DE102012008779A1

DE102012008779A1 - Kupplung

Info

Publication number: DE102012008779A1
Application number: DE102012008779A
Authority: DE
Inventors: Jörg Plogmann; Fabian Kolze; Michael Breitling
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-04-28
Filing date: 2012-04-28
Publication date: 2013-10-31
Also published as: CN103375500B; CN103375500A

Abstract

Kupplung (1), insbesondere für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise Mehrfachkupplung oder Doppelkupplung (2) für ein automatisches oder automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe, mit mindestens einer Reibkupplung (K1, K2), wobei die Reibkupplung (K1, K2) zum einen mit einer Motorwelle und zum anderen mit einer Getriebeeingangswelle verbindbar oder verbunden ist, wobei die Reibkupplung (K1, K2) ein Lamellenpaket (3, 4) mit mehreren Lamellen aufweist, wobei zwischen zumindest einigen Lamellen mindestens eine Spreizfeder (11) angeordnet ist, wobei das Lamellenpaket (3, 4) an einem Widerlager (17, 18) axial abgestützt ist und von einem Betätigungsmittel (23, 24) betätigbar ist. Das Auftreten von Schleppmomenten ist dadurch vermindert, dass das Widerlager (17, 18) und/oder das Betätigungsmittel (23, 24) einen ersten Druckbereich (27, 28, 29, 30) in radialer Höhe der Spreizfedern (11) aufweisen, wobei das Lamellenpaket (3, 4) funktional wirksam an dem ersten Druckbereich (27, 28, 29, 30) abgestützt oder abstützbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung, insbesondere für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise eine Mehrfachkupplung oder eine Doppelkupplung für ein automatisches oder automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe, mit mindestens einer Reibkupplung, wobei die Reibkupplung zum einen mit einer Motorwelle und zum anderen mit einer Getriebeeingangswelle verbindbar oder verbunden ist, wobei die Reibkupplung ein Lamellenpaket mit mehreren Lamellen aufweist, wobei zwischen zumindest einigen Lamellen jeweils mindestens eine Spreizfeder angeordnet ist, wobei das Lamellenpaket an einem Widerlager axial abgestützt ist und von einem Betätigungsmittel betätigbar ist.
Doppelkupplungen teilen das zu übertragende Drehmoment auf, nämlich insbesondere auf zwei verschiedene Getriebeeingangswellen eines Doppelkupplungsgetriebes. Die vorzugsweise mit der ersten Gangstufe der ersten Getriebeeingangswelle verbindbare oder verbundene erste Reibkupplung ist im Allgemeinen die thermisch höhere belastete Reibkupplung, weil diese Reibkupplung während des Anfahrens hier besonders entstehende Wärme abführen muss. Ein Drehmoment wird von der Motorwelle auf die beiden Reibkupplungen übertragen.
Die beiden Reibkupplungen weisen jeweils ein Lamellenpaket auf. Das Lamellenpaket weist Außenlamellen und Innenlamellen auf. Die Doppelkupplung weist zwei Betätigungskolben und mindestens einen Außenlamellenträger und vorzugsweise zwei Innenlamellenträger auf. Die beiden Reibkupplungen sind zum einen über den Außenlamellenträger mit der Motorwelle und zum anderen über jeweils einen der Innenlamellenträger mit jeweils einer der Getriebeeingangswellen verbindbar oder verbunden. Die Betätigungskolben sind axial verschiebbar angeordnet. Der Betätigungskolben dient als Betätigungsmittel. Als Widerlager kann eine Stützscheibe zur Abstützung des Lamellenpaketes dienen. Zum Rückstellen des Betätigungskolbens werden verschiedenen Bauformen von Federn verwendet. Zum einen ist bekannt, den Betätigungskolben mit außerhalb des Lamellenpaketes angeordneten Federanordnungen zur Rückstellung abzustützen.
Ferner ist es bekannt, Spreizfedern innerhalb des Lamellenpaketes, das heißt zwischen zumindest einigen Lamellen des Lamellenpaketes anzuordnen. Die Spreizfedern können auch eine Kolbenrückstellung bewirken.
Aus der DE 10 2009 057 353 A1 ist eine Lamellenkupplung mit einem ersten Lamellensatz und einem zweiten Lamellensatz bekannt. Der erste Lamellensatz ist mit einem ersten Lamellenträger verbunden und der zweite Lamellensatz ist drehfest mit einem zweiten Lamellenträger verbunden. Die beiden Lamellensätze sind in axialer Richtung wechselweise hintereinander angeordnet und können miteinander in Reibeingriff gebracht werden. Die Spreizfedern werden als Federeinrichtung zum Trennen der Lamellen verwendet. Die Spreizfedern sind für zumindest ein Lamellenpaar aus zwei benachbarten Lamellen des ersten Lamellensatzes vorgesehen. Mittels der Spreizfedern sind die beiden benachbarten Lamellen des Lamellenpaares bei geöffneter Lamellenkupplung unter Ausbildung eines Axialabstandes in axialer Richtung voneinander beabstandbar. Der Abstand ist größer als die Breite der dazwischen liegenden Lamellen des zweiten Lamellensatzes in axialer Richtung.
Die gattungsbildende Kupplung ist noch nicht optimal ausgebildet. Gegebenenfalls kann ein Schleppmoment zwischen den Lamellen auftreten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Auftreten von Schleppmomenten zu reduzieren.
Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun dadurch gelöst, dass das Widerlager und/oder das Betätigungsmittel einen ersten Druckbereich in radialer Höhe der Spreizfedern aufweisen, wobei das Lamellenpaket funktional wirksam an dem ersten Druckbereich abgestützt oder abstützbar ist. Dies hat den Vorteil, dass ein Tellern durch die Kraft der Spreizfedern vermieden wird. Hierdurch können die Spreizfedern hohe Kräfte erzeugen, um auch eine Kolbenrückstellung zu bewirken, ohne dass dies zu einem Tellern der Lamellen, insbesondere der beaufschlagten Außenlamellen führt. Das Lüftspiel zwischen den Lamellen ist hierdurch nicht reduziert. Ein erhöhtes Schleppmoment ist vermieden. Durch den ersten Druckbereich wird den Spreizfedern eine Drucklinie im Lamellenpaket bereitgestellt, so dass die federkraftbeaufschlagten Lamellen über die Spreizfedern funktional wirksam am Widerlager und am Betätigungsmittel abstützbar sind. Die Spreizfedern können insbesondere zwischen den Außenlamellen angeordnet sein. Die Spreizfedern sind radial außerhalb der Innenlamellen angeordnet. Der erste Druckbereich kann nun an dem Betätigungsmittel, beispielsweise einem Betätigungskolben, und einem Widerlager, beispielsweise einer entsprechenden Stützscheibe, in Höhe der Spreizfedern (in radialer Richtung gesehen) insbesondere außerhalb der Innenlamellen ausgebildet sein. Die eingangsgenannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Kupplung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 in einer schematischen, geschnittenen Detailansicht eine Doppelkupplung mit zwei Reibkupplungen.
In 1 ist eine Kupplung 1 insbesondere für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Die Kupplung 1 ist hier als eine Doppelkupplung 2 für ein nicht näher dargestelltes, automatisches oder automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe ausgebildet. Auch eine Ausbildung der Kupplung als Mehrfachkupplung ist denkbar.
Gut zu erkennen ist eine erste Reibkupplung K1 und eine zweite Reibkupplung K2. Die beiden Reibkupplungen K1 und K2 sind einerseits mit einer nicht im Einzelnen dargestellten Motorwelle verbindbar. Andererseits sind die erste und die zweite Reibkupplung K1 und K2 mit jeweils einer Getriebeeingangswelle (nicht näher dargestellt) des Doppelkupplungsgetriebes verbindbar. Die Reibkupplungen K1 und K2 sind als nasslaufende Reibkupplungen K1 und K2 ausgestaltet.
Die Reibkupplungen K1 und K2 weisen jeweils ein Lamellenpaket 3, 4 auf. Das Lamellenpaket 3 weist Innenlamellen 5 und Außenlamellen 6 auf. Das Lamellenpaket 4 weist Innenlamellen 7 und Außenlamellen 8 auf. Die Innenlamellen 5,7 und die Außenlamellen 6, 8 sind jeweils wechselweise eneinandergeschichtet. Die Außenlamellen 6,8 weisen eine Außenverzahnung 9 auf. Die Innenlamellen 5,7 weisen eine Innenverzahnung 10 auf. Die Außenlamellen 6,8 und/oder die Innenlamellen 5,7 können einen Reibbelag (nicht näher bezeichnet) aufweisen.
Zwischen zumindest einigen Lamellen, vzw. zwischen allen relevanten Lamellen ist mindestens eine Spreizfeder 11 angeordnet. In der dargestellten Ausgestaltung sind mehrere Spreizfedern 11 vorgesehen. Die Spreizfedern 11 sind jeweils zwischen den Außenlamellen 6 des ersten Lamellenpaketes 3 beziehungsweise zwischen den Außenlamellen 8 des zweiten Lamellenpaketes 4 angeordnet. Die Spreizfedern 11 sind als Wellfedern 12 ausgebildet. Die Wellfeder 12 weist in axialer Richtung gewellte Bereiche (nicht näher bezeichnet) auf, mit denen sie jeweils an zwei benachbarten Außenlamellen 6 beziehungsweise 8 anliegt. Der Einsatz von Wellfedern 12 hat den Vorteil einer geringen Hysterese.
In alternativer Ausgestaltung sind die Spreizfedern 11 als Tellerfedern ausgebildet. Eine Aufgabe der Spreizfedern 11 ist, die Lamelle zu Trennen und dabei die Gefahr von Schleppmomenten zwischen den benachbarten Innenlamellen 5, 7 und Außenlamellen 6, 8 zu vermindern.
Das Lamellenpaket weist vorzugsweise jeweils zwei Endlamellen 13, 14 beziehungsweise 15, 16 auf. Die Endlamellen 13 bis 16 sind in der dargestellten Ausgestaltung als Außenlamellen 6 beziehungsweise 8 ausgebildet. Die Endlamellen 13 bis 16 weisen eine größere Breite als die dazwischen angeordneten Außenlamellen 8 auf.
Die Außenlamellen 6, 8 greifen mit der Außenverzahnung 9 in einen nicht dargestellten Außenlamellenträger ein. In der dargestellten Ausgestaltung weist die Doppelkupplung 2 einen gemeinsamen Außenlamellenträger für beide Reibkupplungen K1, K2 auf. In alternativer Ausgestaltung könnte die beiden Reibkupplungen K1 und K2 nicht axial nebeneinander, sondern radial zueinander angeordnet sein. Der Außenlamellenträger ist funktional wirksam mit der Motorwelle verbindbar. Die Innenverzahnung 10 der Innenlamellen 5 greifen in einen ersten Innenlamellenträger (nicht dargestellt) ein und die Innenverzahnung 10 der zweiten Innenlamellen 7 greifen in einen zweiten Innenlamellenträger ein. Die Innenlamellenträger sind funktional wirksam mit entsprechenden Getriebeeingangswellen verbindbar (nicht dargestellt).
Das Lamellenpaket 3 ist an einem Widerlager 17 und das Lamellenpaket ist 4 ist an einem Widerlager 18 abgestützt. Die beiden Widerlager 17, 18 sind im Wesentlichen gleich aufgebaut. Die Widerlager 17, 18 weisen jeweils eine Stützscheibe 19, 20 auf. Die Stützscheiben 19, 20 weisen vorzugsweise eine Außenverzahnung (nicht näher bezeichnet) auf, wobei die Stützscheiben 19, 20 mit der nicht näher bezeichneten Außenverzahnung in den Außenlamellenträger eingreifen. Jede der Stützscheiben 19, 20 ist insbesondere mit einem Sicherungsring 21, 22 gegen axiales Verschieben gesichert. Der Sicherungsring 21, 22 greift in eine entsprechende Nut des Außenlamellenträgers ein.
Auf der jeweils dem Widerlager 17, 18 abgewandten Seite des Lamellenpaketes 3, 4 greift ein Betätigungsmittel 23, 24 insbesondere in Form eines Betätigungskolbens am Lamellenpaket 3, 4 an. Durch axiales Verschieben des Betätigungskolbens 25, 26 beziehungsweise Betätigungsmittels 23, 24 ist die Reibkupplung K1 beziehungsweise K2 öffenbar und schließbar. Der Betätigungskolben 25, 26 wirkt dabei entgegen der Kraft der Spreizfedern 11.
Die eingangs genannten Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass das Widerlager 17, 18 und/oder das Betätigungsmittel 23, 24 einen ersten Druckbereich 27, 28, 29, 30 in radialer Höhe der Spreizfedern 11 aufweisen, wobei das Lamellenpaket 3, 4 an dem ersten Druckbereich 27, 28, 29, 30 abgestützt oder abstützbar ist. Das Widerlager 17 weist den ersten Druckbereich 27 auf. Das zweite Widerlager 18 weist den ersten Druckbereich 28 auf. Das erste Betätigungsmittel 23 weist den ersten Druckbereich 29 auf. Das zweite Betätigungsmittel 24 weist den ersten Druckbereich 30 auf. Die Druckbereiche 29, 27 liegen in Höhe der Spreizfedern 11 des ersten Lamellenpaketes 3. Hierdurch werden Schleppmomente vermieden. Auch wenn die Spreizfedern 11 starke Kräfte auf den Betätigungskolben 25 zur Rückstellung aufbringen, sind die Lamellen, insbesondere die Außenlamellen 6, funktional wirksam über die Spreizfedern 11 an den beiden ersten Druckbereichen 27, 29 abgestützt, wodurch ein Tellern der Lamellen, insbesondere der Außenlamellen 6, verhindert ist. Entsprechendes gilt für die ersten Druckbereiche 28, 30 des zweiten Lamellenpaketes 4. Mit dem Ausdruck „erster Druckbereich” ist nicht gemeint, dass zwangsläufig ein „zweiter Druckbereich” vorgesehen sein muss. Denkbar ist nämlich, dass nur ein entsprechender (erster) Druckbereich vorgesehen ist, der dann den alleinigen Druckbereich bildet. Bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform jedoch, ist entsprechend auch ein „zweiter Druckbereich” vorgesehen, was nun ausführlich näher erläutert werden darf:
Das Widerlager 17, 18 sowie die Betätigungsmittel 23 und 24 weisen ferner einen zweiten Druckbereich 31, 32, 33, 34 auf. Der zweite Druckbereich 31, 32, 33, 34 ist in (radialer) Höhe der überlappenden Reibflächen der Innenlamellen 5, 7 und der Außenlamellen 6, 8 ausgebildet. Der zweite Druckbereich 31, 32, 33, 34 ist insbesondere radial mittig relativ zu dem Überschneidungsbereich der Innenlamellen 5, 7 und der Außenlamellen 6, 8 ausgebildet. Durch die ersten und zweiten Druckbereiche 27 bis 30 bzw. 31 bis 34 sind die Lamellenpakete 3, 4 sowohl mittig als auch in Höhe der Spreizfedern 11 abgestützt. Hierdurch wird ein Tellern der Lamellen verhindert. Schleppmomente sind entsprechend verhindert.
Die Stützscheibe 19, 20 ist in Radialrichtung entsprechend gewellt ausgebildet. Der Stützring 21, 22 ist im Wesentlichen in Höhe der Spreizfedern 11 angeordnet. Der Betätigungskolben 25 weist ebenfalls eine entsprechend gewellte Form in Höhe des Lamellenpaketes 3 auf. In alternativer Ausgestaltung kann beispielsweise der Betätigungskolben 26 mehrere Zungen (nicht näher bezeichnet) zur Bildung des ersten Druckbereiches 30 oder des zweiten Druckbereiches 34 aufweisen.
Die erste und der zweite Druckbereiche 27 bis 30 bzw. 31 bis 34 sind insbesondere in radialer Richtung gesehen, zueinander beabstandet. In alternativer Ausgestaltung können der erste und der zweite Druckbereich zusammenhängen, d. h. das Widerlager 17, 18 sowie das Betätigungsmittel 23, 24 kann das Lamellenpaket im Wesentlichen vollflächig sowohl in Höhe der Spreizfedern als auch in Höhe der Reibflächen abstützen.
Die Erfindung erlaubt die Verwendung von Spreizfedern 11 mit hoher Federkraft, ohne die getrennten Innenlamellen 5, 7 und Außenlamellen 6, 8 zu deformieren. Auch wenn in den Lamellenpaketen 3, 4 Spreizfedern 11 vorgesehen sind, welche die Innenlamellen 5, 7 und Außenlamellen 6, 8 zwanghaft distanzieren, kann deren Kraft nicht zu einer Tellerung der Innenlamellen 5, 7 und der Außenlamellen 6, 8 führen. Entsprechende Schleppmomente sind vermieden. Hierdurch können die Spreizfedern 11 auch als Rückstellfedern für die Betätigungsmittel 23, 24, insbesondere die Betätigungskolben 25, 26 verwendet werden, ohne negativen Einfluss auf das Schleppmoment. Die Lamellenpakete 3, 4 sind nicht nur auf den mittleren Reibdurchmesser durch den entsprechenden zweiten Druckbereich 31 bis 34 abgestützt, sondern zur Vermeidung der Tellerung auch in der Drucklinie der Spreizfedern 11, das heißt im ersten Druckbereich 27, 28, 29, 30 abgestützt. Die sich gegenüberliegenden ersten Druckbereiche 27, 28 beziehungsweise 29, 30 bilden entsprechende Widerlager, die ein Tellern der Lamellenpakete 3 beziehungsweise 4 verhindern.
Bezugszeichenliste

1: Kupplung
2: Doppelkupplung
3: Lamellenpaket
4: Lamellenpaket
5: Innenlamelle
6: Außenlamelle
7: Innenlamelle
8: Außenlamelle
9: Außenverzahnung
10: Innenverzahnung
11: Spreizfeder
12: Wellfeder
13: Endlamelle
14: Endlamelle,
15: Endlamelle
16: Endlamelle
17: Widerlager
18: Widerlager
19: Stützscheibe
20: Stützscheibe
21: Sicherungsring
22: Sicherungsring
23: Betätigungsmittel
24: Betätigungsmittel
25: Betätigungskolben
26: Betätigungskolben
27: erster Druckbereich
28: erster Druckbereich
29: erster Druckbereich
30: erster Druckbereich
31: zweiter 'Druckbereich
32: zweiter Druckbereich
33: zweiter Druckbereich
34: zweiter Druckbereich
K1: Reibkupplung
K2: Reibkupplung

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 102009057353 A1 [0005]

Claims

Kupplung (1), insbesondere für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise Mehrfachkupplung oder Doppelkupplung (2) für ein automatisches oder automatisiertes Doppelkupplungsgetriebe, mit mindestens einer Reibkupplung (K1, K2), wobei die Reibkupplung (K1, K2) zum einen mit einer Motorwelle und zum anderen mit einer Getriebeeingangswelle verbindbar oder verbunden ist, wobei die Reibkupplung (K1, K2) ein Lamellenpaket (3, 4) mit mehreren Lamellen aufweist, wobei zwischen zumindest einigen Lamellen mindestens eine Spreizfeder (11) angeordnet ist, wobei das Lamellenpaket (3, 4) an einem Widerlager (17, 18) axial abgestützt ist und von einem Betätigungsmittel (23, 24) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (17, 18) und/oder das Betätigungsmittel (23, 24) einen ersten Druckbereich (27, 28, 29, 30) in radialer Höhe der Spreizfedern (11) aufweisen, wobei das Lamellenpaket (3, 4) funktional wirksam an dem ersten Druckbereich (27, 28, 29, 30) abgestützt oder abstützbar ist.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizfedern (11) jeweils zwischen benachbarten Außenlamellen (6, 8) radial außerhalb der zwischen den Innenlamellen (5, 7) und den Außenlamellen (6, 8) ausgebildeten Reibflächen angeordnet sind, wobei der erste Druckbereich (27 bis 30) radial außerhalb der Reibflächen ausgebildet ist.
Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Druckbereich (21, 22, 23, 24) an dem Betätigungsmittel (23, 24) und/oder dem entsprechenden Widerlager (17, 18) ausgebildet ist, wobei der zweite Druckbereich im Wesentlichen in radialer Höhe der Reibflächen der Innenlamellen (5, 7) und der Außenlamellen (6, 8) ausgebildet ist.
Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckbereich (31 bis 34) im Wesentlichen radial mittig relativ zu den Reibflächen ausgebildet und/oder angeordnet ist.
Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizfedern (11) als Wellfedern (12) ausgebildet sind.
Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellkraft der Spreizfedern (11) derart ausgebildet ist, so dass das Betätigungsmittel (23, 24), insbesondere ein entsprechender Betätigungskolben (25, 26), mittels der Federkraft der Spreizfedern (11) rückstellbar ist.
Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager als Stützscheibe (19, 20) ausgebildet ist, wobei die Stützscheibe (19, 20) vorzugsweise eine Außenverzahnung aufweist und mit der Außenverzahnung in einen Außenlamellenträger eingreift.
Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (19, 20) mit einem Sicherungsring (21, 22) zumindest einseitig gegen axiales Verschieben am Außenlamellenträger gesichert ist.
Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenlamellen (6, 8) an einem gemeinsamen Außenlamellenträger im Wesentlichen in gleicher radialer Höhe angeordnet sind.
Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (19, 20) derart gewellt ausgebildet ist, so dass die Stützscheibe (19, 20) einen ersten Druckbereich (27, 28) und den zweiten Druckbereich (31, 33) aufweist.
Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben (25, 26) in Höhe des Lamellenpaketes (23, 24) entsprechend gewellt ausgebildet ist oder Zungen aufweist, die den ersten Druckbereich (29, 30) und den zweiten Druckbereich (33, 34) bilden.
Kupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (1) als Doppelkupplung (2) ausgebildet ist und zwei Reibkupplungen (K1, K2) aufweist.