-
Die Erfindung betrifft eine Doppelkupplung mit zwei Reibungskupplungen mit einem gemeinsamen Eingangsteil und jeweils einem Ausgangsteil sowie zwischen diesen angeordneten, einen schaltbaren Reibschluss zwischen diesen herstellenden Reibpartnern, jeweils einer einen Reibschluss zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil mittels einer Axialkraft schaltbar herstellenden Betätigungseinrichtung sowie einem Fliehkraftpendel mit einem Pendelmassenträger mit an diesem entlang von Pendelbahnen pendelfähig aufgehängten, über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen.
-
Trockene und nass betriebene Doppelkupplungen mit zwei Reibungskupplungen mit einem gemeinsamen Eingangsteil und jeweils einem Ausgangsteil sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus den Dokumenten
DE 10 2013 226 470 A1 und
DE 10 2015 207 182 A1 hinreichend bekannt. Die Funktionsweise der Reibungskupplungen ergibt sich aus einem schaltbaren Reibschluss zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil, wobei zwischen diesen angeordnete Reibpartner mittels einer von einer Betätigungseinrichtung bereitgestellten Axialkraft gegeneinander vorgespannt werden. Bei einer nass betriebenen Doppelkupplung sind die Reibpartner jeweils einer Reibungskupplung durch ein Lamellenpaket aus abwechselnd geschichteten, dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil zugeordneten Lamellen und bei einer trocken betriebenen Doppelkupplung aus jeweils einer das Ausgangsteil bildenden Kupplungsscheibe mit Reibbelägen und Gegenreibflächen einer axial festen Gegendruckplatte und einer gegenüber dieser axial verlagerbaren Anpressplatte gebildet.
-
Desweiteren sind beispielsweise aus verschiedenen Anwendungen, beispielsweise aus den Dokumenten
WO2014/082629 A1 ,
WO2014/023303 A1 ,
DE 10 2013 201 981 A1 WO2014/114 280 A1 ,
EP 2 600 030 A1 Fliehkraftpendel zur drehzahladaptiven Drehschwingungstilgung bekannt. Weiterhin sind aus den Dokumenten
WO2014/012543 A1 und
DE 10 2013 221 142 A1 Doppelkupplungen mit Fliehkraftpendeln bekannt. Darüber hinaus wird auf die
DE 10 2013 213 980 A1 ,
DE 10 2014 219 521 A1 und die
DE 10 2009 059 929 A1 als Stand der Technik verwiesen, die ebenfalls jeweils Doppelkupplungen mit Fliehkraftpendel zeigen. Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung einer Doppelkupplung mit Fliehkraftpendel. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, das Fliehkraftpendel in die Doppelkupplung funktionsüberschneidend zu integrieren.
-
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
-
Die vorgeschlagene Doppelkupplung enthält zwei Reibungskupplungen mit einem gemeinsamen Eingangsteil und jeweils einem Ausgangsteil. Dies bedeutet, dass das beispielsweise von einer Brennkraftmaschine zur Verfügung gestellte Drehmoment in ein gemeinsames Eingangsteil der Doppelkupplung eingespeist und in den Reibungskupplungen auf die beiden Ausgangsteile aufgeteilt wird. Die Ausgangsteile sind mit jeweils einer Getriebeeingangswelle eines Doppelkupplungsgetriebes oder einen Hauptantrieb mit Nebenabtrieb drehschlüssig verbunden. Je nach Betätigung der Reibungskupplungen - offen, geschlossen, schlupfend - kann beispielsweise das gesamte Drehmoment bei einer offenen und einer geschlossen Reibungskupplung an einem Ausgangsteil, bei zwei schlupfenden Reibungskupplungen auf beide Ausgangsteile verteilt oder bei beiden offenen Reibungskupplungen an keinem der Ausgangsteile anliegen. Hierbei bilden zwischen dem Eingangsteil und den Ausgangsteilen angeordnete Reibpartner einen schaltbaren Reibschluss. Hierzu ist für jede Reibungskupplung eine Betätigungseinrichtung vorgesehen, die die Reibpartner mit einer Axialkraft beaufschlagen, die den Reibschluss zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil schaltbar einstellt.
-
In die vorgeschlagene Doppelkupplung ist ein Fliehkraftpendel mit einem Pendelmassenträger und mit an diesem entlang von Pendelbahnen pendelfähig aufgehängten, über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen integriert.
-
Der Pendelmassenträger kann aus einem Pendelflansch gebildet sein, an dem beidseitig Pendelmassen angeordnet sind. Axial gegenüberliegende Pendelmassen können mittels Ausnehmungen des Pendelflanschs durchgreifender Verbindungsmittel miteinander zu Pendelmassen verbunden sein. Alternativ kann der Pendelmassenträger aus zwei Seitenteilen gebildet sein, die radial außerhalb der Reibungskupplungen einen axial erweiterten Aufnahmebereich ausbilden, so dass axial zwischen den Seitenteilen die Pendelmassen angeordnet und in den Seitenteilen aufgehängt sind. Die Pendelmassen sind dabei exzentrisch zur Drehachse pendelnd beispielsweise mittels Pendellagern an dem Pendelmassenträger aufgehängt und nehmen unter Fliehkrafteinwirkung ihre Arbeitsposition ein, die durch die Drehschwingungen unter Energieaufnahme verstimmt wird, so dass ein tilgender Effekt auftritt.
-
Die Pendellager sind hierbei aus komplementär zueinander ausgebildeten Laufbahnen in dem Pendelmassenträger, also in dem Pendelmassenflansch oder in den Seitenteilen und in den Pendelmassen gebildet, auf denen jeweils ein Wälzkörper, beispielsweise eine Pendelrolle abwälzt. Die Pendellager bilden dabei eine vorgegebene Pendelbewegung ab, die kreisbogenförmig oder in nahezu jeder beliebigen Form ausgebildet, beispielsweise gegenüber der Kreisbogenform so verstimmt, beispielsweise endseitig mit verringertem Radius versehen sein kann, dass Anschläge der Pendelmassen an den maximalen Schwingwinkeln unwahrscheinlich sind. Die Pendellager werden beispielsweise mittels Ausnehmungen in dem Pendelmassenträger und in den Pendelmassen dargestellt, wobei an den Ausnehmungen entsprechend ausgebildete Laufbahnen vorgesehen sind, auf denen die Laufbahnen übergreifende Wälzkörper wie Pendelrollen oder dergleichen abwälzen.
-
Die Laufbahnen können im einfachsten Fall eine monofilare Aufhängung der Pendelmassen im Sinne eines Fadenpendels abbilden, es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, eine bifilare Aufhängung der Pendelmassen mittels zwei in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellagern abzubilden. Hierbei kann eine einer parallelen Anordnung der Pendelfäden entsprechende Pendelbewegung vorgesehen sein. Bevorzugt wird eine einer trapezförmigen Anordnung der Pendelfäden entsprechende Pendelführung vorgeschlagen, bei der die Pendelmassen zusätzlich während der Pendelbewegung eine Eigenrotation ausführen, so dass eine zusätzliche Massenträgheit und damit eine verbesserte Isolationswirkung vorgesehen werden kann.
-
Um den Integrationsgrad des Fliehkraftpendels in die Doppelkupplung zu erhöhen und damit eine überschneidende Funktion zwischen Doppelkupplung und Fliehkraftpendel mit einer verbesserten Auslastung und Minimierung der Bauteile zu erzielen, bildet der Pendelmassenträger neben der Aufnahme der Pendelmassen das Eingangsteil der Doppelkupplung und stützt den Axialkräften gegengerichtete Rückstellkräfte der Betätigungseinrichtungen ab. Hierzu ist der Pendelmassenträger axial fest gegenüber den Betätigungseinrichtungen aufgenommen. Der Pendelmassenträger kann mit einer Antriebsnabe fest verbunden sein, auf dem die Betätigungseinrichtungen verdrehbar und axial fest beispielsweise mittels eines Wälzlagers wie Rillenkugellager aufgenommen sein können.
-
Um den Wirkungsgrad des Fliehkraftpendels zu erhöhen, können die Pendelmassen radial außerhalb der Reibungskupplung vorgesehen sein. In weiteren Ausführungsbeispielen können die Pendelmassen auf radial gleicher Höhe wie die Reibpartner zumindest einer Reibungskupplung und axial benachbart zu diesen angeordnet sein. Die Reibungskupplungen, insbesondere deren Reibpartner können axial nebeneinander oder radial übereinander angeordnet sein. Der Pendelmassenträger kann insbesondere zur Aufnahme von Rückstellkräften der Betätigungseinrichtungen axial zwischen den Betätigungseinrichtungen und den Reibpartnern der Reibungskupplungen angeordnet sein. Hierbei können Betätigungselemente der Betätigungseinrichtungen an entsprechenden Ausnehmungen des Pendelmassenträgers diesen axial durchgreifen. Hierbei erfolgt eine Drehentkoppelung der Betätigungselemente gegenüber den Betätigungseinrichtungen vor einem Durchgriff durch den das Eingangsteil der Reibungskupplungen bildenden Pendelmassenträger beispielsweise mittels Betätigungslagern.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Doppelkupplung als nass oder feucht betriebene Doppelkupplung vorgesehen, bei der die beiden Reibungskupplungen jeweils nass oder feucht betrieben sind. Jede Reibungskupplung weist hierbei einen mit dem Eingangsteil wie Pendelmassenträger drehschlüssig verbundenen ersten Lamellenträger und einen mit dem Ausgangsteil drehschlüssig verbundenen zweiten Lamellenträger sowie die zwischen ersten und zweiten Lamellenträgern den Reibschluss herstellenden, als Lamellenpaket ausgebildeten Reibpartner auf. Die beiden ersten Lamellenträger der Reibungskupplung können einteilig ausgebildet sein, insbesondere bei auf radial gleichem Durchmesser angeordneten Reibungskupplungen.
-
Die Doppelkupplung ist von einem Gehäuse umgeben, wobei in bevorzugter Weise das Fliehkraftpendel, unter Anderem auch die Pendelmassen in dem Gehäuse der Doppelkupplung untergebracht sind.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Betätigungseinrichtungen als Druckzylinder ausgebildet, welche jeweils einen, den Pendelmassenträger axial durchgreifenden, das Lamellenpaket axial beaufschlagenden Drucktopf aufweisen. Die Drucktöpfe können beispielsweise mittels eines Federelements wie beispielsweise einer Tellerfeder axial gegen den Pendelmassenträger entgegen der Wirkung der Druckzylinder vorgespannt sein, so dass bei fehlendem Druck eine Rückstellung der Druckzylinder vorgesehen werden kann. Die Reibungskupplungen können als bei Betätigung der Betätigungseinrichtungen und damit unter Ausbildung einer Axialkraft zugedrückt ausgebildete, das heißt unter Zwang schließende Reibungskupplung ausgebildet sein. Hierbei können die Federelemente ein Öffnen der Reibungskupplungen gewährleisten.
-
Die Drucktöpfe können je nach Anordnung der Reibungskupplungen axial gegeneinander versetzt, ein- oder mehrfach gekröpft, ineinander geschachtelt ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Pendelmassenträger gekröpft sein, beispielsweise können ein Aufnahmebereich der Pendelmassen und ein Aufnahmebereich des Pendelmassenträgers beispielsweise auf einer Antriebsnabe axial gegeneinander versetzt sein. Die Drucktöpfe und der Pendelmassenträger können in dem sich überlappenden Erstreckungsbereich parallel zueinander ausgebildet sein, das heißt, im Wesentlichen dieselben radialen und axialen Abschnitte aufweisen.
-
Die Druckzylinder der Betätigungseinrichtungen können in einer Gehäusewandung des Gehäuses untergebracht sein. Hierbei können die Zylinderöffnungen beispielsweise in Ringzylinderform oder als kreisrunde, über den Umfang verteilte werkzeugfallend oder nachbearbeitet ausgebildete Öffnungen geführt sein, in die entsprechende Kolben, beispielsweise Ringkolben oder kreisrunde Kolben entsprechend abgedichtet eingebracht sind. Die Druckleitungen zur Druckversorgung der Druckzylinder können als Bohrungen in dem Gehäuse vorgesehen sein. Der erforderliche Druck kann mittels einer über entsprechende Ventile gesteuerten Pumpe oder mittels entsprechender Geberzylinder, beispielsweise mittels eines Hydrostataktors für jede Reibungskupplung bereitgestellt werden.
-
Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 den oberen Teil einer um eine Drehachse angeordneten Doppelkupplung mit einem Fliehkraftpendel in schematischer Darstellung,
- 2 den oberen Teil einer gegenüber der in 1 gezeigten Doppelkupplung abgeänderten Doppelkupplung in derselben Darstellung und
- 3 den oberen Teil eines konstruktiv ausgebildeten Aufbaus einer Doppelkupplung entsprechend dem Layout der Doppelkupplung der 1.
-
Die 1 zeigt den oberen Teil der um die Drehachse d angeordneten Doppelkupplung 1 mit dem Eingangsteil 2 in schematischer Darstellung mit dem Fliehkraftpendel 3 und den beiden Reibungskupplungen 4, 5 mit jeweils einem Ausgangsteil 6, 7. Die Reibungskupplungen 4, 5 sind als Nasskupplungen ausgebildet und radial übereinander angeordnet. Der Pendelmassenträger 8 trägt radial außen die beidseitig angeordneten Pendelmassen 9, wobei jeweils axial gegenüberliegende Pendelmassen 9 mittels der den Pendelmassenträger 8 durchgreifenden Verbindungsmittel 10 zu Pendelmasseneinheiten 11 verbunden sind.
-
Der Pendelmassenträger 8 bildet das Eingangsteil 2 der Doppelkupplung 1 und damit der Reibungskupplungen 4, 5. Hierzu sind die eingangsseitigen Lamellenträger 12, 13 der Reibungskupplungen 4, 5 drehfest mit dem Pendelmassenträger verbunden. Die ausgangsseitigen Lamellenträger 14, 15 sind jeweils mit einem der Ausgangsteile 6, 7 drehfest verbunden. Zwischen den Lamellenträgern 12, 13, 14, 15 sind jeweils geschichtet, abwechselnd mit einem der ersten Lamellenträger 12, 13 und einem der zweiten Lamellenträger 14, 15 drehschlüssig verbundene Lamellen 16, 17, 18, 19 angeordnet, die bei axialer Belastung mittels einer von einer nicht dargestellten Betätigungseinrichtung bereitgestellten Axialkraft FB1, FB2 einen Reibschluss zwischen dem Eingangsteil 2 und dem jeweiligen Ausgangsteil 6, 7 herstellen und damit Moment zwischen dem Eingangsteil 2 und dem entsprechenden Ausgangsteil 6, 7 übertragen. Um bei nachlassender oder zurückgenommener Axialkraft FB1, FB2 ein Öffnen der Reibungskupplung 4, 5 abzusichern, ist beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Federelements eine Rückstellkraft FR1, FR2 vorgesehen, die sich an dem Pendelmassenträger 8 abstützt.
-
Die 2 zeigt in Abänderung zu der Doppelkupplung 1 die Doppelkupplung 1a, bei der die beiden Reibungskupplungen 4a, 5a axial nebeneinander ausgebildet sind. Hierbei sind die beiden eingangsseitigen Lamellenträger 12a, 14a miteinander und mit dem das Eingangsteil 2a bildenden Pendelmassenträger 8a des Fliehkraftpendels 3a fest miteinander verbunden.
-
Die 3 zeigt den oberen Teil der um die Drehachse d angeordneten, im Layout der Doppelkupplung 1 der 1 konstruktiv ausgebildeten Doppelkupplung 1b im Schnitt mit den nass betriebenen Reibungskupplungen 4b, 5b und dem Fliehkraftpendel 3b mit dem Pendelmassenträger 8b und den Pendelmassen 9b. Mit der Doppelkupplung 1b ist der an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgenommene Drehschwingungsdämpfer 20b drehschlüssig verbunden. Hierzu ist das mittels der Steckverbindung 21b mit dem Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers 20b verbundene Antriebsblech 22b drehschlüssig mit der Antriebsnabe 23b verbunden, auf der der das Eingangsteil 2b der Doppelkupplung 1b bildende Pendelmassenträger 8b fest aufgenommen, beispielsweise stoffschlüssig mit dieser verbunden ist. Desweiteren ist axial fest und verdrehbar das Gehäuse 24b auf der Antriebsnabe 23b aufgenommen. Die Reibungskupplung 4b enthält den eingangsseitigen Lamellenträger 12b und den ausgangsseitigen Lamellenträger 14b sowie die zwischen diesen angeordneten Lamellen 16b, 17b. Der eingangsseitige Lamellenträger 12b ist fest mit dem Pendelmassenträger 8b und der ausgangsseitige Lamellenträger 14b ist fest mit dem Ausgangsteil 6b verbunden. Die Reibungskupplung 5b enthält den eingangsseitigen Lamellenträger 13b und den ausgangsseitigen Lamellenträger 15b sowie die zwischen diesen angeordneten Lamellen 18b, 19b. In gleicher Weise ist der erste Lamellenträger 13b der Reibungskupplung 5b mit dem Pendelmassenträger 8b und der zweite Lamellenträger 15b fest mit dem Ausgangsteil 7b verbunden.
-
Die Reibungskupplungen 4b, 5b werden mittels der Betätigungseinrichtungen 25b, 26b betätigt. Diese sind aus den in der Gehäusewandung 27b aufgenommenen Druckzylindern 28b, 29b und den von diesen axial beaufschlagten Drucktöpfen 30b, 31b sowie den Betätigungslagern 32b, 33b gebildet. Die Drucktöpfe 30b, 31b durchgreifen Ausnehmungen 34b, 35b des Pendelmassenträgers 8b und bringen bei Druckbeaufschlagung der Druckzylinder 28b, 29b jeweils die Axialkraft FB1, FB2 auf die Lamellen 16b, 17b, beziehungsweise 18b, 19b auf und beaufschlagen diese unter Bildung eines Reibschlusses gegen den Anschlag 36b, 37b. Um die Reibungskupplungen 4b, 5b bei nachlassender oder fehlender Axialkraft FB1, FB2 sicher zu öffnen, ist jeweils zwischen den Drucktöpfen 30b, 31b und dem Pendelmassenträger 8b jeweils eine Tellerfeder 38b, 39b vorgespannt, die der Axialkraft FB1, FB2 jeweils die Rückstellkraft FF1, FR2 entgegenstellt.
-
Die Lagerung des Gehäuses 24b erfolgt axial fest mittels des Wälzlagers 40b und mittels des Loslagers 41b. Die Ausgangsteile 6b, 7b sind mittels der Wälzlager 42b, 43b aufeinander beziehungsweise an dem Pendelmassenträger 8b verdrehbar gelagert. Der Pendelmassenträger 8b und die Drucktöpfe 30b, 31b weisen parallel zueinander angeordnete axiale und radiale Abschnitte auf und sind daher bauraumsparend zueinander angeordnet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Doppelkupplung
- 1a
- Doppelkupplung
- 1b
- Doppelkupplung
- 2
- Eingangsteil
- 2a
- Eingangsteil
- 2b
- Eingangsteil
- 3
- Fliehkraftpendel
- 3a
- Fliehkraftpendel
- 3b
- Fliehkraftpendel
- 4
- Reibungskupplung
- 4a
- Reibungskupplung
- 4b
- Reibungskupplung
- 5
- Reibungskupplung
- 5a
- Reibungskupplung
- 5b
- Reibungskupplung
- 6
- Ausgangsteil
- 6b
- Ausgangsteil
- 7
- Ausgangsteil
- 7b
- Ausgangsteil
- 8
- Pendelmassenträger
- 8a
- Pendelmassenträger
- 8b
- Pendelmassenträger
- 9
- Pendelmasse
- 9b
- Pendelmasse
- 10
- Verbindungsmittel
- 11
- Pendelmasseneinheit
- 12
- Lamellenträger
- 12a
- Lamellenträger
- 12b
- Lamellenträger
- 13
- Lamellenträger
- 13b
- Lamellenträger
- 14
- Lamellenträger
- 14a
- Lamellenträger
- 14b
- Lamellenträger
- 15
- Lamellenträger
- 15b
- Lamellenträger
- 16
- Lamelle
- 16b
- Lamelle
- 17
- Lamelle
- 17b
- Lamelle
- 18
- Lamelle
- 18b
- Lamelle
- 19
- Lamelle
- 19b
- Lamelle
- 20b
- Drehschwingungsdämpfer
- 21b
- Steckverbindung
- 22b
- Antriebsblech
- 23b
- Antriebsnabe
- 24b
- Gehäuse
- 25b
- Betätigungseinrichtung
- 26b
- Betätigungseinrichtung
- 27b
- Gehäusewandung
- 28b
- Druckzylinder
- 29b
- Druckzylinder
- 30b
- Drucktopf
- 31b
- Drucktopf
- 32b
- Betätigungslager
- 33b
- Betätigungslager
- 34b
- Ausnehmung
- 35b
- Ausnehmung
- 36b
- Anschlag
- 37b
- Anschlag
- 38b
- Tellerfeder
- 39b
- Tellerfeder
- 40b
- Wälzlager
- 41b
- Loslager
- 42b
- Wälzlager
- 43b
- Wälzlager
- d
- Drehachse
- FB1
- Axial kraft
- FB2
- Axial kraft
- FR1
- Rückstellkraft
- FR2
- Rückstellkraft
