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Die Erfindung betrifft eine Doppelkupplung, mit deren Hilfe zwei Getriebeeingangswellen eines Doppelkupplungsgetriebes mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors gekoppelt werden können.
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Aus
WO 2013/135468 A1 ist eine Doppelkupplung für ein Doppelkupplungsgetriebe bekannt, bei dem zwischen einer Verbindungsscheibe zur Verbindung mit einer Welle und einer motorseitigen Gegenplatte der Doppelkupplung ein Fliehkraftpendel zur Drehschwingungsdämpfung vorgesehen ist, wobei das Fliehkraftpendel an der Verbindungsscheibe und an der Gegenplatte geführter Pendelmassen aufweist.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis bei geringen Bauraum Drehschwingungen in einem Antriebsstrang für ein Doppelkupplungsgetriebe dämpfen zu können.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine Dämpfung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang für ein Doppelkupplungsgetriebe bei einem geringen Bauraumbedarf ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Doppelkupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist eine Doppelkupplung zum Kuppeln einer ersten Getriebeeingangswelle und/oder einer zweiten Getriebeeingangswelle mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors vorgesehen mit einer ersten Teilkupplung zum Kuppeln der ersten Getriebeeingangswelle mit der Antriebswelle, wobei die erste Teilkupplung eine erste Gegenplatte und eine relativ zur ersten Gegenplatte axial verlagerbare erste Anpressplatte zum reibschlüssigen Verpressen einer mit der der ersten Getriebeeingangswelle drehfest koppelbaren ersten Kupplungsscheibe aufweist, und einer zweiten Teilkupplung zum Kuppeln der zweiten Getriebeeingangswelle mit der Antriebswelle, wobei die zweite Teilkupplung eine zweite Gegenplatte und eine relativ zur zweiten Gegenplatte axial verlagerbare zweite Anpressplatte zum reibschlüssigen Verpressen einer mit der der zweiten Getriebeeingangswelle drehfest koppelbaren zweiten Kupplungsscheibe aufweist, wobei die erste Anpressplatte ein erstes Fliehkraftpendel und die zweite Anpressplatte ein zweites Fliehkraftpendel aufweist.
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Bei der Doppelkupplung ist in der Regel entweder die erste Getriebeeingangswelle oder die zweite Getriebeeingangswelle angekuppelt, so dass entweder die zweite Anpressplatte oder die erste Anpressplatte ohne Reibkontakt mit der zugeordneten Kupplungsscheibe positioniert ist. Dadurch können Pendelmassen des Fliehkraftpendels der entsprechenden Anpressplatte der geöffneten Teilkupplung frei schwingen und ein der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtetes Rückstellmoment einleiten. Bei der geschlossenen Teilkupplung können die Pendelmassen reibschlüssig verpresst sein und dadurch deaktiviert sein. Die Pendelmassen der geschlossenen Teilkupplung können beim Schließen der Teilkupplung im Schlupfbetrieb ausreichend viel Reibungswärme aufnehmen und später an die Umgebung abgeben, so dass thermische Beschädigungen von Reibbelägen der Kupplungsscheibe vermieden werden können. Durch das in der jeweiligen Anpressplatte vorgesehene Fliehkraftpendel kann in jedem gekuppelten Drehmomentfluss das eine Fliehkraftpendel eine Schwingungsdämpfung bewirken, während das andere Fliehkraftpendel den Reibschluss unterstützen kann, so dass eine Dämpfung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang für ein Doppelkupplungsgetriebe bei einem geringen Bauraumbedarf ermöglicht ist.
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Die erste Gegenplatte und die zweite Gegenplatte können als voneinander verschiedene separate Bauteile ausgestaltet sein. Vorzugsweise ist die erste Gegenplatte und die zweite Gegenplatte durch jeweils eine Axialseite einer gemeinsamen Zentralplatte ausgestaltet, die insbesondere an der erste Getriebeeingangswelle und/oder der zweiten Getriebeeingangswelle radial und/oder axial über ein Lager abgestützt ist. Zum Schließen der ersten Teilkupplung kann die erste Anpressplatte entlang einer ersten Axialrichtung auf die Zentralplatte zu bewegt werden, während zum Schließen der zweiten Teilkupplung die zweite Anpressplatte entlang einer der ersten Axialrichtung entgegen gerichteten zweiten Axialrichtung auf die Zentralplatte zu bewegt werden kann. Insbesondere ist ein mit der ersten Anpressplatte oder mit der zweiten Anpressplatte verbundener Zuganker vorgesehen, der die Zentralplatte durchdringt, um über den Zuganker eine Betätigungskraft zum Öffnen und/oder Schließen der ersten Teilkupplung einleiten zu können. Vorzugsweise sind die erste Getriebeeingangswelle und die zweite Getriebeeingangswelle koaxial zueinander angeordnet. Insbesondere ist die innere Getriebeeingangswelle, insbesondere die erste Getriebeeingangswelle, an der Antriebswelle gelagert. Vorzugsweise weist die Antriebswelle an einer axialen Stirnseite eine Vertiefung auf, in welche die innere Getriebeeingangswelle teilweise hineinragt und beispielsweise über ein Pilotlager an der Antriebswelle gelagert sein kann.
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Die jeweilige Kupplungsscheibe kann über eine Verzahnung mit der jeweiligen Getriebeeingangswelle drehfest, aber axial beweglich verbunden sein. Die Doppelkupplung kann insbesondere mit einem motorseitig vorgelagerten und/oder getriebeseitig nachgelagerten Drehschwingungsdämpfer, insbesondere Zweimassenschwungrad und/oder Fliehkraftpendel und/oder Massependel, direkt oder indirekt verbunden sein. Ferner kann die jeweilige Kupplungsscheibe insbesondere mit Hilfe eines Scheibendämpfers gedämpft sein. Die Doppelkupplung kann insbesondere über eine starre Scheibe („Driveplate“) und/oder eine biegbare und/oder in axialer Richtung flexible Scheibe („Flexplate“) mit der Antriebswelle verbunden sein, wobei die Scheibe Drehmomente übertragen kann, um in die Doppelkupplung das Drehmoment der Antriebswelle einleiten zu können. Durch die flexible Ausgestaltung der Scheibe können auftretende Schwingungen ganz oder teilweise gedämpft oder getilgt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Doppelkupplung über mindestens ein Federelement, insbesondere Blattfeder, mit der Antriebswelle verbunden sein. Das Federelement kann insbesondere Axialschwingung dämpfen und/oder ein Taumeln der Antriebswelle ausgleichen und dabei gleichzeitig ein Drehmoment übertragen.
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Es ist insbesondere ein erstes Betätigungselement zum Verlagern der ersten Anpressplatte und ein zweites Betätigungselement zum Verlagern der zweiten Anpressplatte vorgesehen. Das Betätigungselement kann insbesondere als Hebelfeder ausgestaltet sein, die bei Einleitung einer Betätigungskraft elastisch verbogen werden kann. Das Betätigungselement kann beispielsweise in der Art einer Tellerfeder ausgestaltet sein. Das Betätigungselement kann einen ringförmig in Umfangsrichtung umlaufenden Tellerfederkörper aufweisen, dessen Konizität sich bei einem Schwenken des Betätigungselements um einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schwenkpunkt verändern kann. Von dem Tellerfederkörper können Federzungen nach radial innen abstehen, so dass an einem radial inneren Ende der Federzungen die Betätigungskraft eingeleitet werden kann. Die Betätigungskraft kann von einem insbesondere hydraulischen Betätigungssystem aufgebracht werden, das insbesondere einen ersten Ringzylinder zum Verschwenken des ersten Betätigungselements mit Hilfe eines in dem ersten Ringzylinder axial geführten ersten Betätigungskolbens und einen konzentrisch zum ersten Ringzylinder vorgesehenen zweiten Ringzylinder zum Verschwenken des zweiten Betätigungselements mit Hilfe eines in dem zweiten Ringzylinder axial geführten zweiten Betätigungskolbens aufweist. Zwischen dem ersten Betätigungskolben und dem ersten Betätigungselement kann ein erstes Ausrücklager und zwischen dem zweiten Betätigungskolben und dem zweiten Betätigungselement ein zweites Ausrücklager angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist eine erste Nachstelleinrichtung zum Nachstellen eines verschleißbedingten Fehlabstands der ersten Anpressplatte zur ersten Gegenplatte und/oder eine zweite Nachstelleinrichtung zum Nachstellen eines verschleißbedingten Fehlabstands der zweiten Anpressplatte zur zweiten Gegenplatte vorgesehen. Die jeweilige Nachstelleinrichtung kann insbesondere zwischen dem zugeordnetem Betätigungselement und einem Kupplungsdeckel der zugeordneten Teilkupplung oder zwischen dem zugeordnetem Betätigungselement und der zugeordneten Anpressplatte vorgesehen sein. Die jeweilige Nachstelleinrichtung weist insbesondere einen in Umfangsrichtung vorgespannten Nachstellring auf, der Teil eines Rampensystems ist und bei einem hinreichend großen Hubweg der nachzustellenden Anpressplatte sich verdrehen kann, um einen ursprünglichen Hubweg der Anpressplatte nachstellen zu können. Zusätzlich oder alternativ kann ein Nachstellen eines verschleißbedingten Fehlabstands auch durch einen mitwandernden Anschlag des Betätigungssystems realisiert werden. Der mitwandernde Anschlag kann bei einem entsprechend großen Ausrückweg des jeweiligen Betätigungskolben mitgenommen werden und dadurch bei einem Nachlassen der aufgebauten Betätigungskraft den Betätigungskolben nur um eine entsprechend geringere Wegstreckt in den zugeordneten Ringzylinder einfahren lassen, so dass bei einer erneuten Betätigung der Betätigungskolben um eine entsprechend geringere Wegstrecke ausgefahren werden muss.
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Die mindestens eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels hat unter Fliehkrafteinfluss das Bestreben eine möglichst weit vom Drehzentrum entfernte Stellung anzunehmen. Die „Nulllage“ ist also die radial am weitesten vom Drehzentrum entfernte Stellung, welche die Pendelmasse in der radial äußeren Stellung einnehmen kann. Bei einer konstanten Antriebsdrehzahl und konstantem Antriebsmoment wird die Pendelmasse diese radial äußere Stellung einnehmen. Bei Drehzahlschwankungen lenkt die Pendelmasse aufgrund ihrer Massenträgheit entlang ihrer Pendelbahn aus. Die Pendelmasse kann dadurch in Richtung des Drehzentrums verschoben werden. Die auf die Pendelmasse wirkende Fliehkraft wird dadurch aufgeteilt in eine Komponente tangential und eine weitere Komponente normal zur Pendelbahn. Die tangentiale Kraftkomponente stellt die Rückstellkraft bereit, welche die Pendelmasse wieder in ihre „Nulllage“ bringen will, während die Normalkraftkomponente auf ein die Drehzahlschwankungen einleitendes Krafteinleitungselement, insbesondere ein Kupplungsdeckel und/oder Zuganker der Doppelkupplung, einwirkt und dort ein Gegenmoment erzeugt, das der Drehzahlschwankung entgegenwirkt und die eingeleiteten Drehzahlschwankungen dämpft. Bei besonders starken Drehzahlschwankungen kann die Pendelmasse also maximal ausgeschwungen sein und die radial am weitesten innen liegende Stellung annehmen. Die in der als Trägerflansch wirkenden Anpressplatte und/oder in der Pendelmasse vorgesehenen Bahnen weisen hierzu geeignete Krümmungen auf. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse vorgesehen. Insbesondere können mehrere Pendelmassen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Die träge Masse der Pendelmasse und/oder die Relativbewegung der Pendelmasse zum Trägerflansch ist insbesondere zur Dämpfung eines bestimmten Frequenzbereichs von Drehungleichförmigkeiten, insbesondere einer Motorordnung des Kraftfahrzeugmotors, ausgelegt.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass das erste Fliehkraftpendel pendelbar geführte erste Pendelmassen aufweist, wobei die ersten Pendelmassen im geschlossenen Zustand der ersten Teilkupplung die erste Kupplungsscheibe direkt kontaktieren, und/oder das zweite Fliehkraftpendel pendelbar geführte zweite Pendelmassen aufweist, wobei die zweiten Pendelmassen im geschlossenen Zustand der zweiten Teilkupplung die zweite Kupplungsscheibe direkt kontaktieren. Die mindestens eine Pendelmasse des jeweiligen Fliehkraftpendels kann dadurch selber als Druckplatte wirken, die mit einer Reibseite einen Reibschluss mit der Kupplungsscheibe herbeiführen kann. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass die Pendelmassen in ihrer Gesamtheit eine hinreichend große Gesamtreibfläche ausbilden können, um ein entsprechend großes Drehmoment reibschlüssig übertragen zu können.
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Vorzugsweise sind die erste Anpressplatte und die zweite Anpressplatte drehfest miteinander gekoppelt. Beispielsweise kann die erste Anpressplatte mit Hilfe eines Betätigungselements, insbesondere Hebelfeder, über einen Zuganker betätigt werden, wobei der Zuganker durch eine Öffnung und/oder Vertiefung der zweiten Anpressplatte hindurchgeführt ist. Wenn die erste Teilkupplung geschlossen ist und die erste Anpressplatte mit der Drehzahl der ersten Getriebeeingangswelle dreht, kann der Zuganker tangential an der zweiten Anpressplatte anschlagen und die zweite Anpressplatte der geöffneten zweiten Teilkupplung und das zweite Fliehkraftpendel der zweiten Anpressplatte mitdrehen. Wenn die zweite Teilkupplung geschlossen ist und die zweite Anpressplatte mit der Drehzahl der zweiten Getriebeeingangswelle dreht, kann die erste Anpressplatte tangential an dem mit der ersten Anpressplatte der geöffneten ersten Teilkupplung verbundenen Zuganker anschlagen und die erste Anpressplatte und das erste Fliehkraftpendel der ersten Anpressplatte mitdrehen. Das jeweilige mitgedrehte Fliehkraftpendel kann dann ein einer Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtetes Rückstellmoment einleiten.
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Besonders bevorzugt sind die ersten Pendelmassen und/oder die zweiten Pendelmassen radial außen pendelbar geführt. Die Pendelmasse mit der zugeordneten Anpressplatte koppelnde Laufrollen oder sonstige Koppelelemente können dadurch radial außerhalb der Reibbelege der Kupplungsscheibe positioniert sein. Zudem ist es möglich, dass die Pendelmasse an ihrer nach radial außen weisenden Mantelfläche eine nur radial innerhalb der Laufrolle angreifende Pendelbahn und die Anpressplatte an einer nach radial innen weisenden Mantelfläche eine nur radial außerhalb der Laufrolle angreifende Laufbahn ausbilden.
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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:
- 1: eine schematische Schnittansicht einer Doppelkupplung und
- 2: eine schematische Draufsicht auf eine zweite Anpressplatte der Doppelkupplung aus 1.
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In 1 ist eine mögliche Konstruktion einer Doppelkupplung 10 mit integriertem Fliehkraftpendel 12, 14 dargestellt. Wesentliche Teile dieser Doppelkupplung 10 sind den Teilen einer konventionellen Doppelkupplung ähnlich. Der Hauptunterschied liegt in den Anpressplatten 16, 18, die über Laufrollen 19 pendelbar geführte Pendelmassen 20, 22 zur Ausbildung des jeweiligen .Fliehkraftpendels 12, 14 aufweisen. Wenn eine der Teilkupplungen 24, 26 geschlossen ist, drückt ein als Tellerfeder ausgestaltetes erstes Betätigungselement 28 über einen Zuganker 30 oder ein als Tellerfeder ausgestaltetes zweites Betätigungselement 32 die jeweiligen Pendelmassen 20, 22 der entsprechenden Anpressplatte 16, 18 gegen eine zugeordnete Kupplungsscheibe 34, 36, die zwischen einer von einer Zentralplatte 37 ausgebildeten zugehörigen Gegenplatte 38, 40 reibschlüssig verpresst werden kann, und das über einen als Zweimassenschwungrad ausgestalteten Drehschwingungsdämpfer 41 von einer Antriebswelle 42 kommende Motormoment wird an die zugehörige Getriebeeingangswelle 44, 46 im Triebstrang weitergeleitet. Die Pendelmassen 22, 20 der Anpressplatte 18, 16 der jeweils anderen Teilkupplung 26, 24 sind dagegen frei und können relativ zu einem Kupplungsdeckel 47 schwingen. Die ersten Pendelmassen 22 der ersten Teilkupplung 24 „K1“ sind direkt am Zuganker 30 gelagert. Bei der Verschiebung des Zugankers 30 werden die Pendelmassen 22 mitgenommen und mit einer Nase gegen die erste Kupplungsscheibe 34 der ersten Teilkupplung 24 gedrückt.
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Wie in 2 dargestellt, sind die Pendelmassen 22 der zweiten Teilkupplung 26 „K2“ über einem an dem Zuganker 30 drehfesten aber axial verschiebbaren Ring 48 der zweiten Anpressplatte 18 gelagert. Dieser Ring 48 ist über beispielsweise als Nadeln ausgestaltete Lagerelemente 50 so im Kupplungsdeckel 47 gelagert, dass eine axiale Bewegung relativ zum Kupplungsdeckel 47 erlaubt ist. Die relative Rotation ist durch den Zuganker 30 dagegen ausgeschlossen. Die zweiten Pendelmassen 22 können beispielsweise direkt mit dem zweiten Betätigungselement 32 betätigt werden. Der Ring 48 wandert mit den zweiten Pendelmassen 22 zusammen. Alternativ kann der Ring 48 der zweiten Anpressplatte 18 eine von der zweiten Gegenplatte 40 weg weisende Rückseite der zweiten Pendelmassen 22 überdecken, so dass das zweite Betätigungselement 32 an der zweiten Anpressplatte 18, insbesondere einem von der zweiten Anpressplatte 18 ausgebildeten axial abstehenden Nocken, angreifen kann.
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Hierbei wird die Masse der Anpressplatten 16, 18 der Doppelkupplung 10 für zwei Aufgaben genutzt. Bei einem Betriebszustand der Doppelkupplung 10 wird die Masse der Anpressplatten 16, 18 als Wärmespeicher benutzt, wenn die Teilkupplung 24, 26 schlupft oder geschlossen ist, während bei der anderen geöffneten Teilkupplung 26, 24 die Masse der Anpressplatten 18, 16 als Fliehkraftpendel 14, 12 genutzt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Doppelkupplung
- 12
- erstes Fliehkraftpendel
- 14
- zweites Fliehkraftpendel
- 16
- erste Anpressplatte
- 18
- zweite Anpressplatte
- 19
- Laufrolle
- 20
- erste Pendelmasse
- 22
- zweite Pendelmasse
- 24
- erste Teilkupplung
- 26
- zweite Teilkupplung
- 28
- erstes Betätigungselement
- 30
- Zuganker
- 32
- zweites Betätigungselement
- 34
- erste Kupplungsscheibe
- 36
- zweite Kupplungsscheibe
- 37
- Zentralplatte
- 38
- erste Gegenplatte
- 40
- zweite Gegenplatte
- 41
- Drehschwingungsdämpfer
- 42
- Antriebswelle
- 44
- erste Getriebeeingangswelle
- 46
- zweite Getriebeeingangswelle
- 47
- Kupplungsdeckel
- 48
- Ring
- 50
- Lagerelemente
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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