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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeuggetriebe, mit einem Gehäuse, mit einer in dem Gehäuse angeordneten Kupplung, die konzentrisch zu einer Welle angeordnet ist, die sich in einer Längsachse erstreckt, wobei die Welle an dem Gehäuse mittels eines ersten, der Kupplung benachbarten Wellenlagers und mittels eines zweiten, von der Kupplung axial beabstandeten Wellenlagers gelagert ist, und mit einer Aktuatoranordnung zum Betätigen der Kupplung, wobei die Aktuatoranordnung dazu ausgebildet ist, auf die Kupplung eine Betätigungskraft in einer ersten Längsrichtung auszuüben, wobei die Aktuatoranordnung sich hierbei an dem Gehäuse axial abstützt und wobei aufgrund der Betätigungskraft ein Kraftfluss in die Welle eingeleitet wird.
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Derartige Kupplungsanordnungen sind auf dem Gebiet der Kraftfahrzeuge bspw. als Lastschaltkupplungen bekannt. Die Kupplung kann dabei bspw. eine nasslaufende Lamellenkupplung sein. Beim Betätigen derartiger Kupplungen entstehen vergleichweise hohe Axialkräfte, die zum einen in der Aktuatoranordnung in das Gehäuse eingeleitet werden und zum anderen in die Welle eingeleitet werden.
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Die Aktuatoranordnung kann bspw. eine hydraulische Aktuatoranordnung sein.
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Obgleich das Gehäuse in der Regel relativ steif ausgeführt wird, ergeben sich in der Praxis häufig lange Betätigungszeiten derartiger lastschaltbarer Kupplungen, was hinsichtlich der Regelbarkeit und Prozesssicherheit nachteilig sein kann.
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Demzufolge ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Kupplungsanordnung anzugeben, die vorzugsweise wenigstens einen der oben beschriebenen Nachteile überwindet.
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Die obige Aufgabe wird bei der eingangs genannten Kupplungsanordnung bei einem ersten Aspekt dadurch gelöst, dass das erste Wellenlager so angeordnet ist, dass der in die Welle eingeleitete Kraftfluss sich axial über das erste Wellenager an dem Gehäuse abstützen kann.
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Folglich können diese Kräfte von der Welle unmittelbar in jenen Abschnitt des Gehäuses wieder eingeleitet werden, der benachbart zu der Kupplung ist, so dass die Kräfte sich mit der Abstützungskraft kompensieren können.
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Demzufolge kann erreicht werden, dass sich keine großen Verformungen des Gehäuses ergeben, selbst wenn das Gehäuse nicht besonders steif ausgebildet ist. Dies wiederum hat zur Folge, dass die Reaktionszeiten der Aktuatoranordnung wesentlich verbessert werden können, was auch unter sicherheitstechnischen Aspekten (schnelles Öffnen der Kupplung im Fehlerfall) von großer Bedeutung sein kann.
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Im Stand der Technik wird zur Lagerung der Welle eine Anordnung aus zwei schräggestellten Kegelrollenlagern verwendet, die eine X-Anordnung bilden. Bei dieser Ausführung werden die in die Wellen eingeleiteten Kräfte über das axial beabstandete Wellenlager in das Gehäuse geführt. Demzufolge werden die durch die Betätigungskraft erzeugten Kräfte auf entgegengesetzen axialen Enden in das Gehäuse eingeleitet, was zu einer elastischen Verformung des Gehäuses führt, und folglich auch zu einer Veränderung des Volumens des Fluides, mittels dessen die Kupplung betätigt wird. Da bei hydraulischen Anwendungen bereits sehr kleine Volumenänderungen starke Druck- bzw. Kraftänderungen mit sich bringen können, ist es im Stand der Technik entweder nötig, äußerst stabile Gehäuse zu bauen und/oder Pumpen mit einer sehr hohen Förderleistung.
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Durch die erfindungsgemäße Einleitung der in die Welle geführten Kräfte direkt in einen benachbarten Gehäuseabschnitt des Gehäuses, kann die Kraftkompensation am gleichen axialen Ende des Gehäuses erfolgen, so dass sich im Wesentlichen keine oder überhaupt keine Volumenänderung des Zylindervolumens einer hydraulischen Aktuatoranordnung ergibt, wenn mittels dieser Kräfte auf die Kupplung ausgeübt werden.
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Ferner kann die Kupplungsanordnung gegenüber herkömmlichen Kupplungsanordnungen ggf. bauraumneutral realisiert werden.
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Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
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Generell ist es möglich, Wellenlager so auszugestalten, dass sie eine Fest-Los-Lagerung bilden, wobei das erste Wellenlager in diesem Fall vorzugsweise das Festlager ist, um die Kräfte unmittelbar benachbart zu der Aktuatoranordnung in das Gehäuse einleiten zu können.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform bilden das erste und das zweite Wellenlager eine O-Anordnung.
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In diesem Fall sind die Wellenlager vorzugsweise als angestellte Kegelrollenlager oder Schrägkugellager ausgebildet.
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Durch die O-Anordnung können in die Welle eingeleitete Kräfte, die insbesondere von dem ersten Wellenlager weggerichtet sind, über das erste Wellenlager in das Gehäuse geführt werden, wo sie sich mit den Abstützungskräften kompensieren können.
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Es ist ferner insgesamt vorteilhaft, wenn das Gehäuse im Bereich beider Längsenden der Welle jeweils einen Gehäusedeckel aufweist.
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Während bei einer Wellenlagerung mit X-Anordnung ein einzelner Gehäusedeckel hinreichend ist, da das deckelferne Lager an der Welle vormontiert werden kann und das deckelnahe Lager vor Schließen des Gehäusedeckels montierbar ist (oder ebenfalls vormontiert ist), ist bei einer Wellenlagerung in O-Anordnung eine Zugänglichkeit des Gehäuses über Gehäusedeckel von beiden Längsenden aus vorteilhaft, da in diesem Fall eine Montage des einen Wellenlagers über den einen Gehäusedeckel und die Montagedeckel des anderen Wellenlagers über den anderen Gehäusedeckel erfolgen kann.
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Wenigstens einer der Gehäusedeckel hat einen Durchmesser kleiner als die Hälfte des Gesamtdurchmessers des Gehäuses. Die Gehäusedeckel sind vorzugsweise als Montagedeckel ausgebildet und bilden keine Gehäusehälften oder Gehäusedeckel, die einen Gehäusetopf verschließen.
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Ferner ist es insgesamt bevorzugt, wenn die Kupplungsanordnung eine weitere Kupplung aufweist, die in dem Gehäuse angeordnet und konzentrisch zu der Welle angeordnet ist, wobei die weitere Kupplung benachbart zu dem zweiten Wellenlager und beabstandet von dem ersten Wellenlager angeordnet ist, und wenn die Kupplungsanordnung eine weitere Aktuatoranordnung zum Betätigen der weiteren Kupplung aufweist, wobei die weitere Aktuatoranordnung dazu ausgebildet ist, auf die weitere Kupplung eine weitere Betätigungskraft in einer der ersten Längsrichtung entgegengesetzten zweiten Längsrichtung auszuüben, wobei die weitere Aktuatoranordnung sich hierbei an dem Gehäuse axial abstützt und wobei aufgrund der weiteren Betätigungskraft ein Kraftfluss in die Welle eingeleitet wird, und wobei das zweite Wellenlager so angeordnet ist, dass der aufgrund der weiteren Betätigungskraft in die Welle eingeleitete Kraftfluss sich axial über das zweite Wellenlager an dem Gehäuse abstützen kann.
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Bei dieser Ausführungsform kann die Kupplungsanordnung im Wesentlichen spiegelsymmetrisch ausgebildet werden, wobei die eine Kupplung mit der einen Aktuatoranordnung im Bereich von einem Ende der Welle angeordnet ist, und wobei die weitere Kupplung und die weitere Aktuatoranordnung am anderen Längsende der Welle angeordnet sind. Ferner sind die eine Kupplung und die eine Kupplungsanordnung vorzugsweise im Bereich von einem Längsende des Gehäuses angeordnet, und die weitere Kupplung und die weitere Aktuatoranordnung sind vorzugsweise im Bereich des anderen Längsendes des Gehäuses angeordnet.
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Mittels der einen Kupplung und der weiteren Kupplung lassen sich folglich zwei Leistungsflüsse schalten, vorzugsweise lastschaltbar, derart, dass ein Leistungsfluss entweder über die eine Kupplung oder über die andere Kupplung erfolgt und wobei die zwei Kupplungen vorzugsweise auch überschneidend betätigt werden können, um Leistungsflusswechsel ohne Leistungsflussunterbrechung durchführen zu können.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird die obige Aufgabe in Verbindung mit der eingangs genannten Kupplungsanordnung dadurch gelöst, dass das Gehäuse wenigstens zwei in Längsrichtung verbundene Gehäuseelemente aufweist, wobei die Gehäuseelemente über einen Zuganker miteinander verbunden sind, der im Bereich der Wellenlager an den Gehäuseelementen angreift.
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Durch den Zuganker kann eine elastische Verformung der Gehäuseteile gegeneinander ebenfalls reduziert werden. Bei diesem Aspekt ist es von Vorteil, dass das erste und das zweite Wellenlager eine X-Anordnung bilden können, so dass die Montage insgesamt vereinfacht werden kann. Ferner ist es möglich, nur an einem der Gehäuseelemente oder an gar keinem der Gehäuseelemente einen Gehäusedeckel vorzusehen. Ein weiterer Gehäusedeckel ist bei dieser Variante vorzugsweise nicht erforderlich.
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Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn die Welle als Hohlwelle ausgebildet ist, durch die hindurch sich der Zuganker erstreckt.
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Durch diese Maßnahme kann eine Verbindung der Gehäusehälften im Bereich der Wellenlager konstruktiv einfach und von der Montage her einfach realisiert werden.
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Die Welle kann bei dem ersten Aspekt hingegen als Vollwelle oder als Hohlwelle ausgeführt sein, wobei bei der Kupplungsanordnung gemäß dem ersten Aspekt die Versorgung von an der Welle gelagerten Komponenten mit Schmier- und/oder Kühlöl einfacher realisiert werden kann, da bei dieser Variante vorzugsweise kein Zuganker eine Hohlwelle ausfüllt.
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Die folgenden bevorzugten Ausführungsformen beziehen sich auf beide Aspekte der Erfindung.
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Die Aktuatoranordnung ist wie erwähnt vorzugsweise eine hydraulische Aktuatoranordnung.
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Die Aktuatoranordnung kann dabei eine Kolben-/Zylinderanordnung aufweisen. Der Kolben kann drehfest mit einem Glied der Kupplung ausgebildet sein. In diesem Fall kann es notwendig sein, Hydraulikfluid über Drehführungen oder dergleichen zu dem Zylinderraum zur Betätigung des Kolbens zuzuführen.
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Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn die Aktuatoranordnung einen am Gehäuse axial verschiebbar gelagerten Kolben aufweist, der über ein Kolben-Axiallager mit der Kupplung gekoppelt ist.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Kolben-/Zylinderanordnung der Aktuatoranordnung gehäusefest ausgebildet, und die Betätigung erfolgt über das Kolben-Axiallager.
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Der Kolben kann dabei direkt in dem Gehäuse axial verschiebbar gelagert sein, oder in einem Zylinder, der fest mit dem Gehäuse verbunden ist.
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Generell ist es bevorzugt, dass die Aktuatoranordnung so nah wie möglich an dem ersten Wellenlager angeordnet ist, insbesondere in axialer Richtung mit diesem ausgerichtet ist.
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Von besonderem Vorzug ist es, wenn das erste Wellenlager von der Aktuatoranordnung über einen Gehäuseringabschnitt getrennt ist.
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Der Gehäuseringabschnitt kann dabei eine Schulter für einen Außenring des ersten Wellenlagers beinhalten, um die Krafteinleitung in den Gehäuseringabschnitt zu ermöglichen. Der Gehäuseringabschnitt kann dabei bspw. mit einer sich im Wesentlichen radial erstreckenden Gehäusewand verbunden sein, die gleichzeitig ein Längsende des Gehäuses darstellt.
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Das Gehäuse insgesamt kann aus zwei im Wesentlichen axial gleichlangen Gehäuseelementen bestehen, kann jedoch auch ein Gehäusetopf aufweisen, der mittels eines Gehäusehauptdeckels verschlossen ist. Insbesondere ist das Gehäuse generell zweiteilig ausgebildet, wobei der eine Gehäusedeckel an dem einen Gehäuseelement ausgebildet ist. Im Falle des ersten Aspektes ist der andere Gehäusedeckel an dem anderen Gehäuseelement ausgebildet.
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Die Kupplung kann eine lastschaltbare Trockenkupplung sein, ist jedoch vorzugsweise eine nasslaufende Kupplung, insbesondere eine Lamellenkupplung.
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In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn in der Welle Bohrungen zum Zuführen eines Kühlfluides wie eines Kühlöles oder dergleichen vorgesehen sind, mittels dessen die Kupplung kühlbar und/oder schmierbar ist.
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Die vorliegende Erfindung wird auch durch ein Getriebe mit einer derartigen Kupplungsanordnung realisiert, wobei an der Welle ein erstes Losrad drehbar gelagert ist, das mittels der einen Kupplung mit der Welle verbindbar ist, und wobei an der Welle ferner ein zweites Losrad drehbar gelagert ist, das mittels der weiteren Kupplung mit der Welle verbindbar ist. Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, mehrere Gangstufen, insbesondere 5, 6, 7, 8 oder 9 Gangstufen, einzurichten. Bevorzugt ist das Getriebe als Zweiganggetriebe ausgebildet.
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Das Getriebe kann dabei einen Leistungsfluss über das erste Losrad oder über das zweite Losrad einrichten, wobei durch die Losräder, in Verbindung mit jeweiligen Festrädern, zwei Gangstufen einrichtbar sind. Ferner kann ein Wechsel zwischen den Gangstufen unter Last erfolgen, indem die zwei Kupplung überschneidend (d. h. phasenweise unter Schlupf) betätigt werden.
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Insgesamt kann durch die vorliegende Erfindung bei einer auf einer Welle angeordneten Kupplung eine kurze Schaltzeit und/oder eine hohe Steifigkeit des Aktuatorsystems realisiert werden. Ferner lässt sich mit der Erfindung je nach Ausführungsform wenigstens einer der folgenden Vorteile erzielen.
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Zum einen kann bei dem ersten Aspekt die Welle selbst durch die geeignete Lagerung (z. B. O-Anordnung) im Getriebegehäuse als Zuganker zwischen zwei Gehäusehälften des Gehäuses wirken. Ferner kann eine Verformung des Getriebegehäuses bei Ausübung einer Betätigungskraft kompensiert werden.
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Sofern die Kupplung mit einem Losrad kombiniert ist, können über das benachbarte Wellenlager auch Axialkräfte des Losrades (aufgrund einer Schrägverzahnung oder dergleichen) in der gleichen Getriebegehäusehälfte aufgenommen werden.
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Durch die ortsnahe Kompensation der Betätigungskraft kommt es zu weniger elastischen (oder sogar plastischen) Verformungen des Gehäuses und zu weniger axialen Verschiebungen von Komponenten innerhalb des Gehäuses. Ferner kann es möglich sein, dass ein hydraulischer Kolben einer Aktuatoranordnung generell zur Ausübung einer bestimmten Betätigungskraft einen kleineren Betätigungsweg zurücklegen muss, so dass ein kleineres hydraulisches Ölvolumen hierfür zu fördern ist, und dies ferner in geringerer Zeit erfolgen kann.
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Durch die schnellen Schaltzeiten der Kupplung können folglich auch eventuelle Fehler nicht zu sicherheitskritischen Situationen führen. Falls die Erfindung bspw. in einem Mehrgang-Getriebe realisiert ist, das lastschaltbar ist, kann es durch ungewolltes Betätigen von zwei Kupplungen zu einem Verspannungszustand in dem Getriebe kommen. Ein derartiger Verspannungszustand kann durch entsprechende Maßnahmen in einem Getriebesteuergerät und einer Überwachungssoftware erkannt werden. Zum Auflösen dieses Zustands können geeignete Maßnahmen eingeleitet werden. Aus Gründen der Sicherheit der Fahrstabilität muss ein solcher Verspannungszustand innerhalb einer bestimmten Prozesssicherheitszeit erkannt und behoben sein. Da diese Prozesssicherheitszeiten wenige 100 ms betragen können, können durch kurze Betätigungszeiten mit der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung derartige Fahrsicherheitsansprüche voll erfüllt werden.
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In einer besonders bevorzugten Variante wird die Lagerung der Welle durch Kegelrollenlager in O-Anordnung ausgeführt. Hierdurch kann der Kraftfluss eines hydraulischen Kolbens axial vom Gehäuse über die Kupplung und ein zugeordnetes Losrad auf die Welle übertragen werden. Die Welle stützt diese Axialkraft wiederum über das in O-Anordnung eingebaute Kegelrollenlager in der benachbarten Getriebegehäusewand ab, an der auch die Aktuatoranordnung für diesen Kolben angeordnet ist. Hierdurch und durch den sich dadurch ergebenden Kraftfluss werden die Kräfte auf die Gehäusewand kompensiert. Eine elastische Verformung der Gehäusewand und ein hierdurch möglicherweise hervorgerufener größerer Kolbenweg können dadurch auf ein Minimum reduziert werden.
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Die Innenringe der Kegelrollenlager können vorzugsweise axial auf der Welle durch entsprechende Verschraubungen oder sonstige axiale Fixierungen festgesetzt werden.
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Die Kupplungsanordnung kann mit geringem Bauraum realisiert werden. Es kann ggf. eine kleinere Hydraulikpumpe und somit ein geringerer Hilfsenergiebedarf realisiert werden. Hiermit kann der Kraftstoffverbrauch eines mit einem solchen Getriebe ausgestatteten Fahrzeuges verringert werden.
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Bei einer Lagerung der Welle mit Kegelrollenlagern oder Schrägkugellagern in X-Anordnung können gemäß dem zweiten Aspekt zusätzliche Zuganker, z. B. in Form von Verschraubungen, in der oder um die Welle herum angeordnet werden, wobei zwei Getriebegehäusehälften miteinander verschraubt werden.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Längsschnittansicht durch ein Zweigang-Getriebe mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung; und
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2 eine schematische Längsschnittansicht durch ein Zweigang-Getriebe mit einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung.
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In 1 ist in schematischer Form ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug dargestellt und generell mit 10 bezeichnet. Der Antriebsstrang 10 dient zum Antrieb eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges 11 und weist einen Antriebsmotor 12 auf. Der Antriebsmotor 12 kann bspw. ein Elektromotor sein, so dass das Fahrzeug als reines Elektrofahrzeug ausgeführt ist. Der Antriebsmotor kann jedoch auch eine Hybrid-Antriebseinheit beinhalten, bspw. in Form eines Range-Extender-Antriebes, oder auch einen herkömmlichen Verbrennungsmotor.
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Die Antriebsleistung des Antriebsmotors 12 wird in eine Getriebeanordnung 14 geführt, die ein Zweiganggetriebe 16 aufweist. Ein Ausgang des Zweiganggetriebes 16 ist mit einem Differential 18 verbunden, das Antriebsleistung auf zwei angetriebene Räder 20L, 20R verteilt. Eine erste Längsrichtung ist in 1 mit 22 bezeichnet. Die entgegengesetzte zweite Längsrichtung ist in 1 mit 23 bezeichnet.
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Das Zweiganggetriebe 16 weist ein Gehäuse 24 auf, das bspw. aus Metall hergestellt sein kann und vorzugsweise aus zwei Gehäusehälften hergestellt ist.
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In dem Gehäuse 24 ist eine Eingangswelle 26 drehbar gelagert, über die Antriebsleistung von dem Antriebsmotor 12 in das Gehäuse 24 eingeleitet wird. Die Eingangswelle 26 ist gegenüber dem Gehäuse 24 mittels einer Dichtung 28 abgedichtet. An der Eingangswelle 26 sind in Längsrichtung beabstandet voneinander ein erstes Festrad 30 und ein zweites Festrad 32 zum Einrichten von zwei unterschiedlicher Gangstufen festgelegt.
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In dem Gehäuse 24 ist ferner eine Ausgangswelle 34 drehbar gelagert, die parallel zu der Eingangswelle 26 ausgerichtet ist. An der Ausgangswelle 34 sind ein erstes Losrad 36 und ein zweites Losrad 38 drehbar gelagert. Das erste Losrad 36 steht in Eingriff mit dem ersten Festrad 30. Das zweite Losrad 38 steht in Eingriff mit dem zweiten Festrad 32.
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In Längsrichtung zwischen den zwei Losrädern 36, 38 ist an der Ausgangswelle 34 ein Abtriebsrad 40 festgelegt, das Teil eines Abtriebsradsatzes 42 sein kann, der mit einem Eingangsglied des Differentials 18 in Verbindung steht.
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Das Gehäuse 24 weist wie gesagt ein erstes Gehäuseteil 44 und ein zweites Gehäuseteil 46 auf, die über eine Gehäuseverbindung 48 miteinander verbunden sind. Die Gehäuseteile 44, 46 bilden entgegengesetzte Längsenden des Gehäuses 24, insbesondere nicht näher bezeichnete Gehäusewände an axial entgegengesetzten Enden.
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In dem Gehäuse 24 ist ferner eine Kupplungsanordnung 50 angeordnet. Die Kupplungsanordnung 50 beinhaltet eine erste Reibkupplung 52, die dazu ausgebildet ist, das erste Losrad 36 mit der Ausgangswelle 34 zu verbinden, oder hiervon zu lösen. Die erste Reibkupplung 52 ist vorliegend als nasslaufende Lamellenkupplung mit einem ersten Außenlamellenträger 54 und einem ersten Innenlamellenträger 56 ausgebildet. Der erste Außenlamellenträger 54 ist drehfest mit dem ersten Losrad 36 verbunden. Der erste Innenlamellenträger 56 ist drehfest mit der Ausgangswelle 34 verbunden.
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Zur Betätigung der ersten Reibkupplung 52 ist eine erste Aktuatoranordnung 57 vorgesehen. Die erste Aktuatoranordnung 57 beinhaltet einen ersten Kolben 58, der in axialer Richtung verschieblich an dem ersten Gehäuseteil 44 gelagert ist. Der erste Kolben 58 ist über ein erstes Kolben-Axiallager 60 mit der ersten Reibkupplung 52 gekoppelt.
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Die erste Reibkupplung 52 dient zum Ein- und Auslegen einer Gangstufe des Zweiganggetriebes 16. Zum Ein- und Auslegen einer weiteren Gangstufe des Zweiganggetriebes 16 dient ein weiterer Abschnitt der Kupplungsanordnung 50, der im Wesentlichen spiegelbildlich zu dem bereits beschriebenen Teil der Kupplungsanordnung 50 ausgebildet ist.
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Die Kupplungsanordnung 50 weist nämlich eine zweite Reibkupplung 62 auf, die einen mit dem zweiten Losrad 38 drehfest verbundenen zweiten Außenlamellenträger 64 aufweist. Ein zweiter Innenlamellenträger 66 der zweiten Reibkupplung 62 ist drehfest mit der Ausgangswelle 34 verbunden. Eine zweite Aktuatoranordnung 67 dient zum Betätigen der zweiten Reibkupplung 62 und beinhaltet einen zweiten Kolben 68, der an dem zweiten Gehäuseteil 46 axial verschieblich gelagert ist.
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Der zweite Kolben 68 ist mit der zweiten Reibkupplung 62 über ein zweites Kolben-Axiallager 70 gekoppelt.
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Die erste Reibkupplung 52 ist in axialer Richtung zwischen der ersten Aktuatoranordnung 57 und dem ersten Losrad 36 angeordnet. Die zweite Reibkupplung 62 ist in axialer Richtung zwischen dem zweiten Losrad 38 und der zweiten Aktuatoranordnung 67 angeordnet.
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Das erste Losrad 38 stützt sich in axialer Richtung über ein erstes Losrad-Axiallager 71 an der Ausgangswelle 34 ab. Folglich können von dem Losrad 36 Axialkräfte in der ersten Längsrichtung 22 in die Ausgangswelle 34 eingeleitet werden. In entsprechender Weise stützt sich das zweite Losrad 38 über ein zweites Losrad-Axiallager 72 axial an der Ausgangswelle 34 ab, derart, dass Axialkräfte von dem zweiten Losrad 38 in der zweiten Längsrichtung 23 in die Ausgangswelle 34 eingeleitet werden können.
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Die Ausgangswelle 34 ist mittels einer Stützlagerung 74 an dem Gehäuse 24 drehbar gelagert. Hierzu ist ein erstes Wellenlager 76 vorgesehen, das die Ausgangswelle 34 im Bereich von einem axialen Ende an dem Gehäuse 24, genauer an dem ersten Gehäuseteil 44 lagert. Ein zweites Wellenlager 78 dient zum Lagern eines entgegengesetzten axialen Endes der Ausgangswelle 34 an dem Gehäuse 24, insbesondere an dem zweiten Gehäuseteil 46.
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Das erste Wellenlager 76 und das zweite Wellenlager 78 sind als Kegelrollenlager ausgebildet und bilden eine O-Anordnung.
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Das erste Wellenlager 76 weist einen ersten Innenring 80 auf, der über eine erste Lagerfixierung 82 axial an der Ausgangswelle 34 fixiert ist. Über die erste Lagerfixierung 82 können Axialkräfte in der ersten Längsrichtung 22 von der Ausgangswelle 34 in das erste Wellenlager 76 eingeleitet werden.
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Die erste Lagerfixierung 82 kann durch ein Ringelement gebildet sein, ist jedoch vorzugsweise durch eine axiale Verschraubung gebildet, wie es in 1 bei 84 dargestellt ist.
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Das erste Wellenlager 76 weist ferner einen ersten Außenring 86 auf, der sich in axialer Richtung an einer ersten Gehäuseschulter 88 des ersten Gehäuseteils 44 abstützt. Zwischen dem ersten Außenring 86 und dem ersten Innenring 80 ist eine Mehrzahl von ersten Wälzkörpern 87 gelagert, die vorliegende vorzugsweise als Kegel ausgebildet sind.
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Das zweite Wellenlager 78 weist einen zweiten Innenring 90 auf, der mittels einer zweiten Lagerfixierung 92 an der Ausgangswelle 34 festgelegt ist. Vorliegend ist die zweite Lagerfixierung 92 als Ringelement gezeigt, ist jedoch vorzugsweise ebenfalls als Verschraubung ausgebildet, um die Lagerung in O-Anordnung in axialer Richtung geeignet verspannen zu können.
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Das zweite Wellenlager 78 weist ferner einen zweiten Außenring 94 auf, wobei zweite Wälzkörper 96 in Form von Kegeln zwischen dem zweiten Außenring 94 und dem zweiten Innenring 90 angeordnet sind. Der zweite Außenring 94 stützt sich in axialer Richtung an einer zweiten Gehäuseschulter 98 des zweiten Gehäuseteils 46 ab.
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Zur Montage der Ausgangswelle 34 ist es aufgrund der Lagerung in O-Anordnung bevorzugt, wenn das erste Gehäuseteil 44 einen ersten Gehäusedeckel 100 aufweist, der konzentrisch zu der Ausgangswelle 34 angeordnet ist, und wenn das zweite Gehäuseteil 46 einen zweiten Gehäusedeckel 102 aufweist, der konzentrisch zu der Ausgangswelle 34 angeordnet ist.
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Die Montage kann folglich dadurch erfolgen, dass die Welle eingesetzt wird und die Lager anschließend zwischen Ausgangswelle 34 und dem ersten Gehäuseteil 44 bzw. dem zweiten Gehäuseteil 46 eingepresst werden, und schließlich mittels geeigneter Lagerfixierungen 82, 92 in axialer Richtung verspannt werden.
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Im Folgenden werden die Kraftflüsse beim Betätigen der ersten Reibkupplung 52 beschrieben. Wenn der erste Kolben 58 aufgrund eines Fluiddruckes in einem Zylinderraum zwischen dem ersten Kolben 58 und dem ersten Gehäuseteil 44 bewegt wird, drückt der erste Kolben 58 in der ersten Längsrichtung 22 über das erste Kolben-Axiallager 106 auf das Lamellenpaket der ersten Reibkupplung 52. Hierdurch wird diese geschlossen, so dass das Losrad 36 mit der Ausgangswelle 34 verbunden wird, um eine Gangstufe einzurichten. Der erste Kolben 58 übt folglich eine erste Kolben- bzw. Betätigungskraft 106 auf das Lamellenpaket aus, die in der ersten Längsrichtung 22 gerichtet ist. Gleichzeitig stützt sich die erste Aktuatoranordnung 57 hierbei an dem ersten Gehäuseteil 44 ab, und zwar in der entgegengesetzen Richtung, wie es in 1 bei 108 dargestellt ist.
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Die Kolbenkraft 106 führt ferner zu einem Kraftfluss über die erste Reibkupplung 52 und/oder das Losrad 36 auf die Ausgangswelle 34, wodurch eine Axialkraft in der ersten Längsrichtung 22 auf die Ausgangswelle 34 ausgeübt wird, wobei dies durch eine Wellenkraft 110 in 1 dargestellt ist.
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Aufgrund der Wellenlagerung in O-Anordnung wird diese Wellenkraft 110 axial in das erste Wellenlager 76 eingeleitet und von dort über die erste Gehäuseschulter 88 in das erste Gehäuseteil 44, wo eine Kompensation mit der Gehäusekraft 108 stattfindet. Demzufolge wird der Kraftfluss so geleitet, dass eine Verformung des Gehäuses 24 nicht erfolgen kann.
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Das erste Wellenlager 76 ist dabei in axialer Richtung mit der ersten Aktuatoranordnung 57 ausgerichtet und ist von dieser vorzugsweise über einen Gehäuseringabschnitt 112 getrennt, der mit einem Radialabschnitt 114 des ersten Gehäuseteils 44 verbunden ist, wobei der Radialabschnitt 114 vorzugsweise ein erstes Längsende des Gehäuses 24 bildet.
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Die entsprechenden Kraftflüsse beim Betätigen der zweiten Reibkupplung 62 sind in 1 bei 106', 108', 110' dargestellt, wobei die jeweiligen Kräfte entgegengesetzt sind zu den Kräften, die in Bezug auf die Betätigung der ersten Reibkupplung 52 beschrieben worden sind. Bei Betätigung der zweiten Reibkupplung 52 werden die in die Ausgangswelle 34 eingeleiteten Kräfte über das zweite Wellenlager 78 in das zweite Gehäuseteil 46 eingeleitet, vorzugsweise in den Gehäuseringabschnitt 112', der mit einem Radialabschnitt 114' des zweiten Gehäuseteils 46 verbunden ist.
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In 2 ist eine weitere Ausführungsform eines Antriebsstranges 10A mit einer weiteren Ausführungsform einer Kupplungsanordnung 50A gemäß dem zweiten Aspekt dargestellt.
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Die Kupplungsanordnung 50A entspricht hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Kupplungsanordnung 50 der 1. Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Gleiches gilt auch für den Antriebsstrang 10A insgesamt, dessen Aufbau und Funktionsweise generell dem Antriebsstrang 10 der 1 entspricht. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
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Bei der Kupplungsanordnung 50A ist die Welle 34A als Hohlwelle ausgebildet und ist mittels eines ersten Wellenlagers 76A und mittels eines zweiten Wellenlagers 78A an dem Gehäuse 24A gelagert, wobei das erste und das zweite Wellenlager 76A, 78A eine X-Anordnung bilden.
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Das eine Gehäuseteil 44A weist radial innerhalb des Gehäuseringabschnittes 112 einen weiteren Radialabschnitt 116 auf, der sich in radialer Richtung hin zu der Welle 34A erstreckt. An dem ersten Gehäuseteil 44A ist vorzugsweise kein Gehäusedeckel 100 ausgebildet. Das zweite Gehäuseteil 46A weist radial innerhalb des Gehäuseringabschnittes 112' einen zweiten Radialabschnitt 116' auf, der sich radial hin zu der Welle 34A erstreckt. Der weitere Radialabschnitt 116' kann im vorliegenden Fall durch einen Deckel 102A gebildet sein.
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Durch die X-Anordnung stützt sich der erste Außenring 86A in der zweiten Längsrichtung 23 axial an dem weiteren Radialabschnitt 118 bzw. an einer hieran gebildeten Gehäuseschulter 88A ab. Der erste Innenring 80A stützt sich in der ersten Längsrichtung 22 über eine erste Lagerfixierung 82A in Form eines Hülsenelementes an dem ersten Losradaxiallager 71 ab. In entsprechender Weise stützt sich der zweite Außenring 94A in der ersten Längsrichtung 22 an dem weiteren Radialabschnitt 116' bzw. an dem Deckel 102A ab. Der zweite Innenring 90A stützt sich über eine zweite Lagerfixierung 92A (in Form einer Hülse) in der zweiten Längsrichtung 23 an dem zweiten Losradaxiallager 72 ab.
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Durch die Hohlwelle hindurch ist ein Zuganker 118 geführt. Dieser ist aus einem festen oder hochfesten Material gebildet, der insbesondere Zugspannungen aufnehmen kann. Der Zuganker 118 weist an seinem einen Ende einen ersten Flansch 120 auf, der an dem weiteren Radialabschnitt 116 angreift. Hierdurch kann sich der weitere Radialabschnitt 116 in der zweiten Längsrichtung 23 axial an dem Zuganker 118 abstützen.
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An dem gegenüberliegenden Ende ist der Zuganker 118 mittels einer Mutter 122 (oder direkt an dem zweiten Gehäuseteil 46A bzw. dem Deckel 102A) verschraubt, derart, dass sich der weitere Radialabschnitt 116' bzw. der Deckel 102A (und damit das zweite Gehäuseteil 46A) im Bereich des zweiten Wellenlagers 78A in der ersten Längsrichtung 22 an dem Zuganker 118 abstützen kann.
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Auch bei dieser Ausführungsform kann eine elastische Verformung der Gehäusehälften verringert werden, da der Zuganker im Bereich der Wellenlager 76A, 78A an den Gehäuseteilen 44A, 46A angreift.
