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Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
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Bei Kraftfahrzeugen mit Reibungskupplung als Anfahr- bzw. Schaltkupplung wird insbesondere bei einem Synchronisiervorgang ein hoher Energieeintrag in die Kupplung erzeugt. Dieser hohe Energieeintrag führt zu hohen Temperaturen und damit zu einem schwankenden Reibwert, großen Gussmassen als träge Massen, zu Topfungen von Bauteilen und zu großen Kupplungen und zu dicken Reibbelägen. Diese Begleiterscheinungen führen entweder zu einer Verschlechterung der Leistung oder zu einer Erhöhung der Kosten.
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Die
WO 2012/070939 A2 offenbart eine Kupplungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit Umschlingungsgetriebe und diesem vorgeschaltetem zweistufigem Planetengetriebe, wobei das Sonnenrad des Planetengetriebes festgebremst werden kann.
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Daher ist es die Aufgabe der Erfindung eine Kupplungsvorrichtung zu schaffen, die gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung mit einer Kupplung mit einer axial verlagerbaren Anpressplatte und einer Gegenanpressplatte, wobei eine Kupplungsscheibe zwischen Anpressplatte und Gegenanpressplatte angeordnet ist, die Kupplung mit einem Ausgangselement einer Antriebsmaschine verbindbar ist und die Kupplungsscheibe mit einer Eingangswelle eines Getriebes verbindbar ist, wobei ein Planetengetriebe mit seinen Elementen Hohlrad, Planetenträger und Sonnenrad vorgesehen ist, wobei das Ausgangselement, die Kupplung und die Kupplungsscheibe jeweils mit einem Element des Planetengetriebes verbunden ist. Dabei kann die Kupplung mit der Kupplungsscheibe über das Planetengetriebe verbunden werden, so dass eine drehmomentwandlerartige Charakteristik der Drehmomentübertragung resultiert.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Ausgangselement der Antriebsmaschine mit dem Hohlrad verbindbar ist. So kann eine gute Ankopplung an das Planetengetriebe erfolgen.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die Kupplung mit dem Planetenträger verbindbar ist.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kupplungsscheibe mit dem Sonnenrad verbunden ist.
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Dadurch wird erreicht, dass die Antriebsmaschine das Hohlrad antreibt, dieses die Planeten kämmt, welche von dem Planetenträger gelagert werden, mit welchem die Anpressplatte bzw. die Gegenanpressplatte verbunden ist, wobei die Kupplungsscheibe mit dem Sonnenrad verbunden ist und somit auch die Getriebeeingangswelle, wobei das Sonnenrad ebenso die Planeten kämmt.
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Bevorzugt wird die Anpressplatte mittels eines Kraftspeichers, wie einer Tellerfeder, beaufschlagt, so dass durch Betätigen des Kraftspeichers bzw. der Tellerfeder die Kupplung ein- oder ausrückbar ist.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert:
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung,
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2a eine schematische Ansicht einer ausgerückten Kupplung,
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2b einen Kutzbachplan zur Darstellung der Drehzahlen des Planetengetriebes,
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2c ein Diagramm zur Darstellung der Drehzahlen als Funktion der Zeit,
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2d ein Diagramm zur Darstellung des Drehmoments als Funktion der Zeit,
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3a eine schematische Ansicht einer ausgerückten Kupplung,
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3b einen Kutzbachplan zur Darstellung der Drehzahlen des Planetengetriebes,
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3c ein Diagramm zur Darstellung der Drehzahlen als Funktion der Zeit,
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3d ein Diagramm zur Darstellung des Drehmoments als Funktion der Zeit,
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4a eine schematische Ansicht einer ausgerückten Kupplung,
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4b einen Kutzbachplan zur Darstellung der Drehzahlen des Planetengetriebes,
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4c ein Diagramm zur Darstellung der Drehzahlen als Funktion der Zeit, und
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4d ein Diagramm zur Darstellung des Drehmoments als Funktion der Zeit.
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Die 1 zeigt eine Kupplungsvorrichtung 1, welche im Antriebsstrang eines Fahrzeuges zwischen einer Antriebsmaschine 2 und einem Getriebe 3 angeordnet werden kann. Die Kupplungsvorrichtung umfasst eine Kupplung 4 mit einer Anpressplatte 5 sowie einer Gegenanpressplatte 6 sowie einem Kupplungsdeckel 7. Die Anpressplatte 5 ist mittels des Kraftspeichers 8 im Kupplungsdeckel 7 gehalten und gegen die Gegenanpressplatte 6 beaufschlagt. Zwischen Anpressplatte 5 und Gegenanpressplatte 6 ist eine Kupplungsscheibe 9 angeordnet.
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Weiterhin ist ein Planetengetriebe 10 vorgesehen, welches ein Hohlrad 11, ein Sonnenrad 12 und Planetenräder 13 aufweist. Das Hohlrad 11 ist mit der Ausgangswelle als Ausgangselement 14 der Antriebsmaschine 2 verbunden. Die Planetenräder 13 sind über den Planetenträger 15 mit der Gegenanpressplatte 6 und damit auch mit der Anpressplatte 5 derart verbunden, wobei der Planetenträger 15 die Planetenräder 13 lagert. Das Sonnenrad 12 ist mit der Kupplungsscheibe 9 und der Getriebeeingangswelle 16 drehfest verbunden.
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Die 2a zeigt die Kupplungsvorrichtung 1 mit einer Kupplung 4 im ausgerückten Zustand. Dabei beaufschlagen die Gegenanpressplatte 6 und die Anpressplatte 5 die Kupplungsscheibe 9 nicht. Dies bedeutet, dass bei laufender Antriebsmaschine mit einer Drehzahl nAntrieb die Drehzahl des Stegs nSteg unterhalb der Drehzahl des Antriebs ist, wobei die Abtriebsdrehzahl nAbtrieb, also die Drehzahl der Getriebeeingangswelle gleich 0 ist. Dies ist zu erkennen aus den 2b und 2c. Das Drehmoment des Planetenträgers ist mit dem Drehmoment der Antriebsmaschine multipliziert mit der Übersetzung des Getriebes über die Zeit konstant, siehe 2d.
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In der 3a wird die Kupplung 4 geschlossen, so dass die Anpressplatte 5 und die Gegenanpressplatte 6 die Kupplungsscheibe 9 beginnend beaufschlagen. Dies bewirkt, dass die Abtriebsdrehzahl bzw. die Drehzahl der Getriebeeingangswelle 16 beginnt zu steigen, wobei auch die Drehzahl des Planetenträgers als Funktion der Zeit beginnt zu steigen. Das Drehmoment des Planetenträgers nimmt ab, bis das Drehmoment der Antriebsdrehzahl erreicht ist. Dies ist aus den 3b bis 3d zu erkennen.
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Bei eingerückter Kupplung gemäß 4a hat die Drehzahl der Getriebeeingangswelle die Drehzahl der Antriebsmaschine erreicht. Auch die Drehzahl des Planetenträgers entspricht der Drehzahl der Antriebsmaschine bzw. der Getriebeeingangswelle. Das Drehmoment des Planetenträgers ist im eingerückten Zustand auf das Drehmoment der Antriebsmaschine abgesunken.
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Dies bedeutet, dass im eingerückten Zustand die Drehzahlen zwischen Antriebsdrehzahl und Getriebeeingangswellendrehzahl sowie die Drehzahl des Planetenträgers gleich sind, wobei sich die Drehzahlen im Wesentlichen linear von den Ausgangsdrehzahlen gemäß der 2b bis 2d als Funktion der Zeit angleichen. Das Drehmoment des Planetenträgers nimmt im Wesentlichen linear ab auf das Drehmoment der Antriebsmaschine.
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Wie den Figuren zu entnehmen ist, ist das Drehmoment des Planetenträgers bei ausgerückter Kupplung bzw. bei teilweiser eingerückter Kupplung größer als das Drehmoment der Antriebsmaschine, so dass von einer Drehmomentüberhöhung gesprochen werden kann, die ähnlich einer Drehmomentüberhöhung eines Drehmomentwandlers angesehen werden kann.
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Diese Drehmomenterhöhung wird mit zunehmender Einrückung der Kupplung reduziert, so dass im eingerückten Zustand der Kupplung die Drehmomentüberhöhung gleich 0 ist und das Moment am Planetenträger gleich dem Moment der Antriebsmaschine ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungsvorrichtung
- 2
- Antriebsmaschine
- 3
- Getriebe
- 4
- Kupplung
- 5
- Anpressplatte
- 6
- Gegenanpressplatte
- 7
- Kupplungsdeckel
- 8
- Kraftspeicher/Tellerfeder
- 9
- Kupplungsscheibe
- 10
- Planetengetriebe
- 11
- Hohlrad
- 12
- Sonnenrad
- 13
- Planetenrad
- 14
- Ausgangselement
- 15
- Planetenträger
- 16
- Getriebeeingangswelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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