DE19915521B4

DE19915521B4 - Doppelkupplungsanordnung

Info

Publication number: DE19915521B4
Application number: DE19915521A
Authority: DE
Inventors: Richard Knoblauch; Andreas Uhrig
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2019-04-08
Also published as: DE19915521A1

Abstract

Doppelkupplungsanordnung für ein in Abhängigkeit von der Betätigung eines Gangwahlelementes selbsttätig und unter Last schaltbares Zahnräderwechselgetriebe eines Personenkraftwagens, deren beide jeweils als Lamellenkupplung ausgebildeten Kupplungen wechselweise am einen und am anderen Ende eines quer zur Fahrtrichtung ausgerichteten Getriebegehäuses angeordnet sind und deren eine Kupplung dem Schalten der ungeraden und deren andere Kupplung dem Schalten der geraden Getriebegänge zugeordnet ist, wobei die dem Schalten der Gänge 1, 3, 5 und des Rückwärtsganges des Getriebes zugeordnete Kupplung als Anfahr- und Schaltkupplung ausgebildet ist, und wobei
– die wechselweise gegensinnige Betätigung der beiden Kupplungen durch einen, in Abhängigkeit von der Betätigung eines Gangwahlelementes abwechselnd in der einen oder anderen Bewegungsrichtung beaufschlagbaren, doppeltwirkenden Hydraulikkolben (13) und eine von diesem antreibbare, gleichzeitig, jedoch in gegensinniger Wirkrichtung, mit der Ausrückeinrichtung jeder der beiden Kupplungen zusammenwirkende Verbindungsstange bewerkstelligt wird, wobei
– die Verbindungsstange (23) durch die als Hohlwellen ausgebildeten Getriebewellen (25 und 26) hindurchgeführt ist,...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Doppelkupplungsanordnung für ein in Abhängigkeit von der Betätigung eines Gangwahlelementes selbsttätig und unter last schaltbares Zahnräderderwechselgetriebe eines Personenkraftwagens.
Mittels einer Doppelkupplungsanordnung unter Last schaltbare Zahnräderwechselgetriebe für Personenkraftwagen sind an sich, beispielsweise aus der DE-OS 30 37 990 oder aber für schwere Fahrzeuge, vor allem Zugmaschinen, auch bereits schon aus der DE-PS 543 434 , bekannt.
Bei der aus der DE-OS 30 37 990 bekannten und für Personenkraftwagen bestimmten Doppelkupplungsanordnung ist vorgesehen, daß eine erste Kupplung dem Schalten der ungeraden und eine zweite Kupplung dem Schalten der geraden Getriebegänge zugeordnet ist, in der Weise, daß wechselweise die eine Kupplung die den Gängen 1, 3, 5 und Rückwärtsgang des Getriebes zugeordnete Getriebewelle und die andere Kupplung die den Gängen 2, 4 und 6 des Getriebes zugeordnete Getriebewelle antriebsmäßig mit dem Schwungrad des Motors verbindet. Einem schnellen und mindestens teilweise selbsttätigen Gangwechsel ist dabei eine sowohl in Aufwärts- als auch in Abwärtsschaltrichtung durch ein mittels eines Stellmotors schrittweise verstellbares Schrittschaltwerk antreibbare und meist als Schaltwalze ausgebildete Schaltkulisse zugeordnet, mittels welcher die Verstellmittel, insbesondere Schaltgabeln, für die dem Einlegen der einzelnen Getriebegänge zugeordneten Gangschalt-Kupplungen angesteuert werden. Für einen raschen und zugkraftunterbrechungsfreien Gangwechsel ist bei solchen mit einer Doppelkupplungsanordnung ausgestatteten Getrieben das zeitliche Zusammenspiel der beiden Kupplungen, insbesondere die wechselweise Überschneidung des Aus- und Einrückvorganges der beiden wechselweise aus- und einzurückenden Kupplungen von ausschlaggebender Bedeutung. Dem prinzipiellen Ablauf nach kann die zeitliche Überschneidung beim wechselweisen Aus- und Einkuppeln der beiden Kupplungen durch Ausbildung und Verlauf der Steuernuten in der Schaltkulisse bzw. der Schaltwalze festgelegt und auch hinreichend exakt gesteuert werden, jedenfalls solange die Kupplungen keine aus Verschleißerscheinungen resultierenden Veränderungen der Stellwege der Ausrücklager aufweisen.
Aus der DE-PS 543 434 ist es zwar bei einem einfach aufgebauten Doppelkupplungsgetriebe mit außenliegender Verbindungsstange zum zwangsweisen wechselweisen Aus- und einrücken der beiden Kupplungen mit nur einem Betätigungselement, hier einem Handhebel, bekannt in die Verbindungsstange eine durch eine Mutter gebildete und zur Herbeiführung einer Verlängerung oder Verkürzung der Verbindungsstange geeignete Einstelleinrichtung einzuschalten, jedoch ist diese Einstelleinrichtung, mit Rücksicht auf die Tatsache, daß die vorgesehene Stellmutter nur mit Hilfe eines Werkzeuges verstellbar ist, lediglich zur Bewerkstelligung einer Grundeinstellung bzw. möglicherweise auch zur Bewerkstelligung einer Nachstellung bei eingetretenem Verschleiß aber jedesmal lediglich bei Ausführung der Arbeiten bei stillstehendem Fahrzeug und in einer Werkstatt geeignet.
Weiterhin ist aus der DE 30 37 990 A1 eine Doppelkupplungsanordnung bekannt, bei der zwei Getriebeantriebswellen vorgesehen sind. Mit der ersten Getriebeeingangswelle ist eine Kupplung verbunden, wobei analog mit der zweiten Getriebeeingangswelle eine zweite Kupplung verbunden ist. Für die Betätigung der beiden Kupplungen ist jeweils eine Betätigungsstange vorgesehen. Dabei ist die erste Betätigungsstange durch die als Hohlwellen ausgebildeten Getriebewellen hindurchgeführt. Die zweite Betätigungsstange bzw. Betätigungshülse ist um die äußere Getriebeantriebswelle angeordnet. Für die Nachstellung der beiden Betätigungsstangen wird jeweils eine Feder verwendet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde für ein mit einer Doppelkupplungsanordnung zum selbsttätigen und unter Last ausführbaren Schalten ausgestatteten Zahnräderwechselgetriebe eines Personenkraftwagens eine mit einem vergleichsweise geringen technischen Aufwand realisierbare, vom Fahrzeugführer, erforderlichenfalls auch während der Fahrt, betätigbare Einrichtung zum Ausgleichen des Verschleißes bzw. zum Nachstellen der beiden Kupplungen der Doppelkupplungsanordnung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst, wobei Merkmale einer zugleich zweckmäßig und vorteilhaft erscheinenden Ausgestaltungsform in den Unteransprüchen 2 bis 8 angegeben sind.
Die Lösung einer mit den Ausrückeinrichtungen der beiden Kupplungen zusammenwirkenden Verbindungsstange eine vom Fahrer willkürlich verstellbare Einrichtung zur Veränderung ihrer wirksamen Länge zuzuordnen und damit letztlich eine Einrichtung zur Verringerung des gegenseitigen Abstandes bzw. der Ausgangslage der den beiden Kupplungen zugeordneten Ausrücklager vorzusehen, ermöglicht es unter anderem auch einen möglicherweise auftretenden Verschleiß der beiden Kupplungen auszugleichen, insbesondere indem die Lage der beiden Ausrücklager dem jeweiligen Verschleißzustand der jeweiligen Kupplung entsprechend verändert wird, und zwar in der Weise, daß die beiden Ausrücklager näher an die zugeordnete Kupplung herangeschoben werden. Insbesondere resultiert aus einer solchen nachstellenden Verlagerung der Ausrücklager der Kupplungen eine gleichbleibende Hubhöhe der für das Aus- und Einrücken der Kupplungen erforderlichen Verstellbewegungen der Ausrücklager, so daß im Ergebnis ein stets gleichbleibendes Kupplungsspiel und damit vor allem eine stets gleichbleibende Schnelligkeit des Ein- und Auskuppelns erreicht wird, was insbesondere für Fahrzeuge, beispielsweise Rennfahrzeuge, bei denen einerseits die Kupplungen sehr hohen Beanspruchungen unterliegen andererseits aber auch eine äußerst präzise Ausführung von Gangwechseln erforderlich ist, von einem ganz besonderen Vorteil ist. Ein weiterer Vorteil gerade für Fahrzeuge, wie beispielsweise Rennfahrzeuge, ergibt sich ferner daraus, daß die Handhabe für das Mittel zur Verstellung der wirksamen Länge der Verbindungsstange und damit das Mittel zum Nachstellen der Kupplungen im normalen Griffbereich des Fahrers, insbesondere am Armaturenbrett des Fahrzeuges, angeordnet ist, wobei die Ausbildung der Handhabe als Zug-Drehknopf für eine Unterbringung unter den räumlich beengten Verhältnissen besonders in einem Cockpit besonders gut geeignet ist. Um dabei Fehlfunktionen und vor allem Fehlbetätigungen mit Sicherheit auszuschließen ist in der bevorzugten Ausbildungsweise vorgesehen, daß einerseits das Stellelement und andererseits der Zug-Drehknopf in ihrer jeweiligen Normallage mittels eines formschlüssigen Verzahnungseingriffes mit einem feststehenden Teil gesichert sind, wobei der Verzahnungseingriff des Zug-Drehknopfes und der Verzahnungseingriff der Verdrehsicherung des Stellelementes jeweils als Klauenverzahnung, jedoch als unterschiedlich grobe Klauenverzahnung ausgebildet sein können, vorzugsweise in der Weise daß die Klauenverzahnung des Zug-Drehknopfes gröber ist als die Klauenverzahnung der Verdrehsicherung des Stellelementes, so daß ein verdrehen des Zug-Drehknopfes erst möglich ist, wenn auch die die Verdrehsicherung des Stellelementes bildende Klauenverzahnung mit Sicherheit vollständig ausgehoben ist.
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beispielsbeschreibung anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles im Einzelnen beschrieben.
Es zeigen
1 eine mehr oder minder schematische Schnittdarstellung eines mit einer Doppelkupplungsanordnung ausgestatteten Zahnräderwechselgetriebe;
2 eine Schnittdarstellung der einen Kupplung mit der dieser zugeordneten Nachstelleinrichtung im vergrößerten Maßstab.
Das in seinem Aufbau in der 1 mehr oder minder schematisch dargestellte Zahnräderwechselgetriebe für einen Personenkraftwagen besitzt sechs Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang. Dem Gangwechsel des Zahnräderwechselgetriebes ist eine zwei jeweils als Lamellenkupplung ausgebildete Kupplungen 1 und 2 umfassende Doppelkupplungsanordnung und eine teils deren Betätigung und teils der Betätigung von die Schaltung der Gangräder 3 bis 8 des Zahnräderwechselgetriebes bewirkenden Schaltkupplungen 9 bis 12 zugeordnet. Eine Steuereinrichtung umfaßt eine Schaltwalze und ein von dieser beherrschtes Hydraulikventil, welches seinerseits die Druckmittelzufuhr zu einem doppelt wirkenden Hydraulikkolben 13 beherrscht. Der Hydraulikkolben 13 wirkt seinerseits gleichzeitig aber gegensinnig auf die Ausrückeinrichtung 14 der einen Kupplung 1 und die Ausrückeinrichtung 15 der anderen Kupplung 2 der Doppelkupplungsanordnung einwirkt. Zusätzlich zu der durch den doppelt wirkenden Hydraulikkolben 13 beherrschten wechselweisen Betätigung der den beiden Kupplungen 1 und 2 zugeordneten Ausrückeinrichtungen 14 und 15 ist bezüglich der den ungeraden Gängen des Zahnräderwechselgetriebes, d. h. den Gängen 1, 3, 5 und dem Rückwärtsgang zugeordneten Kupplung 2 eine mittels eines Pedales 16 vom Fahrzeugführer willkürlich ansteuerbare Überbrückungseinrichtung 17 zugeordnet. Die Ausrückeinrichtungen 14 und 15 sind untereinander identisch ausgebildet und umfassen jeweils ein Stellelement 18, 19 sowie ein auf dem jeweiligen Stellelement 18 bzw. 19 angeordnetes, jeweils durch zwei Schrägkugellager 20, 21 gebildetes Ausrücklager 22. Von den beiden Stellelementen 18 und 19 ist das dem Hydraulikkolben 13 benachbarte Stellelement 18 vom Hydraulikkolben 13 unmittelbar angetrieben, während das vom Hydraulikkolben 13 entfernt angeordnete Stellelement 19 mit dem Hydraulikkolben 13 über eine Verbindungsstange 23 in Antriebsverbindung steht. Die Verbindungsstange 23 ist mit dem Hydraulikkolben 13 über eine Verschraubung zugsicher verbunden und durch die als Hohlwellen ausgebildeten Getriebewellen 25 und 26 hindurchgeführt. Das das Ausrücklager 22 für die dem Schalten der geraden Gänge zugeordneten Kupplung 1 tragende Stellelement 19 ist mit der Verbindungsstange 23 mittels eines mehrgängigen Schraubgewindes 27 verbunden. Der Sicherung der Verschraubung 27 zwischen Verbindungsstange 23 und Stellelement 19 ist eine Platte 28 zugeordnet, welche mit dem Stellelement 19 über eine als Klauenverzahnung 29 ausgebildete Profilierung im formschlüssigen Eingriff steht. In ihrer Eingriffslage ist die Platte 28 dabei durch einen Entriegelungsschieber 30 gehalten, welcher seinerseits durch eine Druckfeder 31 belastet und mittels eines Seilzuges 32 entgegen der Last der Druckfeder 31 in eine die Platte 28 freigebende Entriegelungsstellung verstellbar ist. Der Betätigung des Seilzuges 32 ist ein an einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Armaturenbrett des Fahrzeuges angeordneter Zug-Drehknopf 33 vorgesehen. Der drehsicheren Festlegung des Zug-Drehknopfes 33 am Armaturenbrett ist mit einer eine Klauenverzahnung 34 aufweisenden Rastplatte 35 versehen, deren Profiltiefe doppelt so groß ist als die Profiltiefe der die Verschraubung 27 des Stellelementes 19 mit der Verbindungsstange 23 sichernden Platte 28. Mit der Klauenverzahnung 34 ist der Zug-Drehknopf 33 vermittels einer Feder 36 im Eingriff gehalten. Zur Bewerkstelligung einer Nachstellbewegung bzw. einer hierzu erforderlichen Verdrehbewegung des Stellelementes 19 gegenüber der Verbindungsstange 23 wird durch Vermittlung des Seilzuges 32 und des Entriegelungsschiebers 30 die die Verriegelung des Stellelementes 19 bewirkende Platte 28 durch Ziehen des Zug-Drehknopfes 33 entriegelt, so daß das Stellelement 19 gegenüber der Verbindungsstange 23 verdreht werden kann. Dem Verdrehen des Stellelementes 19 gegenüber der Verbindungsstange 23 ist ein weiterer mittels des Zug-Drehknopfes 33 antreibbarer Seilzug 37 zugeordnet, welcher einerseits in einer Umfangsrille 38 des Zug-Drehknopfes 33 und andererseits in einer Öse 39 einer auf dem Stellelement 19 angeordneten Schwenkhebelplatte 40 eingehängt ist, wobei im Weiteren an der Schwenkhebelplatte 40 ein Ende einer andererseits vermittels eines Schraubenbolzens 41 gegen das Kupplungsgehäuse 43 abgestützten Schraubenfeder 42 befestigt ist. Damit wird die für das Vorspannen der Schraubenfeder 42 und darüber hinaus die für das Verstellen des Stellelementes 19 gegenüber der Verbindungsstange 23 und somit letztlich die gesamte für das Nachstellen der Kupplungen erforderlich Kraft manuell vom Fahrzeugführer aufgebracht.

Claims

Doppelkupplungsanordnung für ein in Abhängigkeit von der Betätigung eines Gangwahlelementes selbsttätig und unter Last schaltbares Zahnräderwechselgetriebe eines Personenkraftwagens, deren beide jeweils als Lamellenkupplung ausgebildeten Kupplungen wechselweise am einen und am anderen Ende eines quer zur Fahrtrichtung ausgerichteten Getriebegehäuses angeordnet sind und deren eine Kupplung dem Schalten der ungeraden und deren andere Kupplung dem Schalten der geraden Getriebegänge zugeordnet ist, wobei die dem Schalten der Gänge 1, 3, 5 und des Rückwärtsganges des Getriebes zugeordnete Kupplung als Anfahr- und Schaltkupplung ausgebildet ist, und wobei – die wechselweise gegensinnige Betätigung der beiden Kupplungen durch einen, in Abhängigkeit von der Betätigung eines Gangwahlelementes abwechselnd in der einen oder anderen Bewegungsrichtung beaufschlagbaren, doppeltwirkenden Hydraulikkolben (13) und eine von diesem antreibbare, gleichzeitig, jedoch in gegensinniger Wirkrichtung, mit der Ausrückeinrichtung jeder der beiden Kupplungen zusammenwirkende Verbindungsstange bewerkstelligt wird, wobei – die Verbindungsstange (23) durch die als Hohlwellen ausgebildeten Getriebewellen (25 und 26) hindurchgeführt ist, und – der mit den Ausrückeinrichtungen (14 und 15) beider Kupplungen (1 und 2) zusammenwirkenden Verbindungsstange (23) eine von Fahrer willkürlich verstellbare Einrichtung zur Veränderung ihrer wirksamen Länge und damit einer Verringerung des gegenseitigen Abstandes bzw. der Ausgangslage der den beiden Kupplungen (1 und 2) zugeordneten Ausrücklager (22) zugeordnet ist.
Doppelkupplungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsstange (23) ein mit dem Ausrücklager (22) der anderen Kupplung (1) zusammenwirkendes Stellelement (19) zugeordnet ist, welches zur Veränderung von deren wirksamer Länge mittels eines Schraubgewindes (27) axial verstellbar mit der Verbindungsstange (23) verbunden ist.
Doppelkupplungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (19) das Ausrücklager (22) der anderen Kupplung (1) trägt und über eine axial ausgerichtete Rastenanordnung, insbesondere eine Klauenverzahnung (29), formschlüssig mit einer ihrerseits drehsicher gegen das Kupplungsgehäuse (43) abgestützten, Verriegelungseinrichtung im lösbaren Eingriff steht, derart, daß ein axiales Verstellen der Verriegelungseinrichtung zu einer Freigabe der Rotierbarkeit des Stellelementes (19) führt.
Doppelkupplungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem das Ausrücklager (22) der anderen Kupplung (1) tragenden Stellelement (19) zugeordnete Verriegelungseinrichtung einen gegen eine Federlast axial verstellbar im Kupplungsgehäuse (43) angeordneten Entriegelungsschieber (30) und eine mit einer zur Klauenverzahnung des Stellelementes (19) komplementär ausgebildeten Profilierung, insbesondere einer Strinverzahnung, ausgestattete Platte (28) umfaßt und als Folge einer Axialbewegung der Platte (28) die Drehbeweglichkeit des Stellelementes (19) frei gibt.
Doppelkupplungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Erhöhung der Vorspannung einer die Drehbewegung des Stellelementes (19) in Richtung auf eine Verkürzung der wirksamen Länge der Verbindungsstange (23) bewirkenden Schraubenfeder (41) ein an einer auf dem Stellelement (19) angeordneten Schwenkhebelplatte (40) angreifender Seilzug (37) zugeordnet ist, welcher mittels eines am Armaturenbrett des Fahrzeuges angeordneten und vom Fahrer durch eine zusätzlich zu der dem Lösen der axial verstellbaren Verriegelungseinrichtung dienenden Verstellbewegung eines willkürlich verstellbaren Betätigungselementes antreibbar ist.
Doppelkupplungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das am Armaturenbrett des Fahrzeuges angeordnete Betätigungselement für die Verstellung der axial verstellbaren Verriegelungseinrichtung, Entriegelungsschieber (30) und Platte (28) sowie zugleich auch für die Erzeugung einer Vorspannung in der dem Stellelement (19) zugeordneten Feder (41) durch einen am Armaturenbrett des Fahrzeuges angeordneten Dreh- und Zugknopf (33) gebildet ist, welcher nach einem in axialer Richtung gerichteten Ausheben aus einer am Armaturenbrett des Fahrzeuges angeordneten Klauenverzahnung (34) in beiden Drehrichtungen verstellbar ist, wovon die Verstellung in einer Drehrichtung eine Erhöhung der Vorspannung der die Drehbewegung des Stellelementes in Richtung auf eine Verkürzung der wirksamen Länge der Verbindungsstange (23) beeinflussenden Schraubenfeder (41) bewirkt.
Doppelkupplungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahntiefe der der drehsicheren Verrastung des Dreh- und Zugknopfes (33) am Armaturenbrett zugeordneten Klauenverzahnung (34) größer, insbesondere doppelt so groß ist wie die Zahntiefe der der Klauenverzahnung (29) der drehsicheren Verrastung des Stellelementes (19) zugeordneten Platte (28).
Doppelkupplungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der am Armaturenbrett angeordnete axial verstellbare und drehbare Dreh-/Zugknopf (33) einerseits mit der axial verstellbaren Verriegelurigseinrichtung, Entriegelungsschieber (30) und Platte (28), des Stellelementes (19) und andererseits mit der auf dem Stellelement (19) angeordneten Schwenkhebelplatte (40) jeweils mittels eines eigenständigen Seilzuges (32 bzw. 37) in Antriebsverbindung steht.