DE102009056378B4

DE102009056378B4 - Kupplungsbetätigungssystem

Info

Publication number: DE102009056378B4
Application number: DE102009056378.4A
Authority: DE
Inventors: Daniel Bosnjak; Luben Krahtov
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2019-05-23
Anticipated expiration: 2029-12-01
Also published as: DE102009056378A1

Abstract

Kupplungsbetätigungssystem (1) für eine Doppelkupplung mit zwei Reibungskupplungen enthaltend zwei isostatische, um die Getriebeeingangswellen eines Doppelkupplungsgetriebes angeordnete Nehmerzylindersysteme (2, 3) mit jeweils zumindest einem druckbeaufschlagbaren Kolben (6, 6') zur Betätigung jeweils einer Reibungskupplung und einem getriebeseitig aufgenommenen Gehäuse, wobei das erste Nehmerzylindersystem (2) aus einem Ringzylinder (4) mit einem Ringkolben (6) und das zweite Nehmerzylindersystem (3) aus einem Ringkolbengehäuse (5) mit einem äußeren Ringkolben (6') gebildet wird und radial außerhalb des Ringkolbengehäuses (5) über den Umfang verteilt, jeweils isostatische Einzelzylinder (19) mit gleichem bzw. unterschiedlichem Druck beaufschlagbaren Einzelkolbengehäusen (20) angeordnet sind, wobei die Einzelkolbengehäuse (20) über eine als Führungsfläche für den äußeren Ringkolben (6') fungierende Wandung (23) mit den Nehmerzylindersystemen (2, 3) verbunden sind.

Description

Kupplungsbetätigungssystem für eine Doppelkupplung mit zwei Reibungskupplungen enthaltend zwei Nehmerzylindersysteme zur Beaufschlagung jeweils einer Reibungskupplung.
Derartige Kupplungsbetätigungssysteme sind aus der DE 10 2004 061 789 A1 bekannt. Hierzu sind über den Umfang verteilt und jeweils zu einem Nehmerzylindersystem abwechselnd angeordnete vollzylindrische Einzelzylinder vorgesehen. Diese Kupplungsbetätigungssysteme beaufschlagen auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnete Beaufschlagungsbereiche der beiden Reibungskupplungen, die beispielsweise von Hebelsystemen oder Tellerfedern bereitgestellt werden. Werden diese Beaufschlagungsbereiche von den mittels eines beispielsweise von einem Geberzylinder erzeugten Drucks eines Druckmittels axial verlagerten Kolben beaufschlagt, wird die Reibungskupplung je nach Ausführung als zugedrückte (normally open) oder aufgedrückte (normally closed) Reibungskupplung geschlossen oder geöffnet. Zum Ausgleich einer Relativverdrehung zwischen den stehenden Kolben und den im Betrieb drehenden Beaufschlagungsbereichen ist zwischen diesen jeweils ein Wälzlager vorgesehen.
Dabei sind die Kolben in einem Gehäuse angeordnet, das getriebeseitig, beispielsweise an einer Getriebegehäusewandung, befestigt ist und sich an diesem axial abstützt.
In einem axial begrenztem Bauraum kann ein konventionelles Kupplungsbetätigungssystem nur einen begrenzten Betätigungsweg ausführen, da die Führungslänge des jeweiligen Ringkolbens gering und somit eine kontinuierlich stabile Betätigung der beiden Reibungskupplungen der Doppelkupplung nicht gewährleistet ist.
Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Kupplungsbetätigungssystem für eine Doppelkupplung zu schaffen, dessen Betätigungsweg innerhalb eines axial begrenzten Bauraumes verlängerbar ist.
Diese Aufgabe wird mit einem Kupplungsbetätigungssystem für eine Doppelkupplung gelöst, die zwei isostatische, um die Getriebeeingangswellen eines Doppelkupplungsgetriebes angeordnete Nehmerzylindersysteme mit jeweils zumindest einem druckbeaufschlagbaren Kolben zur Betätigung jeweils einer Reibungskupplung enthält, die in einem gemeinsamen getriebeseitigen Gehäuse untergebracht sind. Dabei werden das erste Nehmerzylindersystem aus einem Ringzylinder mit einem Ringkolben und das zweite Nehmerzylindersystem aus einem Ringkolbengehäuse mit einem äußeren Ringkolben gebildet. Radial außerhalb des Ringkolbengehäuses sind über den Umfang verteilt, jeweils isostatische Einzelzylinder mit gleichem bzw. unterschiedlichem Druck beaufschlagbaren Einzelkolbengehäusen angeordnet. Erfindungsgemäß sind die Einzelkolbengehäuse über eine als Führungsfläche für den äußeren Ringkolben fungierende Wandung mit den Nehmerzylindersystemen verbunden. Auf diese Weise wird ein konventionelles Kupplungsbetätigungssystem für eine Doppelkupplung mit einem axial bewegbaren Gehäuse kombiniert, wodurch ein zusätzlicher Betätigungsweg zur Verfügung gestellt wird. Somit addieren sich die beiden relativ kurzen Ausrückwege von konventionellem Kupplungsbetätigungssystem und dem der um diese angeordnete Einzelzylinder zu einem längeren Ausrückweg.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die zwischen den Einzelkolben und den Einzelkolbengehäusen gebildeten Druckkammern mit der Druckkammer für den äußeren Ringkolben miteinander verbunden.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass diese hydraulische Verbindung mittels eines Zuführkanalsystems realisiert wird, wobei die Druckkammern für die Einzelkolben über dieses Zuführkanalsystem miteinander verbunden sind.
Weiter ist es vorteilhaft, dass sich die Einzelkolben an einem Getriebegehäuse abstützen.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mit zugehörigen Zeichnungen in den näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 ein Kupplungsbetätigungssystem in einer perspektivischen Ansicht,
2 den Ringzylinder aus 1 im Schnitt,
3 das Kupplungsbetätigungssystem aus 1 im Querschnitt,
4 das Kupplungsbetätigungssystem aus 1 im Längsschnitt.

1 zeigt ein Kupplungsbetätigungssystem 1 mit zwei Nehmerzylindersystemen 2, 3 ohne zugehörige Ausrücklager, die jeweils eine nicht dargestellte Reibungskupplung einer Doppelkupplung betätigen. Dabei wird das Nehmerzylindersystem 2 aus einem Ringzylinder 4 mit einem Ringkolbengehäuse 5 und einem darin axial begrenzt verlagerbaren Ringkolben 6 gebildet, der um die nicht dargestellten Getriebeeingangswellen des Doppelkupplungsgetriebes angeordnet ist. Ringkolbengehäuse 5 und Ringkolben 6 bilden eine Druckkammer, die mit dem Druckanschluss 7 verbunden ist und von einer Druckversorgungseinrichtung, wie der Geberzylinder, mit Druckmittel versorgt wird. Durch Zuführung von druckbeaufschlagtem Druckmittel, das auch von einem Steuerventil gesteuert durch eine Pumpe bereitgestellt werden kann, wird der Ringkolben 6 gegenüber dem Ringkolbengehäuse 5 axial verlagert und beaufschlagt damit das Hebelsystem der dem Ringzylinder 4 zugeordneten Reibungskupplung. Wird durch die Druckversorgungseinrichtung das Druckmittel entspannt, kehrt der Ringkolben 6 durch die Rückstellkräfte der Reibungskupplung in seine Ruhelage wie dargestellt zurück.
Das Betätigungsmoment des Ringkolbens 6 wird sowohl am nicht dargestellten Gehäuse des Getriebes als auch am Doppelkupplungsgetriebe axial abgestützt. Hierzu wird das Ringkolbengehäuse 5 an dessen Gehäuseboden 8 am Getriebegehäuse abgestützt und mittels in dieser Ansicht nicht einsehbaren Befestigungseinrichtungen fest angebracht.
Der Ringkolben 6 ist gegenüber dem Ringkolbengehäuse 5 mittels einer Dichtung, wie Nutringdichtung, abgedichtet und überträgt die Axialkraft während der axialen Verlagerung unter Zwischenschaltung eines nicht dargestellten Wälzlagers auf das Hebelsystem der Reibungskupplung. Infolge der Schleppmomente des Wälzlagers neigt der Ringkolben 6 dazu, sich zumindest geringfügig mitzudrehen. Um einem dadurch bedingten hohen Verschleiß der Dichtung vorzubeugen ist an dem Ringkolben 6 eine Verdrehsicherung 9 angebracht. Hierzu weist der Ringkolben 6 über den Umfang verteilte, radiale Vorsprünge 10 auf, die mit stirnseitig am Ringkolbengehäuse 5 angeordneten, axial erweiterten, Segmenten 11 abwechseln und einander zugewandte Gleitflächen 12 bilden, so dass der Ringkolben 6 sich am Ringkolbengehäuse 5 abstützen kann und damit verdrehgesichert im Ringkolbengehäuse 5 aufgenommen ist. Der axiale Weg des Ringkolbens 6 ist zum einen bei Betätigung des Ringkolbens 6 durch den Maximalweg der Reibungskupplung und zum anderen in Ruhestellung des Ringkolbens 6 durch die Vorsprünge 10 begrenzt, die an einem Axialanschlag 12 anschlagen und damit den Weg des Ringkolbens 6 entgegen von noch gegebenenfalls vorhandenen Rückstellkräften der Reibungskupplung begrenzen und dadurch die Ruhestellung des Ringkolbens 6 definieren. Der Durchmesser der radialen Vorsprünge 10 des Ringkolbens 6 ist dabei zumindest geringfügig kleiner als der Durchmesser des Ringkolbengehäuses 5 mit seinen Vorsprüngen 11.
Das Nehmerzylindersystem 3 der 1 ist aus mehreren, im gezeigten Ausführungsbeispiel aus drei, radial außerhalb des Ringzylinders 4 gleichmäßig im Abstand von 120° über den Umfang auf gleichem Durchmesser angeordneten Einzelzylindern 19 gebildet. Diese sind jeweils aus einem Einzelkolbengehäuse 20 und einem darin axial verlagerbaren, vollzylindrischen Einzelkolben 21 gebildet. Die Einzelkolbengehäuse 20 sind in einem gemeinsamen Nehmerzylindergehäuse 22 zusammengefasst, das radial innen mittels eines Führungsrings 23 axial verlagerbar an dem Flansch 13 des Ringkolbengehäuses 5 aufgenommen und geführt ist. Bei großen Axialwegen tragen und führen die axialen Vorsprünge 11 des Flansches 13, während die Vorsprünge 10 des Ringkolbens 6 infolge ihres geringfügig kleineren Durchmessers nicht in Kontakt mit dem Führungsring 23 treten, so dass sich die Nehmerzylindersysteme 2 und 3 nicht gegenseitig bei deren Betätigung der beiden Reibungskupplungen stören. Die Einzelzylinder 21 werden somit in den Einzelkolbengehäusen 20 aufgenommen und geführt.
Das Nehmerzylindersystem 3 betätigt die radial weiter außen angeordnete Anlagefläche des Hebelsystems der zweiten Reibungskupplung. Hierzu ist an der Stirnfläche 24 des Führungsrings 23 das mit dem Hebelsystem in Kontakt tretende - nicht dargestellte - Wälzlager angeordnet. Die Einzelkolben 21 stützen sich bei Beaufschlagung mit Druckmittel gegenüber dem Getriebegehäuse ab und können dabei unabhängig voneinander bis zum Anliegen desselben Drucks zumindest über kleine Wegbereiche unterschiedliche Wege zurücklegen, die Wegungleichheiten nivellieren, bis sich der Führungsring 23 gegenüber dem Getriebegehäuse axial verlagert und das Hebelsystem zur Betätigung der zugeordneten Reibungskupplung beaufschlagt. Auf diese Weise können Toleranzen im Antriebsstrang zwischen Reibungskupplung und Getriebe und Unebenheiten im Getriebegehäuse ausgeglichen werden.
Die Einzelkolben 21 bilden mit den Einzelkolbengehäusen 20 jeweils eine abgedichtete Druckkammer, die über einen Druckanschluss 25 mit Druckmittel beaufschlagt wird. Dabei kommunizieren die Druckkammern untereinander zur Einstellung desselben Drucks miteinander. Dabei ist es vorteilhaft, die Durchmesser der Druckkammern an die Leitungslänge anzupassen, damit die gleiche dynamische Befühlung jedes Einzelzylinders 21 gewährleistet ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind Verbindungskanäle 26 im Nehmerzylindergehäuse 22 vorgesehen, die bei einer Herstellung des Nehmerzylindergehäuses 22 aus Kunststoff mittels Spritzgussverfahren oder aus Metall bei einer Herstellung im Druckgussverfahren bereits werkzeugfallend ausgeführt oder nachträglich gebohrt werden können, wobei die zur Herstellung notwendigen Öffnungen 27 nachträglich, beispielsweise mittels einer eingepressten Kugel verschlossen werden.
Das Kupplungsbetätigungssystem 1 kann mit oder ohne Anschläge für die Wegbegrenzung der Nehmerzylindersysteme 2 und 3 ausgestattet sein.
Aus 2 geht die Anordnung des Ringkolbens 6 im Ringkolbengehäuse 5 im Schnitt hervor. Das Ringkolbengehäuse 5 weist zur Aufnahme des Ringkolbens 6 einen axial ausgerichteten Flansch 13 mit einer inneren Wandung 14 und einer äußeren Wandung 15 auf, die durch die Ausbrüche zur Aufnahme der radialen Vorsprünge 10 des Ringkolbens 6 am stirnseitigen Ende nur noch aus den axialen Vorsprüngen 11 gebildet ist. Zur Aufnahme des Ringkolbengehäuses 5 am Getriebegehäuse weist dieses radial erweiterte Ohren 16 mit Öffnungen 17 auf, durch die Befestigungsmittel, wie Schrauben geführt und mit dem Getriebegehäuse verbunden werden. Die Öffnungen 17 können mittels Metallhülsen 18 oder einseitig offenen Ringen verstärkt sein.
3 zeigt das in der 1 dargestellte Kupplungsbetätigungssystem 1 im Querschnitt mit den beiden Nehmerzylindersystemen 2, 3. Die Nehmerzylindersysteme 2, 3 sind im Flansch 13 des Nehmerzylindergehäuses 22 aufgenommen und axial verlagerbar, die aus dem Ringkolbengehäuse 5 mit den Wandungen 14, 15, 23 und den Ringkolben 6, 6' gebildet werden. Das Nehmerzylindergehäuse 22 enthält weiter die Einzelkolbengehäuse 20, die die Einzelkolben 21 aufnehmen. Die Einzelkolben 21 bilden mit den Einzelkolbengehäusen 20 Druckkammern 28, die miteinander mittels der Verbindungskanäle 26 verbunden und von dem Druckanschluss 25 mit Druckmittel versorgt werden. Die Druckkammer 28 zwischen Ringkolben 6 und Ringkolbengehäuse 5 wird mittels des Druckanschlusses 7 mit Druckmittel versorgt.
4 zeigt das Kupplungsbetätigungssystem 1 der 1 und 3 im Längsschnitt bei einer betätigten Reibungskupplung, also den mit von Druckmittel axial verlagertem Ringkolben 6' und die ebenfalls axial verlagerten Einzelkolbengehäuse 20. Der Ringkolben 6 befindet sich in diesem Betriebszustand in seiner Minimalposition. Die Einzelkolben 21 stehen fest auf dem Getriebegehäuse bzw. stützen sich an diesem ab. Damit sich die Einzelkolbengehäuse 20 axial verschieben können, ist ein Zuführkanalsystem 42 in den Einzelkolbengehäusen 20 vorgesehen, das diese zunächst miteinander verbindet und über diese mit Druckmittel versorgt werden. Dieses Zuführkanalsystem 42 steht außerdem mit den Druckkammern 28', 29 in Wirkverbindung. Wenn also durch Einbringen von Druck in das Druckmittel die Einzelkolbengehäuse 20 durch die Ausbildung der Druckkammer 29 axial verlagert werden, wird anschließend, sobald diese einen nicht dargestellten Anschlag erreicht haben, über die Verbindung der Druckkammern 29 mit der Druckkammer 28', weiter der Ringkolben 6' mitsamt Wälzlager 31 axial verlagert. Durch diese Anbindung einer verschiebbaren Gehäuseformation in Form der Einzelkolbengehäuse 20 an den Ringkolben 6', wobei die Einzelkolbengehäuse 20 gleichzeitig auch die Wandung 23 und damit eine Führungsfläche des Ringkolbens 6'bilden, wird eine Überlagerung des Axialweges erzielt, so dass der Bauraum für das Kupplungsbetätigungssystem 1 verringert werden kann. Weiter ist in diesem Schnitt die Lage und Anordnung des Wälzlagers 30 ersichtlich, das mit dem Ringkolben 6 verbunden ist. Aus dieser Schnittdarstellung ist weiterhin die Ausbildung der Druckkammern 28, 29 und deren Abdichtungen mittels der Dichtungen 34, 35 ersichtlich. Dabei sind die Dichtungen 34 als an die Ringkolben 6, 6' angebundene dynamische Ringdichtungen und die in den Einzelzylindern 19 wirksame Dichtung 35 als stationäre, im Einzelkolbengehäuse 20 aufgenommene Ringdichtung ausgebildet. Diese Dichtung 35 ist in den jeweiligen Einzelkolben 21 eingebaut.
Die radialen Vorsprünge 10 weisen Anschlagflächen 37 auf, die in Ruhestellung an einem Axialanschlag 12 des Ringkolbengehäuses 5 anliegen. Die Ruhestellung zwischen den Einzelkolben 21 bzw. deren Einzelkolbenfläche 21.1 und dem Gehäuseboden 38 ist dabei mit einem Spiel behaftet. Es hat sich insbesondere bei unterschiedlichen Toleranzwegen der einzelnen Einzelzylinder 21 als vorteilhaft erwiesen, wenn das Nehmerzylindergehäuse 22 selbst sowohl axial in der Ruhelage anschlägt als auch gegen Verdrehung gegenüber dem Ringkolbengehäuse 5 gesichert ist. Hierzu ist eine nicht dargestellte Verdrehsicherung vorgesehen. Wie bereits erwähnt, weist in Ruhestellung des Nehmerzylindersystems 3 die Einzelkolbenfläche 21.1 immer ein Spiel zum Gehäuseboden 38 auf.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsbetätigungssystem
2: Nehmerzylindersystem
3: Nehmerzylindersystem
4: Ringzylinder
5: Ringkolbengehäuse
6: Ringkolben
6': Ringkolben
7: Druckanschluss
8: Gehäuseboden
9: Verdrehsicherung
10: Vorsprung
11: Vorsprung
12: Axialanschlag
13: Flansch
14: Wandung
15: Wandung
16: Ohr
17: Öffnung
18: Metallhülse
19: Einzelzylinder
20: Einzelkolbengehäuse
21: Einzelkolben
21.1: Einzelkolbenfläche
22: Nehmerzylindergehäuse
23: Wandung
24: Stirnfläche
25: Druckanschluss
26: Verbindungskanal
27: Öffnung
28: Druckkammer
28': Druckkammer
29: Druckkammer
30: Wälzlager
31: Wälzlager
32: Ausnehmung
33: Ausnehmung
34: Dichtung
35: Dichtung
37: Anschlagfläche
38: Gehäuseboden
39: Verdrehsicherung
40: Führung
41: Längsnut
42: Zuführkanalsystem

Claims

Kupplungsbetätigungssystem (1) für eine Doppelkupplung mit zwei Reibungskupplungen enthaltend zwei isostatische, um die Getriebeeingangswellen eines Doppelkupplungsgetriebes angeordnete Nehmerzylindersysteme (2, 3) mit jeweils zumindest einem druckbeaufschlagbaren Kolben (6, 6') zur Betätigung jeweils einer Reibungskupplung und einem getriebeseitig aufgenommenen Gehäuse, wobei das erste Nehmerzylindersystem (2) aus einem Ringzylinder (4) mit einem Ringkolben (6) und das zweite Nehmerzylindersystem (3) aus einem Ringkolbengehäuse (5) mit einem äußeren Ringkolben (6') gebildet wird und radial außerhalb des Ringkolbengehäuses (5) über den Umfang verteilt, jeweils isostatische Einzelzylinder (19) mit gleichem bzw. unterschiedlichem Druck beaufschlagbaren Einzelkolbengehäusen (20) angeordnet sind, wobei die Einzelkolbengehäuse (20) über eine als Führungsfläche für den äußeren Ringkolben (6') fungierende Wandung (23) mit den Nehmerzylindersystemen (2, 3) verbunden sind.
Kupplungsbetätigungssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Einzelkolben (21) und den Einzelkolbengehäusen (20) gebildeten Druckkammern (29) mit der Druckkammer (28') für den äußeren Ringkolben (6') miteinander verbunden sind.
Kupplungsbetätigungssystem (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese hydraulische Verbindung mittels eines Zuführkanalsystems (42) realisiert wird.
Kupplungsbetätigungssystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammern (29) für die Einzelkolben (21) über das Zuführkanalsystem (42) miteinander verbunden sind.
Kupplungsbetätigungssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Einzelkolben (21) an einem Getriebegehäuse abstützen.