionsdämpfer, der mit der zweiten Antriebswelle und der zweiten Kupplung in Antriebsverbindung steht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Kupplung ferner aufweist: eine erste Druckplatte, die so abgestützt ist, dass sie relativ zum Schwungrad verlagerbar ist, eine erste Kupplungsscheibe, die zwischen dem Schwungrad und der ersten Druckplatte angeordnet ist, so dass das Schwungrad und die erste Druckplatte miteinander in Reibeingriff und außer Eingriff bringbar sind in Reaktion auf ein Verlagern der ersten Druckplatte, und einen ersten Mechanismus, mittels welchem die erste Druckplatte relativ zum Schwungrad verlagerbar ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Kupplung ferner aufweist: eine erste Druckplatte, die so abgestützt ist, dass sie relativ zum Schwungrad verlagerbar ist, eine erste Kupplungsscheibe, die zwischen dem Schwungrad und der ersten Druckplatte angeordnet ist, so dass das Schwungrad und die erste Druckplatte miteinander in Antriebseingriff und außer Eingriff bringbar sind in Reaktion auf ein Verlagern der ersten Druckplatte, einen ersten Mechanismus, mittels welchem die erste Druckplatte relativ zum Schwungrad verlagerbar ist, und wobei die Vorrichtung ferner aufweist: eine zweite Kupplung mit einer zweiten Druckplatte, die so abgestützt ist, dass sie relativ zum Schwungrad verlagerbar ist, einer zweiten Kupplungsscheibe, die zwischen dem Schwungrad und der zweiten Druckplatte angeordnet ist, so dass das Schwungrad und die zweite Druckplatte miteinander in Antriebseingriff und außer Eingriff bringbar sind in Reaktion auf ein Verlagern der zweiten Druckplatte, und einem zweiten Mechanismus, mittels welchem die zweite Druckplatte relativ zum Schwungrad verlagerbar ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, ferner aufweisend: einen ersten Torsionsdämpfer, der in Antriebsverbindung mit der ersten Antriebswelle und der ersten Kupplungsscheibe steht, und einen zweiten Torsionsdämpfer, der in Antriebsverbindung mit der zweiten Antriebswelle und der zweiten Kupplungsscheibe steht.
Antriebsstrang, aufweisend: eine erste Antriebswelle und eine zweite Antriebswelle, ein Gehäuse, ein erstes Lager, mittels welchem die erste Antriebswelle drehbar am Gehäuse abgestützt ist, ein Schwungrad, eine Stützwelle, die an dem Schwungrad befestigt ist und die radial zwischen der ersten Antriebswelle und der zweiten Antriebswelle angeordnet ist, ein zweites Lager, das radial zwischen der zweiten Antriebswelle und der Stützwelle angeordnet ist, eine erste Kupplung, mittels welcher das Schwungrad und die erste Antriebswelle miteinander in Antriebsverbindung bringbar und voneinander entkuppelbar sind, und eine zweite Kupplung, mittels welcher das Schwungrad und die zweite Antriebswelle miteinander in Antriebsverbindung bringbar und voneinander entkuppelbar sind.
Antriebsstrang gemäß Anspruch 13, wobei das zweite Lager zwischen einer axialen Position des ersten Lagers und einer axialen Position des Schwungrades angeordnet ist.
Antriebsstrang gemäß Anspruch 13, wobei das zweite Lager ferner zwei Nadellager aufweist, die radial zwischen der zweiten Antriebswelle und der Stützwelle und axial zwischen einer axialen Position des ersten Lagers und einer axialen Position des Schwungrades angeordnet sind.
Antriebsstrang gemäß Anspruch 13, wobei das zweite Lager ein Nadellager und eine Lagerbuchse aufweist, wobei das Nadellager und die Lagerbuchse voneinander mit axialen Abstand angeordnet sind, radial zwischen der zweiten Antriebswelle und der Stützwelle angeordnet sind und axial zwischen einer axialen Position des ersten Lagers und einer axialen Position des Schwungrades angeordnet sind.
Antriebsstrang gemäß Anspruch 13, wobei das zweite Lager an einer axialen Position des ersten Lagers angeordnet ist.
Antriebsstrang gemäß Anspruch 13, wobei das zweite Lager ein erstes Nadellager und ein zweites Nadellager aufweist, die radial zwischen der zweiten Antriebswelle und der Stützwelle angeordnet sind, wobei das erste Nadellager axial an einer axialen Position des ersten Lagers angeordnet ist, und wobei das zweite Nadellager axial zwischen einer axialen Position des ersten Lagers und einer axialen Position des Schwungrades angeordnet ist.
Antriebsstrang gemäß Anspruch 13, wobei das zweite Lager ein erstes Nadellager und eine Lagerbuchse aufweist, die radial zwischen der zweiten Antriebswelle und der Stützwelle angeordnet sind, wobei das erste Nadellager axial an einer axialen Position des ersten Lagers angeordnet ist, und wobei die Lagerbuchse axial zwischen einer axialen Position des ersten Lagers und einer axialen Position des Schwungrades angeordnet ist.
Antriebsstrang gemäß Anspruch 13, wobei das zweite Lager ein erstes Nadellager und eine Lagerbuchse aufweist, die radial zwischen der zweiten Antriebswelle und der Stützwelle angeordnet sind, wobei das erste Nadellager axial an einer axialen Position des ersten Lagers angeordnet ist, und wobei die Lagerbuchse axial benachbart zum ersten Nadellager angeordnet ist.
Antriebsstrang gemäß Anspruch 13, wobei das zweite Lager ein erstes Nadellager und ein zweites Nadellager aufweist, die radial zwischen der zweiten Antriebswelle und der Stützwelle angeordnet sind, wobei das erste Nadellager an einer axialen Position des ersten Lagers angeordnet ist, und wobei das zweite Nadellager axial benachbart zum ersten Nadellager angeordnet ist.
Antriebsstrang gemäß Anspruch 13, wobei: die erste Kupplung ferner aufweist: eine erste Druckplatte, die so abgestützt ist, dass sie relativ zum Schwungrad verlagerbar ist, eine erste Kupplungsscheibe, die zwischen dem Schwungrad und der ersten Druckplatte angeordnet ist, so dass das Schwungrad und die erste Druckplatte miteinander in Reibeingriff und außer Eingriff bringbar sind in Reaktion auf ein Verlagern der ersten Druckplatte, und einen ersten Mechanismus, mittels welchem die erste Druckplatte relativ zum Schwungrad verlagerbar ist, und die zweite Kupplung ferner aufweist: eine zweite Druckplatte, die so abgestützt ist, dass sie relativ zum Schwungrad verlagerbar ist, eine zweite Kupplungsscheibe, die zwischen dem Schwungrad und der zweiten Druckplatte angeordnet ist, so dass das Schwungrad und die zweite Druckplatte miteinander in Antriebseingriff und außer Eingriff bringbar sind in Reaktion auf ein Verlagern der zweiten Druckplatte, und einen zweiten Mechanismus, mittels welchen die zweite Druckplatte relativ zum Schwungrad verlagerbar ist.
Antriebsstrang gemäß Anspruch 22 ferner aufweisend: einen ersten Torsionsdämpfer, der in Antriebsverbindung mit der ersten Antriebswelle und der ersten Kupplungsscheibe steht und einen zweiten Torsionsdämpfer, der in Antriebsverbindung mit der zweiten Antriebswelle und der zweiten Kupplungsscheibe steht.