DE102016209958A1

DE102016209958A1 - Betätigungsvorrichtung für eine Doppelkupplungsanordnung

Info

Publication number: DE102016209958A1
Application number: DE102016209958.2A
Authority: DE
Inventors: Christian Lutz; Norbert Radinger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2016-06-07
Publication date: 2017-12-07

Abstract

Die voliegende Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Doppelkupplungsanordnung (1) mit Rampeneinrichtungen. Die Betätigungsvorrichtung umfasst zwei koaxial angeordneten und ineinander geschachtelten Rampeneinrichtungen (8, 8‘), sowie zwei Elektromotoren (13), wobei jeweils eine Rampeneinrichtung (8, 8‘) als Betätigungseinrichtung für eine der Teilkupplungen (20, 21) der Doppelkupplungsanordnung (1) vorgesehen ist. Jede der Rampeneinrichtungen (8, 8‘) weist zwei Rampenscheiben und wird jeweils mittels eines Elektromotors (13) betätigt. Der jeweilige Elektromotor (13) ist radial in Bezug auf die Drehachse (14) der Doppelkupplungsanordnung (1) bereitgestellt und ist über einen Zahnräderzug (15, 15‘) mit wenigstens zwei Zahnrädern (6, 6‘, 7, 7‘) mit dem jeweiligen Rampensystem (8, 8‘) verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Doppelkupplungsanordnung, sowie eine Doppelkupplungsanordnung mit einer solchen Betätigungsvorrichtung.
Doppelkupplungen für Kraftfahrzeuge sind bekannt. Diese können als Doppelkupplungen mit zwei ineinander geschachtelten Nasskupplungen (die nachfolgend auch als "Teilkupplungen" bezeichnet werden) ausgestaltet sein, die in einem geschlossenen Nassraum betrieben werden, der mit einem Fluid befüllt ist. Alternativ sind auch ineinander geschachtelte trockene Teilkupplungen bekannt. Diese können in Lamellen- oder Scheibenbauweise aufgebaut sein. Im Folgenden werden, wenn es nicht ausdrücklich anders erwähnt ist mit Doppelkupplung oder Teilkupplung sowohl nasse, als auch trockene Kupplungen, Doppelkupplungen oder Teilkupplungen in Bezug genommen.
Moderne Doppelkupplungen weisen i.d.R. eine Betätigungsvorrichtung auf, welche für jede der Teilkupplungen einen eigenen Kupplungsaktor umfasst. Zur Betätigung der Doppelkupplung müssen dabei die beiden Kupplungsaktoren auf das jeweilige Einrück- bzw. Ausrücklager einwirken.
Aus der DE 10 2006 049 731 A1 ist eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung für ein Doppelkupplungsgetriebe mit zwei Kupplungsaktoren bekannt, wobei ein erster Kupplungsaktor eine erste Teilkupplung und ein zweiter Kupplungsaktor eine zweite Teilkupplung betätigt, indem diese auf ein erstes bzw. und auf ein zweites Ausrücklager der zugeordneten Teilkupplung einwirken, und wobei zwischen den Kupplungsaktoren und den Ausrücklagern jeweils eine mechanische Kraftübertragungsstrecke vorgesehen ist, die einen Drehhebel aufweist, wobei jeder Drehhebel eine ballige Außenverzahnung aufweist, die mit einer innenverzahnten Aufnahmehülse der jeweiligen Kraftübertragungsstrecke im Eingriff steht.
Neben einer derartigen mechanischen Betätigungseinrichtung sind hydraulische Betätigungseinrichtungen bekannt. Aus der nicht-vorveröffentlichten DE 10 2008 008 457 der Anmelderin ist eine nasse Doppelkupplung mit hydraulischer Aktuatorik bekannt. Diese umfasst hydraulische Betätigungskolben, über die die Kupplungslamellen zusammengedrückt werden. Entsprechend ist eine hydraulische Versorgung der jeweiligen hydraulischen Kolben notwendig, wodurch im Vergleich zur mechanischen Aktuatoren höhere Verlustleistungen entstehen.
Auch aus der DE 10 2010 005 601 A1 ist eine mechanische Betätigungseinrichtung bekannt, bei der über einen E-Motor ein Rampensystem zum Betätigen der Kupplung gegeneinander verdreht wird. Hierdurch wird zwar der Bauraum reduziert, allerdings sind so keine hohen Betätigungskräfte erreichbar, es sei denn durch einen entsprechend dimensionierten E-Motor.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine alternative Ausgestaltung der Betätigungseinrichtung für eine nasse oder eine trockene Doppelkupplungsanordnung anzugeben, welche einen geringen Bauraum einnimmt und gleichzeitig hohe Betätigungskräfte ermöglicht, ohne dass stärkere E-Motoren als üblich verwendet werden müssten.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer gattungsgemäßen Betätigungseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Eine Ausführungsform der Erfindung, auf die diese aber nicht beschränkt ist, und aus der sich weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben können, ist in den Figuren gezeigt. Es zeigen:
1: eine Doppelkupplungsanordnung mit Rampensystemen im Schnitt, und
2: eine Doppelkupplungsanordnung nach 1 in Frontalansicht.
In 1 ist ein Doppelkupplungssystem 1 mit zwei Rampensystemen 8, 8‘ gezeigt. Über eine Antriebseinheit 3 mit einem Elektromotor 13 wird mittels einer angetriebenen Welle 4 ein erstes Zahnrad 5 angetrieben. Das erste Zahnrad 5 kämmt mit einem Kronenzahnrad 6 eines Zahnräderzuges 15 und weist eine erste Übersetzung zum ersten Zahnrad 5 auf. Das erste Zahnrad 15 ist parallel zu einem Umfang um die Drehachse 14 des Doppelkupplungssystems 1 angeordnet, während sich der Zahnräderzug 15 senkrecht zum ersten Zahnrad 5, d.h. parallel zur Drehachse 14 erstreckt.
Der Zahnräderzug 15 umfasst ein zweites Zahnrad 7, welches mit einer zweiten Übersetzung mit dem Kronenzahnrad 6 koppelt. Das Zahnrad 7 ist mit einer Rampeneinrichtung 8 gekoppelt und weist dabei bevorzugt eine weitere Übersetzung auf.
Die Gesamtübersetzung des Systems aus Welle 4, erstem Zahnrad 5, Zahnräderzug 15 und Rampeneinrichtung 8 soll bevorzugt 30 oder größer sein.
Wird der Zahnräderzug 15 mittels der Antriebseinheit 3 in Rotation versetzt, so verdrehen sich zwei Rampenscheiben der Rampeneinrichtung 8 relativ zu einander und werden von einander entfernt oder auf einander zu bewegt. Da die Rampeneinrichtung 8 mit einem Betätigungslager 9 gekoppelt ist, wird diese axiale Bewegung auf dieses Betätigungslager 9 und darüber auf einen Drucktopf 11 übertragen. Der Drucktopf 11 schließt oder öffnet dadurch dann eine Teilkupplung 20 des Doppelkupplungssystems 1.
Durch die hohe Übersetzung kann ein üblicher Elektromotor 13 in der Antriebseinheit 3 verwendet werden, wobei durch die Anordnung des Zahnräderzugs 15 im wesentlichen senkrecht zur Drehachse 14 ein geringer axialer Aufbau realisiert wird.
In der 2 ist eine Aufsicht auf die Betätigungseinrichtung mit zwei Antriebseinheit (3, 3‘) gezeigt. Eine zweite Anordnung, bestehend aus einem Elektromotor 13‘, einer Welle 4‘, einem ersten Zahnrad 5‘, einem Kronenzahnrad und einem zweiten Zahnrad 7‘ und einer Rampeneinrichtung 8‘ ist identisch zur in 1 beschriebenen Anordnung aufgebaut. Die beiden Anordnungen weisen bevorzugt einen Winkel von 120° zueinander ein.
Die beiden Rampeneinrichtungen 8, 8‘ greifen mit Zähnen 16, 16‘, welche auf Teilumfängen von jeweiligen Rampenscheiben der Rampeneinrichtungen 8, 8‘ angeordnet sind in die jeweiligen zweiten Zahnräder 7, 7‘ der Zahnradzüge 15, 15‘ ein, wodurch die jeweilige Betätigung der Teilkupplungen 20, 21 erfolgen kann.
Mittels der zweiten Anordnung kann das radial mit dem ersten Betätigungslager 9 verschachtelte Betätigungslager 10 axial verlagert werden und über den Drucktopf 12 die zweite Teilkupplung 21 öffnen oder schließen.
Die Teilkupplungen 20, 21 können nasse oder trockene Lamellenkupplungen sein. Alternativ ist auch eine trockene Kupplung im Vierplatten-Design möglich.
Die Teilkupplungen 20, 21 können mittels Blattfederanordnungen oder, bei nassen Varianten alternativ oder zusätzlichen mittels Fluid geöffnet werden.
Durch die beschriebene Betätigungsvorrichtung können zwei Teilkupplungen 20, 21 einer Doppelkupplungsanordnung 1 mittels herkömmlicher Elektromotoren 13 betätigt werden, während der axiale Bauraum der Betätigungseinrichtung verringert wird.
Bezugszeichenliste

1: Doppelkupplungsanordnung
3: Antriebseinheit
4, 4‘: Welle
5, 5‘: erstes Zahnrad
6, 6‘: Kronenzahnrad
7, 7‘: zweites Zahnrad
8, 8‘: Rampeneinrichtung
9: Betätigungslager
10: Betätigungslager
11: erster Drucktopf
12: zweiter Drucktopf
13: Elektromotor
14: Drehachse
15, 15‘: Zahnräderzug
16, 16‘: Zähne
20: erste Teilkupplung
21: zweite Teilkupplung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006049731 A1 [0004]
DE 102008008457 [0005]
DE 102010005601 A1 [0006]

Claims

Betätigungsvorrichtung für eine Doppelkupplungsanordnung (1) mit zwei koaxial angeordneten und ineinander geschachtelten Rampeneinrichtungen (8, 8‘), umfassend zwei Elektromotoren (13), wobei jeweils eine Rampeneinrichtung (8, 8‘) als Betätigungseinrichtung für eine der Teilkupplungen (20, 21) der Doppelkupplungsanordnung (1) vorgesehen ist, wobei jede der Rampeneinrichtungen (8, 8‘) zwei Rampenscheiben aufweist und jeweils mittels eines Elektromotors (13) betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Elektromotor (13) radial in Bezug auf die Drehachse (14) der Doppelkupplungsanordnung (1) bereitgestellt ist und über einen Zahnräderzug (15, 15‘) mit wenigstens zwei Zahnrädern (6, 6‘, 7, 7‘), vorzugsweise umfassend ein Kronenzahnrad (6, 6‘) mit dem jeweiligen Rampensystem (8, 8‘) verbunden ist.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (13) jeweils mit einem ersten Zahnrad (5, 5‘) gekoppelt ist, das ersten Zahnrad (5, 5‘) im wesentlichen senkrecht zu einer Senkrechten auf der Drehachse (14) angeordnet ist und dieses ersten Zahnrad (5, 5‘) mit einem Kronenzahnrad (6, 6‘) des Zahnräderzuges (15, 15‘) gekoppelt ist, der Zahnradzug (15, 15‘) wenigstens zwei Zahnräder (6, 6‘, 7, 7‘), umfassend ein Kronenzahnrad (6, 6‘) umfasst und die Zahnräder (6, 6‘, 7, 7‘) im wesentlichen senkrecht zur Drehachse (14) angeordnet sind.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnradzug (15, 15‘) gemeinsam mit dem ersten Zahnrad (5, 5‘) eine Übersetzung von 30 oder mehr aufweist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampensysteme (8, 8‘) auf zwei radial verschachtelte Betätigungslager (9, 10) einwirken, so dass diese durch eine Verdrehung der Rampenscheiben des jeweiligen Rampensystems (8, 8‘) axial verlagert werden und über mit den Betätigungslagern (9, 10) gekoppelten Drucktöpfen (11, 12) Teilkupplungen (20, 21) der Doppelkupplungsanordnung (1) betätigen.