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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrfachkupplungseinrichtung, insbesondere Doppelkupplungseinrichtung, aufweisend eine erste Kupplung zur wahlweisen Drehmomentübertragung zwischen einer Kupplungseingangsseite und einer ersten Kupplungsausgangsseite und eine zweite Kupplung zur wahlweisen Drehmomentübertragung zwischen der Kupplungseingangsseite und einer zweiten Kupplungsausgangsseite, wobei die erste Kupplung über einen ersten Betätigungskolben betätigbar ist, dem ein erster Druckraum zugeordnet ist, der unter Erzeugung einer ersten Betätigungskraft für die erste Kupplung mit Druck beaufschlagbar ist, und die zweite Kupplung über einen zweiten Betätigungskolben betätigbar ist, dem ein zweiter Druckraum, der unter Erzeugung einer zweiten Betätigungskraft für die zweite Kupplung mit Druck beaufschlagbar ist, und ein Gegendruckraum zugeordnet ist, der unter Erzeugung einer der zweiten Betätigungskraft entgegengesetzten Rückstellkraft mit Druck beaufschlagt werden kann.
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Aus der Praxis sind Mehrfachkupplungseinrichtungen, insbesondere Doppelkupplungseinrichtungen, bekannt, die zwei oder mehr Kupplungen aufweisen. So sind insbesondere Doppelkupplungseinrichtungen bekannt, die eine erste Kupplung zur wahlweisen Drehmomentübertragung zwischen einer Kupplungseingangsseite und einer ersten Kupplungsausgangsseite und eine zweite Kupplung zur wahlweisen Drehmomentübertragung zwischen der Kupplungseingangsseite und einer zweiten Kupplungsausgangsseite aufweisen. Dabei kann die erste Kupplung über einen ersten Betätigungskolben betätigt werden. Dem ersten Betätigungskolben ist ein erster Druckraum zugeordnet, der unter Erzeugung einer ersten Betätigungskraft für die erste Kupplung mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt werden kann. Die zweite Kupplung ist hingegen über einen zweiten Betätigungskolben betätigbar, dem ein zweiter Druckraum zugeordnet ist, wobei der zweite Druckraum unter Erzeugung einer zweiten Betätigungskraft für die zweite Kupplung hydraulisch mit Druck beaufschlagt werden kann. Darüber hinaus ist den beiden Betätigungskolben jeweils ein Druckausgleichsraum zugeordnet, der unter Erzeugung einer der ersten bzw. zweiten Betätigungskraft entgegengesetzten Rückstellkraft mit Druck beaufschlagt werden kann. Diese Druckausgleichsräume sind mit einem Fluid gefüllt, so dass ein mehr oder weniger stark ausgebildeter Fliehölausgleich zwischen dem jeweiligen Druckraum und dem zugehörigen Druckausgleichsraum erfolgt, wenn die Mehrfachkupplungseinrichtung rotiert. Eine entsprechende Druckbeaufschlagung der Druckausgleichsräume erfolgt somit nicht gezielt, sondern ist vielmehr eine Folge der Rotation der Mehrfachkupplungseinrichtung. Darüber hinaus ist den beiden Betätigungskolben in der Regel jeweils eine Federeinrichtung zugeordnet, die ein Zurückstellen des Betätigungskolbens bewirken, wenn der Druck im zugehörigen Druckraum und somit auch die jeweilige Betätigungskraft verringert wird. Die bekannten Mehrfachkupplungseinrichtungen sind relativ aufwendig aufgebaut, benötigen einen relativ großen Bauraum und haben ein relativ hohes Gewicht, wobei die Momentenkapazität relativ gering ist, zumal ein relativ hoher Druck in den Druckräumen erforderlich ist, um das gewünschte Drehmoment über die jeweilige Kupplung übertragen zu können.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mehrfachkupplungseinrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die die vorangehend beschriebenen Nachteile überwindet, insbesondere einen einfachen Aufbau und ein geringes Gewicht aufweist, wobei überdies eine höhere Momentenkapazität gewährleistet sein soll. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen vorteilhaften Mehrfachkupplungseinrichtung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 10 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Mehrfachkupplungseinrichtung, bei der es sich vorzugsweise um eine Doppelkupplungseinrichtung handelt, weist eine erste Kupplung zur wahlweisen Drehmomentübertragung zwischen einer Kupplungseingangsseite und einer ersten Kupplungsausgangsseite und eine zweite Kupplung zur wahlweisen Drehmomentübertragung zwischen der Kupplungseingangsseite und einer zweiten Kupplungseingangsseite auf. Die Kupplungen sind vorzugsweise als Lamellenkupplungen ausgebildet oder/und hydraulisch betätigbar. So kann die erste Kupplung über einen ersten Betätigungskolben betätigt werden, dem ein erster Druckraum zugeordnet ist, der unter Erzeugung einer ersten Betätigungskraft für die erste Kupplung mit Druck beaufschlagbar ist. Die zweite Kupplung ist hingegen über einen zweiten Betätigungskolben betätigbar, wobei dem zweiten Betätigungskolben ein zweiter Druckraum zugeordnet ist, der unter Erzeugung einer zweiten Betätigungskraft für die zweite Kupplung mit Druck beaufschlagt werden kann. Darüber hinaus ist dem zweiten Betätigungskolben ein Gegendruckraum zugeordnet, der unter Erzeugung einer der zweiten Betätigungskraft entgegengesetzten Rückstellkraft mit Druck beaufschlagt werden kann. Die Druckbeaufschlagung des Gegendruckraumes ist dadurch bewirkt, dass der dem ersten Betätigungskolben zugeordnete erste Druckraum mit dem dem zweiten Betätigungskolben zugeordneten Gegendruckraum strömungsverbunden ist, so dass eine Druckbeaufschlagung des ersten Druckraumes auch eine Druckbeaufschlagung des Gegendruckraumes bewirkt. Mit anderen Worten bewirkt eine Betätigung der ersten Kupplung auch ein Zurückstellen des zweiten Betätigungskolbens für die zweite Kupplung. Dies hat den Vorteil, dass eine üblicherweise vorhandene Federeinrichtung zum Zurückstellen des zweiten Betätigungskolbens entfallen oder zumindest kleiner dimensioniert werden kann. Hierdurch ist nicht nur der Aufbau der Mehrfachkupplungseinrichtung vereinfacht, vielmehr kann auch das Gewicht sowie der erforderliche Bauraum reduziert werden. Darüber hinaus wird bei der zweiten Kupplung eine höhere Momentenkapazität erzielt, zumal die zweite Betätigungskraft für die zweite Kupplung keinerlei oder allenfalls eine reduzierte Rückstellkraft überwinden muss, um die zweite Kupplung zu betätigen. Dies hat zur Folge, dass ein geringerer Druck im zweiten Druckraum erforderlich ist, um das gewünschte Drehmoment über die zweite Kupplung übertragen zu können, so dass im Hinblick auf die Hydraulik letztlich eine geringere Pumpleistung erforderlich ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mehrfachkupplungseinrichtung sind der erste Druckraum und der Gegendruckraum über mindestens eine gemeinsame Druckleitung mit Druck beaufschlagbar. Hierbei ist es bevorzugt, wenn eine erste Druckleitung von der gemeinsamen Druckleitung zu dem ersten Druckraum und eine zweite Druckleitung von der gemeinsamen Druckleitung zu dem Gegendruckraum führt. Alternativ hierzu kann jedoch auch eine Verbindungsleitung zwischen dem ersten Druckraum und dem Gegendruckraum vorgesehen sein, während die gemeinsame Druckleitung in den ersten Druckraum oder den Gegendruckraum führt. Auch eine Kombination aus den genannten beiden Alternativen kann von Vorteil sein, d. h. zu der ersten und zweiten Druckleitung kommt ferner die Verbindungsleitung hinzu.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mehrfachkupplungseinrichtung ist die gemeinsame Druckleitung in der Kupplungseingangsseite ausgebildet. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Kupplungseingangsseite eine Kupplungsnabe aufweist, in der die gemeinsame Druckleitung ausgebildet ist, um einen besonders kompakten Aufbau der Mehrfachkupplungseinrichtung zu erzielen. Indem die gemeinsame Druckleitung in der Kupplungseingangsseite oder der Kupplungsnabe der Kupplungseingangsseite ausgebildet ist, kann diese besonders einfach und weitgehend leckagefrei mit einem entsprechenden Hydraulikfluid von außen beaufschlagt werden, während die Verteilung des Drucks auf den ersten Druckraum und den Gegendruckraum innerhalb der Kupplungseingangsseite oder der Kupplungsnabe der Kupplungseingangsseite erfolgen kann. So ist es bei dieser Ausführungsform besonders bevorzugt, wenn die gemeinsame Druckleitung innerhalb der Kupplungseingangsseite oder der Kupplungsnabe der Kupplungseingangsseite über eine Drehdurchführung an der Kupplungseingangsseite oder der Kupplungsnabe mit Druck beaufschlagt werden kann, um die genannten Vorteile zu erzielen. Überdies sei darauf hingewiesen, dass vorzugsweise auch die erste und zweite Druckleitung oder/und die Verbindungsleitung in der Kupplungseingangsseite oder der Kupplungsnabe der Kupplungseingangsseite ausgebildet sind.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mehrfachkupplungseinrichtung sind der erste Druckraum und der Gegendruckraum unmittelbar zueinander benachbart angeordnet. Unter einer unmittelbar zueinander benachbarten Anordnung ist dabei unter anderem zu verstehen, dass der erste Druckraum und der Gegendruckraum zumindest in einem Abschnitt lediglich von einem Begrenzungselement voneinander getrennt sind, ohne dass in diesem Abschnitt ein weiterer Druckraum, Gegendruckraum oder Druckausgleichsraum zwischen dem ersten Druckraum und dem Gegendruckraum angeordnet wäre. Alternativ oder ergänzend ist der Gegendruckraum bei dieser Ausführungsform in axialer Richtung zwischen dem ersten und zweiten Druckraum angeordnet. Unabhängig von der jeweils gewählten Ausführungsvariante ist hierdurch sichergestellt, dass der erste Druckraum und der Gegendruckraum auf relativ kurzem Wege miteinander strömungsverbunden sein können, wodurch nicht nur ein besonders einfacher Aufbau erzielt werden kann, sondern vielmehr auch eine zügige und gleichmäßige Druckbeaufschlagung von erstem Druckraum und Gegendruckraum möglich ist. Dies gilt sowohl für eine Ausführungsform mit den zuvor erwähnten ersten und zweiten Druckleitungen als auch für eine Ausführungsform mit der zuvor erwähnten Verbindungsleitung oder einer Kombination hieraus.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mehrfachkupplungseinrichtung ist die zuvor erwähnte Verbindungsleitung von einer Aussparung in einer Trennwand gebildet, die den ersten Druckraum und den Gegendruckraum voneinander trennt. Bei der genannten Trennwand handelt es sich vorzugsweise um einen Lamellenträger oder einen Abschnitt eines Lamellenträgers der als Lamellenkupplungseinrichtung ausgebildeten Mehrfachkupplungseinrichtung, der besonders bevorzugt aus Blech geformt ist.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mehrfachkupplungseinrichtung ist die dem zweiten Druckraum zugewandte Wirkfläche des zweiten Betätigungskolbens kleiner als die dem ersten Druckraum zugewandte Wirkfläche des ersten Betätigungskolbens, um die Höhe der beiden Drücke innerhalb des ersten Druckraums und innerhalb des zweiten Druckraums, die erforderlich sind, um die jeweils maximale Momentenübertragung durch die jeweilige Kupplung zu erzielen, aneinander anzugleichen, wodurch die Ansteuerung der Mehrfachkupplungseinrichtung sowie deren Aufbau vereinfacht ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mehrfachkupplungseinrichtung ist die Mehrfachkupplungseinrichtung mit der ersten und zweiten Kupplung als konzentrische Kupplungseinrichtung ausgebildet. Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die zweite Kupplung als radial außenliegende Kupplung und die erste Kupplung als radial innenliegende Kupplung ausgebildet ist. Wenngleich bei einer konzentrischen Kupplungseinrichtung nicht zwingend erforderlich, so ist es aus Bauraumgründen bei dieser Ausführungsform ferner bevorzugt, wenn die erste und zweite Kupplung zumindest teilweise radial geschachtelt angeordnet sind, was im Falle von Lamellenkupplungen insbesondere die zumindest teilweise radiale Schachtelung der zugehörigen Lamellenpakete betrifft.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mehrfachkupplungseinrichtung ist die erste oder/und zweite Kupplung als normalerweise geöffnete Kupplung ausgebildet. Alternativ ist die erste oder/und zweite Kupplung als normalerweise geschlossene Kupplung ausgebildet. Hierbei ist es bevorzugt, wenn sowohl die erste Kupplung als auch die zweite Kupplung als normalerweise geöffnete Kupplung ausgebildet sind.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mehrfachkupplungseinrichtung ist dem ersten Betätigungskolben eine Federeinrichtung zur Erzeugung einer der ersten Betätigungskraft entgegengesetzten Rückstellkraft zugeordnet. Grundsätzlich könnte selbstverständlich auch dem ersten Betätigungskolben ein Gegendruckraum zugeordnet sein, der wiederum mit dem zweiten Druckraum strömungsverbunden ist, um auch die genannte Federeinrichtung für den ersten Betätigungskolben zu vermeiden oder zumindest kleiner dimensionieren zu können, jedoch sind hierdurch - insbesondere bei einer Mehrfachkupplungseinrichtung in Form einer klassischen Doppelkupplungseinrichtung - keine Überschneidungsschaltungen der beiden Kupplungen möglich, weshalb die Ausführungsform mit einer dem ersten Betätigungskolben zugeordneten Federeinrichtung bevorzugt ist.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mehrfachkupplungseinrichtung ist dem zweiten Betätigungskolben zumindest keine unmittelbar mit dem zweiten Betätigungskolben zusammenwirkende Federeinrichtung, insbesondere keine Tellerfeder- oder Schraubenfedereinrichtung, oder gar keine Federeinrichtung zur Erzeugung einer der zweiten Betätigungskraft entgegengesetzten Rückstellkraft zugeordnet, um einen besonders einfachen Aufbau der Mehrfachkupplungseinrichtung und eine besonders hohe Momentenkapazität der zweiten Kupplung zu erzielen. Unter einer unmittelbar mit dem zweiten Betätigungskolben zusammenwirkenden Federeinrichtung ist hierbei eine Federeinrichtung zu verstehen, die dem zweiten Betätigungskolben unmittelbar zugeordnet ist, so dass die vorliegende Ausführungsform beispielsweise Federeinrichtungen nicht ausschließt, die zwischen den Lamellen des Lamellenpakets wirken.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mehrfachkupplungseinrichtung sind die Betätigungskolben und die zugehörigen Druckräume derart angeordnet, dass die erste Betätigungskraft und die zweite Betätigungskraft in dieselbe Richtung wirken, bei der es sich vorzugsweise um eine axiale Richtung handelt. Dank dieser Ausführung ist es unter anderem möglich, den ersten Druckraum und den Gegendruckraum dicht beieinander anzuordnen, um auf besonders einfache Weise eine Strömungsverbindung zwischen ersten Druckraum und Gegendruckraum zu erzielen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mehrfachkupplungseinrichtung sind die Betätigungskolben als Ringkolben ausgebildet, um eine besonders gleichmäßige Kraftbeaufschlagung der Betätigungskolben sowie der zugehörigen Kupplungen zu erwirken.
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Um trotz der hohen erzielbaren Drücke innerhalb des zweiten Druckraumes und des Gegendruckraumes eine sichere Abdichtung derselben zueinander zu gewährleisten, ist dem zweiten Betätigungskolben in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mehrfachkupplungseinrichtung eine beidseitig wirkende Dichtung zur gegenseitigen Abdichtung des zweiten Druckraumes und des Gegendruckraumes zugeordnet. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die beidseitig wirkende Dichtung zwei Dichtlippen aufweist, wobei diese besonders bevorzugt einerseits dem zweiten Druckraum und andererseits dem Gegendruckraum zugewandt sind und gegebenenfalls eine einander entgegengesetzte Schrägstellung aufweisen.
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Der erfindungsgemäße Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug weist eine Mehrfachkupplungseinrichtung der vorangehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Art sowie ein Getriebe auf, wobei das Getriebe eine erste Getriebeeingangswelle, die mit der ersten Kupplungsausgangsseite in Drehmitnahmeverbindung steht, und eine zweite Getriebeeingangswelle aufweist, die mit der zweiten Kupplungsausgangsseite in Drehmitnahmeverbindung steht. Erste und zweite Getriebeeingangswelle sind hierbei vorzugsweise radial geschachtelt angeordnet, so dass sich die eine Getriebeeingangswelle in axialer Richtung durch die als Hohlwelle ausgebildete andere Getriebeeingangswelle erstreckt. Überdies ist es bevorzugt, wenn der Antriebsstrang eine Antriebseinheit, gegebenenfalls einen Verbrennungsmotor, aufweist, dessen Ausgangsseite mit der Kupplungseingangsseite mittelbar oder unmittelbar in Drehmitnahmeverbindung steht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs ist die zuvor erwähnte Drehdurchführung an der Kupplungseingangsseite oder der Kupplungsnabe der Kupplungseingangsseite zwischen der Kupplungseingangsseite oder der Kupplungsnabe einerseits und einem feststehenden Gehäuse, vorzugsweise einem Getriebegehäuse, andererseits ausgebildet.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs ist der der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordnete höchste Gang größer als der der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnete höchste Gang. Dies ist insofern von Vorteil, als dass bei Autobahnfahrten das Getriebe zumeist in den höchsten Gang geschaltet ist, wobei zu diesem Zweck die zweite Kupplung geschlossen sein muss, so dass bei einer normalerweise geöffneten zweiten Kupplung dauerhaft lediglich ein relativ geringer Druck in dem zweiten Druckraum erzeugt werden muss, ohne dass die Rückstellkraft einer Federeinrichtung überwunden werden müsste, wie dies bereits vorangehend dargelegt wurde. Hierdurch kann die Pumpleistung und mithin auch der Verbrauch reduziert werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine teilweise Seitenansicht einer Mehrfachkupplungseinrichtung in geschnittener Darstellung.
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Die Figur zeigt eine Mehrfachkupplungseinrichtung 2 innerhalb eines Antriebsstrangs, wobei die Mehrfachkupplungseinrichtung 2 hier als Doppelkupplungseinrichtung ausgebildet ist. Die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 4, 6, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 8, 10 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 12, 14 der Mehrfachkupplungseinrichtung 2 sowie des Antriebsstrangs sind anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei die Mehrfachkupplungseinrichtung 2 um eine sich in axialer Richtung 4, 6 erstreckende Drehachse 16 drehbar ist.
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Die Mehrfachkupplungseinrichtung 2 ist in den axialen Richtungen 4, 6 zwischen einer Antriebseinheit 18, vorzugsweise einem Verbrennungsmotor, und einem Getriebe 20 angeordnet, die in der Figur lediglich schematisch angedeutet sind. So weist die Mehrfachkupplungseinrichtung 2 eine Kupplungseingangsnabe 22 auf, die mit einer Ausgangsseite der Antriebseinheit 18 mittelbar oder unmittelbar, vorzugsweise über einen Torsionsschwingungsdämpfer, in Drehmitnahmeverbindung steht. An der Kupplungseingangsnabe 22 ist eine Mitnehmerscheibe 24 drehfest befestigt, die sich in radialer Richtung 8 nach außen erstreckt, um mit einem Außenlamellenträger 26 der Mehrfachkupplungseinrichtung 2 in Drehmitnahmeverbindung zu stehen. Der Außenlamellenträger 26 erstreckt sich über einen Stützabschnitt auf der der Kupplungseingangsnabe 22 abgewandten Seite in radialer Richtung 10 nach innen, um mit einer weiteren Kupplungsnabe 28 in Drehmitnahmeverbindung zu stehen. Die Kupplungsnabe 28 kann auch als Stütznabe bezeichnet werden. Überdies ist an der Kupplungsnabe 28 ein weiterer Außenlamellenträger 30 der Mehrfachkupplungseinrichtung 2 drehfest befestigt. Die Außenlamellenträger 26, 30 sind jeweils aus Blech geformt. Die Kupplungseingangsnabe 22, die Mitnehmerscheibe 24, der Außenlamellenträger 26, die Kupplungsnabe 28 und der Außenlamellenträger 30 bilden die Kupplungseingangsseite 32 der Mehrfachkupplungseinrichtung 2 aus. Dabei ist die Kupplungsnabe 28 mit einer Drehdurchführung 34 versehen, die zwischen der Kupplungsnabe 28 und einem feststehenden Gehäuse 36 ausgebildet ist, wobei es sich bei dem feststehenden Gehäuse 36 hier um das Getriebegehäuse handelt. Über die Drehdurchführung 34 ist die Mehrfachkupplungseinrichtung 2 mit einem Hydraulikfluid versorgbar, wie dies später nochmals näher beschrieben werden soll.
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Die Mehrfachkupplungseinrichtung 2 weist eine erste Kupplung 38 und eine zweite Kupplung 40 auf, wobei die beiden Kupplungen 38, 40 als Lamellenkupplungen ausgebildet sind. Auch ist die Mehrfachkupplungseinrichtung 2 in Form der dargestellten Doppelkupplungseinrichtung als eine konzentrische Kupplungseinrichtung ausgebildet, bei der die zweite Kupplung 40 als in radialer Richtung 8 außenliegende Kupplung und die erste Kupplung 38 als in radialer Richtung 10 innenliegende Kupplung ausgebildet ist. Dabei sind die beiden Kupplungen 38, 40 in radialer Richtung 8, 10 zumindest teilweise geschachtelt angeordnet, so dass sich ein axialer Überlappungsbereich zwischen den Lamellenpaketen der beiden Kupplungen 38, 40 ergibt und ein relativ geringer axialer Bauraum vonnöten ist. Die erste Kupplung 38 dient der wahlweisen Drehmomentübertragung zwischen der Kupplungseingangsseite 32, genauer gesagt dem Außenlamellenträger 30, und einer ersten Kupplungsausgangsseite 42, die hier von einem Innenlamellenträger gebildet ist, wobei die erste Kupplungsausgangsseite 42 in radialer Richtung 10 nach innen mit einer ersten Getriebeeingangswelle des Getriebes 20 in Drehmitnahmeverbindung steht, wobei auf die Darstellung der ersten Getriebeeingangswelle aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet wurde. Die zweite Kupplung 40 dient hingegen der wahlweisen Drehmomentübertragung zwischen der Kupplungseingangsseite 32, genauer gesagt dem Außenlamellenträger 26, und einer zweiten Kupplungsausgangsseite 44, die wiederum von einem Innenlamellenträger gebildet ist, der in radialer Richtung 10 nach innen mit einer zweite Getriebeeingangswelle in Drehmitnahmeverbindung steht, die aus Gründen der Übersichtlichkeit hier ebenfalls nicht dargestellt ist. Erste und zweite Getriebeeingangswelle sind dabei in radialer Richtung 8, 10 geschachtelt angeordnet, wobei sich die zweite Getriebeeingangswelle in axialer Richtung 6 durch die als Hohlwelle ausgebildete erste Getriebeeingangswelle erstreckt. Die Kupplungsnabe 28 ist überdies in radialer Richtung 8, 10 über zwei Lager 46, 48 an der in radialer Richtung 8 nach außen weisenden Seite der ersten Getriebeeingangswelle abgestützt bzw. abstützbar.
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Bei beiden Kupplungen 38, 40 handelt es sich um normalerweise geöffnete Kupplungen, so dass diese durch die Betätigung geschlossen werden. Auch sind beide Kupplungen 38, 40 hydraulisch betätigbar, hier schließbar. So ist der ersten Kupplung 38 ein erster Betätigungskolben 50 zugeordnet, um diese zu betätigen. Dem ersten Betätigungskolben 50 ist auf dessen in axialer Richtung 6 weisenden Seite ein erster Druckraum 52 zugeordnet. Der erste Druckraum 52 ist unter Erzeugung einer in axiale Richtung 4 wirkenden ersten Betätigungskraft 54, die auf das Lamellenpaket der ersten Kupplung 38 wirkt, mit Druck beaufschlagbar. Überdies ist dem ersten Betätigungskolben 50 auf seiner in axiale Richtung 4 weisenden Seite ein Druckausgleichsraum 56 zugeordnet, der einen zumindest teilweisen Fliehölausgleich bewirken soll. Des Weiteren ist dem ersten Betätigungskolben 50 eine Federeinrichtung 58 zugeordnet, die der Erzeugung einer der ersten Betätigungskraft 54 entgegengesetzten Rückstellkraft 60 dient, wenn der erste Druckraum 52 nicht mehr mit Druck beaufschlagt wird. Die Federeinrichtung 58 ist dabei vorzugsweise innerhalb des Druckausgleichsraumes 56 angeordnet.
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Die zweite Kupplung 40 ist hingegen über einen zweiten Betätigungskolben 62 betätigbar. Dem zweiten Betätigungskolben 62 ist auf seiner in axiale Richtung 6 weisenden Seite ein zweiter Druckraum 64 zugeordnet, der unter Erzeugung einer in axialer Richtung 4 wirkenden zweiten Betätigungskraft 66 für die zweite Kupplung 40 mit Druck beaufschlagbar ist. Mithin wirken die erste Betätigungskraft 54 und die zweite Betätigungskraft 66 in dieselbe Richtung, hier in die axiale Richtung 4, wobei überdies beide Betätigungskolben 50, 62 als in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufende Ringkolben ausgebildet sind. Auf seiner in axiale Richtung 4 weisenden Seite ist dem zweiten Betätigungskolben 62 überdies ein Gegendruckraum 68 zugeordnet. Der Gegendruckraum 68 hat zum einen die Funktion eines Druckausgleichsraumes, um in Bezug auf den zweiten Betätigungskolben 62 einen zumindest teilweisen Fliehölausgleich zu bewirken. Zum anderen geht die Funktion des Gegendruckraumes 68 über die Funktion eines reinen Druckausgleichsraumes hinaus, zumal ein herkömmlicher Druckausgleichsraum lediglich mit einem Öl oder Fluid gefüllt ist und bei sich drehender Mehrfachkupplungseinrichtung 2 automatisch einem höheren Druck unterliegt, um den Fliehölausgleich zu bewirken. Demgegenüber kann der hier dargestellte Gegendruckraum 68 - unabhängig von einer Drehung oder Rotation der Mehrfachkupplungseinrichtung 2 um die Drehachse 16 - mit einem Druck beaufschlagt werden, der der Erzeugung einer der zweiten Betätigungskraft 66 entgegengesetzten Rückstellkraft 70 dient, indem der erste Druckraum 52 mit dem Gegendruckraum 68 strömungsverbunden ist, so dass eine Druckbeaufschlagung des ersten Druckraumes 52 auch eine Druckbeaufschlagung des Gegendruckraumes 68 bewirkt, wobei dies nachstehend näher erläutert werden soll.
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Der erste Druckraum 52 und der Gegendruckraum 68 sind über mindestens eine gemeinsame Druckleitung 72 mit Druck beaufschlagbar. Die gemeinsame Druckleitung 72 ist in der Kupplungsnabe 28 der Kupplungseingangsseite 32 ausgebildet und kann an ihrem in axialer Richtung 6 weisenden Ende über die Drehdurchführung 34 ohne größere Leckageverluste mit Druck beaufschlagt werden. Innerhalb der Kupplungsnabe 28 ist ferner eine erste Druckleitung 74 ausgebildet, die von der gemeinsamen Druckleitung 72 zu dem ersten Druckraum 52 führt. Überdies ist in der Kupplungsnabe 28 der Kupplungseingangsseite 32 eine zweite Druckleitung 76 ausgebildet, die von der gemeinsamen Druckleitung 72 zu dem Gegendruckraum 68 führt, so dass über die erste und zweite Druckleitung 74, 76 und die gemeinsame Druckleitung 72 eine Strömungsverbindung zwischen erstem Druckraum 52 und dem Gegendruckraum 68 besteht. Man kann hier auch von einer Verzweigung der gemeinsamen Druckleitung 72 sprechen.
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Wird der Druck im ersten Druckraum 52 über die gemeinsame Druckleitung 72 erhöht, so erhöht sich gleichermaßen der Druck in dem Gegendruckraum 68. Dies hat zur Folge, dass einerseits der erste Betätigungskolben 50 die erste Betätigungskraft 54 auf die erste Kupplung 38 ausübt und diese schließt, während der erhöhte Druck innerhalb des Gegendruckraums 68 zu der Rückstellkraft 70 führt, die den zweiten Betätigungskolbens 62 in axiale Richtung 6 zurückstellt und somit die zweite Kupplung 40 öffnet. Eine Federeinrichtung 58, wie sie für den ersten Betätigungskolben 50 vorgesehen ist, muss daher für den zweiten Betätigungskolben 62 nicht vorgesehen sein. Mithin ist dem zweiten Betätigungskolben 62 zumindest keine unmittelbar mit dem zweiten Betätigungskolben 62 zusammenwirkende Federeinrichtung oder - wie in der Figur gezeigt - gar keine Federeinrichtung zur Erzeugung einer der zweiten Betätigungskraft 66 entgegengesetzten Rückstellkraft 70 zugeordnet, so dass auf eine Tellerfeder- oder Schraubenfedereinrichtung zum Zurückstellen des zweiten Betätigungskolbens 62 verzichtet wurde. Dies schließt eine mittelbar mit dem zweiten Betätigungskolben 62 zusammenwirkende Federeinrichtung jedoch nicht grundsätzlich aus, die beispielsweise von einer Federeinrichtung zur federnden Trennung der Lamellen der zweiten Kupplung 40 gebildet sein könnte.
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Das vorangehend beschriebene Fehlen einer Federeinrichtung zum Zurückstellen des zweiten Betätigungskolbens 62 hat überdies den Vorteil, dass beim Schließen der zweiten Kupplung 40 der zweiten Betätigungskraft 66 keine oder allenfalls eine geringe Federkraft entgegenwirkt, so dass bezüglich der zweiten Kupplung 40 eine besonders hohe Momentenkapazität gegeben ist. Mit anderen Worten ist ein geringerer Druck innerhalb des zweiten Druckraumes 64 notwendig, um die gewünschte Drehmomentübertragung über die zweite Kupplung 40 zu erzielen, zumal die Federkraft einer Federeinrichtung der zweiten Betätigungskraft 66 nicht entgegenwirkt. In diesem Zusammenhang hat es sich innerhalb des Antriebsstrangs als vorteilhaft erwiesen, wenn der der zweiten Getriebeeingangswelle zugeordnete höchste Gang größer als der der ersten Getriebeeingangswelle zugeordnete höchste Gang ist, was sich insbesondere bei Autobahnfahrten bemerkbar macht, bei denen zumeist dauerhaft im höchsten Gang gefahren wird.
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Darüber hinaus ist die dem zweiten Druckraum 64 zugewandte Wirkfläche a des zweiten Betätigungskolbens 62 kleiner als die dem ersten Druckraum 52 zugewandte Wirkfläche b des ersten Betätigungskolbens 50, zumal hierdurch eine gewisse Angleichung der Drücke in dem ersten Druckraum 52 und dem zweiten Druckraum 62 möglich ist, um die jeweilige Kupplung 38, 40 in den Zustand der maximalen Drehmomentübertragung zu überführen, wodurch die Steuerung der Mehrfachkupplungseinrichtung 2 vereinfacht ist. Die Wirkflächen a und b beschreiben hierbei die hydraulisch in Richtung der Betätigungskraft 54 bzw. 66 wirksamen und dem jeweiligen Druckraum 52, 64 zugewandten Flächen, in der dargestellten Ausführungsform mithin zwei in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufende und sich in einer Radialebene erstreckende Ringflächen.
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Um eine sichere Abdichtung zwischen dem zweiten Druckraum 64 und dem - im Gegensatz zu einem herkömmlichen Druckausgleichsraum mit einem höheren Druck beaufschlagbaren - Gegendruckraum 68 sicherzustellen, ist dem zweiten Betätigungskolben 62 eine beidseitig wirkende Dichtung 78 zur gegenseitigen Abdichtung des zweiten Druckraumes 64 und des Gegendruckraumes 68 zugeordnet, wobei die genannte Dichtung 78 in der dargestellten Ausführungsform an dem zweiten Betätigungskolben 62 befestigt ist. Dies muss jedoch nicht zwangsläufig der Fall sein, vielmehr könnte die Dichtung 78 auch an der Kupplungsnabe 28 der Kupplungseingangsseite 32 festgelegt sein, wenngleich die dargestellte Ausführungsform bevorzugt ist. Dabei weist die Dichtung 78 eine dem zweiten Druckraum 64 zugewandte erste Dichtlippe 80 und eine dem Gegendruckraum 68 zugewandte zweite Dichtlippe 82 auf, die in einander entgegengesetzte axiale Richtungen 4, 6 geneigt sind.
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Wie aus der Figur ferner ersichtlich, sind der Gegendruckraum 68 und der erste Druckraum 52 unmittelbar zueinander benachbart angeordnet, zumal diese lediglich durch eine Trennwand 84, die hier von einem Radialabschnitt des Außenlamellenträgers 30 gebildet ist, voneinander getrennt sind, ohne dass in diesem Abschnitt der zweite Druckraum 64 oder der Druckausgleichsraum 56 zwischen dem ersten Druckraum 52 und dem Gegendruckraum 68 angeordnet wäre. Der Gegendruckraum 68 ist in axialer Richtung 4, 6 zwischen dem ersten Druckraum 52 und dem zweiten Druckraum 64 angeordnet. Hierdurch ist der Aufbau der Mehrfachkupplungseinrichtung 2 vereinfacht, zumal der erste Druckraum 52 und der Gegendruckraum 68 auf einem relativ kurzen Wege miteinander in Strömungsverbindung gebracht sein können, was überdies dazu führt, dass sowohl der erste Druckraum 52 als auch der Gegendruckraum 68 relativ gleichmäßig mit Druck beaufschlagt werden können.
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Wenngleich in der Figur lediglich angedeutet, so kann auch eine Verbindungsleitung 86 zwischen dem ersten Druckraum 52 und Gegendruckraum 68 vorgesehen sein, während die gemeinsame Druckleitung 72 in den ersten Druckraum 52 oder den Gegendruckraum 68 führt. Mithin könnte bei dieser alternativen Ausführungsvariante entweder auf die erste Druckleitung 74 oder die zweite Druckleitung 76 verzichtet werden, wobei die Strömungsverbindung zwischen dem ersten Druckraum 52 und dem Gegendruckraum 68 über die Verbindungsleitung 86 erfolgt. Dabei könnte die lediglich gestrichelt angedeutete Verbindungsleitung 86 als Aussparung in der zuvor erwähnten Trennwand 84 ausgebildet sein, um eine Strömungsverbindung zu erzielen, die besonders einfach herstellbar ist. Überdies sei erwähnt, dass auch eine Kombination aus der erwähnten Verbindungsleitung 86 einerseits und der ersten und zweiten Druckleitung 74, 76 andererseits von Vorteil sein kann, zumal hierdurch ein besonders gleichmäßiger Druckaufbau sowohl in dem ersten Druckraum 52 als auch in dem Gegendruckraum 68 möglich ist.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Mehrfachkupplungseinrichtung
- 4
- axiale Richtung
- 6
- axiale Richtung
- 8
- radiale Richtung
- 10
- radiale Richtung
- 12
- Umfangsrichtung
- 14
- Umfangsrichtung
- 16
- Drehachse
- 18
- Antriebseinheit
- 20
- Getriebe
- 22
- Kupplungseingangsnabe
- 24
- Mitnehmerscheibe
- 26
- Außenlamellenträger
- 28
- Kupplungsnabe
- 30
- Außenlamellenträger
- 32
- Kupplungseingangsseite
- 34
- Drehdurchführung
- 36
- Gehäuse
- 38
- erste Kupplung
- 40
- zweite Kupplung
- 42
- erste Kupplungsausgangsseite
- 44
- zweite Kupplungsausgangsseite
- 46
- Lager
- 48
- Lager
- 50
- erster Betätigungskolben
- 52
- erster Druckraum
- 54
- erste Betätigungskraft
- 56
- Druckausgleichsraum
- 58
- Federeinrichtung
- 60
- Rückstellkraft
- 62
- zweiter Betätigungskolben
- 64
- zweiter Druckraum
- 66
- zweite Betätigungskraft
- 68
- Gegendruckraum
- 70
- Rückstellkraft
- 72
- gemeinsame Druckleitung
- 74
- erste Druckleitung
- 76
- zweite Druckleitung
- 78
- Dichtung
- 80
- erste Dichtlippe
- 82
- zweite Dichtlippe
- 84
- Trennwand
- 86
- Verbindungsleitung
- a
- Wirkfläche
- b
- Wirkfläche
