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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft das Gebiet der Kraftfahrzeugübertragungen.
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Die Erfindung betrifft insbesondere eine nasse Doppelkupplung, die zur Anordnung in einer Kraftfahrzeugübertragungskette zwischen einem Motorblock und einem Getriebe mit zwei Antriebswellen vorgesehen ist.
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Technischer Hintergrund
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Eine nasse Doppelkupplung umfasst eine Eingangsnabe, die dazu vorgesehen ist, mit einer an der Kurbelwelle des Motors befestigten Schwungscheibe drehfest verbunden zu werden, sowie zwei Kupplungen, die jeweils einen Eingangsscheibenhalter, der mit der Eingangsnabe drehbar verbunden ist, einen Ausgangsscheibenhalter, der mit einer der beiden Antriebswellen eines Getriebes drehbar verbunden ist, und eine Mehrscheibenbaugruppe aufweisen, die dazu vorgesehen ist, ein Drehmoment zwischen dem Eingangsscheibenhalter und dem Ausgangsscheibenhalter der Kupplung zu übertragen, wenn sich die Kupplung in der eingerückten Stellung befindet.
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Eine der Getriebeantriebswellen, die mit dem Ausgangsscheibenhalter einer der Kupplungen drehbar verbunden ist, entspricht den ungeraden Gängen des Getriebes, während die andere Antriebswelle, die mit dem Ausgangsscheibenhalter der anderen Kupplung drehbar verbunden ist, den geraden Gängen entspricht. Um einen Gangwechsel auszuführen, wird somit eine der Kupplungen aus ihrer eingerückten Stellung in ihre ausgerückte Stellung bewegt, während die andere Kupplung von ihrer ausgerückten Stellung in ihre eingerückte Stellung bewegt wird. Eine derartige Doppelkupplung ermöglicht somit einen Gangwechsel ohne Drehmomentunterbrechung.
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Aus dem Stand der Technik und insbesondere aus der
US 20150219167 ist eine derartige nasse Doppelkupplung bekannt, bei der die Eingangsscheibenhalter von einer Nabe gehalten werden, die drehbar an einer Triebwelle angebracht ist, welche am Getriebegehäuse befestigt ist. Jede der Kupplungen wird von einem entsprechenden Kolben betätigt, der an der Nabe zwischen einer ausgerückten Stellung und einer eingerückten Stellung axial beweglich angebracht ist, wobei er in der eingerückten Stellung die Scheiben der Mehrscheibenbaugruppe der Kupplung gegeneinander presst, so dass ein Drehmoment zwischen dem entsprechenden Eingangsscheibenhalter und Ausgangsscheibenhalter übertragen wird. Jeder der Kolben ist zwischen einer Aktivierungskammer, die die Verlagerung des Kolbens aus seiner ausgerückten Stellung in seine eingerückte Stellung ermöglicht, wenn sie unter Druck gesetzt wird, und einer Ausgleichskammer angeordnet, die eine Kompensation des durch die Fliehkraft erzeugten dynamischen Drucks ermöglicht. Die Triebwelle weist mehrere Ölzuführkanäle auf, die jeweils mit einer oder mehreren entsprechenden in der Nabe ausgebildeten Bohrungen verbunden sind, wobei die Bohrungen jeweils in die Aktivierungs- oder in die Ausgleichskammer ausmünden. Zwischen der Triebwelle und der Nabe sind dynamische Dichtungen angeordnet, die eine dichte Trennung der Kanäle der Triebwelle ermöglichen. Die Kompensationskammern erlauben ferner die Zirkulation von Fluid zu den Mehrscheibenbaugruppen, so dass eine Schmierung und eine Kühlung der Mehrscheibenbaugruppen gewährleistet sind.
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Eine derartige Doppelkupplung ist nicht vollständig zufriedenstellend, da das Vorhandensein von dynamischen Dichtungen zur Erzeugung von Reibungen führt, die ein Widerstandsdrehmoment erzeugen, das für einen übermäßigen Energieverbrauch verantwortlich ist.
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Bekannt sind außerdem insbesondere aus der
DE 10 2014 212 805 nasse Doppelkupplungen, die mit einem hydraulischen Steuerungssystem betätigt werden, mit einem Gehäuse, das zur Befestigung am Getriebe vorgesehen ist, und zwei konzentrischen Ringkammern und zwei Ringkolben, die in der einen bzw. in der anderen der beiden Ringkammern axial beweglich sind. Jeder Kolben ist mit einem Drehanschlag versehen, der an einem Kraftübertragungsorgan anliegt, das mit der einen oder mit der anderen der beiden Kupplungen zusammenwirkt, so dass die Kupplung bei der Bewegung des Kolbens innerhalb seiner entsprechenden Ringkammer zwischen einer ausgerückten Stellung und einer eingerückten Stellung bewegt wird. Ein derartiges Steuerungssystem ermöglicht die Begrenzung des Widerstandsdrehmoments und bietet infolgedessen zufriedenstellende Leistungen hinsichtlich des Energieverbrauchs. Die Eingangsscheibenhalter sind jedoch über ein Wälzlager an einer Ausgangsnabe des Ausgangsscheibenhalters einer der Kupplungen drehbar angebracht, wobei das Ausgangsmittel an einer der Getriebeantriebswellen angebracht ist. Eine derartige Halterung der Eingangsscheibenhalter ist nicht vollständig zufriedenstellend, da das Wälzlager, das ihre Halterung gewährleistet, axialen und/oder radialen Ausschlägen der Getriebeantriebswelle ausgesetzt ist, was seine Lebensdauer beeinträchtigt.
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Zusammenfassung
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Ein der Erfindung zugrundeliegender Gedanke besteht darin, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen, indem eine nasse Doppelkupplung vorgeschlagen wird, die einen geringen Energieverbrauch bietet und ihre Halterung sicher und zuverlässig gewährleistet.
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Gemäß einer Ausführungsform bietet die Erfindung eine nasse Doppelkupplung, die zur Anordnung in einer Kraftfahrzeugübertragungskette zwischen einem Motor mit einer Kurbelwelle und einem Getriebe mit zwei koaxialen Antriebswellen, die sich entlang einer Achse X erstrecken, vorgesehen ist, wobei die nasse Doppelkupplung zwei Kupplungen umfasst, die jeweils ein Drehmoment der Kurbelwelle zu der einen und anderen der beiden Getriebeantriebswellen übertragen können, wobei jede Kupplung Folgendes umfasst:
- – einen Eingangsscheibenhalter, der dazu vorgesehen ist, drehbar an die Kurbelwelle gekoppelt zu sein;
- – einen Ausgangsscheibenhalter, der dazu vorgesehen ist, drehbar an die eine oder andere der beiden Getriebeantriebswellen gekoppelt zu sein;
- – eine Mehrscheibenbaugruppe, die mindestens eine Reibscheibe aufweist, die mit dem Eingangsscheibenhalter oder dem Ausgangsscheibenhalter drehfest verbunden ist, und mindestens zwei Platten, die auf der einen bzw. auf der anderen Seite jeder Reibscheibe angeordnet sind, mit dem jeweils anderen des Eingangsscheibenhalters und des Ausgangsscheibenhalters drehfest verbunden sind und zwischen einer ausgerückten Stellung und einer eingerückten Stellung axial beweglich sind, in welcher die Platten die Reibscheibe so klemmen, dass ein Drehmoment zwischen dem Eingangsscheibenhalter und dem Ausgangsscheibenhalter übertragen wird; und
- – ein bewegliches Kraftübertragungsorgan, das die Mehrscheibenbaugruppe aus ihrer ausgerückten Stellung in ihre eingerückte Stellung bewegen kann;
wobei die nasse Doppelkupplung außerdem ein Steuerungssystem aufweist, das Folgendes umfasst:
- – ein Gehäuse, das zur Befestigung am Getriebe vorgesehen ist, wobei das Gehäuse ein Innenrohr aufweist, das sich axial um die Achse X erstreckt und einen Innenraum ausbildet, der für die Durchführung der beiden Getriebeantriebswellen vorgesehen ist;
- – einen ersten und einen zweiten Ringkolben, die axial gleitend am Gehäuse außerhalb des Innenrohrs angebracht sind und mit einem ersten bzw. einem zweiten Drehanschlag versehen sind, wobei der erste und der zweite Drehanschlag mit dem Kraftübertragungsorgan der einen bzw. der anderen der beiden Kupplungen zusammenwirken und zwischen einer Ruhestellung und einer aktiven Stellung beweglich sind, welche einer ausgerückten bzw. einer eingerückten Stellung der Kupplung entsprechen;
wobei die Doppelkupplung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Eingangsscheibenhalter der beiden Kupplungen über ein Lager um die Achse X drehbar am Innenrohr des Steuerungssystems angebracht sind.
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Infolgedessen ist bei einer derartigen nassen Doppelkupplung das Vorhandensein von dynamischen Dichtungen nicht erforderlich, wodurch das Widerstandsdrehmoment und so der Energieverbrauch des Motors begrenzt werden können.
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Da außerdem die Eingangsscheibenhalter von dem Steuerungssystem gehalten werden, das zur Befestigung am Getriebe vorgesehen ist, ist das Lager an einem stabilen und starren Element angebracht, das keinen axialen und/oder radialen Ausschlägen ausgesetzt ist, wodurch eine Stabilität der Doppelkupplung und eine größere Zuverlässigkeit des Lagers gewährleistet ist.
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Da ferner das Lager an einem Innenrohr mit relativ geringem Durchmesser angebracht ist, ist der Durchmesser des Lagers begrenzt, wodurch seine Kosten verringert werden können, insbesondere wenn es sich um ein Wälzlager handelt.
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Gemäß weiteren vorteilhaften Ausführungsformen kann eine derartige nasse Doppelkupplung eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale aufweisen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Innenrohr einstückig, d. h. aus einem Teil mit dem Gehäuse ausgebildet.
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Die Eingangsscheibenhalter der beiden Kupplungen sind aneinander befestigt.
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Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Lager um ein Wälzlager.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Wälzlager einen Innenring auf, der um das Innenrohr herum angebracht ist, einen Außenring, der innerhalb einer Aufnahme des Eingangsscheibenhalters einer der Kupplungen angebracht ist, sowie Rollkörper, die zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind.
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Gemäß einer Ausführungsform wird der Innenring von einem elastischen Reifen, der in einer am Innenrohr ausgebildeten Nut angebracht ist, in einer zum Steuerungssystem entgegengesetzten Richtung am Innenrohr gehalten.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Ring von einem Absatz gehalten, der direkt am Innenrohr ausgebildet ist.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Innenrohr axial fest mit dem Gehäuse verbunden, so dass die von den Ringkolben ausgeübten axialen Kupplungskräfte direkt von dem Gehäuse aufgenommen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Wälzlager ein Lager mit Schrägkontakt. Die Aufnahme der von den Ringkolben ausgeübten axialen Kräfte erfolgt vorteilhafterweise über die schrägen Kontakte des Wälzlagers und des elastischen Reifens, wodurch ein radialer Durchgang für das Kühlfluid zwischen dem Eingangsscheibenhalter und einem der Ausgangsscheibenhalter freigegeben wird.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Lager an einer Auflagefläche des Innenrohrs angebracht, wobei die Auflagefläche in Richtung der beiden Kupplungen jenseits des Hubs des ersten und zweiten Ringkolbens zwischen ihrer Ruhestellung und ihrer aktiven Stellung angeordnet ist, zumindest solange die Reibbeläge der Mehrscheibenbaugruppen nicht abgenutzt sind.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Doppelkupplung eine Eingangsnabe mit Rillen auf, die dazu vorgesehen sind, mit komplementären Rillen eines an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors befestigten Elements, etwa einer Schwungscheibe, zusammenzuwirken. Die Eingangsscheibenhalter sind beispielsweise über eine Eingangsabdeckung an der Eingangsnabe befestigt.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Eingangsscheibenhalter radial außerhalb des Ausgangsscheibenhalters ihrer jeweiligen Kupplung angeordnet.
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Gemäß einer Ausführungsform weist jeder Eingangs- oder Ausgangsscheibenhalter eine zylindrische Schürze auf, wobei jede Reibscheibe oder Platte an der zylindrischen Schürze des Ausgangsscheibenhalters oder des Ausgangsscheibenhalters axial beweglich und mit diesem drehfest verbunden angebracht ist, wobei einer der Eingangsscheibenhalter einen Halteabschnitt aufweist, der ausgehend von einem Rand seiner zylindrischen Schürze, der zum Steuerungssystem ausgerichtet ist, radial nach innen ausgerichtet ist, wobei der Halteabschnitt einen radial inneren Rand aufweist, der mit dem Lager zusammenwirkt.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die beiden Kupplungen radial ineinander angeordnet, wodurch der axiale Platzverbrauch der Doppelkupplung begrenzt werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Mehrscheibenbaugruppe einer der Kupplungen radial innerhalb der Mehrscheibenbaugruppe der anderen Kupplung angeordnet, und das Lager ist radial innerhalb der Mehrscheibenbaugruppen der Kupplungen angeordnet.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der Halteabschnitt einen Innenbereich auf, der innerhalb der Mehrscheibenbaugruppen in eine zum Steuerungssystem entgegengesetzte Richtung umgebogen ist.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Kraftübertragungsorgan jeder Kupplung einen Außenumfang auf, der mit mehreren axial ausgerichteten Zapfen versehen ist, die jeweils aufgrund einer entsprechenden Öffnung durch den Halteabschnitt verlaufen, wobei die Zapfen an der Mehrscheibenbaugruppe der Kupplung anliegen.
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Gemäß einer Ausführungsform weist jedes Kraftübertragungsorgan einen Innenabschnitt mit einer axialen Vertiefung in Richtung der beiden Kupplungen auf, in die der erste und der zweite Ringkolben des Steuerungssystems zumindest teilweise aufgenommen sind. Eine derartige Anordnung trägt auch zur Erhöhung der axialen Kompaktheit der Doppelkupplung bei.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Innenrohr mindestens einen Kühlfluiddurchströmkanal auf, der dazu vorgesehen ist, das Kühlfluid zu den Kupplungen zu leiten. Somit ist der Kühlkreislauf der Kupplungen im Steuerungssystem der Doppelkupplung integriert, wodurch die Anzahl der Komponenten der nassen Doppelkupplung verringert und ihr Platzverbrauch reduziert werden können und dazu beiträgt, die Standardisierung ihrer Komponenten zu erhöhen.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der Kühlfluiddurchströmkanal eine Auslassöffnung auf, die axial jenseits des Hubs des ersten und zweiten Ringkolbens zwischen ihrer Ruhestellung und ihrer aktiven Stellung ausmünden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Auslassöffnung radial ausgerichtet.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der Kühlfluiddurchströmkanal eine Auslassöffnung auf, die axial zwischen dem Eingangsscheibenhalter und dem Kraftübertragungsorgan ausmündet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Kühlfluiddurchströmkanal eine Auslassöffnung auf, die axial zwischen dem Eingangsscheibenhalter und einem der Ausgangsscheibenhalter ausmündet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Kühlfluiddurchströmkanal eine Öffnung auf, die in einer zur Achse X senkrechten Ebene ausmündet, wobei sich die Ebene mit einer der zylindrischen Schürzen der Ausgangsscheibenhalter schneidet.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Innenrohr mehrere Kühlfluiddurchströmkanäle auf, die umfangsmäßig um die Achse X verteilt sind.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die beiden Kupplungen radial ineinander angeordnet, und der Kühlfluiddurchströmkanal weist eine Auslassöffnung auf, die radial innerhalb der beiden Kupplungen ausmündet.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der Kühlfluiddurchströmkanal eine Auslassöffnung auf, die in einem Abschnitt des Innenrohrs ausgebildet ist, der axial zwischen dem Lager, das die Eingangsscheibenhalter der beiden Kupplungen hält, und dem ersten und dem zweiten Ringkolben des Steuerungssystems angeordnet ist, wobei der Innenbereich des Halteabschnitts um die Achse X umfangsmäßig verteilte Öffnungen aufweist und dazu vorgesehen ist, eine Zirkulation des Kühlfluids zu ermöglichen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Kühlfluiddurchströmkanal eine Auslassöffnung auf, die in einem Abschnitt des Innenrohrs ausgebildet ist, der sich axial jenseits des Lagers erstreckt, das die Eingangsscheibenhalter der beiden Kupplungen hält.
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Gemäß einer Ausführungsform weisen der Eingangsscheibenhalter und der Ausgangsscheibenhalter jeder Kupplung umfangsmäßig um die Achse X verteilte radiale Öffnungen auf, die dazu vorgesehen sind, eine Zirkulation des Kühlfluids ausgehend von dem Kühlfluiddurchströmkanal radial nach außen durch die Mehrscheibenbaugruppen jeder Kupplung zu ermöglichen.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Gehäuse eine erste und eine zweite Ringkammer auf, und der erste und der zweite Ringkolben sind innerhalb der ersten bzw. der zweiten Ringkammer beweglich.
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Gemäß einer Ausführungsform stellt die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer Doppelkupplung der oben genannten Art bereit.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Im Verlauf der nachfolgenden Beschreibung mehrerer besonderer Ausführungsformen der Erfindung, die lediglich beispielhaft und in nicht einschränkender Weise mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen angegeben sind, wird die Erfindung besser verstanden und weitere Ziele, Einzelheiten, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung klarer.
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1 ist eine Teilschnittansicht einer nassen Doppelkupplung gemäß einer ersten Ausführungsform.
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2 ist eine Halbschnittansicht einer nassen Doppelkupplung gemäß einer weiteren Ausführungsform.
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3 ist eine Ansicht der nassen Doppelkupplung aus 1 von hinten.
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Ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen
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Bei der Beschreibung und den Ansprüchen werden die Begriffe ”innen” und ”außen” sowie die ”axiale” und ”radiale” Ausrichtung entsprechend den in der Beschreibung angegebenen Definitionen verwendet, um Elemente der Doppelkupplung zu bezeichnen. Es wird festgelegt, dass die ”radiale” Ausrichtung orthogonal zur Drehachse X der Doppelkupplung verläuft, die die ”axiale” Ausrichtung bestimmt, und von innen nach außen beim Entfernen von der Achse die ”umfangsmäßige” Ausrichtung orthogonal zur Achse X und orthogonal zur radialen Richtung verläuft. Die Begriffe ”außen” und ”innen” werden dazu verwendet, die relative Stellung eines Elements in Bezug auf ein anderes bezogen auf die Achse X zu definieren. Dabei wird ein Element nahe der Achse X somit im Gegensatz zu einem äußeren Element, das radial am Umfang angeordnet ist, als inneres Element bezeichnet. Die Begriffe ”hintere, hinterer, hinteres” AR und ”vordere, vorderer, vorderes” AV werden außerdem dazu verwendet, die relative Stellung eines Elements entlang der Axialrichtung in Bezug auf ein anderes Element zu definieren, wobei ein Element, das nahe dem Verbrennungsmotor angeordnet werden soll, als vorderes Element bezeichnet wird, und ein Element, das nahe dem Getriebe angeordnet werden soll, als hinteres Element bezeichnet wird.
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Mit Bezug auf 1 ist eine Doppelkupplung 1 zu sehen, die für die Anordnung zwischen einem Motorblock und einem Getriebe vorgesehen ist. Eine derartige Doppelkupplung 1 zielt darauf ab, ein Drehmoment der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors wahlweise zu der einen oder zu der anderen der beiden koaxialen Getriebeantriebswellen 2, 3 zu übertragen. Die Welle 2, die innen liegt, durchquert das Getriebegehäuse und erstreckt sich längs entlang der Achse X. Die Welle 3, die hohl ist, durchquert auch das Getriebegehäuse und umgibt die innere Welle 2. Die Doppelkupplung 1 umfasst zwei Kupplungen 4, 5, die jeweils dazu vorgesehen sind, die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors temporär an eine der Getriebeantriebswellen 2, 3 zu koppeln. Eine der Getriebeantriebswellen 2, 3 entspricht bestimmten Gängen des Getriebes, beispielsweise den ungeraden Gängen und dem Rückwärtsgang, wobei die andere den übrigen Gängen, beispielsweise den geraden Gängen entspricht. Um einen Gangwechsel durchzuführen, wird somit eine der Kupplungen 4, 5 aus ihrer eingerückten Stellung in ihre ausgerückte Stellung bewegt, während die andere Kupplung 4, 5 aus ihrer ausgerückten Stellung in ihre eingerückte Stellung bewegt wird, so dass das Motordrehmoment progressiv von einer zur anderen Kupplung 4, 5 geleitet wird. Mit einer derartigen Doppelkupplung 1 ist es somit möglich, einen Gangwechsel ohne Drehmomentunterbrechung durchzuführen, d. h. indem die Übertragung eines Motordrehmoments zu den Fahrzeugrädern aufrecht erhalten wird.
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Die Doppelkupplung 1 weist eine Eingangsnabe 6 auf, die Außenrillen aufweist, die dazu vorgesehen sind, mit komplementären Rillen zusammenzuwirken, die an einem Element ausgebildet sind, das an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors befestigt ist, wie etwa eine einfache oder doppelte Schwungscheibe, die nicht gezeigt ist.
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Die Doppelkupplung 1 soll in einem nicht gezeigten Kupplungsgehäuse aufgenommen sein, das am Getriebe befestigt ist. Das Kupplungsgehäuse ist nach vorne durch eine nicht gezeigte Verschlusshaube geschlossen, die mit einem nicht gezeigten Lager auf der zylindrischen Außenfläche der Eingangsnabe 6 in Drehung geführt ist. Die Verschlusshaube trägt auf Höhe ihres Außenumfangs eine Ringdichtung, die mit der Innenfläche des Kupplungsgehäuses zusammenwirkt, um die Dichtigkeit der Doppelkupplung 1 zu gewährleisten.
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Die Doppelkupplung 1 weist auch eine Eingangsabdeckung 7 auf, die mit der Eingangsnabe 6 verschweißt oder mit dieser einstückig ausgebildet ist. Die Eingangsabdeckung ist mit einem Eingangsscheibenhalter jeder der beiden Kupplungen 4, 5 drehbar verbunden.
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Die beiden Kupplungen 4, 5 weisen jeweils eine Mehrscheibenbaugruppe 10, 11 auf, d. h. eine axiale Stapelung von Reibscheiben und Platten. Die Mehrscheibenbaugruppen 10, 11 der einen und der anderen der beiden Kupplungen sind radial ineinander angeordnet, so dass der axiale Platzverbrauch der Doppelkupplung 1 begrenzt wird.
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Die erste Kupplung 4, d. h. die Kupplung, deren Mehrscheibenbaugruppe 10 radial außerhalb derjenigen der anderen Kupplung 5 liegt, umfasst einen Eingangsscheibenhalter 8, der an der Eingangsabdeckung 7 befestigt ist. Dazu weist die Eingangsabdeckung 7 an ihrem Außenumfang eine Außenverzahnung 12 auf, die mit einer Innenverzahnung 13 zusammenwirkt, die an der Innenfläche des Eingangsscheibenhalters 8 der ersten Kupplung 4 ausgebildet ist, so dass die Eingangsabdeckung 7 mit dem Eingangsscheibenhalter 8 drehfest verbunden ist. Darüber hinaus wird die Eingangsabdeckung 7 mit einem Anschlagreifen 14 bezogen auf den Eingangsscheibenhalter 8 der ersten Kupplung 4 axial nach hinten gehalten. Bei dem Anschlagreifen 14 handelt es sich zum Beispiel um einen elastischen Kopplungsring, der in einer Nut aufgenommen ist, welche auf Höhe des vorderen Endes des Eingangsscheibenhalters 8 der ersten Kupplung 4 ausgebildet ist.
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Die erste Kupplung 4 weist auch einen Ausgangsscheibenhalter 15 auf, der an einer Ausgangsnabe 16 befestigt oder mit dieser einstückig ausgebildet ist. Die Ausgansnabe 16 ist gerillt und wirkt mit komplementären Rillen zusammen, die am Außenumfang des Endes einer der Getriebeantriebswellen, hier der inneren Welle 2 ausgebildet sind. Die Ausgangsnabe 16 des Ausgangsscheibenhalters 15 ist mit der inneren Welle 2 drehfest verbunden. Die Ausgangsnabe 16 weist somit im vorderen Teil an ihrem Außenumfang einen Absatz auf, der eine axiale Anlagefläche für ein Lager 17 bildet. Das Lager 17 wirkt außerdem mit einem Absatz zusammen, der am Innenumfang der Eingangsnabe 6 ausgebildet ist und eine axiale Anlagefläche für das Lager 17 definiert. Mit dem Lager 17 ist es somit möglich, die axiale Positionierung des Ausgangsscheibenhalters 15 der ersten Kupplung 4 in Bezug auf die Eingangsabdeckung 7 zu gewährleisten. Bei dem Lager 17 handelt es sich beispielsweise um ein Wälzlager.
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Der Eingangsscheibenhalter 8 weist eine axial ausgerichtete zylindrische Schürze 18 auf, in der eine Innenverzahnung ausgebildet ist, sowie einen ringförmigen Halteabschnitt 19, der sich ausgehend von dem hinteren Ende der zylindrischen Schürze 18 radial nach innen erstreckt. Der Halteabschnitt 19 und die zylindrische Schürze 18 können, wie bei der dargestellten Ausführungsform, aus ein und demselben Blech einstückig ausgebildet sein oder aus zwei getrennten Teilen bestehen, die aneinander befestigt sind. Der Eingangsscheibenhalter 8 ist über ein Lager 20, das nachfolgend näher beschrieben ist und zum einen mit dem Steuerungssystem 21 und zum anderen mit dem radial inneren Rand des Halteabschnitts 19 zusammenwirkt, drehbar am hydraulischen Steuerungssystem 21 angebracht. Um den axialen Platzverbrauch der Doppelkupplung zu beschränken, weist der Halteabschnitt 19 des Eingangsscheibenhalters 8 vorteilhafterweise einen radial ausgerichteten Außenbereich 19a auf, der hinter den Mehrscheibenbaugruppen 10, 11 der beiden Kupplungen 4, 5 liegt, sowie einen Innenbereich 19b, der nach vorne umgebogen ist und sich somit radial innerhalb der Mehrscheibenbaugruppen 10, 11 erstreckt.
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Der Ausgangsscheibenhalter 15 weist eine axial ausgerichtete zylindrische Schürze 22 auf, die radial innerhalb der zylindrischen Schürze 18 des Eingangsscheibenhalters 8 angeordnet ist und in der eine Außenverzahnung ausgebildet ist. Der Ausgangsscheibenhalter 15 weist auch einen radial ausgerichteten Abschnitt 23 auf, der sich radial von dem vorderen Ende der zylindrischen Schürze 22 des Ausgangsscheibenhalters 15 bis zur Ausgangsnabe 16 erstreckt.
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Die Mehrscheibenbaugruppe 10 weist mehrere Ringplatten auf, die beispielsweise aus Stahl bestehen und mit dem Eingangsscheibenhalter 8 drehfest verbunden sind und bezogen auf den Eingangsscheibenhalter 8 axial gleitend angebracht sind. Dazu weist jede Platte an ihrem Außenumfang eine Außenverzahnung auf, die mit der Innenverzahnung in Eingriff ist, welche an der Innenfläche der zylindrischen Schürze 18 des Eingangsscheibenhalters 8 ausgebildet ist.
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Die Mehrscheibenbaugruppe 10 weist ferner mehrere Reibscheiben auf, die jeweils zwischen zwei Platten angeordnet sind und mit axialer, translatorischer Bewegungsfreiheit mit dem Ausgangsscheibenhalter 15 drehfest verbunden sind. Dazu weist jede Reibscheibe an ihrem Innenumfang eine Innenverzahnung auf, die mit der Außenverzahnung in Eingriff ist, mit der die zylindrische Schürze 22 des Ausgangsscheibenhalters 15 versehen ist. Jede Reibscheibe weist Reibbeläge auf, die an jeder ihrer Flächen, der vorderen und der hinteren Fläche, angeordnet sind.
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Die Mehrscheibenbaugruppe 10 liegt nach vorne an einem Reaktionsbereich an, der an der Eingangsabdeckung 7 ausgebildet ist. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Reaktionsbereich aufgrund eines ringförmigen Rands 24 gebildet, der in der Nähe des Außenumfangs der Eingangsabdeckung 7 ausgebildet ist. Darüber hinaus wirkt die am hinteren Ende der Mehrscheibenbaugruppe 10 angeordnete Platte mit einem Kraftübertragungsorgan 25 zusammen. Das Kraftübertragungsorgan 25 ist axial gleitend angebracht und wirkt mit dem hydraulischen Steuerungssystem 21 zusammen, das nachfolgend näher beschrieben ist und das Kraftübertragungsorgan 25 axial nach vorne gleiten lassen kann, um die erste Kupplung 4 von ihrer ausgerückten Stellung in ihre eingerückte Stellung zu bewegen. Das Kraftübertragungsorgan 25 besteht hier aus einem Metallblech, das auf Höhe seines Außenumfangs mehrere axial ausgerichtete Zapfen 26 aufweist, die gleichmäßig um die Achse X verteilt sind. Wie in 3 gezeigt, durchquert jeder Zapfen 26 aufgrund einer dazu vorgesehenen Öffnung 27 den Halteabschnitt 19 des Eingangsscheibenhalters 8. Erneut mit Bezug auf 1 ist zu sehen, dass jeder Zapfen 26 somit an der Platte anliegt, die am hinteren Ende der Mehrscheibenbaugruppe 10 der ersten Kupplung 4 angeordnet ist.
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Um die erste Kupplung 4 aus ihrer ausgerückten Stellung in ihre eingerückte Stellung zu bewegen, wird das Kraftübertragungsorgan 25 nach vorne verlagert, so dass jede Reibscheibe zwischen zwei Platten geklemmt ist und somit das Drehmoment zwischen dem Eingangsscheibenhalter 8 und dem Ausgangsscheibenhalter 15 und somit zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und der inneren Antriebswelle 2 des Getriebes übertragen wird.
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Wenn umgekehrt das Kraftübertragungsorgan 25 nicht mehr nach vorne vorgespannt ist, nehmen die Reibscheiben und die Platten erneut ihre ausgerückte Stellung ein, in der sie axial voneinander beabstandet sind. Um die Rückstellung der Reibscheiben und der Platten in ihre ausgerückte Stellung zu vereinfachen, sind zwischen den Platten nicht gezeigte gewellte Federscheiben angeordnet. In jedem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Platten ist eine Federscheibe radial außerhalb der Reibscheibe angeordnet, die in dem Zwischenraum liegt.
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Um den axialen Platzverbrauch der Doppelkupplung 1 zu beschränken, weist das Kraftübertragungsoran 25 auf Höhe seines Innenabschnitts eine axiale Vertiefung 28 nach vorne auf, in der das hydraulische Steuerungssystem 21 zumindest teilweise aufgenommen ist.
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Die zweite Kupplung 5, d. h. die Kupplung, deren Mehrscheibenbaugruppe 11 radial innerhalb derjenigen der anderen Kupplung 4 liegt, weist eine zur ersten Kupplung analoge Struktur auf. Die zweite Kupplung 5 weist einen Eingangsscheibenhalter 9 auf, der mit der Eingangsabdeckung 7 drehfest verbunden ist. Dazu ist der Eingangsscheibenhalter 9 der zweiten Kupplung 5 beispielweise über eine Schweißverbindung am Halteabschnitt 19 des Eingangsscheibenhalters 8 der ersten Kupplung 4 befestigt. Der Eingangsscheibenhalter 9 weist eine axial ausgerichtete zylindrische Schürze 29 auf, die radial innerhalb der zylindrischen Schürze 22 des Ausgangsscheibenhalters 15 der ersten Kupplung 4 angeordnet ist. Die zylindrische Schürze 29 weist eine Innenverzahnung auf.
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Die zweite Kupplung 5 weist auch einen Ausgangsscheibenhalter 30 auf, der an der Ausgangsnabe 31 befestigt oder mit dieser einstückig ausgebildet ist. Die Ausgangsnabe 31 weist Innenrillen auf, die mit komplementären Rillen zusammenwirken, die am Außenumfang des Endes einer der Getriebeantriebswellen, hier der äußeren Welle 3 ausgebildet sind. Um die axiale Positionierung des Ausgangsscheibenhalters 30 zu gewährleisten, ist zwischen der Ausgangsnabe 16 der ersten Kupplung 4 und der Ausgangsnabe 31 der zweiten Kupplung 5 ein erstes Axiallager 32 und zwischen der Ausgangsnabe 31 der zweiten Kupplung 5 und einem Innenrohr 42 des hydraulischen Steuerungssystems 21 ein zweites Axiallager 33 angeordnet.
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Der Ausgangsscheibenhalter 30 weist eine axial ausgerichtete zylindrische Schürze 34 auf, die radial innerhalb der zylindrischen Schürze 29 des Eingangsscheibenhalters 9 angeordnet ist und eine Außenverzahnung aufweist. Der Ausgangsscheibenhalter 30 weist auch einen radial ausgerichteten Abschnitt 35 auf, der sich radial von dem vorderen Ende der zylindrischen Schürze 34 des Ausgangsscheibenhalters 30 bis zur Ausgangsnabe 31 erstreckt.
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Die Mehrscheibenbaugruppe 11 der zweiten Kupplung 5 weist mehrere Ringplatten auf, die eine Struktur haben, die zu derjenigen der Ringplatten der ersten Kupplung 4 analog ist. Jede Platte weist an ihrem Außenumfang eine Außenverzahnung auf, die mit der komplementären Verzahnung zusammenwirkt, die an der Innenfläche der zylindrischen Schürze 29 des Eingangsscheibenhalters 9 ausgebildet ist. Die Mehrscheibenbaugruppe 11 weist ferner mehrere Reibscheiben auf, die eine Struktur haben, die zu derjenigen der ersten Kupplung 4 analog ist, und die mit dem Ausgangsscheibenhalter 30 drehfest verbunden sind und auf diesem axial gleiten. Dazu weist jede Reibscheibe an ihrem Innenumfang eine Innenverzahnung auf, die mit der Außenverzahnung in Eingriff ist, die an der zylindrischen Schürze 34 des Ausgangsscheibenhalters 30 ausgebildet ist. Jede Reibscheibe ist zwischen zwei Platten angeordnet.
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Die Platte, die am vorderen Ende der Mehrscheibenbaugruppe 11 angeordnet ist, wirkt mit einem Reaktionsorgan 36 zusammen. Das Reaktionsorgan 36 wird seinerseits nach vorne von einem Anschlagreifen 37 gehalten, der am Eingangsscheibenhalter 9 der zweiten Kupplung 5 auf Höhe des vorderen Endes ihrer zylindrischen Schürze 34 befestigt ist.
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Die zweite Kupplung 5 wird mit einem Kraftübertragungsorgan 38 betätigt, das zum einen mit der Platte zusammenwirkt, die am hinteren Ende der Mehrscheibenbaugruppe 11 der zweiten Kupplung 5 angeordnet ist, und zum anderen mit dem hydraulischen Steuerungssystem 21, das es dazu bringen kann, axial nach vorne zu gleiten, so dass die zweite Kupplung 5 von ihrer ausgerückten Stellung in ihre eingerückte Stellung bewegt wird. Das Kraftübertragungsorgan 38 besteht hier aus einem Metallblech, das auf Höhe seines Außenumfangs mehrere axial ausgerichtete Zapfen 39 aufweist, die gleichmäßig um die Achse X verteilt sind. Jeder Zapfen 39 durchquert eine dazu vorgesehen Öffnung, die in dem Halteabschnitt 19 des Eingangsscheibenhalters 8 der ersten Kupplung 4 ausgebildet ist, und liegt somit an der Platte an, die am hinteren Ende der Mehrscheibenbaugruppe 11 der zweiten Kupplung 5 angeordnet ist.
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Um die zweite Kupplung 5 von ihrer ausgerückten Stellung in ihre eingerückte Stellung zu bewegen, wird das Kraftübertragungsorgan 38 nach vorne bewegt, so dass jede der Reibscheiben zwischen zwei Platten geklemmt ist und das Drehmoment somit zwischen dem Eingangsscheibenhalter 9 und dem Ausgangsscheibenhalter 30 und infolgedessen zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und der äußeren Getriebeantriebswelle 3 übertragen wird.
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Um den axialen Platzverbrauch der Doppelkupplung zu beschränken, weist das Kraftübertragungsorgan 38 auf Höhe seines Innenabschnitts eine axiale Vertiefung 40 nach vorne auf, in der das hydraulische Steuerungssystem 21 zumindest teilweise aufgenommen ist.
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Die Doppelkupplung 1 weist ferner ein hydraulisches Steuerungssystem 21 auf, mit dem die beiden Kupplungen 4, 5 betätigt werden können. Das hydraulische Steuerungssystem 21 weist ein Gehäuse 41 auf, das an einer nicht gezeigten Wand des Getriebes befestigt ist. Das Gehäuse 41 weist ein Innenrohr 42 auf, das sich axial um die Achse X erstreckt und einen Innenraum ausbildet, durch den die Getriebeantriebswellen 2, 3 verlaufen. Das Innenrohr 42 ist mit dem Gehäuse 41 einstückig ausgebildet. Das Gehäuse 41 weist ferner eine erste und eine zweite konzentrische Ringkammer 43, 44 auf, die radial innerhalb des Innenrohrs 42 angeordnet sind. Ein erster und ein zweiter ringförmiger Kolben 45, 46 sind in der ersten bzw. in der zweiten Kammer 43, 44 so angebracht, dass sie eine axiale Translationsbewegung ausführen können.
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Das Gehäuse 41 weist ferner für jede der ersten und zweiten Kammern 43, 44 einen Kanal 47, 48 für die Versorgung mit Druckfluid auf, der innerhalb der Kammer 43, 44 ausmündet, um ihre Versorgung mit Fluid zu ermöglichen. Jeder der Kanäle 47, 48 ist mit einem hydraulischen Kreislauf verbunden, der mit einer Pumpe ausgestattet ist. Die erste und die zweite Kammer 43, 44 sind somit für die Fluidversorgung vorgesehen, um die Verlagerung des entsprechenden Kolbens 45, 46 von seiner Ruhestellung nach vorne in seine aktive Stellung zu bewirken.
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Der erste Kolben und der zweiten Kolben 45, 46 weisen einen Drehanschlag 49, 50 auf, der am Ende des Kolbens 45, 46 befestigt ist. Jeder Drehanschlag 49, 59 weist einen Ring auf, der am Kolben 43, 44 befestigt ist, einen weiteren Ring, der an einem der Kraftübertragungsorgane 25, 38 anliegt, sowie Rollkörper, wie etwa Kugeln, die zwischen den beiden Ringen angeordnet sind.
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Das Innenrohr 42 erstreckt sich axial nach vorne jenseits der ersten und zweiten Kammer 43, 44. Jenseits des Hubs des ersten und zweiten Kolbens 45, 46, der der Verlagerung der ersten und zweiten Kupplung 4, 5 aus ihrer ausgerückten Stellung in ihre eingerückte Stellung entspricht, weist das Innenrohr 42 außerdem eine zylindrische Auflagefläche 51 auf, an der das Lager 20 angebracht ist, das die Eingangsscheibenhalter 8, 9 der Kupplungen 4, 5 hält. Bei dem Lager 20 handelt es sich hier um ein Wälzlager mit einem Innenring, der um die zylindrische Auflagefläche 51 des Innenrohrs 42 herum angebracht ist, einem Außenring, der innerhalb einer Aufnahme 52 angebracht ist, die auf Höhe des radial inneren Rand des Halteabschnitts 19 des Eingangsscheibenhalters 8 der ersten Kupplung 4 ausgebildet ist, und mit Rollkörpern, wie etwa Kugeln, die zwischen dem Außenring und dem Innenring angeordnet sind. Das Wälzlager ist ein Lager mit Schrägkontakt. Die Aufnahme 52 weist nach hinten einen Absatz 53 auf, der das Halten des Außenrings nach hinten ermöglicht. Darüber hinaus wird der Innenring nach vorne von einem elastischen Reifen vom Typ ”Sicherungsring” gehalten, der in einer Nut angebracht ist, die im Innenrohr 42 im vorderen Bereich der zylindrischen Auflagefläche 51 ausgebildet ist. Der Außendurchmesser der zylindrischen Auflagefläche 51 ist kleiner als derjenige der Innenbohrung des Kraftübertragungsorgans 38.
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Das Innenrohr 42 des hydraulischen Steuerungssystems 21 weist mehrere Durchströmkanäle 55 für ein Kühlfluid auf, wie etwa Getriebeöl, das dazu vorgesehen ist, die Kühlung und Schmierung der Mehrscheibenbaugruppen 10, 11 zu gewährleisten. Die Kanäle 55 sind abstandsgleich um die Achse X verteilt.
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Jeder Kanal 55 erstreckt sich axial zwischen einer Einlassöffnung 56, die auf Höhe der hinteren Fläche des Gehäuses 41 des hydraulischen Steuerungssystems ausmündet, und einer Auslassöffnung 57, die auf Höhe des vorderen Endes des Innenrohrs 42 ausmündet. Die Einlassöffnungen 55 sind mit einem hydraulischen Kreislauf verbunden, der mit einer Pumpe ausgestattet ist. Die Auslassöffnungen 57 sind gleichmäßig um die Achse X verteilt und münden radial innerhalb der Mehrscheibenbaugruppen 10, 11. Die Auslassöffnungen 57 sind radial nach außen ausgerichtet, um das Kühlfluid radial nach außen in Richtung der Mehrscheibenbaugruppen 10, 11 zu leiten. Bei der gezeigten Ausführungsform münden die Auslassöffnungen 57 axial auf Höhe eines Abschnitts des Innenrohrs, der sich jenseits der zylindrischen Auflagefläche 51 erstreckt, an der das Lager 20 angebracht ist. Das Kühlfluid strömt dann zwischen den Eingangsscheibenhaltern 8, 9 und den Ausgangsscheibenhaltern 15, 30.
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Um eine Zirkulation des Öls von den Auslassöffnungen zum Äußeren der Doppelkupplung zu ermöglichen, indem es dabei durch die Mehrscheibenbaugruppen 10, 11 strömt, weisen die zylindrischen Schürzen 29, 34 der Eingangs- und Ausgangsscheibenhalter 9, 30 der zweiten Kupplung 5 und die zylindrischen Schürzen 18, 22 der Eingangs- und Ausgangsscheibenhalter 8, 15 der ersten Kupplung radiale Öffnungen 58 auf. In 1 sind lediglich die Öffnungen 58 des Ausgangsscheibenhalters 30 der zweiten Kupplung 5 zu sehen.
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2 zeigt eine Doppelkupplung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der vorhergehenden Ausführungsform lediglich dadurch, dass die die Zirkulation des Kühlfluids zu gewährleistenden Auslassöffnungen 57 der Kanäle 55, wenn sie radial innerhalb der Mehrscheibenbaugruppen 10, 11 ausmünden, in einen Abschnitt des Innenrohrs 42 ausmünden, der axial zwischen den Kammern 43, 44 des hydraulischen Steuerungssystems 21 und der zylindrischen Auflagefläche 51, die das Lager 20 aufnimmt, liegt. Das Kühlfluid strömt dann zwischen den Eingangsscheibenhaltern 8, 9 und dem Kraftübertragungsorgan 38. Bei einer derartigen Ausführungsform ist dann der Innenbereich 19a des Halteabschnitts 19 des Eingangsscheibenhalters 8 der ersten Kupplung 4 mit regelmäßig um die Achse X verteilten Öffnungen 59 versehen, so dass die Zirkulation des Kühlfluids zu den Mehrscheibenbaugruppen 10, 11 ermöglicht wird.
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Gemäß einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform münden die Auslassöffnungen der Kanäle 55 entlang der Achse X wechselweise auf der einen und auf der anderen Seite der zylindrischen Auflagefläche 51, die das Lager 20 aufnimmt.
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Auch wenn die Erfindung in Verbindung mit mehreren besonderen Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist offensichtlich, dass sie keineswegs darauf beschränkt ist und alle technischen Äquivalente zu den beschriebenen Mitteln sowie ihre Kombinationen umfasst, sofern diese in den Erfindungsrahmen fallen.
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Die Verwendung des Verbs ”aufweisen”, ”umfassen” oder ”beinhalten” und seiner konjugierten Formen schließt das Vorhandensein anderer Elemente oder Schritte als die in einem Anspruch genannten Elemente oder Schritte nicht aus.
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In den Ansprüchen ist jegliches zwischen Klammern gesetztes Bezugszeichen nicht als Beschränkung des Anspruchs zu verstehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 20150219167 [0005]
- DE 102014212805 [0007]
