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Die Erfindung betrifft eine Doppelkupplungsvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit zwei auf gegenüberliegenden Seiten einer Zentralplatte angeordneten Teilkupplungen.
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Eine Doppelkupplungsvorrichtung mit zwei auf gegenüberliegenden Seiten einer gemeinsamen Zentralplatte angeordneten Kupplungen, ist aus der
DE 10 2005 037 514 A1 bekannt. Die Zentralplatte der dort gezeigten trockenen Doppelkupplung umfasst eine zentrale Ausnehmung, in welcher das Stützlager aufgenommen ist, wobei sich das Stützlager auf einer der Getriebeeingangswellen abstützt. Bei diesem Lagerungskonzept werden Axialkräfte, die durch das Einrücksystem in die Hebelfedern der Kupplung von außen eingeleitet werden, von der Zentralplatte über das Stützlager an der Getriebeeingangswelle abgestützt. Dabei erfolgt die Übertragung der axialen Betätigungskräfte von der Zentralplatte auf das Lager über eine an der zentralen Ausnehmung ausgebildete Nase, die das Lager auf der Getriebeseite umgreift. Das Lager selbst hat einen glatten Außenring.
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Diese „axiale Nase” benötigt jedoch axialen Bauraum. Das kann dazu führen, dass z. B. die Hebelfedern der Kupplung direkter übersetzt werden müssen, um kürzere Schwenkwege der Hebelfedern zu erzielen, um herstellerseitig gestellte axiale Bauraumanforderungen erfüllen zu können. Eine direktere Übersetzung führt jedoch zu erhöhten Belastungen für die Bauteile und zu erhöhten Kosten für das Ausrücksystem.
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Weiterhin weist eine derartige Doppelkupplungsvorrichtung eine Vielzahl an Bauelementen auf,
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Doppelkupplungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, der kompakt aufgebaut ist. Insbesondere kann eine Doppelkupplungsvorrichtung zur Verfügung gestellt werden, bei welchem das Doppelkupplungsdesign durch Vereinigung von bisher getrennten Teilfunktionen auf ein gemeinsames Bauteil und durch mehrteilige Anordnungen von Unterkomponenten vereinfacht werden.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Doppelkupplungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Die Erfindung betrifft eine Doppelkupplungsvorrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit zwei auf gegenüberliegenden Seiten einer Zentralplatte angeordneten Teilkupplungen, wobei eine erste Teilkupplung eine erste Anpressplatte und eine erste Kupplungsscheibe, und eine zweite Teilkupplung eine zweite Anpressplatte und eine zweite Kupplungsscheibe umfasst, einem elastischen Element zur Betätigung der ersten Teilkupplung und der zweiten Teilkupplung, wobei das elastische Element mit der ersten Anpressplatte und der zweiten Anpressplatte verbunden ist.
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Dabei kann es sich um eine nasslaufende oder eine trockene Doppelkupplung handeln.
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Die gemeinsame Zentralplatte kann über ein Stützlager, insbesondere getriebeseitig, gelagert sein. Dabei kann das Stützlager in einer zentralen Ausnehmung in der Zentralplatte angeordnet sein. Weiterhin kann in der Ausnehmung der Zentralplatte eine Nase vorgesehen sein, welche in eine Aussparung in dem Stützlager eingreifen kann. Das Stützlager kann dabei zur Aufnahme von sowohl axialen als auch radialen Kräften vorgesehen sein. Insbesondere kann das Stützlager ein Kugellager, insbesondere ein Schrägkugellager, Vierpunktlager, Rillenkugellager, sein. Weiterhin kann zwischen einem Stützlageraußenring und zentraler Ausnehmung eine Presspassung, eine Schnappsitzverbindung und/oder eine Verklebung vorgesehen sein zur axialen Fixierung des Stützlagers, insbesondere während der Montage.
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Die Betätigung der beiden Teilkupplungen kann durch ein einziges elastisches Element ermöglicht werden. Dabei kann das elastische Element insbesondere eine im Wesentliche runde Form aufweisen und beispielsweise eine Hebelfeder, eine Zugfeder, eine Druckfeder, Blattfeder oder eine Tellerfeder sein. Das elastische Element kann dabei über eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise durch Schweißen oder Kleben, oder über eine formschlüssige Verbindung, beispielsweise Nieten oder Verschrauben, mit der ersten Anpressplatte und der zweiten Anpressplatte direkt oder indirekt über weitere Bauteile, wie Abstandshalter oder einem Zuganker, verbunden sein. Durch eine derartige Anordnung kann sichergestellt werden, dass über das elastische Element Momente übertragen werden können. Gleichzeitig kann durch die Verbindung des elastischen Elementes mit der ersten Anpressplatte und der zweiten Anpressplatte beziehungsweise der mit der Anpressplatte verbundenen Bauteile das elastische Element auch an den Anpressplatten ziehen. Dadurch können bei einer derart ausgebildeten Anordnung Bauteile in der Doppelkupplungsvorrichtung eingespart werden. Insbesondere können die in Doppelkupplungsvorrichtung des Stands der Technik vorhandenen Blattfedern zum Abheben und Zentrieren der Anpressplatte und zur Übertragung des Momentes eingespart werden. Die generelle Rückstellkraft kann alleine durch das elastische Element ermöglicht werden. Insbesondere durch Tordieren der Kraftrandbereiche der für die jeweilige Teilkupplung verantwortlichen Hebelbereiche des elastischen Elementes.
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Insbesondere können durch einen derartigen Aufbau eine Doppelkupplungsvorrichtung für ein Getriebesystem mit relativ kleinen Zielmomenten, beispielsweise größer oder gleich 50 Nm bis kleiner oder gleich 500 Nm, bevorzugt größer oder gleich 75 Nm bis kleiner oder gleich 250 Nm, insbesondere größer oder gleich 100 Nm bis kleiner oder gleich 150 Nm.
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Auf diese Weise können Bauteile eingespart werden und der Aufbau der Doppelkupplungsvorrichtung kann vereinfacht werden. Insbesondere kann der radiale Bauraum der Doppelkupplungsvorrichtung reduziert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das elastische Element eine Hebelfeder.
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Vorzugsweise umfasst das elastische Element an seinem Umfang mindestens zwei Zungen, wobei mindestens eine Zunge jeweils mit der ersten Anpressplatte oder der zweiten Anpressplatte verbindbar ist. Insbesondere kann die Hebelfeder einen umlaufenden Kraftrand mit einer definierten Anzahl an Zungen aufweisen. Die Zungen können dabei in Umfangsrichtung wechselseitig individuell gestaltet sein, um in Funktionstrennung jeweils für die erste oder zweite Teilkupplung die Einrückbewegung auf eine Anpressplatte oder auf die mit der Hebelfeder verbundenen Bauteile zur Verbindung mit der Anpressplatte zu übertragen. Eine generelle Rückstellkraft der Hebelfeder kann durch Tordieren der Kraftrandbereiche zwischen den in Umfangsrichtung wechselseitig für die erste Teilkupplung oder die zweite Teilkupplung verantwortlichen Hebelbereiche ermöglicht werden. Auf diese Weise können Bauteile eingespart werden und der Aufbau der Doppelkupplungsvorrichtung kann vereinfacht werden.
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Es ist bevorzugt, dass die Zentralplatte aus einer ersten Zentralplatte und einer zweiten Zentralplatte ausgebildet ist. Durch eine Aufteilung in eine erste Zentralplatte und eine zweite Zentralplatte kann der Materialbedarf für die Zentralplatte reduziert werden Beispielsweise kann für eine Zentralplatte anstatt eines einzigen massiven und großen Gussteils oder eines großen Blechteils, zwei Gussteile oder zwei Blechteile mit einem geringeren Gewicht und einer geringen Größe verwendet werden. Weiterhin kann durch eine Zentralplatte aus zwei Bauteilen eine komplizierte Ausgestaltung der Zentralplatte verwirklicht oder vereinfacht werden. Dabei können die erste Zentralplatte und die zweite Zentralplatte über eine stoffschlüssige Verbindung, wie Schweißen oder Kleben, oder über eine formschlüssige Verbindung, wie Nieten oder Verschrauben, miteinander verbunden sein. Insbesondere kann die erste Zentralplatte oder die zweite Zentralplatte einen Lagersitz umfassen. Auf diese Weise können Bauteile eingespart werden und der Aufbau der Doppelkupplungsvorrichtung kann vereinfacht werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Anpressplatte oder die zweite Anpressplatte über einen Zuganker, vorzugsweise über einen mehrteiligen Zuganker, insbesondere über einen aus mindestens zwei Teilen bestehenden Zuganker, mit dem elastischen Element verbindbar. Insbesondere kann der Zuganker mehrteilig ausgebildet sein und eine radiale im Wesentlichen topfförmige Form aufweisen und dabei bodenlos ausgebildet sein. In dem Zuganker können die wesentlichen Komponenten der Doppelkupplungsvorrichtung, wie der erste Anpressplatte, die zweite Anpressplatte, die erste Kupplungsscheibe, die zweite Kupplungsscheibe und die Zentralplatte angeordnet werden. Insbesondere kann durch einen mehrteiligen Aufbaus des Zugankers der benötigte Materialbedarf für den Zuganker weiter optimiert und reduziert werden. Insbesondere kann der bei der Produktion im Stand der Technik üblicherweise entfernte Boden entfallen, so dass Material bei der Herstellung eingespart werden kann. Die Verbindung zwischen dem Zuganker und der ersten Anpressplatte oder der zweiten Anpressplatte, und zwischen dem Zuganker und dem elastischen Element kann stoffschlüssig, wie Schweißen oder Kleben, oder formschlüssig, wie Schrauben oder Nieten, erfolgen. Weiterhin kann durch einen direkt mit dem elastischen Element verbundenen Zuganker die von dem elastischen Element übertragenen Momente direkt von dem Zuganker auf die mit dem Zuganker verbundene erste Anpressplatte oder zweite Anpressplatte übertragen werden. Gleichzeitig kann durch die Verbindung des Zugankers mit dem elastischen Element und des Zugankers mit der ersten Anpressplatte oder der zweiten Anpressplatte das elastische Element auch an die mit dem Zuganker verbundene erste Anpressplatte oder zweite Anpressplatte ziehen. Dadurch können weitere Bauteile zum Abheben und Zentrieren der Anpressplatten und zur Übertragung des Momentes eingespart werden.
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Insbesondere können auch weitere Bauteile der Doppelkupplungsvorrichtung, beispielsweise Deckel oder Mitnehmerring, mehrteilig ausgebildet sein. Auf diese Weise kann der Materialbedarf zur Herstellung der weiteren Bauteile reduziert werden.
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Vorzugsweise sind die Zentralplatte, die erste Anpressplatte, die zweite Anpressplatte und der Zuganker durch ein Umformverfahren, vorzugsweise durch Zugumformen, insbesondere durch Tiefziehen, herstellbar. Weiterhin können auch die thermischen Massen der Doppelkupplungsvorrichtung durch ein Umformverfahren hergestellt werden. Im Gegensatz zu einem Urformverfahren, wie beispielsweise Gießen, können durch ein Umformverfahren Bauteile mit einer geringeren Masse zur Verfügung gestellt werden. Dadurch kann das Gewicht der Doppelkupplungsvorrichtung verringert werden. Als Material kann ein Metall, insbesondere ein Blech, verwendet werden.
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Insbesondere können auch weitere Bauteile der Doppelkupplungsvorrichtung, beispielsweise Deckel oder Mitnehmerring, durch ein Umformverfahren, vorzugsweise durch Zugumformen, insbesondere durch Tiefziehen, hergestellt werden. Auf diese Weise kann der Materialbedarf zur Herstellung der weiteren Bauteile reduziert werden.
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Es ist bevorzugt, dass die Zentralplatte, die erste Anpressplatte, die zweite Anpressplatte und/oder der Zuganker jeweils mindestens einen umformbaren Nietbereich umfassen zur Verbindung mit einem benachbarten Bauteil. Die Nietbereiche können dabei Erhebungen in Form von Nietwarzen ausgebildet sein und während des Umformprozesses direkt am Bauteil ausgebildet werden. Auf diese Weise können separate steckbare Nieten zur Verbindung der einzelnen Bauteile untereinander eingespart werden. Weiterhin können Arbeitsschritte und Arbeitsmaterial eingespart werden, so dass auch Arbeitszeit eingespart werden kann. Weiterhin kann der Platzbedarf der Doppelkupplungsvorrichtung weiter verringert werden, da kein extra Bauraum für die Nietköpfe der separaten Nieten zur Verfügung gestellt werden muss. Insbesondere können die Zentralplatte, die erste Anpressplatte, die zweite Anpressplatte und/oder der Zuganker weiterhin Öffnungen aufweisen, in welche die Nietbereiche eingeführt werden können. Durch die Nietbereiche kann eine einfache Verbindung zwischen den benachbarten Bauteilen ermöglicht werden.
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Insbesondere können auch weitere Bauteile der Doppelkupplungsvorrichtung, beispielsweise Deckel oder Mitnehmerring, jeweils mindestens einen umformbaren Nietbereich umfassen zur Verbindung mit einem benachbarten Bauteil aufweisen. Auf diese Weise können separate steckbare Nieten zur Verbindung der einzelnen Bauteile untereinander eingespart werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die erste Kupplungsscheibe und/oder die zweite Kupplungsscheibe mindestens einen Dämpfer zur Triebstrangisolation. Mit Hilfe des mindestens einen Dämpfers können die von dem Kraftfahrzeugantrieb verursachten Drehzahlschwankungen im Getriebe reduziert werden. Der Dämpfer kann dabei ein einfacher Torsionsdämpfer oder ein mehrstufiger Dämpfer sein. Weiterhin kann die erste Kupplungsscheibe und/oder die zweite Kupplungsscheibe auch einen Versatz in der Doppelkupplungsvorrichtung ausgleichen. Auf diese Weise kann der Bauraum für die Doppelkupplungsvorrichtung verringert werden.
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Vorzugsweise umfasst die Doppelkupplungsvorrichtung weiterhin eine kurbelwellenfeste Flexplate zur Verbindung einer Kurbelwelle mit der Doppelkupplungsvorrichtung. Der Begriff Flexplate kann hierbei eine flexible Platte beschreiben, insbesondere ein stärker dimensioniertes Blech, vorzugsweise ein Metallblech. Bei Verwendung einer Flexplate kann eine notwendige radiale Ausgleichsmöglichkeit zwischen Kurbelwelle und Getriebeeingangswelle im Gegensatz zu einem Versatzausgleich bei der Kardanik durch die Weichheit der Getriebeeingangswelle ermöglicht werden. Die radiale Ausgleichsmöglichkeit kann sich durch die kleinen Querschnitte der projektierten Anwendungen und den damit verbundenen vergleichsweise dünnen Querschnitten der Getriebeeingangswelle ergeben. Auf diese Weise kann der Versatzausgleich entfallen.
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Es ist bevorzugt, dass die Flexplate mit einem Mitnehmerring der Doppelkupplungsvorrichtung verbunden ist. Insbesondere kann die Flexplate mit dem Mitnehmerring stoffschlüssig, beispielsweise durch Verschweißen oder Kleben, oder formschlüssig, beispielsweise durch Vernieten oder Verschrauben, verbunden sein. Mit Hilfe des Mitnehmerrings kann ein Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Doppelkupplungsvorrichtung übertragen werden. Auf diese Weise kann die Flexplate sicher in der Doppelkupplungsvorrichtung angeordnet werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Doppelkupplungsvorrichtung;
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2 eine seitliche Schnittansicht der Doppelkupplungsvorrichtung der 1; und
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3 eine perspektivische seitliche Schnittansicht der Doppelkupplungsvorrichtung der 1.
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In der nachfolgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen Begriffe/Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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In 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Doppelkupplungsvorrichtung 10 dargestellt. Die Doppelkupplungsvorrichtung 10 umfasst einen Deckel 12 eine zweite Anpressplatte 14, ein elastisches Element 16 in Form einer Hebelfeder, einen Zuganker 18 und einen Mitnehmerring 20.
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2 zeigt eine seitliche Schnittansicht der Doppelkupplungsvorrichtung 10. Die Doppelkupplungsvorrichtung 10 umfasst einen Deckel 12 eine zweite Anpressplatte 14, ein elastisches Element 16 in Form einer Hebelfeder, einen Zuganker 18, einen Mitnehmerring 20, eine erste Anpressplatte 22, eine erste Zentralplatte 24, eine zweite Zentralplatte 26, eine erste Kupplungsscheibe 28, eine zweite Kupplungsscheibe 30 und eine Flexplate 32. Die erste Kupplungsscheibe 28 und die zweite Kupplungsscheibe 30 weisen Dämpfungsmittel auf zur Ermöglichung einer notwendigen Triebstrangisolation.
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Die erste Zentralplatte 24 und die zweite Zentralplatte 26 sind in diesem Ausführungsbeispiel zwei miteinander vernietete Blechplatten. Die zweite Zentralplatte 26 weist einen Lagersitz für ein nicht dargestelltes Lager auf. In der dargestellten Ausführungsform werden die thermischen Massen vorzugsweise im Tiefziehverfahren aus Blech hergestellt. Der Zuganker 18 umfasst eine Anordnung aus mehreren Einzelteilen und ist sowohl mit der ersten Anpressplatte 24 als auch mit dem elastischen Element 16 verbunden.
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In 2 ist erkennbar, dass die erste Kupplungsscheibe 28 und die zweite Kupplungsscheibe 30 durch das elastische Element 16 in Form einer Hebelfeder betätigbar sind. Weiterhin wird in dem Ausführungsbeispiel keine Verschleißnachstellung verwendet.
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Die wesentlichen funktionalen Komponenten der Doppelkupplungsvorrichtung 10, werden durch mehrere individuelle Einzelteile beispielsweise erste Anpressplatte 22, zweite Anpressplatte 14, erste Zentralplatte 24, zweite Zentralplatte 26, erste Kupplungsscheibe 28, zweite Kupplungsscheibe 30, separat angeordnet und/oder verbunden. Im Wesentlichen bestehen diese Einzelteile dann aus hinreichend flachen Blechen. Die Verbindung dieser Einzelteile untereinander oder mit weiteren Komponenten erfolgt durch umformbare, den Einzelteilen zugeordneter Bereiche, so genannte „Nietwarzen“. Dabei werden durch Vernieten der umformbaren Bereiche der angrenzenden Einzelteile mit diesem elastischen Element 16 formschlüssige Verbindungen hergestellt.
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Die Betätigung beider Teilkupplungen der Doppelkupplungsvorrichtung 10 erfolgt durch das elastische Element 16 in Form einer einzelnen Hebelfeder. Dabei kann mit Hilfe des elastischen Elementes 16 die erste Teilkupplung und die zweite Teilkupplung betätigt werden. Beispielsweise kann durch das elastische Element 16 die erste Kupplungsscheibe 28 zwischen der ersten Anpressplatte 22 und der ersten Zentralplatte 24 eingeklemmt werden um eine Moment zu übertragen. Weiterhin kann mit Hilfe des elastischen Elementes 16 auch die zweite Kupplungsscheibe 30 zwischen der zweiten Anpressplatte 14 und der zweiten Zentralplatte 26 eingeklemmt werden, um eine Moment zu übertragen. Das elastische Element 16 umfasst einen umlaufenden Kraftrand mit einer definierten Anzahl von Zungen. Die Zungen sind dabei in Umfangsrichtung wechselseitig individuell gestaltet, um in Funktionstrennung jeweils für die erste Teilkupplung oder die zweite Teilkupplung die Einrückbewegung auf die zweite Anpressplatte 14 oder auf die erste Anpressplatte 24 zu übertragen. Dabei überträgt das elastische Element 16 die Einrückbewegung an die erste Anpressplatte 24 über eine mit der ersten Anpressplatte 24 verbundene Anordnung von Einzelteilen, welche die Funktion des Zugankers 18 übernehmen. Die zweite Anpressplatte 14 ist über zugehörige Nietwarzen mit dem elastischen Element 16 verbunden. Durch diese Anordnung ist sichergestellt, dass über das elastische Element 16 Momente übertragen werden können. Gleichzeitig kann durch die formschlüssige Anbindung der zweiten Anpressplatte 14 beziehungsweise der mit der ersten Anpressplatte 22 verbundenen Einzelteile das elastische Element 16 auch an der ersten Anpressplatte 22 und an der zweiten Anpressplatte 14 ziehen. Dadurch können bei dieser Anordnung die im Stand der Technik üblicherweise in Doppelkupplungen vorhandenen Blattfedern, die für das Abheben und Zentrieren der Anpressplatten, sowie zur Übertragung des Moments verantwortlich sind, eingespart werden. Die generelle Rückstellkraft wird alleine durch das elastische Element 16 zur Verfügung gestellt, insbesondere durch Tordieren der Kraftrandbereiche zwischen denen in Umfangsrichtung wechselseitig für die erste Teilkupplung und die zweite Teilkupplung verantwortlichen Hebelbereiche.
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Die Verbindung zwischen der nicht dargestellten Kurbelwelle und der Doppelkupplungsvorrichtung 10 wird durch eine kurbelwellenfeste Flexplate 32, die mit dem Mitnehmerring 20 verschraubt wird, ermöglicht. Die notwendige radiale Ausgleichsmöglichkeit zwischen der nicht dargestellten Kurbelwelle und der nicht dargestellten Getriebeeingangswelle wird im Gegensatz zu einem Versatzausgleich bei der Kardanik durch die Weichheit der Getriebeeingangswellen ermöglicht, die sich durch die kleinen Drehmomenten der projektierten Anwendungen und den damit verbundenen, vergleichsweise dünnen Querschnitten der Getriebeeingangswellen ergeben. Ein Versatzausgleich kann dadurch eingespart werden.
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3 zeigt eine perspektivische seitliche Schnittansicht der Doppelkupplungsvorrichtung 10. Die Doppelkupplungsvorrichtung 10 umfasst einen Deckel 12 eine zweite Anpressplatte 14, ein elastisches Element 16 in Form einer Hebelfeder, einen Zuganker 18, einen Mitnehmerring 20, eine erste Anpressplatte 22, eine erste Zentralplatte 24, eine zweite Zentralplatte 26, eine erste Kupplungsscheibe 28 und eine zweite Kupplungsscheibe 30. Die erste Kupplungsscheibe 28 und die zweite Kupplungsscheibe 30 sind im gedämpften Zustand dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Doppelkupplungsvorrichtung
- 12
- Deckel
- 14
- zweite Anpressplatte
- 16
- elastisches Element
- 18
- Zuganker
- 20
- Mitnehmerring
- 22
- erste Anpressplatte
- 24
- erste Zentralplatte
- 26
- zweite Zentralplatte
- 28
- erste Kupplungsscheibe
- 30
- zweite Kupplungsscheibe
- 32
- Flexplate
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005037514 A1 [0002]
