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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Doppelkupplungsanordnung, umfassend einen ersten Kupplungsbereich zur wahlweisen Herstellung einer Drehmomentübertragungsverbindung zwischen einem Antriebsorgan und einem ersten Abtriebsorgan und einen zweiten Kupplungsbereich zur wahlweisen Herstellung einer Drehmomentübertragungsverbindung zwischen dem Antriebsorgan und einem zweiten Abtriebsorgan.
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Derartige Doppelkupplungsanordnungen werden beispielsweise in Verbindung mit Getrieben eingesetzt, die zwei Getriebeeingangswellen aufweisen. Je nachdem, welche der Getriebeeingangswellen durch jeweilige Aktivierung eines zugeordneten Kupplungsbereichs im Drehmomentübertragungsweg liegt, können dann verschiedene Gangstufen eingeschaltet werden. Zur Durchführung von Ein- und Ausrückvorgängen ist es bei derartigen Doppelkupplungsanordnungen bekannt, jedem Kupplungsbereich einen separaten Ausrückmechanismus zuzuordnen, so dass je nach Ansteuerung oder Aktivierung eines jeweiligen der Ausrückmechanismen einer der Kupplungsbereiche ausgerückt werden kann, der andere jedoch eingerückt ist oder eingerückt gehalten ist. Dies bedingt jedoch einen relativ großen baulichen Aufwand, da auf kleinem Bauraum die beiden Ausrückmechanismen angeordnet werden müssen, beispielsweise als radial ineinander gestaffelte Ausrückkolben-Zylinder-Anordnungen.
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Aus der
DE 1 505 577 A ist eine Kupplungsvorrichtung für automatische Getriebe bekannt. Die Kupplungsvorrichtung umfasst zwei gleichachsig angeordnete Einzelkupplungen, bei der jeder Einzelkupplung eine von zwei konzentrisch angeordneten Abtriebswellen zur lösbaren Verbindung mit der Motorwelle zugeordnet ist.
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Die
DE 3 506 349 A1 betrifft auch eine Kupplungsvorrichtung mit zwei Kupplungsbereichen, die jedoch keine Doppelkupplung im üblichen Verständnis darstellt, da eine Hauptkupplung zur Drehmomentübertragung zwischen einem Antriebs- und einem Abtriebsorgan dient eine zweite Kupplung zum Ankuppeln des Antriebsorgans an eine Schwungmasse zum Starten des Motors fungiert.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Doppelkupplungsanordnung derart weiterzubilden, dass sie bei einfacherem Aufbau zur Durchführung von Ein- bzw. Ausrückvorgängen der verschiedenen Kupplungsbereiche vereinfacht aktiviert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Es wird also von dem Prinzip abgewichen, für jeden Kupplungsbereich einen separaten Ausrückmechanismus bereitzustellen, die dann separat ansteuerbar sind. Vielmehr wird nunmehr ein einziger derartiger Mechanismus vorgesehen, der je nach Ansteuerart dann dazu führt, dass einer der Kupplungsbereiche eingerückt werden kann und der andere ausgerückt werden kann, oder dass ggf. auch beide Kupplungsbereiche in teilweise drehmomentübertragendem Zustand gehalten werden. Dies vereinfacht sowohl den Aufbau als auch die Maßnahmen zum Ansteuern einer derartigen Kupplungsanordnung erheblich.
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Es wird in einfacher Weise die Positionierung der beiden Anpressplatten an der gleichen Seite der jeweiligen Kupplungsscheiben ermöglicht.
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Vorzugsweise ist erfindungsgemäß dann weiter vorgesehen, dass dann, wenn durch den Ausrückmechanismus ein Kupplungsbereich zum Herstellen des Drehmomentübertragungszustands betätigt ist, der andere Kupplungsbereich zum Aufheben des Drehmomentübertragungszustands betätigt ist.
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Um in einfacher Weise die Betätigung der beiden Kupplungsbereiche zu ermöglichen und gleichzeitig dafür zu sorgen, dass der Betätigungsaufwand zum Erhalt der verschiedenen Ein- bzw. Auskuppestellungen so gering als möglich ist, wird vorgeschlagen, dass die erfindungsgemäße Doppelkupplungsanordnung ein erstes Kraftspeicherelement aufweist, durch welches der erste Kupplungsbereich in seinen Drehmomentübertragungszustand vorgespannt oder vorspannbar ist, und ein zweites Kraftspeicherelement, durch welches der zweite Kupplungsbereich in seinen Drehmomentübertragungszustand vorgespannt oder vorspannbar ist.
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Dabei ist dann vorzugsweise vorgesehen, dass das zweite Kraftspeicherelement an der zweiten Anpressplatte des zweiten Kupplungsbereichs und an dem ersten Kraftspeicherelement abgestützt oder abstützbar ist.
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Um die Ausrückbewegung des ersten Kraftspeicherelements dazu nutzen zu können, vermittels des zweiten Kraftspeicherelements den zweiten Kupplungsbereich in die Einrücklage zu bringen, wird vorgeschlagen, dass das zweite Kraftspeicherelement an dem ersten Kraftspeicherelement an einem Bereich abgestützt oder abstützbar ist, welcher bei Bewegung des ersten Kraftspeicherelements zum Aufheben des Drehmomentübertragungszustands des ersten Kupplungsbereichs sich auf die zweite Anpressplatte des zweiten Kupplungsbereichs zu bewegt.
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Ferner kann dabei vorgesehen sein, dass das erste Kraftspeicherelement in einem radial äußeren Bereich zur Zusammenwirkung mit der ersten Anpressplatte des ersten Kupplungsbereichs ausgebildet ist, in einem radial weiter innen liegenden Bereich an einer bezüglich den zweiten Reibflächen feststehenden Baugruppe abgestützt ist und radial innerhalb dieser Abstützung durch einen Krafterzeugungsmechanismus zum Aufheben des Drehmomentübertragungszustands des ersten Kupplungsbereichs beaufschlagbar ist, und dass das zweite Kraftspeicherelement sich an dem ersten Kraftspeicherelement radial innerhalb von dessen Abstützung an der feststehenden Baugruppe abstützt oder abstützen kann.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert beschrieben.
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Es zeigt:
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1 eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Doppelkupplungsanordnung;
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2 eine Teilansicht von radial außen in Blickrichtung II in 1;
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3 eine Querschnittansicht einer bei der Doppelkupplungsanordnung der 1 eingesetzten Anpressplatte.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße Doppelkupplungsanordnung allgemein mit 10 bezeichnet. Diese umfasst ein Schwungrad 11, das mit einer nicht dargestellten Antriebswelle, beispielsweise einer Kurbelwelle o. dgl., drehfest verbunden werden kann. Die Kupplungsanordnung 10 umfasst zwei Kupplungsbereiche 12, 14. Dem Kupplungsbereich 12 sind eine Kupplungsscheibe 16 sowie eine Anpressplatte 18 zugeordnet. Die Anpressplatte 18 bildet in ihrem radial inneren Bereich eine erste Reibfläche 20 für den Kupplungsbereich 12, und im axial gegenüber liegenden radial inneren Bereich des Schwungrads 11 ist eine zweite Reibfläche 22 des ersten Kupplungsbereichs 12 gebildet. Die beiden Reibflächen 20, 22 sind im Wesentlichen durch durchgehende ringartige Flächenbereiche an der Anpressplatte 20 und am Schwungrad 11 gebildet. Zwischen diesen beiden Reibflächen 20, 22 sind die Reibbeläge 24 der Kupplungsscheibe 18 klemmbar.
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Der zweite Kupplungsbereich 14 weist ebenfalls eine Kupplungsscheibe 26 auf, welche zwischen einer ersten Reibfläche 28 einer dem zweiten Kupplungsbereich zugeordneten Anpressplatte 30 und einer zweiten Reibfläche 32 des Schwungrads 11 pressbar ist. Die zweite Reibfläche 32 des Schwungrads 11 ist keine durchgehende ringartige Reibfläche, sondern ist gebildet aus mehreren Reibflächensegmenten 34, die an jeweiligen axial sich über die zweite Reibfläche 22 des Kupplungsbereichs 12 hervorerstreckenden und Umfangsausnehmungen 36 der Anpressplatte 18 des ersten Kupplungsbereichs 12 durchsetzenden Reibflächenvorsprüngen 38 vorgesehen sind. Man erkennt in 3, dass die Reibflächensegmente 34 in der dargestellten Ausgestaltungsvariante nahezu den ganzen Umfangsbereich einnehmen und lediglich in denjenigen Bereichen unterbrochen sind, in welchen auch die Umfangsausnehmungen 36 der Anpressplatte 18 voneinander getrennt sind.
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Es ergibt sich somit eine Konfiguration, bei welcher beide Anpressplatten 18, 30 der beiden Kupplungsbereiche 12, 14 an der jeweils gleichen axialen Seite der jeweils zugeordneten Kupplungsscheibe 16 bzw. 26 liegen und daran angreifen, während die beiden Gegenreibflächen, gebildet jeweils durch die zweiten Reibflächen 22, 32 des Schwungrads 11, ebenfalls an der gleichen axialen Seite der jeweils zugeordneten Kupplungsscheiben 16, 26 positioniert sind. Es ergibt sich dabei jedoch eine axiale Staffelung von zweiter Reibfläche 22 des ersten Kupplungsbereichs 12, Kupplungsscheibe 16 des ersten Kupplungsbereichs 12, Anpressplatte 18 mit erster Reibfläche 20 des Kupplungsbereichs 12, zweiter Reibfläche 32 des zweiten Kupplungsbereichs 14, Kupplungsscheibe 26 des zweiten Kupplungsbereichs 14 und Anpressplatte 30 mit erster Reibfläche 26 des zweiten Kupplungsbereichs 14. Um dies zu ermöglichen, sind die beiden Kupplungsscheiben 16, 26 mit unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet, so dass die Reibbeläge 40 der Kupplungsscheibe 26 radial außerhalb der Reibbeläge 24 der Kupplungsscheibe 16 liegen und in entsprechender Weise die ersten und zweiten Reibflächen 28, 32 des zweiten Kupplungsbereichs 14 radial außerhalb der ersten und zweiten Reibflächen 20, 22 des ersten Kupplungsbereichs 12 liegen. Es ergibt sich dabei eine sehr platzsparende und wenige Bauteile erfordernde Anordnung einer Doppelkupplung.
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Man erkennt, dass die Anpressplatte 18 des ersten Kupplungsbereichs 12 im Wesentlichen topfartig ausgebildet ist und radial außerhalb ihrer Durchtrittsausnehmungen 36 einen zylindrischen und sich über die Kupplungsbereichs 26 und ggf. die Anpressplatte 30 des zweiten Kupplungsbereichs 14 hinweg erstreckenden Beaufschlagungsabschnitt 42 aufweist. Dieser Beaufschlagungsabschnitt 42 wird beaufschlagt durch einen radial äußeren Bereich 44 eines allgemein mit 46 bezeichneten Kraftspeichers, beispielsweise in Form einer Membranfeder. Dieser Kraftspeicher 46 ist über eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilt liegenden Distanzbolzen 48 und Drahtringe 50 in an sich bekannter Weise an einem mit dem Schwungrad 11 drehfest verbundenen Gehäuse 52 der Doppelkupplungsanordnung 10 derart getragen, dass er in seinem radial inneren Bereich durch einen mit F symbolisch angedeuteten Krafterzeugungsmechanismus beaufschlagt werden kann. Dieser Krafterzeugungsmechanismus kann einen beispielsweise ringförmigen, die beiden mit den Kupplungsscheiben 16 und 26 gekoppelten und zueinander koaxial liegenden Abtriebswellen 54, 56 umgebenden Ausrückzylinder, welcher über ein Ausrücklager o. dgl. auf den Kraftspeicher 46 einwirkt, umfassen, kann jedoch durch jeden anderen bekannten Ausrücker gebildet sein. Durch Beaufschlagung im radial inneren Bereich und Bewegen des Kraftspeichers 46 dort in Richtung auf das Schwungrad 11 zu, gibt der Kraftspeicher 46 radial außen den Beaufschlagungsabschnitt 42 der Anpressplatte 18 frei, so dass diese beispielsweise unter Wirkung von Blattfedern von der Kupplungsscheibe 16 bzw. deren Reibbelägen 24 abhebt und der erste Kupplungsbereich 12 in seinen Ausrückzustand gebracht wird.
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Man erkennt ferner, dass ein zweiter Kraftspeicher 58 vorgesehen ist, der beispielsweise in Form einer Tellerfeder ausgebildet sein kann. Dieser zweite Kraftspeicher 58 stützt sich in seinem radial inneren Bereich 60 an einem radial innerhalb der Distanzbolzen 48 gelegenen Abschnitt 62 des Kraftspeichers 46 einerseits und mit seinem radial äußeren Abschnitt 64 über einen Schneidenbereich 66 o. dgl. an der im Wesentlichen ringartig ausgebildeten Anpressplatte 30 des zweiten Kupplungsbereichs 14 ab. Wird nun der Kraftspeicher 46 zur Durchführung eines Ausrückvorgangs des ersten Kupplungsbereichs 12 im radial inneren Bereich durch den Kraft erzeugungsmechanismus F beaufschlagt und dort in Richtung auf das Schwungrad 11 zu bewegt, so wird dadurch auch der Kraftspeicher 58 in Richtung auf das Schwungrad zugeschoben und damit die durch den Kraftspeicher 58 beaufschlagte Anpressplatte 30 gegen die Kupplungsscheibe 26 bzw. deren Reibbeläge 40 gepresst. Bei weiter anhaltender Betätigungsbewegung des Kraftspeichers 46 wird der Kraftspeicher 58 komprimiert und erzeugt dadurch die Anpresskraft für den zweiten Kupplungsbereich 14.
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Man erkennt aus der vorangehenden Beschreibung, dass alleine die Betätigung des Kraftspeichers 46 durch einen Betätigungskrafterzeugungsmechanismus F ausreicht, um beispielsweise den ersten Kupplungsbereich 12 in seinen ausgerückten Zustand zu bringen und den Kupplungsbereich 14 in seinen eingerückten Zustand zu bringen. Bei geeigneter Auslegung der beiden Kraftspeicher 46, 58 lässt sich dabei in einfacher Weise ein Zustand erreichen, in dem beispielsweise beide Kupplungsbereiche 12, 14 noch zur Übertragung eines geringen Drehmoments ausgebildet sind und somit schlupfen.
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Wie bereits angesprochen, wird die Abhebebewegung der Anpressplatten 18 und 30 beispielsweise durch Federelemente erzielt. Diese können für die Anpressplatte 30 zwischen den beiden Anpressplatten 18, 30 wirken. Im Falle der Anpressplatte 18 können derartige Federelemente zwischen dieser Anpressplatte 18 und dem Gehäuse 52 oder dem Schwungrad 11 wirken. Wie bereits angesprochen, können dies Blattfedern oder aber auch Schraubenfedern sein. Selbstverständlich können auch im Falle der Anpressplatte 30 zwischen den beiden Anpressplatten 30 und 18 Blattfederelemente 70 wirken, die an der Anpressplatte 30 einerseits und dem zylindrischen Beaufschlagungsabschnitt 42 der Anpressplatte 18 andererseits mit jeweiligen Endbereichen festgelegt sind.
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Bei der in 1 dargestellten Konfiguration kann vorteilhafterweise der zweite Kupplungsbereich 14, welcher einen größeren Außendurchmesser aufweist, als Anfahrkupplungsbereich genutzt werden, d. h. ein Kupplungsbereich, der dann im eingerückten Zustand ist, wenn beispielsweise der erste Gang, der Rückwärtsgang und der zweite oder dritte Gang aktiviert ist. Die anderen, im allgemeinen während des Fahrbetriebs zu schaltenden Gänge können dann über den ersten Kupplungsbereich 12 drehmomentübertragungsmäßig in den Kräftefluss integriert werden. Es kann damit ausgenutzt werden, dass der zum Anfahren stärker belastete zweite Kupplungsbereich 14 mit einer deutlich größeren Reibfläche und somit einer deutlich besseren Wärmeabführkapazität und Belastbarkeit versehen ist.
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Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich der dargestellte Aufbau auch mit einer Torsionsschwingungsdämpfungsanordnung, beispielsweise einem Zweimassenschwungrad oder/und jeweiligen Torsionsschwingungsdämpfern in wenigstens einer der Kupplungsscheiben 16, 26, kombiniert werden kann. Auch können als Kupplungsscheiben sogenannte Lamellenkupplungsscheiben eingesetzt werden, bei welchen jeweils ein Innenlamellenträger mit den Abtriebswellen 54, 56 erbunden ist und eine Mehrzahl von Innenlamellen axial bewegbar, jedoch drehfest trägt. Mit der Anpressplatte oder dem Schwungrad ist dann jeweils ein Paket von Außenlamellen drehfest, jedoch axial bewegbar zu verbinden, so dass jeweils abwechselnd Innen- und Außenlamellen in Achsrichtung aufeinander folgen und diese Lamellenpakete dann zwischen den ersten und zweiten Reibflächen der verschiedenen Kupplungsbereiche 12, 14 klemmbar sind. Auch ist es selbstverständlich möglich, den hinsichtlich der Teilezahl und des geringen Bauteils vorteilhaften Aufbau der erfindungsgemäßen Doppelkupplung mit anderen Ausrückermechanismen zu kombinieren. So kann jedem der Kupplungsbereiche ein separat zu betätigendes Kraftspeicherelement zugeordnet sein. Des Weiteren ist es selbstverständlich, dass zwischen den jeweiligen Kraftspeicherelementen und den Anpressplatten an sich bekannte Verschleißkompensationsmechanismen wirken können, ebenso wie zwischen den jeweiligen Kraftspeichern und ihren Abstützpunkten am Gehäuse oder anderen Baugruppen. Ferner ist es möglich, die Belagausrichtung nicht exakt radial zu wählen, sondern belspielsweise die Reibbeläge bezüglich der Achsrichtung geneigt, beispielsweise kegelstumpfartig, auszugestalten. Des Weiteren kann beispielsweise durch geeignete Positionierung der in 2 angedeuteten Blattfederelemente ein selbstverstärkender Effekt bei den verschiedenen Kupplungsbereichen dadurch erzielt werden, dass durch den bezüglich der Achsrichtung geneigt laufenden Federelementenbereich ein von der Kupplungsscheibe auf die Anpressplatte übertragenes Schleppmoment derart kräftemäßig in Vektorenanteile aufgeteilt wird, dass ein in Achsrichtung wirkender und die jeweilige Anpressplatte gegen die Kupplungsscheibe vorspannender Kraftvektor erzeugt wird.
