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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mehrfachkupplungsvorrichtung, insbesondere auf eine solche Mehrfachkupplungsvorrichtung, mit welcher Kraft, die vom Motor durch eine Antriebswelle übertragen wird, getrennt auf eine erste Ausgangswelle und eine zweite Ausgangswelle übertragen wird, die mit einem Getriebe verbunden sind.
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Technologischer Hintergrund
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Ein Automatikgetriebe (AG) ist ein Hilfsmittel, um automatisch die Gänge eines Fahrzeuges zu schalten. Die meisten AGs der letzten Jahre vereinen zum Beispiel einen Drehmomentwandler und eine Mehrzahl an Planetengetrieben und Kupplungen. Aufgrund der Automatikschaltung mit einer Mehrzahl an Kupplungen und der fortlaufend variablen Schaltung des Drehmomentwandlers muss der Fahrer beim Starten, Halten oder Schalten der Gänge die Kupplung nicht bedienen, wie es bei manuellen Getrieben (MG) nötig ist.
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Jedoch überträgt ein Drehmomentwandler Kraft über eine Flüssigkeit. Dementsprechend ist die Kraftübertragungseffizienz eines AGs geringer als die eines MGs, das das Drehmoment durch eine direkte mechanische Verbindung zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle überträgt.
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Darum hat ein AG den Vorteil, dass der Fahrer weniger ermüdet, hat jedoch den Nachteil eines höheren Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeuges.
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In Anbetracht dessen wird ein automatisiertes manuelles Getriebe (AMG) vorgeschlagen, das auf der Struktur eines MGs basiert und das die Übertragungseffizienz eines MGs ermöglicht, wenngleich es die Notwendigkeit der Kupplungsbetätigung vermeidet. Mehr insbesondere sind mit einem AMG die Kupplungsbetätigungen des MGs und der Schaltvorgang des Getriebes automatisiert. Ein AMG gewährleistet dieselbe Übertragungseffizienz wie ein konventionelles MG, während es die Notwendigkeit der Kupplungsbetätigung vermeidet.
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Jedoch ist die Kupplung bei einem AMG während des Schaltens ebenso wie bei einem MG ausgerückt, sodass der Drehmomentübertrag zeitweise unterbrochen ist. Während der Drehmomentübertrag unterbrochen ist, bewegt sich das Fahrzeug nur durch einen Impuls und ohne Beschleunigung weiter. Diese Drehmomentabschaltung beeinflusst in hohem Maße die Beschleunigungseigenschaften des Fahrzeugs und tendiert auch dazu eine weniger bequeme Fahrt für den Fahrer zur Folge zu haben. Indes gibt es aufgrund der Mehrzahl der verwendeten Kupplungen bei einem AG keine Drehmomentabschaltung während des Schaltens.
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In Anbetracht dessen ist z. B. in der
JP 2000-352431 A vorgeschlagen worden, dass als Kupplungsvorrichtung eines AMGs eine Mehrfachkupplungsvorrichtung zum Einsatz kommt, um das Problem der Drehmomentabschaltung zu lösen.
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Darstellung der Erfindung
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Eine konventionelle Mehrfachkupplungsvorrichtung wird im Folgenden beschrieben. 9 stellt ein vereinfachtes Diagramm einer Mehrfachkupplungsvorrichtung 501 dar, und 10 stellt einen vereinfachten Querschnitt der Region um den Kupplungsmechanismus dar. Wie in 9 gezeigt, ist die Mehrfachkupplungsvorrichtung 501 aus einem Kupplungsmechanismus 505 und einem Schmiersystem 506 gefertigt, das den Kupplungsmechanismus 505 mit Schmieröl versorgt.
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Wie in 10 gezeigt ist die Mehrfachkupplungsvorrichtung 501 eine Vorrichtung, um die Eingangswelle 502 mit einer ersten Ausgangswelle 503 und einer zweiten Ausgangswelle 504 zu verbinden, und umfasst im Wesentlichen ein erstes Kupplungsbauteil 510 und ein zweites Kupplungsbauteil 520. Das erste Kupplungsbauteil 510 ist dazu fähig, die Eingangswelle 502 durch Reibeingriff mit der ersten Ausgangswelle 503 zu verbinden. Das zweite Kupplungsbauteil 520 ist dazu fähig, die Eingangswelle 502 durch Reibeingriff mit der zweiten Ausgangswelle 504 zu verbinden. Das zweite Kupplungsbauteil 520 ist an der äußeren Umfangsseite des ersten Kupplungsbauteils 510 befestigt.
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Bei dieser Mehrfachkupplungsvorrichtung 501 kann die Kraft abwechselnd über das erste Kupplungsbauteil 510 und das zweite Kupplungsbauteil 520 auf die erste Ausgangswelle 503 und die zweite Ausgangswelle 504 übertragen werden. Infolgedessen gibt es während des Schaltvorgangs keine Drehmomentabschaltung, wodurch ein weicher und verschwendungsfreier Schaltvorgang möglich ist.
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Bei der oben beschriebenen Mehrfachkupplungsvorrichtung 501 versorgt das Schmiersystem 506 das erste Kupplungsbauteil 510 und das zweite Kupplungsbauteil 520 mit Schmieröl, um die Reibelemente zu kühlen. Mehr insbesondere wird, wie in 9 gezeigt, mit dem Schmiersystem 506 das erste Kupplungsbauteil 510 und das zweite Kupplungsbauteil 520 über einen gemeinsamen Ölkanal 551 mit Schmieröl versorgt. Noch genauer wird der Druck des Schmieröls, das von einer Ölpumpe 557 abgeführt wird, über ein Druckventil 556 geregelt. Das druckgeregelte Schmieröl kann auf eine von zwei unterschiedlichen Durchflussmengen (groß oder klein) über ein Abschaltventil 554 und eine Drosselplatte 553 eingestellt werden. Das innere Umfangsteil des ersten Kupplungsbauteils 510 wird über den Ölkanal 551 mit dem in seinen Durchfluss eingestellten Schmieröl versorgt.
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Wie in 10 gezeigt, fließt das vom Ölkanal 551 eingespeiste Schmieröl durch eine erste Öffnung 512a in einem ersten Ausgangselement 512 in ein erstes Reibverbindungsbauteil 513. Das Schmieröl fließt zu der äußeren Umfangsseite, während es eine Mehrzahl von Reibelementen kühlt, die das erste Reibverbindungsbauteil 513 bilden, und fließt durch eine Öffnung (nicht gezeigt) in einem Eingangselement 530 in ein zweites Reibverbindungbauteil 523. Das Schmieröl fließt zu der äußeren Umfangsseite, während es eine Mehrzahl von Reibelementen kühlt, die das zweite Reibverbindungsbauteil 523 bilden, und wird über eine zweite Öffnung 522a in einem zweiten Ausgangselement 522 zu der äußeren Umfangsseite abgeführt.
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Aus diesem Grund wird bei der konventionellen Mehrfachkupplungsvorrichtung 501 das Schmieröl dem zweiten Kupplungsbauteil 520 zugeführt, nachdem es das erste Kupplungsbauteil 510 gekühlt hat. Dementsprechend ist die Temperatur des dem zweiten Kupplungsbauteil 520 zugeführten Schmieröls höher, was den Kühleffekt der zweiten Kupplungsbauteils 520 im Vergleich zu dem des ersten Kupplungsbauteils 510 verringert.
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Daraus folgt, dass die Lebensdauer der Reibelemente des zweiten Kupplungsbauteils 520 kürzer ist.
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Es besteht die Möglichkeit, die Menge des zugeführten Schmieröls zu vergrößern, um den Kühleffekt des zweiten Kupplungsbauteils 520 zu verbessern.
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Wenn jedoch die Menge des zugeführten Schmieröls vergrößert wird, vergrößert sich das Schleppmoment, das erzeugt wird, wenn das Schmieröl zwischen den Reibelementen in dem ausgerückten Kupplungsbauteil entlang kriecht.
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Daher ist es bei einer konventionellen Mehrfachkupplungsvorrichtung schwierig, die Ausbildung eines Schleppmomentes zu verringern, während gleichzeitig der Kühleffekt der Reibelemente verbessert wird.
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Aus der
DE 103 33 431 A1 ist eine Mehrfachkupplungsvorrichtung bekannt, mittels der Kraft, die über eine Eingangswelle von einem Motor übertragen wird, getrennt auf eine erste Ausgangswelle und eine zweite Ausgangswelle, die mit einem Getriebe verbunden sind, übertragbar ist. Die bekannte Mehrfachkupplungsvorrichtung umfasst ein erstes Kupplungsbauteil, das dazu geeignet ist, die Eingangswelle und die erste Ausgangswelle durch Reibeingriff zu verbinden, und ein zweites Kupplungsbauteil, das dazu geeignet ist, die Eingangswelle und die zweite Ausgangswelle durch Reibeingriff zu verbinden. Die beiden Kupplungsbauteile teilen sich ein Eingangselement in Form eines gemeinsamen Lamellenträgers für Reibeingriffselemente der beiden Kupplungsbauteile. Ein erster Kühl- bzw. Schmiermittelstrom führt von einem Bereich einer Nabe radial nach außen zu einer Innenseite eines Innenlamellenträgers eines inneren Kupplungsbauteils. Durch Durchstechungen in diesen Innenlamellenträger gelangt die genannte Flüssigkeit direkt zwischen die Lamellen des inneren Kupplungsbauteils. Die Zuführung des Kühl- bzw. Schmiermittelstroms erfolgt über eine Bohrung in der Getriebewelle. Dadurch ist ein erster Ölkanal zum Liefern des ersten Kupplungsbauteiles mit Schmierflüssigkeit vorgesehen. Weiter wandert bei der bekannten Mehrfachkupplungsvorrichtung Kühl- bzw. Schmiermittel, das in einen Kanal gelangt, während des Getriebebetriebes aufgrund von Zentrifugalkräften radial nach außen, so dass das Kühl- bzw. Schmiermittel eine Öffnung im horizontalen Abschnitt des gemeinsamen Lamellenträgers passiert und sich in einem Strömungskanal zwischen dem von dem für beide Kupplungsbauteile gemeinsamen Lamellenträger und einem Betätigungskolben für das innere Kupplungsbauteil radial weiter nach außen bewegt. Anschließend gelangt diese Flüssigkeit über Durchstechungen in den die Kupplungslamellen tragenden achsparallelen Abschnitt des gemeinsamen Lamellenträgers zwischen den Kupplungslamellen der äußeren Kupplung zurück. Damit ist ein zweiter Ölkanal gebildet, der im Wesentlichen von dem ersten Ölkanal unabhängig ist, zur Lieferung von Schmierflüssigkeit zu dem zweiten Kupplungsbauteil. Jedoch ist der Aufbau des Schmiersystems der bekannten Mehrfachkupplungsvorrichtung kompliziert.
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Auch aus der
DE 103 50 573 A1 und der
US 4 006 808 A sind Mehrfachkupplungsvorrichtungen mit einem ersten und einem zweiten Kupplungsbauteil sowie einem ersten Ölkanal zum Liefern von Schmierflüssigkeit zu dem ersten Kupplungsbauteil und einem zweiten Ölkanal zum Liefern von Schmierflüssigkeit zu dem zweiten Kupplungsbauteil bekannt. Auch hier sind die Ölleitungssysteme kompliziert aufgebaut.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, mit einem einfachen Aufbau in einer Mehrfachkupplungsvorrichtung mit einem Schmiersystem die Ausbildung eines Schleppmomentes zu verringern und den Kühleffekt der Reibteile zu verbessern.
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Zum Erreichen dieses Ziels schlägt die Erfindung eine Mehrfachkupplungsvorrichtung mit den Merkmalen des beigefügten Anspruchs 1 vor.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Mehrfachkupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, mit der Kraft von einem Motor über eine Eingangswelle getrennt auf eine erste Ausgangswelle und eine zweite Ausgangswelle übertragen wird, die mit einem Getriebe verbunden sind, wobei die Vorrichtung ein erstes Kupplungsbauteil, ein zweites Kupplungsbauteil, einen ersten Ölkanal und einen zweiten Ölkanal umfasst. Das erste Kupplungsbauteil ist dazu fähig, die Eingangswelle und die erste Ausgangswelle durch Reibeingriff miteinander zu verbinden. Das zweite Kupplungsbauteil ist dazu fähig, die Eingangswelle und die zweite Ausgangswelle durch Reibeingriff miteinander zu verbinden. Der erste Ölkanal dient zum Versorgen des ersten Kupplungsbauteils mit Schmieröl. Der zweite Ölkanal ist im Wesentlichen unabhängig von dem ersten Ölkanal und versorgt das zweite Kupplungsbauteil mit Schmieröl.
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Da bei dieser Mehrfachkupplungsvorrichtung der erste Ölkanal und der zweite Ölkanal unabhängig voneinander sind, können das erste Kupplungsbauteil und das zweite Kupplungsbauteil mit Schmierflüssigkeit derselben Temperatur versorgt werden. Als Ergebnis kann das zweite Kupplungsbauteil genauso effektiv wie die erste Kupplungsbauteil gekühlt werden.
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Außerdem kann dadurch, dass der erste Ölkanal und der zweite Ölkanal unabhängig voneinander sind, die Menge, in welcher die Schmierflüssigkeit zu dem ersten Kupplungsbauteil und dem zweiten Kupplungsbauteil geliefert wird, getrennt eingestellt werden. Infolgedessen beeinflusst ein Einstellen der Menge, die zu einem Kupplungsbauteil geliefert wird, die Ausbildung eines Schleppmomentes in dem anderen Kupplungsbauteil nicht.
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Aus diesem Grund kann mit dieser Mehrfachkupplungsvorrichtung die Ausbildung eines Schleppmomentes reduziert werden, während die Kühlung der Reibelemente verstärkt werden kann.
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Der Ausdruck „im Wesentlichen unabhängig”, wie er hier verwendet wird, umfasst den Fall, bei dem der erste Ölkanal und der zweite Ölkanal komplett unabhängig voneinander sind, sowie den Fall, bei dem der erste Ölkanal und der zweite Ölkanal soweit miteinander in Verbindung stehen, dass es keinen Effekt auf die Kühlung des ersten Kupplungsbauteils und des zweiten Kupplungsbauteils gibt.
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Bei der erfindungsgemäßen Mehrfachkupplungsvorrichtung teilen sich das erste und zweite Kupplungsbauteil ein Eingangselement miteinander, das mit der Eingangswelle verbunden ist. Das Eingangselement hat einen dritten Ölkanal, durch den die Schmierfüssigkeit fließt, die von dem ersten Kupplungsbauteil abfließt, und einen vierten Ölkanal, der von dem zweiten Ölkanal umfasst ist, und durch den die Schmierfüssigkeit fließt, die durch das zweite Kupplungsbauteil fließt.
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Folglich können zwei unabhängige Ölkanäle mit einem einfachen Aufbau erreicht werden.
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Weiter ist bei der Mehrfachkupplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass das Eingangselement ein erstes ringförmiges Bauteil, das undrehbar mit einem ersten Reibverbindungsbauteil in Eingriff ist, sowie ein zweites ringförmiges Bauteil aufweist, das an der äußeren Umfangsseite des ersten ringförmigen Bauteils befestigt ist und mit einem zweiten Reibverbindungsbauteil in gegenseitigem nicht drehbaren Eingriff ist. Der dritte Ölkanal und/oder der vierte Ölkanal sind durch eine Kombination des ersten ringförmigen Bauteils und des zweiten ringförmigen Bauteils gebildet.
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In diesem Fall können ein dritter Ölkanal und ein vierter Ölkanal mit einem einfachen Aufbau erreicht werden.
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Bei einer Mehrfachkupplungsvorrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Kupplungsbauteil das Eingangselement, ein erstes Ausgangselement, das mit der ersten Ausgangswelle verbunden ist, und das erste Reibverbindungsbauteil aufweist, das sich an einer inneren Umfangsseite des Eingangselementes befindet, und das dazu fähig ist, das Eingangselement und das erste Ausgangselement mittels Reibeingriff miteinander zu verbinden. Das zweite Kupplungsbauteil hat ein Eingangselement, ein zweites Ausgangselement, das mit der Ausgangswelle verbunden ist, und ein zweites Reibverbindungsbauteil, das sich an einer äußeren Umfangsseite des Eingangselementes befindet, und das dazu fähig ist, das Eingangselement und das zweite Ausgangselement über Reibeingriff miteinander zu verbinden. Der dritte Ölkanal verbindet die Region, wo sich das erste Reibverbindungsbauteil befindet, mit einer Region, in der sich das zweite Reibverbindungsbauteil nicht befindet. Der vierte Ölkanal verbindet die Region, wo sich das erste Reibverbindungsbauteil befindet, und die Region, wo sich das zweite Reibverbindungsbauteil befindet.
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In diesem Fall kann Schmieröl über unabhängige Ölkanäle zu dem ersten Reibverbindungsbauteil und zu dem zweiten Reibverbindungsbauteil geliefert werden.
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Bei einer Mehrfachkupplungsvorrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der dritte Ölkanal und der vierte Ölkanal in axialer Richtung überlagert angeordnet sind.
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Eine Mehrfachkupplungsvorrichtung gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst weiter eine Ölpumpe, die die Schmierflüssigkeit zum ersten Ölkanal und zum zweiten Ölkanal liefert, einen ersten Steller, der für den ersten Ölkanal vorgesehen ist und der die Menge der von der ersten Ölpumpe zum ersten Kupplungsbauteil zugelieferten Schmierflüssigkeit einstellt, und einen zweiten Steller, der für den zweiten Ölkanal vorgesehen ist, und der die Menge der von der Ölpumpe zum zweiten Kupplungsbauteil zugelieferten Schmierflüssigkeit einstellt.
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Bei einer Mehrfachkupplungsvorrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Steller dazu fähig ist, die Versorgungsmenge der Schmierflüssigkeit in mindestens zwei Arbeitsgängen zu einzustellen, und dass der zweite Steller dazu fähig ist, die Versorgungsmenge der Schmierflüssigkeit in mindestens zwei Stufen einzustellen.
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Bei einer Mehrfachkupplungsvorrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens ein Teil des ersten Ölkanals zwischen der Eingangswelle und dem ersten Ausgangselement gebildet ist. Wenigstens ein Teil des zweiten Ölkanals ist zwischen dem ersten Ausgangselement und dem zweiten Ausgangselement gebildet.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 stellt ein vereinfachtes Diagramm einer Mehrfachkupplungsvorrichtung dar, die zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehört;
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2 stellt einen vereinfachten Querschnitt der Region um einen Kupplungsmechanismus dar;
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3 stellt einen Teilquerschnitt des Kupplungsmechanismus dar;
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4 stellt einen Teilquerschnitt eines Eingangselementes dar (Schnitt in einer Ebene, die die Drehachse enthält);
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5 stellt einen Teilquerschnitt eines Eingangselementes dar (Schnitt in einer Ebene senkrecht zur Drehachse);
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6 stellt ein Diagramm des Betriebs der Mehrfachkupplungsvorrichtung dar;
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7 stellt ein Diagramm des Betriebs des Schmiersystems während eines Schaltvorganges dar (während eines Schaltens von dem ersten zu dem zweiten Gang und während eines Schaltens von dem zweiten zu dem dritten Gang);
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8 stellt einen Graph der Beziehung zwischen der Kühlzeit und der Temperatur dar;
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9 stellt ein vereinfachtes Diagramm einer konventionellen Mehrfachkupplungsvorrichtung dar; und
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10 stellt einen vereinfachten Querschnitt eines Gebietes einer konventionellen Mehrfachkupplungsvorrichtung dar.
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Bester Weg zum Ausführen der Erfindung
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1. Gesamtaufbau einer Mehrfachkupplungsvorrichtung
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1 stellt ein vereinfachtes Diagramm einer Mehrfachkupplungsvorrichtung 1 dar, die zu einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gehört. 2 stellt einen vereinfachten Querschnitt der Region um den Kupplungsmechanismus dar. 3 stellt einen Teilquerschnitt des Kupplungsmechanismus dar. Wie in den 2 und 3 gezeigt, ist der Motor auf der linken Seite und das Getriebe auf der rechten Seite angeordnet. Die Linie 0-0 in 2 stellt das Drehzentrum des Kupplungsmechanismus 5 dar.
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Die Mehrfachkupplungsvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung, mit welcher eine Eingangswelle 2, auf die von einem Motor (nicht gezeigt) Kraft übertragen wird, getrennt mit einer ersten Ausgangswelle 3 und einer zweiten Ausgangswelle 4 verbunden ist. Mehr insbesondere umfasst die Mehrfachkupplungsvorrichtung 1, wie in 1 gezeigt, hauptsächlich den Kupplungsmechanismus 5, der eine Kupplungsfunktion hat, und ein Schmiersystem 6, das Schmieröl über einen ersten Ölkanal 51 und einen zweiten Ölkanal 52 zum Kupplungsmechanismus 5 liefert. Die erste Ausgangswelle 3 und die zweite Ausgangswelle 4 übertragen Kraft auf das Getriebe (nicht gezeigt).
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(1) Kupplungsmechanismus
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Wie in den 1 bis 3 gezeigt, umfasst der Kupplungsmechanismus 5 hauptsächlich ein erstes Kupplungsbauteil 10, das dazu fähig ist, die Eingangswelle 2 und die erste Ausgangswelle 3 durch Reibeingriff miteinander zu verbinden, und ein zweites Kupplungsbauteil 20, das dazu fähig ist, die Eingangswelle 2 und die zweite Ausgangswelle 4 durch Reibeingriff miteinander zu verbinden. Eine Ölführung 7, in deren Innerem eine Mehrzahl von Ölkanälen gebildet ist, ist an der äußeren Umfangsseite der Eingangswelle 2 befestigt. Der Hauptteil des Kupplungsmechanismus 5 befindet sich an der äußeren Umfangsseite der Ölführung 7.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst das erste Kupplungsbauteil 10 hauptsächlich ein Eingangselement 30, das mit der Eingangswelle 2 verbunden ist, ein erstes Ausgangselement 12, das mit der ersten Ausgangswelle 3 verbunden ist, ein erstes Reibverbindungsbauteil 13, das dazu fähig ist, das Eingangselement 30 und das erste Ausgangselement 12 mittels Reibeingriff zu verbinden, und einen ersten Vorspannkrafterzeugungsmechanismus 16, der eine Vorspannkraft auf das erste Reibverbindungsbauteil 13 übermittelt.
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Das erste Reibverbindungsbauteil 13 hat eine Mehrzahl von ersten Eingangsreibplatten 14, die zueinander nicht drehbar und in axialer Richtung beweglich zu dem Eingangselement 30 sind, eine Mehrzahl von ersten Ausgangsreibplatten 15, die zueinander nicht drehbar und axialer Richtung beweglich zu den ersten Ausgangselement 12 sind, und eine erste Endplatte 19.
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Der erste Vorspannkrafterzeugungsmechanismus 16 hat einen ersten Kolben 17, der in axialer Richtung beweglich zu dem Eingangselement 30 vorgesehen ist, und eine erste Ölkammer 18, die zwischen dem Eingangselement 30 und dem ersten Kolben 17 gebildet ist.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst das zweite Kupplungsbauteil 20 hauptsächlich das Eingangselement 30, das mit der Eingangswelle 2 verbunden ist, ein zweites Ausgangselement 22, das mit der zweiten Ausgangswelle 4 verbunden ist, ein zweites Reibverbindungsbauteil 23, das dazu fähig ist, das Eingangselement 30 und das zweite Ausgangselement 22 über Reibeingriff miteinander zu verbinden, und einen zweiten Vorspannkrafterzeugungsmechanismus 26, der eine Vorspannkraft auf das zweite Reibverbindungsbauteil 23 ausübt.
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Das zweite Reibverbindungsbauteil 23 hat eine Mehrzahl von zweiten Eingangsreibplatten 24, die zueinander nicht drehbar und in axialer Richtung beweglich zu dem Eingangselement 30 sind, eine Mehrzahl von zweiten Ausgangsreibplatten 25, die zueinander nicht drehbar und in axialer Richtung beweglich zu dem zweiten Ausgangselement 22 sind, und eine zweite Endplatte 29.
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Der zweite Vorspannkrafterzeugungsmechanismus 26 hat einen zweiten Kolben 27, der in axialer Richtung beweglich zu dem Eingangselement 30 vorgesehen ist, und eine zweite Ölkammer 28, die zwischen dem Eingangselement 30 und dem zweiten Kolben 27 gebildet ist. Eine Mehrzahl von dritten Löchern 27a, die in radialer Richtung durchgängig sind, sind an dem getriebeseitigen Teil des zweiten Kolbens 27 gebildet.
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Eine Mehrzahl von ersten Öffnungen 12a, die in radialer Richtung durchgängig sind, sind in dem ersten Ausgangselement 12 gebildet. Die ersten Öffnungen 12a befinden sich an der inneren Umfangsseite des ersten Reibverbindungsbauteils 13. Eine Mehrzahl von zweiten Öffnungen 22a, die in radialer Richtung durchgängig sind, sind in dem zweiten Verbindungselement 22 gebildet. Die zweiten Öffnungen 22a sind an der äußeren Umfangsseite des zweiten Reibverbindungsbauteils 23 angeordnet.
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Auch ist ein erstes Drucklager 41 in axialer Richtung zwischen dem ersten Ausgangselement 12 und der Ölführung 7 angeordnet. Ein zweites Drucklager 42 befindet sich in axialer Richtung zwischen dem ersten Ausgangselement 12 und dem zweiten Ausgangselement 22. Das erste Drucklager 41 und das zweite Drucklager 42 sind innerhalb des ersten Ölkanals 51 und des zweiten Ölkanals 52 angeordnet und ermöglichen einen Durchlauf des Schmieröls in axialer Richtung.
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Ein ringförmiges Gebiet A ist an der inneren Umfangsseite des ersten Reibverbindungsbauteils 13 gebildet (mehr insbesondere an der inneren Umfangsseite des Teils des ersten Ausgangselements 12, wo die ersten Öffnungen 12a gebildet sind). Das Gebiet A stellt einen Teil des ersten Ölkanals 51 dar. Ein ringförmiges Gebiet B ist zwischen dem zweiten Kolben 27 und dem Eingangselement 30 auf der Motorseite des zweiten Reibverbindungsbauteils 23 gebildet. Das Gebiet B ist ein anderes Gebiet als das Gebiet, wo sich das zweite Reibverbindungsbauteil 23 befindet, und steht mit einem dritten Ölkanal 33 in Verbindung (unten erörtert). Ein ringförmiges Gebiet C ist auf der Getriebeseite des ersten Reibverbindungsbauteils 13 gebildet (mehr insbesondere zwischen der ersten Endplatte 19 und dem zweiten Ausgangselement 22). Das Gebiet C stellt einen Teil des zweiten Ölkanals 52 dar und steht mit einem vierten Ölkanal 34 in Verbindung (unten erörtert). Das Gebiet C ist ein anderes Gebiet als das Gebiet, wo sich das erste Reibverbindungsbauteil 13 befindet.
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(2) Schmiersystem
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Wie in 1 gezeigt, umfasst das Schmiersystem 6 hauptsächlich eine Ölpumpe 57, die ein Schmieröl einleitet, ein Druckventil 56, das den Druck des Schmieröles einstellt, einen ersten Steller 65, der die Menge des Schmieröls, die zu dem ersten Kupplungsbauteil 10 geliefert wird, einstellt, und einen zweiten Steller 66, der die Menge des Schmieröls, die zu dem zweiten Kupplungsbauteil 20 geliefert wird, einstellt. Die ausgangsseitige Leitung des Druckventils 56 teilt sich in den ersten Ölkanal 51 und den zweiten Ölkanal 52. Der erste Steller 65 ist an einem Punkt entlang des ersten Ölkanals 51 vorgesehen und der zweite Steller 66 ist an einem Punkt entlang des zweiten Ölkanals 52 vorgesehen.
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Der erste Steller 65 umfasst ein erstes Ventil 54, das in zwei Richtungen geschaltet werden kann, und eine Drosselplatte 53, die mit zwei Anschlüssen des ersten Ventils 54 verbunden ist und zwei Arten von Drossellöchern hat. Der zweite Steller 66 umfasst ein zweites Ventil 55, das in zwei Richtungen geschaltet werden kann, und die Drosselplatte 53, die mit zwei Anschlüssen des zweiten Ventils 55 verbunden ist und zwei Arten von Drossellöchern hat.
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Das erste Ventil 54 kann zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung schalten, und das zweite Ventil 55 kann auch zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung schalten. Als die vier Drossellöcher in der Drosselplatte 53 sind ein erstes Loch 53a mit kleinem Durchmesser, ein erstes Loch 53b mit großem Durchmesser, ein zweites Loch 53c mit kleinem Durchmesser und ein zweites Loch 53d mit großem Durchmesser gebildet.
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Das erste Loch 53a mit kleinem Durchmesser und das erste Loch 53b mit großem Durchmesser bilden einen Teil des ersten Ölkanals 51, und das zweite Loch 53c mit kleinem Durchmesser und das zweite Loch 53d mit großem Durchmesser bilden einen Teil des zweiten Ölkanals 52. Wenn das erste Ventil 54 in seinem ersten Zustand ist, sind der Ausgang des Druckventils 56 und das erste Loch 53a mit kleinem Durchmesser verbunden, und wenn das erste Ventil 54 in seinem zweiten Zustand ist, sind der Ausgang des Druckventils 56 und das erste Loch 53b mit großem Durchmesser verbunden. Wenn das zweite Ventil 55 in seiner ersten Stellung ist, sind der Ausgang des Druckventils 56 und das zweite Loch 53c mit kleinem Durchmesser verbunden, und wenn das zweite Ventil 55 in seiner zweiten Stellung ist, sind der Ausgang des Druckventils 56 und das zweite Loch 53d mit großem Durchmesser verbunden. Das Umschalten des ersten Ventils 54 und des zweiten Ventils 55 wird über eine Steuerung 59 gesteuert.
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Außerdem ist eine Ölwanne 58 auf der Einlassseite der Ölpumpe 57 vorgesehen. Schmieröl, das durch das erste Kupplungsbauteil 10 und das zweite Kupplungsbauteil 20 geflossen ist, läuft über einen Ablaufölkanal 61 (1) zurück zu der Ölwanne 58 und wird dem Druckventil 56 wieder über die Ölpumpe 57 geliefert.
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Mit dem oben beschriebenen Aufbau kann die Menge, in der das Schmieröl zu dem ersten Kupplungsbauteil 10 geliefert wird, durch Schalten des ersten Ventils 54 auf eine von zwei unterschiedlichen Durchflussmengen (groß oder klein) eingestellt werden. Die Menge, in der das Schmieröl zu dem zweiten Kupplungsbauteil 20 geliefert wird, kann durch Schalten des zweiten Ventils 55 auf eine von zwei unterschiedlichen Durchflussmengen (groß oder klein) eingestellt werden. Insbesondere können mit diesem Schmiersystem 6 die Mengen, in denen Schmieröl zu dem ersten Kupplungsbauteil 10 und dem zweiten Kupplungsbauteil 20 geliefert wird, getrennt eingestellt werden.
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(3) Eingangselement
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Der Aufbau des Kupplungsmechanismus 5 (und insbesondere der Aufbau der Region um das Eingangselement 30) unterscheidet sich insofern von dem in der Vergangenheit, dass das Schmieröl, das zu dem ersten Ölkanal 51 und zu dem zweiten Ölkanal 52 geliefert wird, über getrennte Wege zu dem ersten Kupplungsbauteil 10 und dem zweiten Kupplungsbauteil 20 fließt. Der Aufbau der Region um das Eingangselement 30 wird nun unter Bezug auf die 3 bis 5 genauer beschrieben. 4 stellt einen Teilquerschnitt des Eingangselementes 30 (Querschnitt in einer die Drehebene einschließenden Ebene) dar und 5 stellt einen Teilquerschnitt des Eingangselementes 30 (Querschnitt in einer zu der Drehachse senkrechten Ebene) dar. 4a entspricht dem dritten Ölkanal 33 und 4b dem vierten Ölkanal 34.
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Wie in 3 gezeigt, wirkt das Eingangselement 30 zusätzlich zu seiner Funktion zur Kraftübertragung von der Eingangswelle 2 auf das erste Reibverbindungsbauteil 13 und das zweite Reibverbindungsbauteil 23 als ein Ölkanal. Mehr insbesondere umfasst das Eingangselement 30 hauptsächlich ein erstes Element 31, das an einem Element an der Seite der Eingangswelle 2 befestigt ist, ein zweites Element 32, das an der Umfangsseite des ersten Elementes 31 befestigt ist, eine erste Platte 35 und eine zweite Platte 38. Das Eingangselement 30 hat außerdem eine Mehrzahl von dritten Ölkanälen 33, durch die das Schmieröl, das durch das erste Reibverbindungsbauteil 13 geflossen ist, fließt, und eine Mehrzahl von vierten Ölkanälen 34, die von dem zweiten Ölkanal 52 umfasst sind und durch die Schmieröl zum zweiten Reibverbindungsbauteil 23 fließt. Insbesondere werden die dritten Ölkanäle 33 und die vierten Ölkanäle 34 über Verbinden/Kombinieren des ersten Elementes 31, des zweiten Elementes 32, der ersten Platte 35 und der zweiten Platte 38 gebildet.
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Wie in 4 und 5 gezeigt, biegt sich der äußere Umfangsrand des ersten Elementes 31 in Wellenform. Mehr insbesondere hat das erste Element 31 eine Mehrzahl von ersten Vorsprüngen 31a und 31b, die in radialer Richtung einwärts vorspringen. Die ersten Vorsprünge 31a und ersten Vorsprünge 31b sind in Umlaufrichtung abwechselnd angeordnet. Eine Mehrzahl von ersten Löchern 31c, die in axialer Richtung angeordnet sind, sind in den ersten Vorsprüngen 31a gebildet. Die ersten Vorsprünge 31a und 31b erstrecken sich in axialer Richtung. Die Mehrzahl von ersten Vorsprüngen 31a und 31b sind in Eingriff mit äußeren Umfangszähnen 14a, die an der äußeren Umfangsseite der ersten Eingangsreibplatten 14 gebildet sind.
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Genauso wie das erste Element 31 ist das zweite Element 32 in einer Wellenform gebogen. Mehr insbesondere hat das zweite Element 32 eine Mehrzahl von zweiten Vorsprüngen 32a und 32b, die in radialer Richtung nach außen vorspringen. Die zweiten Vorsprünge 32a und zweiten Vorsprünge 32b sind in Umfangsrichtung angeordnet. Eine Mehrzahl von zweiten Löchern 32c, die in axialer Richtung angeordnet sind, sind in den zweiten Vorsprüngen 32a gebildet. Die zweiten Vorsprünge 32a und 32b erstrecken sich in axialer Richtung. Die Mehrzahl der zweiten Vorsprünge 32a und 32b sind in Eingriff mit inneren Umfangszähnen 24a, die an der äußeren Umfangsseite der zweiten Eingangsreibplatten 24 gebildet sind.
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Wie in 4 und 5 gezeigt, liegen sich die ersten Vorsprünge 31a und die zweiten Vorsprünge 32a in der radialen Richtung gegenüber und die ersten Vorsprünge 31b und die zweiten Vorsprünge 32b liegen sich in der radialen Richtung gegenüber. Außerdem sind die Bereiche zwischen den ersten Vorsprüngen 31a und 31b und die Bereiche der zweiten Vorsprünge 32a und 32b durch Punktschweißen oder dergleichen in einem sich in Kontakt befindlichen Zustand befestigt. Aufgrund dieses Aufbaus ist eine Mehrzahl von Ölkanälen, die sich in axialer Richtung erstrecken, gebildet. Diese Ölkanäle bilden einen Teil der dritten Ölkanäle 33 und der vierten Ölkanäle 34.
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Wie in 4a gezeigt, ist die ringförmige erste Platte 35 auch an der Getriebeseite der ersten Vorsprünge 31a und der zweiten Vorsprünge 32a befestigt. Die erste Platte 35 verhindert, dass das Schmieröl, das durch die ersten Löcher 31c einfließt, durch diese Ölkanäle (die Ölkanäle, die durch die ersten Vorsprünge 31a und die zweiten Vorsprünge 32a gebildet werden) zu der Getriebeseite fließt. Wie in 4b gezeigt, hat die erste Platte 35 einen Durchflusssteller 35a, der auf der Getriebeseite der zweiten Vorsprünge 32b angeordnet ist. Der Durchflusssteller 35a erleichtert es dem Schmieröl, das in radialer Richtung auswärts durch die Region C zwischen dem ersten Ausgangselement 12 und dem zweiten Ausgangselement 22 fließt, in den vierten Ölkanal 34 zu fließen. Wie in 4b gezeigt, ist die zweite Platte 38 weiter an der Motorseite der ersten Vorsprünge 31b und der zweiten Vorsprünge 32b befestigt. Die zweite Platte 38 verhindert, dass das Schmieröl, das in die vierten Ölkanäle 34 geflossen ist, zu der Motorseite hinaus fließt.
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Fasst man den oberen Aufbau zusammen, hat das Eingangelement 30 eine Mehrzahl von dritten Ölkanälen 33 und eine Mehrzahl von vierten Ölkanälen 34, die in gegenseitigem Eingriff unabhängig sind und sich abwechselnd in umlaufender Richtung befinden. Die dritten Ölkanäle 33 sind von den ersten Löchern 31c bis hin zu dem motorseitigen Ende der ersten Vorsprünge 31a und der zweiten Vorsprünge 32c ausgebildet und verbinden das Gebiet, in dem das erste Reibverbindungsbauteil 13 gebildet ist, mit einem anderen Gebiet als dem, wo sich das zweite Reibverbindungsbauteil 23 befindet. Die vierten Ölkanäle 34 sind von dem getriebeseitigen Ende der ersten Vorsprünge 31b und der zweiten Vorsprünge 32b zu den zweiten Löchern 32c gebildet und verbinden ein anderes Gebiet als das, wo sich das erste Reibverbindungsbauteil 13 befindet, mit dem Gebiet, wo sich das zweite Reibverbindungsbauteil 23 befindet.
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Als Ergebnis des obigen Aufbaus läuft bei diesem Kupplungsmechanismus 5 das Schmieröl, das durch das erste Reibverbindungsbauteil 13 geflossen ist, durch die dritten Ölkanäle 33 zu dem Gebiet auf der Motorseite des zweiten Reibverbindungsbauteils 23 (das andere Gebiet als das, wo sich das zweite Reibverbindungsbauteil 23 befindet). Das Schmieröl, das zu dem zweiten Ölkanal 52 geliefert worden ist, fließt zuverlässig durch die vierten Ölkanäle 34 zu dem zweiten Reibverbindungsbauteil 23. Als Ergebnis fließt das Schmieröl, das zu einem Reibverbindungsbauteil geliefert wird, nicht durch das andere Reibverbindungsbauteil. Folglich können das erste Reibverbindungsbauteil 13 und das zweite Reibverbindungsbauteil 23 wirksamer gekühlt werden.
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Mit dem Schmiersystem 6 sind der erste Ölkanal 51 und der zweite Ölkanal 52 im Wesentlichen unabhängig. Dementsprechend verursacht die Einstellung der Durchflussmenge des Schmieröls, das zu einem Kupplungsbauteil geliefert wird, keine Ausbildung eines Schleppmomentes in dem anderen Kupplungsbauteil.
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Der Ausdruck „im Wesentlichen unabhängig”, wie er hier verwendet wird, umfasst sowohl einen Fall, in dem der erste Ölkanal 51 und der zweite Ölkanal 52 vollständig unabhängig sind, als auch einen Fall, in dem der erste Ölkanal 51 und der zweite Ölkanal 52 in dem Maße miteinander in Verbindung stehen, dass es keine Auswirkung auf die Kühlung des ersten Kupplungsbauteils 10 und des zweiten Kupplungsbauteils 20 gibt. Wie zum Beispiel in 2 gezeigt, stehen ein Gebiet A, das ein Teil des ersten Ölkanals 51 ist, und ein Gebiet C, das ein Teil das zweiten Ölkanals 52 ist, über Lücken zwischen den ersten Eingangsreibplatten 14, den ersten Ausgangsreibplatten 15, den ersten Ausgangselementen 12, und so weiter in Verbindung. Diese Lücken sind jedoch sehr viel kleiner als das Gebiet A oder das Gebiet C, so dass der Widerstand größer ist, wenn das Schmieröl hindurchfließt. Dementsprechend fließt fast kein Schmieröl zwischen dem Gebiet A und dem Gebiet C, und dieser Fluss hat wahrscheinlich keine Auswirkung auf die Kühlung des ersten Kupplungsbauteils 10 und des zweiten Kupplungsbauteiles 20. Diese Situation wird auch durch eine Anordnung umfasst, in der der erste Ölkanal 51 und der zweite Ölkanal 52 im Wesentlichen unabhängig sind.
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2. Betrieb
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(1) Betrieb des Kupplungsmechanismus
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Der Betrieb des Kupplungsmechanismus 5 wird in Bezug auf 2 beschrieben. Wenn das erste Kupplungsbauteil 10 verbunden ist, wird Hydraulikdruck über einen Ölkanal zu der ersten Ölkammer 18 geliefert. Der erste Kolben 17 spannt die ersten Eingangsreibplatten 14 in axialer Richtung vor, wobei die Vorspannkraft durch den Hydraulikdruck entsteht. Als Ergebnis sind die ersten Eingangsreibplatten 14 und die ersten Ausgangsreibplatten 15 in Reibeingriff. Die Reibkraft, die zwischen den Platten 14 und 15 entsteht, bewirkt, dass das erste Ausgangselement 12 und das erste Reibverbindungsbauteil 13 sich integral drehen. Folglich wird Kraft, die auf die Eingangswelle 2 eingebracht wird, über das erste Kupplungsbauteil 10 auf die zweite Ausgangswelle 3 übertragen.
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Wenn indes das erste Kupplungsbauteil 10 nicht verbunden ist, ist die Lieferung des Hydraulikdruckes zu der ersten Ölkammer 18 blockiert. Als Ergebnis drückt die Vorspannkraft eines ersten elastischen Mechanismus 16a den ersten Kolben 17 in axialer Richtung zu der Getriebeseite. Folglich wird die Reibverbindung des ersten Reibverbindungsbauteils 13 gelöst und die Drehübertragung der ersten Ausgangswelle 3 wird abgeschaltet.
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Der Betrieb des zweiten Kupplungsbauteils 20 ist derselbe wie der oben beschriebene Betrieb des ersten Kupplungsbauteils 10 und wird daher nicht genauer beschrieben.
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Die Verbindung des ersten Kupplungsbauteils 10 und des zweiten Kupplungsbauteils 20 kann wie oben gesteuert werden. Dementsprechend kann Kraft abwechselnd auf die erste Ausgangswelle 3 und die zweite Ausgangswelle 4 übertragen werden. Weiches Schalten ohne Verschwendung und ohne Drehmomentaussetzung kann durch Schalten mittels dieser Vorgänge erreicht werden.
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(2) Betrieb des Schmiersystems
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Im Folgenden wird der Betrieb des Schmiersystems 6 in Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben. Wie in 1 gezeigt, wird das Schmieröl, das von der Ölpumpe 57 abläuft, über das Druckventil 56 auf den gewünschten Druck eingestellt. Das druckeingestellte Schmieröl fließt in den ersten Steller 65 und den zweiten Steller 66. Wenn zum Beispiel das erste Ventil 54 des ersten Stellers 65 in seine erste Stellung geschaltet wird, wird der Ausgang des Druckventils 56 mit dem ersten Loch 53a mit kleinem Durchmesser verbunden. Das erste Loch 53a mit kleinem Durchmesser verringert die Menge des Schmieröles, das durch den ersten Ölkanal 51 zu dem ersten Kupplungsbauteil 10 geliefert wird. Wenn das erste Ventil 54 in seine zweite Stellung geschaltet wird, wird der Ausgang des Druckventils 56 mit dem ersten Loch 53b mit großem Durchmesser verbunden. Das erste Loch 53b mit großem Durchmesser ermöglicht, dass eine größere Menge an Schmieröl zu dem ersten Kupplungsbauteil 10 geliefert wird, als das in der ersten Stellung der Fall ist.
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Daher kann mit diesem Schmiersystem 6 das Schmieröl, das zu dem ersten Ölkanal 51 und dem zweiten Ölkanal 52 fließt, in zwei Stufen (kleine oder große Durchflussmenge) geliefert werden. Der Betrieb des zweiten Stellers 66 ist derselbe wie der des ersten Stellers 65 und wird daher nicht genauer beschrieben.
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(3) Fluss des Schmieröles in den Kupplungsmechanismus
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Der Fluss des Schmieröls in den Kupplungsmechanismus 5 wird nun unter Bezug auf die 2 und 3 beschrieben.
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Wie in 2 und 3 gezeigt, wird das Schmieröl, dessen Durchflussmenge über den ersten Steller 65 eingestellt worden ist, durch den ersten Ölkanal 51 zu dem ersten Kupplungsbauteil 10 geliefert. Mehr insbesondere fließt das durchflussgeregelte Schmieröl durch den Ölkanal in die Ölführung 7, geht durch das erste Axiallager 51 in axiale Richtung und fließt in das Gebiet A an der äußeren Umfangsseite des ersten Ausgangselementes 12. Dieses Schmieröl fließt in radialer Richtung nach außen und fließt durch die ersten Öffnungen 12a in dem ersten Ausgangselement 12 in das erste Reibverbindungsbauteil 13.
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Das Schmieröl, das in das erste Reibverbindungsbauteil 13 geflossen ist, fließt in radialer Richtung zwischen den ersten Eingangsreibplatten 14 und den ersten Ausgangsreibplatten 15 nach außen und fließt durch den dritten Ölkanal 33 des Eingangselementes 30 (siehe 4a) in das Gebiet B auf der Motorseite des zweiten Reibverbindungsbauteils 23. Der größte Teil dieses Schmieröls fließt nicht in das zweite Reibverbindungsbauteil 23 und befindet sich statt dessen in dem Raum zwischen dem zweiten Reibverbindungsbauteil 23 und dem zweiten Kolben 27 oder der Mehrzahl von dritten Löchern 27a an der äußeren Umfangsseite der Mehrfachkupplungsvorrichtung 1 und fließt über den Ablaufölkanal 61 zu der Ölwanne 58 zurück.
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Wie in 2 und 3 gezeigt, wird das Schmieröl, dessen Fluss über den zweiten Regler 66 geregelt worden ist, über den zweiten Ölkanal 52 zu dem zweiten Kupplungsbauteil 20 geliefert. Mehr insbesondere fließt das durchflussgeregelte Schmieröl durch den Ölkanal in die Ölführung 7, fließt durch das zweite Axiallager 42 in axialer Richtung und fließt in das Gebiet C auf der Getriebeseite des zweiten Ausgangselementes 22. Die Mehrheit dieses Schmieröls fließt in die vierten Ölkanäle 34 (siehe 4b), die mittels des Durchflussstellers 35a in dem Eingangselement 30 gebildet sind. Das Schmieröl, das in das zweite Reibverbindungsbauteil 23 geflossen ist, fließt in radialer Richtung zwischen den zweiten Eingangsreibplatten 24 und den zweiten Ausgangsreibplatten 25 nach außen, fließt durch die zweiten Öffnungen 22a zu der äußeren Umfangsseite der Mehrfachkupplungsvorrichtung 1 ab und fließt durch den Ablaufölkanal 61 zu der Ölwanne 58 zurück.
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Wie oben beschrieben, fließt fast kein Schmieröl, das zu dem ersten Ölkanal 51 geliefert wird, in das zweite Reibverbindungsbauteil 23, da die dritten Ölkanäle 33 in dem Eingangselement 30 gebildet sind. Da außerdem die vierten Ölkanäle 34 in dem Eingangselement 30 gebildet sind, fließt fast kein Schmieröl, das zu dem zweiten Ölkanal 52 geliefert wird, in das zweite Reibverbindungsbauteil 23 und fließt stattdessen zuverlässig in das erste Reibverbindungsbauteil 13.
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(4) Betrieb der Mehrfachkupplungsvorrichtung
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Der Betrieb einer Mehrfachkupplungsvorrichtung wird nun mit Bezug auf die 6 und 7 und mit Bezug auf den Betrieb der verschiedenen oben beschriebenen Bauteile beschrieben. 6 stellt ein Diagramm des Betriebes der Mehrfachkupplungsvorrichtung 1 dar und 7 stellt ein Diagramm des Betriebes des Schmiersystems 6 während des Schaltens (während des Schaltens von dem ersten zu dem zweiten Gang und während des Schaltens von dem zweiten zu dem dritten Gang) dar. 6a zeigt den Schaltmodus und die Gaspedalposition, 6b zeigt die Veränderung der Drehgeschwindigkeit verschiedener Bauteile, 6c zeigt die Veränderung der Hitzemenge, die in dem ersten Kupplungsbauteil 10 erzeugt wird, und 6b zeigt die Veränderung der Schmieröltemperatur, die Veränderung des Kupplungshydraulikdrucks und die Veränderung der Hitzemenge, die in dem zweiten Kupplungsbauteil 20 erzeugt wird. Bei dieser Ausführungsform ist das erste Kupplungsbauteil 10 in dem ersten, in dem dritten und in dem fünften Gang in seiner Eingriffstellung und das zweite Kupplungsbauteil 20 ist in seiner Ausrückstellung. In dem zweiten und dem vierten Gang ist das zweite Kupplungsbauteil 20 in seiner Eingriffstellung und das erste Kupplungsbauteil 10 ist in seiner Ausrückstellung.
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Wie in 6 gezeigt, wird ausgehend von einem stehenden Start das erste Kupplungsbauteil 10 während eines Schaltens von dem zweiten zu dem dritten Gang und während eines Schaltens von dem vierten zu dem fünften Gang in Eingriff gebracht und Reibhitze wird in dem ersten Kupplungsbauteil 10 erzeugt. Während eines Schaltens von dem ersten zu dem zweiten Gang und während eines Schaltens von dem dritten zu dem vierten Gang wird das zweite Kupplungsbauteil 20 in Eingriff gebracht und Reibhitze wird in dem zweiten Kupplungsbauteil 20 erzeugt. Um die Reibelemente des ersten Kupplungsbauteils 10 und des zweiten Kupplungsbauteils 20 (mehr insbesondere die ersten Eingangsreibplatten 14, die ersten Ausgangsreibplatten 15, die Eingangsreibplatten 24 und die zweiten Ausgangsreibplatten 25) zu kühlen, wird Schmieröl von dem Schmiersystem 6 geliefert, wenn das erste Kupplungsbauteil 10 und das zweite Kupplungsbauteil 20 in Eingriff gebracht sind.
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Im Folgenden wird die Situation bei einer konventionellen Mehrfachkupplungsvorrichtung beschrieben. Wie in 9 und 10 gezeigt, teilen sich bei einer konventionellen Mehrfachkupplungsvorrichtung 501 das erste Kupplungsbauteil 510 und das zweite Kupplungsbauteil 520 den Ölzulieferungskanal. Dementsprechend fließt Schmieröl, das durch das erste Kupplungsbauteil 510 geflossen ist, in das zweite Kupplungsbauteil 520. Wie in 6d gezeigt, steigt als Ergebnis, wenn die Schmieröltemperatur auf der Abflussseite des ersten Kupplungsbauteils 510 steigt, auch die Schmieröltemperatur auf der Lieferseite des zweiten Kupplungsbauteils 520. Folglich überschreitet die Schmieröltemperatur auf der Abflussseite des zweiten Kupplungsbauteils 25 die obere Grenze (zum Beispiel 250 Grad), wenn Reibhitze in dem zweiten Kupplungsbauteil 520 entsteht und steigt zum Beispiel auf über 270 Grad. Mit der konventionellen Mehrfachkupplungsvorrichtung 501 wird insbesondere der gewünschte Kühleffekt in dem zweiten Kupplungsbauteil 520 nicht erreicht, da das Schmieröl über das erste Kupplungsbauteil 510 zu dem zweiten Kupplungsbauteil 520 geliefert wird.
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Dagegen steigt mit dieser Mehrfachkupplungsvorrichtung 1 die Schmieröltemperatur an der Lieferseite des zweiten Kupplungsbauteils 20 auch dann nicht, wenn die Schmieröltemperatur auf der Abflussseite des ersten Kupplungsbauteils 10 steigt, da der erste Ölkanal 51 und der zweite Ölkanal 52 wie oben beschrieben im Wesentlichen unabhängig sind. Das heißt, dass Schmieröl in Wesentlichen mit einer gleichen Temperatur zu sowohl dem Kupplungsbauteil 10 und dem Kupplungsbauteil 20 geliefert werden kann. Folglich ist die Kühleffizienz des zweiten Kupplungsbauteils 20 höher als in der Vergangenheit und der gewünschte Kühleffekt kann erreicht werden.
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Wie zum Beispiel in 7 gezeigt, wird beim Fahren in dem ersten Gang eine kleine Menge Schmieröl zu dem ersten Kupplungsbauteil 10 und dem zweiten Kupplungsbauteil 20 geliefert. Während des Schaltens von dem ersten zu dem zweiten Gang wird das zweite Kupplungsbauteil 20 im Wesentlichen zur gleichen Zeit in Eingriff gebracht, zu der das zweite Kupplungsbauteil 10 ausgerückt wird. Während dieses Kupplungseingriffsbetriebes wird über den zweiten Ölkanal 52 eine große Menge Schmieröl von dem ersten Steller 66 zu dem zweiten Kupplungsbauteil 20 geliefert. Hier wird das Schalten des zweiten Ventils 55 des zweiten Stellers 66 zu einem Zeitpunkt durchgeführt, der geringfügig früher ist als der Zeitpunkt, zu dem Hydraulikdruck zu der zweiten Ölkammer 28 des zweiten Kupplungsbauteils 20 geliefert wird. Dieser Zeitpunkt wird zum Beispiel durch Rückwärtszählen von dem Zeitpunkt des Schaltens von dem ersten zu dem zweiten Gang bestimmt. Das zweite Ventil 55 wird, nachdem eine bestimmte Zeitspanne seit der Vervollständigung des Eingriffsbetriebs des zweiten Kupplungsbauteils 20 vergangen ist, geschaltet. Als Ergebnis fließt die Menge des Schmieröles, die von dem zweiten Steller 66 zu dem zweiten Kupplungsbauteil 20 geliefert worden ist, bis auf eine kleine Menge zurück.
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Daher werden bei dem Schalten von dem ersten zu dem zweiten Gang das zweite Reibverbindungsbauteil 23 des zweiten Kupplungsbauteils 20 (mehr insbesondere die zweiten Eingangsreibplatten 24 und die zweiten Ausgangsreibplatten 25) durch Schmieröl, das direkt, ohne durch das erste Reibverbindungsbauteil 13 zu gehen, geliefert worden ist, gekühlt. Folglich verhindert dies einen Temperaturanstieg des zweiten Reibverbindungsbauteils 23.
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Wie in 7 gezeigt, entsteht mit der konventionellen Mehrfachkupplungsvorrichtung 501 während eines Schaltens von dem ersten zu dem zweiten Gang ein Schleppmoment in dem ersten Kupplungsbauteil 501 oder dem zweiten Kupplungsbauteil 520, wenn es einen Anstieg der Menge an geliefertem Schmieröl gibt.
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Dagegen gibt es bei dieser Mehrfachkupplungsvorrichtung 1, weil der erste Ölkanal 51 und der zweite Ölkanal 52 im Wesentlichen unabhängig voneinander sind, fast keine Änderung darin, wie viel Schmieröl zu dem ersten Kupplungsbauteil 10 geliefert wird, selbst wenn es einen Anstieg darin gibt, wie viel Schmieröl zu dem zweiten Kupplungsbauteil 20 geliefert wird. Dementsprechend gibt es weniger Schleppmoment in dem ersten Kupplungsbauteil 10 und dem zweiten Kupplungsbauteil 20 als in der Vergangenheit.
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Wie ebenfalls in 7 gezeigt, wurde bei der konventionellen Mehrfachkupplungsvorrichtung 501 die Drehgeschwindigkeit des ersten Kupplungsbauteils 510 durch das Schleppmoment während des Schaltens instabil (mehr insbesondere werden das erste Ausgangselement 512 und die erste Ausgangswelle 503 mitgerissen und ihre Drehgeschwindigkeit nimmt nicht auf das richtige Niveau ab). Dementsprechend kann der Synchronisiermechanismus einem unbeabsichtigten Stoß unterworfen sein, wenn der dritte Gang bei einem Schalten von dem zweiten zu dem dritten Gang in Eingriff mit dem ersten Kupplungsbauteil 510 gebracht wird.
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Dagegen gibt es bei dieser Mehrfachkupplungsvorrichtung 1 während eines Schaltens von dem ersten zu dem zweiten Gang in dem ersten Kupplungsbauteil 10 weniger Schleppmoment. Dementsprechend ist die Drehgeschwindigkeit des ersten Kupplungsbauteils 10 stabil und der Eingriff des dritten Ganges ist weicher. Dementsprechend können bei dieser Mehrfachkupplungsvorrichtung 1 Übertragungsprobleme, die dem Auftreten eines Schleppmomentes zuzuordnen sind, ausgemerzt werden.
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3. Zusätzliche Beschreibung des Kühleffektes
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Der oben erwähnte Kühleffekt wird nun mit Bezug auf 8 beschrieben. 8 stellt einen Graph der Beziehung zwischen der Kühlzeit und der Temperatur des Reibelementes dar. Die senkrechte Achse zeigt die Temperaturveränderung in dem Reibelement, und die waagerechte Achse zeigt die Kühlzeit.
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Die Erfinder führten ein Experiment durch, um zu sehen, welchen Effekt die Menge an Schmieröl und der Flächeninhalt der Oberfläche des Reibelementes auf die Kühlzeit haben. Bei den Bedingungen bei 1 bis 3 wird angenommen, dass die Menge des Schmieröls gleich ist, und dass der Flächeninhalt der Oberfläche der Reibelemente entweder klein, mittel oder groß ist. Bei der Bedingung 4 ist der Flächeninhalt der Oberfläche des Reibelementes groß, und die Menge des Schmieröls ist größer als bei den Bedingungen 1 bis 3.
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Aus 8 kann geschlossen werden, dass bei einer gegebenen Menge von Schmieröl die Zeit, die es braucht, um bis auf 120 Grad abzukühlen, auch bei unterschiedlichen Flächeninhalten der Oberflächen des Reibelementes im Wesentlichen dieselbe ist, und mehr insbesondere, dass es etwa 30 Sekunden dauert. Es kann aus 8 auch geschlossen werden, dass bei einem gegebenen Flächeninhalt der Oberfläche des Reibelementes bei einem Anstieg der Schmierölmenge die benötigte Kühlzeit kürzer ist.
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Auf Grundlage der oberen Ergebnisse ist mit dem Schmiersystem 6 die vorgegebene Zeit vom vollständigen Eingriff des zweiten Kupplungsbauteils 20 bis zu dem Schalten des zweiten Ventils 55 zum Beispiel zwischen 20 und 30 Sekunden festgelegt.
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4. Ablauf und Wirkung
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Wie oben beschrieben, kann bei dieser Mehrfachkupplungsvorrichtung 1 Schmieröl mit im Wesentlichen derselben Temperatur zu sowohl dem ersten Kupplungsbauteil 10 als auch dem zweiten Kupplungsbauteil 20 geliefert werden, da der erste Ölkanal 51 und der zweite Ölkanal 52 im Wesentlichen unabhängig sind. Dementsprechend verbessert dies die Kühlung des ersten Reibverbindungsbauteils 13 und des zweiten Reibverbindungsbauteils 23. Da außerdem der erste Ölkanal 51 und der zweite Ölkanal 52 im Wesentlichen unabhängig sind, kann die Menge, in der Schmieröl zu dem ersten Kupplungsbauteil 10 und dem zweiten Kupplungsbauteil 20 geliefert wird, getrennt eingestellt werden. Dementsprechend kann das Auftreten des Schleppmomentes in den Kupplungsbauteilen, wenn sie nicht im Eingriff sind, verringert werden.
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Außerdem teilen das erste Kupplungsbauteil 10 und das zweite Kupplungsbauteil 20 das erste Eingangselement 30, das die dritten Ölkanäle 33 und die vierten Ölkanäle 34 hat. Dementsprechend können die beiden im Wesentlichen unabhängigen ersten Ölkanäle 51 und zweiten Ölkanäle 52 über einen einfachen Aufbau erreicht werden.
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Weiter verbinden die dritten Ölkanäle 33 die Gegend, wo sich das erste Reibverbindungsbauteil 13 befindet, mit einer anderen Gegend als der, wo sich das zweite Reibverbindungsbauteil 23 befindet. Die vierten Ölkanäle 34 verbinden eine andere Gegend als die, wo sich das erste Reibverbindungsbauteil 13 befindet, mit der Gegend, wo sich das zweite Reibverbindungsbauteil 23 befindet. Folglich kann Schmieröl mit dem ersten Ölkanal 51 beziehungsweise dem zweiten Ölkanal 52 zu dem ersten Reibverbindungsbauteil 13 und dem zweiten Reibverbindungsbauteil 23 geliefert werden. Wie oben beschrieben, kann bei dieser Mehrfachkupplungsvorrichtung 1 das Auftreten eines Schleppmomentes verringert werden, während die Kühlung der Reibelemente vergrößert wird.
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5. Andere Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Modifikationen und Verbesserungen sind möglich ohne vom Zweck der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Bei der obigen Ausführungsform sind der erste Steller 65 und der zweite Steller 66 dazu fähig, den Durchfluss in zwei Stufen einzustellen, aber der erste Steller 65 und der zweite Steller 66 können stattdessen Durchflussregelventile sein, die den Durchfluss linear einstellen.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Durch Vorsehen von zwei im Wesentlichen unabhängigen Ölkanälen kann das Auftreten eines Schleppmomentes verringert werden, während die Kühlung der Reibelemente verbessert werden kann. Daher ist die vorliegende Erfindung auf dem Gebiet von Kraftübertragungsvorrichtungen nützlich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mehrfachkupplungsvorrichtung
- 2
- Eingangswelle
- 3
- erste Ausgangswelle
- 4
- zweite Ausgangswelle
- 5
- Kupplungsmechanismus
- 6
- Schmiersystem
- 7
- Ölführung
- 10
- erstes Kupplungsbauteil
- 12
- erstes Ausgangselement
- 12a
- erste Öffnungen
- 13
- erstes Reibverbindungsbauteil
- 14
- erste Eingangsreibplatten
- 14a
- äußere Umfangszähne
- 15
- erste Ausgangsreibplatten
- 16
- erster Vorspannkrafterzeugungsmechanismus
- 16a
- erster elastischer Mechanismus
- 17
- erster Kolben
- 18
- erste Ölkammer
- 19
- erste Endplatte
- 20
- zweites Kupplungsbauteil
- 22
- zweites Ausgangselement
- 22a
- zweite Öffnungen
- 23
- zweites Reibverbindungsbauteil
- 24
- zweite Eingangsreibplatten
- 24a
- innere Umfangszähne
- 25
- zweite Ausgangsreibplatten
- 26
- zweiter Vorspannkrafterzeugungsmechanismus
- 27
- zweiter Kolben
- 27a
- dritte Löcher
- 28
- zweite Ölkammer
- 29
- zweite Endplatte
- 30
- Eingangselement
- 31
- erstes Element
- 31a
- erste Vorsprünge
- 31b
- erste Vorsprünge
- 31c
- erste Löcher
- 32
- zweites Element
- 32a
- zweite Vorsprünge
- 32b
- zweite Vorsprünge
- 32c
- zweite Löcher
- 33
- dritter Ölkanal
- 34
- vierter Ölkanal
- 35
- erste Platte
- 35a
- Durchflusssteller
- 38
- zweite Platte
- 41
- erstes Drucklager
- 42
- zweites Drucklager
- 51
- erster Ölkanal
- 52
- zweiter Ölkanal
- 53
- Drosselplatte
- 53a
- erstes Loch mit kleinem Durchmesser
- 53b
- erstes Loch mit großem Durchmesser
- 53c
- zweites Loch mit kleinem Durchmesser
- 53d
- zweites Loch mit großem Durchmesser
- 54
- erstes Ventil
- 55
- zweites Ventil
- 56
- Druckventil
- 57
- Ölpumpe
- 58
- Ölwanne
- 59
- Steuerung
- 61
- Ablaufölkanal
- 65
- erster Steller
- 66
- zweiter Steller
- 501
- Mehrfachkupplungsvorrichtung
- 502
- Eingangswelle
- 503
- erste Ausgangswelle
- 504
- zweite Ausgangswelle
- 505
- Kupplungsmechanismus
- 506
- Schmiersystem
- 510
- erstes Kupplungsbauteil
- 512
- erstes Ausgangselement
- 512a
- erste Öffnung
- 513
- erstes Reibverbindungsteil
- 520
- zweites Kupplungsbauteil
- 522
- zweites Ausgangselement
- 522a
- zweite Öffnung
- 523
- zweites Reibverbindungsbauteil
- 530
- Eingangselement
- 551
- gemeinsamer Ölkanal
- 553
- Drosselplatte
- 554
- Abschaltventil
- 556
- Druckventil
- 557
- Ölpumpe
- A
- ringförmiges Gebiet
- B
- ringförmiges Gebiet
- C
- ringförmiges Gebiet
