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Die
Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, insbesondere
für Kraftfahrzeuge,
umfassend mindestens eine Kupplung, die zwischen einer Motorwelle
und einer getriebenen Welle, beispielsweise einer Eingangswelle
eines Getriebes, montiert ist, und Mittel zur Betätigung der
Kupplung, welche einen Hydraulikzylinder umfassen.
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In
einer Vorrichtung dieses Typs können
die Betätigungsmittel
der Kupplung durch Bewegung oder Druck einer Hydraulikflüssigkeit
gesteuert werden. Die Drucksteuerung ist a priori einfacher, da
es ausreicht, den Hydraulikversorgungsdruck des Kolbens zu modulieren,
um die Funktion zu verändern, d.h.
den Anpressdruck der Kupplung. Allerdings können sich Schwierigkeiten am
Beginn der Betätigung ergeben,
da die Steuerung der Kupplung auf Basis eines Hydraulikdrucks gleich
Null nicht linear auf Grund der Spielnachstellung und der Leerläufe und der
Unterspannungsetzung der Vorrichtung ist. Es ist somit schwierig,
eine feine und progressive Steuerung des Beginns der Betätigung der
Kupplung unter diesen Bedingungen durchzuführen.
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Die
Erfindung soll insbesondere eine einfache, wirksame und wirtschaftliche
Lösung
für dieses Problem
bieten.
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Sie
schlägt
zu diesem Zweck eine Drehmomentübertragungsvorrichtung
für Kraftfahrzeuge
vor, umfassend mindestens eine Kupplung, die zwischen einer Motorwelle
und einer getriebenen Welle, wie beispielsweise einer Eingangswelle
eines Getriebes, montiert ist, und Betätigungsmittel der Kupplung, welche
einen Hydraulikzylinder umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die
Betätigungsmittel
der Kupplung durch Hydraulikdruck gesteuert werden, und dass die
Vorrichtung Druckausgleichsmittel umfasst, die auf die Betätigungsmittel
einwirken, um sich der Betätigung
der Kupplung ausgehend von einer Ruheposition zu widersetzen, wenn
der Steuerdruck des Hydraulikzylinders geringer als ein vorbestimmter
Schwellenwert ist.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
hat die Erhöhung
des Steuerdrucks des Hydraulikzylinders ausgehend von einem Wert
gleich Null keinerlei Wirkung auf die Betätigungsmittel der Kupplung,
sondern ermöglicht
es, die Spiele zu beseitigen und die Leerläufe nachzustellen, und die
Vorrichtung unter Spannung zu setzen. Sobald der Steuerdruck des Hydraulikzylinders
größer als
der vorgenannte Schwellenwert ist, beginnt die Betätigung der
Kupplung, und es ist nun möglich,
progressiv und auf sehr feine Weise die Funktion der Kupplung durch
eine entsprechende Änderung
des Steuerdrucks zu steuern, wobei das Steuergesetz der Kupplung
nun ungefähr
linear ist.
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Vorzugsweise
wirkt der Zylinder auf die Kupplung durch einen Kupplungsanschlag
oder mechanische Bewegungsumsetzungsmittel, die einen Kupplungsanschlag
umfassen, ein.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Druckausgleichsmittel
elastische Mittel.
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Dies
ermöglicht
es insbesondere, diesen Druckausgleich auf besonders einfache und
wirtschaftliche Weise durchzuführen.
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Bei
einer ersten Ausführungsart
der Erfindung umfassen die Ausgleichsmittel eine Feder, die von
dem vorgenannten Zylinder getragen wird und sich der Wirkung dieses
Zylinders auf die Kupplung widersetzt.
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Vorzugsweise
ist diese Feder zwischen dem Zylinder und dem Kolben des Hydraulikzylinders montiert
und stellt sich der Verschiebung des Kolbens im Zylinder durch den
Steuerdruck entgegen, solange dieser unter dem vorgenannten Schwellenwert
bleibt.
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Bei
einer weiteren Ausführungsart
der Erfindung umfasst die Kupplung eine ringförmige Membranfeder herkömmlichen
Typs, die auf den Kolben des Zylinders einwirkt und die Druckausgleichsmittel bildet.
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Bei
einer weiteren Ausführungsart
der Erfindung umfasst die Kupplung eine Druckplatte, die mit einer
Kupplungsscheibe zusammenwirkt, und Federmittel zur Rückstellung
der Druckplatte in eine Ruheposition oder inaktive Position, wobei
diese Federmittel Teil der vorgenannten Druckausgleichsmittel sind.
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Diese
Federmittel umfassen beispielsweise einen Ringfeder, der zwischen
der Druckplatte und einem festen Element, wie beispielsweise dem
Deckel der Kupplung oder auch den elastisch verformbaren Umfangs-
oder Tangentialzungen zur Rückstellung
der Druckplatte in eine Ruheposition oder inaktive Position.
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Vorzugsweise,
wenn die Druckausgleichsmittel von einer ringförmigen Membranfeder oder einer
Ringfeder gebildet sind, ist die Belastungskurve der Membranfeder
oder der Ringfeder wenig ausgeprägt.
Die von dieser Membranfeder oder dieser Ringfeder oder von den anderen
Druckausgleichsmitteln entwickelte Kraft ist vorzugsweise kontinuierlich
mit dem Hub des Kolbens des Zylinders ausgehend von der Ruheposition
der Kupplung ansteigend.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung umfasst diese Vorrichtung Mittel
zur Erfassung der Verschiebung des Kolbens des vorgenannten Hydraulikzylinders,
wobei diese Erfassungsmittel beispielsweise induktiven Typs sind
und eine von der Walze des Zylinders getragene Spule und ein vom Kolben
des Zylinders getragenes Induktionselement sowie Mittel zum Messen
eines elektrischen Stroms, der durch die Spule fließt, umfassen.
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Diese
Mittel ermöglichen
es, die Verschiebung des Kolbens des Hydraulikzylinders, die sich aus
den Änderungen
des hydraulischen Steuerdrucks dieses Zylinders ergibt, zu verfolgen.
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Bei
einer besonderen Ausführungsart
der Erfindung ist der Zylinder ringförmig und umfasst zwei koaxiale
zylindrische Wände
mit unterschiedlichem Durchmesser, die sich um die getriebene Welle
erstrecken, und zwischen denen der Kolben des Zylinders angeordnet
ist, wobei dieser Kolben in Translation auf der zylindrischen Innenwand
des Zylinders geführt
und vorzugsweise axial durch ein aufgesetztes Element, das auf dieser
zylindrischen Innenwand geführt
wird, verlängert
ist und Dichtungen umfasst, die auf diesem Element aufgesetzt oder
zwischen diesem und dem Kolben montiert sind.
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Die
Dichtungen sind U-förmig
oder Lippendichtungen, um eine dynamische Abdichtung zu verwirklichen.
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Nach
einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Lager,
das einen Axialanschlag zur Kraftaufnahme bildet, auf dem Zylinder
zwischen diesem und einem Deckel der vorgenannten Kupplung montiert.
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So
werden die Betätigungskräfte der
Kupplung, die sich aus der Steuerung des Hydraulikzylinders ergeben,
nicht mehr auf die Motorwelle und ihre Lager übertragen, sondern werden vom
Lager, das auf dem Hydraulikzylinder montiert ist, und auf dem der
Deckel der Kupplung abgestützt
ist, übernommen.
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Bei
einer besonders interessanten Ausführungsart der Erfindung umfasst
die Vorrichtung zwei Kupplungen, die parallel zwischen einem Schwungrad,
das drehend von der Motorwelle angetrieben wird, und zwei getriebenen
koaxialen Wellen, die die Eingangswellen eines automatisierten Getriebes
bilden, angeordnet sind, wobei die zwei Kupplungen vorgenannten
Typs sind und von durch Druck gesteuerten Hydraulikzylindern betätigt werden,
wobei die Vorrichtung Druckausgleichsmittel vorgenannten Typs umfasst,
die mit jeder Kupplung und jedem Steuerzylinder verbunden sind.
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Das
vorgenannte Schwungrad ist vorzugsweise ein flexibles Schwungrad.
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Bei
einer Variante umfasst die Vorrichtung ein doppeltes Dämpfungsschwungrad,
dessen primäres
Schwungrad mit der Motorwelle verbunden ist, und dessen sekundäres Schwungrad
das vorgenannte Schwungrad ist, das durch die Kupplungen mit den
getriebenen Wellen verbunden ist.
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In
diesem Fall kann das primäre
Schwungrad flexibel sein.
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Die
zwei Hydrauliksteuerzylinder der beiden Kupplungen können koaxial
und ineinander um getriebene Wellen angeordnet sein. Sie bilden
vorzugsweise in diesem Fall eine beweglich montierte oder auf dem
Gehäuse
des Getriebes zentriert montierte Einheit.
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Bei
einer Ausführungsvariante
können
diese beiden Zylinder einen ersten ringförmigen Zylinder umfassen, der
axial von den getriebenen Wellen durchquert wird und einen ringförmigen Flansch
umfasst, der einen zweiten Zylinder parallel zum ersten Zylinder
und eine mit Hilfe eines Kugelgelenks am ringförmigen Flansch angelenkte Gabel
trägt,
wobei diese Gabel mit dem Kolben des zweiten Zylinders verbunden
ist und auf Mittel zur Betätigung
der einen der beiden Kupplungen einwirkt.
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Die
Kupplungen können
ihrerseits zwei Druckplatten und zwei Reaktionsplatten umfassen, wobei
die Druckplatte einer Kupplung beispielsweise in ihrer Ruheposition
auf der Reaktionsplatte der anderen Kupplung aufliegt, oder diese
beiden Kupplungen können
eine einzige Reaktionsplatte, die den beiden Kupplungen gemeinsam
ist, und zwei Druckplatten umfassen, die beiderseits der Reaktionsplatte angeordnet
sind.
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Die
Erfindung wird besser verständlich
und weitere Merkmale, Details und Vorteile derselben gehen deutlicher
aus der Studie der nachfolgenden Beschreibung hervor, die als Beispiel
dient und sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht, wobei:
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1 eine
schematische Teilansicht im Axialschnitt von der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist;
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2 eine
halbe schematische Axialschnittansicht einer Ausführungsvariante
dieser Vorrichtung ist;
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3 eine
schematische Teilaxialschnittansicht im vergrößerten Maßstab von einer weiteren Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist;
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4 eine
schematische Teilaxialschnittansicht von einer weiteren Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist;
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5 eine
schematische Teilaxialschnittansicht ist, die Mittel zur Erfassung
der Verschiebungen der Kolben der Hydraulikzylinder der Kupplungen darstellen;
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6 eine
schematische Axialschnittansicht einer weiteren Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist.
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Es
wird zuerst auf 1 Bezug genommen, in der das
Bezugszeichen 10 das Ende einer Motorwelle bezeichnet,
die hier die Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs
ist, und auf der ein primäres
Schwungrad 11 mit Hilfe von Schrauben 12 befestigt
ist. Das primäre
Schwungrad 11 umfasst ein flexibles ringförmiges Blech 14,
dessen radial innerer Teil auf der Welle 10 durch die Schrauben 12 befestigt
ist, und dessen radial äußerer Teil
einen zylindrischen Absatz 16 umfasst, der sich in die
zur Welle 10 entgegen gesetzte Richtung erstreckt und einen
Startkranz 18 trägt.
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Der
radial äußere Teil
des ringförmigen Blechs 14 ist
mit einem Eingangselement eines Torsionsdämpfers 20 verbunden,
wobei dieses Eingangselement von zwei parallelen Führungsscheiben 22 gebildet
ist, die Fenster umfassen, in denen Spiralfedern 24 in
Umfangsanordnung um die Drehachse 26 der Vorrichtung vorgesehen
sind, wobei diese Federn mit einem Ausgangselement 28 des
Torsionsdämpfers
zusammenwirken, das von einem ringförmigen Flansch gebildet ist,
dessen innere Peripherie 30 mit Hilfe eines Gleitlagers 32 auf
einem auf der Motorwelle 10 zentrierten Zwischenstück 34 zentriert und
drehend geführt
wird.
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Die
radial äußere Peripherie
des ringförmigen
Flanschs 28 ist mit einer radialen ringförmigen Platte 36 verbunden,
die Teil eines sekundären Schwungrades
ist und eine Reaktionsplatte einer ersten Kupplung E1 bildet, die
es ermöglicht,
selektiv die Motorwelle 10 mit einer ersten getriebenen
Welle 38 zu verbinden, die eine Eingangswelle eines automatisierten
mechanischen Getriebes ist.
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Die
erste Kupplung E1 umfasst eine Kupplungsscheibe 40, die
an einer Nabe 42 befestigt ist, die drehfest mit einem
Ende der getriebenen Welle 38 verbunden ist, wobei die
Scheibe 40 Reibbeläge 44 trägt, die
dazu bestimmt sind, zwischen der Reaktionsplatte 36 und
einer Druckplatte 46 unter Steuerung eines Betätigungselements
festgeklemmt zu werden, das einen ersten Hydraulikzylinder 48,
der Ringform hat und sich axial um die erste getriebene Welle 38 erstreckt,
umfasst, wobei dieser Zylinder 48 auf die Druckplatte 46 mit
Hilfe eines Kupplungsanschlags, einer ringförmigen Membranfeder 50 und von
Schiebern 52 einwirkt, die parallel zur Drehachse 26 ausgerichtet
sind.
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Die
ringförmige
Membranfeder 50 ist auf einem Kupplungsdeckel 54 montiert,
der sich im Inneren des zylindrischen Absatzes 16 des primären Schwungrades
erstreckt und durch Schrauben auf der Reaktionsplatte 36 der
ersten Kupplung E1 befestigt ist.
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Die
ringförmige
Membranfeder 50 umfasst einen radial äußeren ringförmigen Teil 56, der
einen Ringfeder bildet, die auf dem Deckel 54 mit Hilfe
eines selbst feststellenden Ringes 58 befestigt ist und radiale
Finger 60 umfasst, die sich zur Drehachse erstrecken und
an ihrem Ende auf dem vorgenannten Kupplungsanschlag 62 zur
Anlage gelangen, der am Kolben 64 des Zylinders 48 befestigt
ist.
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Der
Anschlag 62 umfasst ein Mittel zur Selbstzentrierung in
Bezug zum Kolben des Zylinders. Auf Grund der Zentrierung des Betätigungselements
auf dem Zylinder kann das Radialspiel des Selbstzentrierungsmittels
verringert (unter 0,5 mm) bzw. beseitigt werden.
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Um
den axialen Platzbedarf der Vorrichtung zu verringern, werden vorzugsweise
die radial inneren Enden der Finger 60 nicht am vorderen
Ende des Kupplungsanschlags 62, sondern an einer Scheibe 66 angelegt,
die hinten am Anschlag 62, d.h. auf der der Motorwelle 10 gegenüber liegenden
Seite montiert ist.
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Die
Radialfinger 60 der ringförmigen Membranfeder 50 liegen
mit Hilfe eines Ringes 68 auf Befestigungseisen 72 der
Schieber 52 der Druckplatte 46 auf und erstrecken
sich zwischen diesen Befestigungseisen 72 und weiteren
Befestigungseisen 70 der Schieber 52. Wenn somit
der Zylinder 48 mit Druckflüssigkeit versorgt wird, wird
sein Kolben 64 nach vorne verschoben und schiebt den Anschlag 62,
der durch die Scheibe 66 die Radialfinger 60 der ringförmigen Membranfeder 50 nach
vorne bis in die punktiert dargestellte Position schiebt, wobei
dieser Schub durch die Schieber 52 auf die Druckplatte 46 übertragen
wird, die die Reibbeläge 44 auf
der Reaktionsplatte 36 für die Übertragung des Drehmoments von
der Motorwelle 10 auf die getriebene Welle 38 mit Hilfe
der Kupplungsscheibe 40 und der Nabe 42 festklemmt.
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Wenn
der Steuerdruck des Zylinders 48 verringert wird, schieben
die Radialfinger 60 der Membran 50 den Kolben 64 wieder
nach rechts in der Zeichnung und bringen ihn wieder in die in einer durchgehenden
Linie dargestellte Position, wobei diese Rückbewegung durch den Ring 68 und
die Befestigungseisen 70 auf die Schieber 52 übertragen wird,
die die Druckplatte 46 wieder in die dargestellte Position
bringen, in der die Kupplung E1 offen ist. Auf herkömmliche
Weise kann die Druckplatte 46 mit dem Kupplungsdeckel 54 durch
elastische Umfangs- oder Tangentialzungen zur Rückstellung der Platte 46 in
die dargestellte Position verbunden sein.
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Es
ist anzumerken, dass die ringförmige Membranfeder 50 mit
zwei Umfangsabstützungsmitteln
auf einer Rippe des Deckels 54 bzw. auf dem selbst feststellenden
Ring 58 und mit zwei Umfangsabstützungsmitteln auf der Druckplatte 46 der
Kupplung zusammenwirkt, wobei diese Abstützungsmittel von Befestigungseisen 70 und 72 und
vom Ring 68 gebildet sind.
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Eine
zweite Kupplung E2 ist im Inneren des Kupplungsdeckels 54 angeordnet
und umfasst eine Reaktionsplatte 80, die mit dem Deckel 54 verbunden ist
und einen Anschlag bildet, der eine Ruheposition der Druckplatte 46 der
ersten Kupplung E1 definiert, wobei die zweite Kupplung E2 auch
eine Kupplungsscheibe 82 und eine mit einer ringförmigen Membranfeder 86 verbundene
Druckplatte 84 umfasst, wobei die Kupplungsscheibe 82 an
ihrer inneren Peripherie an einer Nabe 88 befestigt ist,
die drehfest mit einer zweiten getriebenen Welle 90 verbunden
ist, die röhrenförmig und
zur ersten getriebenen Welle 38 koaxial ist und sich um
diese erstreckt, um eine zweite Eingangswelle des automatisierten
Getriebes zu bilden.
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Der
radial äußere Teil
der Kupplungsscheibe 82 trägt Reibbeläge 92, die von der
Druckplatte 84 auf der Reaktionsplatte 80 der
zweiten Kupplung E2 festgeklemmt werden, wenn die Druckplatte 84 von der
ringförmigen
Membranfeder 86 nach vorne geschoben wird.
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Die
Schieber 52 der Druckplatte 46 erstrecken sich
radial nach außen
zur Druckplatte 84 und zur Friktionsplatte 82 und
verlaufen durch Öffnungen oder
Ausschnitte der Reaktionsplatte 80, um die Druckplatte 46 zu
erreichen.
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Die
Membranfeder 86 umfasst einen radial äußeren ringförmigen Teil 94, der
auf einem Ring 96 aufliegt, der von Befestigungseisen 98 des
Deckels 54 getragen wird, und Radialfinger 100,
die sich zur Drehachse erstrecken und auf einem Kupplungsanschlag 102 zur
Anlage gelangen, der am Ende des Kolbens 104 eines Hydraulikzylinders 106 befestigt ist,
der zum ersten Hydraulikzylinder 48 koaxial ist und sich
im Inneren desselben zwischen dem Kolben 64 und der zweiten
getriebenen Welle 90 erstreckt. Der Ring 96 bildet
einen Drehzapfen der Membran auf dem Deckel, und dieser Drehzapfen
kann aus einem Stahl von ausgewählter
Härte ausgeführt sein. Vorzugsweise
ist die Membranfeder 86 wie die Membranfeder 50 mit
einer doppelten Umfangsabstützung
auf dem Deckel 54 bzw. der Druckplatte montiert.
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Die
Zylinder 48 und 106 bilden eine Einheit, die auf
dem Rahmen 108 des automatisierten Getriebes mit Hilfe
eines Ringes 110, wie dargestellt, zentriert ist. Die Walze
des Zylinders 48 trägt
ein Lager 112 zur Drehführung
des hinteren Endes 114 des Kupplungsdeckels 54,
wobei dieses Lager 112 einen axialen Anschlag zum Halten
des Deckels 54 und zur Aufnahme der Kräfte, die an die Kupplungen
durch die Zylinder 48 und 106 angelegt werden,
bildet.
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Das
Lager ist von einem fest auf dem Ende 114 des Deckels und
am Körper
des Zylinders befestigten Wälzlager
gebildet. Um den Anpressdruck zu verteilen und die Zirkularitätsfehler
beim Anpressen des äußeren Ringes
des Wälzlagers
auszugleichen, ist das Ende 114 des Deckels zylindrisch
und umfasst Längsschlitze,
die ihm eine kleine radiale Elastizität verleihen. Zum Anpressen
des inneren Ringes des Wälzlagers
kann vorzugsweise ein metallischer Ring verwendet werden, der auf
den inneren Ring des Wälzlagers
aufgeformt ist.
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Mittel 116 zur
automatischen Nachstellung des Verschleißes der Reibbeläge 92 sind
auf der Druckplatte 84 der zweiten Kupplung E2 zwischen dieser
Druckplatte und den Radialfingern 100 der ringförmigen Membranfeder 86 montiert.
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In
dieser Vorrichtung ist das primäre Schwungrad
von dem flexiblen ringförmigen
Blech 14 und mit diesem ringförmigen Blech verbundenen Elementen
gebildet, nämlich
dem zylindrischen Rand 16, dem Startkranz 18 und
den Eingangselementen 22 des Torsionsdämpfers 20, während das
sekundäre
Schwungrad die Reaktionsplatte 36 der ersten Kupplung,
den Kupplungsdeckel 54 und die von diesem Deckel getragenen
Elemente umfasst, nämlich die
Druckplatte 46 der ersten Kupplung, die Reaktionsplatte 80 der
zweiten Kupplung und ihre Druckplatte sowie die Vorrichtung 116 zur
automatischen Verschleißnachstellung
und ringförmige
Membranfedern 50 und 86.
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Mittel
zur Drehverbindung der beiden Schwungräder sind radial außerhalb
des sekundären Schwungrades
und des Kupplungsdeckels 54 um die Druckplatte 84 der
zweiten Kupplung angeordnet und umfassen eine Scheibe 118,
die vom hinteren Ende des zylindrischen Absatzes 16 des
primären Schwungrades
getragen wird, und zwei Scheiben 120, die vom Kupplungsdeckel 54 getragen
werden, wobei die Scheiben 120 selbst auf einem hinteren Anschlag 122,
der mit dem Kupplungsdeckel 54 verbunden ist, und auf einem
vorderen Anschlag 124 aufliegen, der von radialen nach
außen
zu den Schiebern 52 der Druckplatte 46 der ersten
Kupplung E1 gerichteten Befestigungseisen gebildet ist.
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Die
Scheibe 18 ist beispielsweise aus Kunststoff mit Glasfaserfüllmaterial,
und die beiden Klemmscheiben 120 sind axial auf dem Kupplungsdeckel 54 gleitend
und in Drehung mit diesem durch Innenzahnungen verbunden, die mit
einer Außenzahnung
des Deckels 54 in Eingriff stehen.
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Diese
Mittel zur Verbindung der beiden Schwungräder sind in der in den Zeichnungen
dargestellten Position aktiv, die eine Ruheposition des vom Zylinder 48 gebildeten
Betätigungselements
ist, und verbinden die beiden Schwungräder in Drehung in dieser Ruheposition,
in der die erste Kupplung E1 offen ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
umfasst auch Druckausgleichsmittel, die mit den Zylindern 48 und 106 verbunden
sind, um sie der Betätigung
der Kupplungen E1 und E2 durch diese Zylinder zu widersetzen, solange
der Steuerdruck dieser Zylinder nicht einen vorbestimmten Schwellenwert
erreicht, der beispielsweise ungefähr 10 bar (1 MPa) beträgt.
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Der
Betriebsdruck jedes Zylinders 48, 106 beträgt beispielsweise
zwischen 10 und 30 bar (1 und 3 MPa) und kann 60 bar (6 MPa) als
Spitze erreichen. Die Steuerdruckwerte unter dem Druckschwellenwert
ermöglichen
eine Nachstellung der Leerläufe sowie
der Spiele und eine Unterspannungssetzung der Betätigungsmittel
der Kupplungen, so dass der Beginn des Festklemmens jeder Kupplung
progressiv gesteuert, genau und im Wesentlichen linear gesteuert
werden kann, wenn der Steuerdruck der Zylinder größer als
der vorgenannte Druckschwellenwert wird.
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Bei
der in 1 dargestellten Ausführungsart sind diese Druckausgleichsmittel
von den ringförmigen
Membranfedern 50, 86 gebildet, die vom Kupplungsdeckel 54 getragen
werden und zwischen den Kupplungsanschlägen 62, 102 und
den Druckplatten 46 und 84 der Kupplungen angeordnet
sind, wobei die Membranfeder 50 auf die Druckplatte 46 der
ersten Kupplung E1 über
Schieber 52 einwirkt.
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In
der in 1 dargestellten Ruheposition wird die von den
radial inneren Enden der Finger 60, 100 der ringförmigen Membranfeder
auf die Kupplungsanschläge 62, 102 ausgeübte Kraft
derart bestimmt, dass ein Steuerdruck der Zylinder 48, 106 von
ungefähr
10 bar (1 MPa) ausgeglichen wird.
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Um
die Abstützung
der Finger 60, 100 auf den Anschlägen 62, 102 zu
verwirklichen, liegen die Membranen 50, 86 auf
den selbst feststellenden Ringen 58 auf.
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Wenn
der Steuerdruck eines der Zylinder größer als dieser Schwellenwert
wird, gleicht der Kolben 64, 104 des Zylinders
die Abstützungskraft
der Membran 50, 86 auf den hinteren Anschlag 68, 70 nach
einem Biegen der gespannten Finger 60, 100 und
einer Verschiebung nach vorne aus. Über den Ausgleichspunkt hinaus
wird diese Verschiebung von der ringförmigen Membranfeder 50 und
den Schiebern 52 oder der Membranfeder 86 auf
die Druckplatte 46, 84 der betreffenden Kupplung übertragen.
Dies ermöglicht
es, die Kupplung ganz progressiv festzuklemmen und ihr Festklemmen
genau zu kontrollieren. Dazu ist es erforderlich, dass die Belastungskurve der
ringförmigen
Membranfeder 50, 100 nicht sehr ausgeprägt ist,
so dass die von dieser Membran auf den entsprechenden Kupplungsanschlag 62, 102 ausgeübte Kraft
nicht während
der Verschiebung des Kupplungsanschlags nach vorne geringer wird.
Es ist vorzuziehen, dass die von der Membran auf den Kupplungsanschlag
ausgeübte
Kraft kontinuierlich steigend ist, um jede Gefahr einer plötzlichen
Verschiebung des Kupplungsanschlags nach vorne bis zur Endstellung
zu vermeiden (was geschehen würde,
wenn die Belastungskurve der ringförmigen Membranfeder ausgeprägt wäre und wenn
die von dieser Membran auf den Kupplungsanschlag ausgeübte Kraft
mit der Verschiebung des Anschlags nach vorne geringer würde).
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Überdies
wird diese Kraft zu der Friktionsklemmkraft hinzugefügt, um den
auf den Anschlag auszuübenden
Druck zu definieren. Es wird somit danach gestrebt, sie zu minimieren.
Die Kurve Kraft/Membranverschiebung umfasst nun eine „Platte" von konstanter oder
gering steigender Kraft auf dem gesamten Verschiebeweg, umfassend
den Friktionsverschleißweg.
Vorzugsweise ist diese Kraftveränderung
geringer als 100 %.
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Als
Variante können
die Druckausgleichsmittel elastische Mittel vom Typ Ringfeder oder
dergleichen umfassen, die zwischen der Druckplatte 46, 84 der
betreffenden Kupplung und einem Träger, wie beispielsweise dem
Kupplungsdeckel 54 angeordnet sind, um eine Rückstellkraft
auf die Druckplatte auszuüben
und sie ständig
in die in 1 dargestellte Ruheposition
zu drücken.
Diese elastischen Mittel können
derart dimensioniert sein, dass sie auf den entsprechenden Kupplungsanschlag 62, 102 eine Kraft
ausüben,
die sich seiner Verschiebung nach vorne widersetzt, solange der
Steuerdruck des Zylinders 48, 106 nicht den vorgenannten
Schwellenwert überschreitet.
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Die
Druckausgleichskraft, die von diesen elastischen Mitteln geliefert
wird, kann sich als Variante zu der von der ringförmigen Membranfeder 50, 100 an
den Kupplungsanschlag angelegten hinzufügen, um die von dem vorgenannten
Schwellendruck entwickelte Kraft auszugleichen.
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Die
herkömmlichen
Mittel zum Rückstellen einer
Druckplatte in Öffnungsposition,
die im Allgemeinen elastisch verformbare Tangential- oder Umfangszungen
umfassen, die die Druckplatte mit dem Kupplungsdeckel verbinden,
können
auch zur Herstellung einer Druckausgleichskraft beitragen, die an den
Kupplungsanschlag angelegt wird.
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Überdies
können,
wie in 1 dargestellt, Vorbelastungsfedern 126 bzw. 128 auf
den Zylindern 48, 106 um Kolben 63, 104 montiert
werden, um die Kolben 64, 104 konstant nach vorne
zu belasten und die Kupplungsanschläge 62, 102 auf
den Enden der Radialfinger 60, 100 der Membranfedern
der Kupplungen aufliegend zu halten.
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Wie
bereits angeführt,
liegen zur Verringerung des axialen Platzbedarfs der Vorrichtung
die Enden der Radialfinger 60 der ringförmigen Membranfeder 50 auf
einer Scheibe 66 auf, die sich hinten am Kupplungsanschlag 62 erstreckt.
Ebenfalls zum Zweck der Verringerung des axialen Platzbedarfs werden
die Kolben 64, 104 in axialer Translation mit ihrer
inneren zylindrischen Fläche
auf einer inneren zylindrischen Wand der Walze des entsprechenden Zylinders
geführt.
Die innere zylindrische Fläche
jedes Kolbens 64, 104 muss einen Mindestwert haben, damit
der Kolben richtig in Translation geführt wird. Dazu kann ein zylindrischer
Teil oder Ring 130, 132 am hinteren Ende jedes
Kolbens 64, 104 hinzugefügt werden, wobei dieser zylindrische
Teil 130, 132 mit dem Kolben beispielsweise durch
Ultraschallschweißen
verbunden wird und nur die innere zylindrische Wand der entsprechenden
Walze des Zylinders betrifft. Dynamische Dichtungen 134,
beispielsweise vom Typ U-förmige
Dichtungen oder Lippendichtungen, sind am hinteren Ende der Kolben 64, 104 beispielsweise
auf dem aufgesetzten zylindrischen Teil 130, 132 oder
an der Verbindung des hinteren Endes des Kolbens und dieses aufgesetzten
Teils 130, 132, montiert.
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Die
Funktion dieser Vorrichtung ist folgende:
In Ruhestellung sind
die beiden Kupplungen E1 und E2 offen, und die Vorrichtung befindet
sich in der in 1 dargestellten Position. Für das Starten
des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs werden die Zylinder 48, 106 nicht
mit einem Hydraulikdruck oder mit einem Hydraulikdruck unter dem
Schwellendruck versorgt, so dass die beiden Kupplungen E1 und E2 völlig offen
bleiben. Das primäre
und sekundäre Schwungrad
sind drehfest durch das Festklemmen der Scheibe 118 zwischen
den Scheiben 120 verbunden, wodurch es möglich ist,
die Resonanzfrequenz des Doppel-Dämpfungsschwungrades (die einer Drehgeschwindigkeit
unter dem Leerlaufbetrieb des Motors entspricht) zu durchlaufen,
ohne Gefahr einer Schwingung des sekundären Schwungrades mit großer Amplitude
und einer Verschlechterung oder Zerstörung der Übertragung. Nach dem Starten
des Verbrennungsmotors ermöglicht
es die Versorgung des Zylinders 48 mit einem Druck über dem
vorgenannten Schwellenwert, zuerst die beiden Schwungräder rotatorisch
voneinander zu lösen,
dann die Kupplung E1 progressiv und linear beispielsweise für einen Langsamstart
des Fahrzeugs zu schließen.
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Dann
bleiben die Schwungräder
während der
Bewegung des Fahrzeugs rotatorisch voneinander gelöst, wobei
der Versorgungsdruck des Zylinders 48 immer mindestens
gleich dem Schwellendruck bleibt, unabhängig vom geschlossenen oder offenen
Zustand der Kupplung E1.
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Im
Stillstand des Motors sind die Kupplungen E1 und E2 offen, und der
Versorgungsdruck 48 ist unter den Schwellendruck verringert,
um die Drehverbindung der beiden Schwungräder hervorzurufen und die Probleme
beim Durchlaufen der Resonanzfrequenz des Doppel-Dämpfungsschwungrades
zu vermeiden.
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Bei
der schematisch in 2 dargestellten Ausführungsart
umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung
ein einziges Schwungrad, umfassend ein flexibles ringförmiges Blech 14,
das an seiner radial inneren Peripherie durch Schrauben 12 an
der Motorwelle 10 befestigt ist und an seiner radial äußeren Peripherie
eine ringförmige
Schwungmasse 142 trägt,
die die Reaktionsplatte der beiden Kupplungen E1 und E2 bildet,
die beiderseits dieser ringförmigen Masse 142 angeordnet
ist, wobei die Kupplung E1 zwischen dieser ringförmigen Masse 142 und
dem flexiblen ringförmige
Blech 14 und die Kupplung E2 auf der dieser ringförmigen Masse 142 gegenüber liegenden
Seite, d.h. nach hinten zur Vorrichtung angeordnet sind.
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Die
Kupplung E1 umfasst eine Druckplatte 144 und eine Kupplungsscheibe 146,
die zwischen der ringförmigen
Masse 142 und dem flexiblen ringförmigen Blech 14 angeordnet
ist, wobei die Kupplungsscheibe 146 von einer Führungsscheibe 148 eines
Torsionsdämpfers 150 getragen
wird, dessen Ausgangselement von einem ringförmigen Flansch 152 gebildet
ist, der an seiner inneren Peripherie an einer Nabe 154 befestigt
ist, die drehfest mit dem Ende einer ersten getriebenen Welle 38 verbunden ist.
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Die
Kupplung E2 umfasst eine Druckplatte 156 und eine Kupplungsscheibe 158,
die mit einer ringförmigen
Membranfeder 160 hinten an der ringförmigen Masse 142 zwischen
dieser und einem Kupplungsdeckel 162, der mit der ringförmigen Masse 142 verbunden
ist, angeordnet sind. Das hintere Ende des Kupplungsdeckels 162 ist
durch ein doppeltes Wälzlager 164,
das einen axialen Anschlag zur Kraftübernahme bildet, mit einem
Modul 166 verbunden, das die vorgenannten Zylinder 48, 106 zur
Steuerung der beiden Kupplungen umfasst. Die ringförmige Membranfeder 168,
die auf die Druckplatte 144 der ersten Kupplung E1 einwirkt,
erstreckt sich außerhalb
des Kupplungsdeckels 162 hinter diesem und liegt einerseits
auf dem Kupplungsdeckel 162 und andererseits auf einer
Schürze 170 auf,
die mit der Druckplatte 144 durch Schieber 172 verbunden ist,
die sich um die zweite Kupplung E2 erstrecken und die ringförmige Masse 142 durchqueren,
wobei diese Schieber durch Zug auf die Platte einwirken und durch
Schweißen
an einer an der Platte befestigten Scheibe montiert sind.
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Das
Betätigungsmodul 166 der
Kupplungen umfasst Kupplungsanschläge 62, 102,
wie bereits beschrieben, die an die freien Enden der radialen Finger
der ringförmigen
Membranfeder 168 bzw. 160 angelegt werden.
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Die
Kupplungsscheibe 158 der Kupplung E2 ist durch einen weiteren
Torsionsdämpfer 174 desselben
Typs wie der bereits beschriebene Torsions dämpfer 150 mit einer
Nabe 176 verbunden, die drehfest mit den Ende der zweiten
getriebenen Welle 90 verbunden ist.
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Wie
bei der vorhergehenden Ausführungsart sind
Druckausgleichsmittel vorgesehen, um auf die Kupplungsanschläge 62, 102 Axialkräfte auszuüben, die
sich der Verschiebung der Kolben der Zylinder 48, 106 nach
vorne widersetzen, so lange diese Zylinder nicht mit einem höheren Steuerdruck
als dem vorbestimmten Schwellendruck versorgt werden.
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Diese
Druckausgleichsmittel können
von den ringförmigen
Membranfedern 160, 168 oder von weiteren unter
Bezugnahme auf 1 beschriebenen Mitteln gebildet
sein.
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Wie
bei der vorhergehenden Ausführungsart sind
die beiden Kupplungen E1 und E2 in der in den Zeichnungen dargestellten
Ruheposition offen.
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Überdies
ist das von den beiden Zylindern 48, 106 gebildete
Modul 166 durch axiales Einstecken auf dem Rahmen 108 des
Getriebes befestigt, wobei dieses axiale Einstecken, das durch Translation
parallel zur Drehachse erfolgt, einen Anschluss zwischen den Kammern
der Zylinder und der Zuleitungen der unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit,
die im Rahmen 108 ausgebildet sind, herstellt.
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Bei
dieser Ausführung
wird das Modul 166 vom Kupplungsdeckel getragen. Als Variante
kann nur einer der beiden Zylinder durch axiales Einstecken auf
den Rahmen 108 an Druckflüssigkeitszuleitungsmittel angeschlossen
sein.
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Die
Funktion dieser Vorrichtung ist im Wesentlichen identisch mit jener
der Vorrichtung aus 1, was die Steuerung der Kupplungen
E1 und E2 betrifft.
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Bei
der teilweise in 3 dargestellten Ausführungsvariante
sind gewisse Bauteile der Vorrichtungen der 1 und 2 zu
finden, aber die Druckausgleichsmittel sind hier von Schraubenfedern 180 gebildet,
die um die Kolben 64, 104 der Zylinder 48, 106 zwischen
hinteren Befestigungseisen 182, die mit den Kolben der
Zylinder verbunden sind, und vorderen Befestigungseisen 184,
die mit den Walzen der Zylinder verbunden sind, montiert sind.
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Was
den Rest betrifft, ist die Struktur bereits beschrieben und dargestellt,
mit Ausnahme der Tatsache, dass jede Kupplung E1 mit einer Vorrichtung 186 zur
automatischen Verschleißnachstellung
versehen ist, während
nur die Kupplung E2 der Vorrichtung aus 2 mit einer
solchen versehen war.
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Ferner
befinden sich die beiden ringförmigen Membranfedern
zur Steuerung der Kupplungen im Inneren des Kupplungsdeckels 162,
der an seinem hinteren Ende auf dem Modul 166, das von
den beiden Zylindern gebildet ist, mit Hilfe eines doppelten Wälzlagers 164 montiert
ist.
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Bei
der Ausführungsvariante
der 4 ist im Wesentlichen die bereits unter Bezugnahme
auf 1 beschriebene Struktur wieder zu finden, mit der
Ausnahme der auf den Kolben 64 und 104 von Zylindern 48 und 106 montierten
Dichtungen, wobei diese Dichtungen Verbunddichtungen sind, umfassend
einen Kunststoffring 190, der auf einer Ringdichtung 192 montiert
ist.
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Bei
der Ausführungsvariante
der 5 sind die Zylinder 48, 106 des
Betätigungsmoduls
der beiden Kupplungen mit Sensoren zum Verfolgen der Verschiebung
der Kolben 64, 104 ausgestattet, wobei diese Sensoren
induktiven Typs sind und jeweils eine Spule 194, die auf
der radial inneren zylindrischen Wand der Walze des entsprechenden
Zylinders montiert ist, und einen leitenden Ring 196 umfassen,
der vom entsprechenden Kolben 64, 104 getragen
wird und die zugehörige
Spule 194 umgibt, wobei dieser Ring in Translation mit
dem Kolben des Zylinders im Wesentlichen von einem Ende der Spule zum
anderen bei der Betätigung
der Kupplungen verschiebbar ist.
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Jede
Spule 194 wird mit elektrischer Spannung durch Leiter 198 versorgt.
Eine Rechneranalyse der Antwort auf ein gesandtes Signal ermöglicht es,
die Axialverschiebung des Kolbens zu verfolgen.
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Der
Sensor für
die Verschiebung des Kolbens ermöglicht
es, eine Position des Kolbens zu bestimmen, in der die Schwungräder nicht
mehr drehfest verbunden sind und die Kupplung noch offen ist, wobei
der Steuerdruck des Zylinders etwas größer als der vorgenannte Schwellenwert
ist.
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In
der Praxis misst das Steuersystem des Motors des Fahrzeugs die Positionen
des Kolbens, die einem ursprünglichen
Zustand, in dem die Schwungräder
drehfest verbunden sind, bzw. dem Angriffspunkt der Kupplung (Beginn
des Festklemmens) entsprechen, bestimmt dann eine Zwischenposition
des Kolbens, in der die Schwungräder
nicht mehr verbunden sind und die Kupplung völlig offen ist. Dies vermeidet
die Bestimmung dieser Zwischenposition auf Basis des Steuerdrucks,
was weniger genau und in manchen Fällen schwierig durchzuführen wäre.
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Bei
der schematisch in 6 dargestellten Ausführungsvariante
ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
von demselben Typ wie jene der 3 und umfasst
zwei Kupplungen E1 und E2, deren Reaktionsplatten 200, 202 von
einem flexiblen ringförmigen Blech 14 getragen
werden, das an seiner inneren Peripherie durch Schrauben 12 an
einer Motorwelle 10 befestigt ist, wobei die Druckplatten 204 und 206 der beiden
Kupplungen durch ringförmige
Membranfedern 208, 210 betätigt werden, die durch Kupplungsanschläge 212, 214 mit
Hydraulikzylindern verbunden sind, von denen einer ringförmig ist
und um die getriebenen Wellen 38 und 90 der Vorrichtung
montiert ist, und der andere zylindrisch ist und nicht um die getriebenen
Wellen montiert ist, sondern sich parallel zur Drehachse 26 der
Vorrichtung in einem Abstand zu den getriebenen Wellen 38 und 90 und
zum ringförmigen
Zylinder erstreckt.
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Dieser
zylindrische Zylinder 216 ist der Betätigungszylinder der ersten
Kupplung E1 und an der Peripherie eines ringförmigen Flansches 218 befestigt, der
am Körper
des röhrenförmigen Zylinders 220 zur
Betätigung
der zweiten Kupplung E2, der um die getriebenen Wellen 38 und 90 montiert
ist.
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Der
Ringflansch 218 trägt
ein Kugelgelenk 222 einer Gabel 224, deren Ende
mit dem Kugelgelenk 222 an einem diametral dem zylindrischen
Zylinder 216 in Bezug zur Drehachse 26 gegenüber liegenden
Punkt zusammenwirkt, und deren anderes Ende auf dem Kolben des Zylinders 216 aufliegt.
Diese Gabel 224 liegt mit ihrem Mittelteil auf einem Ring 226 auf,
der auf der Drehachse 26 zentriert ist und den Anschlag 214 der
ersten Kupplung E1 trägt.
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Wie
bei den zuvor beschriebenen Ausführungsarten
sind die beiden Kupplungen E1 und E2 in Ruhestellung offen. Die
erste Kupplung E1 wird durch Versorgung des Zylinders 216 mit
einem Steuerdruck, der höher
als ein vorbestimmter Schwellendruck ist, geschlossen, wobei die
Verschiebung des Kolbens des Zylinders 216 durch die Gabel 224 auf den
Ring 226 übertragen
wird, der den Kupplungsanschlag 214 trägt, der die radial inneren
Enden der Radialfinger der Membranfeder 208 nach vorne
schiebt. Der radial äußere Teil
dieser Radialfinger liegt über einen
Mechanismus zur automatischen Verschleißnachstellung auf Schiebern 228 auf,
die die Reaktionsplatte 202 der zweiten Kupplung E2 durchqueren und
mit der Druckplatte 204 der ersten Kupplung E1 verbunden
sind.
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Die
zweite Kupplung E2 wird durch Versorgung des ringförmigen Zylinders 201 mit
einem Steuerdruck, der höher
als ein vorbestimmter Schwellendruck ist, geschlossen, wobei die
Verschiebung des Kolbens dieses Zylinders nach vorne auf das radial innere
Ende der Radialfinger der ringförmigen
Membranfeder 210 einwirkt, die sich mit Hilfe eines Spielnachstellmechanismus
auf der Druckplatte 206 der zweiten Kupplung E2 aufstützt.
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Der
Kupplungsdeckel 230, der an der Reaktionsplatte 202 der
zweiten Kupplung E2 befestigt ist, ist mit dem ringförmigen Zylinder 220 durch
ein Lager 232 verbunden, das einen axialen Kraftübernahmeanschlag
bildet, wobei dieses Lager 232 auf einer zylindrischen
Hülle 234 montiert
ist, die mit dem ringförmigen
Flansch 218 und dem ringförmigen Zylinder 220 verbunden
ist und sich um den Kupplungsanschlag 212 der ersten Kupplung
E1 erstreckt, wobei sich die Gabel 224 durch Öffnungen
dieser zylindrischen Hülle
erstreckt.
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Wie
bei den vorhergehenden Ausführungsarten
sind die mit dem Zylinder 216 und 220 verbundenen
Druckausgleichsmittel von ringförmigen
Membranfedern 208 und 210 der beiden Kupplungen und/oder
von elastischen Mitteln des Typs Ringfeder gebildet, die zwischen
den Druckplatten 204 und 206 dieser Kupplungen
und dem Kupplungsdeckel 230 oder einem anderen mit der
Reaktionsplatte der entsprechenden Kupplung verbundenen Element
montiert sind.
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Bei
allen oben beschriebenen Ausführungsarten,
die in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, stellen die
beiden Kupplungen und ihre Betätigungszylinder
eine Einheit dar, die an der Peripherie eines flexiblen ringförmigen Blechs 14 mit
Hilfe von Schrauben 240 montiert sind, deren Köpfe nach
vorne gerichtet sind, d.h. die sich auf der Seite der Motorwelle 10 befinden
und von dieser Seite betätigt
werden, wobei das flexible ringförmige
Blech 14 bereits auf der Motorwelle 10 durch die
Schrauben 12 befestigt ist.
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Diese
Einheit kann frei um getriebene Wellen 38, 90 montiert
oder an ihrem vorderen Teil auf der Motorwelle und an ihrem hinteren
Teil auf dem Rahmen 108 des Getriebes mit Hilfe eines Ringes 110, wie
bereits angeführt,
zentriert sein.
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Bei
der Ausführungsart
der 4 kann dieser Zentrierring die feste zylindrische
Innenwand des Zylinders 106 bilden, auf der der Kolben 104 dieses Zylinders
geführt
wird.