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Die Erfindung betrifft eine Doppelkupplung.
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Insbesondere betrifft die Erfindung eine radiale Doppelkupplung, bevorzugterweise zum Einsatz in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
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Eine Doppelkupplung umfasst eine erste und eine zweite Kupplung, die radial versetzt sind, wobei die erste Kupplung radial außerhalb der zweiten Kupplung liegt. Jede Kupplung umfasst einen Außenlamellenträger, einen Innenlamellenträger und ein Lamellenpaket zur Herstellung eines Reibschlusses zwischen dem jeweiligen Außenlamellenträger und dem Innenlamellenträger. Der Reibschluss wird üblicherweise hergestellt, indem das Lamellenpaket mittels eines Druckelements axial komprimiert wird.
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Üblicherweise werden die Außenlamellenträger der beiden Kupplungen drehmomentschlüssig mit einer Eingangsseite der Doppelkupplung verbunden. Der radial außen liegende erste Außenlamellenträger kann unmittelbar mit der Eingangsseite verbunden werden, während der radial weiter innen liegende zweite Außenlamellenträger üblicherweise mittels eines radialen Verbindungsstegs drehmomentschlüssig angebunden wird. Der Verbindungssteg wird allgemein drehmomentschlüssig an die beiden Außenlamellenträger gesteckt und erstreckt sich innerhalb des ersten Außenlamellenträgers im Wesentlichen nur in radialer Richtung.
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Axiale Betätigungs- oder Rückstellkräfte auf die Druckelemente, insbesondere an der zweiten Kupplung, können den Verbindungssteg in axialer Richtung belasten. Dabei können ungünstige lange Hebel vorliegen, sodass sich der Verbindungssteg verformen kann. Die Geometrie der Doppelkupplung kann dadurch gestört sein.
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Beispielsweise kann ein Lüftspiel einer der Kupplungen verkleinert oder vergrößert sein. Ein elastisches Element zur Bereitstellung einer Rückstellkraft auf eines der Druckelemente kann einen vergrößerten oder verkleinerten Federhub aufweisen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Doppelkupplung anzugeben. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels des Gegenstands des unabhängigen Anspruchs. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Eine Doppelkupplung umfasst eine Eingangsseite, eine erste Ausgangsseite und eine zweite Ausgangsseite, die um eine gemeinsame Drehachse drehbar gelagert sind, außerdem eine erste Kupplung zur drehmomentschlüssigen Verbindung der Eingangsseite mit der ersten Ausgangsseite und eine zweite Kupplung zur drehmomentschlüssigen Verbindung der Eingangsseite mit der zweiten Ausgangsseite. Die erste Kupplung umfasst einen mit der Ausgangsseite verbundenen Innenlamellenträger, einen mit der Eingangsseite verbundenen Außenlamellenträger und ein zwischen den Lamellenträgern angeordnetes Lamellenpaket, während die zweite Kupplung einen mit der zweiten Ausgangsseite verbundenen Innenlamellenträger, einen mit der Eingangsseite verbundenen Außenlamellenträger und ein zwischen den Lamellenträgern angeordnetes Lamellenpaket umfasst. Dabei erstreckt sich der zweite Außenlamellenträger radial nach außen bis zum ersten Lamellenträger und ist mit diesem drehmomentschlüssig verbunden.
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In einem radial inneren Bereich erstreckt sich der zweite Außenlamellenträger in radialer Richtung, sodass er bezüglich einer axialen Belastung federsteif ist. Eine axiale Deformation des zweiten Außenlamellenträgers, insbesondere durch axiale Kräfte eines Elements zur Kompression des zweiten Lamellenpakets oder durch Rückstellkräfte eines elastischen Elements, kann so verbessert vermieden werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der zweite Außenlamellenträger radial außerhalb des ersten Außenlamellenträgers einen axialen Bund auf. Anders ausgedrückt erstreckt sich der zweite Außenlamellenträger radial außerhalb des ersten Lamellenträgers in axialer Richtung. Die axiale Steifigkeit des zweiten Außenlamellenträgers kann dadurch weiter gesteigert sein.
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In einer Ausführungsform ist ein Sicherungselement vorgesehen, um den zweiten Außenlamellenträger am ersten Außenlamellenträger axial zu fixieren. Das Sicherungselement kann insbesondere einen Sicherungsring umfassen, der formschlüssig radial außen oder radial in korrespondierende Vertiefungen am ersten Außenlamellenträger eingreift. Die axiale Kopplung zwischen den beiden Außenlamellenträgern kann so verbessert sein.
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In einer Ausführungsform ist ein erstes Druckelement zur Ausübung einer axialen Kraft auf das erste Lamellenpaket vorgesehen. Dabei weist der zweite Außenlamellenträger in einem radialen Bereich des ersten Lamellenpakets eine Aussparung zum axialen Durchgriff eines axialen Abschnitts des ersten Druckelements auf. Der axiale Abschnitt wird auch Finger oder Druckfinger genannt.
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Der zweite Außenlamellenträger kann auch mehrere auf einem Umfang um die Drehachse verteilte Aussparungen aufweisen, wobei das erste Druckelement mehrere axiale Abschnitte aufweist, und wobei die axialen Abschnitte derart in den Aussparungen geführt sind, dass das Druckelement gegen eine Verschiebung in der Drehebene gesichert ist. So kann das Druckelement bezüglich des zweiten Außenlamellenträgers zentriert werden. Eine Unwucht oder ein Verkanten gegenüber der Drehachse können so reduziert sein.
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In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist ein elastisches Element zur Bereitstellung einer Rückstellkraft auf das erste Druckelement vorgesehen. Lässt die zur Kompression des Lamellenträgers übermittelte axiale Kraft nach, so bewirkt das erste elastische Element ein axiales Entfernen des ersten Druckelements vom Lamellenpaket, um die erste Kupplung möglichst vollständig zu öffnen. Erfindungsgemäß umfasst das erste elastische Element mehrere auf einem Umfang um die Drehachse angebrachte Zylinderfedern. Die Zylinderfedern können einen axialen Abstand überbrücken, der durch andere konstruktive Elemente, insbesondere radial innerhalb des ersten Druckelements, erforderlich sein kann.
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Insbesondere können ein zweites Druckelement zur Ausübung einer axialen Kraft auf das zweite Lamellenpaket und ein zweites elastisches Element zur Ausübung einer Rückstellkraft auf das zweite Druckelement vorgesehen sein. Dabei kann das zweite elastische Element eine Tellerfeder umfassen.
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In einer Variante umfasst die Tellerfeder eine axiale Aussparung zum Durchgriff eines axialen Abschnitts des ersten Druckelements. Dadurch kann ein kompakter Aufbau der Doppelkupplung erzielt werden, ohne eine umständliche Umlenkung der axialen Kraft des Druckelements um die Tellerfeder implementieren zu müssen.
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Ist das zweite elastische Element als Tellerfeder ausgebildet, so kann am zweiten Außenlamellenträger eine axiale Wulst zur axialen Anlage der Tellerfeder ausgebildet sein. Alternativ dazu kann ein Stützelement zur axialen Anlage des ersten elastischen Elements am zweiten Außenlamellenträger angebracht sein, wobei eine axiale Wulst zur axialen Anlage der Tellerfeder am Stützelement ausgebildet ist. In beiden Fällen kann so der Wirkradius der Tellerfeder verbessert definiert und unabhängig von einer axialen Kompression der Tellerfeder sein.
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Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Doppelkupplung;
- 2 ein Detail der Doppelkupplung von 1 in einer ersten Ausführungsform;
- 3 ein Detail der Doppelkupplung von 1 in einer zweiten Ausführungsform; und
- 4 ein Detail der Doppelkupplung von 1 in einer dritten Ausführungsform;
darstellt.
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1 zeigt eine Doppelkupplung 100, insbesondere zum Einsatz in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Die Doppelkupplung 100 umfasst eine Drehachse 105, um die eine Eingangsseite 110, eine erste Ausgangsseite 115 und eine zweite Ausgangsseite 120 drehbar angeordnet sind. Zur Steuerung eines Drehmomentflusses zwischen der Eingangsseite 110 und der ersten Ausgangsseite 115 ist eine erste Kupplung 125 vorgesehen. In entsprechender Weise ist zur Steuerung eines Drehmomentflusses zwischen der Eingangsseite 110 und der zweiten Ausgangsseite 120 eine zweite Kupplung 130 vorgesehen. Die beiden Kupplungen 125 und 130 sind radial versetzt, wobei die erste Kupplung 125 radial außerhalb der zweiten Kupplung 130 liegt.
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Die beiden Kupplungen 125 und 130 umfassen üblicherweise die gleichen Elemente, die im Folgenden gemeinsam beschrieben werden. Dabei wird exemplarisch nur Bezug genommen auf die erste Kupplung 125. Korrespondierende Elemente der Kupplungen 125 und 130 tragen Bezugszeichen, die aus der jeweiligen Kupplung 125, 130 une einem Suffix gebildet sind, wobei korrespondierende Elemente gleiche Suffixe tragen.
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Die erste Kupplung 125 umfasst einen ersten Außenlamellenträger 125.1 und einen ersten Innenlamellenträger 125.2, zwischen denen in radialer Richtung ein erstes Lamellenpaket 125.3 angeordnet ist. Ein erstes axiales Druckelement 125.4 ist dazu eingerichtet, eine axiale Betätigungskraft auf das erste Lamellenpaket 125.3 auszuüben, um dieses axial zu komprimieren und so einen Drehmomentschluss zwischen dem ersten Außenlamellenträger 125.1 und dem ersten Innenlamellenträger 125.2 herzustellen. Bevorzugterweise ist ein erstes elastisches Element 125.5 vorgesehen, um der Betätigungskraft entgegenzuwirken und das erste axiale Druckelement 125.4 axial vom ersten Lamellenpaket 125.3 zu entfernen.
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Die zweite Kupplung 130 ist in entsprechender Weise aufgebaut. Der erste Außenlamellenträger 125.1 ist mit der Eingangsseite 110, der erste Innenlamellenträger 125.2 mit der ersten Ausgangsseite 115 und der zweite Innenlamellenträger 130.2 mit der zweiten Ausgangsseite 120 verbunden.
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Es wird vorgeschlagen, den zweiten Außenlamellenträger 130.1 radial außerhalb eines Eingriffsbereichs mit dem zweiten Lamellenpaket 130.3 radial nach außen zu verlängern und in Eingriff mit dem ersten Außenlamellenträger 125.1 zu bringen. Bevorzugterweise greift der zweite Außenlamellenträger 130.1 formschlüssig in den ersten Außenlamellenträger 125.1 ein. Es ist weiterhin bevorzugt, dass sich der zweite Außenlamellenträger 130.1 auf einer radialen Außenseite des ersten Außenlamellenträgers 125.1 in axialer Richtung erstreckt, sodass ein axialer Bund 140 gebildet ist. Der radiale Abschnitt des zweiten Außenlamellenträgers 130.1, der sich bis zum ersten Außenlamellenträger 125.1 in radialer Richtung erstreckt, kann durch das topfförmige oder doppelt toppförmige Ausbilden des zweiten Außenlamellenträgers 130.1 an axialer Steifigkeit gewinnen. Axiale Belastungen, die beispielsweise durch Betätigungs- oder Rückstellkräfte der Kupplungen 125, 130 bzw. der Druckelemente 125.4, 130.4 auf den zweiten Außenlamellenträger 130.1 wirken können, werden so verbessert aufgenommen und ein elastisches Deformieren des zweiten Außenlamellenträgers 130.1 kann vermieden werden.
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Es ist besonders bevorzugt, dass der zweite Außenlamellenträger 130.1 mittels eines Sicherungselements 145 in axialer Richtung am ersten Außenlamellenträger 125.1 gesichert ist.
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In der dargestellten Ausführungsform umfasst das erste axiale Druckelement 125.4 einen ersten axialen Abschnitt 125.6, der durch eine korrespondierende Aussparung 130.7 im zweiten Außenlamellenträger 130.1 hindurchgreift. Bevorzugterweise sind mehrere axiale Abschnitte 125.6 und korrespondierende Aussparungen 130.7 vorgesehen, die auf einem Umfang um die Drehachse 105 möglichst gleichmäßig verteilt sind. Es ist besonders bevorzugt, dass die Aussparungen 130.7 derart an die axialen Abschnitte 125.6 angepasst sind, dass diese seitlich geführt sind, sodass das erste Druckelement 125.4 in der Drehebene um die Drehachse 105 gegen Verschieben gesichert ist. Das erste Druckelement 125.4 kann dadurch insbesondere bezüglich der Drehachse 105 zentriert werden.
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Es ist bevorzugt, dass das zweite elastische Element 130.5 als Tellerfeder ausgebildet ist. Dazu kann eine radiale Anlagefläche für das elastische Element 130.5 am zweiten Druckelement 130.4, insbesondere an der radialen Innenseite des zweiten elastischen Elements 130.5, vorgesehen sein. Außerdem kann ein axialer Anlageabschnitt für das zweite elastische Element 130.5 einen vorbestimmten Radius aufweisen, um beim Komprimieren des zweiten elastischen Elements 130.5 ein Abrollen zu ermöglichen.
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Die entgegengesetzte Seite des zweiten elastischen Elements 130.5 kann an einem Stützelement 150 axial anliegen, das am zweiten Außenlamellenträger 130.1 befestigt ist. Bevorzugterweise trägt das Stützelement 150 eine axiale Wulst 155 als Anlagefläche für das zweite elastische Element 130.5.
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Das Stützelement 150 kann auch als Anlageelement für das erste elastische Element 125.5 der ersten Kupplung 125 dienen. Das erste elastische Element 125.5 kann insbesondere als Federpaket ausgebildet sein. Dazu kann das erste elastische Element 125.5 eine oder mehrere Zylinderfedern umfassen, die bevorzugterweise auf einem Umfang um die Drehachse 105 möglichst gleichmäßig verteilt sind.
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2 zeigt ein Detail der Doppelkupplung 100 von 1 in einer ersten Ausführungsform. In dieser Variante trägt das zweite elastische Element 130.5 eine axiale Aussparung 130.7, durch die sich ein axialer Abschnitt 130.6 des zweiten axialen Druckelements 130.4 in axialer Richtung erstreckt. Diese Ausführungsform kann mit oder ohne das Stützelement 150 verwendet werden, wie unten mit Bezug auf 4 noch genauer erläutert wird.
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3 zeigt ein Detail der Doppelkupplung 100 von 1 in einer zweiten Ausführungsform. Hier verläuft der zweite axiale Abschnitt 130.6 des zweiten axialen Druckelements 130.4 radial innerhalb des zweiten elastischen Elements 130.5. Eine zweite Aussparung 130.7 im zweiten elastischen Element 130.5 ist hierbei nicht erforderlich.
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Außerdem ist das Stützelement 150 weggelassen worden; zur Anlage des zweiten elastischen Elements 130.5 am zweiten Außenlamellenträger 130.1 ist bevorzugterweise eine axiale Wulst 160 an diesem ausgebildet.
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4 zeigt ein Detail der Doppelkupplung 100 von 1 in einer dritten Ausführungsform. Ausgehend von der in 2 gezeigten Ausführungsform entfällt hier das Stützelement 150 und die axiale Wulst 160 am zweiten Außenlamellenträger 130.1 ist bevorzugterweise wie an der Ausführungsform von 3 vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Doppelkupplung
- 105
- Drehachse
- 110
- Eingangsseite
- 115
- erste Ausgangsseite
- 120
- zweite Ausgangsseite
- 125
- erste Kupplung
- 130
- zweite Kupplung
- 125.1
- erster Außenlamellenträger
- 125.2
- erster Innenlamellenträger
- 125.3
- erstes Lamellenpaket
- 125.4
- erstes axiales Druckelement
- 125.5
- erstes elastisches Element
- 125.6
- erster axialer Abschnitt
- 130.1
- zweiter Außenlamellenträger
- 130.2
- zweiter Innenlamellenträger
- 130.3
- zweites Lamellenpaket
- 130.4
- zweites axiales Druckelement
- 130.5
- zweites elastisches Element
- 130.6
- zweiter axialer Abschnitt
- 130.7
- zweite Aussparung
- 140
- Bund
- 145
- Sicherungselement
- 150
- Stützelement
- 155
- Wulst
- 160
- Wulst
