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Die
Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung mit einer Kupplung
und einer damit verbundenen Drehschwingungsdämpfereinheit nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 sowie Getriebe für ein Kraftfahrzeug mit einer
solchen Kupplungsvorrichtung nach dem Patentanspruch 24.
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Eine
solche Kupplungsvorrichtung bzw. Kupplung-Dämpfer-Einheit kann beispielsweise
eine als Lamellenkupplung ausgebildete Nasskupplung mit einem integrierten,
nasslaufenden Schwingungsdämpfer
in einem automatischen Getriebe eines Kraftfahrzeugs sein.
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In
diesem Fall kann eine mit einer Brennkraftmaschine verbundene Kurbelwelle
mit einer aus dem Getriebe herausgeführten Dämpfernabe gekoppelt sein, wie
es in der gattungsgemäßen Kupplungsvorrichtung
nach der
EP 1 582 765
A1 offenbart ist. Hier ist die Dämpfernabe an einem Primärteil des Schwingungsdämpfers angebunden.
Das Primärteil ist
wiederum über
Federpakete mit einem kupplungsseitigen Sekundärteil schwingungsgedämpft gekoppelt.
Das Sekundärteil
ist gegenüber
dem Primärteil begrenzt
bewegbar und mit der Kupplung verbunden. Die Kupplung ist in bekannter
Weise mittels zwei in Achsrichtung voneinander beabstandete Kupplungslager
auf einer Getriebeeingangswelle abgestützt.
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Über diese
beiden Kupplungslager in Achsrichtung auskragende Kupplungsbauteile,
etwa das kupplungsseitige Sekundärteil
des Schwingungsdämpfers,
sind somit in sog. fliegender Lagerung auf der Getriebeeingangswelle
abgestützt.
Bei einer entsprechend großen
Masse können
diese auskragenden Kupplungsbauteile im Betrieb nachteilige Taumelbewegungen
der Kupplung verursachen.
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Das über die
Kupplungslager auskragende, kupplungsseitige Sekundärteil kann
alleine über
das Primärteil
des Schwingungsdämpfers
nicht ausreichend abgestützt
werden, da das Sekundärteil
nicht starr, sondern über
die zwischengeschalteten Federpakete mit dem Primärteil verbunden
sind.
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Aus
der
EP 1 584 830 A1 ist
eine weitere Kupplungsvorrichtung bekannt, bei der die Kurbelwelle
an einem Kupplungsgehäuse
angebunden ist. Das Kupplungsgehäuse
ist über
Reiblamellen bzw. Stahllamellen mit einem kupplungsseitigen Primärteil koppelbar,
das über
ein Radiallager abgestützt
ist. Das Primärteil
des Schwingungsdämpfers
ist mittels Federpakete mit einem Sekundärteil begrenzt bewegbar gekoppelt
und von einer Getriebeeingangswelle getragen.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kupplungsvorrichtung bereitzustellen,
bei der im Kraftfahrzeugbetrieb entstehende Taumelbewegungen der
Kupplung reduziert sind.
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Diese
Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. durch
die Merkmale des Patentanspruches 24 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 ist das kupplungsseitige Sekundärteil des
Schwingungsdämpfers
zusätzlich
abgestützt. Dadurch ist
mittels des, über
die Kupplungslager auskragenden kupplungsseitigen Sekundärteils eine
zusätzliche
Abstützung
der Kupplung erreicht, wodurch Taumelbewegungen der Kupplung vermieden
sind.
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Für eine Stabilisierung
der Kupplung ohne Taumelbewegungen ist es von Vorteil, wenn das kupplungsseitige
Sekundärteil
des Schwingungsdämpfers über zumindest
ein Lager an einem Getriebegehäuse
abgestützt
ist.
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Das
antriebsseitige Primärteil
des Schwingungsdämpfers
kann dabei über
eine Kurbelwelle mit einer Antriebsmaschine bzw. einer Brennkraftmaschine
gekoppelt sein und über
die Federpakete schwingungsgedämpft
das abtriebseitige Sekundärteil
antreiben, das mit der Kupplung verbunden ist.
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Bevorzugt
kann das Sekundärteil
des Schwingungsdämpfers
einen Lagersitz aufweisen, über
den sich das Sekundärteil
auf dem erfindungsgemäßen Lager
abstützt.
Der Lagersitz kann nabenförmig
an einer innenumfangsseitigen Öffnung
des Sekundärteils
geformt sein.
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Bei
einer Lagerung des Sekundärteils
des Schwingungsdämpfers
auf einem Drehbauteil, etwa einer Dämpfernabe, ist es von Vorteil,
wenn das oben genannte Lager ein Loslager mit Axialspiel, etwa ein Nadellager,
ist. Dadurch ist ein Axialspielausgleich zwischen dem Sekundärteil und
dem Drehbauteil ermöglicht.
Kurbelwellenseitige Axialbewegungen können daher über eine Freigängigkeit
der Dämpfernabe und
des zugeordneten Primärteils
im Schwingungsdämpfer
ausgeglichen werden. Außerdem
werden die Axialbewegungen der Dämpfernabe
nicht auf das Sekundärteil übertragen.
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Für eine spielfreie
Lagerung der Kupplung in Axialrichtung ist es bevorzugt, wenn das
Sekundärteil über ein
Festlager sowohl in Axialrichtung als auch in Radialrichtung gesichert,
d. h. im Wesentlichen spielfrei gelagert ist. Für den oben erwähnten Fall,
dass das kupplungsseitige Sekundärteil über ein Loslager
auf dem Drehbauteil, etwa der Dämpfernabe,
gelagert ist, kann das Festlager außenumfangsseitig und das Loslager
innenumfangsseitig am nabenförmigen
Lagersitz des Sekundärteils
angeordnet sein.
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Wenn
das Drehbauteil eine Dämpfernabe des
Primärbauteils
ist, kann sich die Dämpfernabe durch
eine Öffnung
eines Getriebes erstrecken und mit einem Antriebsflansch verbunden
sein, der über einen
flexiblen Mitnehmer mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden
ist.
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Bei
einer Anordnung der Kupplungsvorrichtung innerhalb eines Getriebes
ist es von Vorteil, wenn sich das Sekundärteil über das Festlager am Getriebe
abstützt.
Besonders von Vorteil ist es, wenn sich das Festlager an dem, die
Getriebeöffnung
begrenzenden Öffnungsrand
abstützt.
Dadurch ist fertigungstechnisch einfach vermieden, einen zusätzlichen
Ansatz im Getriebe als Lagersitz auszubilden.
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Die
Dämpfernabe
kann für
eine stabile Lagerung auf einer Getriebeeingangswelle gelagert sein. Um
hierbei zu vermeiden, dass Axialbewegungen von der Kurbelwelle über die
Dämpfernabe
auf die Getriebeeingangswelle übertragen
werden, erfolgt diese Lagerung vorteilhaft über ein Loslager, das ein Axialspiel
zulässt.
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Somit
kann die Dämpfernabe
sowohl innenseitig als auch außenseitig
jeweils über
ein Loslager gelagert sein. Kurbelwellenseitige Axialbewegungen können daher über den
oben genannten Antriebsflansch auf die Dämpfernabe bis zum zugeordneten Primärteil übertragen
werden. Die Axialbewegungen des Primärteils werden dann durch die, über Federpakete
schwingungsgedämpfte
Kopplung zum Sekundärteil
aufgenommen. Daher ist einerseits das Sekundärteil bzw. die Kupplung über das
außenseitige
Festlager in Axialrichtung und Radialrichtung spielfrei gelagert.
Andererseits ist aufgrund des Loslagers zwischen dem Sekundärteil und
der Dämpfernabe
ein Axialspielausgleich ermöglicht.
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Auf
diese Weise kann erreicht werden, dass zwischen dem Antriebsflansch
und der Dämpfernabe kein
Axialspielausgleich erfolgen muss, um beispielsweise Axialbewegungen
des Antriebsflansches gegenüber
der Dämpfernabe
auszugleichen. Für
einen solchen Axialspielausgleich ist zwischen der Dämpfernabe
und dem Antriebsflansch eine Verbindung mit Spiel erforderlich,
was mit nachteiligen Klappergeräuschen
verbunden ist.
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Dagegen
ist erfindungsgemäß eine geräuschfreie
und spielfreie Verbindung zwischen Dämpfernabe und Antriebsflansch
ermöglicht.
Bei einer solchen spielfreien Verbindung erfolgt der Axialspielausgleich
nämlich
zwischen dem Primärteil
und dem schwingungsgedämpft
gekoppelten Sekundärteil.
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Das
Sekundärteil
kann aus zwei Dämpferhalbschalen
bestehen, zwischen denen das scheibenförmige Primärteil angeordnet sein kann,
das an der Dämpfernabe
angebunden ist. Eine besonders gute Stützwirkung kann erzielt werden,
wenn das Sekundärteil
auf der von der Kupplung abgewandten Seite des Primärteils über das
erfindungsgemäße Lager
abgestützt
ist. Aus Platzgründen
kann es jedoch auch bevorzugt sein, wenn das Sekundärteil auf der,
der Kupplung zugewandten Seite des Primärteils abgestützt ist.
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Um
Bauraum einzusparen, ist es bevorzugt, wenn das dem Sekundärteil zugeordnete
Festlager und/oder Radiallager in gleicher Axialposition radial übereinander
angeordnet sind. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Lager
innerhalb der Getriebeöffnung
angeordnet sind.
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Für eine stabile
Lagerung der Kupplung ohne Taumelbewegungen ist es günstig, wenn
die Kupplung über
zumindest ein Kupplungslager, vorzugsweise zwei voneinander beabstandete
Kupplungslager abgestützt
ist, so dass sich die Kupplungsmasse in Axialrichtung zwischen diesen
beiden Kupplungslagern befindet. Der über die Kupplungslager auskragende
Anteil der Kupplung, insbesondere das kupplungsseitige Sekundärteil, kann
sich dann über
das erfindungsgemäße Lager
als ein drittes Kupplungslager abstützen. Damit die Kupplung in
Axialrichtung spielfrei gelagert ist, kann sich das Sekundärteil zusätzlich über das
bereits erwähnte
Festlager abstützen.
Die beiden anderen Kupplungslager können in diesem Fall daher mit
Axialspiel versehen sein.
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Nachfolgend
ist ein Ausführungsbeispiel
anhand der beigefügten
Figur beschrieben. Die Figur zeigt in einer grob schematischen Längsschnittansicht
die obere Hälfte
eines Getriebes mit der darin angeordneten erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung.
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Gemäß der Figur
ist eine Kupplungsvorrichtung 1 gezeigt, die in einem Antriebsstrang
zwischen einer angedeuteten Brennkraftmaschine 3 und einem nicht
gezeigten Wechselgetriebe angeordnet ist. Dabei ist die Kupplungsvorrichtung
bzw. Kupplung-Dämpfer-Einheit 1 innerhalb
eines Getriebegehäuses 7 angeordnet,
das mittels eines Getriebedeckels 9 geschlossen ist.
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Die
Kupplung-Dämpfer-Einheit 1 weist
eine Kupplung 11 mit einem damit verbundenen Schwingungsdämpfer 12 auf.
Die in der Figur nur angedeutete Kupplung 11 ist hier beispielhaft
eine nasslaufende Doppellamellenkupplung. Diese weist einen ersten
Innenlamellenträger 13 auf,
der über
eine angedeutete Verzahnung 14 mit einer zugeordneten zentralen
ersten Getriebeeingangswelle 15 verzahnt ist. Radial innerhalb
des ersten Innenlamellenträgers 13 ist
ein zweiter Innenlamellenträger 17 angeordnet, der über eine
Verzahnung 18 mit einer zugeordneten zweiten Getriebeeingangswelle 19 verzahnt ist.
Die zweite Getriebeeingangswelle 19 ist eine Hohlwelle, auf
der die Kupplung 11 über
zwei voneinander beabstandete Kupplungslager 21 und 23 abgestützt ist. Die
beiden Kupplungslager 21 und 23 sind hier etwa als
Nadellager mit einem Axialspiel ausgebildet. Jedem der beiden Innenlamellenträger 13 und 17 sind über angedeutete
Lamellen jeweils entsprechende Außenlamellenträger 25 und 27 zugeordnet.
Die Außenlamellenträger 25 und 27 sind
in bekannter Bauart über
eine Halbschale 28 eines später beschriebenen Sekundärteils 41 mit
dem Schwingungsdämpfer 12 gekoppelt.
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Der
Schwingungsdämpfer 12 weist
ein scheibenförmiges
Primärteil 29 auf,
das mit einer Dämpfernabe 31 versehen
ist. Die Dämpfernabe 31 erstreckt
sich durch eine Öffnung 33 des
Getriebegehäusedeckels 9.
Außerhalb
des Getriebegehäuses 7 ist
die Dämpfernabe 31 spielfrei über eine
angedeutete Verzahnung 34 mit einem Antriebsflansch 35 verbunden.
Der Antriebsflansch 35 ist umfangsseitig über Schrauben 36 mit
einem flexiblen Mitnehmerblech 38 gekoppelt, das drehfest über Schrauben
an der Kurbelwelle 39 der Brennkraftmaschine 3 befestigt
ist. Durch die flexible Ausgestaltung des Mitnehmerblechs 38 können z.
B. Versätze
zwischen der Dämpfernabe 31 und
der Kurbelwelle 39 kompensiert werden.
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Das
Primärteil 29 ist
in bekannter Weise über angedeutete
Federpakete 40 mit dem kupplungsseitigen Sekundärteil 41 begrenzt
bewegbar gekoppelt.
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Neben
der Halbschale 28 weist das Sekundärteil 41 eine kurbelwellenseitige
Dämpferschale 42 auf.
Die Halbschale 28 und die Dämpferschale 42 des
Sekundärteils 41 liegen
einander axial gegenüber
und sind randseitig miteinander verbunden. Zwischen der Halbschale 28 und
der Dämpferschale 42 ist
das Primärteil 29 mit
den Federpaketen 40 angeordnet.
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An
ihrem ausgebauchten Bereich ist die kurbelwellenseitige Dämpferschale 42 durch
ein scheibenförmiges
Stützteil 43 bis
zu einem Lagersitz 45 verlängert. Das Sekundärteil 41 ist über den
Lagersitz 45 und das Radiallager 47 auf der Dämpfernabe 31 gelagert.
Das Radiallager 47 ist als ein Loslager mit Axialspiel
ausgestaltet, so dass sich die Dämpfernabe 31 in
den mit Pfeil I angedeuteten Axialrichtungen gegenüber dem
Lagersitz 45 des Sekundärteils 41 bewegen
kann. Der Lagersitz 45 des Sekundärteils 41 ist durch
die Getriebeöffnung 33 geführt und
an seiner Außenumfangsseite über ein
Festlager 50 an einem Öffnungsrand 51 der
Getriebeöffnung 33 abgestützt. Zwischen
dem Öffnungsrand 51 und der
Dämpfernabe 31 ist
ein nicht dargestellter Wellendichtring eingesetzt, die im Falle
einer nass laufenden Kupplung die Getriebeöffnung 33 gegenüber dem
Außenraum
abdichtet.
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Das
Festlager 50 ist dabei über
entsprechende, nicht gezeigte Anschläge am Lagersitz 45 sowie am Öffnungsrand 51 sowie
mit zugeordneten Sicherungsringen in Axialrichtung gesichert.
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Im
Kraftfahrzeugbetrieb wird über
die Kurbelwelle 39 der Brennkraftmaschine 3 und
der damit gekoppelten Dämpfernabe 31 ein
Drehmoment in den Schwingungsdämpfer 12 eingeleitet.
Das Drehmoment wird von dem nabenseitigen Primärteil 29 über die
Federpakete 40 schwingungsgedämpft auf das Sekundärteil 41 übertragen
und über
deren Halbschale 28 auf die Außenlamellenträger 25 und 27 der Kupplung 11 weitergeleitet.
In der Kupplung 11 kann in bekannter Weise durch eine Axialbewegung
nicht gezeigter Betätigungskolben
in den Pfeilrichtungen II auf die den jeweiligen Außenlamellenträgern 25 und 27 zugeordneten
Lamellenpaketen ein Reibschluss ausgeübt werden. Dadurch wird das
Drehmoment über
mindestens einen der Innenlamellenträger 13 oder 17 auf
die jeweils zugeordnete Getriebeeingangswelle 19 bzw. 15 weitergeleitet.
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Die
Kupplung 11 und der Drehschwingungsdämpfer 12 bilden als
starrer Verband ein sich im Betrieb mitdrehendes Kupplungs-Dämpfermodul.
Dieses Modul ist mit dem ersten und zweiten Kupplungslager 21, 23 auf
der Hohlwelle 19 abgestützt.
Zusätzlich
ist das Kupplungs-Dämpfermodul über den
starren Verband zwischen deren Außenlamellenträger 25,
der Halbschale 28 und der Dämpferschale 42 des Sekundärteils 41 mittels
des Festlagers 50 als ein weiteres Kupplungslager getriebeseitig
abgestützt. Dadurch
sind zuverlässig
Taumelbewegungen des Kupplungs-Dämpfermoduls
verhindert. Solche Taumelbewegungen des Kupplungs-Dämpfermoduls würden sich
ohne dem Lager 50 aufgrund des über die beiden Kupplungslager 21, 23 auskragenden kupplungsseitigen
Sekundärteils 41 ergeben.
Weiterhin ist das Kupplungs-Dämpfermodul über das
Festlager 50 nicht nur radial, sondern auch in Axialrichtung
spielfrei abgestützt,
wodurch auch in Axialrichtung eine stabile Abstützung des Kupplungs-Dämpfermoduls 11 erreicht
ist.
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Während gemäß der Vorbeschreibung
das Sekundärteil 41 axial
spielfrei gelagert ist, kann sich die Dämpfernabe 31 in Axialrichtung I bewegen.
Im Gegensatz zu dem axial und radial gesicherten Lagersitz 45 des
Sekundärteils 41 ist
nämlich
die Dämpfernabe 31 außenumfangsseitig über das
Loslager 47 mit Axialspiel und zusätzlich innenumfangsseitig ebenfalls über ein
Loslager 57 mit Axialspiel gelagert.
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Das
heißt,
dass – trotz
des in axialer Richtung spielfrei festgelegten Lagersitzes 45 des
Sekundärteils 41 – Axialbewegungen I der
Dämpfernabe 31 auf
dessen zugeordnetes Primärteil 29 in
den Schwingungsdämpfer 12 eingeleitet
werden können. Diese
Axialbewegungen I werden im Betrieb von dem, über die
Verzahnung 34 spielfrei mit der Dämpfernabe 31 verbundenen
Antriebsflansch 35 auf die Dämpfernabe 31 übertragen.
Im Schwingungsdämpfer 12 werden
die mit Pfeilen I dargestellten Axialbewegungen des Primärteils 29 durch
die, über
die Federpakte 40 schwingungsgedämpfte Kopplung des Pri märteils 29 mit
dem Sekundärteil 41 aufgenommen.
Demgegenüber
werden aufgrund der spielfreien Verbindung zwischen dem Antriebsflansch 35 und der
Dämpfernabe 31 Klappergeräusche verhindert.
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Wie
aus der Fig. hervorgeht, ragt der Lagersitz 45 des Sekundärteils 41 durch
die Getriebeöffnung 33.
Das außenseitig
am Lagersitz 45 angeordnete Festlager 50 stützt sich
dabei am Öffnungsrand 51 ab,
während
das innenseitig angeordnete Loslager 47 auf der Dämpfernabe 31 sitzt.
Die beiden Lager 47 und 50 sind dabei zusammen
mit dem Loslager 57 in gleicher Axialposition radial übereinander
in der Getriebeöffnung 33 angeordnet.
Alternativ hierzu sind jedoch in Abhängigkeit von den Einbauverhältnissen,
etc. auch in Axialrichtung versetzte Anordnungen der Lager 47 und 50 denkbar.
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Für den Fall,
dass die Dämpfernabe 31 geringfügig in ihrer
Winkellage gekippt ist, würde
sich eine Taumelbewegung der Dämpfernabe 31 um
einen in der Fig. angedeuteten Kipppunkt K ergeben. Der Kipppunkt
K liegt innerhalb der Getriebeöffnung 33 auf
der Drehachse 58. Durch die Anordnung des Lagersitzes 45 im
Bereich des Kipppunkts K der Dämpfernabe 31 innerhalb
der Getriebeöffnung 33 wird
jedoch verhindert, dass die Taumelbewegung der Dämpfernabe 31 eine
nachteilige Taumelbewegung des Sekundärteils 41 zur Folge
hat.