DE102015226227B4

DE102015226227B4 - Doppelkupplung

Info

Publication number: DE102015226227B4
Application number: DE102015226227.8A
Authority: DE
Inventors: Lucas Braun; Thomas Ossadnik; Pascal Carl
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2022-03-10
Anticipated expiration: 2035-12-22
Also published as: DE102015226227A1

Abstract

Doppelkupplung (1, 27), mit einer ersten Kupplungsbaugruppe (2, 28) mit einem ersten Kupplungseingang (4) und einem mit diesem über ein erstes Reibpaket (5) in Reibeingriff bringbaren und mit einer ersten Getriebeeingangswelle (7) verbindbaren ersten Kupplungsausgang (6), eine zweite Kupplungsbaugruppe (3, 29) mit einem zweiten Kupplungseingang (8) und einem mit diesem über ein zweites Reibpaket (9) in Reibeingriff bringbaren und mit einer zweiten Getriebeeingangswelle (11) verbindbaren zweiten Kupplungsausgang (10), wobei wenigstens eine Kupplungsbaugruppe (2, 3, 28, 29) vom normally-closed-Typ ist, wobei der wenigstens einen Kupplungsbaugruppe (2, 3, 28, 29) vom normally-closed-Typ eine die Kupplungsbaugruppe (2, 3, 28, 29) in geöffneter Stellung haltende Sicherung (17, 18) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung (17, 18) einen Kolben (20) einer Kupplungsbaugruppe (2, 3, 28 ,29) im geöffneten Zustand arretiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Doppelkupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Doppelkupplung, mit einer ersten Kupplungsbaugruppe mit einem ersten Kupplungseingang und einem mit diesem über ein erstes Reibpaket in Reibeingriff bringbaren und mit einer ersten Getriebeeingangswelle verbindbaren ersten Kupplungsausgang, eine zweite Kupplungsbaugruppe mit einem zweiten Kupplungseingang und einem mit diesem über ein zweites Reibpaket in Reibeingriff bringbaren und mit einer zweiten Getriebeeingangswelle verbindbaren zweiten Kupplungsausgang, wobei wenigstens eine Kupplungsbaugruppe vom normally-closed-Typ ist.
Um ein Schalten ohne Zugkraftunterbrechung zu gewährleisten, werden Doppelkupplungen eingesetzt, diese koppeln eine mit einem Antriebsaggregat verbundene Antriebswelle mit zwei Teilgetriebewellen eines in zwei Teilgetriebe unterteilten Schaltgetriebes. Jedem dieser Schaltgetriebe ist eine als Reibkupplung ausgebildete Lamellenkupplung zugeordnet, die wiederum einen Innenlamellenträger und einen Außenlamellenträger aufweist. Bei sogenannten nasslaufenden Doppelkupplungen wird ein Fluid wie Öl in einem Kreislauf gefördert, um reibungsbedingt erwärmte Komponenten der Reibkupplung zu kühlen.
Aus der DE 10 2014 212 830 A1 ist eine Doppelkupplung bekannt, die eine Kupplungsbaugruppe vom Typ normally-closed aufweist. Das bedeutet, dass diese Kupplungsbaugruppe üblicherweise, das heißt im Ruhezustand, wenn keine externe Betätigung stattfindet, geschlossen ist. In diesem geschlossenen Zustand kann die Kupplungsbaugruppe ein Drehmoment übertragen. Eine zweite Kupplungsbaugruppe ist vom Typ normally-open, das bedeutet, dass die Kupplungsbaugruppe normalerweise, das heißt im Ruhezustand, wenn keine externe Bestätigung stattfindet, offen ist. In diesem offenen Zustand kann die Kupplungsbaugruppe kein Drehmoment übertragen.
Es sind auch Doppelkupplungen bekannt, bei denen beide Kupplungsbaugruppen vom Typ normally-open sind. Eine derartige Konfiguration hat allerdings den Nachteil, dass der Betriebsdruck zum Betätigen der Kupplung aufgebracht und gehalten werden muss. Zum Erzeugen und Halten des Betriebsdrucks muss somit Energie aufgewendet werden.
Als weiterer Stand der Technik wird auf die DE 102 38 118 A1 und die DE 10 2011 113 279 A1 verwiesen, die auf den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 lesbar sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Doppelkupplung anzugeben, die sich durch einen verringerten Energieverbrauch auszeichnet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Doppelkupplung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der wenigstens einen Kupplungsbaugruppe vom normally-closed-Typ eine die Kupplungsbaugruppe in geöffneter Stellung haltende Sicherung zugeordnet ist.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der Energieverbrauch einer Kupplung gesenkt werden kann, indem der Kupplungsbaugruppe vom normally-closed-Typ eine Sicherung zugeordnet ist, wodurch das Bereitstellen eines permanenten Betriebsdrucks zum Betätigen der entsprechenden Kupplungsbaugruppe entfällt. An Stelle des ansonsten erforderlichen hydraulischen Drucks ist erfindungsgemäß die Sicherung vorgesehen, die die Kupplungsbaugruppe in der geöffneten Stellung hält.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Doppelkupplung kann es vorgesehen sein, dass beide Kupplungsbaugruppen vom normally-closed-Typ sind und jeder Kupplungsbaugruppe eine die Kupplungsbaugruppe in geöffneter Stellung haltende Sicherung zugeordnet ist. Da Doppelkupplungen so konfiguriert sind, dass stets eine Kupplungsbaugruppe geschlossen und die jeweilige andere Kupplungsbaugruppe geöffnet ist, ist bei zwei Kupplungsbaugruppen vom normally-closed-Typ jeweils eine Sicherung aktiv, wodurch die entsprechende Kupplungsbaugruppe in geöffneter Stellung gehalten wird, wohingegen die der anderen Kupplungsbaugruppe zugeordnete Sicherung nicht aktiv ist, so dass die Kupplungsbaugruppe sich in der geschlossenen Stellung befindet.
Erfindungsgemäß ist bei der Doppelkupplung vorgesehen, dass die Sicherung einen Kolben einer Kupplungsbaugruppe im geöffneten Zustand arretiert. Die Sicherung wirkt somit direkt auf den Kolben ein und hält diesen in der geschlossenen Stellung.
Es ist auch möglich, dass die Sicherung ein Federelement umfasst. Das Federelement kann zum Arretieren des Kolbens bei geöffneter Kupplung dienen.
Gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Sicherung der erfindungsgemäßen Doppelkupplung fliehkraftbasiert ist. Demnach wirkt die Sicherung allein durch die auf diese einwirkende Fliehkraft, wodurch die Arretierung, das heißt das Halten der Kupplungsbaugruppe in geöffneter Stellung, bewirkt wird. Das Lösen der Arretierung kann bei der erfindungsgemäßen Doppelkupplung auf unterschiedliche Arten erfolgen. Gemäß einer Variante kann die Sicherung zum Lösen der Arretierung, das heißt zum Aufheben des arretierten Zustands, durch Hydraulikdruck betätigbar sein. Bei dieser Ausgestaltung wird es bevorzugt, dass die Sicherung an eine Ölleitung angeschossen ist, durch die der Hydraulikdruck übertragen werden kann. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine separate Ölleitung, die keinem anderen Zweck dient.
Alternativ kann es bei der erfindungsgemäßen Doppelkupplung vorgesehen sein, dass die Sicherung mittels des hydraulischen Betätigungsdrucks zum Öffnen der jeweils anderen Kupplungseinrichtung lösbar ist. Bei dieser Ausgestaltung wird keine separate Ölleitung benötigt.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass die Sicherung in die Kupplungseinrichtung integriert ist. Insbesondere bei einer hydraulisch betätigten Doppelkupplung kann die zum Arretieren der Kupplungsbaugruppe in der geöffneten Stellung dienende Sicherung in die Kupplungseinrichtung integriert sein.
Schließlich ist es auch denkbar, dass die Sicherung bei der erfindungsgemäßen Doppelkupplung in oder an einer mit der Doppelkupplung verbundenen CSC-Einheit (concentric slave cylinder = Zentralausrücker) angeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung befindet sich die zur Arretierung dienende Sicherung vorzugsweise außerhalb der Doppelkupplung in dem Zentralausrücker.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Doppelkupplung;
2 ein Detail eines Zentralausrückers mit einer Sicherung; und
3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Doppelkupplung.

1 ist eine schematische Darstellung und zeigt die wesentlichen Komponenten einer Doppelkupplung 1 mit einer ersten Kupplungsbaugruppe 2 und einer zweiten Kupplungsbaugruppe 3. Die erste Kupplungsbaugruppe 2 umfasst einen ersten Kupplungseingang 4, der über ein erstes Reibpaket 5 mit einem Kupplungsausgang 6 verbindbar ist, der mit einer ersten Getriebeeingangswelle 7 verbindbar ist. Die zweite Kupplungsbaugruppe 3 umfasst einen zweiten Kupplungseingang 8, der über ein zweites Reibpaket 9 mit einem zweiten Kupplungsausgang 10 in Reibeingriff bringbar ist. Die zweite Kupplungsbaugruppe 3 ist auf diese Weise mit einer zweiten Getriebeeingangswelle 11 verbindbar. Die beiden Kupplungsbaugruppen 2, 3 und der Doppelkupplung 1 werden so betätigt, dass jeweils eine Kupplungsbaugruppe geschlossen und die andere Kupplungsbaugruppe geöffnet ist, so dass stets ein Kraftschluss zwischen einer Abtriebswelle 12, die mit einem Antriebsaggregat (nicht gezeigt) verbunden ist, und entweder der ersten Getriebeeingangswelle 7 oder der zweiten Getriebeeingangswelle 11 vorhanden ist.
Die beiden Kupplungsbaugruppen 2, 3 sind vom normally-closed-Typ. Das bedeutet, dass beim Entfall einer Betätigungskraft oder einer Betätigungsenergie die Kupplungsbaugruppen 2, 3 durch jeweils zugeordnete Federelemente 13, 14 geschlossen werden, die auf schematisch dargestellte Betätigungselemente 15, 16 einwirken.
Zusätzlich ist jeder Kupplungsbaugruppe 2, 3 eine Sicherung 17, 18 zugeordnet, die die jeweilige Kupplungsbaugruppe in geöffneter Stellung hält. Jede Sicherung 17, 18 umfasst einen in einem Zylinder 19 verschiebbaren Kolben 20, der fest mit einem Lager 21 verbunden ist. Bei einer Betätigung der Sicherung 18 wird somit der Kolben 20 entlang des Zylinders 19 verschoben, wodurch das Lager 21 verschoben und die entsprechende Kupplungsbaugruppe 2, 3 geöffnet oder geschlossen wird.
2 zeigt die Sicherung 18 in einem vergrößerten Maßstab. In 2 erkennt man, dass die Sicherung 18 ein Sicherungselement 22 umfasst, das durch ein Federelement 23 beaufschlagt wird. Das Federelement 23 drückt das Sicherungselement 22 derart gegen den Kolben 20, so dass dieser in gezeigten geschlossenen Positionen gehalten wird. Die Sicherung 18 ist Bestandteil eines Zentralausrückers (CSC).
Während des Betriebs der Doppelkupplung 1 werden die beiden Kupplungsbaugruppen 2, 3 abwechselnd geöffnet und geschlossen, so dass jeweils eine Kupplungsbaugruppe geöffnet und die andere Kupplungsbaugruppe gleichzeitig geschlossen ist. Die Betätigung erfolgt hydraulisch über eine Leitung 24, über die Betätigungsöl zugeführt wird.
In 2 erkennt man, dass das Sicherungselement 2 an seinem zum Kolben 20 weisenden freien Ende eine Rampe 25 aufweist. Beim Aufbringen eines hydraulischen Drucks über die Ölleitung 24 überfährt der Kolben 20 die Rampe 25 des Sicherungselements 22, wodurch die entsprechende Kupplungsbaugruppe geschlossen wird. Anschließend verhindert das ausgefahrene Sicherungselement 22, das durch das Federelement 23 beaufschlagt wird, eine umgekehrte Bewegung des Kolbens 20 zurück in die in 2 gezeigte geöffnete Position der Kupplung. Daher wird über eine Leitung 26 ein Sicherungsöl zugeführt, das auf das Sicherungselement 22 einwirkt und dieses gegen die Kraft des Federelements 23 in eine eingefahrene Position bewegt, so dass der Kolben 20 wieder in die in 2 gezeigte geöffnete Position bewegt werden kann, wodurch die Kupplung geöffnet wird. Das Sicherungselement 22 dient somit dazu, mittels Federkraft eine Kupplungsbaugruppe vom normally-closed-Typ offen zu halten.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Doppelkupplung 27, wobei für übereinstimmende Komponenten dieselben Bezugszeichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden. In 3 erkennt man, dass die beiden axial angeordneten Kupplungsbaugruppen 28, 29 die beiden Reibpakete 5, 9 aufweisen, wobei das Reibpaket 5 durch das Betätigungselement 15 und das Reibpaket 9 durch ein Betätigungselement 30 beaufschlagt wird. In Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel ist jeder Kupplungsbaugruppe 28, 29 das Federelement 13, 14 zugeordnet, das die jeweilige Kupplungsbaugruppe in geschlossener Stellung hält, sofern keine Betätigungskraft wirkt. Anders als in dem vorangehenden Ausführungsbeispiel befinden sich beide Betätigungselemente 15, 30 zwischen den Reibpaketen 5, 9, so dass die Doppelkupplung 27 praktisch symmetrisch ausgebildet ist. Die Sicherung 17, die der ersten Kupplungsbaugruppe 28 zugeordnet ist, befindet sich an der dem Antrieb zugeordneten Seite der Doppelkupplung 27, das heißt in 3 auf der linken Seite. Andererseits befindet sich die Sicherung 18 auf der dem Getriebe zugewandten Seite der Doppelkupplung 27, das heißt in 3 auf der rechten Seite.
Die Funktion der Sicherungen 17, 18 entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Sicherungen 17, 18 halten die beiden Kupplungsbaugruppen 28, 29 vom normally-closed-Typ in geöffneter Stellung. Im Betrieb ist - wie bereits erläutert - jeweils lediglich eine der beiden Kupplungsbaugruppen 28, 29 geöffnet, während die jeweilige andere Kupplungsbaugruppe durch das jeweilige Federelement 13, 14 geschlossen wird. Beim Entfall von Betätigungsenergie verbleibt die geschlossene Kupplungsbaugruppe unter der Wirkung des Federelements 14 in ihrer geschlossenen Stellung, während die andere, geöffnete Kupplungsbaugruppe durch die jeweilige Sicherung 17, 18 in der geöffneten Stellung gehalten wird.
Bezugszeichenliste

1: Doppelkupplung
2: Kupplungsbaugruppe
3: Kupplungsbaugruppe
4: Kupplungseingang
5: Reibpaket
6: Kupplungsausgang
7: Getriebeeingangswelle
8: Kupplungseingang
9: Reibpaket
10: Kupplungsausgang
11: Getriebeeingangswelle
12: Abtriebswelle
13: Federelement
14: Federelement
15: Betätigungselement
16: Betätigungselement
17: Sicherung
18: Sicherung
19: Zylinder
20: Kolben
21: Lager
22: Sicherungselement
23: Federelement
24: Ölleitung
25: Rampe
26: Leitung
27: Doppelkupplung
28: Kupplungsbaugruppe
29: Kupplungsbaugruppe
30: Betätigungselement

Claims

Doppelkupplung (1, 27), mit einer ersten Kupplungsbaugruppe (2, 28) mit einem ersten Kupplungseingang (4) und einem mit diesem über ein erstes Reibpaket (5) in Reibeingriff bringbaren und mit einer ersten Getriebeeingangswelle (7) verbindbaren ersten Kupplungsausgang (6), eine zweite Kupplungsbaugruppe (3, 29) mit einem zweiten Kupplungseingang (8) und einem mit diesem über ein zweites Reibpaket (9) in Reibeingriff bringbaren und mit einer zweiten Getriebeeingangswelle (11) verbindbaren zweiten Kupplungsausgang (10), wobei wenigstens eine Kupplungsbaugruppe (2, 3, 28, 29) vom normally-closed-Typ ist, wobei der wenigstens einen Kupplungsbaugruppe (2, 3, 28, 29) vom normally-closed-Typ eine die Kupplungsbaugruppe (2, 3, 28, 29) in geöffneter Stellung haltende Sicherung (17, 18) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung (17, 18) einen Kolben (20) einer Kupplungsbaugruppe (2, 3, 28 ,29) im geöffneten Zustand arretiert.
Doppelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Kupplungsbaugruppen (2, 3, 28, 29) vom normally-closed-Typ sind und jeder Kupplungsbaugruppe (2, 3, 28, 29) eine die Kupplungsbaugruppe (2, 3, 28, 29) in geöffneter Stellung haltende Sicherung (17, 18) zugeordnet ist.
Doppelkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung (17, 18) ein Federelement (23) umfasst.
Doppelkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung fliehkraftbasiert ist.
Doppelkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung (17, 18) durch Hydraulikdruck betätigbar ist, um die Arretierung der jeweiligen Kupplungsbaugruppe (2, 3, 28, 29) zu lösen.
Doppelkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung an eine Ölleitung (24) zum Übertragen des Hydraulikdrucks angeschlossen ist.
Doppelkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung (17, 18) mittels Hydraulikdruck der jeweils anderen Kupplungseinrichtung lösbar ist.
Doppelkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung (17, 18) in die Kupplungseinrichtung integriert ist.
Doppelkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung in oder an einem mit der Doppelkupplung (1, 27) verbundenen Zentralausrücker (CSC-Einheit) angeordnet ist.