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Die vorliegende Erfindung betrifft einen nasslaufenden Doppelkupplungsmechanismus für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, beispielsweise vom Hybridtyp, bei dem eine rotierende elektrische Maschine in der Drehmomentübertragungskette angeordnet ist.
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In bekannter Weise umfasst jeder nasse Doppelkupplungsmechanismus eine erste und eine zweite Kupplung vom Typ Mehrscheibenkupplung, die von einer Kupplungsnabe getragen werden, sowie einen ersten und einen zweiten Aktuator zur Erzeugung einer Kraft, um die erste und die zweite Kupplung mit Hilfe von Kolben in eine eingerückte bzw. ausgerückte Konfiguration zu bringen. Jede der Kupplungen verfügt über einen axial beweglichen Kolben, der wiederum erste Reibscheiben relativ zu zweiten Reibscheiben bewegt, um die entsprechende Kupplung in der einen oder anderen der vorgenannten Konfigurationen zu konfigurieren.
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Der Kolben wird in seiner Verschiebung durch eine Steuerkammer gesteuert, der eine Ausgleichskammer zugeordnet ist, die mindestens durch einen Ausgleichsdeckel begrenzt ist, die ein Volumen einer hydraulischen Flüssigkeit, einer so genannten Kühlflüssigkeit enthalten muss, die die Ausgleichskammer speist, die Bauteile schmiert und die vom beweglichen Kolben erzeugte Axialkraft ausgleicht. Ein solcher Ausgleichsdeckel bringt zwangsläufig Einschränkungen hinsichtlich der Abmessungen, der Positionierung, der Zentrierung, der Befestigung und des Platzbedarfs innerhalb der genannten Doppelkupplung mit sich.
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Bei den aktuellen Entwicklungen in der Hybridisierung (auf Englisch „hybridization“) von Fahrzeugen wird eine Drehmomentübertragungskette benötigt, die eine elektrische Energiequelle integriert, ohne jedoch die axiale und radiale Kompaktheit der besagten Drehmomentübertragungskette zu beeinträchtigen. Die derzeitigen Lösungen sind nicht ganz zufriedenstellend. Aufgrund des Vorhandenseins von nassen Kupplungen war es notwendig, eine nasse Doppelkupplung zu konstruieren, die es ermöglicht, die verschiedenen Kupplungen mit Flüssigkeit zu versorgen, ohne die Größe der Drehmomentübertragungskette zu verändern. Diese Suche nach axialer und radialer Kompaktheit ist die Grundlage der Erfindung.
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Die Erfindung zielt darauf ab, die bestehende Konstruktion zu verbessern, indem eine nasse Doppelkupplung bereitgestellt wird, die die Anforderungen an die axiale und radiale Kompaktheit in Einklang bringt und gleichzeitig eine gute Flüssigkeitsversorgung der Kupplungen und ihrer Betätigungskolben gewährleistet.
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Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung gemäß einem ihrer Aspekte eine nasse Doppelkupplung zur Drehmomentübertragung vor, die Folgendes umfasst:
- - eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung vom Typ Mehrscheibenkupplung, wobei die erste und die zweite Kupplung um eine Drehachse radial übereinander angeordnet sind,
- - wobei die erste Kupplung einen ersten Scheibenträger umfasst, der geeignet ist, die Mehrscheibeneinheit der ersten Kupplung zu tragen, wobei die erste Kupplung durch einen ersten Betätigungskolben betätigt wird, dessen Verschiebung durch eine Steuerkammer gesteuert wird, der eine Ausgleichskammer zugeordnet ist
- - einen Ausgleichsdeckel, der die Ausgleichskammer der ersten Kupplung begrenzt,
- - wobei die zweite Kupplung einen zweiten Scheibenträger umfasst, der die Mehrscheibeneinheit der zweiten Kupplung tragen kann und drehfest mit dem ersten Scheibenträger ausgeführt ist,
wobei der Ausgleichsdeckel axial zwischen dem ersten Scheibenträger und dem zweiten Scheibenträger gehalten ist.
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Dank eines solchen Ausgleichsdeckels, der auf dem ersten und zweiten Scheibenträger aufliegt, ist kein zusätzlicher Raum für eine Dichtung oder ein anderes Bauteil oder Befestigungsverfahren erforderlich, um den Ausgleichsdeckel in einer axialen Position zu halten. Eine solche nasse Doppelkupplung hat den Vorteil, dass sie den radialen Platzbedarf reduziert und gleichzeitig die axiale Halterung des besagten Ausgleichsdeckels vereinfacht, was durch den ersten und zweiten Scheibenträger, die fest miteinander verbunden sind, gemeinsam erreicht wird. Diese Zusammenarbeit zwischen den Teilen gewährleistet in optimaler Weise eine Positionierung des Ausgleichsdeckels, um beispielsweise das Flüssigkeitsvolumen einzuschließen.
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Vorteilhafterweise ist der Ausgleichsdeckel axial auf einem Abschnitt des ersten Scheibenträgers und axial auf einem Abschnitt des zweiten Scheibenträgers in Auflage, wobei die axialen Auflagen auf beiden Seiten des Ausgleichsdeckels liegen und Auflagebereiche definieren. Daher wird der Ausgleichsdeckel axial zwischen die beiden Scheibenträgern eingesetzt. Mit anderen Worten, der erste und der zweite Scheibenträger sind auf beiden Seiten des Ausgleichsdeckels mit ihrem jeweiligen Auflagebereich, der auf einer der beiden Seiten des Ausgleichsdeckels ist, in Auflage. Die genannten Teile haben den Vorteil, dass sie axial übereinander angeordnet oder gestapelt werden können, um die Montageschritte zu optimieren.
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Die Erfindung kann das eine oder andere der nachstehend beschriebenen Merkmale in Kombination miteinander oder unabhängig voneinander aufweisen:
- - Die Abschnitte des ersten und des zweiten Scheibenträgers können ringförmig sein. Alternativ kann ein Abschnitt auch Materialsegmenten umfassen, die winklig um die X-Achse verteilt sind;
- - Der Abschnitt des zweiten Scheibenträgers kann ein radial innerer Abschnitt des zweiten Scheibenträgers sein;
- - Der Auflagebereich des zweiten Scheibenträgers, der Ausgleichsdeckel und der Auflagebereich des ersten Scheibenträgers können axial aufeinander folgen. Mit anderen Worten: Jeder Auflagebereich ist auf der einen oder anderen Seite des Ausgleichsdeckels angeordnet. Die Auflagebereiche liegen somit axial dicht beieinander, um die Kräfte auf jeder Seite des Ausgleichsdeckels auf gleicher Höhe zu konzentrieren und die axiale Abstützung, zum Beispiel am inneren Ende des Ausgleichsdeckels, zu verbessern;
- - Der Auflagebereich des ersten Scheibenträgers kann durch maschinelle Bearbeitung oder durch Stanzen hergestellt werden;
- - Der Auflagebereich des zweiten Scheibenträgers kann durch maschinelle Bearbeitung oder durch Stanzen hergestellt werden;
- - Vorzugsweise kann der Auflagebereich eine ebene Fläche sein, die zur Aufnahme eines Endes des Ausgleichsdeckels geeignet ist;
- - Der erste Scheibenträger und der zweite Scheibenträger können Drehmoment-Eingangs-Scheibenträger sein;
- - Alternativ können der erste Scheibenträger und der zweite Scheibenträger Drehmomentausgangs-Scheibenträger sein;
- - Der erste Scheibenträger, der eine zylindrische Form hat, kann eine innere Nut, die die Mehrscheibeneinheit der ersten Kupplung abstützt, und einen Flansch aufweisen, der sich in Bezug auf die X-Achse radial nach innen erstreckt, wobei der Abschnitt des ersten Scheibenträgers ausgehend von dem Flansch gebildet wird. Der Flansch kann einstückig mit dem ersten Scheibenträger ausgebildet sein;
- - Die Ausgleichsdeckel kann im Auflagebereich des ersten Scheibenträgers auf dem Flansch abgestützt werden;
- - Der zweite zylindrische Scheibenträger kann eine innere Nut, die die Mehrscheibeneinheit der zweiten Kupplung abstützt, sowie einen Kragen aufweisen, der sich am Ende der Nut befindet, wobei der Abschnitt des zweiten Scheibenträgers teilweise den genannten Kragen bildet;
- - Der Kragen kann im Bereich des Auflagebereichs des zweiten Scheibenträgers an dem Ausgleichsdeckel in Auflage sein;
- - Die Schweißnaht, die die Abschnitte des ersten und zweiten Scheibenträgers verbindet, ist am Rand des Kragens ausgeführt;
- - Der Kragen kann durchgehend sein. Der Kragen kann sich vom radial inneren Ende der Nut aus erstrecken, zum Beispiel in Richtung der X-Achse. In einem solchen Fall wird die Schweißnaht am inneren Ende des Kragens ausgeführt;
- - Der Kragen und ein Teil des Ausgleichsdeckels können eine komplementäre Form haben;
- - Die Stumpfschweißung kann vom Typ Laserschweißen sein und durch Schmelzen der Kanten der Abschnitte des ersten und zweiten Scheibenträgers ohne zusätzliche Herstellungskosten oder zusätzliches Material erfolgen. Alternativ kann das Schweißen auch durch Kondensatorentladung erfolgen;
- - Der Ausgleichsdeckel kann außerdem eine Einfassung aufweisen, die geeignet ist, mit dem Kragen zusammenzuwirken, um die Einfassung auf dem zweiten Scheibenträger zu zentrieren. Dies hat den Vorteil, dass die Zentrierflächen des zweiten Scheibenträgers vergrößert werden;
- - Der erste Scheibenträger kann eine Unterbaugruppe sein, die eine innere Nut, die die Mehrscheibeneinheit der ersten Kupplung abstützt, und eine zentrale Nabe umfasst, wobei die innere Nut und die zentrale Nabe drehfest miteinander verbunden sind und der Abschnitt des ersten Scheibenträgers ausgehend von der zentralen Nabe gebildet ist. Vorzugsweise trägt die zentrale Nabe gemeinsam die erste und zweite Kupplung.
- - Die zentrale Nabe kann einen Flansch aufweisen, der sich radial zur X-Achse erstreckt, wobei der Ausgleichsdeckel in diesem Bereich auf dem Flansch in Auflage ist. Die zentrale Nabe kann Ölzufuhrkanäle aufweisen, die durch den zylindrischen Teil und den Flansch verlaufen und in die Ausgleichskammer der ersten Kupplung münden. Der Vorteil einer solchen zentralen Nabe ist die Ölversorgung der ersten Kupplung;
- - Vorteilhafterweise können die Ölzuführungskanäle in der gleichen Ebene angeordnet werden, die durch den Flansch verläuft. Auf diese Weise werden ihre Integration in die nasse Doppelkupplung und ihre Ausführungen vereinfacht. Der axiale Platzbedarf einer solchen nassen Doppelkupplung wird dadurch reduziert;
- - Vorzugsweise können die Ölzufuhrkanäle am Außenumfang des Flansches münden und durch die innere Zylinderfläche des Antriebsdeckels verschlossen werden. Auf diese Weise ist es möglich, einen Teil der Ölzufuhrkanäle ohne den Einsatz weiterer teurer Komponenten abzudichten;
- - Vorzugsweise kann der Ölversorgungskanal durch Bohren von aufeinanderfolgenden Kanälen in der zentralen Nabe hergestellt werden, wobei diese Kanäle ineinander münden und so angeordnet sind, dass sie die Steuerkammer der ersten Kupplung mit unter Druck stehender Flüssigkeit versorgen. Die Flüssigkeit kann Öl sein, zum Beispiel Getriebeöl.
- - Die Ausgleichsdeckel kann eine erste Auflagefläche aufweisen, die entlang der X-Achse in Richtung zum ersten Scheibenträger ausgerichtet ist, und eine zweite Auflagefläche, die entlang der X-Achse in Richtung zum zweiten Scheibenträger ausgerichtet ist, wobei die erste und die zweite Auflagefläche am Innenumfang des Ausgleichsdeckels angeordnet sind;
- - Die erste Auflagefläche kann auf dem Auflagebereich des Abschnitts des ersten Scheibenträgers aufgenommen werden;
- - Die zweite Auflagefläche kann auf dem Auflagebereich des Abschnitts des zweiten Scheibenträgers aufgenommen werden;
- - Der Ausgleichsdeckel kann radial im Inneren des ersten Scheibenträgers angeordnet sein;
- - Der Ausgleichsdeckel kann radial über dem zweiten Scheibenträger angeordnet sein;
- - Zum Beispiel kann der Abschnitt des ersten Scheibenträgers einen ringförmigen Rand und den besagten Auflagebereich umfassen, wobei der Ausgleichsdeckel auf dem ringförmigen Rand zentriert ist. Vorteilhafterweise kann sich der ringförmige Rand über einen Winkel von mindestens 280 Grad, beispielsweise über 360 Grad, um die X-Achse erstrecken;
- - Die erste und die zweite Auflagefläche des Ausgleichsdeckels können radial zwischen der inneren Nut des zweiten Scheibenträgers und dem ringförmigen Rand des ersten Scheibenträgers begrenzt sein;
- - Der Kragen kann den ringförmigen Rand umschließen. Alternativ kann der ringförmige Rand den Kragen umgeben. Dies hat auf jeden Fall den Vorteil, dass der Kragen festgehalten und zentriert wird;
- - Der ringförmige Rand kann durch Schmieden, Zerspanen oder Stanzen des Abschnitts des ersten Scheibenträgers hergestellt werden;
- - Der ringförmige Rand kann einstückig mit dem Abschnitt des ersten Scheibenträgers ausgebildet sein. Alternativ kann der ringförmige Rand auch am ersten Scheibenträger befestigt sein, beispielsweise durch Schweißen;
- - In einem anderen Beispiel kann der Abschnitt des ersten Scheibenträgers eine Reihe von winklig verteilten, geformten Nocken und eine Reihe von auf jedem der Nocken ausgebildeten Auflagebereichen umfassen, wobei der Ausgleichsdeckel auf den Nocken zentriert ist. Vorteilhafterweise können die Nocken diskontinuierlich sein;
- - Vorzugsweise können die Nocken winkelförmig um die X-Achse verteilt sein, und zwar gemäß einer regelmäßigen Verteilung;
- - Der Kragen kann die Reihe der geformten Nocken umgeben. Dies hat den Vorteil, dass der Kragen radial gehalten wird;
- - In den vorgenannten Beispielen hält der Abschnitt des ersten Scheibenträgers den Ausgleichsdeckel an seiner Auflagefläche und sorgt außerdem für die Zentrierung des Ausgleichsdeckels bei der Montage mit dem ersten und zweiten Scheibenträger, und zwar entweder auf der Höhe des besagten ringförmigen Randes oder der besagten geformten Nocken;
- - Der ringförmige Rand oder die Reihe von geformten Nocken kann radial unterhalb der Nut des ersten Scheibenträgers angeordnet sein. Der ringförmige Rand oder die Reihe der geformten Nocken können radial im Inneren des Ausgleichsdeckels angeordnet sein. Alternativ kann der ringförmige Rand oder die Reihe der geformten Nocken radial außerhalb des Ausgleichsdeckels angeordnet sein;
- - Der ringförmige Rand kann komplementär zum Ausgleichsdeckel geformt sein, zum Beispiel mit glatten oder gezackten Konturen, um den Sitz des Ausgleichsdeckels durch Einrasten oder Verzahnung zu verbessern;
- - Der Ausgleichsdeckel kann Öffnungen aufweisen, die geeignet sind, die Nocken des ersten Scheibenträgers aufzunehmen, wobei der Vorteil darin besteht, die Befestigung durch das Zusammenwirken von Formen zu verbessern, die eine offene oder geschlossene Kontur haben;
- - Der Abschnitt des zweiten Scheibenträgers kann an den Abschnitt des ersten Scheibenträgers angefügt sein, beispielsweise durch Schweißen befestigt sein. Die Schweißnaht kann um die X-Achse herum fortlaufend sein, insbesondere an den Enden der genannten Teile;
- - Der Abschnitt des zweiten Scheibenträgers kann an dem besagten ringförmigen Rand oder an der besagten Reihe von geformten Nocken befestigt sein, zum Beispiel durch Schweißen. Die Schweißnaht kann in Umfangsrichtung kontinuierlich um die X-Achse verlaufen;
- - Alternativ kann die Schweißnaht diskontinuierlich um die X-Rotationsachse verlaufen, zum Beispiel durch eine Vielzahl von Schweißraupen, die winkelmäßig um die X-Achse verteilt sind. Der Vorteil der Schweißraupen besteht darin, dass sie beim Zusammenbau des ersten und zweiten Scheibenträgers Materiallücken oder Öffnungen schaffen;
- - Vorzugsweise kann die Schweißnaht an den Enden der Teile angebracht werden. Daher kann die Schweißnaht am inneren oder äußeren Umfang des ringförmigen Randes oder am Rand der geformten Nocken angebracht werden;
- - In einem ersten Beispiel kann der Abschnitt des zweiten Scheibenträgers an dem genannten ringförmigen Rand angebracht sein, indem sie beispielsweise durch Schweißen oder alternativ durch Formschluss aneinander befestigt sind. Alternativ kann der Abschnitt des zweiten Scheibenträgers an der Reihe der geformten Nocken befestigt werden, zum Beispiel durch Schweißen;
- - In einem anderen Beispiel kann der Abschnitt des zweiten Scheibenträgers durch Einklipsen oder Einschnappen an dem ringförmigen Rand befestigt sein. Mit anderen Worten, er kann mit einer Klammer, wie zum Beispiel einem elastischen Ring, befestigt werden;
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Der Vorteil dieser Montagebeispiele besteht darin, dass der erste Scheibenträger und der zweite Scheibenträger drehfest miteinander verbunden sind, während gleichzeitig der Ausgleichsdeckel axial und fest zwischen ihnen gehalten wird.
- - Der ringförmige Rand oder die Reihe der geformten Nocken kann radial unterhalb des Abschnitts des zweiten Scheibenträgers oder alternativ radial oberhalb des Abschnitts des zweiten Scheibenträgers angeordnet sein;
- - Der Abschnitt des ersten Scheibenträgers kann eine Nut aufweisen, die zur Aufnahme eines elastischen Rings geeignet ist, wobei der zweite Scheibenträger durch Nocken des besagten Abschnitts rotatorisch angetrieben und axial durch den in der Nut des besagten Abschnitts aufgenommenen elastischen Ring gehalten wird. Der Vorteil besteht darin, dass die genannten Teile durch axiale Verriegelung montiert werden, ohne dass Schweißarbeiten erforderlich sind, wobei die Nocken des genannten Abschnitts die formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Scheibenträger ermöglichen;
- - Ein elastisches Rückstellelement kann sich auf dem Ausgleichsdeckel abstützen oder mit dem Ausgleichsdeckel ausgebildet sein, wobei das elastische Rückstellelement zum Beispiel eine elastische Scheibe oder eine elastische Rückstellvorrichtung ist;
- - Das elastische Rückstellelement kann radial oberhalb des zweiten Scheibenträgers angeordnet sein;
- - Die elastische Scheibe kann zum Beispiel zwischen dem Deckel und dem ersten Scheibenträger in Anlage sein;
- - Der Ausgleichsdeckel kann zum Beispiel teilweise eine federnde Rückstelleinrichtung für einen zweiten Betätigungskolben der zweiten Kupplung bilden;
- - Vorteilhafterweise kann der Ausgleichsdeckel eine ringförmige Platte umfassen, die Schraubenfedern einer elastischen Rückholvorrichtung des ersten Kolbens trägt, die sich am Außenumfang des Ausgleichsdeckels befindet;
- - Die nasse Doppelkupplung kann gesteuert werden, um einen Verbrennungsmotor und eine rotierende elektrische Maschine selektiv mit einer ersten angetriebenen Welle und einer zweiten angetriebenen Welle zu koppeln, wobei der erste Scheibenträger und der zweite Scheibenträger kinematisch mit dem Verbrennungsmotor verbunden werden können;
- - Vorzugsweise können der Abschnitt des zweiten Scheibenträgers, der Ausgleichsdeckel und der Abschnitt des ersten Scheibenträgers radial unter der rotierenden elektrischen Maschine angeordnet sein, um die axiale und radiale Kompaktheit der besagten Übertragungskette (in-line und off-line) unabhängig von der verwendeten elektrischen Energiequelle zu optimieren;
- - Die nasse Doppelkupplung kann einen Antriebsdeckel umfassen, der kinematisch mit der rotierenden elektrischen Maschine verbunden ist, wobei der Antriebsdeckel am Umfang des Flansches der zentralen Nabe so angebracht ist, dass er das radiale Ende des mindestens einen Ölzufuhrkanals verschließt. Der Vorteil einer solchen nassen Doppelkupplung besteht darin, dass dank der Anordnung des Antriebsdeckels am Umfang des Flansches der radiale Platzbedarf reduziert und gleichzeitig die Führung des Fluids innerhalb der Nasskupplungen erleichtert wird. Die Dichtigkeit der Ölzuführungskanäle wird erreicht, indem die Öffnungen mit Hilfe eines Bauteils abgedeckt werden, das ursprünglich für die Übertragung des Drehmoments vorgesehen war. Dadurch verringert sich die Anzahl der für die Ausführung der nassen Doppelkupplung erforderlichen Bauteile;
- - Vorzugsweise kann die zentrale Nabe einen ersten ringförmigen Hohlraum aufweisen, der auf der Seite des Flansches angeordnet ist und einen Kolben zur Betätigung der ersten Kupplung aufnehmen kann, und einen zweiten ringförmigen Hohlraum, der einen Kolben zur Betätigung der zweiten Kupplung aufnehmen kann, wobei der mindestens eine Ölversorgungskanal in einen der ringförmigen Hohlräume der Kupplungen mündet. Dank dieser Architektur bilden die ringförmigen Hohlräume die Steuerkammern der Kupplungen. Die Steuerkammern sind konzentrisch und radial in der gleichen Ebene angeordnet, was die Positionierung der Nasskupplungen innerhalb der Drehmomentübertragungskette erleichtert;
- - Vorteilhafterweise können die Ölzuführungskanäle für den ersten Hohlraum und den zweiten Hohlraum in der gleichen Ebene angeordnet sein, die durch den Flansch verläuft. Auf diese Weise wird ihre Integration in die nasse Doppelkupplung und ihre Ausführungen erleichtert. Der axiale Platzbedarf einer solchen nassen Doppelkupplung wird dadurch reduziert;
- - Der Antriebsdeckel kann eine innere zylindrische Auflagezone zur Lagerung einer Dichtung des Betätigungskolbens aufweisen, wobei die zylindrische Auflagezone teilweise den ersten ringförmigen Hohlraum bildet. Diese erfindungsgemäße nasse Doppelkupplung hat den Vorteil, dass durch die Verwendung eines angefügten ringförmigen Antriebsdeckels die Herstellungskosten reduziert werden. Dieses ringförmige Teil ermöglicht es, einen Teil des ringförmigen Hohlraums zu geringeren Kosten herzustellen;
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Zusammenbau einer nassen Doppelkupplung, die alle oder einige der vorgenannten Merkmale aufweisen kann, umfassend zumindest die folgenden Schritte:
- a) Bereitstellung eines ersten Scheibenträgers, eines zweiten Scheibenträgers und eines um die Drehachse X umlaufenden Ausgleichsdeckels,
- b) der Ausgleichsdeckel wird auf einem Abschnitt des ersten Scheibenträgers axial in Anlage gebracht,
- c) ein Abschnitt des zweiten Scheibenträgers wird auf dem Ausgleichsdeckel axial in Anlage gebracht,
- d) die Abschnitte des zweiten Scheibenträger und des ersten Scheibenträgers werden durch Schweißen, zum Beispiel durch Laserschweißen aneinander befestigt.
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Bei dieser Methode werden die drei Teile auf einfache Weise zusammengefügt. Die Montage der beiden Scheibenträger, die über ihre Enden in einem einzigen Schweißvorgang zusammengefügt werden, ermöglicht eine feste Positionierung des Ausgleichsdeckels. So wird beispielsweise das Hinzufügen eines weiteren Bauteils oder zusätzliches Schweißen vermieden.
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Für die Zwecke dieser Anmeldung ist eine Nasskupplung eine Kupplung, die für den Betrieb in einem Ölbad ausgelegt ist.
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Die Erfindung wird besser verstanden werden, und andere Zwecke, Details, Merkmale und Vorteile davon werden klarer werden im Laufe der folgenden Beschreibung einer besonderen Ausführungsform der Erfindung, die unter Bezug auf die beigefügten Figuren nur zur Veranschaulichung und nicht zur Einschränkung gegeben wird:
- - 1 ist eine axiale Schnittdarstellung einer nassen Doppelkupplung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- - 2 ist eine weitere axiale Querschnittsansicht der nassen Doppelkupplung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
- - 3 ist eine weitere axiale Schnittdarstellung der nassen Doppelkupplung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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Unter „Fahrzeug“ sind Kraftfahrzeuge zu verstehen, zu denen nicht nur Personenkraftwagen, sondern auch Nutzfahrzeuge, zu denen insbesondere Lastkraftwagen, öffentliche Verkehrsmittel oder landwirtschaftliche Fahrzeuge gehören, aber auch jede Beförderungseinrichtung, die dazu dient, ein Lebewesen und/oder einen Gegenstand von einem Ort zum anderen zu befördern.
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Im weiteren Verlauf der Beschreibung und der Ansprüche werden die Begriffe „vorne“ oder „hinten“ ohne Einschränkung und zur Erleichterung des Verständnisses in Bezug auf eine axiale Ausrichtung verwendet, die durch die Hauptdrehachse X des Getriebes des Kraftfahrzeugs bestimmt wird, und die Begriffe „innen/innerhalb“ oder „außen/außerhalb“ in Bezug auf die Achse X und in Bezug auf eine radiale Ausrichtung, die orthogonal zu der genannten axialen Ausrichtung ist.
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Sofern nicht anders angegeben, bedeutet „axial“ „parallel zur Drehachse X des Ausgleichsdeckels oder der Doppelkupplung“; „radial“ bedeutet „entlang einer die Drehachse der nassen Doppelkupplung schneidenden Querachse“; „winkelig“ oder „in Umfangsrichtung“ bedeutet „um die Drehachse X der nassen Doppelkupplung“.
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Die Dicke wird hier entlang der X-Drehachse gemessen. Sofern nicht anders angegeben, sind die Verben „umfassen“, „vorliegen“ oder „einschließen“ weit, d. h. nicht restriktiv, auszulegen.
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Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform einer nassen Doppelkupplung 1 für ein Fahrzeuggetriebe. Die nasse Doppelkupplung 1 ist in einer Kraftfahrzeug-Drehmomentübertragungskette dargestellt, die über ein Getriebegehäuse mit zwei Drehmomentabtriebswellen A1, A2 verläuft.
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Die nasse Doppelkupplung 1 umfasst also eine ersten Kupplung E1 und eine zweiten Kupplung E2 vom Typ Mehrscheibenkupplung, die so gesteuert werden, dass sie selektiv einen Verbrennungsmotor und eine rotierende elektrische Maschine M mit einer ersten angetriebenen Welle und einer zweiten angetriebenen Welle verbinden. Das Drehmoment des Motors und des Elektromotors kann dann auf die koaxialen Getriebewellen A1, A2 übertragen werden, je nachdem, ob die erste Kupplung E1 oder die zweite Kupplung E2 geschlossen ist. Die erste angetriebene Welle A1 wird gedreht, wenn die erste Kupplung E1 geschlossen ist, und die zweite angetriebene Welle A2 wird gedreht, wenn die zweite Kupplung E2 geschlossen ist. Die erste und zweite Kupplung E1, E2 sind radial übereinander um eine Drehachse X angeordnet.
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Die nasse Doppelkupplung 1 hat mindestens ein Drehmoment-Eingangselement 2 um ihre Drehachse, das drehbar mit einer Antriebswelle (nicht dargestellt) verbunden ist. Das Eingangselement 2 befindet sich an der Vorderseite der nassen Doppelkupplung 1.
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In den dargestellten Beispielen ist das Eingangselement 2 im Allgemeinen L-förmig und hat einen radial ausgerichteten Teil, der von einem Drehmoment-Eingangsflansch 3 gebildet wird, und einen axial ausgerichteten Teil, der von einer Drehmoment-Eingangsnabe 4 gebildet wird. Der Flansch 3 und die Nabe 4 sind einteilig, vorzugsweise durch Schweißen miteinander verbunden. Die Drehmomenteingangsnabe 4 ist in einem Gehäuse 101 drehbar geführt, das gegenüber der Drehmomentübertragungskette fixiert ist. Die Drehmomenteingangsnabe 4 ist beispielsweise über eine Verzahnung am Ausgang einer Dämpfungsvorrichtung (zum Beispiel eines doppelt dämpfenden Schwungrads usw.) drehfest verbunden, deren Eingang insbesondere über ein Schwungrad mit der Antriebswelle verbunden ist, die von einer Kurbelwelle gebildet wird, die von einem im Kraftfahrzeug eingebauten Verbrennungsmotor in Drehung versetzt wird.
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Die beiden Kupplungen E1, E2 umfassen einen ersten und einen zweiten Drehmoment-Eingangs-Scheibenträger 10, 20, die kinematisch mit dem Verbrennungsmotor verbunden sind. Die Drehmoment-Eingangsscheibe 3 ist drehfest mit dem ersten Drehmoment-Eingangs-Scheibenträger 10 verbunden, der zur Aufnahme der Mehrscheibeneinheit der ersten Kupplung E1 vorgesehen ist. Die Drehverbindung wird hier durch Schweißen hergestellt, könnte aber auch durch ineinander greifende Verzahnungen hergestellt werden.
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In den dargestellten Beispielen weist der erste Scheibenträger 10 eine innere Nut 10a auf, die in die Mehrscheibeneinheit der ersten Kupplung E1 eingreift. Die Mehrscheibeneinheit der ersten Kupplung E1 umfasst Scheiben 11, die drehbar mit dem ersten Scheibenträger 10 verbunden sind, und Scheiben 12, die drehfest mit einem Abtriebs-Scheibenträger 13 verbunden sind.
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Die Reibscheiben 12 sind als eine Einheit axial zwischen zwei aufeinanderfolgenden Platten 11 eingefügt. Der Abtriebs-Scheibenträger 13 der ersten Kupplung E1 ist durch Zahneingriff mit den Reibscheiben 12 und durch eine Keilwellenverbindung mit der ersten angetriebenen Welle A1 drehfest verbunden. Der Abtriebs-Scheibenträger 13 ist im Allgemeinen „L“-förmig, wobei das radial innere Ende des Trägers mit einer verzahnten Abtriebsnabe verbunden ist.
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Der zweite Scheibenträger 20 ist zur Aufnahme der Scheibenbaugruppe der zweiten Kupplung E2 eingerichtet. Im vorliegenden Fall ist der zweite Scheibenträger 20 zylindrisch geformt und hat eine innere Nut 20a, die in die Mehrscheibeneinheit der zweiten Kupplung E2 eingreift. Die Mehrscheibeneinheit der zweiten Kupplung E2 umfasst Scheiben 21, die drehfest mit dem am ersten Scheibenträger 10 befestigten zweiten Scheibenträger 20 verbunden sind, und Reibscheiben 22, die drehfet mit einem Abtriebs-Scheibenträger 23 verbunden sind. Der Abtriebs-Scheibenträger 23 der zweiten Kupplung E2 ist durch Zahneingriff mit den Reibscheiben 22 und durch eine Keilwellenverbindung mit der besagten zweiten angetriebenen Welle A2 drehfest verbunden. Der Abtriebs-Scheibenträger 23 ist im Allgemeinen L-förmig, wobei das radial innere Ende des Trägers mit einer verzahnten Abtriebsnabe verbunden ist.
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Die nasse Doppelkupplung 1 wird hydraulisch durch ein unter Druck stehendes Fluid, im Allgemeinen Öl, gesteuert. Um den Zustandswechsel der ersten Kupplung E1 und der zweiten Kupplung E2 selektiv zu steuern, verwaltet eine Steuereinrichtung der nassen Doppelkupplung die Zufuhr von Drucköl in getrennten Steuerkammern. Das Steuergerät ist in der Regel in das Getriebegehäuse integriert.
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Das Steuergerät wird von einem zentralen Hub 50 unterstützt und ist mit diesem verbunden. Die zentrale Nabe 50 enthält Druckölzufuhrkanäle 54a und 54c, wie in 1 dargestellt, so dass die zentrale Nabe 50 die erste Kupplung E1 und die zweite Kupplung E2 mit Öl versorgen kann. Wie beim Betrieb von Nasskupplungen bekannt, ist jeder Steuerkammer 32, 42 eine Ausgleichskammer 31, 41 zugeordnet, die typischerweise axial neben dem als Steuerkammer dienenden ringförmigen Hohlraum angeordnet ist.
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In den dargestellten Beispielen umfasst die zentrale Ölversorgungsstelle 50:
- - einen zylindrischen Teil 55 der Achse X,
- - einen Flansch 53, der sich radial von dem zylindrischen Teil 55 erstreckt,
- - einen ersten ringförmigen Hohlraum 51, der an der Seite des Flansches angeordnet ist und einen ersten Kolben 14 zur Betätigung der ersten Kupplung E1 aufnehmen kann,
- - einen zweiten ringförmigen Hohlraum 52, der auf der gleichen Seite des Flansches wie der erste ringförmige Hohlraum angeordnet und zur Aufnahme eines zweiten Kolbens 24 zur Betätigung der zweiten Kupplung E2 bestimmt ist,
- - Ölzuführungskanäle 54a, 54b und 54c, die durch den zylindrischen Teil 55 und den Flansch 53 verlaufen und in die ringförmigen Hohlräume, insbesondere im Inneren der Ausgleichskammer 31 der ersten Kupplung E1, münden.
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Der in die zentrale Nabe 50 eingearbeitete Ölzufuhrkanal 54a ist mit der Steuerkammer der zweiten Kupplung E2 verbunden. Der Ölzufuhrkanal 54a wird durch Bohren von aufeinanderfolgenden axialen und radialen Kanälen innerhalb der zentralen Nabe 50 hergestellt. Die Leitungen münden ineinander und sind so angeordnet, dass sie die Steuerkammer der zweiten Kupplung E2 mit Druckflüssigkeit versorgen. Der Ölzufuhrkanal 54b mündet in den zweiten ringförmigen Hohlraum 52, der direkt in der zentralen Nabe 50 ausgebildet ist.
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Die ringförmigen Hohlräume 51, 52 der ersten Kupplung E1 und der zweiten Kupplung E2 sind in die gleiche Richtung ausgerichtet, in diesem Beispiel in Richtung der Antriebswelle, d.h. in Richtung der Wärmekraftmaschine der Drehmomentübertragungskette. Der erste Hohlraum 51 und der zweite Hohlraum 52 sind radial übereinander geschachtelt. Die erste Ausgleichskammer 31 der ersten Kupplung ist axial neben dem ersten Hohlraum 51 angeordnet. Die zweite Ausgleichskammer 41 der zweiten Kupplung ist axial neben dem zweiten Hohlraum 52 angeordnet. Die Mehrscheibeneinheit der zweiten Kupplung E2 ist radial zwischen dem ersten Hohlraum und dem zweiten Hohlraum angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, den vorhandenen Innenraum innerhalb der nassen Doppelkupplung auszunutzen und damit den axialen Platzbedarf zu reduzieren.
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Die erste Kupplung E1 wird durch einen ersten Betätigungskolben 14 betätigt, dessen Verschiebung durch eine Steuerkammer 32 gesteuert wird, der eine Ausgleichskammer 31 zugeordnet ist. Der Betätigungskolben 14 der ersten Kupplung E1 ist axial beweglich, hier von hinten nach vorne, zwischen einer ausgerückten Stellung und einer eingerückten Stellung, die dem offenen bzw. geschlossenen Zustand der ersten Kupplung E1 entsprechen. Die Mehrscheibeneinheit der ersten Kupplung E1 wird direkt durch den ersten Betätigungskolben 14 betätigt. Die Bewegung des ersten Betätigungskolbens 14 wird über eine Steuerkammer 32 gesteuert, die durch den ersten Hohlraum 51 begrenzt ist, während die Bewegung des zweiten Betätigungskolbens 24 über eine Steuerkammer 42 gesteuert wird, die durch den zweiten Hohlraum 52 begrenzt ist. Die Steuerkammern 32 und 42 der ersten Kupplung E1 bzw. der zweiten Kupplung E2 sind daher so nahe wie möglich an der zentralen Ölversorgungsnabe angeordnet, um Leckagen innerhalb der nassen Doppelkupplung zu verringern.
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Die zweite Kupplung E2 wird durch einen zweiten Betätigungskolben 24 betätigt, dessen Verschiebung durch eine Steuerkammer 42 gesteuert wird, der eine Ausgleichskammer 41 zugeordnet ist. Der Betätigungskolben 24 der zweiten Kupplung E2 ist axial beweglich, hiervon hinten nach vorne, zwischen einer ausgerückten Stellung und einer eingerückten Stellung, die dem offenen bzw. geschlossenen Zustand der zweiten Kupplung E2 entsprechen. Die Scheibenbaugruppe der zweiten Kupplung E2 wird direkt durch den zweiten Betätigungskolben 24 aus einem gepressten Blech betätigt.
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Der zweite Betätigungskolben 24 ist in Bezug auf den zweiten ringförmigen Hohlraum 52 der zentralen Nabe 50 axial beweglich. In ähnlicher Weise ist das freie Ende des zweiten Betätigungskolbens 24 der zweiten Kupplung E2, die an der Mehrscheibeneinheit gelagert ist, radial zwischen dem ersten Hohlraum 51 und dem zweiten Hohlraum 52 angeordnet und in Richtung der Antriebswelle ausgerichtet. Der zylindrische Teil 55 der zentralen Nabe erstreckt sich axial in einer Richtung weg von der Antriebswelle. Die Ausgleichskammern 31, 41 werden mit Kühlflüssigkeit versorgt.
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Der zylindrische Teil umfasst die Ölzufuhrkanäle 54a, 54b und 54c des ersten Hohlraums 51, des zweiten Hohlraums 52 und der Ausgleichskammern 31, 41. Die Kühlflüssigkeit saugt einen Ölzufuhrkanal 54b an, der von den anderen Ölzufuhrkanälen 54a und 54c getrennt ist. Dieser Ölversorgungskanal 54b ist ebenfalls in der zentralen Ölversorgungsnabe 50 ausgebildet. Die Ölzuführungskanäle 54a, 54b und 54c sind winklig um den zylindrischen Teil 55 verteilt. Vorzugsweise trägt die zentrale Nabe 50 die erste und zweite Kupplung gemeinsam, zum Beispiel am zylindrischen Teil 55 oder am Flansch 53. Die Ölzuführungskanäle 54a, 54b und 54c bestehen jeweils aus im Wesentlichen radialen und axialen Bohrungen, die zu den Steuerräumen der ersten und zweiten Kupplungen E1, E2, aber auch zu den Ausgleichsräumen 31, 32 der ersten und zweiten Kupplungen E1, E2 gerichtet sind. Die Ölzuführungskanäle 54a, 54b, 54c des ersten Hohlraums 51, des zweiten Hohlraums 52 und der ersten Ausgleichskammer 31 sind winklig um die Drehachse X verteilt und gehen radial durch den Flansch 53.
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Der Ölzufuhrkanal 54c, der sich axial am hinteren Ende der zentralen Nabe 50 befindet, ist beispielsweise mit der Steuerkammer 42 der ersten Kupplung E1 verbunden. Der Ölzufuhrkanal 54c wird durch Bohren von aufeinanderfolgenden axialen und radialen Kanälen innerhalb der zentralen Nabe 50 gebildet. Die Leitungen münden ineinander und sind so angeordnet, dass sie die Steuerkammer 32 der ersten Kupplung E1 mit Druckflüssigkeit versorgen. 1 zeigt den Ölzufuhrkanal 54b, der in die zentrale Nabe 50 eingearbeitet und mit der Ausgleichskammer der ersten Kupplung E1 verbunden ist. Dieser Ölversorgungskanal 54b ist in diesem Beispiel gemeinsam mit dem Ölversorgungskanal der Ausgleichskammer 31 der zweiten Kupplung E2. Der Ölzufuhrkanal 54b wird durch Bohren von aufeinanderfolgenden axialen und radialen Kanälen innerhalb der zentralen Nabe 50 hergestellt.
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Die erste Ausgleichskammer 31 ist teilweise durch einen Ausgleichsdeckel 70 der ersten Kupplung E1 begrenzt, so dass sie eine geschlossene Kammer bildet, in die der Kanal 54b mündet. Der erste Betätigungskolben 14 und der Ausgleichsdeckel 70 der ersten Kupplung E1 bilden somit gemeinsam die Ausgleichskammer 31 der ersten Kupplung. Insbesondere ist der Ausgleichsdeckel so angeordnet, dass er gleitend mit dem ersten Betätigungskolben 14 zusammenwirkt. Der Ausgleichsdeckel 70 ist radial oberhalb der Mehrscheibeneinheit der zweiten Kupplung E2 angeordnet.
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Vorzugsweise ist der Ausgleichsdeckel 70 ein ringförmiges oder zylindrisches Teil mit konstanter Blechdicke Ep. Der Ausgleichsdeckel 70 erstreckt sich radial zwischen seinen radial gegenüberliegenden Außen- und Innenrändern 74, 75. Der Innenumfang 75 ist radial innerhalb des ersten Scheibenträgers 10 angeordnet, vorzugsweise zumindest teilweise unterhalb der Mehrscheibeneinheit der ersten Kupplung E1. Der Innenumfang 75 befindet sich somit radial unterhalb des ersten Betätigungskolbens 14 und radial oberhalb des zweiten Betätigungskolbens 24. Die äußere Peripherie 74 wird zum Beispiel durch Falten des Ausgleichsdeckels 70 gebildet.
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In den dargestellten Beispielen umfasst der Ausgleichsdeckel 70 außerdem eine durchgehende, ringförmige oder zylindrische Einfassung 76, die die Ausgleichskammer 31 der ersten Kupplung E1 teilweise begrenzt. Die Einfassung 76 des Ausgleichsdeckels 70 erstreckt sich auf beiden Seiten in Richtung des ersten und zweiten Scheibenträgers 10, 20 um 360 Grad um die X-Achse. Die Einfassung 76 verbindet also teilweise die radial gegenüberliegenden äußeren und inneren Umfänge 74, 75 miteinander.
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In den 1 bis 3 ist ein Teil des Ausgleichsdeckels 70 axial zwischen zwei gegenüberliegenden seitlichen Auflagebereichen 71, 72 abgegrenzt. Die seitliche Auflagefläche 71 ist dem ersten Scheibenträger 10 zugewandt. Die seitliche Auflagefläche 72 ist vorteilhaft dem zweiten Scheibenträger 20 zugewandt. Der Raum zwischen den gegenüberliegenden seitlichen Auflageflächen 71, 72 begrenzt axial die Dicke Ep.
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Der Ausgleichsdeckel 70, der die Ausgleichskammer 31 begrenzt, zeichnet sich dadurch aus, dass er sowohl von dem ersten Scheibenträger 10 als auch von dem zweiten Scheibenträger 20 axial gehalten wird. Der Ausgleichsdeckel 70 stützt sich axial auf einem Teil 15 des ersten Scheibenträgers 10 in Höhe seiner seitlichen Stützfläche 71 ab. Daher definiert ein Auflagebereich 150 des Teils 15, der so genannte erste Auflagebereich des ersten Scheibenträgers 10, die verfügbare Stützfläche, die die besagte Ausgleichsdeckel 70 aufnimmt. Vorzugsweise ist der Auflagebereich 150 derjenige, der dem Ausgleichsdeckel 70 „am nächsten“ liegt und entlang der X-Achse in Richtung der seitlichen Stützfläche 71 ausgerichtet ist. In den 1 bis 3 nimmt der Teil 15 den Ausgleichsdeckel 70 an seinem inneren Umfang 75 auf. Die innere Peripherie 75 wird somit axial zum ersten Scheibenträger 10 gehalten. Alternativ (nicht dargestellt) kann der Teil 15 auch den äußeren Umfang 74 aufnehmen.
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Außerdem stützt sich der Ausgleichsdeckel 70 axial auf einem Teil 25 des zweiten Scheibenträgers 20 in Höhe seiner seitlichen Auflagefläche 71 ab. Daher definiert ein Auflagebereich 250 des Teils 25, der so genannte zweite Auflagebereich des zweiten Scheibenträgers 20, die verfügbare Stützfläche, die die Ausgleichsdeckel 70 aufnimmt. Vorzugsweise ist die Auflagebereich 250 diejenige, die dem Ausgleichsdeckel 70 „am nächsten“ liegt und entlang der X-Achse zur Seitenfläche 72 hin ausgerichtet ist.
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In den dargestellten Beispielen ist der Abschnitt 25 ein radial innerer Abschnitt des zweiten Scheibenträgers 20 und ist in Umfangsrichtung um die X-Achse herum durchgehend, beispielsweise ringförmig. Alternativ kann der Abschnitt 25 (nicht dargestellt) auch Materialsegmenten umfassen, die winklig um die X-Achse verteilt sind.
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Die voneinander getrennten Auflageflächen 150, 250 nehmen jeweils die entsprechende Seitenfläche 71, 72 des Ausgleichsdeckels 70 auf. Die Auflageflächen 150, 250 können denselben Teil des Ausgleichsdeckels 70 aufnehmen oder umgekehrt verschiedene Teile des Ausgleichsdeckels, d. h. unterschiedlich angeordnet.
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Alternativ, nicht dargestellt, kann Teil 25 zum Beispiel den inneren Umfang 75 und Teil 15 einen anderen Teil des Ausgleichsdeckels 70, zum Beispiel den äußeren Umfang 74, aufnehmen.
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In den 1 bis 3 ist der Ausgleichsdeckel 70 vorteilhafterweise axial zwischen dem ersten Scheibenträger 10 und dem zweiten Scheibenträger 20 angeordnet. Daher befinden sich die axialen Abstützungen über die Stützflächen 150, 250 auf beiden Seiten des Ausgleichsdeckels 70. Die Teile 15, 25 sind auf beiden Seiten des Ausgleichsdeckels 70 nahe beieinander angeordnet. Insbesondere nehmen die Auflagebereiche 150, 250 den inneren Umfang 75 auf. Der innere Umfang 75 wird somit durch die Teile 15, 25 zusammengehalten, die über ihre jeweiligen Auflagebereiche 150, 250 axial zwischen den Teilen 15, 25 eingefügt sind („Sandwich“ in demselben Teil des Ausgleichsdeckels 70).
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Während des Schritts der Montage der beiden Scheibenträger 10, 20 drückt oder positioniert der Teil 25 den inneren Umfang 75 des Ausgleichsdeckels 70 entlang der Achse X über die jeweiligen Auflagebereiche 150, 250 fest auf den Teil 15. Auf diese Weise werden das Teil 25, der Ausgleichsdeckel 70 und das Teil 15 axial übereinander gestapelt.
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In den gezeigten Beispielen folgen der Auflagebereich 250 des zweiten Scheibenträgers 20, der Ausgleichsdeckel 70 und der Auflagebereich 150 des ersten Scheibenträgers 10 axial aufeinander. Mit anderen Worten, eine gerade Linie D, die parallel zur Achse X verläuft, geht in dieser Reihenfolge durch die Auflagefläche 150, den Innenumfang 75 des Deckels und die Auflagefläche 250.
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In den 1-3 begrenzen die gegenüberliegenden Seitenflächen 71, 72 axial den inneren Umfang 75. Mit anderen Worten, der erste Auflagebereich 71 und der zweite Auflagebereich 72 befinden sich an demselben Ende des Ausgleichsdeckels 70. Eine radial innere Kante 73 des Ausgleichsdeckels verbindet die beiden axial gegenüberliegenden Auflagebereiche 71, 72. Vorzugsweise erstreckt sich der Auflagebereich 150 radial oberhalb der inneren Nut 20a.
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Der erste Scheibenträger 10 und der zweite Scheibenträger 20 sind stirnseitig fest miteinander verbunden und an ihren jeweiligen Abschnitten 15, 20 miteinander gekoppelt. Mit anderen Worten, die Abschnitte 15, 25 werden beispielsweise durch Schweißen 100 integral miteinander verbunden, wie in den 1 bis 2 dargestellt. Vorteilhafterweise ist das Schweißen 100 diskontinuierlich um die X-Rotationsachse, um eine Vielzahl von Schweißraupen zu bilden, die winkelmäßig um die X-Achse verteilt sind.
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In der ersten Ausführungsform ist die Schweißnaht 100 vom Typ Laserschweißung. In den 1 bis 2 wird der Ausgleichsdeckel (indirekt) von der Schweißnaht 100 gehalten. Die Teile 15, 25 können auch durch jede andere mögliche Art der Befestigung miteinander verbunden werden, zum Beispiel durch formschlüssiges Zusammenwirken, wie Nocken oder eine Keilverbindung, oder durch jede andere Art der Befestigung oder Montage.
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Vorteilhaft ist, dass die Teile 15, 25 miteinander zusammenwirken. Alternativ, nicht dargestellt, kann der Teil 15 des ersten Scheibenträgers auch eine Reihe von winklig verteilten, geformten Nocken und eine Reihe von auf jeder der Nocken gebildeten Auflagebereichen umfassen, wobei die Ausgleichsdeckel auf den Nocken zentriert ist.
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In einer solchen Situation können die Stollen diskontinuierlich und winklig um die X-Achse verteilt sein, entsprechend einer regelmäßigen Verteilung. Zu diesem Zweck kann die Ausgleichsdeckel auf andere Weise formschlüssig oder ineinandergreifend befestigt werden. Der Ausgleichsdeckel kann so geformt sein, dass er den ringförmigen Rand ergänzt, zum Beispiel durch glatte oder gezackte Konturen oder durch konturähnliche Öffnungen, die an die Form angepasst sind und die Nocken des ersten Scheibenträgers auf dem Ausgleichsdeckel aufnehmen, um den Halt des Ausgleichsdeckels zu verbessern. Der Teil 25 des zweiten Scheibenträgers kann an dieser Reihe von geformten Nocken befestigt werden, beispielsweise durch Schweißen 100.
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Vorteilhafterweise umfasst der zweite Scheibenträger 20 ferner einen Kragen 251, der sich axial am Ende der inneren Nut 20a befindet. Der Kragen 251 ist einstückig mit der Nut 20a ausgebildet. Vorzugsweise ist der Kragen 251 um die X-Achse herum durchgehend. In den 1 bis 3 erstreckt sich der Kragen 251 vom radial inneren Ende der Nut 20a nach innen in Richtung des Abschnitts 15 oder der X-Achse. Alternativ dazu kann sich der Kragen 251 radial nach außen erstrecken, zum Beispiel in Richtung der inneren Nut des ersten Scheibenträgers 10 (nicht dargestellt).
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Der Kragen 251 ruht auf dem Ausgleichsdeckel 70 im Bereich der Auflagefläche 250 des zweiten Scheibenträgers. Mit anderen Worten: Der Teil 25 bildet teilweise den Kragen 251. Vorzugsweise haben der Kragen 251 und der Innenumfang 75 des Ausgleichsdeckels 70 komplementäre Abmessungen. Die Auflagefläche 250 des zweiten Scheibenträgers 25 kann durch maschinelle Bearbeitung oder Stanzen des Kragens 251 hergestellt werden. Vorzugsweise ist der Kragen 251 einstückig mit dem Teil 15 verbunden, vorzugsweise durch Schweißen am Ende des Flansches. In den dargestellten Beispielen wird die Schweißnaht 100 teilweise am radial inneren Rand oder Ende des Kragens 251 ausgeführt.
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In der ersten Ausführungsform ist der erste Scheibenträger 10 eine Unterbaugruppe aus zusammengesetzten Teilen. Neben der innere Nut 10a (die die Mehrscheibeneinheit der ersten Kupplung E1 trägt) umfasst der erste Scheibenträger 10 auch die zentrale Nabe 50. Daher wird der Abschnitt 15 aus der zentralen Nabe 50 des ersten Scheibenträgers 10 gebildet. Der Teil 15 ist einstückig mit dem Flansch 53 geformt. Der Abschnitt 15 ist hier in Umfangsrichtung durchgehend um die X-Achse.
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In 1 bis 2 sind die innere Nut 10a und die zentrale Nabe 50 über einen Antriebsdeckel 80 drehfest miteinander verbunden. Der zusammengebaute erste Scheibenträger 10 wird also durch die Nut 10a, die zentrale Nabe 50 und den Antriebsdeckel 80 gebildet, um gemeinsam die beiden Kupplungen E1, E2 zu tragen.
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Der Antriebsdeckel 80 ist am Außenumfang des Flansches 53 der Zentralnabe 50 befestigt. Die Zentralnabe 50 hat die Aufgabe, das Drehmoment innerhalb der nassen Doppelkupplung 1 zu übertragen. Zu diesem Zweck ist der Antriebsdeckel 80 drehfest mit der Zentralnabe 50 verbunden, in diesem Fall durch einen Presssitz am Flansch 53. Alternativ kann der Antriebsdeckel 80 auch an den Flansch der Zentralnabe geschweißt werden.
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Der Antriebsdeckel 80 umfasst eine Außenverzahnung, die kinematisch mit der rotierenden elektrischen Maschine M verbunden ist, wobei die Verzahnung aus dem Material des Antriebsdeckels besteht oder am Antriebsdeckel befestigt ist. Die Außenverzahnung hat ein schraubenförmiges Profil, das der Form des Ritzels der rotierenden elektrischen Maschine M entspricht. Alternativ könnten die Zähne ein gerades Profil haben, das der Form einer Kette oder eines Riemens entspricht, die zur Verbindung der rotierenden elektrischen Maschine M verwendet werden.
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In einer nicht dargestellten Variante kann der Antriebsdeckel 80 einen axial zum Flansch 53 der Zentralnabe 50 versetzten Zahnkranz aufweisen. Dieser Zahnkranz ist immer kinematisch mit der rotierenden elektrischen Maschine M um eine Achse parallel zur Drehachse X verbunden. Bei dieser Variante kann der Zahnkranz am Antriebsdeckel befestigt werden. Auf diese Weise ist der Zahnkranz gegenüber der ersten Kupplung E1 und der zweiten Kupplung E2 axial versetzt, so dass die radiale Kompaktheit der nassen Doppelkupplung weiter verbessert werden kann.
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Insbesondere umfasst der Antriebsdeckel 80 eine innere zylindrische Auflagebereich 81 zur Abstützung einer Dichtung des ersten Betätigungskolbens 14 der ersten Kupplung E1, wobei die zylindrische Auflagebereich 81 teilweise den ersten ringförmigen Hohlraum 51 bildet. Der Ölzufuhrkanal 54c mündet in den ersten ringförmigen Hohlraum 51, der zum Teil durch eine axiale Verlängerung, die direkt vom Flansch 53 ausgeht, und zum Teil durch den Antriebsdeckel 80 gebildet wird. Die zentrale Nabe 50 ist in der Lage, ein Drehmoment aus zwei verschiedenen Quellen zu übertragen, nämlich thermisch und elektrisch.
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Aus den 1 und 2 geht hervor, dass alle Ölzufuhrkanäle 54a, 54b und 54c in derselben Ebene P angeordnet sind, die senkrecht zur Achse X durch den Flansch 53 verläuft. Die Ölzufuhrkanäle 54a, 54b und 54c münden radial am Außenumfang des Flansches 53 und werden durch eine Innenbohrung 82 des Antriebsdeckels verschlossen, die sich von der inneren zylindrischen Auflagebereich 81 unterscheidet. Der Antriebsdeckel 80 umschließt den Außenumfang der Endplatte 53. In einer anderen möglichen Ausführungsform können die Ölzufuhrkanäle durch den inneren zylindrischen Sitz des Antriebsdeckels verschlossen werden.
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Alternativ kann zur Erleichterung des Aufbaus der Zentralnabe 50 ein nicht dargestelltes ringförmiges Teil am Flansch 53 der Zentralnabe befestigt werden, das mindestens eine innere oder äußere zylindrische Auflagefläche zur Abstützung einer Dichtung eines der Betätigungskolben der ersten Kupplung E1 oder der zweiten Kupplung E2 aufweist. So kann der ringförmige Einsatz teilweise den ringförmigen Hohlraum einer der ersten oder zweiten Kupplungen bilden. Der ringförmige Einsatz kann mit dem zentralen Nabenflansch verschweißt werden, zum Beispiel durch Lasernahtschweißen.
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Vorzugsweise umfasst der Abschnitt 15 auch einen ringförmigen Rand 17, der sich axial zum Abschnitt 25 hin erstreckt. Der ringförmige Rand 17 nimmt das Teil 25 auf. Daher umschließt der Kragen 251 den ringförmigen Rand 17 des ersten Scheibenträgers 10, um den zweiten Scheibenträger 20 auf dem ringförmigen Rand 17 zu zentrieren. Der ringförmige Rand 17 ist vorzugsweise von der Auflagebereich 150 getrennt. In den 1-3 befindet sich der ringförmige Rand 17 radial unterhalb des Auflagebereichs 150. Vorzugsweise erstreckt sich der ringförmige Rand 17 über einen Winkel von 360 Grad um die X-Achse.
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Alternativ, und nicht in der dargestellten Ausführungsform, kann der ringförmigen Rand 17 radial über der innere Nut des zweiten Scheibenträgers und/oder über der Auflagebereich 150 angeordnet sein.
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Vorzugsweise ist der ringförmige Rand 17 einstückig mit dem Teil 15 ausgebildet. Der ringförmige Rand 17 wird also durch Schmieden und Bearbeiten des Teils 15, insbesondere des Flansches 53, hergestellt. Alternativ kann der ringförmige Rand 17 an dem ersten Scheibenträger 10 befestigt werden, zum Beispiel durch Schweißen.
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Vorteilhafterweise nimmt der ringförmige Rand 17 den Ausgleichsdeckel 70 in Anlage auf, insbesondere in Anlage an der radial inneren Kante 73, um den Ausgleichsdeckel 70 auf dem ringförmigen Rand 17 zu zentrieren. In den 1 bis 3 ermöglicht der freie Raum zwischen dem ringförmigen Rand und dem Rest des Teils 15 die Aufnahme und den Halt des Endes des Ausgleichsdeckels 70. Der ringförmige Rand 17 ist somit radial unterhalb der inneren Nut 20a angeordnet.
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Um einen optimalen Betrieb zu gewährleisten, wird die Abdichtung der Ausgleichskammer 31 durch Dichtungen sichergestellt, darunter eine Dichtung 90 des Ausgleichsdeckels 70, die auf dem zylindrischen Teil des ersten Kolbens 14 reibt. Die Einfassung 76 des Ausgleichsdeckels 70 weist an ihrem Außenumfang 74 eine Dichtung 90 auf, die hier umspritzt ist.
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Die nasse Doppelkupplung umfasst ferner ein elastisches Rückstellelement 40 des ersten Betätigungskolbens 14, das sich auf dem Ausgleichsdeckel 70 abstützt oder mit dem Ausgleichsdeckel 70 ausgebildet ist. Das elastische Rückstellelement 40 hat die Aufgabe, den ersten Betätigungskolben 14 automatisch in eine ausgerückte Stellung zurückzubringen, die einem offenen Zustand der Kupplung entspricht. Das elastische Rückstellelement 40 ist zum Beispiel eine elastische Scheibe oder eine elastische Rückstelleinrichtung. Vorteilhaft ist, dass der Ausgleichsdeckel 70 das elastische Rückstellelement 40 trägt oder teilweise bildet.
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In den dargestellten Beispielen umfasst der Ausgleichsdeckel 70 eine ringförmige Platte, die teilweise die elastische Rückstellvorrichtung des ersten Betätigungskolbens 14 bildet und sich am Außenumfang 74 des Ausgleichsdeckels 70 befindet, wie in den 1-3 dargestellt.
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Das elastische Rückstellelement 40 umfasst eine Reihe von Schraubenfedern, die sich über eine erste ringförmige Lagerplatte 63, die axial zwischen einer Vorderwand des ersten Betätigungskolbens 14 und einer ringförmigen Oberfläche der Ausgleichskammer angeordnet ist, auf dem ersten Betätigungskolben 14 abstützen. Auf diese Weise stützt die erste Lagerplatte 63 die Reihe von Federn und drückt den ersten Kolben 14 zurück, indem sie eine axiale Druckkraft ausübt. Diese erste axiale Rückstellkraft wirkt also der Verschiebung entgegen.
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Die ringförmige Platte des Ausgleichsdeckels 70 stützt dagegen die Schraubenfedern des ersten Kolbens 14 ab, hier mittels einer zweiten Platte 64, die ihrerseits auf dem Ausgleichsdeckel 70 aufliegt und von den Schraubenfedern zum Außenumfang 74 hin gedrückt wird. In den 1 bis 3 ist die Mehrzahl der Schraubenfedern somit axial zwischen dem ersten Betätigungskolben 14 und der ringförmigen Platte des Ausgleichsdeckels 70 angeordnet. Alternativ dazu können die ringförmige Platte des Ausgleichsdeckels 70 und die zweite Platte 64, die nicht dargestellt ist, ein und dasselbe Teil bilden, das insbesondere Führungszapfen umfasst, die zur Aufnahme der genannten Schraubenfedern geeignet sind.
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Im Folgenden wird das Verfahren zum Zusammenbau einer nassen Doppelkupplung beschrieben, wie es in der ersten Ausführungsform der 1 bis 2 dargestellt ist. Die Montage umfasst unter anderem die folgenden Schritte:
- - In einem ersten Schritt werden ein erster Scheibenträger 10, ein zweiter Scheibenträger 20 und ein Ausgleichsdeckel 70 der Drehachse X bereitgestellt;
- - In einem zweiten Schritt wird der Ausgleichsdeckel 70 axial auf einem Teil 15 des ersten Scheibenträgers 10 abgestützt;
- - In einem dritten Schritt wird ein Teil 25 des zweiten Scheibenträgers 20 axial auf dem Ausgleichsdeckel 70 zur Anlage gebracht;
- - In einem vierten Schritt werden der zweite Scheibenträger 20 und der erste Scheibenträger 10 durch Schweißen 100, zum Beispiel durch Laserschweißen, aneinander befestigt.
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Der Vorteil eines solchen Verfahrens besteht darin, dass der Kupplungsdeckel in einem einzigen Schweißvorgang, der nur zwischen dem ersten und dem zweiten Scheibenträger durchgeführt wird, fest montiert wird. Gemäß dem dritten Schritt ist der Abschnitt 15 vorzugsweise axial gegenüber dem Abschnitt 25 angeordnet, um die ausgeübten axialen Stützen für einen besseren Halt auf dem Ausgleichsdeckel 70 zusammenzuführen. Darüber hinaus kann das Teil 25 vorteilhafterweise komplementär zu einem Teil des Deckels geformt sein, um zum Beispiel einen besseren festen Halt des Deckels 70 durch Zusammenwirken von Formen oder Ineinandergreifen zu gewährleisten.
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Eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die der ersten Ausführungsform im Wesentlichen ähnlich ist, wird in 3 beschrieben, mit der Ausnahme, dass die Teile 15, 25 durch Einklipsen oder Einschnappen zusammengefügt werden, ohne dass ein zusätzliches Schweißen erforderlich ist. Der Teil 25 des zweiten Scheibenträgers 20 ist durch eine Klammer oder einen elastischen Ring 60 an dem ringförmigen Rand 17 befestigt. So wird der Ausgleichsdeckel (indirekt) durch den elastischen Ring 60 gehalten.
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In der zweiten Ausführungsform weist der Abschnitt 15 des ersten Scheibenträgers 10 eine Nut 255 auf, die zur Aufnahme des elastischen Rings 60 geeignet ist. Gemäß dem ersten und vierten Schritt des Zusammenbaus der nassen Doppelkupplung wird zusätzlich ein elastischer Ring 60 vorgesehen, der im vierten Schritt in die Nut 255 des Abschnitts 15 eingesetzt wird. Der in der Nut 255 aufgenommene elastische Ring 60 ermöglicht es, den zweiten Scheibenträger 20 zu halten und drehfest mit dem ersten Scheibenträger 10 zu verbinden, ohne dass ein Schweißen erforderlich ist. Der elastische Ring 60 ist zum Beispiel vom Typ Federscheibe, dessen Mittelpunkt auf der X-Achse liegt.
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Der elastische Ring 60 hält also das Teil 25 axial, das durch das Teil 15 in Drehung versetzt wird. Auch der ringförmige Rand 17 besteht aus dem gleichen Material wie das Teil 15. Ebenso wirken die Teile 15, 25 miteinander zusammen. Der Teil 25 des zweiten Scheibenträgers 20 wird durch die Nocken des Teils 15 in Drehung versetzt, die winklig um die Achse X verteilt sind, zum Beispiel nach einer regelmäßigen Verteilung. Der Teil 25 wird axial durch den elastischen Ring 60 gehalten.
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Im zweiten Modus umfasst der erste Scheibenträger 10 außerdem einen Flansch 151 mit zylindrischer Form, der sich von der inneren Nut 10a (die die Mehrscheibeneinheit der ersten Kupplung E1 trägt) in Bezug auf die Achse X radial nach innen erstreckt. Der Abschnitt 15 wird aus der Bahn 151 des ersten Scheibenträgers 10 gebildet. Daher liegt der Ausgleichsdeckel 70 an seinem inneren Umfang 75 auf der Bahn 151 auf. Der Flansch 151 umfasst auch den ringförmigen Rand 17, der den Ausgleichsdeckel 70 zentriert, den Abschnitt 25 trägt und den ersten und zweiten Scheibenträger 10, 20 miteinander verbindet.
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In 3 hat der erste Scheibenträger 10 eine einteilige Form, und der Flansch 151 umfasst zumindest einen Teil des Flansches 53. Der Flansch 151 und der Rest der zentralen Nabe 50 können durch Schweißen, beispielsweise durch Schweißraupen, miteinander verbunden werden. Der Flansch 151 wird vorzugsweise durch Schmieden hergestellt.
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Um eine optimierte Zentrierung zu gewährleisten, sind der Kragen 251 und die Einfassung 76 des Ausgleichsdeckels 70 komplementär geformt. Bei der zweiten Ausführungsform ist die Einfassung 76 so gestaltet, dass sie mit einem Teil des Kragens 251 formschlüssig zusammenwirkt. In 3 ist die Einfassung 76 auf dem Kragen 251 aufgenommen und zentriert, und zwar auf einem Rand oder einer Ausrundung des Kragens 251, die sich von dem Teil 25 unterscheidet. Diese Kante oder Ausrundung ist als geformter oder bogenförmiger Typ dargestellt und verbindet die innere Rille 20a mit dem Teil 25 des zweiten Scheibenträgers 20.
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Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass die vorliegende Erfindung eine nasse Doppelkupplung vorschlägt, bei der die Kupplungen konzentrisch und radial in derselben Ebene angeordnet sind. Der axiale Platzbedarf einer solchen nassen Doppelkupplung innerhalb einer Drehmomentübertragungskette ist geringer. Diese nasse Doppelkupplung mit einer zentralen Ölversorgungsnabe, in der das Netzwerk der Ölversorgungskanäle einfacher zu konstruieren ist und weniger Zeit für die Herstellung benötigt.
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Die Erfindung ist jedoch nicht auf die hierin beschriebenen und dargestellten Mittel und Konfigurationen beschränkt, sondern erstreckt sich auch auf alle gleichwertigen Mittel oder Konfigurationen und auf alle technischen Kombinationen, die mit solchen Mitteln arbeiten. Insbesondere die Form der zentralen Ölversorgungsnabe kann ohne Beeinträchtigung der Erfindung geändert werden, solange diese Bauteile letztlich die gleichen Funktionen erfüllen wie die hier beschriebenen.
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Die erfindungsgemäße nasse Doppelkupplung könnte mit einer Abschaltkupplung vom Typ K0 verbunden werden, die in diesem Fall vor dem Drehmoment-Eingangselement 2 angeordnet wäre. Die K0-Abschaltkupplung würde es dann ermöglichen, den Verbrennungsmotor vom Rest der Übertragungskette zu trennen.
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Die erfindungsgemäße nasse Doppelkupplung könnte beispielsweise Teil einer Dreifachkupplung oder einer Hybridkupplung sein, die für die Ausrüstung von automatischen, robotisierten, hybriden und/oder elektrischen Kraftfahrzeuggetrieben bestimmt ist.
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In den Ansprüchen ist ein in Klammern gesetztes Bezugszeichen nicht als Anspruchsbegrenzung zu verstehen.
