DE102007058863A1

DE102007058863A1 - Mehrfachkupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102007058863A1
Application number: DE102007058863A
Authority: DE
Inventors: Thomas Wiesneth
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2009-06-10

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mahrfachkupplungsvorrichtung, insbesondere eine Doppelkupplungsvorrichtung, vorzuschlagen, welche einen verringerten axialen Bauraum zeigt. Hierzu wird eine Mehrfachkupplungsvorrichtung 1 mit in radialer Richtung überlappend angeordneten Reibkupplungsanordnungen 4, 5, mit drehmomentübertragenden Reibelementträgern 6, 12, 13, welche jeweils drehfest mit einem Reibelement 8, 9, 10, 11 der Reibkupplungsanordnungen 4,5 verbunden sind, und mit mindestens zwei Axiallagern 16, 17, 18, wobei die Axiallager zur axialen Abstützung der Reibelementträger 6, 12, 13 ausgebildet sind, vorgeschlagen, wobei die Axiallager 16, 17, 18 in radialer Richtung überlappend und/oder mit einem axialen Abstand kleiner als die Blechdicke der Reibelementträger 6, 12, 13) zueinander angeordnet sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Mehrfachkupplungsvorrichtung mit in radialer Richtung überlappend angeordneten Reibkupplungsanordnungen, mit drehmomentübertragenden Reibelementträgern, welche jeweils drehfest mit einem Reibelement der Reibkupplungsanordnungen verbunden sind, und mit mindestens zwei Axiallagern, wobei die Axiallager zur axialen Abstützung der Reibelementträger ausgebildet und/oder angeordnet sind.
Mehrfachkupplungsvorrichtungen werden in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen eingesetzt, um ein Weiterschalten von Gängen ohne Unterbrechung der Kraftübertragung zu ermöglichen. Hierzu weisen die Mehrfachkupplungsvorrichtungen meist zwei Reibkupplungsanordnungen auf, welche eingangsseitig mit einer gemeinsamen drehmomentgebenden Welle des Motors und ausgangsseitig mit je einer Getriebeantriebswelle verbunden sind. Im Betrieb wird bei einem Weiterschalten der Gänge der Drehmomentfluss unterbrechungsfrei von der ersten Reibkupplungsanordnung zu der zweiten Reibkupplungsanordnung übergeben.
Beispielsweise offenbart die Druckschrift US 7,255,038 B2 eine Doppelkupplungsvorrichtung für ein Automatikgetriebe, welche zwei Lamellenkupplungsanordnungen aufweist, die wechselweise ein Drehmoment von einer Antriebseinheit zu einem Getriebe übertragen. Die beiden Lamellenkupplungsanordnungen sind in axialer Richtung nebeneinander positioniert und weisen jeweils in etwa den gleichen Durchmesser auf. Diese bekannte Doppelkupplungseinrichtung beansprucht aufgrund der Positionierung der Lamellenpakete bzw. der Lamellenkupplungsanordnungen einen vergleichsweise großen axialen Bauraum.
Eine andere Doppelkupplungsvorrichtung ist aus der Druckschrift WO 2006/048179 A1 bekannt, die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet. Diese Doppelkupplungsvorrichtung weist zwei Reibkupplungen mit Lamellenpaketen auf, wobei aus Gründen einer kurzen axialen Bauform der Doppelkupplungsvorrichtung die beiden Kupplungsanordnungen radial ineinander verschachtelt sind, so dass eine Reibkupplung radial innen und die andere Reibkupplung radial außen positioniert ist. Die Lamellenpakete werden von Blechtöpfen getragen, welche zum Teil gegeneinander bzw. gegen einen Kupplungsdeckel mit Axiallagern abgestützt sind, wobei die Axiallager in axialer Projektion deckungsgleich angeordnet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrfachkupplungsvorrichtung, insbesondere eine Doppelkupplungsvorrichtung vorzuschlagen, welche einen verringerten axialen Bauraum zeigt.
Diese Aufgabe wird durch eine Mehrfachkupplungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren dargestellt.
Die erfindungsgemäße Mehrfachkupplungsvorrichtung ist für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet und weist mindestens zwei in radialer Richtung zu einer Hauptwelle überlappend angeordnete Reibkupplungsanordnungen auf.
Die Mehrfachkupplungsvorrichtung erlaubt insbesondere durch eine überschneidende und/oder wechselweise Betätigung der Reibkupplungsanordnungen einen Gangwechsel eines nachgeschalteten Getriebes ohne Zugkraftunterbrechung. Die Reibkupplungsanordnungen sind bevorzugt als Lamellenkupplungsanordnungen ausgebildet.
Die Mehrfachkupplungsvorrichtung weist drehmomentübertragende Reibelementträger auf, wobei die Reibelementträger jeweils drehfest mit einem Reibelement der Reibkupplungsanordnungen verbunden sind. Die Reibelemente sind bevorzugt als Lamellenpakete ausgebildet, wobei sich pro Reibkupplungsanordnung ein radialinneres Lamellenpaket mit einem radialäußeren Lamellenpaket bei der Drehmomentübertragung in Reibschluss befindet. Bevorzugt sind die Reibelementträger als Blechtöpfe ausgebildet, welche drehfest auf einer Welle angeordnet sind. Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Reibelementträger in axialer Richtung unverschiebbar angeordnet sind, insbesondere werden die Reibelementträger bei einer Betätigung der Reibkupplungsanordnungen nicht in axialer Richtung versetzt.
Die Reibelementträger werden bevorzugt gegeneinander und/oder gegen eine gehäusefeste Führungsfläche in axialer Richtung abgestützt und/oder geführt und/oder gelagert. Hierzu werden Axiallager eingesetzt, welche zwischen den Reibelementträgern und/oder zwischen Reibelementträgern und der gehäusefesten Führungsfläche angeordnet sind. Bei einer engeren Ausführungsform der Erfindung sind die Axiallager nur zur gegenseitigen Abstützung der Reibelementträger ausgebildet. Bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung sind die Axiallager nur durch eine Feder vorgespannt, so dass die Axialkräfte der Reibelementträger im Allgemeinen vergleichsweise gering sein können.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Axiallager in radialer Richtung bzw. in radialer Projektion überlappend und/oder mit einem axialen Abstand kleiner als die Blechdicke der Reibelementträger zueinander angeordnet sind. Die Ausdehnung eines der Axiallager in axialer Richtung ist dabei vorzugsweise als die Gesamtbreite inklusive von zugeordneten Axiallagerscheiben und/oder als die Gesamtbreite zwischen den Lagerbahnen des Axiallagers definiert. Es ist bevorzugt, dass mindestens zwei der Axiallager in radialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sind, so dass diese in einer axialen Projektion überlappungsfrei positioniert sind. Die Begriffe der axialen bzw. radialen Ausrichtung etc. bezieht sich hierbei auf die Drehachse der Eingangs – und/oder Ausgangswelle der Mehrfachkupplungsanordnung.
Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass durch die in radialer Richtung versetzte Anordnung der Axiallager diese relativ zueinander enger angeordnet werden können als im bekannten Stand der Technik. Zusammen mit einer Ausbildung der Mehrfachkupplungsvorrichtung mit in radialer Richtung überlappend angeordneter Reibkupplungsanordnungen führt dies zu einer effektiven Verkürzung des benötigten axialen Bauraums.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Reibelementträgern auf der dem Motor bzw. der Antriebseinheit zugewandten Seite der Reibkupplungsanordnungen positioniert.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind mindestens oder genau drei Axiallager vorgesehen, wobei diese Axiallager v-förmig, gestuft oder s-förmig angeordnet sind.
Bei einer v-förmigen Anordnung befindet sich ein mittleres Axiallager radial innerhalb oder radial außerhalb der zwei übrigen Axiallager, welche vorzugsweise in der gleichen oder in einer ähnlichen radialen Höhe angeordnet sind. Bei einer gestuften Anordnung sind die drei Axiallager in einer axialen Projektion übereinander überlappungsfrei angeordnet, und zwar beispielsweise in einer Treppenform oder in einer Halbkreisform. Die genannten Anordnungen erlauben eine sehr bauraumsparende Positionierung der Axiallager.
Anders ausgedrückt weisen mindestens zwei der Axiallager unterschiedliche Teilkreisdurchmesser auf, wobei der Teilkreis vorzugsweise als ein Durchmes ser definiert ist, welcher durch die Mitte der Wälzkörper und/oder der Gleitfläche der Axiallager verläuft.
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen mindestens zwei Axiallager jeweils einen Teilkreis auf, welcher außerhalb des anderen Axiallagers verläuft. Insbesondere sind die Laufbahnen oder Gleitbahnen von mindestens zwei Axial lagern in axialer Projektion überlappungsfrei angeordnet.
Bei einer möglichen konstruktiven Realisierung ist das Axiallager oder mindestens ein Axiallager als ein Axialnadellager ausgebildet. Alternativ hierzu kann das Axiallager auch als ein Axialkugellager oder ein Gleitscheibenlager ausgebildet sein. Bei dem Axialkugellager besteht die Möglichkeit, dass Rillen als Laufbahnen für die Kugeln des Axialkugellagers vorgesehen sind, so dass das Axialkugellager in axialer Richtung sehr schmal baut. Bei der Ausbildung als Gleitscheibenlager kann die Axialerstreckung ebenfalls sehr eng gewählt werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eine Lagerfläche einer der Axiallager auf einem der Reibelementträger ausgebildet. Der Reibelementträger erhält auf diese Weise eine Doppelfunktion, wobei zum einen das Drehmoment durch den Reibelementträger übertragen wird und zum anderen der Reibelementträger eine Lagerfläche, insbesondere eine Gleitlagerfläche, zum Beispiel eine Gleitscheibenlagerung, oder eine Lauffläche, zum Beispiel für ein Axialnadellager oder ein Axialkugellager, bereitstellt.
Bei einer ersten möglichen Weiterbildung ist der Reibelementträger als Blechformteil ausgebildet, wobei die Lagerfläche auf dem Reibelementträger einnmaterialig und/oder einstückig ausgebildet ist. Die Lagerfläche kann damit bereits bei dem Umformungsvorgang in das Blechformteil ausgebildet werden. Bei einer ersten möglichen Ausführungsform ist die Lagerfläche als ungehärteter Bereich ausgebildet und weist somit die Härte des Grundwerkstoffs von z. B. kleiner als 200 HV (DIN EN ISO 6507) auf. Bei alternativen Ausführungsformen ist der Reibelementträger bzw. das Belchformteil entweder lokal oder gesamt gehärtet, insbesondere blindgehärtet, induktionsgehärtet oder dergleichen, wobei Härten zwischen 200 HV und 650 HV bei der Lauffläche bevorzugt sind. Bei wieder anderen Ausführungsformen ist als Grundmaterial des Blechformteils ein bereits vorgehärtetes Material, zum Beispiel ein sogenanntes H + A-Material (Härten und Anlassen) verwendet, so dass auf eine nachträgliche Härtung verzichtet werden kann und die Lagerflächen trotzdem eine Härte in dem spezifizierten Bereich aufweist.
Bei einer anderen möglichen Weiterbildung der Erfindung ist der Reibelementträger als ein Verbundwerkstoffteil, zum Beispiel in Sandwichbauweise, ausgebildet, wobei die Lagerfläche einmaterialig und/oder einstückig in einer Lage des Verbundwerkstoffes ausgebildet ist. Bei dieser Weiterbildung wird das Sandwichmaterial umgeformt, wobei ebenfalls direkt nach dem Umformvorgang die Lagerfläche zur Verfügung steht.
Bei einer anderen möglichen Weiterbildung der Erfindung weist der Reibelementträger als Lagerfläche einen plattierten und/oder beschichteten Bereich auf, welcher die Abriebfestigkeit bzw. Härte der Lagerfläche verbessert.
Mit dem Ziel Materialkosten einzusparen wird ergänzend vorgeschlagen, dass mindestens eines der Axiallager Wälzkörper aufweist, wobei dieses Axiallager Leerstellen bei der Wälzkörperbesetzung zeigt. Beispielsweise wird nur jede fünfte Tasche oder nur jeder fünfter Platz des Axiallagers mit einem Wälzkörper besetzt.
Bei einer möglichen Ausführungsform weist das Axiallager schmiegungsfreie und/oder plane Lager- bzw. Gleitflächen auf. Bei abgewandelten Ausführungsformen sind in mindestens eine Lagerscheibe und/oder in einen Reibelementträger Konturen eingebracht, welche eine schmiegende Aufnahme von Wälzkörpern ermöglichen. Unter einer schmiegenden Aufnahme wird eine Laufbahn mit einem Krümmungsradius verstanden, der etwas größer (mehr als 5%) ausgebildet ist als der Krümmungsradius des anliegenden Wälzkörpers.
Prinzipiell kann die Mehrfachkupplungsanordnung als trockene Vorrichtung realisiert sein, es ist jedoch bevorzugt, dass diese als nasslaufende, insbesondere in einem Ölsumpf laufende Doppelkupplung ausgebildet ist.
Eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme zur Verringerung axialen Bauraums besteht darin, dass die Lagerung einer Hauptwelle, also der Eingangs – und/oder der Ausgangswelle oder einer der Ausgangswellen der Mehrfachkupplungsvorrichtung, insbesondere der Hauptwelle, welche mit einem nachgeschalteten Getriebe stets drehfest verbindbar und/oder verbunden ist, über ein Kugelrollenlager erfolgt.
Optional kann die Lageranordnung der Hauptwelle weitere Lagerelemente, so zum Beispiel Gleitlager, andere Wälzlager, etc. umfassen. In einer spezielleren Ausführungsform ist eine der Ausgangswellen getriebeseitig nur durch genau ein Kugelrollenlager gelagert.
Durch die Verwendung eines Kugelrollenlagers im Vergleich zum Einsatz eines anderen Lagers gemäß dem Stand der Technik wird Bauraum in axialer Richtung der Mehrfachkupplungsvorrichtung eingespart. Die axiale Breite des Kugelrollenlagers ist z. B. schmaler als ein entsprechendes Kugelrillenlager mit Wälzkugeln ausgebildet, da die Wälzkörper des Kugelrollenlagers aufgrund der besonderen Bauform schmalere Lagerringe als das Kugelrillenlager ermöglichen.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausbildungsform der Erfindung weist das Kugelrollenlager Wälzkörper in Form von Kugelrollen auf. Eine Kugelrolle zeigt jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachte, parallel zueinander angeordnete Seitenflächen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Kugelrollen zwischen ihren Seitenflächen eine Breite von etwa 70% des Maximaldurchmessers auf. Zu weiteren optionalen Details des Kugelrollenlagers wird auf die Druckschrift WO 2007/076771 A1 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt via Referenzierung vollständig übernommen wird.
Nachdem von dem Kugelrollenlager maßgeblich radiale Kräfte aufgenommen werden müssen, ist es bevorzugt, dass das Kugelrollenlager einen inneren und einen äußeren Lagerring aufweist, welche konzentrisch zueinander angeordnet sind. Die Aufnahme von axialen Kräften erfolgt dadurch, dass die Kugelrollen sich im Betrieb bei der Einwirkung von axialen Kräften selbsttätig in Kraftrichtung ausrichten.
Vorzugsweise ist das Kugellager konstruktiv so ausgebildet, dass dieses Kräfte mit einem Kraftvektor aufnehmen kann, der einen Zwischenwinkel zu einer senkrecht zu der Drehachse des Kugelrollenlagers angeordneten Radialebene von mindestens 5°, insbesondere von mindestens 10°, vorzugsweise mindestens 15° und/oder maximal 60°, vorzugsweise maximal 45° und insbesondere maximal 30° einnimmt.
Bei einer speziellen konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist die Mehrfachkupplungsvorrichtung mindestens zwei Ausgangswellen auf, welche in Form einer Hohlwellenanordnung mit einer inneren Ausgangswelle und einer äußeren Ausgangswelle, die die innere Ausgangswelle zumindest abschnittsweise konzentrisch umfasst, ausgebildet ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird durch das Kugelrollenlager die radial äußere Ausgangswelle gelagert, alternativ oder ergänzend kann auch die innere Ausgangswelle über das Kugelrollenlager gelagert sein.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung werden im Nachfolgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Mehrfachkupplungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik zur Definition verschiedener Bauteile.
2 eine erste mögliche Anordnung von Axiallagern in einer Mehrfachkupplungsanordnung gemäß 1;
3 eine zweite mögliche Anordnung von Axiallagern in einer Mehrfachkupplungsanordnung gemäß 1;
4 eine dritte mögliche Anordnung von Axiallagern in einer Mehrfachkupplungsanordnung gemäß 1;
5 eine erste mögliche Ausführungsform eines Kugellagers als Axiallager;
6 eine zweite mögliche Ausführungsform eines Kugellagers als Axiallager;
7 eine dritte mögliche Ausführungsform eines Kugellagers als Axiallager;
8 eine vierte mögliche Ausführungsform eines Kugellagers als Axiallager;
9 eine fünfte mögliche Ausführungsform eines Kugellagers als Axiallager;
10 eine sechste mögliche Ausführungsform eines Kugellagers als Axiallager.
Gleiche oder einander entsprechende Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen versehen.
Die 1 zeigt in einer schematischen Längsschnittdarstellung eine Doppelkupplungsvorrichtung 1, welche zur Übertragung eines Drehmoments von einer Motorseite 2 zu einer Getriebeseite 3 ausgebildet und/oder angeordnet ist.
Zur lösbaren Übertragung des Drehmoments weist die Doppelkupplungsvorrichtung 1 zwei Lamellenkupplungen 4 und 5 auf, welche radial ineinander verschachtelt sind. Anders ausgedrückt sind die Lamellenkupplungen 4 und 5 konzentrisch oder in einer radialen Projektion überlappend zueinander angeordnet. Durch die verschachtelte Anordnung der Lamellenkupplungen 4 und 5 wird eine sehr kompakte, axiale Bauweise der Doppelkupplungsvorrichtung 1 erreicht.
Ausgehend von der Motorseite 2 wird ein Drehmoment über einen ersten Lamellenträger 6, welcher drehbar um eine Mittelachse angeordnet ist, eingeleitet. Hierzu ist der erste Lamellenträger 6 mittelbar oder über ein Dämpfungselement mit einer Schwungscheibe 7 der Motorseite 2 verzahnt bzw. drehfest verbunden. Das in den ersten Lamellenträger 6 eingeleitete Drehmoment wird an außenliegende Lamellenpakete 8, 9 der Lamellenkupplungen 4 bzw. 5 übertragen, so dass diese drehfest mit dem Lamellenträger 6 mitgeführt werden.
Zur Ausleitung der Drehmomente sind innere Lamellenpakete 10 und 11 der Lamellenkupplungen 4 bzw. 5 drehfest mit einem zweiten Lamellenträger 12 bzw. einem dritten Lamellenträger 13 verbunden. Der zweite Lamellenträger 12 ist drehfest auf einer inneren Welle 14 über eine Radialverzahnung aufgesetzt, der dritte Lamellenträger 13 greift mit einer drehfesten Verbindung in eine äußere Welle 15, welche als Hohlwelle ausgebildet und in deren Innenraum die innere Welle 14 positioniert ist.
Im Betrieb wird das über den ersten Lamellenträger 6 eingeleitete Drehmoment wahlweise über die erste oder die zweite Lamellenkupplung 4 bzw. 5 an den zweiten Lamellenträger 12 bzw. dem dritten Lamellenträger 13 und somit an die innere Welle 14 bzw. die äußere Welle 15 übertragen.
Die Lamellenträger 6, 12 und 13 sind üblicherweise in axialer Richtung über eine nicht dargestellte Federvorrichtung oder dergleichen vorgespannt und benötigen zur axialen Abstützung Axiallager 16, 17 und 18 oder eine Auswahl davon. Das Axiallager 16 ist zwischen dem ersten Lamellenträger 6 und einem gehäusefesten Deckel 19 angeordnet. Das zweite Axiallager 17 stützt den zweiten Lamellenträger 12 gegen den ersten Lamellenträger 6 ab. Das dritte Axiallager 18 ist zur axialen Abstützung zwischen dem zweiten Lamellenträger 12 und dem dritten Lamellenträger 13 angeordnet. Wie sich aus der in der 1 dargestellten Doppelkupplungsvorrichtung 1 gemäß dem Stand der Technik ergibt, wird für die Axiallager 16, 17 und 18 ein relativ breiter axialer Bauraum benötigt, wodurch die gesamte axiale Länge der Doppelkupplungsvorrichtung 1 vergrößert ist.
Die äußere Welle 15 ist auf der Getriebeseite 3 mittels eines Kugellagers 20 in Form eines Rillenkugellagers sowohl axial als auch radial abgestützt. Insgesamt wird durch die gezeigten Lageranordnungen ein breiter axialer Bauraum verbraucht, der somit für die restliche Konstruktion der Doppelkupplungsvorrichtung 1 und insbesondere für die Ölzuführungen nicht mehr zur Verfügung steht.
Die 2 zeigt als ein erstes Ausführungsbeispiel für eine kompakte Bauweise eine abgewandelte Anordnung der drei Axiallager 16, 17 und 18 in der 1. Die drei Axiallager 16, 17 und 18 sind in radialer Richtung zueinander höhenversetzt angeordnet, so dass diese in einer axialen Projektion überlappungsfrei und/oder mit einem Abstand d1 bzw. d2 zueinander angeordnet sind. Bei einer radialen Projektion überlappen die Axiallager 16, und 17 mit einer Breite b1 und die Axiallager 17 und 18 mit einer Breite b2.
Obwohl die Axiallager 16, 17 und 18 in der 2 schräg verlaufend in Richtung der Lamellenkupplungen 4, 5 angeordnet sind, können diese bei abgewandelten Ausführungsformen auch spiegelbildlich dazu, das heißt in schräg verlaufender Anordnung mit Ausrichtung zu der Motorseite 2 positioniert werden. Die Oberlappungsbereiche b1 bzw. b2 sind wie in der 2 gezeigt als positive Oberlappungen ausgebildet, bei abgewandelten Ausführungsformen ergeben sich negative Oberlappungen, also Freiräume in der radialen Projektion, wobei jedoch die entsprechenden Freiräume b1, b2 jeweils kleiner als die Blechdicke der Lamellenträger 6, 12 und/oder 13 ausgebildet sind.
Die 3 zeigt eine weitere Anordnungsmöglichkeit der Axiallager 16, 17 und 18 als ein zweites Ausführungsbeispiel der Anordnung, wobei die Axiallager 16, 17 und 18 umgedreht v-förmig oder in Dreiecksform angeordnet sind. Auch hier gilt, dass die Anordnung gespiegelt, also stehend v-förmig ausgebildet sein kann. Die geringe Baugröße in axialer Richtung wird dadurch erreicht, dass das mittige Axiallager 17 mit den Axiallagern 16 bzw. 18 in radialer Projektion überlappend und/oder mit einem geringen axialen Abstand, welcher kleiner als die Blechdicke der Lamellenträger 6, 12 und/oder 13 ausgebildet ist, angeordnet ist.
Die 4 zeigt eine dritte Anordnungsmöglichkeit der Axiallager 16, 17 und 18 als ein drittes Ausführungsbeispiel, wobei die Axiallager übereinander bogenförmig und/oder schlangenlinienförmig angeordnet sind. Auch hier wird durch die Überlappung der Axiallager 16, 17, 18 bei radialer Projektion eine geringe axiale Baugröße der Doppelkupplungsvorrichtung 1 erreicht.
Die 5 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung eine erste Alternative für eines der Axiallager 16, 17 und/oder 18 in den vorhergehenden 1 bis 4 als eine Weiterbildung, wobei die Axiallager 16, 17, 18 oder eine Auswahl davon als Kugellager ausgebildet sind, welche auf zwei auf bzw. an den Lamellenträgern 6, 12 und/oder 13 angeordneten Axialscheiben 21 bzw. 22 laufen. Durch die Verwendung von Kugellagern statt Nadellagern kann bei geeigneter Dimensionierung ebenfalls axialer Bauraum eingespart werden. Auch erlaubt der Einsatz von Kugellagern eine engere Packungsdichte in radialer Richtung insbesondere bei den Anordnungen gemäß der 2 bis 4.
Die 6 zeigt das Axiallager 16, 17, 18 in der 5 in einer zweiten alternativen Ausführungsform, wobei die Axialscheiben 21 bzw. 22 jeweils eine Rille 23 bzw. 24 aufweisen, in der die Wälzkörper 25 des Axiallagers 16, 17 bzw. 18 laufen. Durch das Einbringen der Rille 23 bzw. 24 werden die Axialscheiben in dem Bereich, der den axialen Bauraum bestimmt in der Breite verkleinert, so dass durch diese Bauform der axial benötigte Bauraum weiter verringert wird.
Es ist auch möglich bei nur einer Axialscheibe 21 oder 22 die Rille 23 bzw. 24 einzubringen und die andere Rille 24 bzw. 23 mit einer planen Laufbahn zu belassen.
Statt des Einsatzes einer Axialscheibe 21 bzw. 22 für ein Kugellager wie es in den 5 bzw. 6 gezeigt ist oder für ein Nadellager wie es in den 2 bis 4 gezeigt ist, kann der Lamellenträger 6, 12 bzw. 13 als Laufbahn für den jeweiligen Wälzkörper dienen. In diesem Fall ist die Laufbahn ein integraler und/oder einmaterialiger Bestandteil des Lamellenträgers 6, 12 bzw. 13. Die Vorteile, die sich hieraus ergeben, sind eine Verringerung der benötigten Einzelteile, des Montageaufwands und somit des Fertigungsaufwands sowie die Möglichkeit, die Laufbahnen in dem Umformprozess bei der Herstellung der Lamellenträger 6, 12 bzw. 13 zu erzeugen. Zum einen können diese Laufbahnen als ungehärtete Laufbahnen ausgebildet sein, da die axiale Belastung in der Doppelkupplungsvorrichtung 1 relativ gering ist. Bei alternativen Ausführungsformen sind die Lamellenträger 6, 12 bzw. 13 aus einem gehärteten Material gebildet, nach dem Umformvorgang und/oder durch eine Zusatzschicht entweder gesamt oder nur in den Bereichen der Laufbahn gehärtet. Als gehärtetes, umformbares Material kommt beispielsweise ein sogenanntes H + A-Material (Härten und Anlassen-Material) zum Einsatz. Als ein Verbundmaterial kann beispielsweise ein Sandwichmaterial umgeformt werden, welches eine härtere Werkstoffschicht umfasst. Bei einer nachträglichen Härtung kann diese beispielsweise über eine Blindhärtung oder eine Induktionshärtung erfolgen. Die Erhöhung der Härte der Laufbahnen mittels einer Zusatzschicht erfolgt bevorzugt über eine nachträgliche Beschichtung oder Plattierung des Laufbereichs bei den Lamellenträgern 6, 12 bzw. 13.
Eine dritte Ausführungsform des Axiallagers 16, 17 oder 18 ist in der 7 gezeigt, wobei Kugeln 25 der Axiallagers 16, 17 oder 18 unmittelbar auf einem der Lamellenträger 6, 12 oder 13 bzw. Deckel 19 auf der Motor- oder Getriebeseite abwälzen. Hierdurch wird z. B. die in der 5 gezeigte Axialscheibe 21 eingespart und der axiale Bauraum vermindert.
Wie aus der 8 als eine vierte Ausführungsform zu entnehmen ist, können auch beide Axialscheiben 21 und 22 eingespart werden, wobei die Kugeln 25 beidseitig auf den Lamellenträgern 6, 12, 13 bzw. Deckel 19 unmittelbar abwälzen.
Die 9 zeigt eine fünfte Ausführungsform, welche analog zu der Ausführungsform in der 7 ausgebildet ist, jedoch im Gegensatz dazu eine in den Lamellenträger 6, 12, 13 eingebrachte Rille 24, in der die Kugeln 25 abrollen zur Verminderung des axialen Platzbedarfs zeigt.
Wie sich aus der 10, einer sechsten Ausführungsform ergibt, kann auch auf der der Rille 24 gegenüberliegenden Laufbahn eine Rille 23 entweder wie in der 10 gezeigt in dem anderen Lamellenträger 6, 12 bzw. Deckel oder in einer nicht-gezeigten Axialscheibe 22 eingebracht sein.
Im allgemeinen können statt den Kugeln 25 in den 5 bis 10 auch andere Wälzkörper, insbesondere Nadeln, eingesetzt werden. Die Geometrie der Axialscheiben 21, 22 bzw. der Rillen 23, 24 sind dann entsprechend anzupassen.
Als weitere Möglichkeit zur Reduzierung der Bauteile kann die Anzahl der Wälzkörper in den Wälzkörperlagern gemäß der 2 bis 10 reduziert werden, so kann beispielsweise nur jede n-te Tasche, z. B. jede 5-te Tasche des Wälzkörperlagers mit einem Wälzkörper gefüllt sein.
Eine weitere Maßnahme um weiteren Bauraum in axialer Richtung zu gewinnen ist der Ersatz des Rillenkugellagers 20 in der 1 durch ein Kugelrollenlager (nicht dargestellt) wie es beispielsweise in der Druckschrift WO 2007/076771 A1 bzw. in der DE 10 2005 0145 56.6 vorgestellt ist. Die Offenbarung bezüglich der Kugelrollenlager in den genannten Druckschriften wird via Referenzierung in die vorliegende Offenbarung übernommen.
Eine weitere Ausführungsalternative besteht darin, dass statt Axialnadellagern wie in den 2 bis 4, oder Kugellagern, wie in den 5 bis 10, Gleitscheiben eingesetzt werden, wobei die Gleitscheiben entweder als separate Bauteile oder teilweise oder vollständig durch die Lamellenträgern 6, 12 bzw. 13 gebildet werden.

1: Doppelkupplungsvorrichtung
2: Motorseite
3: Getriebeseite
4, 5: Lamellenkupplungen
6: Lamellenträger
7: Schwungscheibe
8, 9, 10, 11: Lamellenpakete
12: zweiter Lamellenträger
13: dritter Lamellenträger
14: innere Welle
15: äußere Welle
16, 17, 18: Axiallager
19: Deckel
20: (Rillen-)Kugellager
21, 22: Axialscheiben
23, 24: Rille
25: Wälzkörper, Kugel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 7255038 B2 [0003]
- WO 2006/048179 A1 [0004]
- WO 2007/076771 A1 [0029, 0066]
- DE 102005014556 [0066]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN EN ISO 6507 [0020]

Claims

Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) mit in radialer Richtung überlappend angeordneten Reibkupplungsanordnungen (4, 5), mit drehmomentübertragenden Reibelementträgern (6, 12, 13), welche jeweils drehfest mit einem Reibelement (8, 9, 10, 11) der Reibkupplungsanordnungen (4,5) verbunden sind, und mit mindestens zwei Axiallagern (16, 17, 18), wobei die Axiallager zur axialen Abstützung der Reibelementträger (6, 12, 13) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Axiallager (16, 17, 18) in radialer Richtung überlappend und/oder mit einem axialen Abstand kleiner als die Blechdicke der Reibelementträger (6, 12, 13) zueinander angeordnet sind.
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens oder genau drei Axiallager (16, 17, 18) vorgesehen sind, wobei die Axiallager v-förmig, gestuft oder s-förmig angeordnet sind.
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axiallager (16, 17, 18) unterschiedliche Teilkreise aufweisen.
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilkreis einer oder jeder der Axiallager (16, 17, 18) außerhalb der anderen zwei Axiallager (16, 17, 18) verläuft.
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibelementträger (6, 12, 13) als drehmomenteinleitende und/oder drehmomentausleitende Elemente ausgebildet sind.
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Axiallager (16, 17, 18) als Axialnadellager, Axialkugellager oder Gleitscheibenlager ausgebildet ist.
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Axiallager (16, 17, 18) Lagerflächen, insbesondere Gleit- oder Laufflächen, aufweist, wobei mindestens eine der Lagerflächen auf einem der Reibelementträger (6, 12, 13) ausgebildet ist.
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibelementträger (6, 12, 13) als Blechformteil ausgebildet ist, wobei die Lagerfläche auf dem Reibelementträger (6, 12, 13) einmaterialig und/oder einstückig vorzugsweise als gehärteter Bereich ausgebildet ist.
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibelementträger (6, 12, 13) als ein Verbundwerkstoffteil ausgebildet ist, wobei die Lagerfläche einmaterialig und/oder einstückig in einer Lage des Verbundwerkstoffs ausgebildet ist.
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibelementräger (6, 12, 13) als Lagerfläche einen plattierten und/oder beschichteten Bereich aufweist.
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Axiallager (16, 17, 18) Wälzkörper aufweist, wobei dieses Axiallager (16, 17, 18) Leerstellen bei der Wälzköperbesetzung zeigt.
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Axiallager (16, 17, 18) schmiegungsfreie und/oder plane Lagerflächen aufweist.
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet als nasse oder trockene Doppelkupplung (1).
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Eingangswelle, mit der ein Drehmoment in die Mehrfachkupplungsvorrichtung eingeleitet wird, mit mindestens zwei Ausgangswellen (14, 15), mit denen das Drehmoment aus der Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) ausgeleitet wird, und mit einer Lageranordnung (20) zur Lagerung der Eingangs- und/oder mindestens einer der Ausgangswellen, wobei die Lageranordnung mindestens ein Kugelrollenlager umfasst.
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelrollenlager Wälzkörper in Form von Kugelrollen aufweist, wobei die Kugelrollen in einer ersten Querschnittebene einen kreisrunden Querschnitt und mindestens in einer zweiten Querschnittebene, die senkrecht zu der ersten Querschnittebene angeordnet ist, einen ovalen Querschnitt zeigt.
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelrollenlager einen inneren und einen äußeren Lagerring aufweist, welche konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kugelrollenlager zur Aufnahme von Kräften mit einem Kraftvektor, welcher einen Zwischenwinkel zu einer senkrecht zu seiner Drehachse angeordneten Radialebene von mindestens 5°, insbesondere mindestens 10°, vorzugsweise mindestens 15° und/oder maximal 60°, vorzugsweise maximal 45° und insbesondere maximal 30° ausgebildet ist.
Mehrfachkupplungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Ausgangswellen in einer gemeinsamen Hohlwellenanordnung angeordnet sind, wobei durch das Kugelrollenlager die radial äußere Ausgangswelle gelagert wird.