DE19964461B4

DE19964461B4 - Mehrfach-Kupplungssystem für ein Getriebe

Info

Publication number: DE19964461B4
Application number: DE19964461A
Authority: DE
Inventors: Harald Merkel; Thomas Edward Jun. Braford
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2013-02-21
Anticipated expiration: 2019-05-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein modulares Mehrfach-Kupplungssystem (1a), welches eine einer ersten Getriebeeingangswelle (8) zugeordnete erste Kupplung (4) und eine einer zweiten Getriebeeingangswelle (9) zugeordnete zweite Kupplung (5) aufweist und in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang zwischen einer Antriebseinheit (6) und einem Getriebe (2) anordnbar ist, wobei das modulare Kupplungssystem komplett vorfertigbar und vormontierbar ist und als komplett vorgefertigte und vormontierte Baueinheit (1a) zwischen der Antriebseinheit (6) und dem Getriebe (2) montierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Doppelkupplungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit einem derartigen Doppel-Kupplungssystem.
Es sind zahlreiche Doppelkupplungssysteme bekannt geworden, bei der eine der Kupplungen für den Anfahrbetrieb, und beide Kupplungen zum Gangwechsel für einen Lastschaltbetrieb im übergehenden Wechsel betätigbar sind.
DE 35 26 630 A1 beschreibt eine Doppelkupplung zum wechselweisen Kuppeln einer Zentralwelle und einer zu ihr konzentrischen Hohlwelle. Diese Doppelkupplung ist für ein Geschwindigkeitswechselgetriebe eines Kraftfahrzeuges bestimmt. Dabei ist eine mit der Zentralwelle verbundene Kupplungsscheibe von der einen Seite her, und eine mit der Hohlwelle verbundene Kupplungsscheibe von der anderen Seite her an eine Platte des umlaufenden Kupplungsgehäuses andrückbar. Die Kupplung ist motorseitig an eine Motorkurbelwelle anflanschbar.
DE 43 32 466 A1 beschreibt eine Doppel-Lamellenkupplung, umfassend ein angetriebenes, umlaufendes Gehäuse. Auch hierbei sind die beiden Innenlamellen-Sätze mit einem jeweils separaten Nabenteil drehfest verbunden. Das eine Nabenteil ist drehfest auf einer Welle angeordnet, und das andere Nabenteil drehfest auf einer hierzu konzentrischen Hohlwelle. Die beiden Kupplungen sind ineinander verschachtelt, so dass die eine Kupplung die andere umschließt, um den axialen Bauraum zu verringern.
Das genannte Doppelkupplungsprinzip mit einer Hohlwelle und einer hiervon umschlossenen Innenwelle lässt sich vorteilhaft bei Vorgelege-Stufengetrieben anwenden. Insbesondere lassen sich hierdurch die Schaltstöße beim Gangwechsel bis auf Null minimieren, und Zugkraftunterbrechungen vermeiden.
Mehrfach-Kupplungssysteme der genannten Art sind dennoch verbesserungsbedürftig. So wird es als nachhaltig empfunden, dass sie sich nicht für eine größere Anzahl von Getriebetypen- und Bauarten verwenden und mit diesen kombinieren lassen. Dem steht unter anderem entgegen, dass zahlreiche Hilfsaggregate wie Ölpumpen, Filter, Öl-Vorratsbehälter, Sensorik, Magnetventile, Schieberkasten, elektronische Steuerung über das ganze Getriebe verteilt sind.
Aus der DE 40 14 471 A1 ist eine Einscheibenkupplung bekannt, bei der zur Einstellung der Vorspannkraft der Kupplungshauptfeder die Kupplung vormontiert und das Kupplungsgehäuse plastisch verformt wird. Das so erhaltene Kupplungsmodul wird an die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angeschraubt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrfach-Kupplungssystem der eingangs beschriebenen Art derart zu gestalten, dass es eine weitgehende autarke Einheit bildet, die sich mit einer Mehrzahl von nach Bauart und Größe unterschiedlichen Getrieben ohne großen Aufwand kombinieren lässt, und die außerdem zu einer Verringerung von Bauraum, Gewicht und Herstellungskosten führt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Damit haben die Erfinder eine intelligente Auswahl aus der Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten gefunden. Das erfindungsgemäße System stellt eine modulare Baueinheit dar. Es umfasst wenigstens die wichtigsten oder alle der genannten Hilfsaggregate, die zuvor über das ganze Getriebe verstreut waren. Es lässt sich vor allem bei Handschaltgetrieben einsetzen. Durch die drehfeste Vereinigung einer der beiden Schwungmassen des Torsionsschwingungsdämpfers mit der Glocke der einen der beiden Kupplungen und den damit verbundenen Bauteilen wird eine besonders große wirksame Schwungmasse geschaffen. Die Baueinheit ist komplett vorfertigbar, vormontierbar und vorprüfbar, so dass sie an den Getriebehersteller oder den Fahrzeughersteller mit einem Qualitätszertifikat ausgeliefert werden kann.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen Folgendes dargestellt:
1 zeigt eine erfindungsgemäße Doppel-Lamellenkupplungs-Baueinheit mit zugehörendem Vorgelege-Stufengetriebe.
2 zeigt die erfindungsgemäße Baueinheit von 1, jedoch in einer vergrößerten Darstellung.
3 ist eine Draufsicht auf den Gegenstand von 2 von der Motorseite her gesehen.
4 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Baueinheit mit zugehörendem Getriebe.
Der in 1 gezeigte Gegenstand umfaßt das erfindungsgemäße Doppelkupplungssystem 1, zusammenmontiert mit dem Vorgelege-Stufengetriebe 2. Das System 1 umfaßt als wichtige Bauteile einen Torsionsschwingungsdämpfer 3, eine radialinnere Lamellenkuppkung 4 sowie eine radialäußere Lamellenkupplung 5. Die beiden Kupplungen 4, 5 sind ineinander geschachtelt. Sie sind in axialer Richtung geringfügig gegeneinander versetzt. Das Maß des Versatzes könnte aber auch ein anderes sein. So könnten sich die beiden Kupplungen 4, 5 in axialer Richtung völlig überdecken, oder im Gegensatz hierzu axial völlig auseinander liegen.
Man erkennt innerhalb der erfindungsgemäßen Doppelkupplungseinheit 1 einen Raum 1.2. Dieser ist flüssigkeitsdicht abgeschlossen, und zwar vor allem durch die Wand 1.1 der Kupplungseinheit 1 sowie durch eine Trennwand 1.3. Im Raum 1.2 befinden sich – hier nicht dargestellt – sämtliche Hilfsaggregate wie die Ölpumpe mit Filter, die elektronische Regeleinrichtung, die Magnetventile und die Schieber zum Einstellen oder Regeln der Ölmenge, das Ölreservoir und gegebenenfalls andere Bauteile.
Man erkennt einen Flansch 6, in welchen Drehmoment von einem Verbrennungsmotor eingeleitet wird. Der Flansch 6 ist drehfest mit einem Schwungrad 7 verbunden. Er ist außerdem drehfest mit der einen Schwungmasse 3.1 des Torsionsschwingungsdämpfers 3 verbunden. Die zweite Schwungmasse 3.2 ist über Federn 3.3 in Umfangsrichtung gegenüber der ersten Schwungmasse 3.1 winkelbegrenzt verdrehbar.
Wie man ferner sieht, umfassen die beiden Lamellenkupplungen jeweils Innenlamellen 4.1, 5.1 und Außenlamellen 4.2, 5.2. Die Innenlamellen 4.1 der radialinneren Kupplung sind über eine Nabe 4.3 mit einer Hohlwelle 8 drehfest verbunden. Die Innenlamellen 5.1 der Außenkupplung 5 sind über eine Nabe 5.4 mit einer Innenwelle 9 drehfest verbunden. Die Innenwelle 9 ist von der Hohlwelle 8 umschlossen.
Ein wichtiges Merkmal besteht darin, daß die Glocke 5.3 der Außenkupplung 5 mit der zweiten Schwungmasse 3.2 des Torsionsschwingungsdämpfers drehfest verbunden ist. Die zweite Schwungmasse 3.2 des Torsionsschwingungsdämpfers wird hierdurch sehr stark vergrößert, so daß ein Effekt ähnlich einem Zweimassenschwungrad erzeugt wird.
Das Getriebe 2 bedarf keiner Beschreibung im einzelnen, da es nicht Gegenstand der eigentlichen Erfindung ist. Man erkennt das Getriebegehäuse 2.1, ein Differential 2.2 sowie die Getriebe-Abtriebswelle 2.3.
In 2 ist das erfindungsgemäße Doppelkupplungssystem 1 nochmals für sich alleine dargestellt.
Bei der Darstellung gemäß 3 erkennt man die folgenden Bauteile:
zwei Getriebewellen 2.5, 2.6, eine Ölpumpe 20, einen Schieberkasten 21, Elektromagnetventile 22, 23, 24, 25, einen Hydraulikschieber 26, ein Antriebsrad 27 für die Ölpumpe 20.
Bei dem in 4 dargestellten Schema erkennt man wiederum die beiden Kupplungen 4 und 5, die Hohlwelle 8 und die Innenwelle 9, sowie Zahnradsätze 30–34.

Claims

Doppel-Kupplungssystem (1a), welches – eine einer ersten Getriebeeingangswelle (8) zugeordnete erste Lamellen-Kupplung (4) – und eine einer zweiten Getriebeeingangswelle (9) zugeordnete zweite Lamellen-Kupplung (5) aufweist – und in einem Kraftfahrzeug-Antriebsstrang zwischen einer Antriebseinheit (6) und einem Getriebe (2) anordbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungssystem eine modulare Baueinheit (1a) darstellt, komplett vorgefertigt und vormontiert und an wenigstens einer der Getriebeeingangswellen (8, 9) axial abgestützt ist.
Doppel-Kupplungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Komponente (40) des Kupplungssystems (1a) eine Axial-Abstützungseinrichtung (40) aufweist, mittels welcher eine Axialabstützung in Richtung Getriebe (2) vermittelbar ist.
Doppel-Kupplungssystem nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswellen (8, 9) als Hohlwelle (8) und Innenwelle (9) ausgeführt sind.
Doppel-Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Torsionsschwingungsdämpfer (3) integriert ist.
Doppel-Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Axialabstützung des Kupplungssystems (1a) in Richtung zur Antriebseinheit (6) unter Vermittlung eines die Ausgangsseite triebseinheit (6) unter Vermittlung eines die Ausgangsseite der zweiten Kupplung (5) bildenden Innenlamellenträgers (5.4) vorgesehen ist.
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang aufweisend eine Antriebseinheit (6) und ein Getriebe (2) dadurch gekennzeichnet ein Doppel-Kupplungssystem (1a) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine gegenüber dem Kupplungssystem (1a) gesonderte Axial-Abstützungseinrichtung (41, 42) vorgesehen ist, vorzugsweise eine mittels eines Sprengringes (41) gesicherte Stützscheibe (42), welche vorzugsweise eine Axialabstützung in Richtung Antriebseinheit (6) vermittelt.
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gesonderte Axial-Abstützeinrichtung (41, 42) gegenüber dem modularen Kupplungssystem (1a) nachträglich montierbar ist.
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungssystem (1a) getriebeseitig an- oder aufsteckbar ist.
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungssystem (1a) in Richtung zur Antriebseinheit (6) unter Vermittlung einer Getriebeeingangswelle (9) axial abgestützt oder abstützbar ist.
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse vorgesehen ist, welches eine Wand (1.1) aufweist, die einen Raum (1.2) definiert, in welchem das Kupplungssystem (1a) anordbar ist.
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungssystem (1a) in Richtung zum Getriebe (2) unter Vermittlung der Wand (1.1) abgestützt oder abstützbar ist.
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungssystem (1a) axial sicherbar ist, vorzugsweise mittels eines Sprengringes (41).
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Torsionsschwingungsdämpfer (3) mit einer der Kupplungen (5) und der Antriebseinheit (6) verdrehfest verbunden ist.
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine deckelartige Verschlusswandung (13) vorgesehen ist, welche den Raum (1.2) für das Kupplungssystem (1a) verschließt.
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusswandung (13) eine Öffnung (45) für eine Nabe (44) des Torsionsschwingungsdämpfers (3) aufweist.
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nabe (50) des Innenlamellenträgers (5.4) eine Radialabstützung für das Kupplungssystem (1a) vermittelt.
Kraftfahrzeug-Antriebsstrang nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (50) des Innenlamellenträgers (5.4) bei der Montage des modularen Kupplungssystems (1a) zwischen Antriebseinheit (6) und Getriebe (2) auf die zweite Getriebeeingangswelle (9) aufsteckbar und danach in Axialrichtung zur Antriebseinheit (6) abgestützt oder abstützbar ist, ohne dass hierzu die Demontage eines oder mehrerer Teile des Kupplungssystems (1a) erforderlich ist.