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Die Erfindung betrifft eine Doppelkupplung mit einer ersten Kupplungseinrichtung und einer zweiten Kupplungseinrichtung, die jeweils ein Innenlamellen und Außenlamellen aufweisendes, von einem Drucktopf betätigbares Lamellenpaket sowie eine oder mehrere Rückstellfedern zum Rückstellen des Drucktopfes umfassen.
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Eine Doppelkupplung ist eine Reibkupplung für ein Kraftfahrzeug, die eine lösbare Kupplung einer Getriebewelle mit einer mit einem Antriebsaggregat verbundenen Antriebswelle ermöglicht. Die Reibkupplung ist zumeist als Lamellenkupplung ausgebildet, die einen Innenlamellenträger und einen Außenlamellenträger umfasst. Am Innenlamellenträger und am Außenlamellenträger sind dabei Lamellen über eine Verzahnung angeordnet. Die Innenlamellen sind zumeist an einem außenverzahnten Innenlamellenträger angeordnet, der als außenverzahnter Hohlzylinder ausgebildet sein kann. Die am Außenlamellenträger angeordneten Außenlamellen können in einem innenverzahnten rohrförmigen Außenlamellenträger aufgenommen sein. Neben einer derartigen radialen Reibkupplung sind auch axiale Reibkupplungen üblich, bei denen zwei Lamellenpakete axial nebeneinander angeordnet sind.
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Um ein Schalten ohne Zugkraftunterbrechung zu ermöglichen, werden Doppelkupplungen eingesetzt. Diese koppeln eine mit dem Antriebsaggregat verbundene Antriebswelle mit zwei Teilgetriebewellen eines in zwei Teilgetriebe unterteilten Schaltgetriebes. Jedem dieser Teilgetriebe ist eine als Reibkupplung ausgebildete Lamellenkupplung zugeordnet, die wiederum je einen Innenlamellenträger und einen Außenlamellenträger aufweist. Bei sogenannten nassen Doppelkupplungen wird ein Fluid wie ein Öl in einem Kreislauf gefördert, um reibungsbedingt erwärmte Komponenten der Reibkupplung zu kühlen.
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In der
DE 10 2014 209 618 wird eine radiale Doppelkupplung beschrieben, die zwei Drucktöpfe umfasst, die durch eine Betätigungseinrichtung betätigbar sind. Beim Betätigen eines Drucktopfes wird ein Kraftschluss erzeugt. Einem der beiden Drucktöpfe ist ein als Tellerfeder ausgebildetes Federelement zugeordnet, dem anderen Drucktopf ist ein als Federpaket ausgebildetes Federelement zugeordnet. Diese Federelemente bewirken eine Rückstellung des Drucktopfes im nicht betätigten Zustand. Diese Rückstellfeder hat einen großen Einfluss auf das Schließverhalten der Kupplung, insbesondere wird der sogenannte Greifpunkt von der Federkennlinie der Rückstellfeder beeinflusst. Es daher wichtig, dass eine festgelegte Federkennlinie möglichst genau eingehalten wird. In der Praxis besteht allerdings das Problem, dass die eingesetzten Rückstellfedern aufgrund der unvermeidbaren Toleranzen Federkennlinien aufweisen, die in einem gewissen Bereich schwanken.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Doppelkupplung anzugeben, deren Rückstellfeder eine Federkennlinie aufweist, die möglichst exakt einem vorgegebenen Wert entspricht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Doppelkupplung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass sie ein Mittel zum Einstellen des axialen Bauraums für die wenigstens eine Rückstellfeder aufweist und der axiale Bauraum so gewählt ist, dass die wenigstens eine Rückstellfeder eine festgelegte Federkennlinie aufweist.
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Die Erfindung beruht auf der Idee, dass das Einhalten einer festgelegten Federkennlinie möglich ist, indem der axiale Bauraum für die Rückstellfeder einstellbar ist. Durch Einstellen des axialen Bauraums wird die axiale Position und insbesondere eine Vorspannung der Rückstellfeder beeinflusst, wodurch das elastische Verhalten der Rückstellfeder beeinflusst werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Doppelkupplung ist vorgesehen, dass der axiale Bauraum in beiden entgegengesetzten Richtungen beeinflusst werden kann. Demnach kann durch das Mittel eine Axialposition der Rückstellfeder sowohl in eine Längsrichtung, beispielsweise in Richtung des Antriebs, als auch in die entgegengesetzte Längsrichtung, beispielsweise in Richtung des Getriebes, verschoben werden. Dementsprechend kann bei einer Rückstellfeder, deren Federsteifigkeit zu groß ist, der axiale Bauraum vergrößert werden, so dass die Rückstellfeder entspannt wird, andererseits kann bei einer Rückstellfeder, deren Federsteifigkeit zu gering ist, der axiale Bauraum verringert werden, so dass die Rückstellfeder eine Vorspannung erfährt. Erfindungsgemäß kann somit durch Einstellen des axialen Bauraums sowohl eine zu niedrige als auch eine zu hohe Federkennlinie kompensiert werden, so dass die Federkennlinie den festgelegten Wert aufweist oder innerhalb eines festgelegten Toleranzbereichs liegt.
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Die Erfindung eignet sich besonders gut für solche Doppelkupplungen, bei denen die wenigstens eine Rückstellfeder als Tellerfeder ausgebildet ist. Alternativ können Rückstellfedern der erfindungsgemäßen Doppelkupplung als Federpaket ausgebildet sein. Vorzugsweise handelt es sich dabei um Spiraldruckfedern, die über den Umfang verteilt parallel zur Axialrichtung angeordnet sind. Eine erfindungsgemäße Doppelkupplung kann eine erste Kupplungseinrichtung mit einer als Tellerfeder ausgebildeten Rückstellfeder und eine zweite Kupplungseinrichtung mit als Federpaket ausgebildeten Rückstellfedern aufweisen.
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Das erfindungsgemäß vorgesehene Mittel zum Einstellen des axialen Bauraums kann auf unterschiedliche Arten realisiert werden. Gemäß einer ersten Variante der erfindungsgemäßen Doppelkupplung kann das Mittel ein Trägerblech eines Federpakets umfassen, dessen Dicke so gewählt ist, dass das Federpaket die festgelegte Federkennlinie aufweist. Dementsprechend kann die Dicke des Trägerblechs variiert werden, um den axialen Bauraum des Federpakets zu beeinflussen. Das Trägerblech ist vorzugsweise als Ring ausgebildet und dient als axiale Abstützung für das Federpaket, das aus den in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Federn besteht, die vorzugsweise als Spiraldruckfedern ausgebildet sind. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass ein Federpaket zwei an entgegengesetzten Axialseiten angeordnete Trägerbleche aufweist.
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Gemäß einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Doppelkupplung kann es vorgesehen sein, dass das Mittel eine an einer Axialseite eines Federpakets oder einer Tellerfeder angeordnete Einstellscheibe umfasst, deren Dicke so gewählt ist, dass das Federpaket oder die Tellerfeder die festgelegte Federkennlinie aufweist. Durch die Wahl einer Einstellscheibe mit passender Dicke kann der axiale Bauraum passend eingestellt werden, so dass sich die benötigte Federkennlinie ergibt.
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Gemäß einer weiteren Alternative der erfindungsgemäßen Doppelkupplung kann es vorgesehen sein, dass das Mittel das Kalibrieren eines an dem Federpaket oder an der Tellerfeder anliegenden Blechteils umfasst, das so kalibriert ist, dass das Federpaket oder die Tellerfeder die festgelegte Federkennlinie aufweist. Der in dieser Anmeldung verwendete Begriff „Kalibrieren“ betrifft das Verformen eines Blechteils, derart, dass das Blechteil oder ein Abschnitt des Blechteils sich an einer festgelegten Position befindet. Dieser Abschnitt des Blechteils kann als Anlagefläche und gleichzeitig als Begrenzung des axialen Bauraums der Rückstellfeder dienen, so dass durch das Kalibrieren der axiale Bauraum der Rückstellfeder eingestellt werden kann, damit sich die benötigte Federkennlinie einstellt. Dementsprechend kann das Kalibrieren des Blechteils vorzugsweise das Umformen des Blechteils umfassen. Besonders bevorzugt wird es bei der erfindungsgemäßen Doppelkupplung, dass das Blechteil eine Fliehölhaube ist, an der das Federpaket oder die Tellerfeder anliegt.
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Gemäß einer weiteren, alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Doppelkupplung kann es vorgesehen sein, dass das Mittel einen an der wenigstens einen Rückstellfeder anliegenden Dichtungsträger umfasst, dessen Dicke so gewählt, dass die Rückstellfeder die festgelegte Federkennlinie aufweist. Dementsprechend können Dichtungsträger mit unterschiedlicher Dicke vorgesehen sein, von denen jeweils ein passender Dichtungsträger ausgewählt wird. Auf diese Weise wird der axiale Bauraum der Rückstellfeder, die vorzugsweise als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, so festgelegt, dass die Rückstellfeder die festgelegte Federkennlinie aufweist.
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Gemäß einer weiteren Alternative der erfindungsgemäßen Doppelkupplung kann das Mittel einen an einer Getriebewelle angeordneten Sicherungsring aufweisen, dessen Dicke so gewählt ist, dass die Rückstellfeder die festgelegte Federkennlinie aufweist. Es ist selbstverständlich auch möglich, dass der Sicherungsring indirekt an der Getriebewelle angeordnet ist, das heißt der Sicherungsring kann an einem an der Getriebewelle befestigten Bauteil angebracht sein. Durch die Variation der Dicke des Sicherungsrings kann die Rückstellfeder, die als Tellerfeder oder Federpaket ausgebildet ist, axial positioniert werden.
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Die erfindungsgemäße Doppelkupplung kann als trockene oder als nasse Doppelkupplung ausgebildet sein. Bei einer nasslaufenden Kupplung dient ein Fluid wie Öl zur Abfuhr von Wärme, die im Bereich von Reiblamellen entsteht.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Doppelkupplung in einer geschnittenen Ansicht;
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2 ein Detail eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Doppelkupplung im Bereich des Federpakets;
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3 ein Detail eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Doppelkupplung im Bereich des Federpakets; und
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4 ein Detail eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Doppelkupplung im Bereich des Federpakets.
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1 ist eine geschnittene Ansicht und zeigt eine Doppelkupplung 1 mit einer ersten Kupplungseinrichtung 2 und einer zweiten Kupplungseinrichtung 3. Jede Kupplungseinrichtung 2, 3 umfasst ein Lamellenpaket 4, 5, das jeweils Innenlamellen und Außenlamellen aufweist. Jeder Kupplungseinrichtung 2, 3 ist ein durch eine Betätigungseinrichtung betätigbarer Drucktopf 6, 7 zugeordnet. In 1 erkennt man, dass jedem Drucktopf 6, 7 ein Federpaket 8, 9 zugeordnet ist, das mehrere ringförmig in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Rückstellfedern 10 umfasst.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind die Rückstellfedern 10 als parallel zur Axialrichtung angeordnete Spiraldruckfedern ausgebildet.
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In 1 ist dargestellt, dass sich die Rückstellfedern 10 des Federpakets 9 axial an einer Seite des Drucktopfes 7 abstützen, der parallel zur Axialrichtung ausgerichtete zylinderförmige Vorsprünge 11 aufweist. Die Rückstellfedern 10 werden auf die Vorsprünge 11 gesetzt, wodurch die Rückstellfedern 10 gehalten werden. An der entgegengesetzten Axialseite sind die Rückstellfedern 10 an einem ringförmigen Dichtungsträger 12 abgestützt.
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Für die Funktion der Doppelkupplung 1 ist von großer Bedeutung, dass die Federpakete 8, 9, die jeweils durch die einzelnen Rückstellfedern 10 gebildet werden, eine festgelegte Federkennlinie aufweisen. Die Federkennlinie beeinflusst das Verhalten der Kupplung, insbesondere den sogenannten Greifpunkt. Um zu gewährleisten, dass die Federkennlinie einem vorgegebenen Wert entspricht, ist bei der Doppelkupplung 1 ein Mittel vorgesehen, um den axialen Bauraum für die Rückstellfedern 10 einzustellen. Der axiale Bauraum wird dabei so gewählt, dass die Rückstellfedern 10 und das daraus gebildete Federpaket 9 eine festgelegte Federkennlinie aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt das Einstellen des axialen Bauraums mittels des Dichtungsträgers 12, dessen Dicke so gewählt ist, dass die Rückstellfedern 10 die festgelegte Federkennlinie aufweisen. Das Justieren des axialen Bauraums erfolgt derart, dass mehrere unterschiedliche Dichtungsträger vorhanden sind, die sich hinsichtlich ihrer Dicke unterscheiden. Nach der Montage des Dichtungsträgers 12 und der Rückstellfedern 10 kann die resultierende Federkennlinie gemessen und mit dem Sollwert für die Federkennlinie verglichen werden. Wenn sich dabei eine Abweichung ergibt, die einen festgelegten Grenzwert überschreitet, kann der Dichtungsträger 12 durch einen anderen Dichtungsträger mit einer unterschiedlichen Dicke ersetzt werden. Wenn ein Dichtungsträger 12 mit einer geringeren Dicke verwendet wird, vergrößert sich der axiale Bauraum für die Rückstellfedern 10 und das dadurch gebildete Federpaket 9, wodurch eine Vorspannung reduziert wird. Umgekehrt kann durch das Vorsehen eines Dichtungsträgers 12 mit einer größeren Dicke der axiale Bauraum verkleinert werden, wodurch dem Federpaket 9 eine größere Vorspannung verliehen wird. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass eine gewünschte Federkennlinie eingehalten wird.
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Alternativ oder zusätzlich kann bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der axiale Bauraum für die Rückstellfedern 10 auch durch Variation der Dicke eines Sicherungsrings 13 eingestellt werden. Der Sicherungsring 13 ist außenseitig an einer Getriebewelle 14 angebracht und sichert den Dichtungsträger 12 in Axialrichtung. Um den axialen Bauraum der Rückstellfedern 10 zu beeinflussen, kann die Dicke des Sicherungsrings 13 innerhalb bestimmter Grenzen variiert werden. Wenn die Dicke des Sicherungsrings 13 erhöht wird, wird der Dichtungsträger 12 axial verschoben, in der Darstellung von 1 nach links, wodurch die Vorspannung des Federpakets 9 erhöht wird. Wenn umgekehrt die Dicke des Sicherungsrings 13 verringert wird, wird der Dichtungsträger 12 unter der Wirkung der in den Rückstellfedern 10 gespeicherten Energie axial verschoben, in der Ansicht von 1 nach rechts, wodurch die Vorspannung des Federpakets 9 verringert wird. Auf diese Weise kann durch die Wahl eines Sicherungsrings 13 mit geeigneter Dicke der axiale Bauraum der Rückstellfedern 10 und in der Folge der Greifpunkt der Doppelkupplung 1 in der gewünschten Weise beeinflusst werden.
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2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, wobei lediglich eine Rückstellfeder und angrenzende Bauteile dargestellt sind. Die übrigen Komponenten stimmen mit denjenigen der Doppelkupplung 1 von 1 überein. Eine Rückstellfeder 15 ist an einer Axialseite durch einen Vorsprünge 11 aufweisenden Drucktopf 7 gehalten. An der entgegengesetzten Axialseite ist die Rückstellfeder 15 an einem ringförmigen Trägerblech 16 abgestützt, das sich in Axialrichtung erstreckende Vorsprünge 17 aufweist. Die Rückstellfeder 15 ist als Spiraldruckfeder ausgebildet, die mit einem Ende über den Vorsprung 11 und mit ihrem entgegengesetzten Ende über den Vorsprung 17 geschoben ist, wodurch sie in Axialrichtung fixiert ist. Es sind auch andere Ausführungen denkbar, bei denen an beiden Axialseiten ein Trägerblech vorhanden ist.
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Um den axialen Bauraum der Rückstellfedern 15 einzustellen, werden Trägerbleche 16 eingesetzt, die sich hinsichtlich ihrer Dicke unterschieden. Das Trägerblech 16 weist eine verhältnismäßig geringe Dicke auf. Zum Vergleich ist in 2 ein weiteres Trägerblech 19 mit durchbrochener Linie 18 dargestellt, das eine größere Dicke als das Trägerblech 16 aufweist. In 2 erkennt man, dass sich der axiale Bauraum für die Rückstellfeder 15 ändert, wenn das dünne Trägerblech 16 durch das dickere Trägerblech 19 ersetzt wird. Der axiale Bauraum wird durch diese Maßnahme verringert, so dass der Rückstellfeder 15 eine höhere Vorspannung verliehen wird. Bei der Montage der Doppelkupplung wird somit eines von mehreren Trägerblechen ausgewählt, die sich hinsichtlich ihrer Dicke unterscheiden. Durch die Wahl eines Trägerblechs mit geeigneter Dicke kann die gewünschte Federkennlinie genau eingestellt werden.
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3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Doppelkupplung, wobei lediglich der Bereich einer Rückstellfeder im Detail dargestellt ist. Die Rückstellfeder 15 wird an einem axialen Ende durch ein Vorsprünge 20 aufweisendes Trägerblech 21 gehalten. An ihrem entgegengesetzten Ende wird die Rückstellfeder 15 durch ein Vorsprünge 22 aufweisendes Trägerblech 23 gehalten. Zum Einstellen des axialen Bauraums für die Rückstellfeder 15 ist eine Einstellscheibe 24 vorgesehen, die an der Außenseite des Trägerblechs 23 angeordnet ist. Mittels der ringförmigen Einstellscheibe 24 kann die Axialposition des Trägerblechs 13 und in der Folge der axiale Bauraum für die Rückstellfeder 15 eingestellt werden. Demnach sind unterschiedliche Einstellscheiben 24 vorgesehen, sich hinsichtlich ihrer Dicke unterscheiden, so dass bei der Montage diejenige Einstellscheibe 24 ausgewählt und montiert wird, bei der sich die gewünschte Federkennlinie der Rückstellfedern 15 bzw. des daraus gebildeten Federpakets ergibt.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Doppelkupplung, wobei lediglich ein Detail im Bereich einer Rückstellfeder dargestellt ist. Die Rückstellfeder 15 stützt sich mit einem Ende an einer ringförmigen Fläche 25 eines Drucktopfes 26 ab. Das andere Ende der Rückstellfeder 15 liegt an einem ringförmigen Blechteil an, es handelt sich dabei um eine Fliehölhaube 27, die durch einen Sicherungsring 28 an einer einen Rotor bildenden Getriebewelle 29 gehaltert ist. In 4 ist durch eine gestrichelte Linie 30 dargestellt, dass die Form und somit die axiale Position der Fliehölhaube 27 innerhalb eines gewissen axialen Bereichs, der mit dem Symbol „Δ“ bezeichnet ist, variiert werden kann. Das Variieren der Axialposition der Fliehölhaube 27 und somit das Einstellen des axialen Bauraums erfolgt durch Kalibrieren, das heißt durch Verformen bzw. Umformen der Fliehölhaube 27. Die beiden axialen Extrempositionen werden durch die gestrichelte Linie und die durchgezogene Linie dargestellt, dazwischen kann die Position der als Abstützung für die Rückstellfeder 15 dienenden Fliehölhaube 27 stufenlos eingestellt werden. Es ist selbstverständlich auch möglich, mehrere unterschiedliche Fliehölhauben vorzusehen, die für verschiedene axiale Abstände kalibriert sind. Bei der Montage wird dann jeweils diejenige Fliehölhaube ausgewählt, die so kalibriert ist, dass sich der gewünschte axiale Bauraum für die Rückstellfeder und somit die gewünschte festgelegte Federkennlinie ergibt.
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Die in den verschiedenen Ausführungsbeispielen vorgesehenen Mittel zum Einstellen des axialen Bauraums können selbstverständlich auch miteinander kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Doppelkupplung
- 2
- Kupplungseinrichtung
- 3
- Kupplungseinrichtung
- 4
- Lamellenpaket
- 5
- Lamellenpaket
- 6
- Drucktopf
- 7
- Drucktopf
- 8
- Federpaket
- 9
- Federpaket
- 10
- Rückstellfeder
- 11
- Vorsprung
- 12
- Dichtungsträger
- 13
- Sicherungsring
- 14
- Getriebewelle
- 15
- Rückstellfeder
- 16
- Trägerblech
- 17
- Vorsprung
- 18
- Linie
- 19
- Trägerblech
- 20
- Vorsprung
- 21
- Trägerblech
- 22
- Vorsprung
- 23
- Trägerblech
- 24
- Einstellscheibe
- 25
- Fläche
- 26
- Drucktopf
- 27
- Fliehölhaube
- 28
- Sicherungsring
- 29
- Getriebewelle
- 30
- Linie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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