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Die vorliegende Erfindung betrifft einen kompakten Doppelkupplungsmechanismus, wie er im Bereich der Kraftfahrzeuge eingesetzt wird. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Übertragungssystem, das einen solchen Doppelkupplungsmechanismus enthält. Das Übertragungssystem ist dazu bestimmt, im Antriebsstrang zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe, insbesondere eines Kraftfahrzeugs oder eines sogenannten Industriefahrzeugs, angeordnet zu werden, wobei letzteres beispielsweise ein Lastkraftwagen, ein öffentliches Transportfahrzeug oder ein landwirtschaftliches Fahrzeug ist.
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Es sind Kupplungsmechanismen bekannt, die eine sich um eine Drehachse drehende Kupplung und einen Krafterzeuger umfassen, der angeordnet ist, um die Kupplung in eine als ausgerückt oder eingerückt bezeichnete Konfiguration zu bringen mittels eines beweglichen Teils, das als Kolben bezeichnet wird, welches es ermöglicht, die im Bereich des Krafterzeugers erzeugte Kraft auf die besagte Kupplung zu übertragen.
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In bekannter Weise kann ein Betätigungssystem durch einen hydraulischen Krafterzeuger gebildet werden, umfassend (i) eine Druckkammer, die zur Aufnahme eines unter Druck stehenden Fluids angeordnet ist, (ii) einen Kolben, der in der Druckkammer axial beweglich ist und sich radial außerhalb der Druckkammer erstreckt, um die Kupplung ein- oder auszurücken, (iii) eine Ausgleichskammer, die in Bezug auf den Kolben gegenüber der Druckkammer angeordnet ist, wobei die Ausgleichskammer ein elastisches Rückstellelement zum Erzeugen einer Kraft, genannt Rückstellkraft, gegen den Kolben umfasst.
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Die Ausgleichskammer wird über sogenannte Niederdruck-Fluidleitungen mit einem Hydraulikfluid versorgt. Zu jedem Zeitpunkt während des Betriebs ist diese Ausgleichskammer also mit dem genannten Fluid gefüllt. Die radialen Abmessungen dieser Ausgleichskammer sind denen der Druckkammer gegenüberstehend, damit sich die durch die Fliehkraft auf den Kolben ausgeübten Axialkräfte gegenseitig aufheben und eine Bewegung des Kolbens allein durch die Fliehkraft unmöglich ist.
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Umgekehrt wird die Druckkammer mit einem unter Druck stehenden Hydraulikfluid versorgt, um die Verlagerung des Kolbens zwischen einer ersten Position, die einer eingerückten Konfiguration der Kupplung entspricht, und einer zweiten Position, die einer ausgerückten Konfiguration der Kupplung entspricht, zu ermöglichen. Dazu wird das unter Druck stehende Hydraulikfluid über sogenannte Hochdruck-Fluidleitungen in die Druckkammer geleitet.
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Diese Mechanismen sind in Dokumenten zum Stand der Technik wie
DE 10 2008 022 525 und
FR3062694 beschrieben. Wenn bei solchen Mechanismen Anwendungen mit gleichem Betätigungsdruck, aber höherem Drehmoment erforderlich sind, wird es notwendig, die Anzahl der in einer Kupplung vorhandenen Reibscheiben zu erhöhen, um dieser Anforderung gerecht zu werden. Der Nachteil dieser Erhöhung ist jedoch, dass sie die Verstärkung (Drehmoment/Druck ausgedrückt in Nm/bar) der Kupplung erhöht. Je höher jedoch die Verstärkung ist, desto schwieriger ist es, das erwartete Drehmomentverhalten präzise zu steuern.
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Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, eine einfache, effektive und wirtschaftliche Lösung für dieses Problem bereitzustellen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die im Kupplungsbereich erzeugten und sich im Antriebsstrang eines Fahrzeugs manifestierenden Schwingungen während der Kupplungsrutschphase (auch als „Rattern“ bezeichnet) zu verringern.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht insbesondere darin, einen Mechanismus für eine doppelte Nasskupplung vorzuschlagen, der es ermöglicht, bestimmte Nachteile des Standes der Technik bei gleichbleibenden Abmessungen zumindest teilweise zu beheben.
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Die Erfindung erreicht dies, indem sie einen Doppelkupplungsmechanismus vorschlägt, der Folgendes umfasst:
- - eine erste und eine zweite nasse Mehrscheibenkupplung, die sich um eine X-Achse drehen und so gesteuert werden, dass sie selektiv eine Antriebswelle mit einer ersten bzw. einer zweiten getriebenen Welle koppeln, wobei die erste Kupplung in Bezug auf die zweite Kupplung radial außen angeordnet ist,
- - ein erstes und zweites Betätigungssystem, die angeordnet sind, um die erste bzw. zweite Kupplung ein- bzw. auszukuppeln,
- - wobei jedes Betätigungssystem umfasst:
- o eine Druckkammer, die angeordnet ist, um ein unter Druck stehendes Fluid aufzunehmen,
- o einem axial beweglichen Kolben, insbesondere innerhalb der Druck- und/oder Ausgleichskammer
- o eine Ausgleichskammer, die der Druckkammer in Bezug auf den Kolben gegenüberliegt,
wobei die Druckkammern axial entgegengesetzte Betätigungskräfte auf die Kolben ausüben, wobei der Außendurchmesser der Druckkammer der ersten Kupplung kleiner ist als der Außendurchmesser der Druckkammer der zweiten Kupplung.
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Diese besondere Konfiguration ermöglicht:
- - entweder die Verstärkung der ersten Kupplung bei einer Anwendung mit gleichem Drehmoment zu reduzieren,
- - oder die Erhöhung der Verstärkung der ersten Kupplung im Falle einer Anwendung mit höherem Drehmoment auszugleichen.
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In der Tat hat die Verringerung des Außendurchmessers der Druckkammer der ersten Kupplung derart, dass er kleiner ist als der Außendurchmesser der Druckkammer der zweiten Kupplung, den Effekt, dass die Verstärkung durch Änderung des Verhältnisses von Druck multipliziert mit Fläche (PxS) verringert wird, während eine identische Kraft auf die Kupplungsscheiben zur Weiterleitung des Drehmoments beibehalten wird. Eine kleinere radiale Fläche der Druckkammer gestattet es also, die Verstärkung zu verringern.
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Bei gleicher Betätigungskraft auf die Kupplung wird durch Verkleinerung der radialen Fläche der Druckkammer die Verstärkung reduziert. Bei der Kraft F = PxS wird P größer sein, wenn S kleiner ist. Für ein gleiches Drehmoment wird also mehr Druck erzeugt. Die Verstärkung wird in Nm/bar angegeben, d.h. für 1 bar ergibt sich ein geringeres Drehmoment.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind die Begriffe „kleiner“ oder „gleich“ als kleiner oder gleich jenseits von Fertigungstoleranzen zu verstehen.
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Im weiteren Verlauf der Beschreibung und der Ansprüche werden folgende Begriffe ohne Einschränkung und zum besseren Verständnis verwendet:
- - „vorne“ AV oder „hinten“ AR je nach Richtung relativ zu einer axialen Ausrichtung, die durch die Hauptdrehachse X der Übertragung des Kraftfahrzeugs bestimmt wird, bezieht sich „hinten“ auf den in den Figuren rechts liegenden Teil auf der Übertragungsseite und „vorne“ auf den in den Figuren liegenden Teil auf der Motorseite; und
- - „innen/innere“ oder „außen/äußere“ in Bezug auf die X-Achse und in einer radialen Ausrichtung, orthogonal zu der genannten axialen Ausrichtung, wobei sich „innen“ auf einen zur Längsachse X proximalen Bereich und „außen“ auf einen zur Längsachse X distalen Bereich bezieht.
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Der Doppelkupplungsmechanismus gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann vorteilhaft mindestens eine der nachstehenden Verbesserungen umfassen, wobei die technischen Merkmale, die diese Verbesserungen bilden, einzeln oder in Kombination vorgesehen werden können:
- - jedes Betätigungssystem umfasst ferner ein elastisches Rückstellelement, wobei das elastische Rückstellelement des Betätigungssystems der ersten Kupplung radial außerhalb der Ausgleichskammer der ersten Kupplung angeordnet ist. Die Nachaußenlegung dieses Rückstellelements ermöglicht es somit, dass der Kolben des Betätigungssystems der ersten Kupplung bei seiner Betätigung eine Kraft aufnimmt, die der Betätigungskraft entgegengesetzt ist, wobei der Ursprung ihres Vektors radial in der Nähe des Kontaktradius zwischen dem Kolben und dem Satz von Kupplungsscheiben der Kupplung 1 liegt. Dies ermöglicht es insbesondere, dem Kolben zu helfen, während der Betätigung möglichst senkrecht zur Achse zu bleiben, wodurch das Phänomen des Ratterns reduziert wird.
- - das elastische Rückstellelement des Betätigungssystems der ersten Kupplung ist eine Tellerfeder oder besteht aus Schraubenfedern ;
- - das elastische Rückstellelement des Betätigungssystems der zweiten Kupplung ist aus Schraubenfedern zusammengesetzt;
- - das elastische Rückstellelement des Betätigungssystems der ersten Kupplung ist axial zwischen einem den Kupplungen gemeinsamen Eingangsscheibenträger und dem Kolben des Betätigungssystems der ersten Kupplung angeordnet;
- - die zweite Kupplung und das elastische Rückstellelement des Betätigungssystems der ersten Kupplung überlappen radial;
- - das elastische Rückstellelement des Betätigungssystems der ersten Kupplung umfasst einen Ausgleichsdeckel zum radialen Verschließen der entsprechenden Ausgleichskammer;
- - Jeder Kolben wird gebildet durch:
- o einem ersten Teil, der sich radial außerhalb der Druckkammer erstreckt, um die entsprechende Kupplung ein- oder auszurücken und
- o einem zweiten Teil, der sich radial innerhalb des ersten Teils befindet und mit der Druckkammer zusammenwirkt;
- - der zweite Teil des Kolbens des Betätigungssystems der ersten Kupplung besteht aus einer ersten radial verlaufenden Auflagefläche, die mit einem ersten axial verlaufenden Auflagefläche verbunden ist;
- - der Außendurchmesser der Ausgleichskammer der ersten Kupplung ist kleiner als der Außendurchmesser der Ausgleichskammer der zweiten Kupplung. Dies ist insbesondere dazu gedacht, einen mehr oder weniger engen Ausgleich zwischen den Druck- und Ausgleichskammern der ersten Kupplung zu erhalten, um einen 100%igen Ausgleich für jede der Kammern zu haben.
- - die Differenz d1 zwischen dem Außendurchmesser der Druckkammer der ersten Kupplung und dem Außendurchmesser der Druckkammer der zweiten Kupplung ist gleich der Differenz d2 zwischen dem Außendurchmesser der Ausgleichskammer der ersten Kupplung und dem Außendurchmesser der Ausgleichskammer der zweiten Kupplung;
- - der Innendurchmesser der Druckkammer der ersten Kupplung ist gleich dem Innendurchmesser der Druckkammer der zweiten Kupplung und/oder der Innendurchmesser der Ausgleichskammer der ersten Kupplung ist gleich dem Innendurchmesser der Ausgleichskammer der zweiten Kupplung.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Übertragungssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Doppelkupplungsmechanismus, bei dem
- - die erste Kupplung über einen ersten Ausgangsscheibenträger mit einer ersten Abtriebswelle der Übertragung drehgekoppelt ist;
- - die zweite Kupplung über einen zweiten Ausgangsscheibenträger mit einer zweiten Abtriebswelle der Übertragung drehgekoppelt ist;
- - die erste und die zweite Kupplung abwechselnd in Drehung mit einem Eingangsschwungrad gekoppelt sind, wobei das Eingangsschwungrad drehfest mit einer Eingangswelle gekoppelt ist, die von mindestens einer Kurbelwelle in Drehung versetzt wird.
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Die Erfindung wird besser verstanden werden, und andere Aufgaben, Details, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher in der folgenden Beschreibung erscheinen, die nur als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur gegeben wird, in der:
- 1 ist eine axiale Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des Doppelkupplungsmechanismus gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
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Mit Bezug auf 1 wird ein erstes Ausführungsbeispiel des Doppelkupplungsmechanismus gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung dargestellt.
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Der Doppelkupplungsmechanismus ist vorzugsweise vom Typ der doppelten Nasskupplung vom Typ Mehrscheibenkupplung und hat eine Hauptdrehachse X. Der Doppelkupplungsmechanismus 10 ist in eine Übertragungskette 1 integriert, die eine mit dem Doppelkupplungsmechanismus 10 drehfest gekoppelte Übertragung umfasst.
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Der Doppelkupplungsmechanismus 10 umfasst um die X-Achse mindestens ein Eingangselement 2, ein sogenanntes Drehmoment-Eingangselement, das mit einer Antriebswelle (nicht dargestellt) drehfest verbunden ist. Das Eingangselement 2 befindet sich vor dem Nass-Doppelkupplungsmechanismus 10.
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In der ersten Ausführungsart umfasst das allgemein L-förmige Eingangselement 2 einen radial ausgerichteten ringförmigen Abschnitt, der durch einen Eingangsflansch 3 gebildet wird, und einen axial ausgerichteten Abschnitt, der durch eine Nabe 4 gebildet wird. Der Eingangsflansch 3 und die Eingangsnabe 4 sind fest miteinander verbunden, vorzugsweise durch Schweißen, wie z.B. Lasertransparenzschweißen, und/oder durch Nieten. Die Nabe 4 ist in Bezug auf den Eingangsflansch 3 radial innen angeordnet.
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Die Eingangsnabe 4 ist beispielsweise über eine Verzahnung drehfest mit dem Ausgang einer Dämpfungsvorrichtung (wie einem Zweimassenschwungrad) verbunden, deren Eingang insbesondere über ein Schwungrad mit der Antriebswelle verbunden ist, die von einer Kurbelwelle gebildet wird, die einen im Kraftfahrzeug eingebauten Motor drehend antreibt.
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Der Eingangsflansch 3 hat an seinem axial ausgerichteten äußeren radialen Ende eine sich radial nach außen erstreckende Verzahnung 9, die sich an einem den Kupplungen E1, E2 gemeinsamen Eingangsscheibenträger 8 abstützt. Die Nabe 4 befindet sich am radial inneren Ende. Ein Sicherungsring 5 ermöglicht die axiale Arretierung der Baugruppe.
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Der gemeinsame Eingangsscheibenträger 8 für die Kupplungen E1, E2 besteht aus einem äußeren Scheibenträger 14 der ersten Kupplung E1 und einem inneren Scheibenträger 24 der zweiten Kupplung E2. In diesem Beispiel sind der äußere Scheibenträger 14 und der innere Scheibenträger 24 miteinander verschweißt.
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Der Doppel-Nasskupplungsmechanismus 10 wird gesteuert, um die Antriebswelle über die erste Kupplung E1 bzw. die zweite Kupplung E2 selektiv mit einer ersten Abtriebswelle (nicht dargestellt) und einer zweiten Abtriebswelle (nicht dargestellt) zu koppeln.
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Im Rahmen der Erfindung wird die Eingangswelle von mindestens einer Kurbelwelle eines Motors, beispielsweise eines Verbrennungsmotors, drehend angetrieben; und die erste und zweite Übertragungswelle sind dazu vorgesehen, mit der Übertragung, wie beispielsweise einem Getriebe von der Art, wie es Kraftfahrzeuge ausstattet, drehgekoppelt zu werden.
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Vorzugsweise sind die erste Abtriebswelle und die zweite Abtriebswelle koaxial. Die erste Abtriebswelle wird gedreht, wenn die erste Kupplung E1 geschlossen ist, und die zweite Abtriebswelle wird gedreht, wenn die zweite Kupplung E2 geschlossen ist.
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Die Mehrscheibenbaugruppe der ersten Kupplung E1 umfasst Flansche 11, die drehfest mit dem Eingangsscheibenträger 8 verbunden sind, und Reibscheiben 12, die drehfest mit einem Scheibenträger 13, auch Ausgangsscheibenträger 13 genannt, verbunden sind. Die Reibscheiben 12 sind jeweils einzeln axial zwischen zwei aufeinanderfolgenden Flanschen 11 eingefügt.
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Die erste Übertragungswelle ist drehbar mit der Eingangswelle gekoppelt. Die erste Übertragungswelle wird von der Eingangswelle drehend angetrieben, wenn die erste Kupplung E1 in einer sogenannten Einrückposition konfiguriert ist, bei der die Mehrzahl der Flansche 11 drehfest mit der Mehrzahl der Reibscheiben 12 gekoppelt ist. Alternativ ist die erste Übertragungswelle von der Eingangswelle drehentkoppelt, wenn die erste Kupplung E2 in einer sogenannten Ausrückstellung konfiguriert ist, in der die Mehrzahl der Flansche 11 drehentkoppelt von der Mehrzahl der Reibscheiben 12 ist. Die zweite Übertragungswelle ist in analoger Weise über die zweite Kupplung E2 mit der Eingangswelle gekoppelt.
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Die erste Kupplung E1 und die zweite Kupplung E2 sind angeordnet, um abwechselnd eine sogenannte Eingangsleistung - ein Drehmoment und eine Drehzahl - von der Eingangswelle auf eine der beiden Übertragungswellen zu übertragen, und zwar entsprechend der jeweiligen Konfiguration jeder Kupplung E1 und E2 und über die Eingangsscheibe 3.
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Die erste Kupplung E1 und die zweite Kupplung E2 sind so angeordnet, dass sie sich nicht gleichzeitig in der gleichen eingerückten Konfiguration befinden. Andererseits können die erste Kupplung E1 und die zweite Kupplung E2 gleichzeitig in ihrer ausgerückten Position konfiguriert sein.
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Der Scheibenträger 13 mit einer Rotationsform um die X-Achse umfasst eine axiale Verlängerung 54, die angeordnet ist, um die Mehrscheibenbaugruppe der Nasskupplung E1 aufzunehmen, und einen ringförmigen Abschnitt 55, der sich von der axialen Verlängerung in einer Ebene senkrecht zur X-Achse radial nach innen erstreckt.
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Der Ausgangsscheibenträger 13 der ersten Kupplung E1 ist drehfest durch Zahneingriff mit den Reibscheiben 12 und durch eine Keilnutverbindung mit der ersten Abtriebswelle verbunden.
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Der Ausgangsscheibenträger 13 ist im allgemeinen L-förmig, wovon das radial innere Ende vorzugsweise mittels Laser-Transparenzschweißen, Reibschweißen oder Kondensatorentladungsschweißen mit einer ersten Ausgangsnabe 120 verbunden ist. Die erste Ausgangsnabe 120 hat radial innen liegende Axialverzahnungen, die angeordnet sind, um mit komplementären Verzahnungen auf der ersten Übertragungswelle zusammenzuwirken, um eine Drehkupplung zu erreichen.
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Die Mehrscheibenbaugruppe der zweiten Kupplung E2 umfasst ebenfalls Flansche, die drehfest mit dem Scheibenträger 10 verbunden sind, und Reibscheiben, die drehfest mit einem Scheibenträger 23, auch Ausgangsscheibenträger 23 genannt, verbunden sind.
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Der Ausgangsscheibenträger 23, der kreisförmig um die X-Achse geformt ist, umfasst einen axialen Fortsatz 44, der zur Aufnahme der Mehrscheibenanordnung der Nasskupplung E2 angeordnet ist, und einen ringförmigen Abschnitt 45, der sich von dem axialen Fortsatz in einer zur X-Achse senkrechten Ebene radial nach innen erstreckt.
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Der Ausgangsscheibenträger 23 der zweiten Kupplung E2 ist drehfest durch Zahneingriff mit den Reibscheiben und durch eine Keilnutverbindung mit der zweiten Abtriebswelle verbunden.
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Der Ausgangsscheibenträger 23 ist allgemein L-förmig, wovon das radial innere Ende mit einer zweiten Ausgangsnabe 220 verbunden ist, vorzugsweise durch Lasertransparenzschweißen, Reibschweißen oder Kondensatorentladungsschweißen. Die zweite Ausgangsnabe 220 umfasst radial innen liegende Axialverzahnungen, die angeordnet sind, um mit komplementären Verzahnungen zusammenzuwirken, die sich auf der zweiten Übertragungswelle befinden, um eine Drehkopplung zu erzeugen.
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Die Kupplungen E1, E2 haben zwischen zwei und sieben Reibscheiben, vorzugsweise vier Reibscheiben.
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Der Doppelkupplungsmechanismus umfasst weiterhin eine Hauptnabe 7 mit der Drehachse X. Der gemeinsame Eingangsscheibenträger 8 ist fest mit der Hauptnabe 7 verschweißt.
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Somit stützt die Hauptnabe 7 die erste und zweite Kupplung E1, E2 über den gemeinsamen Eingangsscheibenträger 8 ab. Die Hauptnabe 7 ist dabei mit der Eingangsnabe 4 des Doppelkupplungsmechanismus 10 drehfest gekoppelt. Wenn die Eingangsnabe 4 mit einer Antriebswelle gekoppelt ist, die, wie oben beschrieben, von der Kurbelwelle eines Motors in Drehung versetzt wird, dann wird die Hauptnabe 7 in eine Drehbewegung versetzt, die analog zu der der Antriebswelle ist.
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Wie in 1 dargestellt, ist die erste Kupplung E1 radial außerhalb der zweiten Kupplung E2 angeordnet.
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Vorzugsweise befinden sich die erste Kupplung E1 und die zweite Kupplung E2 im geöffneten Zustand, der auch als „normal offener“ Zustand bezeichnet wird, und werden durch eine Steuereinrichtung (nicht dargestellt) selektiv vom geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand geschaltet.
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Die erste Kupplung E1 und die zweite Kupplung E2 werden jeweils von einem Betätigungssystem 30, 40 gesteuert, das später beschrieben wird. Jedes Betätigungssystem 30, 40 ist angeordnet, um die erste Kupplung E1 und die zweite Kupplung E2 in jeder beliebigen Konfiguration zwischen eingerückt und ausgerückt zu konfigurieren.
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Um den Zustandswechsel der ersten Kupplung E1 und der zweiten Kupplung E2 des Doppelkupplungsmechanismus10 selektiv zu steuern, verwaltet das Steuergerät die Ölversorgung. Das Steuergerät ist mit der Hauptnabe 7 verbunden, die in den Schnittzeichnungen in 1 nicht sichtbare Kanäle aufweist.
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Jedes Betätigungssystem 30, 40 umfasst:
- o eine Druckkammer 31, 41, die zur Aufnahme eines unter Druck stehenden Fluids angeordnet ist,
- o einen Kolben 32, 42, der innerhalb der Druckkammer 31, 41 axial beweglich ist,
- o eine Ausgleichskammer 33, 43, die in Bezug auf den Kolben 32, 42 gegenüber der Druckkammer 31, 41 angeordnet ist.
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Jedes Betätigungssystem 30, 40 umfasst ferner ein elastisches Rückstellelement 34, 44, das so angeordnet ist, dass es eine axiale Kraft erzeugt, die der Bewegung des entsprechenden Kolbens 32, 42 entgegenwirkt, um die entsprechende Kupplung E1, E2 einzurücken. Dadurch kann der Kolben 32, 42 automatisch in die ausgerückte Position zurückgeführt werden, was einem offenen Zustand der Kupplung entspricht. In dieser Stellung gibt der Kolben 32, 42 die entsprechende Mehrscheibenbaugruppe axial frei, die dann kein Drehmoment mehr in Richtung der ersten oder zweiten Abtriebswelle überträgt.
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Das erste Betätigungssystem 30 ist mit der ersten Kupplung E1 über einen ersten Kolben 32 verbunden, welcher umfasst:
- - einem ersten Teil 32a, der sich radial außerhalb der Druckkammer 31 erstreckt, um die entsprechende Kupplung ein- oder auszurücken, und
- - einen zweiten Teil 32b, der radial innerhalb des ersten Teils 32a angeordnet ist und mit der Druckkammer 31 zusammenwirkt.
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Der zweite Teil 32b des Kolbens 32 besteht aus einer ersten radial verlaufenden Auflagefläche 320, die mit einer ersten axial verlaufenden Auflagefläche 321 verbunden ist. Die erste und zweite Auflagefläche 320, 321 sind einteilig.
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Im Allgemeinen ist der erste Kolben 32 angeordnet, um eine erste axiale Kraft, die parallel zur Längsachse X ausgeübt wird, auf die erste Kupplung E1 zu übertragen, und zwar über seinen ersten Teil 32a, der mit den Reibungselementen (Flansche 11 und Reibscheiben 12) der besagten ersten Kupplung E1 zusammenwirkt, und seinen zweiten Teil 32b, der mit einem Kraftgenerator zusammenwirkt, um die erste Kupplung E1 in einer der oben beschriebenen Konfigurationen zu konfigurieren. Der erste Kolben 32 weist an seinem ersten Teil 32a äußere Stützen 61 auf, die sich axial nach vorne AV erstrecken, um den endseitigen Flansch 11 der Mehrscheibenanordnung der ersten Kupplung E1 einerseits gegen eine Reibscheibe 12 und andererseits gegen ein direkt im Eingangsflansch 3 ausgebildetes äußeres Reaktionsmittel 18 drücken zu können. In dem in 1 gezeigten Beispiel sind die Stützen 61 diskontinuierlich.
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Der erste Kolben 32 ist axial beweglich, hier von hinten nach vorne zwischen einer ausgerückten und einer eingerückten Stellung, die jeweils dem offenen und geschlossenen Zustand der ersten Kupplung E1 entsprechen. Der erste Kolben 32 der ersten Kupplung E1 ist axial zwischen der axial hinten liegenden Druckkammer 31 und der axial vorne liegenden Ausgleichskammer 33 angeordnet.
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Der erste Kolben 32 hat die Form einer gewellten Platte und ist an seinem radial äußeren Ende axial nach vorne gebogen. Die äußeren Stützen 61 erstrecken sich parallel zur Längsachse X nach vorne und durch Öffnungen in dem gemeinsamen Eingangsscheibenträger 8 hindurch, insbesondere durch den äußeren Scheibenträger 14 der ersten Kupplung E1 hindurch.
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Als Beispiel, aber nicht als Einschränkung, kann der erste Kolben 32 durch Tiefziehen hergestellt werden.
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Die erste Druckkammer 31 des ersten Betätigungssystems 30 ist so angeordnet, dass sie ein bestimmtes Volumen an Hydraulikflüssigkeit unter Druck aufnehmen kann, um eine axiale Kraft auf den zweiten Teil 32b des ersten Kolbens 32 zu erzeugen und so die erste Kupplung E1 in einer der oben beschriebenen Konfigurationen zu konfigurieren. Die unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit wird vorteilhafterweise über Hochdruck-Fluidzirkulationsleitungen (in der Schnittzeichnung nicht dargestellt) gefördert, die zumindest teilweise durch die Hauptnabe 7 verlaufen und radial in die Druckkammer 31 an einer Außenfläche der Hauptnabe 7 münden.
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Die erste Druckkammer 31 des ersten Betätigungssystems 30 ist vorteilhaft begrenzt:
- - radial nach innen durch einen Teil der Hauptnabe 7,
- - axial nach hinten AR, durch ein Verschlussstück 39,
- - radial nach außen durch die axial verlaufende Auflagefläche 321 des zweiten Teils 32b des ersten Kolbens 32, und
- - axial nach vorne AV durch die radial verlaufende Auflagefläche 320 des zweiten Teils 32b des ersten Kolbens 32.
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Es ist auch zu beachten, dass die Dichtheit der Druckkammer 31 des ersten Betätigungssystems durch das Vorhandensein von drei Dichtungen gewährleistet wird.
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Der Druckkammer 31, die die Kraft des Kolbens 32 der ersten Kupplung E1 erzeugt, ist eine Ausgleichskammer 33 zugeordnet, die zur Aufnahme eines bestimmten Volumens an Hydraulikfluid eingerichtet ist. Das Fluid, vom Typ Schmierung oder Kühlung, wird vorteilhafterweise mittels Niederdruck-Fluidzirkulationsleitungen (in der Schnittzeichnung nicht dargestellt) befördert, die zumindest teilweise durch die Hauptnabe 7 verlaufen und radial in die Ausgleichskammer 33 auf der Höhe einer Außenfläche der besagten Hauptnabe 7 münden. Die Ausgleichskammer 33 des ersten Betätigungssystems 30 ist vorteilhaft abgegrenzt:
- - radial nach innen durch einen Teil der Hauptnabe 7,
- - axial nach hinten AR durch die radial verlaufende Auflagefläche 320 des zweiten Teils 32b des ersten Kolbens 32,
- - radial nach außen durch einen axial ausgerichteten Teil 35a eines Ausgleichsdeckels 35, und
- - axial nach vorne AV durch einen Teil des gemeinsamen Eingangsscheibenträgers 8, insbesondere einen Teil des äußeren Scheibenträgers 14 der ersten Kupplung E1.
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Es ist auch zu beachten, dass die Dichtheit der Ausgleichskammer 33 des ersten Betätigungssystems 30 durch das Vorhandensein von zwei Dichtungen gewährleistet ist.
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Vorteilhafterweise umfasst der Ausgleichsdeckel 35 der Ausgleichskammer 33 des ersten Betätigungssystems 30 einen axial ausgerichteten Teil 35a und einen radial ausgerichteten Teil 35b.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann der Deckel 35 mit dem äußeren Scheibenträger 14 der ersten Kupplung E1 verschweißt oder einfach zwischen dem Scheibenträger der ersten Kupplung und dem elastischen Rückstellelement 34 eingeklemmt werden, wie in 1 gezeigt. Alternativ kann der Deckel 35 auch mit dem elastischen Rückstellelement 34 zusammengepresst oder verschweißt werden.
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Ein axiales Zwischenstück 34a kann axial zwischen dem radialen ausgerichteten Teil 35b des Ausgleichsdeckels 35 und einem axialen Ende (insbesondere dem vorderen Ende) des elastischen Rückstellelements angeordnet werden.
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Vorteilhafterweise ist der Ausgleichsdeckel 35 ein integraler Bestandteil des elastischen Rückstellelements 34. In diesem Fall ist der Axialeinsatz 34a nicht erforderlich.
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Das elastische Rückstellelement 34 des Betätigungssystems 30 der ersten Kupplung E1 befindet sich radial außerhalb der Ausgleichskammer 33 der ersten Kupplung E1. Insbesondere ist das elastische Rückstellelement 34 axial zwischen dem gemeinsamen Eingangsscheibenträger 8 der Kupplungen E1, E2 und dem Kolben 32 des Betätigungssystems 30 der ersten Kupplung E1 angeordnet.
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Im vorliegenden Beispiel überlappen sich die zweite Kupplung E2 und das elastische Rückstellelement 34 des Betätigungssystems 30 der ersten Kupplung E1 radial.
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Vorteilhafterweise ist das elastische Rückstellelement 34 des Betätigungssystems 30 der ersten Kupplung E1 eine Tellerfeder oder ist aus Schraubenfedern zusammengesetzt. Wie in 1 dargestellt, wird das elastische Rückstellelement 34 des Kolbens 32 durch eine Vielzahl von Schraubenfedern gebildet, die axial zwischen einer Rückwand des Ausgleichsdeckels 35 und dem Kolben 32 angeordnet sind.
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Das zweite Betätigungssystem 40 ist über einen zweiten Kolben 42 mit der zweiten Kupplung E2 verbunden, umfassend:
- - einen sich radial außerhalb der Druckkammer 41 erstreckenden ersten Teil 42a zum Ein- oder Ausrücken der entsprechenden Kupplung und
- - einen zweiten Teil 42b, der radial innerhalb des ersten Teils 42a angeordnet ist und mit der Druckkammer 41 zusammenwirkt.
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In analoger Weise zu der oben beschriebenen Funktionsweise des ersten Kolbens ist der zweite Kolben 42 angeordnet, um über seinen ersten Teil 42a, der mit den Reibelementen (Flansche und Reibscheiben) der zweiten Kupplung E2 zusammenwirkt, und seinen zweiten Teil 42b, der mit einem Kraftgenerator zusammenwirkt, um die zweite Kupplung E2 in einer der oben beschriebenen Konfigurationen zu konfigurieren, eine parallel zur Längsachse X ausgeübte zweite axiale Kraft auf die zweite Kupplung E2 zu übertragen. Der zweite Kolben 42 weist an seinem ersten Teil 42a äußere Stützen 51 auf, die sich axial zur Rückseite AR hin erstrecken. Die Stützen 51 stützen sich an dem endseitigen Flansch der Mehrscheibenanordnung der zweiten Kupplung E2 ab. In dem in 1 gezeigten Beispiel bilden die Stützen 51 einen durchgehenden Ring.
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Der zweite Kolben 42 ist axial beweglich, hier von vorne nach hinten zwischen einer ausgerückten und einer eingerückten Stellung, die dem offenen bzw. geschlossenen Zustand der zweiten Kupplung E2 entsprechen.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung verlagern sich der Kolben 32 der ersten Kupplung E1 und der Kolben 42 der zweiten Kupplung E2 des besagten Doppelkupplungsmechanismus 10 axial in entgegengesetzte Richtungen, beispielsweise von der ausgerückten Position in die eingerückte Position. Die Druckkammern 31, 41 der vorliegenden Erfindung üben axial entgegengesetzte Betätigungskräfte auf die besagten Kolben 32, 42 aus. Insbesondere ist die Betätigungskraft des ersten Kolbens 32 axial nach vorne gerichtet, während die Betätigungskraft des zweiten Kolbens 42 axial nach hinten gerichtet ist.
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Wie in 1 dargestellt, wird die Verlagerung des Kolbens 42 durch eine wie folgt begrenzte Druckkammer 41 gesteuert:
- - radial nach innen durch einen Teil der Hauptnabe 7,
- - axial nach hinten AR und radial nach außen durch den zweiten Teil 42b des Kolbens 42,
- - axial nach vorne durch eine radiale Rückfläche eines Verschlussteils 49.
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Der Druckkammer 41 des zweiten Kolbens 42 der zweiten Kupplung E2 ist eine wie folgt begrenzte Ausgleichskammer 43 zugeordnet:
- - radial nach innen, durch einen Teil der Hauptnabe 7,
- - axial nach hinten AR und radial nach außen durch einen axial ausgerichteten Teil 45a eines Ausgleichsdeckels 45, und
- - axial nach vorne durch den zweiten Teil 42b des Kolbens 42.
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Vorteilhafterweise umfasst der Ausgleichsdeckel 45 der Ausgleichskammer 43 des ersten Betätigungssystems 40 einen axial ausgerichteten Teil 45a und einen radial ausgerichteten Teil 45b.
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Der Kolben 42 der zweiten Kupplung E2 ist axial zwischen der axial vorne liegenden Druckkammer 41 und der axial hinten liegenden Ausgleichskammer 43 angeordnet.
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Der Kolben 42 wird gesteuert, um in der eingekuppelten Position die besagte Mehrscheibeneinheit der zweiten Kupplung E2 axial gegen Reaktionsmittel 28 zu drücken. Die Reaktionsmittel 28 sind direkt am vorderen Umfang des äußeren Scheibenträgers 14 der ersten Kupplung E1 ausgebildet.
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Der Ausgleichsdeckel 45 umfasst winklig um die Achse X verteilte Formstanzungen, die einen Öldurchlass zwischen der Ausgleichskammer 43 und dem Inneren der zweiten Kupplung E2 bilden und die für den Druckausgleich notwendige Ölzirkulation zwischen der Druckkammer 41 und der Ausgleichskammer 43 ermöglichen.
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Wie in 1 dargestellt, wird das elastische Rückstellelement 44 des Betätigungssystems 40 der zweiten Kupplung E2 durch eine Vielzahl von Schraubenfedern gebildet, die axial zwischen der vorderen Wand des Ausgleichsdeckels 45, insbesondere dem radial ausgerichteten Teil 45b, und dem Kolben 42 angeordnet sind.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung und wie in 1 dargestellt, ist der Außendurchmesser der Druckkammer 31 der ersten Kupplung E1 kleiner als der Außendurchmesser der Druckkammer 41 der zweiten Kupplung E2. Insbesondere ist die radiale Höhe des radialen Erstreckungsbereichs 320 des zweiten Teils 32b des ersten Kolbens 32 kleiner als die radiale Höhe des radial äußeren Endes des zweiten Teils 42b des Kolbens 42. Die beiden Druckkammern 31, 41 haben also eine zueinander unterschiedliche radiale Höhe. Der Außendurchmesser der Druckkammer 31 liegt in einem Abstand d1 zum Außendurchmesser der Druckkammer 41.
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Außerdem ist der Außendurchmesser der Ausgleichskammer 33 der ersten Kupplung E2 kleiner als der Außendurchmesser der Ausgleichskammer 43 der zweiten Kupplung E2. Insbesondere ist die radiale Höhe des Radialteils 35a des Ausgleichsdeckels 35 kleiner als die radiale Höhe des Radialteils 45a des Ausgleichsdeckels 45. Der Außendurchmesser der Druckkammer 33 liegt in einem Abstand d2 zum Außendurchmesser der Druckkammer 43.
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Vorteilhafterweise ist d1 gleich d2.
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In dem betrachteten Beispiel ist der Innendurchmesser der Druckkammer 31 der ersten Kupplung E1 gleich dem Innendurchmesser der Druckkammer 41 der zweiten Kupplung E2. Der Innendurchmesser der Ausgleichskammer 33 der ersten Kupplung E1 ist außerdem gleich dem Innendurchmesser der Ausgleichskammer 43 der zweiten Kupplung E2.
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In dem betrachteten Beispiel umfasst der Doppelkupplungsmechanismus 10 außerdem drei Lager 71, 72, 73.
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Ein Radiallager 71 ist zwischen der ersten Ausgangsnabe 120, die fest mit dem Ausgangsscheibenträger 13 verbunden ist, und der Eingangsnabe 4 zwischengeschaltet, um die Radialkräfte der Eingangsnabe 4 und/oder der Eingangsscheibe 3 trotz der unterschiedlichen Drehzahlen, mit denen die Eingangswelle bzw. die erste Übertragungswelle rotieren kann, abzustützen.
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Ein erstes Axiallager 72 ist axial zwischen dem Scheibenträger 13, der den Ausgangsscheibenträger der Kupplung E1 definiert, und dem Scheibenträger 23, der den Ausgangsscheibenträger der Kupplung E2 definiert, angeordnet, um eine axiale Kraft zwischen den beiden Ausgangsscheibenträgern 13, 23 übertragen zu können, die mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren können, wenn die erste und zweite Kupplung E1, E2 in einer unterschiedlichen Konfiguration konfiguriert sind.
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Schließlich ist ein zweites Axiallager 73 zwischen dem Ausgangsscheibenträger 13 der Kupplung E2 und der Hauptnabe 7 zwischengeschaltet. Vorteilhafterweise ist das Lager 71 ein Kugellager und die Lager 72, 73 sind Wälzlager mit einer ersten und zweiten Scheibe, zwischen denen eine Mehrzahl von Wälzkörpern angeordnet ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die soeben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung kann eine Abschaltkupplung, vom Typ K0, umfassen, die in Hybridübertragungen verwendet wird, um den Verbrennungsmotor nach dem Starten des Fahrzeugs mit dem Elektromotor zu koppeln.
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Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit mehreren besonderen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass sie keineswegs auf diese beschränkt ist und dass sie alle technischen Äquivalente der beschriebenen Mittel sowie deren Kombinationen umfasst, wenn sie in den Anwendungsbereich der Erfindung fallen.
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In den Ansprüchen sind die in Klammern gesetzten Bezugszeichen nicht als Einschränkung des Anspruchs zu verstehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008022525 [0006]
- FR 3062694 [0006]
