DE102009056680A1

DE102009056680A1 - Kompaktes Trockendoppelkupplungsmodul

Info

Publication number: DE102009056680A1
Application number: DE102009056680A
Authority: DE
Inventors: Craig S. Ypsilanti Ross
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-12-08
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2010-07-08
Also published as: US20100140036A1; CN101749333A; KR101220189B1; KR20100066373A

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Trockendoppelkupplungsmodul mit verringerter axialer Länge. Das Kupplungsmodul enthält eine äußere Kupplung mit großem Durchmesser und mit einer einzelnen Platte, die eine erste Getriebeeingangswelle oder -antriebshohlwelle antreibt, und eine innere Kupplung mit kleinerem Durchmesser und mit zwei Platten, die eine zweite Getriebeeingangswelle oder -antriebshohlwelle antreibt. Die Kupplung mit kleinerem Durchmesser ist innerhalb der Kupplung mit größerem Durchmesser eingebettet, sodass sie im Wesentlichen innerhalb desselben axialen Raums liegen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/120,633, eingereicht am B. Dezember 2008, die hier in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Antriebsstrangkupplungen und insbesondere auf ein Trockendoppelkupplungsmodul zur Verwendung mit einem Doppelkupplungsgetriebe.
HINTERGRUND
Die Aussagen in diesem Abschnitt bieten lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung und brauchen nicht unbedingt Stand der Technik bilden.
Das Doppelkupplungsgetriebe (DCT) ist auf dem Gebiet der Kraftfahrzeuggetriebe eine verhältnismäßige Neuheit. Eine typische Doppelkupplungsgetriebekonfiguration enthält ein Paar sich gegenseitig ausschließend arbeitender Eingangskupplungen, die parallele Vorgelegewellen oder Nebenwellen antreiben, die von einer parallelen Ausgangswelle beabstandet sind. Jeweils ein Zahnrad jedes Paars einer Mehrzahl von Paaren ständig ineinander greifender Zahnräder, die die verschiedenen Vorwärtsübersetzungsverhältnisse bereitstellen, ist auf einer der Nebenwellen frei dreh bar angeordnet, und das andere Zahnrad jedes Paars von Zahnrädern ist mit der Ausgangswelle gekoppelt. Mehrere Synchronisierkupplungen koppeln wahlweise eines der Zahnräder mit einer Nebenwelle, um ein Vorwärtsübersetzungsverhältnis zu erzielen.
Doppelkupplungsgetriebe sind für ihre sportlichen, leistungsorientierten Schalteigenschaften bekannt. Darüber hinaus kann ein Doppelkupplungsgetriebe mit geeigneten peripheren Elektronik- und Hydraulikkomponenten entweder als ein halbautomatisches Handschaltgetriebe oder als ein Automatikgetriebe wirken. Auf jeden Fall zeigen sie wegen ihres guten Verzahnungswirkungsgrads und ihrer guten Übersetzungsverhältnis-Auswahlflexibilität üblicherweise eine gute Kraftstoffwirtschaftlichkeit. Die Kupplungen haben niedrige Spinverluste, was ebenfalls zu ihrer gesamten betrieblichen Leistungsfähigkeit beiträgt.
Allerdings weisen Doppelkupplungsgetriebe bestimmte einzigartige Entwurfsbetrachtungen auf, die konstruktive Herausforderungen darstellen. Zum Beispiel müssen die Eingangskupplungen wegen des Eingangsdrehmomentdurchsatzes während des Starts und der Wärme, die beim Kupplungsrutschen erzeugt werden kann, eine verhältnismäßig große Größe aufweisen. Die Größenanforderung betrifft ebenfalls die Wärmesenke, die große Mengen Wärme aufnehmen können muss. Da diese Getriebe üblicherweise viele Sätze axial ausgerichteter Zahnräder aufweisen, kann ihre Gesamtlänge außerdem ihre Verwendung auf bestimmt Fahrzeugplattformen beschränken.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Kupplungsmodul für ein Doppelkupplungsgetriebe mit verringerter axialer Länge gerichtet, das die Gesamtlänge des Getriebes verringert und somit eine höhere Flexibilität der Getriebeanwendung schafft.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung schafft ein Trockendoppelkupplungsmodul mit verringerter axialer Länge. Das Doppelkupplungsmodul enthält eine äußere Kupplung mit großem Durchmesser und mit einer einzelnen Platte, die eine erste Getriebeeingangswelle oder -antriebshohlwelle antreibt, und eine innere Kupplung mit kleinerem Durchmesser und mit zwei Platten, die eine zweite Getriebeeingangswelle oder -antriebshohlwelle antreibt. Die Kupplung mit kleinerem Durchmesser ist innerhalb der Kupplung mit größerem Durchmesser eingebettet, sodass sie im Wesentlichen innerhalb desselben axialen Raums liegen.
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Doppelkupplungsmodul für ein Getriebe mit einer kurzen axialen Länge zu schaffen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Doppelkupplungsmodul für ein Getriebe mit einer inneren und mit einer äußeren Kupplung zu schaffen.
Es ist eine nochmals weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Trockendoppelkupplungsmodul für ein Doppelkupplungsgetriebe zu schaffen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Doppelkupplungsmodul mit einer äußeren Kupplung mit einer einzelnen Platte und mit einer inneren Kupplung mit zwei Platten zu schaffen.
Es ist eine nochmals weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Doppelkupplungsmodul für ein Doppelkupplungsgetriebe zu schaffen, das eine kurze axiale Abmessung aufweist und bei dem eine innere Kupplung im Wesentlichen innerhalb einer äußeren Kupplung eingebettet ist.
Weitere Aufgaben, Vorteile und Bereiche der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung gehen aus der hier gegebenen Beschreibung hervor. Selbstverständlich sind die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur zu Veranschaulichungszwecken bestimmt und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
ZEICHNUNGEN
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Veranschaulichungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
1 ist eine Vollschnittansicht eines Abschnitts eines Doppelkupplungsgetriebes, das ein Doppelkupplungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung enthält;
2 ist eine vergrößerte Vollschnittansicht eines Doppelkupplungsmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung, und
3 ist eine bildliche Ansicht im Vollschnitt eines Doppelkupplungsmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, die vorliegende Anwendung oder die vorliegenden Verwendungen nicht einschränken.
In 1 ist ein Abschnitt eines Doppelkupplungsgetriebes, das die vorliegende Erfindung enthält, dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Getriebe 10 enthält üblicherweise ein Gussmetallgehäuse 12 mit Öffnungen, Flanschen, Bohrungen und anderen bearbeiteten Oberflächen, die die verschiedenen Komponenten des Getriebes 10 aufnehmen, halten, lokalisieren und schützen. Ein Glockengehäuse 14, das an dem Getriebegehäuse 12 befestigt ist, umschließt ein kompaktes Trockendoppelkupplungsmodul 20 gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie der Begriff ”Trocken-” hier genutzt wird, bedeutet er, dass die Kupplung, und genauer die Kupplungsplatten, trocken, ohne ein Kühl- oder Schmierfluid, arbeiten und somit allgemein außerhalb des Gehäuses 12 des Getriebes 10 wie etwa in dem veranschaulichten Glockengehäuse 14 angebracht sind.
In den 1, 2 und 3 empfängt eine Kupplungseingangswelle 16 ein Antriebsdrehmoment von einer Antriebsmaschine (nicht gezeigt) wie etwa von einem Benzinverbrennungsmotor, von einem Dieselverbrennungsmotor oder von einem Verbrennungsmotor mit flexiblem Kraftstoff oder von einem Hybridmotor. Die Kupplungseingangswelle 16 ist mit einem Schwungrad 22 gekoppelt, das einen Starterzahnkranz (eine Verzahnung) 24 um seinen Umfang und ein Dämpfungselement 26 enthält. Mehrere Befestigungselemente 28 wie etwa Maschinenschrauben befestigen das Schwungrad 22 an der Kupplungseingangswelle 16. Das Schwungrad 22 wirkt als das Antriebselement des Doppelkupplungsmoduls 20.
Das Doppelkupplungsmodul 20 enthält eine erste, äußere Reibungskupplungbaueinheit 30 und eine zweite, innere Reibungskupplungsbaueinheit 70. Das Schwungrad 22 und das Dämpfungselement 26 definieren eine ebene, ringförmige Oberfläche 32, die an eine erste, äußere Kupplungsantriebsplatte oder -scheibe 34 angrenzt, sie hält und antreibt. Eine zweite, äußere Kupplungsantriebsplatte oder -scheibe 40 ist durch einen ringförmigen Kragen 38 von der ersten, äußeren Kupplungsantriebsplatte oder -scheibe 34 beabstandet und mit ihr gekoppelt und dadurch mit der ersten, äußeren Kupplungsantriebsplatte 34 drehend. Zwischen der ersten und der zweiten äußeren Antriebsplatte 34 und 40 befindet sich eine äußere, getriebene Kupplungsplatte oder -scheibe 44, die auf beiden Flächen ein geeignetes Reibungskupplungsdeckmaterial 46 enthält. Die getriebene Kupplungsplatte 44 enthält einen tiefgezogenen ”Zylinderhut”-Abschnitt 48 sowie einen Kranz oder eine Nabe 50 mit einem Zahnnabenprofil 52, das mit einem Zahnwellenprofil 54 an einer Getriebeeingangswelle 56 in Eingriff ist. Die Eingangswelle 56 ist bestimmten Zahnrädern (nicht gezeigt) innerhalb des Doppelkupplungsgetriebes 10 zugeordnet, die, wenn sie in Eingriff sind, bestimmte Übersetzungsantriebsverhältnisse bereitstellen, und treibt sie an.
Eine erste, äußere Anlegeplatte oder -feder 58, die durch eine Sprengringbaueinheit 60 innerhalb des ringförmigen Kragens 38 gehalten ist, wirkt als ein Hebel zum Betätigen der ersten, äußeren Reibungskupplungsbaueinheit 30. Die äußere Anlegeplatte oder -feder 58 ist mit einer kreisförmigen Schwenkplatte 62 radial innerhalb der Sprengringbaueinheit 60 und mit einer ersten, äußeren Axial- oder Anlegelagerbaueinheit 64, die benachbart zu ihrem Innenrand ist, in Eingriff. Die durch ein erstes, äußeres Kupplungsstellglied 66 auf die äußere Axiallagerbaueinheit 64 angewendete Axialkraft wölbt die Anlegeplatte oder -feder 58 in 2 nach links, wobei sie die Feder 58 um die Platte 62 schwenkt, die erste, äußere Kupplungsantriebsplatte 34 nach rechts zieht, die äußeren Antriebskupplungsplatten und getriebenen Kupplungsplatten 34, 40 und 44 zusammendrückt und eine Drehmomentübertragung von der Kupplungseingangswelle 16 auf die Getriebeeingangswelle 56 erzielt. Das erste, äu ßere Kupplungsstellglied 66 kann ein hydraulisches, pneumatisches oder elektrisches Stellglied sein.
Wenn nun zu der zweiten, inneren Reibungskupplungsbaueinheit 70 übergegangen wird, so weist die zweite, äußere Kupplungsantriebsplatte oder -scheibe 40 im Querschnitt ebenfalls eine ”Zylinderhut”-Form auf und enthält eine Nabe 72 mit einem Zahnnabenprofil oder mit Keilnuten 74 und mit einer radial nach innen verlaufenden Anschlagplatte 76. Innerhalb der Nabe 72 liegt ein Paar innerer Kupplungsantriebsplatten oder -scheiben 80 mit einem Zahnwellenprofil oder mit Keilen 82 und ist mit den Keilnuten 74 in Eingriff. Dementsprechend dreht sich das Paar der inneren Kupplungsantriebsplatten 80 mit der Nabe 72, mit der zweiten, äußeren Kupplungsantriebsplatte oder -scheibe 40 und mit dem Schwungrad 22. Zwischen der Anschlagplatte 76 und der benachbarten inneren Kupplungsantriebsplatte 80 und zwischen dem Paar der inneren Kupplungsantriebsplatten 80 ist ein Paar innerer, getriebener Kupplungsplatten oder -scheiben 86 mit einem geeigneten Kupplungsdeckmaterial 88 auf jeder Fläche angeordnet. Die inneren, getriebenen Kupplungsplatten 86 sind mit einer inneren, getriebenen Kupplungsnabe 90 gekoppelt, die wiederum durch eine Zahnwellenverbindung 92 mit einer Getriebeeingangshohlwelle oder mit einem Getriebeantriebsrohr 94 verzahnt ist. Die Eingangshohlwelle oder das Antriebsrohr 94 ist bestimmten anderen Zahnrädern (nicht gezeigt) innerhalb des Doppelkupplungsgetriebes 10 zugeordnet, die, wenn sie in Eingriff sind, andere Übersetzungsantriebsverhältnisse und z. B. Rückwärts bereitstellen, und treibt sie an.
Eine andere Hebelbaueinheit betätigt die zweite, innere Reibungskupplungsbaueinheit 70. Eine innere Anlegeplatte oder -feder 102, die an ihrem Umfang axial durch eine nach innen gerichtete Verlängerung der kreisförmigen Schwenkpunktplatte 62 oder durch eine ähnliche Struktur eingespannt ist, ist mit einer kreisförmigen Schwenkwulst 104 auf der Rückseite der inneren Kupplungsantriebsplatte 80 benachbart zu der inneren Anlegeplatte oder -feder 102 in Eingriff. Mit der inneren Anlegeplatte oder -feder 102 ist eine innere Axial- oder Anlegelagerbaueinheit 106 benachbart zu ihrem inneren Rand in Eingriff. Die durch ein zweites, inneres Kupplungsstellglied 108 auf die innere Axial- oder Anlegelagerbaueinheit 106 ausgeübte Axialkraft wölbt die Anlegeplatte oder -feder 102 in 2 nach links, wobei sie die Feder 102 um die Wulst 104 schwenkt, die benachbarte innere Kupplungsantriebsplatte 80 nach links verlagert, die innere Antriebskupplungsplatte und die innere getriebene Kupplungsplatte 80 und 86 zusammendrückt und eine Drehmomentübertragung von der Kupplungseingangswelle 16 auf die Getriebeeingangshohlwelle oder auf das Getriebeantriebsrohr 94 erzielt.
Obwohl die axiale Platzeinsparung, die durch die Verschachtelung der Kupplungen 30 und 70, die den zwei Antrieben für das Getriebe 10 zugeordnet sind, erzielt wird, ein wesentlicher Nutzen der vorliegenden Erfindung ist, ist festzustellen, dass die Konfiguration allgemein eine innere Kupplungsbaueinheit 70 mit mehr Platten oder Scheiben und daher mit mehr aktiver Kupplungsoberfläche als die äußere Kupplungsbaueinheit 30 erfordert, um wegen ihres kleineren Nenndurchmessers einen vergleichbaren Drehmomentdurchsatz und eine vergleichbare Nutzungsdauer sicherzustellen. Obwohl die äußere Kupplungsbaueinheit 30 hier in der Weise beschrieben worden ist, dass sie eine einzelne getriebene Kupplungsplatte oder -scheibe 44 aufweist, und die innere Kupplungsbaueinheit 70 in der Weise beschrieben worden ist, dass sie ein Paar getriebener Kupplungsplatten oder -scheiben 86 aufweist, ist die Konfiguration somit hauptsächlich veranschaulichend und beispielhaft und liegen andere Anzahlen von Kupplungsplatten in beiden Kupplungsbaueinheiten 30 und 70 und ande re Verhältnisse der Anzahl der Kupplungsplatten (andere als 1:2) alle im Rahmen der vorliegenden Erfindung.
Die Beschreibung der Erfindung ist dem Wesen nach lediglich beispielhaft, wobei Änderungen, die nicht vom Hauptpunkt der Erfindung abweichen, im Umfang der Erfindung liegen sollen. Solche Änderungen werden nicht als Abweichung vom Erfindungsgedanken und Umfang der Erfindung betrachtet.

Claims

Doppelkupplungsbaueinheit für ein Kraftfahrzeuggetriebe, umfassend: eine erste Kupplung mit einem ersten Eingangselement, einer ersten Kupplungsplatte, die mit einem ersten Ausgangselement gekoppelt ist, und einer ersten Kupplungsstelleinheit, und eine zweite Kupplung mit einem zweiten Eingangselement, einem Paar Kupplungsplatten, die mit einem zweiten Ausgangselement gekoppelt sind, und einer zweiten Kupplungsstelleinheit, wobei die erste Kupplungsplatte einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als ein Außendurchmesser des Paars der Kupplungsplatten, wobei die zweite Kupplung in der ersten Kupplung eingebettet ist, wobei sie insbesondere ferner Axiallager enthält, die funktional zwischen den Stelleinheiten und den Platten angeordnet sind.
Doppelkupplungsbaueinheit nach Anspruch 1, bei der das erste Eingangselement und das zweite Eingangselement ein gemeinsames Schwungrad sind, das durch eine Welle angetrieben wird.
Doppelkupplungsbaueinheit nach Anspruch 1, bei der das erste Ausgangselement eine Welle ist und das zweite Ausgangselement rohrförmig ist, und/oder die ferner zwischen den Kupplungsplatten und den Ausgangselementen Zahnwellenverbindungen enthält, und/oder bei der die Kupplungsplatten Reibungsdeckmaterial enthalten.
Doppelkupplungsbaueinheit nach Anspruch 1, die ferner Anlegeplatten enthält, die funktional zwischen den Kupplungsstelleinheiten und den Kupplungsplatten angeordnet sind.
Doppelkupplungsmodul für Kraftfahrzeug-Antriebsstränge, umfassend: eine erste, äußere Kupplungsbaueinheit, die ein erstes Paar voneinander beabstandeter Antriebsplatten, eine erste getriebene Platte, die zwischen dem ersten Paar von Antriebsplatten angeordnet ist, eine erste Kupplungsstelleinheit und eine erste Anlegeplatte, die funktional zwischen der ersten Stelleinheit und einer Platte des Paars voneinander beabstandeter Antriebsplatten angeordnet ist, enthält, und eine zweite, innere Kupplungsbaueinheit, die eine Mehrzahl voneinander beabstandeter Antriebsplatten, wenigstens ein Paar getriebener Platten, die mit der Mehrzahl von Antriebsplatten verschachtelt sind, eine zweite Kupplungsstelleinheit und eine zweite Anlegeplatte, die funktional zwischen der zweiten Stelleinheit und einer Platte der Mehrzahl von Antriebsplatten angeordnet ist, enthält, wobei die zweite, innere Kupplung innerhalb der ersten, äußeren Kupplung eingebettet ist.
Doppelkupplungsmodul nach Anspruch 5, das ferner ein Schwungrad enthält, das das erste Paar von Antriebsplatten und die Mehrzahl von Antriebsplatten antreibt.
Doppelkupplungsmodul nach Anspruch 5, das ferner ein Schwungrad, das mit dem ersten Paar von Antriebsplatten und der Mehrzahl von Antriebsplatten gekoppelt ist, und eine Antriebswelle, die mit dem Schwungrad gekoppelt ist, enthält, und/oder das Axiallager enthält, die funktional zwischen den Kupplungsstelleinheiten und den Anlageplatten angeordnet sind.
Doppelkupplungsmodul nach Anspruch 5, das ferner ein erstes und ein zweites Ausgangselement enthält, die mit der ersten Antriebsplatte bzw. mit dem Paar getriebener Platten gekoppelt sind.
Doppelkupplungsmodul nach Anspruch 5, das ferner eine Ausgangswelle, die mit der ersten getriebenen Platte gekoppelt ist, und eine Ausgangshohlwelle, die mit dem Paar getriebener Platten gekoppelt ist, enthält.
Doppelkupplungsmodul für ein Kraftfahrzeuggetriebe, umfassend: eine äußere Kupplungsbaueinheit, die ein Paar voneinander beabstandeter äußerer Antriebsplatten, eine äußere getriebene Platte, die zwischen dem Paar äußerer Antriebsplatten angeordnet ist, eine äußere Kupplungsstelleinheit und eine äußere Anlegeplatte, die funktional zwischen der äußeren Stelleinheit und einer Platte des Paars voneinander beabstandeter äußerer Antriebsplatten angeordnet ist, enthält, und eine innere Kupplungsbaueinheit, die eine Mehrzahl voneinander beabstandeter innerer Antriebsplatten, wenigstens ein Paar innerer getriebener Platten, die mit der Mehrzahl äußerer Antriebsplatten verschachtelt sind, eine innere Kupplungsstelleinheit und eine innere Anlegeplatte, die funktional zwischen der inneren Stell einheit und einer der Mehrzahl innerer Antriebsplatten angeordnet ist, enthält, wobei die innere Kupplung innerhalb der äußeren Kupplung eingebettet ist, und/oder das Reibungsdeckmaterial auf den Kupplungsplatten enthält, und/oder das ein Schwungrad enthält, das das äußere Paar von Antriebsplatten und die Mehrzahl innerer Antriebsplatten antreibt, und/oder das ein Schwungrad, das mit dem äußeren Paar von Antriebsplatten und mit der Mehrzahl innerer Antriebsplatten gekoppelt ist, und eine Antriebswelle, die mit dem Schwungrad gekoppelt ist enthält, und/oder das Axiallager enthält, die funktional zwischen den Kupplungsstelleinheiten und den Anlegeplatten angeordnet sind; und/oder das Ausgangselemente enthält, die mit der äußeren, getriebenen Platte und mit dem Paar getriebener Platten gekoppelt sind, und/oder das eine Ausgangswelle, die mit der äußeren, getriebenen Platte gekoppelt ist, und eine Ausgangshohlwelle, die mit dem Paar innerer, getriebener Platten gekoppelt ist, enthält.