DE102011016718A1

DE102011016718A1 - Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102011016718A1
Application number: DE201110016718
Authority: DE
Inventors: Martin Chambrion
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-04-11
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2012-10-11

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Vorsteuerdrehmomentübertragungsweg, der eine im eingerückten Zustand ein Vorsteuerdrehmoment übertragende erste Reibungskupplung und eine Fliehkraftkupplung, die mit der ersten Reibungskupplung zur Übertragung des Vorsteuerdrehmoments in Reihe geschaltet ist, aufweist, und einem Hauptdrehmomentübertragungsweg, der eine im eingerückten Zustand ein Hauptdrehmoment übertragende zweite Reibungskupplung aufweist, wobei der Vorsteuerdrehmomentübertragungsweg mit dem Hauptdrehmomentübertragungsweg parallel geschaltet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Kupplungsvorrichtung für ein Handschaltgetriebe, die ein Anfahren ohne Betätigung eines Kupplungspedals durch den Fahrer ermöglicht.
Um dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs mit Handschaltgetriebe ein Anfahren ohne Betätigung eines Kupplungspedals zu ermöglichen, weist die 2 CV von Citroën eine Kupplungsvorrichtung auf, in der eine Fliehkraftkupplung mit einer Reibungskupplung in Reihe geschaltet ist. Auf der Eingangsseite der Kupplungsvorrichtung ist ein verbrennungsmotorseitiges Schwungrad vorgesehen, das drehfest mit einem Klappenträger verbunden ist, auf den sich unter Fliehkrafteinwirkung aufstellende Klappen angeordnet sind. Ab einer bestimmten Drehzahl, die oberhalb der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors liegt, stellen sich die Klappen soweit auf, dass sie mit einem Korb der Fliehkraftkupplung in Anlage gelangen, und ein Drehmoment vom Verbrennungsmotor auf die der Fliehkraftkupplung nachgeschaltete Reibungskupplung übertragen. Mit zunehmender Drehzahl werden die Klappen durch die Fliehkraft stärker an den Korb der Fliehkraftkupplung gepresst, sodass das übertragbare Drehmoment steigt.
Die Reibungskupplung ist normal-eingerückt und wird für den Gangwechsel vom Fahrer des Kraftfahrzeugs durch Treten des Kupplungspedals betätigt. Zum Anfahren des Kraftfahrzeugs ist eine Betätigung der Reibungskupplung nicht erforderlich, da bei der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors die Fliehkraftkupplung trennt, das Getriebe lastfrei ist und ein Gang vom Fahrer somit ohne Betätigung des Kupplungspedals eingelegt werden kann.
Bei der vorgenannten Kupplungsvorrichtung ist es von Nachteil, dass das durch die gesamte Kupplungsvorrichtung, übertragbare Drehmoment durch die Fliehkraftkupplung stark begrenzt ist. Insbesondere bei modernen Kraftfahrzeugen, die schon bei geringen Drehzahlen des Verbrennungsmotors ein hohes Drehmoment zur Verfügung stellen, ist daher eine solche Kupplungsvorrichtung nicht einsetzbar.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsvorrichtung anzugeben, die dem Fahrer eines Kraftfahrzeugs mit Handschaltgetriebe ein Anfahren ohne Betätigung eines Kupplungspedals ermöglicht und die zeitgleich in der Lage ist, hohe Motordrehmomente zu übertragen.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kupplungsvorrichtung für ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 1 mit einem Vorsteuerdrehmomentübertragungsweg, der eine im eingerückten Zustand ein Vorsteuerdrehmoment übertragende erste Reibungskupplung und eine Fliehkraftkupplung, die mit der ersten Reibungskupplung zur Übertragung des Vorsteuerdrehmoments in Reihe geschaltet ist, aufweist, und einem Hauptdrehmomentübertragungsweg, der eine im eingerückten Zustand ein Hauptdrehmoment übertragende zweite Reibungskupplung aufweist, wobei der Vorsteuerdrehmomentübertragungsweg mit dem Hauptdrehmomentübertragungsweg parallel geschaltet ist. Somit liegt im Vorsteuerdrehmomentübertragungsweg, in dem die Fliehkraftkupplung angeordnet ist, nur ein Bruchteil des gesamten Antriebsdrehmoments, vorzugsweise das Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs, an. Um das erforderliche Drehmoment zu übertragen, kann die Fliehkraftkupplung daher hinreichend klein ausgebildet sein bzw. Fliehgewichte von geringer Masse aufweisen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Die erste Reibungskupplung weist vorzugsweise zumindest eine Anpressplatte, zumindest eine Gegendruckplatte und zumindest eine in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte angeordnete Kupplungsscheibe auf. Wenn die Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte verspannt ist, erfolgte eine reibschlüssige Übertragung des Vorsteuerdrehmoments von der Eingangsseite der ersten Reibungskupplung zur Ausgangsseite der ersten Reibungskupplung. Die zweite Reibungskupplung weist vorzugsweise zumindest eine Anpressplatte, zumindest eine Gegendruckplatte und zumindest eine in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte angeordnete Kupplungsscheibe auf. Wenn die Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte verspannt ist, erfolgt eine reibschlüssige Übertragung des Hauptdrehmoments von der Eingangsseite der zweiten Reibungskupplung zur Ausgangsseite der zweiten Reibungskupplung. Beispielsweise kann das durch die zweite Reibungskupplung übertragbare Hauptdrehmoment um den Faktor 2, 3, 4, 5 oder auch um den Faktor 10 größer sein als das durch die erste Reibungskupplung übertragbare Vorsteuerdrehmoment.
Aufgrund des größeren zu übertragenden Drehmoments ist es von Vorteil, wenn die zweite Reibungskupplung in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung weiter außen angeordnet ist als die erste Reibungskupplung, in anderen Worten, wenn die erste Reibungskupplung in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung zwischen einer Zentralachse, um die zumindest Teile der Kupplungsvorrichtung drehbar angeordnet sind, und der zweiten Reibungskupplung angeordnet ist.
Die erste Reibungskupplung ist in axialer Richtung durch ein Hebelelement ein- und/oder ausrückbar. Durch eine auf das Hebelelement wirkende Aktoreinrichtung, die beispielsweise mit dem Kupplungspedal eines Kraftfahrzeugs verbunden ist, kann die erste Reibungskupplung eingerückt bzw. ausgerückt werden.
Vorzugsweise ist die erste Reibungskupplung als normal-eingerückte Reibungskupplung ausgebildet, d. h. befindet sich im eingerückten Zustand, wenn keine Betätigung durch die Aktoreinrichtung erfolgt. Das Hebelelement ist dabei vorzugsweise als Tellerfeder ausgebildet, wobei die Kraft der einrückenden Tellerfeder, die auf die Anpressplatte wirkt, im betätigungsfreien Zustand die Kraft von ausrückenden Blattfedern, die auf die Anpressplatte wirken, überwiegt. Bei der Betätigung wird die Tellerfeder durch die Aktoreinrichtung mit einer Kraft beaufschlagt, durch die die erste Reibungskupplung ausgerückt wird.
In Abhängigkeit von der verwendeten Aktoreinrichtung kann die erste Reibungskupplung jedoch auch als normal-ausgerückte Reibungskupplung ausgebildet sein. Das Hebelelement ist hierbei als Hebelfeder ausgebildet, wobei die Kraft der ausrückenden Blattfedern, die auf die Anpressplatte wirken, im betätigungsfreien Zustand die Kraft der Hebelfeder, die auf die Anpressplatte wirkt, überwiegt. Bei der Betätigung wird die Hebelfeder durch die Aktoreinrichtung mit einer Kraft beaufschlagt, durch die die erste Reibungskupplung ausgerückt wird.
Die erste Reibungskupplung kann gleichermaßen als gedrückte Reibungskupplung, d. h. als Reibungskupplung, bei der die Aktoreinrichtung eine drückende Kraft auf die Tellerfeder bzw. die Hebelfeder ausübt, oder als gezogene Reibungskupplung, d. h. als Reibungskupplung, bei der die Aktoreinrichtung eine ziehende Kraft auf die Tellerfeder bzw. die Hebelfeder ausübt, ausgebildet sein. Ferner kann die erste Reibungskupplung einerseits als Trockenkupplung und andererseits als Nasskupplung ausgebildet sein. Zum Ausgleich von Kupplungsverschleiß kann die erste Reibungskupplung mit der kraft- oder wegbasierten Verschleißnachstelleinrichtung versehen sein.
Vorzugsweise ist die zweite Reibungskupplung durch eine vorsteuerdrehmomenterzeugte Verdrehung einer Rampeneinrichtung zur Übertragung des Hauptdrehmoments einrückbar. Daher ist die zweite Reibungskupplung vorzugsweise als normal-ausgerückte Reibungskupplung ausgebildet. Hierbei überwiegt die Kraft von ausdrückenden Blattfedern, die auf die Anpressplatte wirken, im verdrehungsfreien Zustand, d. h. wenn das Vorsteuerdrehmoment nicht anliegt, die durch die Rampeneinrichtung aufbringbare Einrückkraft in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung. Die zweite Reibungskupplung kann einerseits als Trockenkupplung und andererseits als Nasskupplung ausgebildet sein. Zum Ausgleich von Kupplungsverschleiß kann die zweite Reibungskupplung mit einer kraft- oder wegbasierten Verschleißnachstelleinrichtung versehen sein.
Es ist von Vorteil, wenn die Rampeneinrichtung in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung zwischen einem Kupplungskorb und einer Anpressplatte der zweiten Reibungskupplung angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Kupplungskorb drehfest mit einer Gegendruckplatte der ersten Reibungskupplung ausgebildet, sodass der Kupplungskorb der ersten Reibungskupplung zugeordnet werden kann. Die Blattfedern, durch die die Anpressplatte in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung von der Gegendruckplatte weg vorgespannt ist, sind vorzugsweise am Kupplungskorb befestigt bzw. aufgehängt.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Rampe der Rampeneinrichtung durch ein Rampenlager verdrehbar zu einem/dem Kupplungskorb gelagert. Bei dem Rampenlager handelt es sich vorzugsweise um ein Axiallager, beispielsweise um ein Nadellager. Vorzugsweise ist der Kupplungskorb drehfest mit einer Gegendruckplatte der ersten Reibungskupplung ausgebildet. Eine/die Anpressplatte der zweiten Reibungskupplung weist zumindest eine Gegenrampe der Rampeneinrichtung auf. Die Gegenrampe ist vorzugsweise einteilig mit der Anpressplatte ausgebildet. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Gegenrampe an einer von der Kupplungsscheibe der zweiten Reibungskupplung wegweisenden Seite der Anpressplatte ausgebildet ist. Die Rampe und die Gegenrampe sind unter Änderung ihres Axialabstands zueinander verdrehbar. Hierbei ist es möglich, dass die Rampe und die Gegenrampe direkt aufeinander gleiten. Vorzugsweise sind zwischen der Rampe und der Gegenrampe jedoch Wälzkörper, insbesondere Kugeln, angeordnet, um die für die relative Verdrehung zu überwindende Reibkräfte zu verringern.
Vorzugsweise weist die Fliehkraftkupplung zumindest ein in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung verlagerbares Fliehgewicht auf, das unter Fliehkrafteinwirkung mit einem/dem Kupplungskorb in Anlage bringbar ist. Das oder die Fliehgewichte können beispielsweise als Ringsegmente ausgebildet sein, können jedoch auch als Klappen ausgebildet sein. Die Fliehgewichte sind insbesondere mit einer Innenwand des Kupplungskorbs zur Übertragung des Vorsteuerdrehmoments in Anlage bringbar. Der Kupplungskorb ist vorzugsweise drehfest mit einer Gegendruckplatte der Reibungskupplung ausgebildet.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Fliehkraftkupplung zumindest ein entgegen der Fliehkraft wirkendes Rückholelement auf, das zwischen dem Fliehgewicht und einer/der verdrehbaren Rampeneinrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Rückholelement als Zugfeder ausgebildet. Vorzugsweise ist das Rückholelement an der kupplungskorbseitigen Rampe der Rampeneinrichtung befestigt. Alternativ kann das Rückholelement zwischen dem Kupplungskorb und dem Fliehgewicht angeordnet sein. In diesem Fall ist das Rückholelement vorzugsweise als Druckfeder ausgebildet.
Vorzugsweise ist eine Kupplungsscheibe der ersten Reibungskupplung drehfest mit einer ausgangsseitigen Getriebeeingangswelle verbunden. Alternativ oder zusätzlich ist eine Kupplungsscheibe der zweiten Reibungskupplung drehfest mit einer/der ausgangsseitigen Getriebeeingangswelle verbunden. Die Getriebeeingangswelle erstreckt sich in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung und definiert die Zentralachse der Kupplungsvorrichtung. Jede der Kupplungsscheiben weist vorzugsweise zumindest einen Reibbelag auf.
In Abhängigkeit vom zu übertragenden Drehmoment ist in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung zwischen dem Reibbelag und der Getriebeeingangswelle ein Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet. Aufgrund des größeren zu übertragenden Drehmoments ist daher insbesondere ein Torsionsschwingungsdämpfer zwischen dem Reibbelag der Kupplungsscheibe der zweiten Reibungskupplung und der Getriebeeingangswelle angeordnet. Jedoch ist es auch möglich, einen Torsionsschwingungsdämpfer für die Kupplungsscheibe der ersten Reibungskupplung vorzusehen.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Fliehgewicht der Fliehkraftkupplung in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung zwischen einer auf der Eingangsseite der zweiten Reibungskupplung vorgesehenen Hohlwelle und dem Kupplungskorb angeordnet. Die Hohlwelle ist drehfest, vorzugsweise einteilig, mit einer eingangsseitigen Schwungmasse der Kupplungsvorrichtung ausgebildet. Die Gegendruckplatte der zweiten Reibungskupplung kann als separates, zur Schwungmasse verdrehbares Bauteil ausgebildet sein, kann jedoch auch durch die Schwungmasse selbst ausgebildet sein. Im letztgenannten Fall ermöglicht vorzugsweise eine Zwischenanpressplatte, die auf Seiten der Gegendruckplatte/Schwungmasse mit einer Reibfläche versehen ist, und gegen die Gegendruckplatte/Schwungmasse vorgespannt ist, eine Vergrößerung des übertragbaren Hauptdrehmoments.
Die Fliehkraftkupplung weist vorzugsweise zumindest ein. entgegen der Fliehkraft wirkendes Rückholelement auf, das zwischen dem Fliehgewicht und der Hohlwelle angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Rückholelement als Zugfeder ausgebildet und an der Hohlwelle befestigt. Alternativ ist das Rückholelement zwischen dem Kupplungskorb und dem Fliehgewicht angeordnet. In diesem Fall ist das Rückholelement vorzugsweise als Druckfeder ausgebildet.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Kupplungsscheibe der zweiten Reibungskupplung drehfest mit der Hohlwelle verbunden. Die zweite Reibungskupplung ist vorzugsweise in radialer Richtung der Kupplungsvorrichtung innerhalb der Hohlwelle, d. h. zwischen der Hohlwelle und der Zentralachse, angeordnet.
Weiterhin vorzugsweise ist eine/die Anpressplatte der zweiten Reibungskupplung drehfest mit einer ausgangsseitigen Getriebeeingangswelle verbunden. Die Getriebeeingangswelle erstreckt sich in axialer Richtung der Kupplungsvorrichtung und definiert die Zentralachse der Kupplungsvorrichtung.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:
1a einen Halbschnitt durch ein ersten Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung,
1b eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Kupplungsvorrichtung aus 1a,
2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Kupplungsvorrichtung,
3a einen Halbschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel der Kupplungsvorrichtung,
3b eine schematische Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels der Kupplungsvorrichtung aus 3a,
4 einen Halbschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiels der Kupplungsvorrichtung, und
5 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels der Kupplungsvorrichtung.
Die 1 bis 5 betreffen verschiedene Ausführungsbeispiele einer Kupplungsvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung nicht als erfindungswesentlich gekennzeichnet sind, sind als optional zu verstehen. Daher betrifft die nachfolgende Beschreibung auch weitere Ausführungsbeispiele der Kupplungsvorrichtung, die Teilkombinationen der im Folgenden zu erläuternden Merkmale aufweisen.
In den 1a und 1b ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung 1a dargestellt. Auf der linken Seite von 1a ist eine Getriebeeingangswelle 35 dargestellt, die sich in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1a erstreckt. Die Getriebeeingangswelle 35 ist drehbar um eine Zentralachse Z der Kupplungsvorrichtung 1a gelagert und definiert die Ausgangsseite bzw. die Abtriebsseite 34 der Kupplungsvorrichtung 1a.
Im oberen Bereich der 1a ist rechts von der Getriebeeingangswelle 35 eine erste Reibungskupplung 2 dargestellt. Die erste Reibungskupplung 2 wird nachfolgend auch als Vorsteuerkupplung bezeichnet. Weiter rechts sind im oberen Bereich der 1a eine Rampeneinrichtung 11 sowie eine Fliehkraftkupplung 16 angeordnet. Im unteren Bereich der 1a ist rechts von der Getriebeeingangswelle 35 eine zweite Reibungskupplung 20 mit einer Schwungmasse 27 dargestellt. Die zweite Reibungskupplung 20 wird nachfolgend auch als Hauptkupplung bezeichnet. Die Schwungmasse 27 der zweiten Reibungskupplung 20 definiert eine Eingangsseite bzw. die Antriebsseite 33 der Kupplungsvorrichtung 1a.
Die zweite Reibungskupplung 20 weist zumindest eine Anpressplatte 21, zumindest eine Gegendruckplatte 26 und zumindest eine in axialer Richtung A zwischen der Anpressplatte 21 und der Gegendruckplatte 26 angeordnete Kupplungsscheibe 23 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Gegendruckplatte 26 einteilig mit der eingangsseitigen Schwungmasse 27 ausgebildet. Damit die Gegendruckplatte 26 relativ zur Getriebeeingangswelle 35 verdrehbar ist, stützt sich die Gegendruckplatte 26 über ein Lager 37, das vorzugsweise als Wälzlager ausgebildet ist, an der Getriebeeingangswelle 35 ab.
Die Anpressplatte 21 ist bezüglich der Gegendruckplatte 26 bzw. der Schwungmasse 27 drehfest gelagert und in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1a begrenzt verlagerbar. Insbesondere ist die Anpressplatte 21 mittels mehrerer Blattfedern 22 an der Gegendruckplatte 26 oder der Schwungmasse 27 befestigt und von der Gegendruckplatte 26 weg, d. h. mit Bezug auf 1a nach oben, vorgespannt. Die zweite Reibungskupplung 20 ist als normal-ausgerückte Reibungskupplung ausgebildet und kann durch Verdrehung der Rampeneinrichtung 11, auf die nachfolgend eingegangen wird, entgegen der Wirkung. der Blattfedern 22 in axialer Richtung A eingerückt werden.
Die Kupplungsscheibe 23 ist drehfest mit der Getriebeeingangswelle 35 verbunden und weist in ihrem radialen Außenbereich ein oder mehrere Reibbeläge 25 auf. Über die Reibbeläge 25 ist die Kupplungsscheibe 23 reibschlüssig zwischen der Anpressplatte 21 und der Gegendruckplatte 26 klemmbar. In radialer Richtung R zwischen der Getriebeeingangswelle 35 bzw. der durch die Getriebeeingangswelle 35 definierten Zentralachse Z und den Reibbelägen 25 weist die Kupplungsscheibe 23 einen Torsionsschwingungsdämpfer 24 auf.
Da aufgrund des Reibschlusses sowohl die Reibflächen der Anpressplatte 21 und der Gegendruckplatte 26 als auch die Reibbeläge 25 der Kupplungsscheibe 23 einem Verschleiß unterworfen sind, muss über die Lebensdauer der zweiten Reibungskupplung 20 die Anpressplatte 21 immer näher an die Gegendruckplatte 26 heranbewegt werden, um die Abnahme der Stärke der Reibflächen und der Dicke der Reibbeläge 25 in axialer Richtung A zu kompensieren und den Reibschluss herstellen bzw. die zweite Reibungskupplung 20 einrücken zu können. Hierzu ist in der zweiten Reibungskupplung 20, insbesondere im Hinblick auch auf das im Vergleich zur ersten Reibungskupplung 2 deutlich größere zu übertragende Drehmoment, vorzugsweise eine nicht dargestellte, kraft- oder wegbasierte Verschleißnachstelleinrichtung vorgesehen.
Wenn die zweite Reibungskupplung 20 unter Verdrehung der Rampeneinrichtung 11 eingerückt wird, wird das Hauptdrehmoment der Kupplungsvorrichtung 1a von der eingangsseitigen Schwungmasse 27/der Gegendruckplatte 26 und der Anpressplatte 21 auf die Kupplungsscheibe 23 übertragen. Über den Torsionsschwingungsdämpfer 24 wird das Hauptdrehmoment von der Kupplungsscheibe 23 auf die drehfest mit der Kupplungsscheibe 23 verbundene, ausgangsseitige Getriebeeingangswelle 35 übertragen. Der Hauptdrehmomentübertragungsweg der Kupplungsvorrichtung 1a ist ferner im unteren Bereich der 1b schematisch dargestellt.
Die Rampeneinrichtung 11 ist vorzugsweise im Wesentlichen ringförmig ausgebildet. Ein erster Ring der Rampeneinrichtung 11 weist eine, vorzugsweise mehrere Rampen 13 auf, während ein zweiter Ring der Rampeneinrichtung 11 eine entsprechende Anzahl, d. h. eine, vorzugsweise mehrere Gegenrampen 15 aufweist. Die Gegenrampe 15 ist vorzugsweise auf der Rückseite, d. h. auf der der Kupplungsscheibe 23 abgewandten Seite, der Anpressplatte 21 ausgebildet und insbesondere vorzugsweise einteilig mit der Anpressplatte 21 ausgebildet. Jedoch kann die Gegenrampe 15 auch als separates Bauteil ausgebildet sein. Die Rampe 13 stützt sich über ein Rampenlager 12 an einem Kupplungskorb 10 verdrehbar ab. Das Rampenlager 12 ist vorzugsweise als Axiallager, insbesondere vorzugsweise als Nadellager, ausgebildet.
Sowohl die Rampe 13 als auch die Gegenrampe 15 sind vorzugsweise als Rampenringe, die zueinander verdrehbar sind, ausgebildet. In axialer Richtung A zwischen der Rampe 13 und der Gegenrampe 15 sind zur Verringerung der bei der Verdrehung zu überwindenden Reibkräfte Wälzkörper, insbesondere Kugeln 14, angeordnet.
Die Rampeneinrichtung 11 ist in axialer Richtung A zwischen dem Kopplungskorb 10 und der Anpressplatte 21 der zweiten Reibungskupplung 20 angeordnet. Durch eine relative Verdrehung zwischen der Rampe 13 und der Gegenrampe 15 verändert sich der Axialabstand der Rampe 13 und der Gegenrampe 15 bzw. der Axialabstand des Kupplungskorbs 10 und der Gegenrampe 15.
Über die Rampeneinrichtung 11 wird das eingangsseitige Drehmoment der Kupplungsvorrichtung 1a in das über die zweite Reibungskupplung 20 zu übertragende Hauptdrehmoment und in das über die Fliehkraftkupplung 16 und die erste Reibungskupplung 2 zu übertragende Vorsteuerdrehmoment aufgeteilt. Durch eine vorsteuerdrehmomenterzeugte Verdrehung der Rampeneinrichtung 11 ist die zweite Reibungskupplung 20 zur Übertragung des Hauptdrehmoments über den Hauptdrehmomentübertragungsweg einrückbar.
In radialer Richtung R außerhalb der Rampeneinrichtung 11 ist die bereits zuvor erwähnte Fliehkraftkupplung 16 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Fliehkraftkupplung 16 mehrere in radialer Richtung R verlagerbare Fliehgewichte 17 auf, die über Rückholelemente 18 an der vorzugsweise ringförmig ausgebildeten Rampe 13 befestigt sind. Die Rückholelemente 18 sind beispielsweise als Zugfedern ausgebildet, um die unter Fliehkrafteinwirkung bei höheren Drehzahlen in radialer Richtung R nach außen verlagerten Fliehgewichte 17 bei kleineren Drehzahlen wieder in ihre Ursprungslage zurückzubewegen. Die Fliehgewichte 17 können als Ringsegmente ausgebildet sein, können aber auch als Klappen ausgebildet sein.
Zur Übertragung des Vorsteuerdrehmoments sind die Fliehgewichte 17 unter Fliehkrafteinwirkung bei höheren Drehzahlen in Anlage mit dem Kupplungskorb 10 bringbar. Hierzu ist insbesondere an der radialen Innenwand des Kupplungskorbs 10 ein Anlagebereich 19 ausgebildet, mit dem die Fliehgewichte 17 in Anlage bringbar sind. Abhängig von der Fliehkraft, d. h. von der Eingangsdrehzahl der Kupplungsvorrichtung 1a steigt das durch die Fliehkraftkupplung 16 übertragbare Drehmoment bei hohen Drehzahlen an und sinkt bei niedrigeren Drehzahlen ab bis die Fliehkraftkupplung 16 unterhalb einer Grenzdrehzahl komplett trennt, sodass kein Vorsteuerdrehmoment mehr übertragen werden kann. Idealerweise ist diese Grenzdrehzahl geringfügig oberhalb der Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors anzusetzen, der den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs antreibt, in dem die Kupplungsvorrichtung 1a vorgesehen ist.
Obwohl dies in 1a nicht dargestellt ist, ist es auch möglich, dass die Rückholelemente 18 in radialer Richtung R zwischen dem Kupplungskorb 10 und den Fliehgewichten 17 angeordnet sind. In diesem Fall sind die Rückholelemente 18 beispielsweise als Druckfedern ausgebildet.
Neben dem Anlagebereich 19 für die Fliehgewichte 17 der Fliehkraftkupplung 16 und der Befestigung des Rampenlagers 12 weist der Kupplungskorb 10 eine Abstützeinrichtung für ein Hebelelement 3 auf, durch das die erste Reibungskupplung 2 in axialer Richtung A ein- und/oder ausrückbar ist. Über ein Lager 36 ist der Kupplungskorb 10 verdrehbar zur Getriebeeingangswelle 35 auf der Abtriebsseite 34 der Kupplungsvorrichtung 1a gelagert und stützt sich an der Getriebeeingangswelle 35 ab.
Eine Gegendruckplatte 9 der ersten Reibungskupplung 2 ist zumindest drehfest mit dem Kupplungskorb 10 verbunden und insbesondere einteilig mit dem Kupplungskorb 10 ausgebildet. Durch einen Axialabschnitt des Kupplungskorbs 10 ist die Gegendruckplatte 9 bzw. die gesamte erste Reibungskupplung 2 in radialer Richtung R von der Rampeneinrichtung 11 und der Fliehkraftkupplung 16 getrennt. In radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1a ist die Rampeneinrichtung 11 zwischen der weiter innen angeordneten ersten Reibungskupplung 2 und der weiter außen angeordneten Fliehkraftkupplung 16 vorgesehen. Die erste Reibungskupplung 2 ist in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1a zwischen der Zentralachse Z bzw. der abtriebsseitigen Getriebeeingangswelle 35 und der weiter außen liegenden Rampeneinrichtung 11 bzw. dem die erste Reibungskupplung 2 und die Rampeneinrichtung 11 trennenden Axialabschnitt des Kupplungskorbs 10 angeordnet.
Neben dem der ersten Reibungskupplung 2 zuzuordnenden Hebelelement 3 und der Gegendruckplatte 9 weist die erste Reibungskupplung 2 ferner zumindest eine Anpressplatte 5 und zumindest eine in axialer Richtung A zwischen der Anpressplatte 5 und der Gegendruckplatte 9 angeordnete Kupplungsscheibe 7 auf. Die Anpressplatte 5 ist mit der Gegendruckplatte 9 bzw. dem Kupplungskorb 10 drehfest verbunden und in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1a begrenzt verlagerbar. Insbesondere ist die Anpressplatte 5 mittels mehrerer Blattfedern 6 drehfest an der Gegendruckplatte 9 oder am Kupplungsgehäuse 10 befestigt und von der Gegendruckplatte 9, d. h. mit Bezug auf 1a nach oben, vorgespannt.
Das Hebelelement 3 der ersten Reibungskupplung 2 ist kupplungskorbseitig abgestützt und an seinen in radialer Richtung R innenliegenden Hebelelementspitzen 4 durch eine nicht dargestellte Aktoreinrichtung betätigbar. Das Hebelelement 3 ist vorzugsweise als Tellerfeder für eine normal-eingerückte, in 1a dargestellte erste Reibungskupplung 2 ausgebildet. Bei der normal-eingerückten ersten Reibungskupplung 2 überwiegt die wirksame Kraft des als Tellerfeder ausgebildeten Hebelelements 3 die Gegenkraft der Blattfedern 6. Dementsprechend führt eine Betätigung der Tellerfeder, genauer gesagt der als Tellerfederspitzen ausgebildeten Hebelelementspitzen 4, durch die Aktoreinrichtung zum Umschnappen bzw. Verkippen der Tellerfedern und damit zum Ausrücken der ersten Reibungskupplung 2, d. h. zum Abhub der Anpressplatte 5 und zur Entfernung der Anpressplatte 5 von der Gegendruckplatte 9.
Abhängig von der Ausbildung der Aktoreinrichtung ist es auch möglich, dass das Hebelelement 3 als Hebelfeder für eine normal-ausgerückte Reibungskupplung ausgebildet ist. Bei der normal-ausgerückten Reibungskupplung überwiegt die Gegenkraft der Blattfedern die wirksame Kraft des als Hebelfeder ausgebildeten Hebelelements 3. Eine Betätigung der Hebelfeder durch die Aktoreinrichtung führt dementsprechend zum Einrücken der Reibungskupplung.
Die Kupplungsscheibe 7 weist in ihrem radialen Außenbereich zumindest einen Reibbelag 8 auf. In ihrem radialen Innenbereich ist die Kupplungsscheibe 7 drehfest mit der auf der Abtriebsseite 34 der Kupplungsvorrichtung 1a angeordneten Getriebeeingangswelle 35 verbunden. Da aufgrund des Reibschlusses sowohl die Reibflächen der Anpressplatte 5 und der Gegendruckplatte 9 als auch die Reibbeläge 8 der Kupplungsscheibe 7 einem Verschleiß unterworfen sind, muss über die Lebensdauer der ersten Reibungskupplung 2 die Anpressplatte 5 immer näher an die Gegendruckplatte 9 heranbewegt werden, um die Abnahme der Stärke der Reibflächen und der Dicke der Reibbeläge 8 in axialer Richtung A zu kompensieren und den Reibschluss herstellen bzw. die erste Reibungskupplung 2 einrücken zu können. Hierzu ist in der ersten Reibungskupplung 2 vorzugsweise eine nicht dargestellte weg- oder kraftbasierte Verschleißnachstelleinrichtung vorgesehen.
Zusammenfassend ist parallel zum Hauptdrehmomentübertragungsweg, der die zweite Reibungskupplung 20 bzw. die Hauptkupplung beinhaltet, der Vorsteuerdrehmomentübertragungsweg geschaltet. Beginnend bei der eingangsseitigen Rampeneinrichtung 11 ist das Vorsteuerdrehmoment in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kupplungsvorrichtung 1a bei Überschreiten der Grenzdrehzahl teilweise, und bei weiterem Erhöhen der Drehzahl komplett, über die Fliehkraftkupplung 16 auf den Kupplungskorb 10 übertragbar. Vom Kupplungskorb 10 ist das Vorsteuerdrehmoment über die Gegendruckplatte 9 und die Anpressplatte 5 der ersten Reibungskupplung 2 im eingerückten Zustand der ersten Reibungskupplung 2 auf die Kupplungsscheibe 7 übertragbar. Von der Kupplungsscheibe 7 ist das Vorsteuerdrehmoment auf die drehfest mit der Kupplungsscheibe 7 verbundene, abtriebsseitige Getriebeeingangswelle 35 übertragbar. Der Vorsteuerdrehmomentübertragungsweg ist im oberen und rechten Bereich der 1b schematisch dargestellt.
Nachfolgend wird die Funktion der Kupplungsvorrichtung 1a beim Anfahren, beim Gangwechsel und im Schubbetrieb näher erläutert.
Beim Anfahren des Kraftfahrzeugs dreht der auf der Antriebsseite 33 der Kupplungsvorrichtung 1a am Antriebsstrang angeflanschte Verbrennungsmotor mit seiner Leerlaufdrehzahl. Das auf der Abtriebsseite 34 der Kupplungsvorrichtung 1a an der Getriebeeingangswelle 35 vorgesehene Getriebe befindet sich im Leerlauf. Die als Vorsteuerkupplung ausgebildete erste Reibungskupplung 2 befindet sich in ihrem eingerückten Zustand, da der Fahrer das Kupplungspedal nicht betätigt.
Da die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors kleiner als die Grenzdrehzahl ist, ab der die Fliehkraftkupplung 16 durch Anlage der Fliehgewichte 17 am Anlagebereich 19 des Kupplungskorbs 10 Drehmoment überträgt, ist die Fliehkraftkupplung 16 geöffnet. Durch die geöffnete Fliehkraftkupplung 16 wird unterhalb der Grenzdrehzahl kein Drehmoment über den parallel zum Hauptdrehmomentübertragungsweg geschalteten Vorsteuerdrehmomentübertragungsweg übertragen.
Da über den Vorsteuerdrehmomentübertragungsweg kein Drehmoment übertragen wird, kann sich auch die Rampeneinrichtung 11 nicht verdrehen, genauer gesagt, können sich auch die Rampen 13 und die Gegenrampen 15 nicht relativ zueinander verdrehen, sodass die als Hauptkupplung ausgebildete zweite Reibungskupplung 20 in ihrem normal-ausgerückten Zustand verbleibt, und über den Hauptdrehmomentübertragungsweg ebenfalls kein Drehmoment von der Antriebsseite 33 der Kupplungsvorrichtung 1a auf die abtriebsseitig angeordnete Getriebeeingangswelle 35 übertragen wird. Folglich ist das abtriebsseitig angeordnete Getriebe lastfrei, da weder Vorsteuerdrehmoment noch Hauptdrehmoment durch die Kupplungsvorrichtung 1a übertragen wird. Somit kann der Fahrer einen Gang ohne Betätigung des Kupplungspedals einlegen.
Nachdem der Fahrer den ersten Gang ohne Betätigung des Kupplungspedals eingelegt hat, betätigt er das Gaspedal, wodurch die Drehzahl des Verbrennungsmotors ansteigt.
Durch den Anstieg der Motordrehzahl erhöht sich in der Kupplungsvorrichtung 1a die Drehzahl der Schwungmasse 27 bzw. der Gegendruckplatte 26 und der Anpressplatte 21 der Hauptkupplung 20, die Drehzahl der gesamten Rampeneinrichtung 11 und die Drehzahl der Fliehkraftkupplung 16. Bei Überschreiten der Grenzdrehzahl der Fliehkraftkupplung 16 werden die Fliehgewichte 17 soweit in radialer Richtung R nach außen verschoben, dass sie mit dem Anlagebereich 19 des Kupplungskorbs 10 in Anlage gelangen. Durch diese Anlage wird ein mit steigender Motordrehzahl steigendes Vorsteuerdrehmoment auf den Kupplungskorb 10 und von dort über die eingerückte Vorsteuerkupplung 2 auf die Getriebeeingangswelle 35 übertragen.
Da sich der gesamte abtriebsseitige Antriebsstrang im Stillstand befindet, während die Fliehkraftkupplung 16 sich dreht, erfolgt eine Verdrehung der fliehkraftkupplungsseitigen Rampen 13 zu den hauptkupplungsseitigen Gegenrampen 15. Durch diese Verdrehung vergrößert sich der Axialabstand zwischen den Rampen 13 und den Gegenrampen 15, wodurch die Hauptkupplung 20 progressiv eingerückt wird.
Infolgedessen rollt das Kraftfahrzeug mit schleifender Hauptkupplung 20 an. Der Einrückvorgang der Hauptkupplung 20 nimmt progressiv zu, je weiter die Motordrehzahl erhöht wird, bis die Fliehkraftkupplung 16 das komplette Vorsteuerdrehmoment überträgt. Ab diesem Zeitpunkt sind die fliehkraftkupplungsseitigen Rampen 13 und die anpressplattenseitigen Gegenrampen 15 der Rampeneinrichtung 11 maximal zueinander verdreht und in axialer Richtung A maximal voneinander beabstandet. Infolgedessen ist die Hauptkupplung 20 vollständig eingerückt und überträgt das komplette Hauptdrehmoment auf die abtriebsseitige Getriebeeingangswelle 35. Der Anfahrvorgang des Kraftfahrzeugs ohne fahrerseitige Betätigung des Kupplungspedals ist damit abgeschlossen.
Um während der Fahrt einen Gang zu wechseln, tritt der Fahrer das Kupplungspedal wie bei einer konventionellen Kupplung.
Durch die Betätigung des Kupplungspedals rückt die Aktoreinrichtung die Vorsteuerkupplung 2 aus, sodass kein Vorsteuerdrehmoment mehr übertragen wird. Da der Kupplungskorb 10 somit drehmomentfrei ist, fehlt das die fliehkraftkupplungsseitigen Rampen 13 abstützende Drehmoment, sodass unter Einwirkung der Blattfedern 22 der Hauptkupplung 20 die Hauptkupplung 20 ausgerückt wird, indem die relative Verdrehung der fliehkraftkupplungsseitigen Rampen 13 zu den anpressplattenseitigen Gegenrampen 15 rückgängig gemacht wird und sich der Axialabstand zwischen den Rampen 13 und den Gegenrampen 15 verringert. Da der Reibschluss zwischen der Anpressplatte 21 und der Kupplungsscheibe 23 sowie der Reibschluss zwischen der Gegendruckplatte 26 und der Kupplungsscheibe 23 der Hauptkupplung 20 aufgehoben ist, ist das auf der Abtriebsseite 34 der Kupplungsvorrichtung 1a angeordnete Getriebe lastfrei, wodurch der Fahrer den Gangwechsel vornehmen kann.
Nachdem der Gangwechsel erfolgt ist, lässt der Fahrer das Kupplungspedal wieder los, wodurch die Vorsteuerkupplung 2 eingerückt wird, das Vorsteuerdrehmoment über den Kupplungskorb 10 und die geschlossene Fliehkraftkupplung 16 zur Verdrehung der fliehkraftkupplungsseitigen Rampen 13 zu den anpressplattenseitigen Gegenrampen 15 übertragen wird, wodurch sich der Axialabstand zwischen den Rampen 13 und den Gegenrampen 15 erhöht und die Hauptkupplung 20 wieder eingerückt wird.
Wenn der Verbrennungsmotor als Motorbremse dienen soll, wird das Gaspedal nicht betätigt, sodass der Verbrennungsmotor sich im Schubbetrieb befindet. Ferner wird auch das Kupplungspedal nicht betätigt, sodass die Vorsteuerkupplung 2 eingerückt bleibt. Solange die Motordrehzahl oberhalb der Grenzdrehzahl ist, bleibt auch die Fliehkraftkupplung 16 geschlossen. Solange die Fliehkraftkupplung 16 geschlossen ist, sind unter Wirkung des Vorsteuerdrehmoments die fliehkraftkupplungsseitigen Rampen 13 und die anpressplattenseitigen Gegenrampen 15 maximal zueinander verdreht, wodurch auch die Hauptkupplung 20 geschlossen bleibt, sodass der Verbrennungsmotor im Schubbetrieb als Motorbremse dienen kann.
Mit Bezug auf die 2 bis 5 werden nachfolgend weitere Ausführungsbeispiele der Kupplungsvorrichtung beschrieben, wobei nur auf die Unterschiede zur in den 1a und 1b dargestellten Kupplungsvorrichtung 1a bzw. zu den vorangegangenen Kupplungsvorrichtungen eingegangen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
Die in 2 schematisch dargestellte Kupplungsvorrichtung 1b unterscheidet sich von der in den 1a und 1b dargestellten Kupplungsvorrichtung 1a dadurch, dass im Vorsteuerdrehmomentübertragungsweg die Fliehkraftkupplung 16 und die als Vorsteuerkupplung ausgebildete erste Reibungskupplung 2 vertauscht sind. Genauer gesagt ist die Gegendruckplatte 9 der ersten Reibungskupplung 2 drehfest mit Rampen 13 der Rampeneinrichtung 11 eingangsseitig verbunden, während die Fliehgewichte 17 der Fliehkraftkupplung 16 am Kupplungskorb 10 aufgehängt sind und mit einem drehfest mit der abtriebsseitigen Getriebeeingangswelle 35 verbundenen Anlagebereich 19 und der Fliehkrafteinwirkung in Anlage bringbar sind.
Die in den 3a und 3b dargestellte Kupplungsvorrichtung 1c unterscheidet sich von der in den 1a und 1b dargestellten Kupplungsvorrichtung 1a dadurch, dass auf der Antriebsseite der Kupplungsvorrichtung 1c die Schwungmasse 27 nicht die Funktion der Gegendruckplatte 26 der zweiten Reibungskupplung 20 übernimmt. Vielmehr ist die Gegendruckplatte 26 der zweiten Reibungskupplung als separates Bauteil ausgebildet, das durch das Lager 37 bezüglich der Schwungmasse 27 verdrehbar gelagert ist. Ferner ist die Gegendruckplatte 26 der zweiten Reibungskupplung 20 durch das Lager 36 bezüglich des Kupplungskorbs 10 verdrehbar gelagert.
Eine Hohlwelle 28 ist zumindest drehfest mit der Schwungscheibe 27 verbunden und vorzugsweise einteilig mit der Schwungscheibe 27 ausgebildet. Die Hohlwelle 28 ist drehfest mit der Kupplungsscheibe 23 der zweiten Reibungskupplung 20 verbunden, die vorzugsweise in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1c innerhalb der Hohlwelle 28 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Kupplungsscheibe 23 in axialer Richtung A beweglich gelagert, beispielsweise durch eine Keilverzahnung zwischen der Kupplungsscheibe 23 und der Hohlwelle 28.
Ferner ist radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1c außerhalb der Hohlwelle 28 die Fliehkraftkupplung 16 vorgesehen und drehfest mit der Hohlwelle 28 verbunden. Die Fliehgewichte 17 der Fliehkraftkupplung 16 sind mit dem Anlagebereich 19 des Kupplungskorbs 10 zur Übertragung des Vorsteuerdrehmoments in Anlage bringbar. Somit sind die Fliehgewichte 17 der Fliehkraftkupplung 16 in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1c zwischen der auf der Eingangsseite der zweiten Reibungskupplung 20 vorgesehenen Hohlwelle 28 und dem Kupplungskorb 10 angeordnet.
Über die Blattfedern 22 ist die Anpressplatte 21 der zweiten Reibungskupplung 20 mit der Gegendruckplatte 26, und über die Gegendruckplatte 26 mit der ausgangsseitigen Getriebeeingangswelle 35, drehfest verbunden. Die verdrehbare Rampeneinrichtung 11 ist auf der Rückseite der Anpressplatte 21 angeordnet bzw. ausgebildet, wobei die Gegenrampen 15 anpressplattenseitig angeordnet sind. Die Rampen 13 der Rampeneinrichtung 11 sind drehfest mit der Kupplungsscheibe 7 der als Vorsteuerkupplung ausgebildeten ersten Reibungskupplung 2 verbunden. Die Anpressplatte 5 und die Gegendruckplatte 9 der ersten Reibungskupplung 2 sind zumindest drehfest mit dem Kupplungskorb 10 verbunden.
Vorzugsweise ist die Gegendruckplatte 9 einteilig mit dem Kupplungskorb 10 ausgebildet, da das durch die erste Reibungskupplung 2 zu übertragende Vorsteuerdrehmoment im Vergleich zum durch die zweite Reibungskupplung 20 zu übertragenden Hauptdrehmoment gering ist und nur zu einer geringen Erwärmung des großflächigen, einteilig ausgebildeten Kupplungskorbs 10 führt. Insbesondere ist die Anpressplatte 5 der ersten Reibungskupplung 2 über die Blattfedern 6 drehfest mit dem Kupplungskorb 10 verbunden.
Die verdrehbare Rampeneinrichtung 11 ist in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1c vorzugsweise zwischen der ersten Reibungskupplung 2 und der zweiten Reibungskupplung 20 angeordnet.
Im Vorsteuerdrehmomentübertragungsweg ist das Vorsteuerdrehmoment von der eingangsseitig angeordneten Fliehkraftkupplung 16 auf den Kupplungskorb 10, und vom Kupplungskorb 10 über die eingerückte erste Reibungskupplung 2 auf die drehfest mit der Kupplungsscheibe 7 der ersten Reibungskupplung 2 verbundenen Rampen 13 der Rampeneinrichtung 11 zur Verdrehung der Rampeneinrichtung 11 und zum vorsteuerdrehmomenterzeugten Einrücken der zweiten Reibungskupplung 20 übertragbar.
Die in 4 dargestellte Kupplungsvorrichtung 1d unterscheidet sich von der in den 3a und 3b dargestellten Kupplungsvorrichtung 1c im Aufbau der als Hauptkupplung ausgebildeten zweiten Reibungskupplung 20 und in der Funktion der Schwungmasse 27.
In 4 dient die Schwungmasse 27 der zweiten Reibungskupplung 20 als Gegendruckplatte 26. Über die Hohlwelle 28 ist die Kupplungsscheibe 23 der zweiten Reibungskupplung 20 drehfest mit der Gegendruckplatte 26 bzw. der Schwungmasse 27 verbunden. Die Anpressplatte 21 der zweiten Reibungskupplung 20 ist über die Blattfedern 22 drehfest und in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1d vorspannbar mit einem Träger 30 verbunden. Der ausgangsseitig angeordnete Träger 30 ist drehfest mit der Getriebeeingangswelle 35 auf der Abtriebsseite 34 der Kupplungsvorrichtung 1d verbunden und bezüglich der Gegendruckplatte 26 bzw. der Schwungmasse 27 und bezüglich des Kupplungskorbs 10 durch das Lager 37 und das Lager 36 verdrehbar angeordnet.
Um das durch die zweite Reibungskupplung 20 übertragbare Hauptdrehmoment zu vergrößern, weist die zweite Reibungskupplung 20 eine Zwischenanpressplatte 29 auf, die in axialer Richtung A der Kupplungsvorrichtung 1d zwischen der Kupplungsscheibe 23 und der Gegendruckplatte 26 bzw. der Schwungmasse 27 angeordnet ist. Über Blattfedern 31 ist die Zwischenanpressplatte 29 vergleichbar zur Anpressplatte 21 und den Blattfedern 22 am Träger 30 befestigt. Auf der der Gegendruckplatte 26 bzw. der Schwungmasse 27 zugewandten Seite weist die Zwischenanpressplatte 29 eine Reibfläche 32 auf, die in Anlage mit der ins Innere der Kupplungsvorrichtung 1d weisenden Oberfläche der Gegendruckplatte 26 bzw. der Schwungmasse 27 bringbar ist.
Wenn sich unter Einwirkung des Vorsteuerdrehmoments die kupplungsscheibenseitigen Rampen 13 und die anpressplattenseitigen Gegenrampen 15 der Rampeneinrichtung 11 relativ zueinander verdrehen, wobei sich durch die Verdrehung der Axialabstand der Rampen 13 und der Gegenrampen 15 vergrößert, wird die zweite Reibungskupplung 20 eingerückt.
Beim Einrücken der zweiten Reibungskupplung 20 bewegt sich die Anpressplatte 21 auf die Gegendruckplatte 26 bzw. die Schwungmasse 27 zu, wobei nicht nur die mit der Hohlwelle 28 und damit mit der Gegendruckplatte 26 bzw. der Schwungmasse 27 drehfest verbundene Kupplungsscheibe 23 reibschlüssig geklemmt wird, sondern wobei auch die Zwischenanpressplatte 29 zwischen der Kupplungsscheibe 23 und der Gegendruckplatte 26 bzw. der Schwungmasse 27 reibschlüssig geklemmt wird. Insbesondere in diesem Fall ist es von Vorteil, wenn auch die Kupplungsscheibe 23 in axialer Richtung A beweglich mit der Hohlwelle 28 verbunden ist. Beispielsweise kann dies über eine Keilverzahnung erfolgen, um die Übertragung des Hauptdrehmoments von der Hohlwelle 28 auf die in axialer Richtung reibschlüssig geklemmte Kupplungsscheibe 23 zu ermöglichen.
Die in der 5 dargestellte Kupplungsvorrichtung 1e unterscheidet sich von den in den 3a bis 4 dargestellten Kupplungsvorrichtungen 1c, 1d durch die Anordnung der Fliehkraftkupplung 16 und der als Vorsteuerkupplung ausgebildeten ersten Reibungskupplung 2 im Vorsteuerdrehmomentübertragungsweg.
Im Vorsteuerübertragungsweg gemäß 5 ist die erste Reibungskupplung 2 eingangsseitig vorgesehen, d. h. an der Hohlwelle 28 vorgesehen. Hierzu kann entweder die Kupplungsscheibe 7 der ersten Reibungskupplung 2 drehfest mit der Hohlwelle 28 verbunden sein oder die Anpressplatte 5 und die Gegendruckplatte 9 der ersten Reibungskupplung 2 sind drehfest mit der Hohlwelle 28 verbunden. Im erstgenannten Fall sind die Anpressplatte 5 und die Gegendruckplatte 9 der ersten Reibungskupplung 2 drehfest mit dem Kupplungskorb 10 verbunden, während im zweitgenannten Fall die Kupplungsscheibe 7 der ersten Reibungskupplung 2 drehfest mit dem Kupplungskorb 10 verbunden ist.
In Drehmomentübertragungsrichtung ist die Fliehkraftkupplung 16 zwischen dem Kupplungskorb 10 und den Rampen 13 der Rampeneinrichtung 11 vorgesehen. Beispielsweise sind die Fliehgewichte 17 mittels ihrer Rückholelemente 18 drehfest in radialer Richtung R der Kupplungsvorrichtung 1e weiter innenliegenden Axialabschnitt des Kupplungskorbs 10 vorgesehen, um unter Fliehkrafteinwirkung mit einem in radialer Richtung R weiter außen liegenden Anlagebereich der Rampen 18 der Rampeneinrichtung 11 zur Übertragung des Vorsteuerdrehmoments in Anlage zu kommen.
Die vorangegangenen Ausführungsbeispiele betreffen eine Kupplungsvorrichtung 1a, 1b, 1c, 1d, 1e für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Vorsteuerdrehmomentübertragungsweg, der einen im eingerückten Zustand ein Vorsteuerdrehmoment übertragende erste Reibungskupplung 2 und eine Fliehkraftkupplung 16, die mit der ersten Reibungskupplung 2 zur Übertragung des Vorsteuerdrehmoments in Reihe geschaltet ist, aufweist, und einem Hauptdrehmomentübertragungsweg, der einem im eingerückten Zustand ein Hauptdrehmoment übertragende zweite Reibungskupplung 20 aufweist, wobei der Vorsteuerdrehmomentübertragungsweg mit dem Hauptdrehmomentübertragungsweg parallel geschaltet ist.
Bezugszeichenliste

1a: Kupplungsvorrichtung
1b: Kupplungsvorrichtung
1c: Kupplungsvorrichtung
1d: Kupplungsvorrichtung
1e: Kupplungsvorrichtung
2: erste Reibungskupplung (Vorsteuerkupplung)
3: Hebelelement
4: Hebelelementspitze
5: Anpressplatte
6: Blattfeder
7: Kupplungsscheibe
8: Reibbelag
9: Gegendruckplatte
10: Kupplungskorb
11: Rampeneinrichtung
12: Rampenlager
13: Rampe
14: Kugel
15: Gegenrampe
16: Fliehkraftkupplung
17: Fliehgewicht
18: Rückholelement
19: Anlagebereich
20: zweite Reibungskupplung (Hauptkupplung)
21: Anpressplatte
22: Blattfeder
23: Kupplungsscheibe
24: Torsionsschwingungsdämpfer
25: Reibbelag
26: Gegendruckplatte
27: Schwungmasse
28: Hohlwelle
29: Zwischenanpressplatte
30: Träger
31: Blattfeder
32: Reibfläche
33: Antriebsseite
34: Abtriebsseite
35: Getriebeeingangswelle
36: erstes Lager
37: zweites Lager
A: axiale Richtung
R: radiale Richtung
Z: Zentralachse

Claims

Kupplungsvorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Vorsteuerdrehmomentübertragungsweg, der eine im eingerückten Zustand ein Vorsteuerdrehmoment übertragende erste Reibungskupplung (2) und eine Fliehkraftkupplung (16), die mit der ersten Reibungskupplung (2) zur Übertragung des Vorsteuerdrehmoments in Reihe geschaltet ist, aufweist, und einem Hauptdrehmomentübertragungsweg, der eine im eingerückten Zustand ein Hauptdrehmoment übertragende zweite Reibungskupplung (20) aufweist, wobei der Vorsteuerdrehmomentübertragungsweg mit dem Hauptdrehmomentübertragungsweg parallel geschaltet ist.
Kupplungsvorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) nach Anspruch 1, wobei die zweite Reibungskupplung (20) durch eine vorsteuerdrehmomenterzeugte Verdrehung einer Rampeneinrichtung (11) zur Übertragung des Hauptdrehmoments einrückbar ist.
Kupplungsvorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) nach Anspruch 2, wobei die Rampeneinrichtung (11) in axialer Richtung (A) der Kupplungsvorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) zwischen einem Kupplungskorb (10), der vorzugsweise drehest mit einer Gegendruckplatte (9) der ersten Reibungskupplung (2) ausgebildet ist, und einer Anpressplatte (21) der zweiten Reibungskupplung (20) angeordnet ist.
Kupplungsvorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) nach Anspruch 2 oder 3, wobei zumindest eine Rampe (13) der Rampeneinrichtung (11) durch ein Rampenlager (12) verdrehbar zu einem/dem Kupplungskorb (10), der vorzugsweise drehest mit einer Gegendruckplatte (9) der ersten Reibungskupplung (2) ausgebildet ist, gelagert ist, eine/die Anpressplatte (21) der zweiten Reibungskupplung (20) zumindest eine Gegenrampe (15) der Rampeneinrichtung (11) aufweist, und die Rampe (13) und die jeweilige Gegenrampe (15) unter Änderung ihres Axialabstands zueinander verdrehbar sind.
Kupplungsvorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Fliehkraftkupplung (16) zumindest ein in radialer Richtung (R) der Kupplungsvorrichtung (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) verlagerbares Fliehgewicht (17) aufweist, das unter Fliehkrafteinwirkung mit einem/dem Kupplungskorb (10), der vorzugsweise drehest mit einer Gegendruckplatte (9) der ersten Reibungskupplung (2) ausgebildet ist, in Anlage bringbar ist.
Kupplungsvorrichtung (1a, 1b) nach Anspruch 5, wobei die Fliehkraftkupplung (16) zumindest ein entgegen der Fliehkraft wirkendes Rückholelement (18) aufweist, das zwischen dem Fliehgewicht (17) und einer/der verdrehbaren Rampeneinrichtung (11) angeordnet ist, oder das zwischen dem Kupplungskorb (10) und dem Fliehgewicht (17) angeordnet ist.
Kupplungsvorrichtung (1a, 1b) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Kupplungsscheibe (7) der ersten Reibungskupplung (2) und/oder eine Kupplungsscheibe (23) der zweiten Reibungskupplung (20) drehfest mit einer ausgangsseitigen Getriebeeingangswelle (35) verbunden sind/ist.
Kupplungsvorrichtung (1c, 1d, 1e) nach Anspruch 5, wobei das Fliehgewicht (17) der Fliehkraftkupplung (16) in radialer Richtung (R) der Kupplungsvorrichtung (1c, 1d, 1e) zwischen einer auf einer Eingangsseite der zweiten Reibungskupplung (20) vorgesehenen Hohlwelle (28) und dem Kupplungskorb (10) angeordnet ist.
Kupplungsvorrichtung (1c, 1d, 1e) nach Anspruch 8, wobei eine Kupplungsscheibe (23) der zweiten Reibungskupplung (20) drehfest mit der Hohlwelle (28) verbunden ist.
Kupplungsvorrichtung (1c, 1d, 1e) nach Anspruch 8 oder 9, wobei eine/die Anpressplatte (21) der zweiten Reibungskupplung (20) drehfest mit einer ausgangsseitigen Getriebeeingangswelle (35) verbunden ist.