DE102014220136A1

DE102014220136A1 - Doppelkupplung

Info

Publication number: DE102014220136A1
Application number: DE102014220136.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Klaffenböck
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-10-06
Filing date: 2014-10-06
Publication date: 2016-04-07

Abstract

Eine Doppelkupplung weist eine erste Kupplung (3) und eine zweite Kupplung (5) auf, wobei im drucklosen Zustand die erste Kupplung (3) mittels einer Feder (17) im Schließsinne betätigt ist und die zweite Kupplung (5) über eine Feder (19) im Schließsinne betätigt ist, wodurch ein Mobilfahrzeug im Sinne einer Parkbremse bremsbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Doppelkupplung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Gattungsgemäße koaxiale Doppelkupplungen werden häufig als Richtungskupplungen in Getriebe für Mobilfahrzeuge, wie beispielsweise landwirtschaftliche Traktoren mit hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetrieben, verwendet, um das Mobilfahrzeug entweder in einer Vorwärtsfahrtrichtung oder einer Rückwärtsfahrtrichtung zu bewegen.
Die DE 100 54 759 A1 offenbart eine koaxiale Doppelkupplung mit einer ersten und einer zweiten Kupplung, wobei durch Druckbeaufschlagen eines ersten Kolbens die erste Kupplung im Schließsinne betätigbar ist und durch Druckbeaufschlagen eines zweiten Kolbens die zweite Kupplung im Schließsinne beaufschlagbar ist und bei Drucklosschalten des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens beide Kupplungen im Öffnungssinne betätigt sind. In diesem Zustand, dem völlig drucklos geschalteten Zustand, befindet sich das Fahrzeug in einer sogenannten Neutralposition, in welcher kein Drehmoment vom Antriebsmotor zu den Rädern des Mobilfahrzeugs übertragbar ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Doppelkupplung insbesondere für ein Getriebe in einem landwirtschaftlichen Fahrzeug zu schaffen, mittels welcher das Fahrzeug in einer Vorwärtsfahrtrichtung und einer Rückwärtsfahrtrichtung bewegbar ist, die Kupplung in eine Neutralposition geschaltet werden kann und es möglich ist, das Mobilfahrzeug bei abgeschaltetem Antriebsmotor gegen Wegrollen zu sichern.
Die Aufgabe wird mit einer auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden gattungsgemäßen Doppelkupplung gelöst.
Erfindungsgemäß weist die Doppelkupplung einen Außenlamellenträger auf, welcher mit Lamellen einer ersten Kupplung und einer zweiten Kupplung der Doppelkupplung drehfest verbunden ist. Bei diesen Lamellen handelt es sich um sogenannte Außenlamellen. Die Innenlamellen der ersten und zweiten Kupplung sind jeweils mit einem ersten Innenlamellenträger und einem zweiten Innenlamellenträger drehfest verbunden. Die erste Kupplung und die zweite Kupplung sind mittels Federkraft im Schließsinne betätigbar.
Es besteht die Möglichkeit anstatt der Lamellen die Kupplung mit Klauen auszuführen.
Der erste Innenlamellenträger kann mit einem ersten Zahnrad eines Getriebes drehfest verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet sein, und der zweite Innenlamellenträger kann mit einem zweiten Zahnrad des Getriebes drehfest verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet sein. Radial innerhalb der Innenlamellenträger ist eine Welle angeordnet, welche einen Flansch aufweist, über welchen die Welle mit dem Außenlamellenträger drehfest verbunden ist. Es besteht auch die Möglichkeit anstatt der Welle mit dem Flansch den Außenlamellenträger direkt anzutreiben. Wird eine der beiden Kupplungen im Schließsinne betätigt, so bedeutet dies, dass die Innenlamellen und die Außenlamellen aufeinandergedrückt werden, wodurch Drehmoment von den Innenlamellen auf die Außenlamellen übertragbar ist. Wird die Kupplung im Öffnungssinne betätigt, so wird diese Kraft, welche auf die Lamellen wirkt, aufgehoben, wodurch kein Drehmoment oder nur sehr wenig Drehmoment von den Innenlamellen auf die Außenlamellen übertragbar ist. Die erste Kupplung und die zweite Kupplung werden jeweils über eine erste Feder und über eine zweite Feder im Schließsinne betätigt und durch hydraulischen Druck oder pneumatischen Druck, welcher entgegen der Federkraft wirkt, im Öffnungssinne betätigt. Beim direkten Antrieb des Außenlamellenträgers ist es möglich, nur eine gemeinsame Feder zu verwenden. Da der Flansch der Welle zwischen der ersten Kupplung und der zweiten Kupplung angeordnet ist, besteht die Möglichkeit, dass sich die erste Feder auf dem Flansch und dem Kolben, der die erste Kupplung betätigt, abstützt und die zweite Feder auf dem Flansch und dem zweiten Kolben, welcher die zweite Kupplung betätigt, abstützt. Jeweils auf der der Feder gegenüberliegenden Seite des Kolbens ist dann ein erster und zweiter Raum angeordnet, in welchem das Druckmittel wirken kann, um den Kolben entgegen der Federkraft zu bewegen.
Indem der erste Innenlamellenträger und der zweite Innenlamellenträger mit einem Abtrieb eines Mobilfahrzeugs in Verbindung steht, ist es möglich, bei drucklos geschalteter ersten Kupplung und drucklos geschalteter zweiten Kupplung das Fahrzeug im Sinne einer Parkbremse gegen Wegrollen zu sichern. Bei drucklos geschalteter erster Kupplung und drucklos geschalteter zweiter Kupplung ist die erste Kupplung und die zweite Kupplung im Schließsinne betätigt, wodurch ein sogenanntes Verblocken des ersten Innenlamellenträgers und des zweiten Innenlamellenträgers über den Außenlamellenträger stattfindet. Somit ist gewährleistet, dass bei stehendem Antriebsmotor und damit stehendem hydraulischen Aggregat die Parkbremse, nämlich die Doppelkupplung, automatisch eingelegt wird. Wird nur eine der beiden Kupplungen im Schließsinne betätigt und die andere Kupplung im Öffnungssinne betätigt, so kann das Mobilfahrzeug in einer ersten Fahrtrichtung betrieben werden. Wird die andere Kupplung im Schließsinne betätigt und die eine Kupplung im Öffnungssinne betätigt, so kann das Fahrzeug in der anderen Fahrtrichtung betrieben werden. Wird Druckmittel mit Druck auf beide Kolben beaufschlagt, so werden beide Kupplungen entgegen der Federkräfte im Öffnungssinne betätigt, wodurch ein Neutralzustand, der sogenannte Neutralgang, eingelegt ist.
Um bei betätigter Parkbremse, somit im Schließsinne betätigter ersten und zweiten Kupplung, auch bei defektem Antriebsmotor das Fahrzeug abschleppen zu können, besteht die Möglichkeit, eine mechanische Entriegelung vorzusehen, mittels welcher mindestens eine Kupplung im Öffnungssinne betätigbar ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass ein Anschlag, auf welchem sich die Lamellen einer Kupplung abstützen, beispielsweise durch Herausschrauben einer Schraube, entfernt wird, wodurch die Vorspannung bzw. die Druckkraft auf die Lamellen reduziert wird.
Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen.
Die einzige Figur zeigt eine Doppelkupplung mit einem Außenlamellenträger 1, welcher mit Lamellen 2, sogenannten Außenlamellen, einer ersten Kupplung 3 und Lamellen 4, sogenannten Außenlamellen, einer zweiten Kupplung 5, drehfest verbunden ist. Die Lamellen 6, die sogenannten Innenlamellen, sind drehfest mit dem ersten Innenlamellenträger 7 verbunden. Die Lamellen 8, die sogenannten Innenlamellen, sind drehfest mit dem zweiten Innenlamellenträger 9 verbunden. Der erste Innenlamellenträger 7 ist mit dem ersten Zahnrad 10 und der zweite Innenlamellenträger 9 ist mit dem zweiten Zahnrad 11 drehfest verbunden. Das Zahnrad 10 steht mit einem nicht gezeigten Abtrieb eines Mobilfahrzeugs für eine erste Fahrtrichtung in Wirkverbindung und das zweite Zahnrad 11 steht mit einem nicht gezeigten Abtrieb eines Mobilfahrzeugs für eine zweite Fahrtrichtung in Wirkverbindung. Zwischen der ersten Kupplung 3 und der zweiten Kupplung 5 ist ein Flansch 12 angeordnet, welcher drehfest mit einer Welle 13 verbunden ist und drehfest mit dem Außenlamellenträger 1 verbunden ist. Das erste Zahnrad 10 ist auf der Welle 13 drehbar gelagert und das zweite Zahnrad 11 ist ebenfalls auf der Welle 13 drehbar gelagert. Ein erster Kolben 14 ist der ersten Kupplung 3 zugeordnet und ein zweiter Kolben 15 ist der zweiten Kupplung 5 zugeordnet. Ist ein erster Raum 16 drucklos, so drückt die Feder 17 auf den ersten Kolben 14, wodurch der erste Kolben 14 auf die Lamellen 2 und die Lamellen 6 drückt, welche sich auf dem Anschlag 18 abstützen, wodurch die erste Kupplung 3 im Schließsinne betätigt wird. Wird der Raum 16 mit Druckmittel beaufschlagt, so wird der erste Kolben 14 entgegen der Federkraft der Feder 17 bewegt, wodurch die erste Kupplung 3 im Öffnungssinne betätigt wird. Eine zweite Feder 19 stützt sich auf dem Flansch 12 ab und drückt auf den zweiten Kolben 15. Ist der zweite Raum 20 drucklos, so drückt die Feder 19 den zweiten Kolben 15 auf die Lamellen 4 und 8, welche sich am Anschlag 21 abstützen. Der Anschlag 21 wird von einer Entriegelung 22 gehalten, welche beispielsweise als Schraube ausgeführt sein kann und mittels welcher die Position des Anschlags 21 veränderbar ist. Wird die Entriegelung 22 herausgeschraubt, so bewegt sich der Anschlag 21 ebenfalls, wodurch der Weg zwischen dem zweiten Kolben 15 und dem Anschlag 21 vergrößert wird, so dass die zweite Kupplung 5 im Öffnungssinne betätigt wird. Der erste Raum 16 wird durch das erste Zylinderbauteil 23 der Welle 13 und dem ersten Kolben 14 gebildet. Der zweite Raum 20 wird durch den zweiten Kolben 15, das zweite Zylinderbauteil 24 und der Welle 13 gebildet. Der erste Raum 16 und der zweite Raum 20 können mit Druckmittel beaufschlagt werden, wobei die Beaufschlagung hydraulisch oder pneumatisch erfolgen kann. Wird der erste Raum 16 und der zweite Raum 20 gleichzeitig mit Druckmittel beaufschlagt, so ist der sogenannte Neutralgang eingelegt und die erste Kupplung 3 und die zweite Kupplung 4 sind beide im Öffnungssinne betätigt. Dadurch ist der Leistungsfluss vom Antriebsmotor des Mobilfahrzeugs zu den Antriebsrädern unterbrochen. Wird nur der erste Raum 16 drucklos geschaltet und der zweite Raum 20 mit Druck beaufschlagt, so wird die erste Kupplung 3 im Schließsinne betätigt und die zweite Kupplung 5 bleibt im Öffnungssinne betätigt. Durch Drucklosschalten des ersten Raumes 16 und des zweiten Raumes 20 wird die erste Kupplung 3 und die zweite Kupplung 5 im Schließsinne betätigt. Indem die Doppelkupplung einen Flansch 12 aufweist, an welchem die erste Feder 17 und die zweite Feder 19 sich abstützen, kann eine bauraumsparende Doppelkupplung geschaffen werden, welche auch als Parkbremse benutzt werden kann. Das Getriebe kann als hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe ausgeführt sein.
Bezugszeichenliste

1: Außenlamellenträger
2: Lamellen
3: erste Kupplung
4: Lamellen
5: zweite Kupplung
6: Lamellen
7: erster Innenlamellenträger
8: Lamellen
9: zweiter Innenlamellenträger
10: erstes Zahnrad
11: zweites Zahnrad
12: Flansch
13: Welle
14: erster Kolben
15: zweiter Kolben
16: Raum
17: Feder
18: Anschlag
19: Feder
20: Raum
21: Anschlag
22: Entriegelung
23: erstes Zylinderbauteil
24: zweites Zylinderbauteil

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 10054759 A1 [0003]

Claims

Doppelkupplung mit einer ersten Kupplung (3) und einer zweiten Kupplung (5), wobei die erste Kupplung (3) und die zweite Kupplung (5) mittels hydraulischem Druck entgegen einer Federkraft betätigbar sind, wobei Lamellen (2, 6) oder Klauen der ersten Kupplung (3) und Lamellen (4, 8) oder Klauen der zweiten Kupplung (5) drehfest mit einem Außenlamellenträger (1) verbunden sind und die Lamellen (3, 6) oder Klauen der ersten Kupplung (3) mit einem ersten Innenlamellenträger (7) und Lamellen (4, 8) oder Klauen der zweiten Kupplung (5) mit einem zweiten Innenlamellenträger (9) drehfest verbunden sind, wobei die erste Kupplung (3) koaxial zur zweiten Kupplung (5) angeordnet ist und durch Betätigen eines ersten Kolbens (14), je nach Betätigungsrichtung die erste Kupplung (3) im Schließsinne oder im Öffnungssinne betätigbar ist und durch Betätigen eines zweiten Kolbens (15) je nach Betätigungsrichtung die zweite Kupplung (5) im Schließsinne oder im Öffnungssinne betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (17) mit dem ersten Kolben (14) so zusammenwirkt, dass der erste Kolben (14) bei drucklos geschalteter erster Kupplung (3) im Schließsinne betätigt ist und dass eine Feder (19) mit dem zweiten Kolben (15) so zusammenwirkt, dass der zweite Kolben (15) bei drucklos geschalteter zweiten Kupplung (5) im Schließsinne betätigt ist.
Doppelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei drucklos geschalteter ersten Kupplung (3) und drucklos geschalteter zweiten Kupplung (5) der Außenlamellenträger (1) drehfest mit dem ersten Innenlamellenträger (7) und dem zweiten Innenlamellenträger (9) verbunden ist.
Doppelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Zahnrad (10) eines Getriebes mit dem ersten Innenlamellenträger (7) und ein zweites Zahnrad (11) des Getriebes mit dem zweiten Innenlamellenträger (9) drehfest verbunden ist, und eine Welle (13) mit dem Außenlamellenträger (1) drehfest verbunden ist.
Doppelkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (13) einen Flansch (12) aufweist, welcher mit dem Außenlamellenträger (1) drehfest verbunden ist und zwischen der ersten Kupplung (3) und der zweiten Kupplung (5) angeordnet ist.
Doppelkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feder (17) sich auf dem Flansch (12) und dem ersten Kolben (14) abstützt und die zweite Feder sich auf dem Flansch (12) und dem zweiten Kolben (15) abstützt.
Doppelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass radial innerhalb des ersten Innenlamellenträgers (7) ein erstes Zylinderbauteil (23) angeordnet ist, welches mit einer Welle (13) und dem ersten Kolben (14) einen mit Druck beaufschlagbaren ersten Raum (16) bildet.
Doppelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass radial innerhalb des zweiten Innenlamellenträgers (9) ein zweites Zylinderbauteil (24) angeordnet ist, welches mit einer Welle (13) und dem zweiten Kolben (15) einen mit Druck beaufschlagbaren zweiten Raum (20) bildet.
Doppelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Innenlamellenträger (7) und der zweite Innenlamellenträger (9) über weitere Zahnräder (10, 11) mit einem Abtrieb eines Getriebes in Verbindung stehen, wobei der Abtrieb so mit einem Mobilfahrzeug zusammenwirkt, dass bei drucklos geschalteter ersten Kupplung (3) und drucklos geschalteter zweiten Kupplung (5) das Mobilfahrzeug im Sinne einer Parkbremse bremsbar ist.
Doppelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei drucklos geschalteter ersten Kupplung (3) und drucklos geschalteter zweiten Kupplung (5) ein Anschlag (21), welcher als Anschlag für die Lamellen (4, 8) dient, so bewegbar ist, dass zumindest eine der beiden Kupplungen (3, 5) im Öffnungssinne betätigt ist.