DE112017001323T5

DE112017001323T5 - Nasse Mehrscheibenkupplung

Info

Publication number: DE112017001323T5
Application number: DE112017001323.2T
Authority: DE
Inventors: Ryosuke Suzuki; Hideyuki NEZU; Takashi Matsuura
Original assignee: Unipres Corp
Current assignee: Unipres Corp
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2018-12-27
Also published as: JP6650470B2; JP2019023515A; US20180340577A1; US10927900B2; CN108779809B; WO2017159305A1; JPWO2017159305A1; CN108779809A; KR20180119678A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine nasse Mehrscheibenkupplung, welche für ein Getriebe eines Automobils verwendbar ist, und zielt darauf ab, eine gewünschte Wärmecharakteristik zu erhalten, beispielsweise eine Gleichmäßigkeit einer Temperaturverteilung. Es ist ein Kupplungspaket 50 mit einer Mehrzahl von Antriebsscheiben 52 und einer Mehrzahl von Abtriebsscheiben 54 bereitgestellt. Die Antriebsscheiben 52 weisen jeweils eine Oberfläche auf, an welcher ein Kupplungsbelag 55 festgelegt ist, und eine gegenüberliegende Oberfläche, an welcher eine Ringnut 58 entlang der gesamten peripheren Länge gebildet ist. Die Abtriebsscheiben 54 weisen jeweils eine Oberfläche auf, an welcher ein Kupplungsbelag 56 festgelegt ist, und eine gegenüberliegende Oberfläche, an welcher eine Ringnut 59 entlang der gesamten peripheren Länge gebildet ist. Die Gleitflächen der Antriebsscheiben 52 und der Abtriebsscheiben 54 sind zwischen den Kupplungsbelägen 55 und 56 angeordnet, welche axial zueinander benachbart sind, so dass axial diskontinuierliche Abschnitte der Wärmeleitung erzeugt werden. Die Ringnuten 58 und 59 bilden radial diskontinuierliche Abschnitte der Wärmeleitung, gestützt durch an den Nuten gehaltenes Kupplungsöl. Es wird eine lokale Konzentration der Reibungswärme verhindert und eine vereinheitlichte Temperaturverteilung der Kupplungsscheiben erreicht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine nasse Mehrscheibenkupplung, welche insbesondere beispielsweise für ein Getriebe eines Automobils Verwendung finden kann.
TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
Es ist eine nasse Mehrscheibenkupplung bekannt, welche für ein Getriebe eines Automobils verwendet wird, wobei die Kupplung antriebsseitige Kupplungsscheiben (Antriebsscheiben) aufweist, welche sich integral mit einem antriebsseitigen rohrförmigen Glied (einer Kupplungsnabe u.a.) drehen und bezüglich des antriebsseitigen rohrförmigen Glieds axial verschieblich sind, und abtriebsseitige Kupplungsscheiben (Abtriebsscheiben) aufweist, welche sich integral mit einem abtriebsseitigen rohrförmigen Glied (einer Kupplungstrommel u.a.) drehen und bezüglich des abtriebsseitigen rohrförmigen Glieds axial verschieblich sind, wobei die antriebsseitigen Kupplungsscheiben und die abtriebsseitigen Kupplungsscheiben entlang einer axialen Richtung wechselweise angeordnet sind, wobei Kupplungsbeläge zwischen den antriebsseitigen Kupplungsscheiben und den abtriebsseitigen Kupplungsscheiben angeordnet sind, welche einander benachbart sind und wobei eine ständige Zufuhr von Kupplungsöl zwischen die Kupplungsscheiben stattfindet. Es kann eine Anordnung getroffen sein, dass zu beiden Seiten jeder der antriebsseitigen Kupplungsscheiben ein Kupplungsbelag angebracht ist, d.h. dass an den abtriebsseitigen Kupplungsscheiben keine Vorkehrung für einen Kupplungsbelag getroffen ist, welche Anordnung im Folgenden als „Zweiseiten-Anordnung“ bezeichnet wird. Siehe Patentdokument 1 u.a. Alternativ kann auch eine Anordnung getroffen sein, dass an einer Seite jeder der antriebsseitigen Kupplungsscheiben sowie an einer Seite jeder der abtriebsseitigen Kupplungsscheiben ein Kupplungsbelag angebracht ist. Diese letztgenannte Anordnung wird im Folgenden als „Einseiten-Anordnung“ bezeichnet. Siehe Patentdokument 2 u.a.
Die Zweiseiten-Anordnung ist vorteilhaft darin, dass ein kleiner Wert einer axial ausgelenkten Bewegung der Kupplungsscheiben in einem nicht-verbundenen oder freigegebenen Zustand der Kupplung erzielt wird, und dies ist vorteilhaft darin, dass in einem nicht-verbundenen Zustand der Kupplung eine verminderte Reibkraft erhalten wird. Die Zweiseiten-Anordnung ist jedoch infolge einer Sandwich-Struktur der abtriebsseitigen Kupplungsscheiben durch die Kupplungsbeläge nachteilig darin, dass in einem Fall, in dem eine Drehmomentübertragung stattfindet, während die Kupplungsscheiben einer relativen Gleitbewegung unterworfen werden, eine stark erhöhte Temperatur an den abtriebsseitigen Kupplungsscheiben auftritt, weil eine Übertragung einer Wärme, wie sie durch eine relative Gleitbewegung in Richtung auf mittlere Teile der Kupplungsscheiben entsteht, nicht nur in einer radialen Richtung, sondern auch in einer axialen Richtung stattfindet, so dass es an den mittleren Teilen der Kupplungsscheiben zu lokal konzentrierter Wärme kommt. Um dieser Temperaturanstiegsproblematik bei der Zweiseiten-Anordnung entgegenzuwirken, ist eine verbesserte Struktur vorgeschlagen worden, bei welcher eine ringförmige Nut entlang der gesamten Peripherie einer dem Kupplungsbelag gegenüberliegenden Fläche der abtriebsseitigen Kupplungsscheibe ausgebildet ist, um dank des Kupplungsöls, welches in der Nut abgelagert wird, einen Effekt zum Steuern eines Temperaturanstiegs an dem mittleren Teil der Kupplungsscheibe zu erzielen. Siehe Patentdokument Nr. 3.
Bei der in Einseiten-Anordnung ausgeführten Kupplung sind die Vor- und Nachteile gegenüber der in Zweiseiten-Anordnung ausgeführten Kupplung umgekehrt. Bei der in Einseiten-Anordnung ausgeführten Kupplung ist nämlich die Entstehung eines Problems wahrscheinlich, welches in einer erhöhten Reibung infolge Auftretens einer axial ausgelenkten Bewegung der Kupplungsscheiben während des nicht-eingerückten Zustands der Kupplung besteht. Ein Problem der lokal erhöhten Temperatur der Kupplungsscheiben ist weniger wahrscheinlich, auch im Vergleich mit der verbesserten Konstruktion der Zweiseiten-Anordnung, welche mit den Ringnuten bereitgestellt ist, wie in Patentdokument 3 vorgeschlagen, weil die Anordnung der Kupplungsbeläge sowohl an Antriebs- als auch an Abtriebsscheiben eine bezüglich der durch die relative Gleitbewegung entstehenden Wärme wärmeisolierende Wirkung insbesondere in der axialen Richtung erzielen kann, so dass sich ein vermindertes Ausmaß an lokaler Konzentration der Reibungswärme an der Kupplung, d.h. eine ausgeglichene Verteilung der infolge der Gleitbewegung erzeugten Wärme einstellt.
In Zusammenhang mit der Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie im Folgenden erörtert, sollte hinsichtlich einer stufenlos verstellbaren Getriebeeinrichtung mit einer nassen Mehrscheibenkupplung auf Patentdokument 4 Bezug genommen werden. Des Weiteren sollte hinsichtlich eines Fahrzeugs vom Hybrid-Typ, welches mit einer nassen Mehrscheibenkupplung und einer stufenlos veränderlichen Getriebeeinrichtung ohne Bereitstellung irgendeines Drehmomentwandlers an der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors bereitgestellt ist, auf die Patentdokumente 5 und 6 Bezug genommen werden.
DOKUMENTE ZUM STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: JPP 2013-249871
Patentdokument 2: JPP H08-135679
Patentdokument 3: JPP 2005-308183
Patentdokument 4: JPP H09-310745
Patentdokument 5: JPP 2015-21522
Patentdokument 6: JPP 2013-151175

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
ZU LÖSENDE AUFGABE
Wie aus der obigen Erörterung hinsichtlich der Vor- und Nachteile deutlich wird, besteht bei der nassen Mehrscheibenkupplung eine deutliche Unvereinbarkeit zwischen der Zweiseiten-Anordnung und der Einseiten-Anordnung. Unter dem Gesichtspunkt verminderter Reibung in einem Bereich hoher Drehzahlen ist nämlich die Zweiseiten-Anordnung vorteilhaft, weil eine Auslenkbewegung der Kupplungsscheiben weniger wahrscheinlich ist. Demgegenüber ist unter dem Gesichtspunkt der Erfordernis eines verminderten Einflusses der Reibungswärme die Einseiten-Anordnung vorteilhaft, weil die zwischen den Kupplungsscheiben angeordneten Kupplungsbeläge wirksam sind, ein Wärmeisolationsvermögen in der axialen Richtung zu erhöhen. Es kann daher zumindest festgestellt werden, dass die Einseiten-Anordnung eine erhöhte Anpassbarkeit an einen Einsatzbereich aufweist, bei dem eine nasse Mehrscheibenkupplung gefordert ist, welche dazu in der Lage ist, die Reibungswärmeproblematik zu lösen. Insofern als eine Steuerung der Wärmeleitung in einer radialen Richtung betroffen ist, erfolgt sogar bei der Einseiten-Anordnung keine Steuerung der Wärmeübertragung in der radialen Richtung. Ein resultierender Temperaturgradient aufgrund einer Konzentration der Wärme auf die mittleren Teile der Kupplungsscheiben kann dazu führen, dass die Kupplungsscheiben Verformungen unterworfen werden, was die Einseiten-Struktur bei den Strukturen nach dem Stand der Technik ungeeignet macht für den Einsatz in einem Bereich, in dem eine Lösung des Problems der Reibungswärme gefordert ist. Bei einem Fahrzeug vom Hybrid-Typ, bei dem sowohl ein Motor mit innerer Verbrennung als auch ein Elektromotor als Leistungsquellen zum Einsatz kommen und bei dem als Getriebeeinrichtung ein CVT-Getriebe verwendet wird, ohne dass dabei ein Drehmomentwandler an der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors vorgesehen ist (Patentdokument 5 oder Patentdokument 6), wird eine Schlupf- oder Rutschsteuerung der Kupplung beim Anfahren zum Reduzieren einer Drehzahldifferenz während des Anfahr-Betriebsmodus durchgeführt. Diese Art von Automobil verlangt einen hohen Betrag an Übertragungsdrehmoment der Kupplung, während diese in einem Betriebsmodus wie beispielsweise Anfahren am Berg schlupfend ist, so dass sich ein sehr hoher Betrag an Reibungswärme an der Kupplung ergibt, welcher Betrag in manchen Fällen möglicherweise selbst bei der Einseiten-Anordnung des Standes der Technik mit einer besseren Wärmecharakteristik, nicht hinreichend ist; diesbezüglich ist daher eine Verbesserung erforderlich.
Die vorliegende Erfindung ist motiviert durch die oben genannten Probleme bei den herkömmlichen Strukturen der nassen Mehrscheibenkupplungen und zielt darauf ab, eine Verbesserung einer Wärmecharakteristik sowie eine Optimierung einer Reibung in einem nicht-eingerückten Zustand der Kupplung zu erzielen.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABE
Gemäß vorliegender Erfindung wird eine nasse Mehrscheibenkupplung bereitgestellt, welche umfasst: ein antriebsseitiges rohrförmiges Glied; eine Mehrzahl von antriebsseitigen Kupplungsscheiben, welche drehfest und axial verschieblich bezüglich des antriebsseitigen rohrförmigen Glieds sind; ein abtriebsseitiges rohrförmiges Glied; abtriebsseitige Kupplungsscheiben, welche bezüglich des abtriebsseitigen rohrförmigen Glieds drehfest und bezüglich des abtriebsseitigen rohrförmigen Glieds axial verschieblich und bezüglich der antriebsseitigen Kupplungsscheiben in axialer Richtung wechselweise angeordnet sind; und auf einer von axial gegenüberliegenden Oberflächen zwischen den antriebsseitigen Kupplungsscheiben und den abtriebsseitigen Kupplungsscheiben angeordnete Kupplungsbeläge, welche einander axial benachbart sind, wobei eine axial relative Bewegung der antriebsseitigen Kupplungsscheiben und der abtriebsseitigen Kupplungsscheiben unter einer äußerlich angewandten Kraft bewirkt, dass die gegenüberliegenden Oberflächen der antriebsseitigen Kupplungsscheiben und der abtriebsseitigen Kupplungsscheiben aufgrund relativer Eingriffe zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen der antriebsseitigen Kupplungsscheiben und der abtriebsseitigen Kupplungsscheiben über den Kupplungsbelag unter Erzeugung von Schlupf oder ohne Erzeugung von Schlupf einen eingerückten Zustand der Kupplung erzielen, und wobei die nasse Mehrscheibenkupplung ferner Ringnuten an den Oberflächen der Kupplungsscheiben entlang der im Wesentlichen gesamten Umfangslänge an Teilen derselben umfasst, welche mit den Kupplungsbelägen in Eingriff stehen, derart, dass der Kupplungseingriff bewirkt, dass diese Teile der Kupplungsscheiben zwischen die isolierenden Materialien zwischengeschaltet sind.
Dank der zwischengeschalteten Anordnung der mit den Kupplungsbelägen in Eingriff tretenden Teile der Kupplungsscheiben durch die aus dem isolierenden Material hergestellten Kupplungsbeläge während des Kupplungseingriffs unter Schlupf fungieren die Kupplungsbeläge als axial diskontinuierliche Teile der Wärmeleitung, was im Zusammenwirken mit dem in den Nuten gehaltenen Kupplungsöl bewirkt, dass einerseits ein Wärmeanstieg an den Ringnuten, an denen ein Gleitkontakt mit den Kupplungsbelägen auftritt, unterdrückt wird, und andererseits eine mittig gerichtete Konzentration der Gleitwärme an den Gleitteilen der Kupplung verhindert wird, weil eine nach außen gerichtete Dissipation der Reibungswärme ermöglicht ist. Als eine Folge davon werden einerseits Temperaturgradienten der Kupplungsscheiben gemäßigt und andererseits wird eine Vereinheitlichung der Temperatur der Kupplungsscheiben als Ganzes realisiert.
Die Idee der vorliegenden Erfindung kann nicht nur mit der Einseiten-Anordnung realisiert werden, sondern auch mit der Zweiseiten-Anordnung. Im Falle der Einseiten-Anordnung befinden sich die Gleitflächen zwischen den Kupplungsbelägen an den antriebsseitigen Kupplungsscheiben und den Kupplungsbelägen an den abtriebsseitigen Kupplungsscheiben. Bei Kupplungseingriff sind die Gleitflächen sandwichartig zwischen die die Kupplungsbeläge aufbauenden Wärmeisolationsmateriallagen zwischengeschaltet, so dass eine Unterdrückung der an den Gleitflächen der Kupplungsscheiben entstehenden axialen Wärmeleitung erzielt wird. Darüber hinaus sind die Ringnuten an Gleitflächen angeordnet und die mit dem Öl gefüllten Abschnitte der Ringnuten wirken dahingehend, radiale Wärmeleitung zu verhindern, wodurch die Reibungswärme an den Gleitflächen daran gehindert wird, sich an den mittleren Teilen der Kupplungsscheiben zu konzentrieren. Mit anderen Worten: es wird eine gleichmäßige Übertragung der Reibungswärme auf die gesamten Teile der Kupplungsscheiben an den Gleitflächen erhalten, so dass sich eine Reduzierung von Temperaturgradienten sowie eine Vereinheitlichung von Temperaturwerten an den Kupplungsscheiben ergibt. Des Weiteren kann bei der in Einseiten-Anordnung ausgeführten Kupplung nach dem Stand der Technik eine Ölmengendifferenz zwischen den Kupplungsbelägen und den Gleitflächen an den abtriebsseitigen Kupplungsscheiben während eines nicht-eingerückten Zustands der Kupplung unter niedriger Drehzahl auftreten, mit der Folge einer axial ausgelenkten Bewegung der abtriebsseitigen Kupplungsscheiben, so dass sich das Problem einer erhöhten Reibung ergibt. Gemäß vorliegender Erfindung kann die Ringnut an der Oberfläche der Kupplungsscheibe, welche die Gleitbewegung ausführt, eine zusätzliche Menge des Schmieröls aufnehmen, was dahingehend wirkt, die Ölfilmdicke zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen auszugleichen, so dass eine Reduzierung der dynamischen Kraftdifferenz verursacht wird, woraus eine Reduzierung der axial ausgelenkten Bewegung der Kupplungsscheiben resultiert. Als eine Folge davon wird eine Reduzierung einer Reibung während des eingerückten Zustands der Kupplung realisiert.
Bei einer herkömmlichen Struktur der in Zweiseiten-Anordnung ausgeführten nassen Mehrscheibenkupplung ist die antriebsseitige Kupplungsscheibe zu ihren beiden Seiten mit Kupplungsbelägen versehen. Dagegen ist die abtriebsseitige Kupplungsscheibe ohne Kupplungsbelag bereitgestellt und an ihren beiden Gleitflächen mit Ringnuten ausgebildet. Bei einer verbesserten Struktur gemäß vorliegender Erfindung weist die abtriebsseitige Kupplungsscheibe eine Zwischenlage zu Zwecken der Wärmeisolation auf. Als eine Folge davon wird bei einem Kupplungseingriff unter Schlupf jede der Gleitflächen zu beiden Seiten der abtriebsseitigen Kupplungsscheibe sandwichartig zwischen den gegenüberliegenden Kupplungsbelag der antriebsseitigen Kupplungsscheibe und die zwischenliegende wärmeisolierende Lage zwischengeschaltet. Als eine Folge davon wird eine Reduzierung der axialen Wärmeleitung erhalten. Ferner sind die Ringnuten an den Gleitflächen angeordnet; dies verhindert das Auftreten radialer Wärmeleitung. Als eine Folge dieser verbesserten Konstruktion wird einerseits eine lokal erhöhte Temperatur an dem mittleren Teil verhindert und andererseits eine vergleichmäßigte Temperaturverteilung erhalten. Ein Reduzierungseffekt des Temperaturgradienten wird nämlich auf das gleiche Niveau wie dasjenige der Einseiten-Anordnung erzielt.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Einmotor-Zweikupplungs-Hybrid-Fahrzeugs mit einem Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus, welcher mit einer nassen Mehrscheibenkupplung gemäß vorliegender Erfindung bereitgestellt ist.
2 zeigt eine Querschnittsansicht des Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus in dem in 1 dargestellten Hybridfahrzeug mit detaillierter Darstellung einer Vorwärtskupplung bei einer ersten Ausführung der nassen Mehrscheibenkupplung gemäß vorliegender Erfindung.
3 zeigt eine Vorderansicht einer Antriebsscheibe der in 2 dargestellten nasse Mehrscheibenkupplung entlang einer Richtung III in 5.
4 zeigt eine Rückansicht der Antriebsscheibe entlang einer Richtung IV in 5.
5 zeigt eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines äußeren peripheren Teils der Antriebsscheibe entlang der Linie V-V in 3.
6 zeigt eine Vorderansicht einer Abtriebsscheibe der in 2 dargestellten nasse Mehrscheibenkupplung entlang einer Richtung VI in 8.
7 zeigt eine Rückansicht der Abtriebsscheibe entlang einer Richtung VII in 8.
8 zeigt eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines äußeren peripheren Teils der Abtriebsscheibe entlang der Linie VIII-VIII in 6.
9 zeigt eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Kupplungspakets der nassen Mehrscheibenkupplung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt schematisch eine Temperaturverteilung an den Gleitflächen der nassen Mehrscheibenkupplung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik.
11 zeigt Balkendiagramme und Graphen, welche Werte der Spitzentemperatur der Gleitfläche bzw. Werte der Temperaturvariation zwischen Antriebsscheiben der nassen Mehrscheibenkupplung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegenüber denjenigen des Standes der Technik zeigen.
12 zeigt schematisch eine ausgelenkte Bewegung einer Abtriebsscheibe während eines nicht-eingerückten Zustands der in Einseiten-Anordnung ausgeführten nassen Mehrscheibenkupplung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu der in Einseiten-Anordnung ausgeführten nassen Mehrscheibenkupplung nach dem Stand der Technik.
13 zeigt einen Hauptteil einer nassen Mehrscheibenkupplung in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 zeigt einen Hauptteil einer nassen Mehrscheibenkupplung bei einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
15 zeigt unter (a) einen Hauptteil einer nassen Mehrscheibenkupplung in einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und bei (b) ein Verfahren zum Zusammenbau einer Abtriebsscheibe der Kupplung.

AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es wird nun eine nasse Mehrscheibenkupplung in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf einen Fall dargestellt, bei dem eine nasse Mehrscheibenkupplung in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf ein sogenanntes Einmotor-Zweikupplungs-Hybridfahrzeug angewendet wird. 1 zeigt schematisch einen Antriebsstrang des Einmotor-Zweikupplungs-Hybridfahrzeugs. In 1 bezeichnet eine Bezugsziffer 10 einen Motor mit innerer Verbrennung als eine Leistungsquelle des Fahrzeugs, 12 bezeichnet eine Kupplung für eine selektive Übertragung der Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 10, im Folgenden als eine Verbrennungsmotorkupplung bezeichnet, 14 einen Elektromotor als eine Antriebsquelle für das Fahrzeug, welcher auch als ein Ladegenerator dient, 16 einen Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus vom Typ eines Planetengetriebes, 18 ein stufenloses Getriebe (CVT) vom Riemen-Typ, 20 ein Differential und 22 Antriebsräder. Der Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 16 ist mit einer Eingangswelle 16A und einer Ausgangswelle 16B bereitgestellt, welche schematisch dargestellt sind. Die Eingangswelle 16A erhält eine Antriebskraft von den Antriebleistungsquellen, d.h. dem Verbrennungsmotor 10 und/oder dem Elektromotor 14. Die erhaltene Antriebsleistung wird von einer Ausgangswelle 16B auf das CVT 18 übertragen. Wie später noch ausführlicher beschrieben, ist der Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 16 mit einer Vorwärtskupplung 24 bereitgestellt, welche als eine nasse Mehrscheibenkupplung ausgeführt ist. Wie später beschrieben, überträgt die Kupplung 26 bei einem Drehzahlverhältnis von eins zu eins eine Drehbewegung von dem Verbrennungsmotor und/oder dem Elektromotor auf die Räder unter einer integrierten Drehbewegung der drei Drehelemente des Planetengetriebes, wie später beschrieben. Der Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 16 ist ferner mit einer Rückwärtskupplung 26 bereitgestellt, welche als eine Nass-Mehrscheibenkupplung ausgeführt ist und die, wie später erläutert, die Drehbewegung des Verbrennungsmotors und/oder des Elektromotors bei einem vorbestimmten Getriebeverhältnis durch Bremsen oder Festlegen eines der Drehelemente des Planetengetriebes an dem Getriebegehäuse 27 überträgt. Das Einmotor-Zweikupplungs-Hybridfahrzeug weist keinen Drehmomentwandler an einer Ausgangswelle des Verbrennungsmotors auf, und eine Drehzahldifferenz bei einem Start des Fahrzeugs wird über eine Steuerung eines Schlupfgrads der Kupplung 24 oder 26 aufgenommen.
Bei einem Betrieb des Einmotor-Zweikupplungs-Hybridfahrzeugs wird die Verbrennungsmotorkupplung 12 ausgerückt, während sich der Verbrennungsmotor in einem Zustand niedriger Drehzahl oder niedriger Belastung befindet, so dass ein sogenannter EV-Modus verwendet wird, bei dem das Fahrzeug über eine Leistung des Elektromotors bewegt wird. Wenn die Drehzahl und/oder die Belastung des Verbrennungsmotors einen Schwellenwert überschreitet, wird ein Hybrid- oder HEV-Modus erhalten, bei welchem HEV-Modus zusätzlich zu dem Elektromotor 14 der Verbrennungsmotor 10 als Leistungsquelle verwendet wird. Beim Starten des Fahrzeugs wird der HEV-Modus unter Verwendung eines Nassstartkupplungs-(WSC-)Betriebs eingesetzt. Bei diesem WSC-Betrieb ist die Vorwärtskupplung 24 oder die Rückwärtskupplung 26 schlupfend und der Betrag des Schlupfs der Kupplung wird gesteuert, um ein übertragenes Drehmoment zu erhalten, welches zu einer gewünschten Last korrespondiert, welche durch einen Grad des Niedertretens eines Fahrpedals (nicht gezeigt) detektiert wird, welches durch ein Drucköl aus seiner Quelle betätigt wird. Insofern als eine Kupplungssteuerung im WSC-Betrieb betroffen ist, sei gegebenenfalls auf das Patentdokument 5 und das Patentdokument 6 verwiesen.
2 zeigt eine Konstruktion des Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 16 bei dieser Ausführungsform, welcher Mechanismus mit der Vorwärtskupplung 24 und der Rückwärtskupplung 26 bereitgestellt ist. Diese Kupplungen 24 und 26 sind jeweils als nasse Mehrscheibenkupplungen ausgeführt. Die Vorwärtskupplung 24 ist detailliert dargestellt und die Rückwärtskupplung 26 ist der Einfachheit halber schematisch dargestellt. Der Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 16 umfasst zusätzlich zu der oben genannten Vorwärtskupplung 24 und Rückwärtskupplung 26 einen Planetengetriebemechanismus 28. Der Planetengetriebemechanismus 28 ist von wohlbekannter Bauart, umfassend drei Drehelemente, welche sind ein Sonnenrad 30, ein Hohlrad 32 und ein Träger 36, an welchem Träger eine Mehrzahl von Planetenrädern 34, welche in Umfangsrichtung äquidistant angeordnet sind, über Planetengetriebewellen 35 und entsprechende Nadellager 37 relativ zu dem Träger 36 drehbar gelagert sind. An seiner inneren peripheren Oberfläche weist das Sonnenrad 30 eine Verzahnung 30-1 auf, mit welcher eine nicht gezeigte Drehwelle, welche zu der Eingangswelle 16A auf der Leistungsquellenseite in 1 korrespondiert, in Eingriff steht, so dass dem Sonnenrad 30 eine Drehbewegung von dem Verbrennungsmotor 10 und/oder dem Elektromotor 14 vermittelt werden kann. Am Ende des Hohlrads 32 ist eine Endplatte 38 festgelegt, welche einen inneren rohrförmigen Teil aufweist, welcher an seiner inneren Oberfläche eine Verzahnung 38-1 aufweist, mit der eine nicht gezeigte Drehwelle, welche zu der Ausgangswelle 16B des CVT (18) in 1 korrespondiert, in Eingriff steht, so dass eine Vorwärts- oder Rückwärtsdrehbewegung auf das CVT 18 übertragen wird.
Es wird nun ein Aufbau der Vorwärtskupplung 24 in dem Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 16 erläutert. Die Vorwärtskupplung 24 umfasst eine Kupplungstrommel 40 (ein abtriebsseitiges rohrförmiges Glied der beanspruchten Erfindung), einen hydraulischen Druckkolben 42, Schraubenfedern 44, eine Federplatte 46, eine Kupplungsnabe 48 (ein antriebsseitiges rohrförmiges Glied der beanspruchten Erfindung) und ein Kupplungspaket 50. Wie später beschrieben, umfasst das Kupplungspaket 50 Antriebsscheiben 52 (antriebsseitige Kupplungsscheibe der beanspruchten Erfindung), Abtriebsscheiben 54 (abtriebsseitige Kupplungsscheiben der beanspruchten Erfindung), Kupplungsbeläge 55, welche aus Reibmaterialien wie beispielsweise Glasfasern und Harzmaterialien u.a. hergestellt sind und nur an einer einzigen Seite der Antriebsscheiben 52 festgelegt sind, und Kupplungsbeläge 56, die ebenfalls aus Reibmaterialien hergestellt und nur an einer einzigen Seite der Abtriebsscheiben 54 festgelegt sind. Die Antriebsscheiben 52 und die Abtriebsscheiben 54 sind wechselweise angeordnet, so dass die Kupplungsbeläge 55 auf der jeweils einen Seite der Antriebsscheiben 52 und die Kupplungsbeläge 56 auf der jeweils einen Seite der Abtriebsscheiben 54 in Axialrichtung wechselweise zwischen den Antriebsscheiben 52 und den Abtriebsscheiben 54 angeordnet sind, welche axial benachbart zueinander angeordnet sind. Insofern als eine Relativpositionsbeziehung zwischen den Antriebsscheiben 52, den Abtriebsscheiben 54 und den Kupplungsbelägen 55 und 56 betroffen ist, siehe auch 9. Weiterhin erhält der Träger 36 der Planetengetriebeeinrichtung 28 eine Kupplungseingriffskraft von der axial nächstbenachbarten Antriebsscheibe 52 über den auf der einen Seite derselben angebrachten Kupplungsbelag 55 und fungiert als Bestandteil der Vorwärtskupplung 24, wie aus der in 2 gezeigten Konstruktion ersichtlich. Mit anderen Worten, der Träger 36 übernimmt eine Rolle einer Abtriebsscheibe in dem Kupplungspaket 50 der Erfindung. Wie in den 3 und 6 dargestellt, sind die Kupplungsbeläge 55 und 56 aufgebaut aus seriellen Anordnungen von geteilten kleinen Abschnitten 55a, 55b und 55c bzw. 56a, 56b und 56c. Die Zwischenräume S55 und S56 zwischen den geteilten kleinen Abschnitten bilden radiale Durchlässe für das Kupplungsöl. Weiterhin bilden die geteilten kleinen Abschnitte an jeweiligen Oberflächen eine Mehrzahl von Ausnehmungen 55-1 und 56-1, welche wirksam sind, um eine gleichmäßige Zufuhr des Kupplungsfluids zu den Kupplungsscheiben, d.h. zu Teilen der Antriebsscheiben 52 und der Abtriebsscheiben 54, welche eine Gleitbewegung ausführen, zu erzielen. Außerdem bildet die Antriebsscheibe 52 eine ringförmige Nut 58 an einer Seitenfläche derselben, welche der Seitenfläche gegenüberliegt, an welcher der Kupplungsbelag 55 angebracht ist. Es ist nämlich die ringförmige Nut 58 an der Seitenfläche der Antriebsscheibe 52 ausgebildet, an welcher keine Vorkehrung für den Kupplungsbelag 55 getroffen ist. In ähnlicher Weise bildet die Abtriebsscheibe 54 eine ringförmige Nut 59 an einer Seitenfläche derselben, welche der Seitenfläche gegenüberliegt, an welcher der Kupplungsbelag 56 angebracht ist. Es ist nämlich die ringförmige Nut 59 an der Seitenfläche der Abtriebsscheibe 54 ausgebildet, an welcher keine Vorkehrung für den Kupplungsbelag 56 getroffen ist. Weiterhin sind, wie in 2 dargestellt, zwischen den Antriebsscheiben 52 und den Abtriebsscheiben 54, welche einander axial benachbart sind, einerseits die ringförmigen Nuten 58 der Antriebsscheiben 52 den Abtriebsscheiben 54 gegenüberliegend angeordnet und andererseits die ringförmigen Nuten 59 der Abtriebsscheiben 54 den Antriebsscheiben 52 gegenüberliegend angeordnet. Die ringförmigen Nuten 58 und 59 erstrecken sich koaxial mit der Drehachse verlaufend entlang der gesamten Peripherie der Antriebsscheibe 52 bzw. der Abtriebsscheibe 54, wie in 4 und 7 gezeigt. Die koaxiale Anordnung der ringförmigen Nuten 58 und 59 dient dazu, einen minimierten Grad einer Reibung zu erzielen, welche durch eine Gleitbewegung zwischen den Rändern der ringförmigen Nuten 58 und 59 und den Kupplungsbelägen im WSC-Betrieb des HEV-Fahrzeugs, bei dem die Kupplung schlupfend eingerückt ist, erzeugt wird. Anmerkung. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird zum Erhalt der ringförmigen Nuten 58 und 59 vorzugsweise eine spanende Bearbeitung eingesetzt. Alternativ kann bei einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach 14 zum Erzielen von ringförmigen Nuten eine Pressbearbeitung anwendbar sein, wie später noch ausgeführt wird.
Ein Detail der Teile für die Konstruktion des Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 16 sowie Verbindungen zwischen am Aufbau beteiligten Teilen und deren Anordnung werden nun näher beschrieben. In 2 ist die Kupplungstrommel 40 mit rohrförmigen Teilen 40-1, 40-2 und 40-3 an einem inneren, einem zwischenliegenden bzw. einem äußeren Teil der Kupplungstrommel 40 ausgebildet. An ihrem inneren rohrförmigen Teil 40-1 ist die Kupplungstrommel 40 über ein Nadellager 60 mit einer Nabe 30-2 des Sonnenrads 30 drehbar verbunden. An dem zwischenliegenden rohrförmigen Teil 40-2 ist die Kupplungstrommel 40 mit einem Trommelhalterungsteil 61 drehbar verbunden, welches einen Wellenstumpf ausbildet, welcher sich einstückig von einem Getriebegehäuse 27 aus als ein feststehendes Teil erstreckt. Der Hydraulikkolben 42 ist axial verschieblich relativ zu der Kupplungstrommel 40 angeordnet, so dass zwischen dem Kolben 42 und der Kupplungstrommel 40 eine Hydraulikdruckkammer 62 ausgebildet ist. Die Hydraulikdruckkammer 62 ist über rohrförmige Dichtungen 63A bzw. 63B an Innen- und Außenflächen der Kammer 62 abgedichtet. Das zwischenliegende rohrförmige Teil 40-2 der Kupplungstrommel 40 ist mit Öffnungen 64 für einen Durchtritt des Kupplungsbetriebsöls ausgebildet, wobei die Öffnung 64 zu der Hydraulikdruckkammer 62 hin offen ist. Das Trommelhalterungsteil 61 bildet einen Durchlass 66 für das Betriebsöl, welcher Durchlass ein Kupplungsbetriebsöl von einer nicht gezeigten Ölpumpe empfängt und an einer äußeren Oberfläche des Trommelhalterungsteils 61 eine Ringnut 68 ausbildet. Beiderseits der Ringnut 68 sind Dichtringe 69 angeordnet, so dass eine drehbar gedichtete Struktur für die Ringnut 68 gebildet wird, so dass über die Betriebsölöffnung 64, die Ringnut 68 und den Betriebsöldurchlass 66 eine Einführung des Kupplungsbetriebsöls in die Hydraulikdruckkammer 62 sowie eine Abgabe des Kupplungsbetriebsöls aus der Hydraulikdruckkammer 62 erreicht wird. Zwischen dem Hydraulikkolben 42 und der Federplatte 46 sind Schraubenfedern 44 angeordnet. Die Federplatte 46 ist in Anlage mit einem Schnappring 70, welcher an dem zwischenliegenden rohrförmigen Teil 40-2 der Kupplungstrommel 40 sitzt. Als eine Folge davon wird der Hydraulikkolben 42 über die Federn 44 in Kontakt mit der gegenüberliegenden Oberfläche der Kupplungstrommel 40 gedrängt, wie in 2 gezeigt, wodurch das Volumen der Hydraulikkammer 62 minimiert wird. Der Hydraulikkolben 42 bildet an einem äußeren peripheren Teil desselben ein Kupplungsmitnehmerteil 42-1, welches dem Kupplungspaket 50 gegenüberliegt. 2 zeigt einen Niederdruckzustand in der Hydraulikkammer 62, welcher dazu führt, dass das Kupplungsmitnehmerteil 42-1 von dem Kupplungspaket 50 beabstandet ist, so dass die Vorwärtskupplung 24 einen nicht-eingerückten oder freigegebenen Zustand einnimmt.
Die Antriebsscheiben 52 in dem Kupplungspaket 50 bilden Verzahnungsteile 52-1 an jeweiligen inneren peripheren Bereichen. Siehe auch 3 bis 5. Die Kupplungsnabe 48 ist an ihrem inneren peripheren Teil durch geeignete Mittel, wie beispielsweise durch Schweißen, an dem Sonnenrad 30 festgelegt und weist an ihrem äußeren peripheren Teil ein rohrförmiges Teil auf, welches Verzahnungsteile 48-1 bildet, die sich jeweils entlang der gesamten axialen Länge erstrecken. Dank der Eingriffe zwischen den Verzahnungsteilen 48-1 und 52-1 drehen sich die Antriebsscheiben 52 integral bezüglich der Kupplungsnabe 48, während die Antriebsscheiben 52 relativ dazu axial verschieblich sind. Die Abtriebsscheiben 54 in dem Kupplungspaket 50 bilden an jeweiligen äußeren peripheren Teilen Verzahnungsteile 54-1. Siehe auch 6 bis 8. Die Kupplungsnabe 40 bildet an einer inneren Oberfläche des äußeren rohrförmigen Teils 40-3 derselben Verzahnungsteile 40-3a entlang der gesamten axialen Länge des Teils 40-3. Dank der Eingriffe zwischen den Verzahnungsteilen 40-3a und 54-1 drehen sich die Abtriebsscheiben 54 integral bezüglich der Kupplungstrommel 40, während die Abtriebsscheiben 54 relativ dazu axial verschieblich sind.
Das zwischenliegende rohrförmige Teil 40-2 der Kupplungstrommel 40 bildet eine Öffnung 72 für eine Einführung von Kupplungsöl, welche Öffnung an einer bezüglich des Öldruckkolbens 42 von der Öldruckkammer 62 beabstandeten Stelle zum Inneren der Kupplungstrommel 40 hin offen ist, so dass die Öffnung 72 vollständig von dem Durchlass 64 für das Kupplungsbetriebsöl getrennt ist und mit einer nicht gezeigten Quelle für das Kupplungsfluid, beispielsweise mit einer von dem Verbrennungsmotor betriebenen Pumpe und/oder mit einer elektrisch betriebenen Pumpe, verbunden ist. Als eine Folge davon füllt das Kupplungsfluid, welches bei einem vorbestimmten Druck zugeführt wird, die Stelle für die Planetengetriebeeinrichtung 28 sowie den Raum innerhalb der Kupplungstrommel 40 mit Ausnahme der Kolbenkammer 62.
Das Einführen des Kupplungssteuerungsöls in die Kolbenkammer 62 führt dazu, dass der Druck in der Kammer 62 einen vorgegebenen Wert der Federn 44 überschreitet, so dass sich der Kolben 44 entgegen der Federkraft in Richtung auf das Kupplungspaket 50 bewegt. Eine solche Bewegung des Kolbens 42 bewirkt, dass dessen Mitnehmerteil 42-1 einerseits mit dem Kupplungspaket 50 an der dem Kolben 42 benachbarten Abtriebsscheibe 54 in Kontakt tritt und andererseits die von dem Kolben 42 am weitesten entfernte Antriebsscheibe 52 über den auf der einen Seite der letztgenannten Antriebsscheibe 52 angebrachten Kupplungsbelag 55 mit der gegenüberliegenden Oberfläche des Trägers 36 in Kontakt kommt. Der Träger 36 greift an seiner dem Planetengetriebe 28 benachbarten Seite an einem Schnappring 74 an, welcher in eine Nut an der inneren Oberfläche des äußeren rohrförmigen Teils 40-3 der Kupplungstrommel 40 eingepasst ist. Steigt ein Öldruck in der Kolbenkammer 62 an, wird ein Eingriff des Kupplungspakets 50 zwischen dem Kolben 42 und dem Träger 36 erhalten. Im Einzelnen stellt sich mit ansteigendem Druck zunächst ein Schlupfeingriffszustand des Kupplungspakets 50 ein, wobei eine schwache Fixierung des Kupplungspakets 50 die Antriebsscheiben 52 gegenüber den Abtriebsscheiben 54 über die Kupplungsbeläge 55 und 56 schlupfen lässt. Ein weiterer Anstieg des Öldrucks in der Kolbenkammer 62 führt schließlich zum Erhalt eines vollständig eingerückten Zustands der Kupplung, bei dem kein Schlupf der Abtriebsscheiben 54 gegenüber den Antriebsscheiben 52 ermöglicht ist.
Die Rückwärtskupplung 26 ist in der 2 nur schematisch dargestellt und umfasst, ähnlich wie die Vorwärtskupplung, ein Kupplungspaket mit Antriebsscheiben, Abtriebsscheiben und Kupplungsbelägen zwischen den benachbart zueinander angeordneten Antriebsscheiben und Abtriebsscheiben, und sie umfasst einen Öldruckkolben, welcher dem Öldruckkolben 42 ähnlich ist. In dem Kupplungspaket sind die Antriebsscheiben oder die Abtriebsscheiben in Verzahnungseingriff mit dem äußeren rohrförmigen Teil 40-3 der Kupplungstrommel 40, welche zum antriebsseitigen rohrförmigen Glied wird, wenn die vorliegende Erfindung mit der Rückwärtskupplung 26 realisiert wird. Demgegenüber sind die Abtriebsscheiben oder die Antriebsscheiben in Verzahnungseingriff mit der gegenüberliegenden Oberfläche des Getriebegehäuses 27, welches zum abtriebsseitigen rohrförmigen Glied wird, wenn die vorliegende Erfindung mit der Rückwärtskupplung 26 realisiert wird. Als eine Folge dieser Struktur wird ein Einrücken der Rückwärtskupplung 26, ein Bremsen der Kupplungstrommel 40 erhalten. Im Detail ist die Struktur der Rückwärtskupplung 26 in Patentdokument 4 u.a. beschrieben, und die Rückwärtskupplung 26 gemäß vorliegender Ausführungsform kann die gleiche Struktur aufweisen wie diejenige in dem Dokument.
Es wird nun eine Funktionsweise des Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus 16 unter Bezugnahme auf die Vorwärts-Rückwärts-Schaltung in dem Einmotor-Zweikupplungs-Hybridfahrzeug, wie in 1 dargestellt, beschrieben. Wird das Fahrzeug vorwärts bewegt, wird die Rückwärtskupplung 26 ausgerückt und die Vorwärtskupplung 24 eingerückt. Das Einrücken der Vorwärtskupplung 24 bewirkt, dass die Kupplungsnabe 48 und die Kupplungstrommel 40 in einer Drehbewegung integriert sind. Es werden nämlich bei der Planetengetriebeeinrichtung der Träger 36 und das Sonnenrad 30 integral gedreht, so dass auch das Hohlrad 32 mit der gleichen Drehzahl dreht. Es ergibt sich dadurch mittels des Hohlrades 32 eine Eins-zu-Eins-Drehbewegungsübertragung von dem eingangsseitigen Sonnenrad 30, welches mit der Antriebsquelle, d.h. dem Elektromotor 14 und/oder dem Verbrennungsmotor 10, verbunden ist, auf das CVT 18. Wird das Fahrzeug dagegen rückwärts bewegt, wird die Vorwärtskupplung 24 ausgerückt und die Rückwärtskupplung 26 eingerückt. Das Einrücken der Rückwärtskupplung 26 bewirkt, dass die Kupplungstrommel 40 der Abbremsung unterworfen wird, so dass die Drehbewegung der Antriebsquelle, d.h. des Elektromotors 14 und/oder des Verbrennungsmotors 10, mittels des Hohlrades 32 unter dem Zähnezahlverhältnis zwischen dem Hohlrad 32 und dem Sonnenrad 30 auf das CVT 18 übertragen wird.
Das mit CVT-Getriebe verwendete Einmotor-Zweikupplungs-Hybridfahrzeug, wie in 1 gezeigt, geht beim Starten des Fahrzeugs in den HEV-Modus über, bei dem zusätzlich zu der Leistung des Elektromotors 14, durch das Einrücken der Verbrennungsmotorkupplung 12, die Rotationsleistung des Verbrennungsmotors 10 genutzt wird, wie in Patentdokument 6 beschrieben. Um eine durch die Drehbewegung des Verbrennungsmotors 10 erzeugte Drehzahldifferenz der Abtriebsseite (der Abtriebsscheiben 54) bezüglich der Eingangsseite (der Antriebsscheiben 52) aufzunehmen, erfolgt eine Steuerung des Drucks in der Kolbenkammer 62, so dass eine Übertragung einer Leistung korrespondierend zum Niedertreten eines Fahrpedals stattfindet, während die Abtriebsscheiben 54 gegenüber den Antriebsscheiben 52 schlupfend sind (WSC-Modus). Für eine detailliertere Beschreibung der Schlupfsteuerung der Kupplung wird auf die Patentdokumente 5 und 6 verwiesen. Bei einer derartigen Leistungsübertragung, bei der Schlupf zwischen den Antriebsscheiben 52 und den Abtriebsscheiben 54 vorhanden ist, erfordert ein Straßenbetrieb mit starker Belastung, wie es beispielsweise beim Anfahren am Berg der Fall ist, dass die Kupplung dazu in der Lage ist, ein hohes Drehmoment zu übertragen, während die Kupplung schlupfend ist, so dass ein großer Reibungsbetrag entsteht, was zu einer übermäßigen Erhitzung der Kupplungsscheiben, d.h. der Antriebsscheiben und der Abtriebsscheiben, führen kann. Der Aufbau des Kupplungspakets 50 in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Auftreten dieses Problems verhindern, wie im Folgenden ausführlich erläutert wird.
9 zeigt eine Teildarstellung des Kupplungspakets 50 in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und weist eine Konstruktion auf, derart, dass die Kupplungsbeläge 55 und 56 an jeweils einer einzigen Seite der Antriebsscheiben 52 bzw. der Abtriebsscheiben 54 festgelegt sind, dass die Ringnuten 58 und 59 an den gegenüberliegenden Seiten der Antriebsscheiben 52 bzw. der Abtriebsscheiben 54 ausgebildet sind, dass die Ringnuten 58 an den Antriebsscheiben 52 den Kupplungsbelägen 56 der Abtriebsscheiben 54 gegenüberliegen und die Ringnuten 59 an den Abtriebsscheiben 54 den Kupplungsbelägen 55 der Antriebsscheiben 52 gegenüberliegen. 9 zeigt, übertrieben dargestellt, dass in einem nicht-verbundenen oder nicht-eingerückten Zustand zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Kupplungsbeläge 55 der Antriebsscheiben 52 und der Abtriebsscheiben 54 sowie zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Kupplungsbeläge 56 der Abtriebsscheiben 54 und der Antriebsscheiben 52 Spalte vorhanden sind. Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Ringnuten 58 an den Oberflächen der Antriebsscheiben 52 an den jeweiligen mittleren Teilen gegenüberliegend zu den Kupplungsbelägen 56 ausgebildet und die Ringnuten 59 sind an den Oberflächen der Abtriebsscheiben 54 an den jeweiligen mittleren Teilen gegenüberliegend zu den Kupplungsbelägen 55 ausgebildet. Mit anderen Worten, es ist eine Struktur bereitgestellt, derart, dass die Oberflächen der Antriebsscheiben 52, an welchen die kreisförmigen Nuten 58 gebildet sind, sowie die Oberflächen der Abtriebsscheiben 54, an welchen die kreisförmigen Nuten 59 gebildet sind, zwischen den Kupplungsbelägen 55 und 56 angeordnet sind, welche einander axial benachbart sind. Wenn die Kupplung vollständig oder fest verbunden oder eingerückt (nicht im WSC-Modus) ist, dann ist einerseits an den jeweiligen Kupplungsbelägen 55 ein enger Kontakt zwischen den Antriebsscheiben 52 und den gegenüberliegenden Abtriebsscheiben 54 hergestellt und andererseits an den jeweiligen Kupplungsbelägen 56 ein enger Kontakt zwischen den Abtriebsscheiben 54 und den Antriebsscheiben 52 hergestellt. Dagegen erfolgt eine Leistungsübertragung im WSC-Modus durch die Eingriffe der Antriebsscheiben 52 mit den Kupplungsbelägen 56 der gegenüberliegenden Abtriebsscheiben 54, während zwischen den Antriebsscheiben 52 und den Kupplungsbelägen 56 Ölfilme vorhanden sind und Schlupf auftritt, und durch die Eingriffe zwischen den Abtriebsscheiben 54 und den Kupplungsbelägen 55 der gegenüberliegenden Antriebsscheiben 52, während zwischen den Abtriebsscheiben 54 und den Kupplungsbelägen 55 Ölfilme vorhanden sind und Schlupf auftritt. Als eine Folge davon werden an den den Kupplungsbelägen 56 gegenüberliegenden Gleitflächen der Antriebsscheiben 52 und an den den Kupplungsbelägen 55 gegenüberliegenden Gleitflächen der Abtriebsscheiben 54 Reibungskräfte erzeugt. Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden die Oberflächen der Antriebsscheiben 52, welche eine Gleitbewegung bezüglich der Kupplungsbeläge 56 ausführen, an den jeweiligen mittleren Bereichen die Ringnuten 58 und die Oberflächen der Abtriebsscheiben 54, welche eine Gleitbewegung bezüglich der Kupplungsbeläge 55 ausführen, bilden an den jeweiligen mittleren Teilen die Ringnuten 59. Anders ausgedrückt: während des WSC-Modus sind nicht nur die Gleitflächen der Antriebsscheiben 52, an welchen die Ringnuten 58 ausgebildet sind, sondern auch die Gleitflächen der Abtriebsscheiben 54, an welchen die Ringnuten 59 ausgebildet sind, zwischen die Kupplungsbeläge 55 und 56 zwischengeschaltet, welche einander axial benachbart sind. Die Materialien, beispielsweise Glasfasern, zur Herstellung der Kupplungsbeläge 55 und 56 weisen einen erhöhten Grad an Wärmeisolationsvermögen auf, so dass die obige zwischengeschaltete Struktur eine axiale Leitung der Reibungswärme verhindern kann. Mit anderen Worten, die Kupplungsbeläge 55 und 56 bilden Unterbrechungszonen der Reibungswärme in axialer Richtung. Weiterhin treten keine Kontakte der Ringnuten 58 und 59 an den jeweiligen Gleitflächen in Bezug auf die Kupplungsbeläge 55 und 56 auf, und Kupplungsöl, welches in den Ringnuten 58 und 59 gehalten oder in diese gefüllt ist, dient zur Kühlung der Gleitflächen, was verhindert, dass es zu einer Konzentration der Wärme an den mittleren Teilen der Gleitflächen kommt. Die mit dem Kupplungsöl gefüllten Ringnuten 58 und 59 bauen Unterbrechungszonen der Reibungswärme in den radialen Richtungen auf, und dadurch ist es wahrscheinlich, dass eine Leitung oder Ableitung der durch die Gleitbewegung entstehenden Wärme an die Innen- und Außenseiten der Ringnuten 58 und 59 stattfindet. Kurz gesagt, die Reibungswärme, welche in den Antriebsscheiben 52 und den Abtriebsscheiben 54 unter einer Leistungsübertragung entsteht, während die Kupplung schlupfend ist, wie dies im WSC-Modus auftritt, wird auf einfache Weise an die inneren und äußeren Teile der Ringnuten 58 und 59 abgeführt. Als eine Folge davon wird eine Konzentration der durch die Gleitbewegung entstehenden Wärme auf die mittleren Teile verhindert, und es ergibt sich eine besser vergleichmäßigte Temperaturverteilung der Antriebsscheiben 52 und der Abtriebsscheiben 54.
10 zeigt schematisch Temperatursteuerungscharakteristika während der Schlupfsteuerung im WSC-Modus bei der in Einseiten-Anordnung ausgeführten nassen Mehrscheibenkupplung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in 1 bis 9 im Vergleich zu der nassen Mehrscheibenkupplung nach dem Stand der Technik. In der 10 sind die Kupplungsscheiben nur aus Gründen der Klarheit der Beschreibung der Funktionsweise in einem Zustand gezeigt, in dem sie voneinander beabstandet sind; in Wirklichkeit stehen die Kupplungsscheiben über zwischen ihnen liegende Ölfilme in Eingriff miteinander, während sie aneinander gleiten. 10(A) zeigt schematisch die Einseiten-Anordnung nach dem Stand der Technik, wie in Patentdokument 2 aufgezeigt, bei welcher Kupplungsbeläge 155 und 156 zwischen Antriebsscheiben 152 und Abtriebsscheiben 154 angeordnet sind, die einander gegenüberliegend und benachbart zueinander angeordnet sind. Während Eingriffen der Kupplungsscheiben unter Schlupf sind die Flächen der Antriebsscheiben 152 und der Abtriebsscheiben 154, welche den Kupplungsbelägen 156 und 155 (den Gleitteilen) gegenüberliegen und mit diesen in Kontakt sind, aufgrund des Wärmeisolationsvermögens der Materialien, aus denen die Kupplungsbeläge 155 und 156 aufgebaut sind, in der axialen Richtung wärmeisoliert (oder können als Unterbrechungszone der Wärmeleitung fungieren). In der radialen Richtung ist jedoch keine Unterbrechungszone vorhanden, und dies könnte zu einer starken Konzentration der Reibungswärme auf die mittleren Teile der Kupplungsscheiben führen, welche den Kupplungsbelägen 155 und 156 gegenüberliegen. In 10(A) zeigen die unterbrochenen Linien P schematisch und graphisch eine Isotherme einer Wärmeverteilung. Im Gegensatz dazu sind bei der vorliegenden Erfindung, wie in 10(B) dargestellt, die Gleitflächen der Antriebsscheiben 52 und der Abtriebsscheiben 54 jeweils an ihren gegenüberliegenden Seiten zwischen die Kupplungsbeläge 55 und 56 zwischengeschaltet, so dass eine axiale Unterbrechungsstruktur der Wärmeleitung ähnlich dem Stand der Technik von 10(A) bereitgestellt ist. Darüber hinaus sind bei der vorliegenden Erfindung an den mittleren Positionen gegenüberliegend zu den Kupplungsbelägen 58 und 59 die Ringnuten 58 und 59 als Speicher für das Kupplungsöl bereitgestellt, welche dazu dienen, eine Wärmeleitung in radialer Richtung zu den mittleren Teilen der Kupplungsscheiben hin zu reduzieren, d.h. Unterbrechungszonen der Wärmeleitung in radialen Richtungen zu erzeugen. Als eine Folge davon wird einerseits eine Konzentration der Wärme in Richtung auf die mittleren Teile reduziert, während andererseits eine Leitung von Reibungswärme in radial auswärts gerichteter Richtung wahrscheinlicher ist. Als eine Folge davon wird eine reduzierte Größe des Temperaturgradienten erhalten, d.h. es wird eine flachere Isotherme Q erzielt, wie schematisch und graphisch in 10(B) dargestellt. Als eine Folge der reduzierten Größe des Temperaturgradienten gemäß vorliegender Erfindung wird eine Reduzierung der thermischen Verformung nicht nur bei den Antriebsscheiben, sondern auch bei den Abtriebsscheiben erreicht. 10(C) zeigt schematisch eine herkömmliche Zweiseiten-Anordnung nach Patentdokument 1, bei welcher Kupplungsbeläge 255 mit gegenüberliegenden Seiten von Antriebsscheiben 252 verbunden sind. Bei der Zweiseiten-Anordnung empfangen die Abtriebsscheiben 254 die gesamte Menge an erzeugter Reibungswärme, so dass die Abtriebsscheiben 254 einen erhöhten Wert an axialer Dicke aufweisen, verglichen mit demjenigen der Einseiten-Anordnung. Wenn die Kupplungsbeläge 255 an den Abtriebsscheiben 254 angreifen, empfangen diese die Gleitwärme an jeweiligen gegenüberliegenden Seiten, so dass die Wärme nicht nur in der axialen Richtung, sondern auch in der radialen Richtung auf die mittleren Teile gerichtet ist. Mit anderen Worten, es ist wahrscheinlich, dass es zu einer Konzentration der Wärme an den mittleren Teilen und zur Entstehung von fleckenartigen Bereichen R mit stark erhöhter Temperatur kommt. 10(D) wie in Patentdokument 3 zeigt eine Verbesserung der herkömmlichen Zweiseiten-Anordnung von 10(C), bei welcher an den den Kupplungsbelägen 255 gegenüberliegenden Oberflächen (Gleitteilen) Ringnuten 258 ausgebildet sind. Diese Verbesserung bietet jedoch keine Möglichkeit, eine axiale Diskontinuität in der Wärmeleitung bereitzustellen, so dass immer noch eine Konzentration der Wärme auf die mittleren Teile auftrat, und reicht nicht aus, um ein Maß für das Temperaturgradientenproblem zu werden. 11 dient der Veranschaulichung von Reibungstemperaturcharakteristika der vorliegenden Erfindung (B) und denjenigen des Standes der Technik (A), (C) und (D), wie unter Bezugnahme auf 10 erläutert. In 11 zeigt die Ordinate auf der linken Seite Spitzentemperaturen der Gleitflächen, dargestellt in einem Balkendiagramm, und die Ordinate auf der rechten Seite zeigt Temperaturvariationen der Abtriebsscheiben, dargestellt in einem Liniengraph. In 11 geben die numerischen Werte, begleitet von den jeweiligen Balkenabschnitten der Spitzentemperatur, Verhältniswerte der Reduzierung der Spitzentemperatur in Prozent an, bezogen auf den Spitzentemperatur-Referenzwert im Falle der Zweiseiten-Anordnung des Standes der Technik, wie in 10(C) gezeigt, ausgedrückt als 100 %. 11 verdeutlicht, dass die Konstruktion gemäß vorliegender Erfindung eine Reduzierung der Spitzentemperatur erzielen kann, die bis zu einer 26%igen Reduzierung der Spitzentemperatur betragen kann. Weiterhin zeigt der die Temperaturvariation der Abtriebsscheiben veranschaulichende Liniengraph in 11, dass die Konstruktion der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 10(B) dargestellt, gegenüber den Strukturen des Standes der Technik A, C oder D eine ausgeglichenere Temperaturverteilung B bereitstellen kann. Hinsichtlich Prüfungen zum Erhalt des in 11 gezeigten Ergebnisses wurden Prüfkörper der in den in 10 mit (A), (B), (C) und (D) bezeichneten Konstruktionen ausgeführten Kupplungspakete, unter Einbeziehung von Abtriebsscheiben, hergestellt, wobei an jeder der Abtriebsscheiben jedes der Prüfkörper elektrische Koppler an drei verschiedenen Stellen angebracht wurden. Die Antriebsscheiben und die Abtriebsscheiben der Kupplungspakete wurden unter identischen Bedingungen in Eingriff gebracht, und es wurden Temperaturmessungen durchgeführt. Schließlich wurde an jedem der zu den Konstruktionen (A), (B), (C) und (D) korrespondierenden Prüfkörper (Kupplungspakete) als Spitzentemperatur der Maximalwert der gemessenen Temperatur und als die Temperaturvariation eine Differenz zwischen Maximal- und Minimalwert verwendet.
Die Einseiten-Anordnung in 10(B) bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine vorteilhafte Wirkung auf, dahingehend, dass sie gegenüber der Einseiten-Anordnung nach dem Stand der Technik in 10(A) eine niedrige Reibung während eines nicht-verbundenen Zustands aufweist. 12 zeigt nämlich schematisch, wie sich das Kupplungsöl an die Kupplungsbeläge anlagert oder anheftet, wenn die Kupplungen im nicht-verbundenen Zustand sind. 12-I zeigt die in Einseiten-Anordnung ausgeführte Kupplung nach dem Stand der Technik. Bei ohne Drehbewegung stillstehendem Fahrzeug, wie in 12-I(a) gezeigt, weisen die Kupplungsölfilme 155a und 156a an den Kupplungsbelägen 155 bzw. 156 Dickenwerte auf, die größer sind als die Dickenwerte der Kupplungsölfilme 152a und 154a an den Gleitflächen der Antriebsscheiben 152 bzw. Abtriebsscheiben 154, was auf das erhöhte Ölanlagerungsvermögen an den Kupplungsbelägen 155 und 156 zurückzuführen ist. Zwischen den Antriebsscheiben 152 und den Abtriebsscheiben 154 besteht jedoch kein Unterschied hinsichtlich der Filmdicke. Wird das Fahrzeug bei nicht eingerückter Kupplung bewegt, wie in 12-I(b) gezeigt, wird die Dicke der Ölfilme (Ölmenge) auf den Kupplungsbelägen 155 der Antriebsscheiben 152, die mit hoher Geschwindigkeit rotieren, wie durch den Pfeil f dargestellt, ziemlich dünner, wie bei 155b gezeigt. Die hohe Drehzahl, wie durch Pfeile f gezeigt, kann dazu führen, dass, verglichen mit 152a, die den Antriebsscheiben 152 angelagerte Menge an Öl (Filmdicke) geringfügig reduziert wird, wie bei 152b gezeigt; der Unterschied ist jedoch nicht so signifikant. Hinsichtlich der Abtriebsscheiben 154 und der Kupplungsbeläge 156, welche bei sehr niedriger Drehzahl rotieren, wie durch Pfeile f' gezeigt, ist die Dicke der Ölfilmlage 154b und 156b im Vergleich zu derjenigen der Ölfilmlagen 154a und 156b im Wesentlichen unverändert. Eine Änderung von einer großen Menge an angelagertem Öl der Ölfilme 155a an den Kupplungsbelägen 155 der Antriebsscheiben 152 während des nicht-drehenden Zustands in die kleine Menge an angelagertem Öl der Ölfilme 155b während des schnell drehenden Zustands bewirkt eine deutliche Erhöhung der Fließgeschwindigkeit des Kupplungsöls, was eine axiale Auslenkung der Abtriebsscheiben 154 verursacht, wie durch einen Pfeil g gezeigt, so dass sich unabhängig von dem nicht-eingerückten Zustand der Kupplung eine Erhöhung der Reibung ergibt.
Hinsichtlich der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt 12-II(a) schematisch eine Dicke von Ölfilmen bei im nicht-eingerückten Zustand befindlicher Kupplung und bei stehendem und nicht drehendem Fahrzeug und zeigt, dass eine Dicke der Ölfilme 55a und 56a auf den Kupplungsbelägen 55 bzw. 56 größer ist als die Dicke der Ölfilme 52a und 54a auf den Gleitflächen der Antriebsscheiben 52 bzw. der Abtriebsscheiben 54b, aufgrund des erhöhten Ölanlagerungsvermögens der Kupplungsbeläge 55 bzw. 56. Weiterhin sind die Werte der Ölfilmdicke zwischen den Antriebsscheiben 52 und den Abtriebsscheiben 54 unverändert, ähnlich wie bei der Einseiten-Anordnung des Standes der Technik, wie in 12-I(a) dargestellt. Wird das Fahrzeug bei nicht eingerückter Kupplung bewegt, wie in 12-II(b) gezeigt, wird die Dicke der Ölfilme (Ölmenge) auf den Kupplungsbelägen 55 der Antriebsscheiben 52, die mit hoher Geschwindigkeit rotieren, wie durch den Pfeil f dargestellt, ziemlich dünner, wie bei 55b gezeigt. Die hohe Drehzahl, wie durch die Pfeile f gezeigt, kann dazu führen, dass die angelagerte Ölmenge (Filmdicke), welche den Antriebsscheiben 52 angelagert ist, geringfügig reduziert wird, wie bei 52b gezeigt; der Unterschied ist jedoch nicht so signifikant. Hinsichtlich der Abtriebsscheiben 54 und der Kupplungsbeläge 56, welche bei sehr niedriger Drehzahl rotieren, wie durch Pfeile f' gezeigt, ist die Dicke der Ölfilmlagen 54b und 56b im Vergleich zu derjenigen der Ölfilmlagen 54a und 56b im Wesentlichen unverändert. Diese Beziehungen sind auch unter Bezugnahme auf 12-I(b) bei der herkömmlichen Einseiten-Anordnung im Wesentlichen unverändert. Die Bereitstellung der Ringnuten 59 an den Gleitflächen der Abtriebsscheiben 54, an denen ein Öldepot erhalten wird, ergibt eine korrespondierende Erhöhung der Ölmenge, welche die Abnahme der Dicke der Ölfilme 55b kompensiert und zu einer Egalisierung der Ölmengen zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen führt, wodurch verhindert wird, dass die Geschwindigkeit des Kupplungsölflusses eine wesentliche Steigerung erfährt. Als eine Folge davon findet die axiale Auslenkung der Abtriebsscheiben 54, wie sie, wie durch den Pfeil g in 12-I(b) gezeigt, auftreten könnte, nicht oder im Wesentlichen nicht statt. Es ergibt sich dadurch als ein wesentlicher Vorteil der Einseiten-Anordnung gemäß vorliegender Erfindung, dass die Reibung während des nicht-eingerückten Zustands der Kupplung nicht wesentlich zunimmt.
13 zeigt ein Kupplungspaket 50 bei einer zweiten Ausführungsform einer nassen Mehrscheibenkupplung der vorliegenden Erfindung, welche den gleichen Aufbau aufweist wie die erste Ausführungsform, insofern das Kupplungspaket die axial alternierende Anordnung der Antriebsscheiben 52 und der Abtriebsscheiben aufweist, die Kupplungsbeläge 55 und 56 einseitig an den Antriebsscheiben 55 bzw. den Abtriebsscheiben 56 angeordnet sind und die Ringnuten 58 und 59 an den gegenüberliegenden Seiten der Antriebsscheiben 55 bzw. den Abtriebsscheiben 56 angeordnet sind. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die Ringnuten 58 bzw. 59 mit Materialien 80 zum Halten des Kupplungsöls befüllt sind. Die Ölhalte-Materialien 80 sind ähnlich den Kupplungsbelägen aus Materialien mit einem erhöhten Grad an Affinität zu Kupplungsöl gebildet, beispielsweise aus Glasfasern und bestimmten Harzmaterialien. Durch die Affinität der Materialien zu dem Kupplungsöl kann eine erhöhte Menge an Öl in den Nuten 58 und 59 zurückgehalten werden, so dass sich eine erhöhte Kühlwirkung durch das Kupplungsöl ergibt. Ferner wird eine erhöhte Wärmeisolationsfunktion in der axialen Richtung erhalten, welche durch die Bereitstellung der diskontinuierlichen Zonen in Gleitteilen zu einem weiter erhöhten Grad an Wärmeisolationsfunktion führt sowie zu einer Wärmeübertragung oder -leitung gemäß vorliegender Erfindung.
14 zeigt schematisch ein Kupplungspaket 350 bei einer dritten Ausführungsform einer nassen Mehrscheibenkupplung gemäß vorliegender Erfindung. Bei dieser Ausführungsform werden eine Antriebsscheibe 352 und eine Abtriebsscheibe 354, aus welchen das Kupplungspaket 350 aufgebaut ist, einer Pressbearbeitung an Stahlplatten unterworfen, um Ringnuten 358 und 359 zu bilden. Als eine Folge davon bilden die Antriebsscheibe 352 und die Abtriebsscheibe 354 entlang der gesamten peripheren Längen ringförmige vorspringende Teile 358-1 und 359-1 aus mit Drehachsen, welche koaxial zu der Drehachse verlaufen, welche vorspringenden Teile gegenüberliegend zu den ringförmigen vorstehenden Teilen 358-1 bzw. 359-1 angeordnet sind. Um einen gegenseitigen Kontakt zwischen der Antriebsscheibe 352 und der Abtriebsscheibe 354 zu vermeiden, sind Kupplungsbeläge 355 und 356 an der Antriebsscheibe 352 und der Abtriebsscheibe 354 durch äußere peripher geteilte Teile 355A und 356A bzw. innere peripher geteilte Teile 355B und 356B aufgebaut. Anders ausgedrückt: die Kupplungsbeläge 355 und 356 weisen jeweils radial geteilte Strukturen auf. Bei dieser Ausführungsform ist die Einseiten-Anordnung der Kupplungsbeläge 355 und 356 an der Antriebsscheibe 352 bzw. an der Abtriebsscheibe 354 mit der pressbearbeiteten Struktur der Ringnuten 358 und 359 an der Antriebsscheibe 352 bzw. an der Abtriebsscheibe 354 kombiniert, wodurch es ermöglicht wird, ein Wärmeresistenzvermögen auf dem gleichen Niveau zu halten wie dasjenige der ersten Ausführungsform (9) und dabei gleichzeitig die Herstellungskosten durch den Einsatz der Pressstruktur zu reduzieren. Es kann nämlich im Falle der gepressten Struktur ein Einsatz von Pressformen möglich sein, wodurch eine Durchführung eines Pressformungsprozesses an der Antriebsscheibe 352 und an der Abtriebsscheibe 354 die gleichzeitige Bildung der Ringnuten 358 und 359 erlaubt, woraus sich eine Reduzierung der Anzahl der Schritte des Pressformens ergibt, was zu einer Reduzierung der Produktionskosten führt.
15(a) zeigt schematisch ein Kupplungspaket bei einer vierten Ausführungsform einer nassen Mehrscheibenkupplung gemäß vorliegender Erfindung. Diese Ausführungsform ist eine Umsetzung der Idee der vorliegenden Erfindung, welche auf die in Patentdokument 1 (JPP 2013-249871) beschriebene Zweiseiten-Anordnung angewandt wird. Bei dieser Ausführungsform ist ein Kupplungspaket 450 bereitgestellt mit Antriebsscheiben 452, welche beidseitig Kupplungsbeläge 455 aufweisen, und mit Abtriebsscheiben 454, welche keine Kupplungsbeläge aufweisen, ähnlich den in 10 (C) und (D) dargestellten Konstruktionen. Jede der Abtriebsscheiben 454 weist eine kombinierte Struktur aus den Scheibengliedern 454A und 454B auf. Um die kombinierte Struktur zu erhalten, wird eine dünne Platte 82 aus einem wärmeisolierenden Material zwischen die Scheibenglieder 454A und 454B jeder der Abtriebsscheiben 454 zwischengeschaltet. Um die Abtriebsscheibe 454 zu erhalten, wird die aus dem wärmeisolierenden Material hergestellte dünne Platte 82 zunächst zwischen dem Paar von Scheibengliedern 454A und 454B angeordnet, wie in 15(b) dargestellt, und es wird eine Verklebung unter Druck oder eine Verklebung unter Hitze durchgeführt, um eine integrierte Struktur zu erhalten. Bei dem in Zweiseiten-Anordnung ausgeführten Kupplungspaket 450 in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Struktur zum Verhindern einer axialen Übertragung einer Reibungswärme erhalten, weil an jeder der Gleitflächen der Abtriebsscheiben 454 die Ringnuten 459A bzw. 459B bereitgestellt sind und weil die Ringnuten 459A und 459B axial zwischen den Kupplungsbelägen 455 und den Lagen des wärmeisolierenden Materials (den dünnen Platten 82) angeordnet sind. Ferner werden dank der Ringnuten 459A und 459B an den Gleitflächen bezüglich der Kupplungsbeläge 455 sowie des in den Nuten gehaltenen Kupplungsöls diskontinuierliche Zonen der Wärmeleitung bei einer Wärmeübertragung erzeugt, um eine Konzentration und ein Verbleiben der Reibungswärme an den mittleren Teilen zu verhindern, wodurch die an den Gleitflächen entstehende Wärme leicht auf die gesamten Teile der Abtriebsscheiben 454 übertragen werden kann, so dass sich eine Reduzierung des Temperaturgradienten ergibt. Kurz gesagt wird eine Umsetzung der Idee der vorliegenden Erfindung auch bei der in Doppelseiten-Anordnung ausgeführten nassen Mehrscheibenkupplung erhalten.
Bezugszeichenliste

10:: Motor mit innerer Verbrennung
12:: Verbrennungsmotorkupplung
14:: Elektromotor zum Bewegen des Fahrzeugs
16:: Vorwärts-Rückwärts-Schaltmechanismus
18:: CVT
20:: Differential
22:: Antriebsrad
24:: Kupplung für Vorwärtsbewegung
26:: Kupplung für Rückwärtsbewegung
27:: Getriebegehäuse
28:: Planetengetriebemechanismus
40:: Kupplungstrommel (abtriebsseitiges rohrförmiges Glied der Erfindung)
42:: Hydraulischer Druckkolben
48:: Kupplungsnabe (antriebsseitiges rohrförmiges Glied der Erfindung)
50, 350, 450:: Kupplungspaket
52, 352, 452:: Antriebsscheibe (antriebsseitige Kupplungsscheibe der Erfindung)
54, 354, 454 (454A, 454B):: Abtriebsscheibe (abtriebsseitige Kupplungsscheibe der Erfindung
55, 355, 455:: Kupplungsbelag an der Antriebsscheibe
56, 356:: Kupplungsbelag an der Abtriebsscheibe
58, 358:: Ringnut an der Antriebsscheibe
59, 359, 459 (459A, 459B):: Ringnut an der Abtriebsscheibe

Claims

Nasse Mehrscheibenkupplung, umfassend: ein antriebsseitiges rohrförmiges Glied; eine Mehrzahl von antriebsseitigen Kupplungsscheiben, welche drehfest und axial verschieblich bezüglich des antriebsseitigen rohrförmigen Glieds sind; ein abtriebsseitiges rohrförmiges Glied; abtriebsseitige Kupplungsscheiben, welche bezüglich des abtriebsseitigen rohrförmigen Glieds drehfest und bezüglich des abtriebsseitigen rohrförmigen Glieds axial verschieblich und bezüglich der antriebsseitigen Kupplungsscheiben in axialer Richtung wechselweise angeordnet sind; und auf einer von axial gegenüberliegenden Oberflächen zwischen den antriebsseitigen Kupplungsscheiben und den abtriebsseitigen Kupplungsscheiben angeordnete Kupplungsbeläge, welche einander axial benachbart sind, wobei eine axial relative Bewegung der antriebsseitigen Kupplungsscheiben und der abtriebsseitigen Kupplungsscheiben unter einer äußerlich angewandten Kraft bewirkt, dass die gegenüberliegenden Oberflächen der antriebsseitigen Kupplungsscheiben und der abtriebsseitigen Kupplungsscheiben aufgrund gegenseitiger Eingriffe zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen der antriebsseitigen Kupplungsscheiben und der abtriebsseitigen Kupplungsscheiben über den Kupplungsbelag unter Erzeugung von Schlupf oder ohne Erzeugung von Schlupf einen eingerückten Zustand der Kupplung erzielen, wobei die nasse Mehrscheibenkupplung ferner Ringnuten an den Oberflächen der Kupplungsscheiben entlang der im Wesentlichen gesamten Umfangslänge an Teilen derselben umfasst, welche mit den Kupplungsbelägen in Eingriff stehen, und wobei diese Teile der Kupplungsscheiben während des eingerückten Zustands der Kupplung von jeweiligen gegenüberliegenden Seiten aus zwischen isolierende Materialien zwischengeschaltet sind.
Nasse Mehrscheibenkupplung nach Anspruch 1, wobei jede der Kupplungsscheiben jeder der antriebsseitigen Kupplungsscheiben und der abtriebsseitigen Kupplungsscheiben an ihrer einen Seitenfläche den Kupplungsbelag und an ihrer gegenüberliegenden Seite die Ringnut aufweist, und wobei während des eingerückten Zustands der Kupplung die genannten Teile der Kupplungsscheiben zwischen die Kupplungsbeläge an den antriebsseitigen Kupplungsscheiben und die Kupplungsbeläge an den abtriebsseitigen Kupplungsscheiben, welche einander axial benachbart sind, als die wärmeisolierenden Materialien, welche einander axial benachbart sind, zwischengeschaltet sind.
Nasse Mehrscheibenkupplung nach Anspruch 2, wobei jede der Ringnuten an jeder der antriebsseitigen und abtriebsseitigen Kupplungsscheiben ein Pressteil ist und an der gegenüberliegenden Seite einen vorspringenden Teil ausbildet, über welchen Teil der Kupplungsbelag radial geteilt ist.
Nasse Mehrscheibenkupplung nach Anspruch 1, wobei die antriebsseitigen Kupplungsscheiben zu ihren beiden Seiten mit den Kupplungsbelägen versehen sind, wobei die abtriebsseitigen Kupplungsscheiben an beiden Seiten den Kupplungsbelägen an den antriebsseitigen Kupplungsscheiben gegenüberliegen, wobei die abtriebsseitigen Kupplungsscheiben einerseits axial mittig zwischengeschaltete Plattenglieder umfassen, welche von wärmeisolierenden Materialien gebildet sind und sich im Wesentlichen entlang der gesamten radialen Längen erstrecken, und andererseits die Ringnuten an Abschnitten an den Oberflächen ausbilden, welche mit den gegenüberliegenden Kupplungsbelägen in Eingriff treten, und wobei diese Abschnitte der Kupplungsscheiben sandwichartig zwischen die Kupplungsbeläge der antriebsseitigen Kupplungsscheiben und die mittigen Platten an den abtriebsseitigen Kupplungsscheiben als die wärmeisolierenden Materialien zwischengeschaltet sind, wenn sich die Kupplung im eingerückten Zustand befindet.
Nasse Mehrscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Kupplung ferner Materialien umfasst, welche in die Ringnuten gefüllt sind, um darin Kupplungsöl zu halten.
Nasse Mehrscheibenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei bei einem Fahrzeug der Art, bei der als eine Rotationsleistung für Räder mindestens teilweise eine Rotationsleistung einer Ausgangswelle eines Motors mit innerer Verbrennung eingesetzt wird, die Kupplung für eine Übertragung der Rotationsleistung des Motors mit innerer Verbrennung auf die Radseite verwendet wird, und wobei die Übertragung der Rotationsleistung des Motors mit innerer Verbrennung auf die Radseite unter Auftreten von Schlupf zwischen den Kupplungsscheiben und den Kupplungsbelägen erfolgt, wenn die Übertragung der Rotationsleistung gestartet wird.
Nasse Mehrscheibenkupplung nach Anspruch 6, wobei das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug ist, bei dem sowohl ein Elektromotor als auch ein Motor mit innerer Verbrennung als Rotationsquellen für Räder des Fahrzeugs zur Verwendung kommt, wobei keine Vorkehrung getroffen ist bezüglich irgendeines Drehmomentwandlers an einer Ausgangswelle des Verbrennungsmotors, wobei die nasse Mehrscheibenkupplung zur Übertragung einer Antriebsleistung des Verbrennungsmotors und/oder des Elektromotors auf die Radseite verwendet wird, und wobei die Übertragung der Antriebsleistung des Verbrennungsmotors und/oder des Elektromotors unter Auftreten von Schlupf zwischen den Kupplungsscheiben und den Kupplungsbelägen erfolgt, wenn das Fahrzeug gestartet wird.