DE102009042224A1

DE102009042224A1 - Doppelkupplung

Info

Publication number: DE102009042224A1
Application number: DE102009042224A
Authority: DE
Inventors: Dirk Reimnitz; Christoph Raber
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2009-09-21
Publication date: 2010-04-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Doppelkupplung mit einer motorseitigen Teilkupplung und einer getriebeseitigen Teilkupplung und mit einer motorseitigen Betätigungseinrichtung zur Betätigung der motorseitigen Teilkupplung und einer getriebeseitigen Betätigungseinrichtung zur Betätigung der getriebeseitigen Teilkupplung, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten einer zentralen Schwungmasse angeordnet sind, wobei als motorseitige Betätigungseinrichtung eine elektromechanische Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, mit der eine Drehbewegung benachbart zu einem Betätigungslager der motorseitigen Teilkupplung in eine Axialbewegung umwandelbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Doppelkupplung mit einer motorseitigen Teilkupplung und einer getriebeseitigen Teilkupplung und mit einer motorseitiger Betätigungseinrichtung zur Betätigung der motorseitigen Teilkupplung und einer getriebeseitiger Betätigungseinrichtung zur Betätigung der getriebeseitigen Teilkupplung, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten einer zentralen Schwungmasse angeordnet sind. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem einen Antrieb zur Erzielung einer axialen Relativbewegung zwischen in Umfangsrichtung verdrehbar angeordneten Bauteilen, insbesondere zur Verwendung als Betätigungseinrichtung zumindest der motorseitigen Teilkupplung in einer Doppelkupplung.
Aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2008 019 949.4 der Anmelderin ist eine Doppelkupplung bekannt, die aus zwei mit Kupplungsdeckeln versehenen Teilkupplungen gebildet ist. Die Doppelkupplung ist mit einem Antrieb eines Kraftfahrzeuges verbunden, dessen Drehmoment mittels der beiden Teilkupplungen an zwei separate Getriebeeingangswellen eines Getriebes übertragbar ist. Eine der Teilkupplungen ist als eine aufgedrückte Kupplung mit Verschleißnachstellung und die andere der Teilkupplungen ist als eine zugedrückte Kupplung ausgebildet. Die Teilkupplungen werden mittels Betätigungseinrichtungen betätigt, welche auf Betätigungslager der Teilkupplungen wirken, die mit Hebelfedern bzw. Tellerfedern der Teilkupplungen in Wirkverbindung stehen. Die Getriebeeingangswellen des Getriebes sind koaxial und ineinandergeschachtelt angeordnet. Die in dieser ineinandergeschachtelten Anordnung „innere” Getriebeeingangswelle ist als Hohlwelle ausgebildet.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Betätigungsstange als Teil der motorseitigen Betätigungseinrichtung durch die hohle innere Getriebeeingangswelle hindurchgeführt. Diese Betätigungstange steht in Wirkverbindung mit dem motorseitigen Betätigungslager der motorseitigen Teilkupplung. Durch axiales Verschieben dieser Betätigungsstange wird das Betätigungslager der motorseitigen Kupplung verlagert und der Kupplungszustand verändert. Eine axial bewegliche Betätigungsstange, die durch das Getriebe verläuft, erfordert jedoch einen vergleichsweise großen konstruktiven Aufwand. Außerdem ist außerhalb der Kupplungsglocke eine Betätigungseinrichtung notwendig.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein hydraulischer Zentralausrücker als motorseitige Betätigungseinrichtung vorgesehen, wobei die hydraulische Einheit auf einem Rohr fixiert ist, das durch die hohle innere Getriebeeingangswelle geführt ist. Die Hydraulikversorgung erfolgt über das Rohr. Die Verwendung von Hydraulikfluid in der trockenen Reibungskupplung erfordert jedoch einen vergleichsweise großen konstruktiven Aufwand, um eine Dichtheit der hydraulischen Einrichtung auch über die gesamte Lebensdauer sicherzustellen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine alternative Ausbildung der Betätigungseinrichtung der Doppelkupplung der genannten Art anzugeben.
Dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Doppelkupplung mit einer motorseitigen Teilkupplung und einer getriebeseitigen Teilkupplung, und mit einer motorseitigen Betätigungseinrichtung und einer getriebeseitiger Betätigungseinrichtung, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten einer zentralen Schwungmasse angeordnet sind, wobei als motorseitige Betätigungseinrichtung eine elektromotorische Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, mit der eine Drehbewegung benachbart zu einem Betätigungslager der motorseitigen Teilkupplung in eine Axialbewegung umwandelbar ist. Aufgrund der in unmittelbarer Nähe zum Betätigungslager der motorseitigen Teilkupplung vorgenommenen Umwandlung der Drehbewegung in die Axialbewegung erübrigt sich die Verwendung einer axial beweglichen Betätigungsstange, welche durch das Getriebe verläuft. Aufgrund der elektrischen Betätigung können Dichtigkeitsprobleme vermieden werden.
Die elektromotorische Betätigungseinrichtung der motorseitigen Kupplung ist vorzugsweise ein elektrischer Zentralausrücker oder ein Exzenterspindel-Aktor. Elektrische Zentralausrücker sind von der Anmelderin in DE 100 33 649 A1 , DE 103 37 629 A1 , EP 1 586 784 A1 und DE 10 2005 014 633 A1 beschrieben. Exzenterspindel-Aktoren sind von der Anmelderin in DE 10 2007 031 896 A1 beschrieben.
Die motorseitige Kupplung kann als aufgedrückte Kupplung, insbesondere mit einer Verschleißnachstellung, ausgebildet sein.
Es ist zu bevorzugen, dass das System aus aufgedrückter motorseitiger Kupplung mit Verschleißnachstellung und elektrischem Zentralausrücker oder Exzenterspindel-Aktor selbsthemmend ausgebildet ist.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die vorliegende Doppelkupplung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges zwischen Antrieb und Getriebe angeordnet, wobei ein getriebeseitig starr fixiertes Befestigungselement vorgesehen ist, das die motorseitige Betätigungseinrichtung abstützt.
Dabei kann das Befestigungselement als Hohlstange oder Rohr ausgeführt sein, wobei ein Elektromotor in die motorseitige Betätigungseinrichtung benachbart zum Betätigungslager integriert ist und der Elektromotor durch zumindest ein Kabel bestromt wird, das vorzugsweise durch das Innere des Befestigungselementes läuft.
Alternativ hierzu kann das Befestigungselement als Hohlstange oder Rohr ausgeführt sein, wobei eine drehbare Antriebswelle zum Antreiben der motorseitigen Betätigungseinrichtung innerhalb des Befestigungselementes angeordnet ist, wobei die Antriebswelle über einen Drehantrieb antreibbar ist und wobei die motorseitige Betätigungseinrichtung benachbart zum Betätigungslager ein Getriebe aufweist, das eine Rotation dieser drehbaren Antriebswelle in eine axiale Bewegung des Betätigungslagers der motorseitigen Kupplung umwandelt und wobei der Drehantrieb außerhalb der Kupplungsglocke angeordnet ist. Auch ein umgekehrter Aufbau ist denkbar, bei dem das feststehende Befestigungselement innerhalb einer drehbaren, hohlen Antriebswelle angeordnet ist.
Alternativ hierzu kann die motorseitige Betätigungseinrichtung auf der inneren Getriebeeingangswelle fixiert sein, so dass die motorseitige Betätigungseinrichtung mit der inneren Getriebeeingangswelle mitrotiert, wobei die innere Getriebeeingangswelle hohl ausgebildet ist und eine drehbare Antriebswelle zum Antreiben der motorseitigen Betätigungseinrichtung in der hohlen Getriebeeingangswelle angeordnet ist.
Dabei kann eine Verstellung der motorseitigen Betätigungseinrichtung und damit die Betätigung der Kupplung durch die Differenzdrehzahl der Getriebe- und der Antriebswellen erzeugt werden, wobei diese Differenzdrehzahl durch einen Drehantrieb geregelt wird, der seine Drehzahl der Getriebeeingangswelle anpasst, oder wobei die Differenzdrehzahl durch ein Differenzgetriebe eingestellt wird.
Weiterhin alternativ kann die motorseitige Betätigungseinrichtung auf der inneren Getriebeeingangswelle fixiert sein, wobei die motorseitige Betätigungseinrichtung benachbart zum Be tätigungslager einen Elektromotor aufweist, der über eine berührende oder berührungsfreie Drehdurchführung bestromt wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die getriebeseitige Kupplung eine zugedrückte Kupplung.
Um die vorgenannte Aufgabe bei möglichst geringerem Bauraumbedarf lösen zu können, schlägt die vorliegende Erfindung zudem einen Antrieb zur Erzielung einer axialen Relativbewegung zwischen zwei in Umfangsrichtung verdrehbar angeordneten Bauteilen, insbesondere in einer Doppelkupplung der vorgenannten Art, vor, wobei zumindest ein bezüglich des ersten Bauteils fixiertes Eingriffsmittel zwischen zumindest zwei benachbarten Windungen einer dem zweiten Bauteil drehfest zugeordneten elastischen und gewundenen Bauteils, wie einer Feder, eingreift und zumindest ein Bauteil gegenüber dem anderen drehangetrieben ist, und wobei das Eingriffsmittel umlaufende Wälzkörper umfasst, die mit dem elastischen und gewundenen Bauteil zwischen zwei benachbarten Windungen in Eingriff stehen, und wobei am ersten Bauteil genau eine Laufbahn für die Wälzkörper vorgesehen ist.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe bei möglichst geringem axialem Bauraumbedarf schlägt die vorliegende Erfindung weiterhin einen Antrieb zur Erzielung einer axialen Relativbewegung zwischen zwei in Umfangsrichtung verdrehbar angeordneten Bauteilen in einer Doppelkupplung der genannten Art vor, wobei zumindest ein bezüglich des ersten Bauteils fixiertes Eingriffsmittel zwischen zumindest zwei benachbarten Windungen einer dem zweiten Bauteil drehfest zugeordneten elastischen und gewundenem Bauteil, wie Feder eingreift, zumindest ein Bauteil gegenüber dem anderen drehangetrieben ist, und wobei das Eingriffsmittel umlaufende Wälzkörper umfasst, die mit dem elastischen und gewundenen Bauteil zwischen zwei benachbarten Windungen in Eingriff stehen, und wobei das zweite Bauteil durch Wälzkörper abgestützt ist, die in zwei Laufbahnen geführt sind, und wobei die beiden Laufbahnen schräg belastet sind, wodurch die Laufbahnen mit den Wälzkörpern gegeneinander verspannt sind.
Die Laufbahnen können dabei direkt am zweiten Bauteil ausgebildet sein bzw. sind mit dem zweiten Bauteil integral ausgebildet.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel der Doppelkupplung mit einem Hebelaktor als getriebeseitiger Betätigungseinrichtung, einem am Getriebe drehfest angeordneten elektrischen Zentralausrücker mit integriertem Elektromotor als motorseitiger Betätigungseinrichtung und einem Deckellager zur Abstützung der Doppelkupplung am Getriebe,
2 eine Schnittdarstellung eines elektrischen Zentralausrückers mit integriertem Elektromotor vergleichbar dem Ausführungsbeispiel nach 1,
3 ein Ausführungsbeispiel der Doppelkupplung mit einem Hebelaktor als getriebeseitiger Betätigungseinrichtung, einem am Getriebe drehfest angeordneten elektrischen Zentralausrücker als motorseitiger Betätigungseinrichtung mit integriertem Elektromotor und zentralem Stützlager zur Abstützung der Doppelkupplung am Getriebe,
4 ein Ausführungsbeispiel der Doppelkupplung mit einem Hebelaktor als getriebeseitiger Betätigungseinrichtung und einem am Getriebe drehfest angeordneten elektrischen Zentralausrücker als motorseitiger Betätigungseinrichtung mit Antriebswelle und getriebeseitig angeordnetem Antrieb für diese Antriebswelle und einem Deckellager zur Abstützung der Doppelkupplung am Getriebe, und
5 ein Ausführungsbeispiel der Doppelkupplung mit einem Hebelaktor als getriebeseitiger Betätigungseinrichtung und auf der inneren Getriebeeingangswelle abgestütztem elektrischen Zentralausrücker als motorseitiger Betätigungseinrichtung und einem Differenzgetriebe zwischen der Antriebswelle des elektrischen Zentralausrückers und der inneren Getriebeeingangswelle.
Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der Doppelkupplung 1 umfasst zwei Teilkupplungen 2, 3, die auf gegenüberliegenden Seiten einer zentralen, gemeinsam genutzten Schwungmasse 4 (auch als Zentralplatte bezeichnet) angeordnet sind. Die Doppelkupplung 1 ist zwischen einem Antrieb (Verbrennungsmotor oder andere Antriebseinheit) und einem Getriebe (insbesondere mit zumindest zwei Teilgetrieben mit separaten Getriebeeingangswellen, die bevorzugt ineinander geschachtelt angeordnet sind) angeordnet. Dabei wird die Teilkupplung 2 aufgrund der Anordnung in Richtung zum Antrieb nachfolgend als motorseitige Teilkupplung bezeichnet. Außerdem wird die Teilkupplung 3 aufgrund der Anordnung in Richtung zum Getriebe nachfolgend als getriebeseitige Teilkupplung bezeichnet.
Ein Mitnehmerring (Kupplungsdeckel) 5 der Teilkupplung 2 ist mit einem Ausgangsteil 6a eines externen Dämpfers verbunden. Dabei weißt das Ausgangsteil 6a des externen Dämpfers einen Halsbereich auf, welcher einen Verzahnungsring 7 trägt, wobei der Verzahnungsring 7 mit dem Halsbereich des Ausgangteiles 6a stirnseitig verschweißt ist. Desweiteren ist der Mitnehmerring 5 der Teilkupplung 2 mit einem Verzahnungsring 8 über Nieten verbunden. Die Verzahnungsringe 7 und 8 sind im Eingriff miteinander.
Das Eingangsteil 6b des externen Dämpfers ist an einer Kurbelwelle 9 über Schraubverbindungen fixiert. Über den in 1 nicht dargestellten Antrieb wird ein Drehmoment in die Kurbelwelle 9 eingeleitet, wobei dieses Drehmoment über das Eingangsteil 6b des externen Dämpfers, die Dämpfungselemente (Federpakete) des externen Dämpfers, das Ausgangsteil 6a des externen Dämpfers, die Verzahnungsringe 7, 8 und den Mitnehmerring 5 der Teilkupplung 2 an die zentrale Schwungmasse 4 übertragen wird.
Alternativ zur Anordnung des externen Dämpfers zwischen Kurbelwelle und Mitnehmerring 5 kann der Mitnehmerring 5 beispielsweise auch über eine Flex-plate mit der Kurbelwelle 9 verbunden sein, wobei eine Dämpfung der Drehschwingungen über z. B. in die zentrale Schwungmasse 4 oder in die nachfolgend noch erläuterten Kupplungsscheiben integrierte Dämpfungselemente erfolgt.
Von der zentralen Schwungmasse 4 wird das Drehmoment entweder über die Kupplungsscheibe 10 der motorseitigen Teilkupplung 2 an eine innere Getriebeeingangwelle 12 (bei Schließen der Druckplatte 14) bzw. über die Kupplungsscheibe 11 an eine äußere Getriebeeingangswelle 13 (bei Schließen der Druckplatte 15) übertragen. Die Getriebeeingangswellen 12, 13 sind jeweils einem Teilgetriebe eines nachgeordneten Doppelkupplungsgetriebes (nicht im Einzelnen gezeigt) zugeordnet.
Der Kupplungsdeckel 3a der getriebeseitigen Teilkupplung 3 stützt dabei ein Hebelelement 16 (bevorzugt eine Tellerfeder) ab, wobei die Tellerfeder 16 über ein Betätigungslager 17 mit einer getriebeseitigen Betätigungseinrichtung 18 in Wirkverbindung steht. Die getriebeseitige Betätigungseinrichtung 18 ist vorliegend als Hebeleinrichtung mit variablen Hebellängen ausgebildet, wie es von der Anmelderin in der DE 10 2004 009 832 A1 beschrieben wurde.
Die getriebeseitige Teilkupplung 3 ist vorliegend als zugedrückte Kupplung ausgebildet, wobei das System aus zugedrückter Kupplung und gezeigtem Hebelaktor 18 selbstöffnend ist. Die getriebeseitige Teilkupplung 3 öffnet daher bei unbestromten E-Motor des Hebelaktors 18 selbständig.
Die getriebeseitige Betätigungseinrichtung 18 kann am Getriebegehäuse 19 abgestützt sein.
Gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Doppelkupplung, ist diese über das Deckellager 20 am Getriebegehäuse 19 abgestützt, wobei ein Innenring des Deckellagers 20 integral einem Flansch aufweist, der am Getriebegehäuse 19 befestigt ist. Der Außenring des Deckellagers 20 ist mit dem Kupplungsdeckel 3a der getriebeseitigen Teilkupplung 3 über einem Lagerungsdeckel verbunden. Alternativ hierzu kann der Außenring des Deckellagers 20 dabei auch integral mit dem Kupplungsdeckel 3a ausgebildet sein, wobei dann auf den Lagerungsdeckel verzichtet werden kann.
Die getriebeseitige Betätigungseinrichtung 18 könnte alternativ zur vorstehend erläuterten Ausführung auch als getriebeseitiger Hebel mit festem Drehpunkt in Kombination mit elektrisch angetriebenen Spindeln oder Federbandgetrieben ausgebildet sein. Ebenso könnte getriebeseitig ein elektrischer Zentralausrücker (EZA) oder hydraulischer Zentralausrücker die getriebeseitige Kupplung betätigen. Hieran zeigt sich, dass die vorliegende Doppelkupplung durch die jeweilige Art und Ausbildung der getriebeseitigen Betätigungseinrichtung nicht beschränkt ist.
Die motorseitige Teilkupplung 2 ist vorliegend als Kupplung mit automatischer Verschleißnachstellung (SAC) ausgebildet.
Als motorseitige Betätigungseinrichtung ist vorliegend ein elektrischer Zentralausrücker 21 vorgesehen, der insbesondere anhand 2 noch eingehend beschrieben wird.
Das aus der SAC-Teilkupplung 2 (motorseitige Teilkupplung) und dem elektrischen Zentralausrücker (EZA) 21 gebildete System ist vorliegend selbsthemmend.
Wegen seiner kompakten Bauform ist der elektrische Zentralausrücker 21 als motorseitige Betätigungseinrichtung besonders geeignet, da der motorseitige Aktor nur von der Getriebeseite her zugänglich ist. Der vorliegend verwendete elektrische Zentralausrücker 21 ist dabei in der Lage, die axiale Bewegung, mit der die Kupplung betätigt wird, erst nahe dem bzw. unmittelbar am Betätigungslager der motorseitigen Teilkupplung 2 zu erzeugen.
Ein Befestigungselement 22 für diesen elektrischen Zentralausrücker 21 ist durch die innere Getriebeeingangswelle 12 geführt und ist getriebeseitig befestigt. Der elektrische Zentralausrücker 21 gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist einen integrierten E-Motor auf, so dass am getriebeseitigen Ende des Befestigungselementes mit der Anbindungsstelle des Befestigungselementes an das Getriebe Bauraum gespart wird. Außerdem kann das Befestigungselement dann sowohl axial als auch radial still stehen. Das Befestigungselement ist vorliegend als Hohlprofil 22, bevorzugt mit kreisringförmigen Querschnitt, ausgebildet, wobei der elektrische Zentralausrücker 21 am kupplungsseitigen Ende dieses Hohlprofiles befestigt ist.
Die Stromversorgung und die Steuerung des integrierten Elektromotors erfolgt durch eine Stromzuführung 23 (insbesondere zumindest ein elektrisches Kabel), welches vorzugsweise in dem Hohlprofil 22 aufgenommen ist.
Der Stator des Elektromotors der motorseitigen Betätigungseinrichtung ist über die Mutter 24 auf dem Hohlprofil 22 verspannt.
2 zeigt eine, der in 1 gezeigten motorseitigen Betätigungseinrichtung 21 vergleichbare Antriebseinrichtung 121 zur Betätigung einer Kupplung bzw. zur Betätigung einer Bremseinrichtung, welche auch bei anderen als der gezeigten Doppelkupplungseinrichtung und auch bei einer Einfachkupplung verwendbar ist.
Der in 2 gezeigte Axialtrieb 121 ist an einem gehäusefestem Bauteil 100 oder 106 drehfest aufgenommen und über die 2 entnehmbaren flexiblen Elemente 106a (”Fingerelemente”) eingeclipst. Das gehäusefeste Bauteil 106 entspricht hierbei dem als Hohlstange oder Rohr ausgeführten Befestigungselement 22 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 1.
Der Axialantrieb 121 umfasst ein um die Achse 105 drehbar angeordnetes Eingriffsmittel 107 sowie eine Schraubenfeder 108. Alternativ zur Schraubenfeder könnte auch ein Federband vorgesehen werden. Das Eingriffsmittel 107 ist zwischen den Windungen der Schraubenfeder 108 bzw. des Federbandes angeordnet. Bei einer Rotation des Eingriffsmittels 107 werden einzelne Windungen der Schraubenfeder 108 von der einen Seite des Eingriffsmittels 107 zur anderen Seite des Eingriffsmittels 107 befördert, wodurch durch rotatorische Bewegung des Eingriffsmittels 107 die gesamte Schraubenfeder 108 von der einen auf die andere Seite des Eingriffsmittels 107 befördert werden kann und so eine axiale Bewegung erzielt wird. Das Eingriffsmittel 107 sowie die Schraubenfeder 108 bilden zusammen eine Federspindel.
Das Eingriffsmittel 107 ist an einer inneren Hülse 110 angeordnet, die gegenüber dem gehäusefesten Bauteil 106 drehbar abgestützt ist.
Die innere Hülse 110 zusammen mit dem Eingriffsmittel 107 ist drehbar gelagert und beispielsweise mittels eines elektrischen Antriebes, der einen Stator 112 und einen Rotor 111 aufweist, antreibbar. Der Rotor 111 des Elektromotors ist mit der inneren Hülse 110 verbunden.
Die Schraubenfeder 108 wird von einem Gehäuse 113 umgriffen und so als Federpaket zusammengehalten. Das Gehäuse 113 ist in axialer Richtung relativ zu der inneren Hülse 110 verschiebbar. Das Gehäuse 113 steht in Wirkverbindung mit einem Betätigungslager 117 der Kupplung.
Das gehäusefeste Bauteil 100 oder 106 mit dem Stator 112 bildet zusammen mit der äußeren Hülse 118 und den ringförmigen Elementen 119 und 120 einen Käfig, in dem die innere Hülse 110 mit dem Rotor 111 gelagert ist. Hierzu sind am ringförmigen Element 120 und an der äußeren Hülse 118 sowie an der inneren Hülse 110 Laufbahnen ausgebildet, entlang deren eine erste Wälzkörpergruppe 122 und eine zweite Wälzkörpergruppe 123 geführt sind, wobei die Krafteinleitung zu den Laufbahnen unter einem Winkel erfolgt. Es werden dementsprechend zwei schräg belastete Laufbahnen für die beiden Wälzkörpergruppen 122 und 123 ausgebildet, wodurch eine optimale Abstützung der inneren Hülse 110 an den umliegenden Gehäusebauteilen 118, 119 und 120 ermöglicht ist. Diese besondere Anordnung der Lagerung hat den Vorteil einer kürzeren Bauform und einer Lagerung mit weniger Winkelversatz.
Das Eingriffsmittel 107 ist als eine einzige Wälzkörpergruppe ausgebildet, welche in einer einzigen Laufbahn aufgenommen ist. Diese eine Laufbahn mit der einen Wälzkörpergruppe wirkt wie eine Vierpunktlagerung und hat den Vorteil axialen Bauraum einzusparen.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Umlenkung des Drahtes der Schraubenfeder bzw. eines Bandes einer Federbandes wegen der geringeren Höhe, die das Band überwinden muss, kürzer ausgeführt werden kann. Man kann dadurch entweder mehr Kugeln oder dickere Kugeln oder eine größere Steigung (dickeres Band) realisieren. Darüber hinaus kann der Win dungsdurchmesser des Drahtes der Schraubenfeder bzw. des Bandes verkleinert werden. Dies ermöglicht radial kleinere Aktoren.
Damit sich die Schraubenfeder bzw. das Federband und die damit verbundenen Bauteile ausschließlich axial verschieben und nicht unkontrolliert mit dem Elektromotor mitrotieren, ist eine Momentenstütze erforderlich, die in 1 mit den Bezugszeichen 24 gezeigt ist. Diese Momentenstütze ist gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel als Linearführung ausgebildet, kann aber auch aus einem elastischen Element (z. B. Spiralfeder, Schraubenfeder oder Blattfeder) bestehen.
Wie anhand von 1 und 2 dargelegt, treibt vorliegend der Elektromotor der Betätigungseinrichtung 21 die äußere Hülse 118 an. Alternativ hierzu kann der Elektromotor auch die Linearführung oder die Baugruppe mit der Schraubenfeder bzw. dem Federband antreiben. So könnte die Schraubenfeder bzw. das Federband radial innen und die das Eingriffselement bildenden Wälzkörper radial außen angeordnet sein.
Neben dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Doppelkupplung mit getriebeseitigem Hebelaktor, feststehendem motorseitigem elektrischen Zentralausrücker mit integriertem Elektromotor und Deckellager ist auch eine Ausbildung der Doppelkupplung mit motorseitigem Hebelaktor, feststehenden motorseitigem elektrischen Zentralausrücker mit integriertem Elektromotor und einem Schwungmassen-Stützlager möglich, wie in 3 gezeigt.
Die 3 entnehmbare Doppelkupplung 1 umfasst wiederum ein mit einer Kurbelwelle 9 verbundenes ZMS, das mit einer Doppelkupplung 2 über eine Verzahnung 7, 8 verbunden ist. Die Zwischenplatte 4 (Schwungmasse 4) der Doppelkupplung gemäß 3 ist an der äußeren Getriebeeingangswelle 13B über das Stützlager 30 abgestützt. Entsprechend kann auf das 1 entnehmbare Deckellager 20 verzichtet werden. Ansonsten entspricht das Ausführungsbeispiel nach 3 dem Ausführungsbeispiel nach 1 mit dem Hebelaktor 18 als getriebeseitiger Betätigungseinrichtung für die getriebeseitige Teilkupplung 3 und dem am Befestigungselement 22 fest angeordneten elektrischen Zentralausrücker 21 als motorseitiger Betätigungseinrichtung der motorseitigen Teilkupplung 2.
Wie sich bereits aus dem Vergleich der Doppelkupplungsanordnungen nach 1 und 3 ergibt, ist die Lagerung der Doppelkupplung unabhängig von der Anordnung der Aktoren und Teilkupplungen. So kann die Doppelkupplung beispielsweise über das Deckellager nach 1 an dem Getriebegehäuse oder über das Stützlager 30, das zwischen der zentralen Schwungmasse und einer der Getriebeeingangswellen angeordnet ist, abgestützt werden.
Den Ausführungsbeispielen der Doppelkupplungsanordnungen nach 1 und 3 ist gemeinsam, dass das Befestigungselement 22 als Hohlstange oder Rohr ausgeführt ist, das am Ende des Getriebes (starr) fixiert ist. Auf der anderen Seite (dem kupplungsseitigen Ende des Befestigungselementes 22) ist der elektrische Zentralausrücker befestigt. Der in dieser Ausführung des elektrischen Zentralausrückers integrierte Elektromotor wird durch ein Kabel 23 bestromt und vorliegend auch über dieses Kabel 23 gesteuert, wobei das Kabel 23 durch das Innere des Befestigungselementes 22 geführt ist. In den elektrischen Zentralausrücker integrierte Sensoren können so ebenfalls mit einer Steuereinheit der Doppelkupplung verbunden werden. Diese elektrische Ansteuerung des motorseitigen Aktors (des antriebsseitigen Aktors) bietet erhebliche Funktions- und Montagevorteile gegenüber einer hydraulischen Ansteuerung.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Doppelkupplungsanordnung 1 mit getriebeseitigem Hebelaktor 18 zur Betätigung der getriebeseitigen Teilkupplung 3 und feststehenden elektrischen Zentralausrücker 41 zur Betätigung der motorseitigen Teilkupplung 2, wobei der grundsätzliche Aufbau der Doppelkupplungsanordnung dem in 1 gezeigten entspricht. Die Doppelkupplungsanordnung ist über ein Deckellager 20 mit einem Getriebegehäuse 19 verbunden und der feststehende elektrische Zentralausrücker 41 über das Befestigungselement 22 (als Hohlstange oder Rohr ausgebildet) antriebsseitig der zentralen Schwungmasse 4 abgestützt. In dem getriebeseitig starr fixierten Befestigungselement 22 ist im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach 1 eine drehbare Antriebswelle 42 angeordnet, die mit den benachbart zum antriebsseitigen Betätigungslager angeordneten Teilen des elektrischen Zentralausrückers 41 verbunden ist. Der elektrische Zentralausrücker 41 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 4 weist dementsprechend eine Funktions- und Bauelementstrennung auf gemäß der sich ein Drehantrieb dieses elektrischen Zentralausrückers 41 nicht innerhalb der Kupplungsglocke befindet, sondern außerhalb der Kupplungsglocke angeordnet ist und die drehbare Antriebswelle 42 antreibt und steuert. Der in der Kupplungsglocke aufgenommene Teil des elektrischen Zentralausrückers 41 besteht bei diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus einem Getriebe, das die Rotation der drehbaren Welle 42 unmittelbar benachbart zum antriebsseitigen Betätigungslager in eine axiale Bewegung des Betätigungslagers 17 umwandelt. Hierfür ist die drehbare Antriebswelle 42 mit einem deckelförmigen Element 43 verbunden, welches eine Linearführung 44 aufweist. Der Läufer 45 ist in der Linearführung 44 geführt, wobei sich das gehäusefeste Bauteil 46 des elektrischen Zentra lausrückers am Befestigungselement 22 drehfest, vorzugsweise über eine Verzahnung, abstützt. Das gehäusefeste Bauteil 46 umfasst wiederum eine Laufbahn, in der eine Wälzkörpergruppe 47 aufgenommen ist, die in Wirkverbindung steht mit einer Schraubenfeder 48 und eine Vierpunktlagerung bildet.
Alternativ kann auch die Welle 42 festgehalten und das Befestigungselement 22 angetrieben werden, wodurch eine Funktionsumkehr erzeugt wird. Das gehäusefeste Bauteil läuft in diesem Fall mit dem drehenden Befestigungselement 22 um und der Läufer 45 wird durch die nicht-drehende Welle 33 gehalten und das deckelförmige Elemente 43 drehfest gehalten. Der Läufer 45 wird dann bei Drehung des Befestigungselementes 22 axial verschoben. Weiterhin alternativ kann die Antriebswelle 42 direkt mit dem gehäusefesten Bauteil 46 und das Befestigungselement 22 mit der Linearführung 44 verbunden sein.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Doppelkupplungsanordnung 1, die über ein Deckellager 20 an einem Getriebegehäuse 19 abgestützt ist. Gemäß dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der elektrische Zentralausrücker 51 gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf der inneren Getriebeeingangswelle 12B drehfest abgestützt. Der starr auf der inneren Getriebeeingangswelle 12B befestigte elektrische Zentralausrücker 51 wird vergleichbar dem Ausführungsbeispiel nach 4 durch eine eigene drehbare Welle 52 angetrieben. Diese drehbare Welle 52 des Aktors 51 ist konzentrisch in der inneren Getriebeeingangswelle 12B angeordnet. Der elektrische Zentralausrücker rotiert dementsprechend mit der Getriebeeingangswelle 12B mit, wodurch auch das mit der Getriebeeingangswelle 12B mitrotierende innere Bauteil 53 des elektrischen Zentralausrückers mitrotiert. Dieses innere Bauteil 53 trägt die eine Laufbahn, welche die eine Gruppe an Wälzkörpern 54 als Eingriffsmittel in die Schraubenfeder 55 aufnimmt und eine Vierpunktlagerung bildet. Es ist ein deckelartiges Bauteil 56 vorgesehen, das fest mit der drehbaren Welle 52 verbunden ist. Dieses deckelförmige Bauteil 56 weist die Linearführung 57 auf, welche den Läufer 58 führt und die Momentenabstützung bildet. Der Läufer 58 des elektrischen Zentralausrückers 51 ist dementsprechend über das deckelförmige Bauteil 56 mit der drehbaren Welle 52 verbunden, wohingegen das innere Bauteil 53 mit der Laufbahn mit der Wälzkörpergruppe 54 mit der inneren Getriebeeingangswelle 12B verbunden ist. Eine Verstellung des elektrischen Zentralausrückers und damit die Betätigung der Kupplung wird entsprechend durch eine Differenzdrehzahl von drehbarer Antriebswelle 52 zu innerer Getriebeeingangswelle 12b hervorgerufen. Diese Differenzdrehzahl kann durch einen Drehantrieb (z. B. einen Elektromotor) geregelt werden, der seine Drehzahl der Getriebeeingangswelle anpasst. Alternativ hierzu kann (wie in 5 gezeigt) die Differenzdrehzahl auch durch eine Differenzgetriebe 60 eingestellt werden. Dieses Getriebe 60 synchronisiert die Wellen 52 und 12B und sorgt nur dann für eine Differenzdrehzahl, wenn sich der Drehantrieb bewegt. Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Differenzgetriebes 60 ist in 5 durch zwei gekoppelte Planetenradstufen angedeutet. Die Differenzdrehzahl wird in diesem Fall durch ein Verdrehen des beweglichen Hohlrades hervorgerufen.
Eine weitere Möglichkeit, den elektrischen Zentralausrücker direkt auf der inneren Getriebeeingangswelle zu lagern, bestünde auch mit einem in den kupplungsseitigen Teil des elektrischen Zentralausrückers integrierten Elektromotor vergleichbar den in 1 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen. In einer solchen Ausbildung werden dann die Anschlußleitung(en) des Elektromotors und eventuell der Sensoren direkt durch die Getriebeeingangswelle zu einer berührenden oder berührungsfreien Drehdurchführung verlegt.
Die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele, bei denen sich der elektrische Zentralausrücker nicht direkt auf der Getriebeeingangswelle abstützt, können auch mit einem Lager zwischen dem elektrischen Zentralausrücker und der Getriebeeingangswelle oder dem elektrischen Zentralausrücker und der Kurbelwelle ausgestattet werden. Durch eine solche Maßnahme würde das Befestigungselement von den Axialkräften der Kupplung entlastet. Das Befestigungselement muss dann nur noch das ungewollte Mitrotieren des Aktors verhindern und die Steuerelemente aufnehmen.
Vorstehend ist eine Doppelkupplung mit zugedrückter getriebeseitiger Teilkupplung und aufgedrückter antriebsseitiger Teilkupplung beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Vielmehr sind auch andere Kupplungstypen miteinander kombinierbar. Abhängig vom jeweiligen Kupplungstyp wird dann ein selbsthemmender oder nicht selbsthemmender Betätigungsmechanismus vorgesehen.

1: Doppelkupplung
2: Teilkupplung
3: Teilkupplung
3a: Kupplungsdeckel
4: Schwungmasse
5: Mitnehmerring
6: Zweimassenschwungrad
6a: Ausgangsteil
6b: Eingangsteil
7: Verzahnungsring
8: Verzahnungsring
9: Kurbelwelle
10: Kupplungsscheibe
11: Kupplungsscheibe
12: Getriebeeingangwelle
12B: Getriebeeingangswelle
13: Getriebeeingangswelle
14: Druckplatte
15: Druckplatte
16: Hebelelement/Tellerfeder
17: Betätigungslager
18: Betätigungseinrichtung
19: Getriebegehäuse
20: Deckellager
21: Zentralausrücker
22: Befestigungselement (Hohlprofil)
23: Stromzuführung
24: Mutter
30: Stützlager
41: Zentralausrücker
42: drehbare (Antriebs-)Welle
43: deckelförmiges Element
44: Linearführung
46: gehäusefestes Bauteil
47: Wälzkörpergruppe
48: Schraubenfeder
51: Zentralausrücker
52: drehbare (Antriebs-)Welle
53: inneres Bauteil
54: Laufbahn
55: Schraubenfeder
56: deckelförmiges Bauteil
57: Linearführung
58: Läufer
60: Differenzgetriebe
106: gehäusefestes Bauteil
106a: Fingerelemente
107: Eingriffsmittel
108: Schraubenfeder
110: Hülse
111: Rotor
112: Stators
113: Gehäuse
117: Betätigungslager
118: Hülse
119: ringförmiges Element
120: ringförmiges Element
121: Axialtrieb
122: Wälzkörpergruppe
123: Wälzkörpergruppe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102008019949 [0002]
- DE 10033649 A1 [0007]
- DE 10337629 A1 [0007]
- EP 1586784 A1 [0007]
- DE 102005014633 A1 [0007]
- DE 102007031896 A1 [0007]
- DE 102004009832 A1 [0031]

Claims

Doppelkupplung mit einer motorseitigen Teilkupplung und einer getriebeseitigen Teilkupplung und mit einer motorseitiger Betätigungseinrichtung zur Betätigung der motorseitigen Teilkupplung und einer getriebeseitigen Betätigungseinrichtung zur Betätigung der getriebeseitigen Teilkupplung, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten einer zentralen Schwungmasse angeordnet sind, wobei als motorseitige Betätigungseinrichtung eine elektromechanische Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, mit der eine Drehbewegung benachbart zu einem Betätigungslager der motorseitigen Teilkupplung in eine Axialbewegung umwandelbar ist.
Doppelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als elektromechanische Betätigungseinrichtung der motorseitigen Kupplung ein elektrischer Zentralausrücker oder ein Exzenterspindel-Aktor vorgesehen ist.
Doppelkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die motorseitige Kupplung als eine aufgedrückte Kupplung, insbesondere mit Verschleißnachstellung ausgebildet ist.
Doppelkupplung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das System aus aufgedrückter motorseitiger Kupplung mit Verschleißnachstellung und elektrischem Zentralausrücker oder Exzenterspindel-Aktor selbsthemmend ausgebildet ist.
Doppelkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelkupplung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges zwischen Antrieb und Getriebe angeordnet ist, wobei ein getriebeseitig starr fixiertes Befestigungselement vorgesehen ist, das die motorseitige Betätigungseinrichtung abstützt.
Doppelkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement als Hohlstange oder Rohr ausgeführt ist, wobei ein Elektromotor in die motorseitige Betätigungseinrichtung benachbart zum Betätigungslager integriert ist und der Elektromotor durch zumindest ein Kabel bestromt wird, das vorzugsweise durch das Innere des Befestigungselementes läuft.
Doppelkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement als Hohlstange oder Rohr ausgeführt ist, wobei eine drehbare Antriebswelle zum Antreiben der motorseitigen Betätigungseinrichtung innerhalb oder außerhalb des Befestigungselementes angeordnet ist, wobei die Antriebswelle über einen Drehantrieb antreibbar ist, und wobei die motorseitige Betätigungseinrichtung benachbart zum Betätigungslager ein Getriebe aufweist, das eine Rotation dieser drehbaren Antriebswelle in eine axiale Bewegung des Betätigungslagers der motorseitigen Kupplung umwandelt, und wobei der Drehantrieb außerhalb der Kupplungsglocke angeordnet ist.
Doppelkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die motorseitige Betätigungseinrichtung auf der inneren Getriebeeingangselle fixiert ist, so dass die motorseitige Betätigungseinrichtung mit der inneren Getriebeeingangswelle mitrotiert, wobei die innere Getriebeeingangswelle hohl ausgebildet ist und eine drehbare Antriebswelle zum Antreiben der motorseitigen Betätigungseinrichtung in der hohlen Getriebeeingangswelle angeordnet ist.
Doppelkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstellung der motorseitigen Betätigungseinrichtung und damit die Betätigung der Kupplung durch die Differenzdrehzahl der Getriebe- und der Antriebswelle erzeugt wird, wobei diese Differenzdrehzahl durch einen Drehantrieb geregelt wird, der seine Drehzahl der Getriebeeingangswelle anpasst, oder wobei die Differenzdrehzahl durch ein Differenzgetriebe eingestellt wird.
Doppelkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die motorseitige Betätigungseinrichtung auf der inneren Getriebeeingangselle fixiert ist, wobei die motorseitige Betätigungseinrichtung benachbart zum Betätigungslager einen Elektromotor aufweist, der über eine berührende oder berührungsfreie Drehdurchführung bestromt wird.
Doppelkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die getriebeseitige Kupplung eine zugedrückte Kupplung ist.
Antrieb zur Erzielung einer axialen Relativbewegung zwischen zwei in Umfangsrichtung verdrehbar angeordneten Bauteilen, insbesondere in einer Doppelkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei zumindest ein bezüglich des ersten Bauteiles fixiertes Eingriffsmittel zwischen zumindest zwei benachbarte Windungen einem dem zweiten Bauteil drehfest zugeordneten elastischen und gewundenen Bauteil eingreift und zumindest ein Bauteil gegenüber dem anderen drehangetrieben ist, und wobei das Eingriffsmittel umlaufende Wälzkörper umfasst, die mit dem elastischen und gewundenen Bauteil zwischen zwei benachbarten Windungen in Eingriff stehen, dadurch gekenn zeichnet, dass am ersten Bauteil genau eine Laufbahn für die Wälzkörper vorgesehen ist.
Antrieb zur Erzielung einer axialen Relativbewegung zwischen zwei in Umfangsrichtung verdrehbar angeordneten Bauteilen in einer Doppelkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei zumindest ein bezüglich des ersten Bauteiles fixiertes Eingriffsmittel zwischen zumindest zwei benachbarte Windungen einem dem zweiten Bauteil drehfest zugeordneten elastischen und gewundenen Bauteil eingreift und zumindest ein Bauteil gegenüber dem anderen drehangetrieben ist, und wobei das Eingriffsmittel umlaufende Wälzkörper umfasst, die mit dem elastischen und gewundenen Bauteil zwischen zwei benachbarten Windungen in Eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil durch Wälzkörper abgestützt ist, die in zwei Laufbahnen geführt sind, und wobei die beiden Laufbahnen schräg belastet sind, wodurch die Laufbahnen mit den Wälzkörpern gegeneinander verspannt sind.
Antrieb nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahnen direkt am Rotor ausgebildet sind bzw. mit dem Rotor integral ausgebildet sind.