DE19915522B4

DE19915522B4 - Kupplungsbetätigung

Info

Publication number: DE19915522B4
Application number: DE19915522A
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: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2019-04-08
Also published as: DE19915522A1

Abstract

Kupplungsbetätigung für eine einem in Abhängigkeit von der Betätigung eines Gangwahlelementes selbsttätig und unter Last schaltbarem Zahnräderwechselgetriebe eines Personenkraftwagens zugeordnete Doppelkupplungsanordnung, deren eine Kupplung dem Schalten der ungeraden und deren andere 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, wobei dem selbsttätigen Gangwechsel eine schrittweise verstellbare Schaltkulisse und der Betätigung jeder der beiden Kupplungen jeweils eine in Abhängigkeit vom Gangwechsel ansteuerbare Ausrückeinrichtung zugeordnet ist, wobei der automatisch ansteuerbaren Ausrückeinrichtung (15) der einen, dem Schalten der ungeraden Gänge (6, 7, 8) zugeordneten Kupplung (2) eine willkürlich betätigbare Übersteuerungseinrichtung (17) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersteuerungseinrichtung (17) ein Antriebselement (24) aufweist, das seinerseits zweiteilig ausgebildet ist und einerseits eine...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungsbetätigung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 für eine einem unter Last schaltbarem Zahnräderwechselgetriebe eines Personenkraftwagens zugeordnete Doppelkupplungsanordnung.
Mittels einer Doppelkupplungsanordnung unter Last schaltbare Zahnräderwechselgetriebe für Personenkraftwagen sind an sich, beispielsweise aus der DE-OS 30 37 990 bekannt, wobei vorgesehen ist, 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. Dem selbsttätigen Gangwechsel ist dabei eine sowohl in Aufwärts- als auch in Abwärtschaltrichtung 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. Das den Gangwechsel realisierende, wechselweise Ein- und Ausrücken der beiden Kupplungen der Doppelkupplungsanordnung erfolgt dabei über ein vermittels einer besonderen Steuernut in der Schaltkulisse bzw. der Schaltwalze ansteuerbares Hydraulikventil für die wechselweise Beaufschlagung eines Antriebskolbens für die gegensinnige Betätigung der Ausrückeinrichtungen der beiden Kupplungen der Doppelkupplungsanordnung in der Weise, daß dem Umschalten des Ganges folgend die beiden Kupplungen der Doppelkupplungsanordnung gegensinnig geschlossen und geöffnet werden. Dabei wird die der mit dem neu eingelegten Gang zugeordnete Getriebewelle mit dem Schwungrad des Motors verbunden und zugleich oder unmittelbar anschließend die dem bisher eingelegten Gang zugeordnete Getriebewelle von der Antriebsverbindung mit dem Schwungrad des Motors gelöst, so dass sich, wenn auch unter Inkaufnahme einer gewissen vorübergehenden Verspannung im Getriebe ein zugkraftunterbrechungsfreier Antrieb des Fahrzeuges ergibt. Solche mit einer Doppelkupplungsanordnung ausgestatteten Gangschalteinrichtungen von Zahnräderwechselgetrieben ermöglichen zwar im Fahrbetrieb ein zumindest halbautomatisches und zugkraftunterbrechungsfreies Schalten der einzelnen Getriebegänge, sind aber andererseits mit dem grundsätzlichen Nachteil behaftet, dass das Einlegen des ersten oder des Rückwärtsganges bei laufendem Motor zwangsweise zum Abwürgen des Motors führt, da sich die der dem ersten Gang zugeordneten Getriebewelle zugeordnete Kupplung systembedingt in der Schließlage befindet.
Aus der DE 33 09 869 C2 ist ein mehrgängiges Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer Doppelkupplungsanordnung bekannt, bei der von den beiden unter Last schaltbaren Kupplungen in an sich bekannter Weise die eine mit einer sie in Kupplungsstellung haltender Feder und die andere mit einer im Sinne des Lösen der Kupplung wirkenden Feder versehen ist, wobei beide Kupplungen durch ein Druckmittel betätigbar sowie außerdem mittels eines Kupplungspedals gemeinsam lösbar sind, so dass das Kupplungspedal im Ausrücksinn mittels eines Gestänges auf die eine Kupplung und mittels eines Ventils auf die andere Kupplung wirkt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde bei einem in Abhängigkeit von der Verstellung eines Gangwahlelementes, insbesondere eines Schalthebels vermittels einer Doppelkupplungsanordnung selbsttätig und unter Last schaltbaren Zahnräderwechselgetriebe für Personenkraftwagen die Kupplungsbetätigung in einer solchen Weise weiterzubilden, dass ein Abwürgen des Motors beim Einlegen des ersten bzw. des Rückwärtsganges mit Sicherheit vermieden und gleichzeitig ein weiches Einrücken der Kupplung gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst, wobei Merkmale einer zugleich zweckmäßig und vorteilhaft erscheinenden Ausgestaltungsform in den Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben sind.
Der Einsatz einer willkürlich betätigbaren Übersteuerungseinrichtung lediglich für die Ausrückeinrichtung der den ungeraden Gängen, also insbesondere auch dem ersten und dem Rückwärtsgang zugeordneten Kupplung der Doppelkupplungsanordnung, ermöglicht es auf der einen Seite vom Prinzip her eine unempfindlich ausgebildete und mit einem geringen Steuerungsaufwand beherrschbare Ausbildung der Ausrückeinrichtungen zum wechselweisen Ein- und Ausrücken der beiden Kupplungen beizubehalten, gewährleistet aber auf der anderen Seite auch ein sicheres und ruckfreies Anfahren sowohl im ersten Vorwärtsgang als auch im Rückwärtsgang. Eine einen besonders geringen baulichen Aufwand erfordernde Ausbildung einer Übersteuerungseinrichtung für die dem ersten und dem Rückwärtsgang zugeordneten Kupplung ergibt sich dabei daraus, daß das dieser Kupplung der Doppelkupplungsanordnung zugeordnete Ausrücklager von einem topfförmig gestalteten Ringkörper übergriffen ist, welcher einerseits über einen radial nach innen gerichteten, den Bodenteil der Topfform bildenden Flansch zwischen die Druckseite des Ausrücklagers und den auf die Tellerfeder der Kupplung wirkenden Ausrückring eingreift und andererseits über einen gleichfalls radial nach innen gerichteten Druckring von einem seinerseits mit einer willkürlich antreibbaren Antriebseinrichtung, beispielsweise einem Kupplungspedal antreibbaren Antriebselement koaxial zum Ausrücklager verstellbar ist. Eine besonders vorteilhafte, weil wenig aufwendig realisierbare Ausbildung umfaßt dabei ferner eine zweiteilige Gestaltung des Antriebselementes, dahingehend, daß ein erster aus einer in Umfangsrichtung gerichteten Antriebsbewegung eine axial gerichtete Bewegung erzeugender Teil des Antriebselementes durch eine in einem vorzugsweise mehrgängigen und im Kupplungsgehäuse ausgebildeten Muttergewinde aufgenommene Spindel und ein zweiter Teil von diesem ersten Teil angetriebener, ausschließlich axial verstellbarer Teil durch einen auf den Druckring des das Ausrücklager der ersten Kupplung übergreifenden Ringkörpers wirkenden Stößel gebildet ist.
Insgesamt zeichnet sich die erfindungsgemäße Gestaltungsweise einer willkürlich betätigbaren Überbrückungseinrichtung für die dem ersten und dem Rückwärtsgang zugeordnete Kupplung der Doppelkupplungsanordnung durch einen geringen technischen Aufwand und eine sichere Funktionsweise aus, wobei die Umwandlung der radial auszuübenden Ausrückkraft in eine axial gerichtete Schubkraft mittels eines Spindeltriebes ein von der Betätigungsweise des Kupplungspedales weitgehend unabhängiges ruckfreies und kontinuierliches Einrücken der Kupplung gewährleistet.
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 der einen Kupplung zugeordneten Betätigungs- und Überbrückungseinrichtung im vergrößerten Maßstab, bei eingerückter Kupplung;
3 eine Schnittdarstellung der der einen Kupplung zugeordneten Ausrück- und Überbrückungseinrichtung im vergrößerten Maßstab, bei ausgerückter Kupplung.
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 Kupplungen 1 und 2 umfassende Kupplungsanordnung – Doppelkupplung – und eine teils deren Betätigung und teils der Betätigung von die Schaltung der Gangräder 3 bis 8 des Zahnräderwechselgetriebes bewirkenden Schaltkupplungen 9 bis 12 zugeordnete, durch eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Schaltkulisse, vorzugsweise eine Schaltwalze, gebildete und vermittels eines Schrittschaltwerkes durch Betätigung eines gleichfalls nicht näher gezeigten Schalthebels, insbesondere eines vom Fahrzeugführer willkürlich in einer Vorwärts- und einer Rückwärtsfahrtrichtung beweglichen Schalthebels, beeinflußbare Steuereinrichtung aufweist.
Die Steuereinrichtung umfaßt dabei eine Schaltwalze und ein von dieser beherrschtes Hydraulikventil welches seinerseits die Druckmittelzufuhr zu einem doppelt wirkenden Hydraulikkolben 13 beherrscht welcher seinerseits gleichzeitig aber gegensinnig 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 der einen, im gezeigten Ausführungsbeispiel als Lamellenkupplung ausgebildeten Kupplung 2 zugeordnete Überbrückungseinrichtung 17 umfaßt einen die Ausrückeinrichtung 15 übergreifenden und vermittels eines radial nach innen gerichteten Flansches 18 zwischen die Druckplatte 19 der Ausrückeinrichtung 15 und den die die Druckplatte 20 der Kupplung 2 beaufschlagende Tellerfeder 21 verstellenden Ringkörper 22 eingreifenden Ring 23 und ein mehrteilig ausgebildetes, durch das Pedal 16 vom Fahrzeugführer willkürlich verstellbares Antriebselement 24. Das Antriebselement 24 seinerseits besteht aus einem über ein im Deckelbereich 25 ausgebildeten Muttergewinde 26 und einer mit diesem im Eingriff stehenden, drehanrtreibbaren Spindel 27 sowie einem axial verstellbaren Stößel 28, welcher seinerseits in axialer Richtung auf eine mit dem Ring 23 verbundene radial nach innen gerichtete Ringdruckplatte 29 wirkt. Der seinerseits als Ringkörper ausgebildete Stößel 28 greift in eine axial gerichtete Ringausnehmung 30 der Spindel 27 ein. In der Ringausnehmung 30 der Spindel 27 ist der Stößel 28 vermittels einer Anordnung von Radiallagern 31 abgestützt. Die Spindel 27 ist ferner durch eine als Schraubenfeder ausgebildete und in einer zu der den Stößel 28 aufnehmenden Ringausnehmung 30 konzentrisch angeordneten Ringausnehmung 32 angeordnete Rückstellfeder 33 beaufschlagt. Die Antriebsverbindung der Spindel 27 mit dem vom Fahrer willkürlich betätigbaren und an der Fahrzeugkarosserie vermittels eines üblichen Schwenklagers abgestützten Pedal 16 besteht aus einem Seilzug 34, welchem an der Spindel 27 eine radial zu deren Drehachse ausladend angeordnete Einhängeöse 35 zugeordnet ist.

Claims

Kupplungsbetätigung für eine einem in Abhängigkeit von der Betätigung eines Gangwahlelementes selbsttätig und unter Last schaltbarem Zahnräderwechselgetriebe eines Personenkraftwagens zugeordnete Doppelkupplungsanordnung, deren eine Kupplung dem Schalten der ungeraden und deren andere 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, wobei dem selbsttätigen Gangwechsel eine schrittweise verstellbare Schaltkulisse und der Betätigung jeder der beiden Kupplungen jeweils eine in Abhängigkeit vom Gangwechsel ansteuerbare Ausrückeinrichtung zugeordnet ist, wobei der automatisch ansteuerbaren Ausrückeinrichtung (15) der einen, dem Schalten der ungeraden Gänge (6, 7, 8) zugeordneten Kupplung (2) eine willkürlich betätigbare Übersteuerungseinrichtung (17) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersteuerungseinrichtung (17) ein Antriebselement (24) aufweist, das seinerseits zweiteilig ausgebildet ist und einerseits eine von einer Pedalanordnung mittels eines Zugmittels (34) drehantreibbare, in einem Muttergewinde (26) im Gehäusedeckel (25) des Kupplungsgehäuses aufgenommene Spindel (27) und andererseits einen von dieser angetriebenen, axial verstellbaren Stößel (28) umfasst.
Kupplungsbetätigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der Ausrückeinrichtung (15) der einen Kupplung (2) zugeordnete willkürlich betätigbare Übersteuerungseinrichtung (17) einen die Ausrückeinrichtung (15) übergreifenden, auf den Stellring (22) für das Ausrücken der Kupplung (2) wirkenden Ringkörper (23) und das diesem zugeordnete, mittels der Pedalanordnung verstellbare Antriebselement (24) umfasst.
Kupplungsbetätigung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die Übersteuerungseinrichtung (17) bildende Ringkörper (23) einerseits mittels eines radial nach innen gerichteten Flansches (18) zwischen die Druckplatte (19) der automatisch betätigbaren Ausrückeinrichtung (15) und den Stellring (22) für das Ausrücken der Kupplung (2) eingreift und andererseits mittels einer Druckplatte (29) vom Antriebselement (24) beaufschlagt ist.
Kupplungsbetätigung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die das eine Teil des Antriebselementes (24) bildende Spindel (27) einerseits von einer innenliegend angeordneten und als Schraubenfeder ausgebildeten Rückstellfeder (33) beaufschlagt ist sowie andererseits mit einer radial ausladenden Einhängeöse (35) für das sie antriebsmäßig mit der Pedalanordnung (16) verbindende Zugmittel (34) ausgestattet ist.
Kupplungsbetätigung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (28) des Antriebselementes (24) seinerseits als Ringkörper ausgebildet ist und in einen in der Spindel (27) ausgebildeten, zur Spindelachse konzentrisch angeordneten Ringraum (30) eingreifend angeordnet sowie innerhalb der Spindel (27) in radialer Richtung über als Radiallager ausgebildete Kugellager (31) abgestützt ist.
Kupplungsbetätigung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pedalanordnung durch ein Kupplungspedal (16) und das dieses mit dem Antriebselement (24) verbindende Zugmittel (34) durch einen Seilzug gebildet sind.