DE10063781C2 - Kupplungssystem mit einer geberzylinderbetätigten Kupplungseinrichtung - Google Patents
Kupplungssystem mit einer geberzylinderbetätigten KupplungseinrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kupplungssystem, umfassend eine
Kupplungseinrichtung insbesondere für die Anordnung in einem Antriebs
strang (insbesondere eines Kraftfahrzeugs) zwischen einer Antriebseinheit und
einem Getriebe, sowie umfassend eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung
der Kupplungseinrichtung auf hydraulischem Wege, wobei die
Kupplungseinrichtung eine der Antriebseinheit zugeordnete Eingangsseite,
wenigstens eine dem Getriebe zugeordnete Ausgangsseite und wenigstens
einen in die Kupplungseinrichtung integrierten, im Betrieb sich mit wenigstens
einem von der Eingangsseite und der Ausgangsseite mitdrehenden, mit der
Betätigungseinrichtung über eine Drehverbindung in Hydraulikverbindung
stehenden oder bringbaren hydraulischen Nehmerzylinder aufweist, der einer
Kupplungsanordnung umfassend wenigstens eine eingangsseitige und
wenigstens eine ausgangsseitige Reibfläche zur Betätigung derselben
zugeordnet ist.
Derartige Kupplungssysteme bzw. Kupplungseinrichtungen und Betätigungs
einrichtungen sind beispielsweise aus der DE 35 26 630 A1, US 2,712,373
und EP 0 758 434 B1 bekannt. Derartige Kupplungssysteme bzw.
Kupplungseinrichtungen sind ferner in Patentanmeldungen der Anmelderin
offenbart, es wird insbesondere auf die deutschen Patentanmeldungen
DE 100 04 179 A1, DE 100 04 186 A1, DE 100 04 189 A1, DE 100 04 190 A1, DE 100 04 195 A1
(alle AT 01.02.2000); DE 100 34 730 A1 (AT 17.07.2000)
verwiesen, deren Offenbarung in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden
Anmeldung einbezogen wird.
Herkömmliche Kupplungen, bei der die Anpresskraft zum Einkoppeln über
ein hydraulisches Medium, insbesondere vermittels eines Reibbelägen oder
Belagpaketen (ggf. Lamellenpaketen) zugeordneten Druckkolbens, erteilt
wird (NORMALERWEISE-OFFEN-Kupplung (normally open clutch)) oder die
Anpresskraft einer Anpressfeder-Anordnung zum Auskuppeln vermittels
eines Hydraulikdrucks überwunden wird (NORMALERWEISE-OFFEN-
Kupplung), weisen wenigstens eine Pumpe zur Erzeugung der hydraulischen
Energie auf. Insbesondere im Falle einer Kupplungseinrichtung wie eingangs
angesprochen, bei der der Nehmerzylinder in die Kupplungseinrichtung
integriert ist und sich im Betrieb mitdreht, erscheint es unter Anlegung
herkömmlicher Maßstäbe angebracht, wenn nicht sogar zwingend, die
hydraulische Energie mittels wenigstens einer Pumpe zu erzeugen, da bei
üblichen Drehverbindungen mit einer gewissen Leckage zu rechnen ist, die
dann keine Probleme verursachen kann, wenn hydraulische Energie bzw.
Hydraulikmedium stets nachgeliefert werden kann, wie dies bei einer
Pumpe, die kontinuierlich arbeitet oder kontinuierlich betreibbar ist, der Fall
ist.
Es hat nunmehr aber an Bedeutung gewonnen, dass eine ständig mit
laufende (mit einer Druckmediumfüllung oder leer mitlaufende) Pumpe, die
also nicht an- und ausschaltbar, ggf. mechanisch an- und abkoppelbar
antreibbar ist, doch durchaus beachtliche Energie verbraucht und in eine
Energieverbrauchsbilanz mit einer recht hohen Verlustleistung eingeht, die
den Wirkungsgrad des Fahrzeugs beeinträchtigt. Dies gilt sowohl für
trockenlaufende Kupplungen, etwa Doppel- oder Lastschaltkupplungen des
in der DE 35 26 630 A1 gezeigten Typs, als auch für nasslaufende
Kupplungen, etwa nasslaufende Doppel- oder Lastschaltkupplungen des in
den genannten Anmeldungen der Anmelderin gezeigten Typs, die zwei
jeweils einer Getriebeeingangswelle zugeordnete Lamellenpakete aufweisen.
Vor diesem Hintergrund schlägt die Erfindung in einem völlig anderen, nicht
den naheliegenden Weg eines An- und Ausschaltens (ggf. An- und
Abkoppelns) der Pumpe einschlagenden Ansatz vor, dass die Betätigungs
einrichtung wenigstens einen hydraulischen Geberzylinder aufweist, der mit
dem hydraulischen Nehmerzylinder in Hydraulikverbindung steht oder
bringbar ist und über den die zugeordnete Kupplungsanordnung betätigbar
ist.
Die Erfinder haben erkannt, dass es möglich ist, hydraulische Geberzylinder
mit hinreichendem Betätigungsvolumen (beispielsweise 8 cm3) bereitzustel
len, und dass man auch die erwarteten, auf eine Leckage im Bereich der
Drehverbindung zurückgehenden Probleme in den Griff bekommen kann.
Dem im Hinblick auf die Vermeidung bzw. Beherrschung dieser Probleme
unter Umständen zu treibenden Aufwand steht der Vorteil gegenüber, dass
Energieverluste aufgrund einer ständig mitlaufenden Pumpe bzw. der
technische Aufwand für ein Ein- und Ausschalten, ggf. An- und Abkoppeln,
einer Pumpe vermieden werden.
Die Kupplungseinrichtung kann eine Mehrfach-Kupplungseinrichtung,
beispielsweise eine Doppel-Kupplungseinrichtung, sein mit einer einer ersten
Getriebeeingangswelle des Getriebes zugeordneten ersten Kupplungsanord
nung und einer einer zweiten Getriebeeingangswelle des Getriebes
zugeordneten zweiten Kupplungsanordnung. Es wird speziell an eine
Mehrfach-Kupplungseinrichtung gedacht, in die ein sich im Betrieb
mitdrehender erster hydraulischer Nehmerzylinder, der der ersten Kupp
lungsanordnung zu deren Betätigung zugeordnet ist, und ein sich im Betrieb
mitdrehender zweiter hydraulischer Nehmerzylinder, der der zweiten
Kupplungsanordnung zu deren Betätigung zugeordnet ist, integriert sind. Für
eine derartige Mehrfach-Kupplungseinrichtung wird nach dem neuen Ansatz
der Erfindung vorgeschlagen, dass die Betätigungseinrichtung einen ersten
hydraulischen Geberzylinder aufweist, der mit dem ersten hydraulischen
Nehmerzylinder in Hydraulikverbindung steht oder bringbar ist und über den
die erste Kupplungsanordnung betätigbar ist, und dass die Betätigungsein
richtung einen zweiten hydraulischen Geberzylinder aufweist, der mit dem
zweiten hydraulischen Nehmerzylinder in Hydraulikverbindung steht oder
bringbar ist und über den die zweite Kupplungsanordnung betätigbar ist.
Die Kupplungseinrichtung bzw. wenigstens eine von der ersten und der
zweiten Kupplungsanordnung kann vom NORMALERWEISE-OFFEN-Typ sein
und gegen die Wirkung einer zugeordneten Kraftspeicheranordnung (ggf.
Ausrückfeder) vermittels des zugeordneten Nehmerzylinders einrückbar sein.
Ferner ist es möglich, dass die Kupplungseinrichtung bzw. wenigstens eine
von der ersten und der zweiten Kupplungsanordnung vom NORMALER
WEISE-GESCHLOSSEN-Typ ist und gegen die Wirkung einer zugeordneten
Kraftspeicheranordnung (ggf. Einrückfeder) vermittels des zugeordneten
Nehmerzylinders ausrückbar ist.
Die Kupplungsanordnung kann als Lamellen-Kupplungsanordnung ausgebil
det sein. In entsprechender Weise können die erste und die zweite
Kupplungsanordnung jeweils als Lamellen-Kupplungsanordnung ausgebildet
sein. Die Lamellen-Kupplungsanordnung bzw. Lamellen-Kupplungsanord
nungen können für einen nasslaufenden Betrieb vorgesehen sein und über
eine Drehverbindung an einer eine Betriebsmediumpumpe umfassenden
Betriebsmediumversorgung, insbesondere Hydraulikmediumversorgung,
angeschlossen sein.
Betreffend die Betätigungseinrichtung wird vorgeschlagen, dass diese
wenigstens einen elektromotorischen Aktuator zur Betätigung des Geber
zylinders bzw. wenigstens eines Geberzylinders vom ersten und zweiten
Geberzylinder aufweist.
Der elektromotorische Aktuator kann über einen Getriebemechanismus mit
nichtlinearer Übertragungscharakteristik mit dem Geberzylinder verkoppelt
sein. Diesem Vorschlag liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zumindest bei
den meisten Kupplungskonstruktionen die Stellenergie nicht gleichmäßig
über den Hubweg verteilt benötigt wird, sondern dass beispielsweise im
Falle einer kraftbetätigt schließenden (NORMALERWEISE-OFFEN) Kupp
lungsanordnung der Großteil der Stellenergie erst auf dem letzten Teil des
Hubwegs benötigt wird, wenn die Reibflächen, ggf. Lamellenpakete,
aneinander gepresst bzw. auf Block gepresst werden. Demgemäß wird für
eine Kupplungsanordnung vom NORMALERWEISE-OFFEN-Typ vorgeschla
gen, dass der Getriebemechanismus am Ende eines Einkuppelwegs eine
indirektere Übersetzung als am Anfang des Einkuppelwegs vorsieht.
Umgekehrt kann es für eine Kupplungsanordnung vom NORMALER-
GESCHLOSSEN-Typ vorteilhaft sein, wenn der Getriebemechanismus am
Anfang eines Auskuppelwegs eine indirektere Übersetzung als am Ende des
Auskuppelwegs vorsieht. Die nichtlineare Übertragungscharakteristik kann
durch eine nichtlineare Kinematik (Mechanik) erreicht werden, über die der
Aktuator und der Geberzylinder miteinander gekoppelt sind. Beispielsweise
kann der Getriebemechanismus wenigstens eines von einer Exzentertrieb
anordnung, einer Kniehebelanordnung und einer Übertotpunktfederanord
nung umfassen.
Zur Vermeidung bzw. Beherrschung der schon angesprochenen, auf
Leckage zurückzuführenden Probleme, insbesondere Leckage im Bereich
einer Drehverbindung, wird als besonders bevorzugt vorgeschlagen, dass
das Kupplungssystem eine Hydraulikmedium-Zuführeinrichtung aufweist, die
eine Sensoranordnung zur Überwachung wenigstens eines Systemzustands
des Kupplungssystems aufweist und dafür ausgebildet ist, in Antwort auf
wenigstens einen vorgegebenen Systemzustand zum Ausgleich eines
Leckage-bedingten Hydraulikmediumverlusts aus dem den Geberzylinder,
den Nehmerzylinder und eine diese verbindende Hydraulikverbindung
umfassenden Hydrauliksystem Hydraulikmedium in das Hydrauliksystem
oder in ein zumindest den Nehmerzylinder umfassendes Teilsystem davon
zuzuführen.
Als besonders zweckmäßig wird vorgeschlagen, dass die Hydraulikmedium-
Zuführeinrichtung dafür ausgelegt ist, einen Betätigungsdruck des Hydrauliksystems,
der im Falle einer Kupplungseinrichtung vom NORMALERWEISE-
OFFEN-Typ am Ende eines Einkuppelwegs und im Falle einer Kupplungsein
richtung vom NORMALERWEISE-GESCHLOSSEN-Typ am Anfang eines
Auskuppelwegs auftritt, im wesentlichen aufrechtzuerhalten.
Die Sensoranordnung kann beispielsweise dafür ausgelegt sein, einen
Hydraulikdruck im Hydrauliksystem zu erfassen, so dass durch eine
entsprechende Steuerung ein Abfall des Hydraulikdrucks unter einen
Mindestwert verhindert wird bzw. der Hydraulikdruck zumindest wieder auf
den Mindestwert erhöht wird, und zwar jeweils durch entsprechende
Nachlieferung von Hydraulikmedium.
Eine andere besonders zweckmäßige Möglichkeit ist, dass die Sensoranord
nung dafür ausgelegt ist, einen Schlupfzustand oder Schlupfzustände der
Kupplungseinrichtung zu erfassen. Der Hydraulikdruck und damit ein
Hydraulikmediumverlust durch Leckage wird gemäß diesem Vorschlag nur
indirekt über den sich ergebenden Schlupf erfasst.
Die Hydraulikmedium-Zuführeinrichtung kann eine Hydraulikmediumpumpe
aufweisen, die dafür ausgelegt ist, zumindest kurzzeitig Hydraulikmedium
unter Druck in das Hydrauliksystem bzw. Teilsystem zuzuführen. Es wird
insbesondere daran gedacht, keine gesonderte Pumpe für den Zweck der
Nachlieferung von Hydraulikmedium vorzusehen, sondern eine sowieso
vorhandene Pumpe hierfür zu nutzen. Insbesondere wird daran gedacht,
dass die Hydraulikmediumpumpe einer Betriebsmediumversorgung,
insbesondere Kühlmediumversorgung, der Kupplungseinrichtung oder/und
des Getriebes zugehörig ist und dafür vorgesehen und ausgelegt ist,
Betriebsmedium zu wenigstens einer Komponente der Kupplungseinrichtung
bzw. des Getriebes zuzuführen, etwa zur Kühlung dieser Komponente, ggf.
ein Lamellenpaket. Da die Hydraulikmediumpumpe nur kurzzeitig (intermit
tierend) Hydraulikmedium für die Aufrechterhaltung des Drucks liefern muss,
reicht es in der Regel aus, wenn die Hydraulikmediumpumpe weniger
leistungsfähig ist als eine herkömmlich zur Bereitstellung des Betätigungs
hydraulikdrucks verwendete Pumpe.
Eine Randbedingung für die Hydraulikmediumpumpe wird in der Regel sein,
dass diese für die Nachlieferung von Hydraulikmedium einen gewissen
Mindestdruck bereitstellen muss, der unter Umständen größer ist als der
sonst für die Zufuhr von Betriebsmedium benötigte Druck. Es kommt in
diesem Zusammenhang aber durchaus in Betracht, dass die Hydraulikme
diumpumpe für die kurzzeitigen Nachliefer-Betriebszustände auf Überlast
läuft. Da es sich um keinen Dauerbetrieb handelt, wird die Lebensdauer der
Pumpe durch solche intermittierenden Überlast-Betriebszustände nicht oder
nicht nennenswert verkürzt.
Nach einem anderen Ansatz wird vorgeschlagen, dass ein den Nehmer
zylinder aufweisendes Teilsystem des Hydrauliksystems und ein den
Geberzylinder aufweisendes Teilsystem des Hydrauliksystems mittels einer
Absperrventilanordnung gegeneinander absperrbar sind und dass der
Geberzylinder im Zusammenspiel mit der Absperrventilanordnung als
Pumpenzylinder betätigbar ist zur Zufuhr von Hydraulikmedium in das
Hydrauliksystem oder/und das den Geberzylinder aufweisende Teilsystem.
Es wird speziell daran gedacht, dass zur Zufuhr von Hydraulikmedium in das
Hydrauliksystem oder/und das den Geberzylinder aufweisende Teilsystem
ein Geberkolben des Geberzylinders aus einer teilweise oder vollständig in
einen Zylinderraum eingefahrenen Hubposition um einen Pumphub zuerst
ausfahrbar und dann wieder einfahrbar ist, wobei beim Ausfahren des
Geberkolbens Hydraulikmedium aus einem Hydraulikmediumvorrat in den
Zylinderraum nachziehbar ist, vorzugsweise unter Vermittlung einer/der
Ventilanordnung, etwa einer Rückschlagventilanordnung. Für den Betrieb
des Geberzylinders gewissermaßen als Kolbenpumpe kann der Geberzylinder
beispielsweise mit einer Ventilanordnung ausgeführt sein, die beim
Ausfahren des Geberkolbens Hydraulikmedium aus dem Hydraulikmedium
vorrat in den Zylinderraum einlässt und beim Einfahren des Geberkolbens
einen Hydraulikmedium unter Druck enthaltenden Teil des Zylinderraums
abdichtet. Vorteilhaft kann eine dem Geberzylinder zugeordnete Dichtungs
anordnung die Ventilanordnung bilden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand in den Figuren gezeigter Aus
führungsbeispiele näher erläutert,
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungs
beispiel eines erfindungsgemäßen Kupplungssystems mit einer
hydraulisch betätigbaren Doppelkupplung;
Fig. 2 zeigt in den Teilfiguren 2a und 2b ein Beispiel für einen
Koppelmechanismus mit nichtlinearer Übertragungscharak
teristik zur Verkopplung eines Aktuators und eines Geberzylin
ders;
Fig. 3 zeigt in den Teilfiguren 3a und 3b ein weiteres Beispiel für
einen Koppelmechanismus mit nichtlinearer Übertragungs
charakteristik zur Verkopplung eines Aktuators und eines
Geberzylinders;
Fig. 4 zeigt eine Doppelkupplung mit zwei zugehörigen hydraulischen
Geberzylindern, die über eine Drehverbindung an einem
jeweiligen hydraulischen Nehmerzylinder der Doppelkupplung
angeschlossen sind;
Fig. 5 zeigt in den Teilfiguren 5a und 5b einen hydraulischen Geber
zylinder entsprechend den Geberzylindern der Fig. 4 in einer
vergrößerten Schnittansicht (Fig. 5a) und in einer geschnitte
nen Gesamtdarstellung (Fig. 5b) mit zugehörigem Betätigungs
stößel, sowie in Teilfigur 5c eine Ausführungsvariante des
Geberzylinders;
Fig. 6 zeigt in einer teilgeschnittenen Darstellung eine in einem
Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Getriebe
und einer Antriebseinheit angeordnete Doppelkupplung mit
zwei Lamellen-Kupplungsanordnungen, die Bestandteil eines
erfindungsgemäßen Kupplungssystems sein könnte, etwa als
Doppelkupplung der in Fig. 4 gezeigten Anordnung.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Kupplungssystems 200
mit einer Doppelkupplung 202, die eine radial innere Kupplungsanordnung
204 und eine radial äußere Kupplungsanordnung 206 aufweist. Die beiden
Kupplungsanordnungen sind jeweils nur durch schematisch angedeutetes
Lamellenpaket 208 bzw. 210 in Fig. 1 repräsentiert und dienen dazu, auf an
sich bekannte Art und Weise eine Motorabtriebswelle 212 oder dgl. mit
einer zugeordneten Getriebeeingangswelle 214 bzw. 216 oder dgl. zur
Momentenübertragung zu verbinden. Die radial innere Kupplungsanordnung
204 ist beispielsweise den Getriebegängen 1, 3 und 5 und die radial äußere
Kupplungsanordnung 206 ist beispielsweise den Getriebegängen 2, 4 und
6 zugeordnet. Die Getriebeeingangswellen 214 und 216 sind als koaxial
geschachtelte Hohlwellen ausgeführt. Über einen darin ausgebildeten
Ölkanal 218 kann mittels einer Kühlölpumpe 220 Kühlöl aus einem Ölsumpf
222 den Lamellenpaketen 208 und 210 zugeführt werden.
In die Doppelkupplung 202 sind zwei hydraulische Nehmerzylinder integriert,
die jeweils einen einem der beiden Lamellenpakete zugeordneten Betäti
gungskolben aufweisen und dazu dienen, das jeweilige Lamellenpaket gegen
die Wirkung einer auf den Kolben wirkenden Rückstellfederanordnung
einzuspannen (Kupplungsanordnung des NORMALERWEISE-OFFEN-Typs)
oder das Lamellenpaket von der einspannenden Einwirkung einer Ein
kuppelfederanordnung zum Auskuppeln zu entlasten (Kupplungsanordnung
des NORMALERWEISE-GESCHLOSSEN-Typs).
Dem hydraulischen Nehmerzylinder der radial äußeren Kupplungsanordnung
206 ist ein hydraulischer Geberzylinder 230 oder GZ1 zugeordnet, der über
ein Absperrventil 232 oder V1, eine Ölleitung 234, eine nicht dargestellte
Drehverbindung und einen in den geschachtelten Getriebeeingangswellen
ausgebildeten Ölkanal an dem hydraulischen Nehmerzylinder angeschlossen
ist. In entsprechender Weise ist dem hydraulischen Nehmerzylinder der
radial inneren Kupplungsanordnung 204 ein hydraulischer Geberzylinder 236
oder GZ2 zugeordnet, der über ein Absperrventil 238 oder V2, eine Ölleitung
240, eine nicht dargestellte Drehverbindung und einen zwischen den
geschachtelten Getriebeeingangswellen ausgebildeten Ölkanal am hydrauli
schen Nehmerzylinder der radial inneren Kupplungsanordnung ange
schlossen ist. Die Ölleitungen 234 und 238 weisen aufgrund einer gewissen
Eigenflexibilität Druck und Volumen speichernde Eigenschaften auf,
speichern also einen Teil des bei einer Betätigung des jeweiligen Geberzylin
ders erzeugten Drucks und aus dem Geberzylinder verdrängten Volumens.
Die Ölleitungen können beispielsweise von einer flexiblen Gummileitung
(etwa ähnlich einer üblichen Kupplungsdruckleitung oder Bremsschlauchlei
tung) gebildet sein, wie dies durch schematisch dargestellte Schlauch
abschnitte 242 und 244 angedeutet ist.
Die beiden Kupplungsanordnungen werden auf hydraulischem Wege über
die Geberzylinder 230 und 236 betätigt. Sollte es an den Drehdurch
führungen zu den Kupplungsanordnungen hin zu Leckagen kommen, so
würde grundsätzlich der Druck im Betätigungssystem und somit beispiels
weise die das Lamellenpaket einspannende Anpresskraft sinken. Diese
beginnende Leckage kann im Anfangsstadium durch die Druckspeichereigen
schaften der elastischen Ölleitungen aufgefangen oder "gepuffert" werden,
da die Ölleitungen bei nachlassendem Druck einen Teil ihres "Schluckvolu
mens" wieder abgeben.
Wird ein übermäßiger Druckabfall durch entsprechende Sensoren registriert,
beispielsweise durch den Öldruck in den Ölleitungen erfassende Drucksensoren
oder auf indirektem Wege durch eine Kupplungsschlupferfassungs
anordnung (beispielsweise umfassend einen der Welle 212 zugeordneten
eingangsseitigen Drehzahlsensor und einen der Getriebeeingangswelle 214
zugeordneten ersten ausgangsseitigen Drehzahlsensor und einen der
Getriebeeingangswelle 216 zugeordneten zweiten ausgangsseitigen
Drehzahlsensor), so kann gemäß der Anordnung der Fig. 1 Abhilfe dadurch
erreicht werden, dass das dem momentan gerade betätigten Geberzylinder
zugeordnete Absperrventil 232 bzw. 238 geschlossen wird und der Kolben
250 bzw. 252 des Geberzylinders motorisch, insbesondere elektromoto
risch, zurückgefahren wird, um die Leckage ausgleichendes Hydraulikme
dium über ein entsprechendes Ventil des Geberzylinders in den Kolbenraum
254 bzw. 256 aus einem Hydraulikmediumvorrat, etwa aus einer am
Ölsumpf 222 angeschlossenen Nachlaufleitung, anzusaugen. Die Geber
zylinder 230 und 236 dienen dabei also gewissermaßen als Hydraulikme
dium ansaugende Hubkolbenpumpen. Wenn eine hinreichende Menge an
Hydraulikmedium in den betreffenden Kolbenraum nachgeströmt ist, fährt
der betreffende Geberkolben 250 bzw. 252 wieder vor, das zugehörige
Ventil 232 bzw. 238 wird wieder geöffnet. Es wird dabei durch ent
sprechende Betätigung des Geberzylinders der gewünschte bzw. erforder
liche Betätigungsdruck wieder eingestellt. Das Ventil des betreffenden
Geberzylinders kann von einem einfachen Rückschlagventil gebildet sein.
Eine vorteilhafte Möglichkeit ist, dass das Ventil von einer einseitig
wirkenden Dichtungsanordnung des Geberkolbens gebildet ist ähnlich wie
bei einer Fahrrad-Luftpumpe.
Die Anordnung gemäß Fig. 1 veranschaulicht auch eine weitere Möglichkeit,
wie der Betätigungsdruck trotz einer Leckage etwa an den Drehver
bindungen aufrechterhalten werden kann. Zur Nachlieferung von Hydraulik
medium kann eine sowieso vorhandene Ölpumpe verwendet werden, etwa
eine Kühlölpumpe für das Getriebe oder/und für die Doppelkupplung. Gemäß
Fig. 1 ist die Ölpumpe 220 über zwei Absperrventile 260 (oder V3) und 262
(oder V4) an den zu den Drehverbindungen führenden Ölleitungen 216 bzw.
240 angeschlossen. Wie schon erwähnt fördert diese Pumpe normalerweise
Kühlöl aus dem Ölsumpf 222 zu den Lamellenpaketen. Unter der Voraus
setzung, dass diese Pumpe zumindest kurzzeitig einen Öldruck liefern kann,
der in der Größenordnung der Kupplungsbetätigungsdrücke liegt, kann durch
Öffnen des Ventils 260 bzw. des Ventils 262 ein Leckageverlust ausgegli
chen werden und dementsprechend der Betätigungsdruck aufrechterhalten
werden. Anstelle von zwei Absperrventilen 260 und 262 kann auch ein
einzelnes Mehrwege-Ventil vorgesehen werden.
Es wurde schon kurz angesprochen, dass die Geberzylinder 230 und 236
elektromotorisch betätigbar sein können. Grundsätzlich ist auch jede andere
Art der Betätigung, ggf. auch eine manuelle Betätigung, vorstellbar. Es wird
hier davon ausgegangen, dass eine elektromotorische Betätigung des
Geberzylinders vorgesehen ist, wobei der jeweilige Geberzylinder und der
zugeordnete elektrische Betätigungsmotor einschließlich einer Übertragungs
mechanik oder Getriebemechanik zu einer Aktuatoreinheit integriert sein
können.
Die Übertragungs- oder Getriebemechanik kann eine lineare oder nichtlineare
Übertragungscharakteristik aufweisen. Eine nichtlineare Übertragungs
charakteristik, man kann auch von einer den Stellmotor und den hydrauli
schen Geberzylinder verkoppelnden nichtlinearen Kinematik sprechen, kann
dann vorteilhaft sein, wenn die zugeordnete Kupplungsanordnung eine
solche Charakteristik hat, dass die zur Verfügung stehende Stellenergie
nicht gleichmäßig bzw. nicht gleichverteilt über den Hubweg benötigt wird,
sondern beispielsweise ein größerer Teil der Stellenergie am Ende oder am
Anfang des Hubweges benötigt wird. Dies ist beispielsweise bei kraftbetä
tigt schließenden Lamellen-Kupplungsanordnungen (Kupplungsanordnung
des NORMALERWEISE-OFFEN-Typs) der Fall, bei denen der Großteil der
Stellenergie erst auf dem letzten Teil des Hubwegs benötigt wird, wenn das
jeweilige Lamellenpaket auf Block gepresst wird.
Ein schematisches Beispiel für einen entsprechenden Aktuator mit einem
Stellmotor M, einem Geberzylinder GZ und einem diese verkoppelnden
Getriebemechanismus GM ist in Fig. 2 gezeigt. Der Getriebemechanismus
GM ist als Kniehebel ausgebildet, der die Stellbewegung des Motors M am
Anfang des Einkuppelweges, wenn kleine Systemdrücke benötigt werden,
vergleichsweise direkt in eine Hubbewegung des Kolbens K des Geberzylin
ders umsetzt (Fig. 2a) und am Ende des Einkuppelwegs, wenn hohe
Systemdrücke benötigt werden, die Stellbewegung des Motors vergleichs
weise indirekt in eine Hubbewegung des Kolbens K umsetzt (Fig. 2b).
Eine andere Möglichkeit zur Realisierung einer derartigen nichtlinearen
Betätigungscharakteristik ist in Fig. 3 gezeigt. Hier ist der Getriebemecha
nismus GM von einer Exzenteranordnung gebildet, die eine um ein
Drehzentrum Z drehbar angeordnete Drehscheibe S und zwei azentrisch an
der Scheibe angelenkte Koppelhebel H1 und H2 umfasst. Wiederum ist am
Anfang des Einkuppelwegs, wenn kleine Systemdrücke benötigt werden, die
Übersetzung direkter als am Ende des Einkuppelweges, wenn hohe
Systemdrücke benötigt werden.
Fig. 4 zeigt ein die Anordnung gemäß Fig. 1 konkretisierendes Ausführungs
beispiel mit einer Doppelkupplung 202 vorzugsweise im Wesentlichen
entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 6 und zwei Geberzylindern
230 und 236 entsprechend der Ausführungsform gemäß Fig. 5. Die
Geberzylinder sind über die Ventile 232 und 238 und nicht im Detail
erkennbare Drehverbindungen 270, 272 an dem jeweils zugeordneten
hydraulischen Nehmerzylinder 274 bzw. 276 angeschlossen, die jeweils
mittels eines Kolbens 278 bzw. 280 auf das Lamellenpaket 208 bzw. 210
wirken, um die betreffende Kupplungsanordnung 204 bzw. 206 im Sinne
eines Einkuppelns zu betätigen. Zu näheren Einzelheiten wird auf die Fig. 5
und 6 und die zugehörige Beschreibung im Folgenden verwiesen.
Fig. 5 zeigt in den Teilfiguren 5a und 5b einen hydraulischen Geberzylinder
in einer geschnittenen Darstellung, der ein Gehäuse 300 aufweist, das
zusammen mit einem darin axial verschiebbar aufgenommenen Kolben 302
einen Kolbenraum 304 begrenzt. Der Kolbenraum 304 steht über einen
Durchgang 306 mit einem Anschluss 308 in Verbindung, an dem eine zum
zugehörigen hydraulischen Nehmerzylinder führende Ölleitung ange
schlossen ist. Der Anschluss 308 kann mit einem Haltebügel 309 ausge
führt sein, der die zugeordnete Ölleitung bzw. einen Gegenanschluss
derselben fixiert.
Der in einer Führungshülse 310 axial geführte Kolben 302 ist als einseitig
geschlossenes Hohlzylinderteil ausgeführt. In einem Kolbenende, das zu
einer dem Druckmedium im Kolbenraum 304 ausgesetzten Druckfläche 312
entgegensetzt ist, ist ein auch als Kolbengelenkkopf bezeichenbares
Kugelsitzteil 314 eingesteckt, das eine Koppelkugel 316 eines Betätigungs
stößels 318 aufnimmt, der mit einem zugehörigen Stellglied, insbesondere
Stellmotor, verkoppelt ist, beispielsweise als kolbenseitiger Hebel des
Kniehebels gemäß Fig. 2 oder als Koppelhebel H2 gemäß Fig. 3. Zur
Anlenkung des Stößels 318 am Stellglied oder einer zwischengeschalteten
Getriebeanordnung kann vorteilhaft ein Gelenkkopf 319 dienen.
Das Gehäuse 300 bildet eine Nachlaufleitung 320, die an einem Hydraulik
mediumvorrat anschließbar ist. Eine den Kolbenraum 304 abdichtende erste
Dichtungsanordnung 322 ist derart ausgeführt, dass bei einem Einwärtshub
des Kolbens 302 (in Fig. 5 nach links) der Kolbenraum 304 zur Nachlauflei
tung 320 abgedichtet ist, unter Druck stehendes Hydraulikmedium aus dem
Kolbenraum 304 also nicht zur Nachlaufleitung entweichen kann.
Tritt bei einem Auswärtshub (in Fig. 5 nach rechts) des Kolbens 302
hingegen ein Unterdruck im Kolbenraum 304 auf, so lässt die erste
Dichtungsanordnung 322 Hydraulikmedium aus der Nachlaufleitung 320 in
den Kolbenraum 304 einströmen. Würde man also beispielsweise den
Anschluss 308 mit einem Rückschlagventil versehen, so könnte der
Geberzylinder GZ als Hubkolbenpumpe verwendet werden.
Bezugnehmend auf die Anordnung gemäß Fig. 4 ist für die hier zugrunde
gelegte Anwendung kein Rückschlagventil, sondern das Absperrventil 232
bzw. 238 vorgesehen, das durch entsprechende Ansteuerung in eine
Schließstellung bringbar ist, um durch Zurückziehen des Kolbens aus der
Nachlaufleitung 320 Hydraulikmedium in den Kolbenraum 304 anzusaugen,
und das durch entsprechende Ansteuerung in eine Öffnungsstellung
verstellbar ist, in der der Geberzylinder über die Drehverbindung 270 bzw.
272 mit dem zugehörigen hydraulischen Nehmerzylinder 274 bzw. 276 in
Verbindung steht.
Eine zweite Dichtungsanordnung 324 dichtet in jedem Betriebszustand des
Geberzylinders den Kolbenraum 304 (als gegenüber der ersten (primären)
Dichtungsanordnung 322 sekundäre Dichtungsanordnung) und den
Anschlussbereich der Nachlaufleitung 320 nach außen hin (in Richtung zum
den Kolben aufnehmenden offenen Ende des Gehäuses) ab.
Bei dem in Fig. 5a und Fig. 5b gezeigten Ausführungsbeispiel sind die erste
und die zweite Dichtungsanordnung 322 bzw. 324 jeweils von einem
sogenannten Nutring gebildet, zwischen denen ein Abstandsring 323
angeordnet ist. Die Führungshülse 310 steht mit dem Gehäuse 300
vermittels eines O-Rings 326 in Dichtungseingriff.
Es sollte noch erwähnt werden, dass das Kupplungssystem eine elek
tronische Steuereinheit aufweisen kann, die den Geberzylindern zugeordnete
Stellmotoren und die Ventile 232 und 238 (oder/und die Pumpe 220 und die
Ventile 260 und 262) ansteuert und von einer zugehörigen Sensoranord
nung Signale empfängt und diese auswertet, um Betriebszustände der
Kupplung oder/und Druckzustände des Hydrauliksystems zu erfassen, und
die im Bedarfsfall zum Ausgleich von Leckagen durch entsprechende Ansteuerung
der genannten Komponenten Hydraulikmedium in den Betäti
gungsteil des Hydrauliksystems nachliefert.
Fig. 5c zeigt eine Ausführungsvariante des Geberzylinders der Fig. 5a und
5b. Der wichtigste Unterschied liegt in der Ausführung des Kolbens. Gemäß
Fig. 5c ist der Kolben 302 von einem Hülsenteil 330 gebildet, das ein die
Funktion des Kugelsitzteils miterfüllendes Abstützteil 332 aufnimmt. Das
Abstützteil stützt einen zylindrischen Mantelabschnitt des Hülsenteils 330
radial ab.
Ein Beispiel einer Mehrfach-Kupplungseinrichtung, die als Teil eines
erfindungsgemäßen Kupplungssystems eingesetzt werden kann, wird im
Folgenden anhand der Fig. 6 näher erläutert. Es handelt sich speziell um
eine Doppel-Kupplungseinrichtung, kurz Doppelkupplung.
Fig. 6 zeigt eine in einem Antriebsstrang 10 zwischen einer Antriebseinheit
und einem Getriebe angeordnete Doppelkupplung 12. Von der Antriebsein
heit, beispielsweise eine Brennkraftmaschine, ist in Fig. 6 nur eine
Abtriebswelle 14, ggf. Kurbelwelle 14, mit einem zur Ankopplung eines
nicht dargestellten Torsionsschwingungsdämpfers dienenden Koppelende
16 dargestellt. Das Getriebe ist in Fig. 6 durch einen eine Getriebegehäuse
glocke 18 begrenzenden Getriebegehäuseabschnitt 20 und zwei Getriebeein
gangswellen 22 und 24 repräsentiert, die beide als Hohlwellen ausgebildet
sind, wobei die Getriebeeingangswelle 22 sich im Wesentlichen koaxial zur
Getriebeeingangswelle 24 durch diese hindurch erstreckt. Im Inneren der
Getriebeeingangswelle 22 ist eine Pumpenantriebswelle angeordnet, die zum
Antrieb einer getriebeseitigen, in Fig. 6 nicht dargestellten Ölpumpe (etwa
die Ölpumpe 220) dient, wie noch näher erläutert wird. Ist wenigstens eine
elektromotorisch angetriebene Ölpumpe vorgesehen, kann auf die Pumpen
antriebswelle verzichtet werden.
Die Doppelkupplung 12 ist in die Getriebegehäuseglocke 18 aufgenommen,
wobei der Glockeninnenraum in Richtung zur Antriebseinheit durch einen
Deckel 28 verschlossen ist, der in eine Glockengehäuseöffnung eingepresst
ist oder/und darin durch einen Sprengring 30 gesichert ist. Weist die
Doppelkupplung wie das in Fig. 6 gezeigte Ausführungsbeispiel, nass
laufende Reibungskupplungen, beispielsweise Lamellenkupplungen, auf, so
ist es in der Regel angebracht, für einen Dichteingriff zwischen dem Deckel
28 und dem von der Getriebegehäuseglocke 18 gebildeten Kupplungs
gehäuse zu sorgen, der beispielsweise mittels eines O-Rings oder eines
sonstigen Dichtrings hergestellt sein kann. In Fig. 6 ist ein Dichtring 32 mit
zwei Dichtlippen gezeigt.
Als Eingangsseite der Doppelkupplung 12 dient eine Kupplungsnabe 34, die
aus noch näher zu erläuternden Gründen aus zwei aneinander festgelegten
Ringabschnitten 36, 38 besteht. Die Kupplungsnabe 34 erstreckt sich durch
eine zentrale Öffnung des Deckels 28 in Richtung zur Antriebseinheit und
ist über eine Außenverzahnung 42 mit dem nicht dargestellten Torsions
schwingungsdämpfer gekoppelt, so dass über diesen eine Momentenüber
tragungsverbindung zwischen dem Koppelende 16 der Kurbelwelle 14 und
der Kupplungsnabe 34 besteht. Möchte man auf einen Torsionsschwin
gungsdämpfer generell oder an dieser Stelle im Antriebsstrang verzichten,
so kann die Kopplungsnabe 34 auch unmittelbar mit dem Koppelende 16
gekoppelt werden. Die Pumpenantriebswelle 26 weist an ihrem vom
Getriebe fernen Ende eine Außenverzahnung 44 auf, die in eine Innenver
zahnung 46 des Ringabschnitts 36 der Kupplungsnabe 34 eingreift, so dass
sich die Pumpenantriebswelle 26 mit der Kupplungsnabe 34 mitdreht und
dementsprechend die Ölpumpe antreibt, wenn der Kupplungsnabe 34 eine
Drehbewegung erteilt wird, im Regelfall von der Antriebseinheit und in
manchen Betriebssituationen eventuell auch vom Getriebe her über die
Doppelkupplung (beispielsweise in einer durch das Stichwort "Motor
bremse" charakterisierte Betriebssituation).
Der Deckel 28 erstreckt sich radial zwischen einem eine Radialausnehmung
50 der Gehäuseglocke 18 begrenzenden ringförmigen Umfangswand
abschnitt der Gehäuseglocke 18 und dem Ringabschnitt 38 der Nabe 34,
wobei es vorteilhaft ist, wenn zwischen einem radial inneren Wandbereich
52 des Deckels 28 und der Nabe 34, speziell dem Ringabschnitt 38, eine
Dichtungs- oder/und Drehlageranordnung 54 vorgesehen ist, speziell dann,
wenn - wie beim gezeigten Ausführungsbeispiel - der Deckel 28 an der
Gehäuseglocke 18 festgelegt ist und sich dementsprechend mit der
Doppelkupplung 12 nicht mitdreht. Eine Abdichtung zwischen dem Deckel
und der Nabe wird insbesondere dann erforderlich sein, wenn es sich, wie
beim Ausführungsbeispiel, bei den Kupplungsanordnungen der Doppelkupp
lung um nasslaufende Kupplungen handelt. Eine hohe Betriebssicherheit
auch im Falle von auftretenden Schwingungen und Vibrationen wird
erreicht, wenn die Dichtungs- oder/und Drehlageranordnung 54 axial am
Deckel 28 oder/und an der Kupplungsnabe 34 gesichert ist, etwa durch
einen nach radial innen umgebogenen Endabschnitt des Deckelrands 52,
wie in Fig. 6 zu erkennen ist.
An dem Ringabschnitt 38 der Nabe 34 ist ein Trägerblech 60 drehfest
angebracht, das zur Drehmomentübertragung zwischen der Nabe 34 und
einem Außenlamellenträger 62 einer ersten Lamellen-Kupplungsanordnung
64 dient. Der Außenlamellenträger 62 erstreckt sich in Richtung zum
Getriebe und nach radial innen zu einem Ringteil 66, an dem der Außen
lamellenträger drehfest angebracht ist und das mittels einer Axial- und
Radial-Lageranordnung 68 an den beiden Getriebeeingangswellen 22 und 24
derart gelagert ist, dass sowohl radiale als auch axiale Kräfte an den
Getriebeeingangswellen abgestützt werden. Die Axial- und Radial-Lager
anordnung 68 ermöglicht eine Relativverdrehung zwischen dem Ringteil 66
einerseits und sowohl der Getriebeeingangswelle 22 als auch der Getrie
beeingangswelle 24 andererseits. Auf den Aufbau und die Funktionsweise
der Axial- und Radial-Lageranordnung wird später noch näher eingegangen.
Am Ringteil 66 ist axial weiter in Richtung zur Antriebseinheit ein Außen
lamellenträger 70 einer zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72 drehfest
angebracht, deren Lamellenpaket 74 vom Lamellenpaket 76 der ersten
Lamellen-Kupplungsanordnung ringartig umgeben wird. Die beiden
Außenlamellenträger 62 und 70 sind, wie schon angedeutet, durch das
Ringteil 66 drehfest miteinander verbunden und stehen gemeinsam über das
mittels einer Außenverzahnung mit dem Außenlamellenträger 62 in
formschlüssigem Drehmomentübertragungseingriff stehende Trägerblech 60
mit der Kupplungsnabe 34 und damit - über den nicht dargestellten
Torsionsschwingungsdämpfer - mit der Kurbelwelle 14 der Antriebseinheit
in Momentenübertragungsverbindung. Bezogen auf den normalen Momen
tenfluss von der Antriebseinheit zum Getriebe dienen die Außenlamellen
träger 62 und 70 jeweils als Eingangsseite der Lamellen-Kupplungsanord
nung 64 bzw. 72.
Auf der Getriebeeingangswelle 22 ist mittels einer Keilnutenverzahnung o. dgl.
ein Nabenteil 80 eines Innenlamellenträgers 82 der ersten Lamellen-
Kupplungsanordnung 64 drehfest angeordnet. In entsprechender Weise ist
auf der radial äußeren Getriebeeingangswelle 24 mittels einer Keilnutenver
zahnung o. dgl. ein Nabenteil 84 eines Innenlamellenträger 86 der zweiten
Lamellen-Kupplungsanordnung 72 drehfest angeordnet. Bezogen auf den
Regel-Momentenfluss von der Antriebseinheit in Richtung zum Getriebe
dienen die Innenlamellenträger 82 und 86 als Ausgangsseite der ersten bzw.
zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 64 bzw. 72.
Es wird noch einmal auf die radiale und axiale Lagerung des Ringteils 66 an
den Getriebeeingangswellen 22 und 24 Bezug genommen. Zur radialen
Lagerung des Ringteils 66 dienen zwei Radial-Lagerbaugruppen 90 und 92,
die zwischen der radial äußeren Getriebeeingangswelle 24 und dem Ringteil
66 wirksam sind. Die axiale Lagerung des Ringsteils 66 erfolgt betreffend
einer Abstützung in Richtung zur Antriebseinheit über das Nabenteil 84, ein
Axiallager 94, das Nabenteil 80 und einen das Nabenteil 80 an der radial
inneren Getriebeeingangswelle 22 axial sichernden Sprengring 96. Das
Ringteil 38 der Kupplungsnabe 34 ist wiederum über ein Axiallager 68 und
ein Radiallager 100 an dem Nabenteil 80 gelagert. In Richtung zum Getriebe
ist das Nabenteil 80 über das Axiallager 94 an einem Endabschnitt der radial
äußeren Getriebeeingangswelle 24 axial abgestützt. Das Nabenteil 84 kann
unmittelbar an einem Ringanschlag o. dgl. oder einem gesonderten
Sprengring o. dgl. in Richtung zum Getriebe an der Getriebeeingangswelle
24 abgestützt sein. Da das Nabenteil 84 und das Ringteil 66 gegeneinander
relativ-verdrehbar sind, kann zwischen diesen Komponenten ein Axiallager
vorgesehen sein, sofern nicht das Lager 92 sowohl Axiallager- als auch
Radiallagerfunktion hat. Vom Letzteren wird in Bezug auf das Ausführungs
beispiel in Fig. 6 ausgegangen.
Große Vorteile ergeben sich daraus, wenn, wie beim gezeigten Aus
führungsbeispiel, die sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitte der
Außenlamellenträger 62 und 70 auf einer axialen Seite einer sich zu einer
Achse A der Doppelkupplung 12 orthogonal erstreckenden Radialebene
angeordnet sind und die sich in radialer Richtung erstreckenden Abschnitte
der Innenlamellenträger 82 und 86 der beiden Lamellen-Kupplungsanord
nungen auf der anderen axialen Seite dieser Radialebene angeordnet sind.
Hierdurch wird ein besonders kompakter Aufbau möglich, insbesondere
dann, wenn - wie beim gezeigten Ausführungsbeispiel - Lamellenträger einer
Sorte (Außenlamellenträger oder Innenlamellenträger, beim Ausführungs
beispiel die Außenlamellenträger) drehfest miteinander verbunden sind und
jeweils als Eingangsseite der betreffenden Lamellen-Kupplungsanordnung in
Bezug auf den Kraftfluss von der Antriebseinheit zum Getriebe dienen.
In die Doppelkupplung 12 sind Betätigungskolben zur Betätigung der
Lamellen-Kupplungsanordnungen integriert, im Falle des gezeigten
Ausführungsbeispiels zur Betätigung der Lamellen-Kupplungsanordnungen
im Sinne eines Einrückens. Ein der ersten Lamellen-Kupplungsanordnung 64
zugeordneter Betätigungskolben 110 ist axial zwischen dem sich radial
erstreckenden Abschnitt des Außenlamellenträgers 62 der ersten Lamellen-
Kupplungsanordnung 64 und dem sich radial erstreckenden Abschnitt des
Außenlamellenträgers 70 der zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72
angeordnet und an beiden Außenlamellenträgern sowie am Ringteil 66
mittels Dichtungen 112, 114, 116 axial verschiebbar und eine zwischen
dem Außenlamellenträger 62 und dem Betätigungskolben 110 ausgebildete
Druckkammer 118 sowie eine zwischen dem Betätigungskolben 110 und
dem Außenlamellenträger 70 ausgebildete Fliehkraft-Druckausgleichs
kammer 120 abdichtend geführt. Die Druckkammer 118 steht über einen in
dem Ringteil 66 ausgebildeten Druckmediumkanal 122 mit einem zugeord
neten hydraulischen Geberzylinder, etwa dem Geberzylinder 230, in
Verbindung, wobei der Druckmediumskanal 122 über eine das Ringteil 66
aufnehmende, ggf. getriebefeste Anschlusshülse an dem Geberzylinder
angeschlossen ist. Die Anschlusshülse und das Ringteil 66 bilden eine
Drehverbindung. Zum Ringteil 66 ist in diesem Zusammenhang zu erwäh
nen, dass dieses für eine einfachere Herstellbarkeit insbesondere hinsichtlich
des Druckmediumkanals 122 sowie eines weiteren Druckmediumkanals
zweiteilig hergestellt ist mit zwei ineinander gesteckten hülsenartigen
Ringteilabschnitten, wie in Fig. 6 angedeutet ist.
Ein der zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72 zugeordneter Betäti
gungskolben 130 ist axial zwischen dem Außenlamellenträger 70 der
zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72 und einem sich im Wesentlichen
radial erstreckenden und an einem vom Getriebe fernen axialen Endbereich
des Ringteils 66 drehfest und fluiddicht angebrachten Wandungsteil 132
angeordnet und mittels Dichtungen 134, 136 und 138 am Außenlamellen
träger 70, dem Wandungsteil 132 und dem Ringteil 66 axial verschiebbar
und eine zwischen dem Außenlamellenträger 70 und dem Betätigungskolben
130 ausgebildete Druckkammer 140 sowie eine zwischen dem Betätigungs
kolben 130 und dem Wandungsteil 132 ausgebildete Fliehkraft-Druckaus
gleichskammer 142 abdichtend geführt. Die Druckkammer 140 ist über
einen weiteren (schon erwähnten) Druckmediumskanal 144 in entsprechender
Weise wie die Druckkammer 118 an einem zugeordneten Geberzylinder,
etwa dem Geberzylinder 236, angeschlossen. Mittels den Geberzylindern
kann an den beiden Druckkammern 118 und 140 wahlweise (ggf. auch
gleichzeitig) ein Betätigungsdruck angelegt werden, um die erste Lamellen-
Kupplungsanordnung 64 oder/und die zweite Lamellen-Kupplungsanordnung
72 im Sinne eines Einrückens zu betätigen. Zum Rückstellen, also zum
Ausrücken der Kupplungen dienen Membranfedern 146, 148, von denen die
dem Betätigungskolben 130 zugeordnete Membranfeder 148 in der
Fliehkraft-Druckausgleichskammer 142 aufgenommen ist.
Die Druckkammern 118 und 140 sind, jedenfalls während normalen
Betriebszuständen der Doppelkupplung 12, vollständig mit Druckmedium
(hier Hydrauliköl) gefüllt, und der Betätigungszustand der Lamellen-
Kupplungsanordnungen hängt an sich vom an den Druckkammern angeleg
ten Druckmediumsdruck ab. Da sich aber die Außenlamellenträger 62 und
70 samt dem Ringteil 66 und dem Betätigungskolben 110 und 130 sowie
dem Wandungsteil 132 im Fahrbetrieb mit der Kurbelwelle 14 mitdrehen,
kommt es auch ohne Druckanlegung an den Druckkammern 118 und 140
von seiten der Drucksteuereinrichtung zu fliehkraftbedingten Druck
erhöhungen in den Druckkammern, die zumindest bei größeren Drehzahlen
zu einem ungewollten Einrücken oder zumindest Schleifen der Lamellen-
Kupplungsanordnungen führen könnten. Aus diesem Grunde sind die schon
erwähnten Fliehkraft-Druckausgleichskammern 120, 142 vorgesehen, die
ein Druckausgleichsmedium aufnehmen und in denen es in entsprechender
Weise zu fliehkraftbedingten Druckerhöhungen kommt, die die in den
Druckkammern auftretenden fliehkraftbedingten Druckerhöhungen
kompensieren.
Man könnte daran denken, die Fliehkraft-Druckausgleichskammern 120 und
142 permanent mit Druckausgleichsmedium, beispielsweise Öl, zu füllen,
wobei man ggf. einen Volumenausgleich zur Aufnahme von im Zuge einer
Betätigung der Betätigungskolben verdrängtem Druckausgleichsmedium
vorsehen könnte. Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform werden die
Fliehkraft-Druckausgleichskammern 120, 142 jeweils erst im Betrieb des
Antriebsstrangs mit Druckausgleichsmedium gefüllt, und zwar in Verbindung
mit der Zufuhr von Kühlfluid, beim gezeigten Ausführungsbeispiel speziell
Kühlöl, zu den Lamellen-Kupplungsanordnungen 64 und 72 über einen
zwischen dem Ringteil 66 und der äußeren Getriebeeingangswelle 24
ausgebildeten Ringkanal 150, dem die für das Kühlöl durchlässigen Lager
90, 92 zuzurechnen sind. Das ggf. von der Pumpe 220 bereitgestellte
Kühlöl fließt von einem getriebeseitigen Anschluss zwischen dem Ringteil
und der Getriebeeingangswelle 24 in Richtung zur Antriebseinheit durch das
Lager 90 und das Lager 92 hindurch und strömt dann in einem Teilstrom
zwischen dem vom Getriebe fernen Endabschnitt des Ringteils 66 und dem
Nabenteil 84 nach radial außen in Richtung zum Lamellenpaket 74 der
zweiten Lamellen-Kupplungsanordnung 72, tritt aufgrund von Durchlassöff
nungen im Innenlamellenträger 86 in den Bereich der Lamellen ein, strömt
zwischen den Lamellen des Lamellenpakets 74 bzw. durch Reibbelagnuten
o. dgl. dieser Lamellen nach radial außen, tritt durch Durchlassöffnungen im
Außenlamellenträger 70 und Durchlassöffnungen im Innenlamellenträger 82
in den Bereich des Lamellenpakets 76 der ersten Lamellen-Kupplungsanord
nung 64 ein, strömt zwischen den Lamellen dieses Lamellenpakets bzw.
durch Belagnuten o. dgl. dieser Lamellen nach radial außen und fließt dann
schließlich durch Durchlassöffnungen im Außenlamellenträger 62 nach radial
außen ab. An der Kühlölzufuhrströmung zwischen dem Ringteil 66 und der
Getriebeeingangswelle 24 sind auch die Fliehkraft-Druckausgleichskammern
120, 142 angeschlossen, und zwar mittels Radialbohrungen 152, 154 im
Ringteil 66. Da bei stehender Antriebseinheit das als Druckausgleichs
medium dienende Kühlöl in den Druckausgleichskammern 120, 142 mangels
Fliehkräften aus den Druckausgleichskammern abläuft, werden die
Druckausgleichskammern jeweils wieder neu während des Betriebs des
Antriebsstrangs (des Kraftfahrzeugs) gefüllt.
Da eine der Druckkammer 140 zugeordnete Druckbeaufschlagungsfläche
des Betätigungskolbens 130 kleiner ist und sich überdies weniger weit nach
radial außen erstreckt als eine der Druckausgleichskammer 142 zugeordnete
Druckbeaufschlagungsfläche des Kolbens 130, ist in dem Wandungsteil 132
wenigstens eine Füllstandsbegrenzungsöffnung 156 ausgebildet, die einen
maximalen, die erforderliche Fliehkraftkompensation ergebenden Radial
füllstand der Druckausgleichskammer 142 einstellt. Ist der maximale
Füllstand erreicht, so fließt das über die Bohrung 154 zugeführte Kühlöl
durch die Füllstandsbegrenzungsöffnung 156 ab und vereinigt sich mit dem
zwischen dem Ringteil 66 und dem Nabenteil 84 nach radial außen
tretenden Kühlölstrom. Im Falle des Kolbens 110 sind die der Druckkammer
118 und die der Druckausgleichskammer 120 zugeordneten Druckbeauf
schlagungsflächen des Kolbens gleich groß und erstrecken sich im gleichen
Radialbereich, so dass für die Druckausgleichskammer 120 entsprechende
Füllstandsbegrenzungsmittel nicht erforderlich sind.
Der Vollständigkeit halber soll noch erwähnt werden, dass im Betrieb
vorzugsweise noch weitere Kühlölströmungen auftreten. So ist in der
Getriebeeingangswelle 24 wenigstens eine Radialbohrung 160 vorgesehen,
über die sowie über einen Ringkanal zwischen den beiden Getriebeeingangs
wellen ein weiterer Kühlölteilstrom fließt, der sich in zwei Teilströme
aufspaltet, von denen einer zwischen den beiden Nabenteilen 80 und 84
(durch das Axiallager 94) nach radial außen fließt und der andere Teilstrom
zwischen dem getriebefernen Endbereich der Getriebeeingangswelle 22 und
dem Nabenteil 80 sowie zwischen diesem Nabenteil 80 und dem Ring
abschnitt 38 der Kupplungsnabe 34 (durch die Lager 98 und 100) nach
radial außen strömt.
Weitere Einzelheiten der Doppelkupplung 12 gemäß dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel sind für den Fachmann ohne weiteres aus Fig. 6
entnehmbar. So ist die Axialbohrung im Ringabschnitt 36 der Kupplungs
nabe 34, in der die Innenverzahnung 46 für die Pumpenantriebswelle
ausgebildet ist, durch einen darin festgelegten Stopfen 180 öldicht
verschlossen. Das Trägerblech 60 ist am Außenlamellenträger 62 durch
zwei Halteringe 172, 174 axial fixiert, von denen der Haltering 172 auch die
Endlamelle 170 axial abstützt. Ein entsprechender Haltering ist auch für die
Abstützung des Lamellenpakets 74 am Außenlamellenträger 70 vorgesehen.
Betreffend weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der
Doppelkupplung 12 wird auf die deutschen Patentanmeldungen
DE 100 04 179 A1, DE 100 04 186 A1, DE 100 04 189 A1,
DE 100 04 190 A1, DE 100 04 195 A1 (alle AT 01.02.2000); DE 100 34 730 A1
(AT 17.07.2000) verwiesen, deren Offenbarung in den Offenba
rungsgehalt der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird. Es wird hierzu
darauf hingewiesen, dass Fig. 6 der vorliegenden Anmeldung der Fig. 1
dieser Anmeldungsserie entspricht.
Claims (21)
1. Kupplungssystem, umfassend eine Kupplungseinrichtung (202) ins
besondere für die Anordnung in einem Antriebssstrang zwischen
einer Antriebseinheit und einem Getriebe, sowie umfassend eine
Betätigungseinrichtung (230, 236) zur Betätigung der Kupplungsein
richtung auf hydraulischem Wege, wobei die Kupplungseinrichtung
eine der Antriebseinheit zugeordnete Eingangsseite, wenigstens eine
dem Getriebe zugeordnete Ausgangsseite und wenigstens einen in
die Kupplungseinrichtung integrierten, im Betrieb sich mit wenigstens
einem von der Eingangsseite und der Ausgangsseite mitdrehenden,
mit der Betätigungseinrichtung über eine Drehverbindung in Hydrau
likverbindung stehenden oder bringbaren hydraulischen Nehmer
zylinder (274, 276) aufweist, der einer Kupplungsanordnung (206
bzw. 208), umfassend wenigstens eine eingangsseitige und wenig
stens eine ausgangsseitige Reibfläche (206 bzw. 208) zur Betätigung
derselben, zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Betätigungseinrichtung wenigstens einen hydraulischen
Geberzylinder (230, 236) aufweist, der mit dem hydraulischen
Nehmerzylinder (274 bzw. 276) in Hydraulikverbindung steht oder
bringbar ist und über den die zugeordnete Kupplungsanordnung (206
bzw. 208) betätigbar ist.
2. Kupplungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kupplungseinrichtung eine Mehrfach-Kupplungseinrichtung,
insbesondere Doppel-Kupplungseinrichtung (202), mit einer einer
ersten Getriebeeingangswelle des Getriebes zugeordneten ersten
Kupplungsanordnung (210) und einer einer zweiten Getriebeeingangs
welle des Getriebes zugeordneten zweiten Kupplungsanordnung
(208) ist und dass in die Kupplungseinrichtung ein sich im Betrieb
mitdrehender erster hydraulischer Nehmerzylinder (274), der der
ersten Kupplungsanordnung zu deren Betätigung zugeordnet ist, und
ein sich im Betrieb mitdrehender zweiter hydraulischer Nehmerzylin
der (276), der der zweiten Kupplungsanordnung zu deren Betätigung
zugeordnet ist, integriert sind.
3. Kupplungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Betätigungseinrichtung einen ersten hydraulischen Geberzylinder
(230) aufweist, der mit dem ersten hydraulischen Nehmerzylinder
(274) in Hydraulikverbindung steht oder bringbar ist und über den die
erste Kupplungsanordnung (210) betätigbar ist, und dass die
Betätigungseinrichtung einen zweiten hydraulischen Geberzylinder
(236) aufweist, der mit dem zweiten hydraulischen Nehmerzylinder
(276) in Hydraulikverbindung steht oder bringbar ist und über den die
zweite Kupplungsanordnung (208) betätigbar ist.
4. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung bzw. wenigstens eine
von der ersten (210) und der zweiten Kupplungsanordnung (208)
vom NORMALERWEISE-OFFEN-Typ ist und gegen die Wirkung einer
zugeordneten Kraftspeicheranordnung vermittels des zugeordneten
Nehmerzylinders einrückbar ist.
5. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung bzw. wenigstens eine
von der ersten und der zweiten Kupplungsanordnung vom NORMA
LERWEISE-GESCHLOSSEN-Typ ist und gegen die Wirkung einer
zugeordneten Kraftspeicheranordnung vermittels des zugeordneten
Nehmerzylinders ausrückbar ist.
6. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung bzw. die erste (210)
und die zweite (208) Kupplungsanordnung (jeweils) als Lamellen-
Kupplungsanordnung ausgebildet ist/sind.
7. Kupplungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, die Lamellen-Kupplungsan
ordnung (210, 208) für einen nasslaufenden Betrieb vorgesehen ist
und über eine Drehverbindung an einer eine Betriebsmediumpumpe
(220) umfassenden Betriebsmediumversorgung angeschlossen ist.
8. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung wenigstens einen
elektromotorischen Aktuator (M) zur Betätigung des Geberzylinders
(GZ) bzw. wenigstens eines Geberzylinders vom ersten (230) und
zweiten (236) Geberzylinder aufweist.
9. Kupplungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
der elektromotorische Aktuator (M) über einen Getriebemechanismus
(GM) mit nichtlinearer Übertragungscharakteristik mit dem Geber
zylinder verkoppelt ist.
10. Kupplungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
der Getriebemechanismus (GM) im Falle einer Kupplungsanordnung
vom NORMALERWEISE-OFFEN-Typ am Ende eines Einkuppelwegs
eine indirektere Übersetzung als am Anfang des Einkuppelwegs
vorsieht.
11. Kupplungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
der Getriebemechanismus im Falle einer Kupplungsanordnung vom
NORMALERWEISE-GESCHLOSSEN-Typ am Anfang eines Auskuppel
wegs eine indirektere Übersetzung als am Ende des Auskuppelwegs
vorsieht.
12. Kupplungssystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Getriebemechanismus wenigstens eines von einer
Exzentertriebanordnung (GM, Z, H1, H2) einer Kniehebelanordnung
(GM) und einer Übertotpunktfederanordnung umfasst.
13. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekenn
zeichnet durch eine Hydraulikmedium-Zuführeinrichtung
(230, 236, 232, 238; 220, 260, 262), die eine Sensoranordnung zur
Überwachung wenigstens eines Systemzustands des Kupplungs
systems aufweist und dafür ausgebildet ist, in Antwort auf wenig
stens einen vorgegebenen Systemzustand zum Ausgleich eines
Leckage-bedingten Hydraulikmediumverlusts aus dem den Geberzylin
der, den Nehmerzylinder und eine diese verbindende Hydraulikver
bindung umfassenden Hydrauliksystem Hydraulikmedium in das
Hydrauliksystem oder in ein zumindest den Nehmerzylinder um
fassendes Teilsystem davon zuzuführen.
14. Kupplungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
die Hydraulikmedium-Zuführeinrichtung (230, 236, 232, 238;
220, 260, 262) dafür ausgelegt ist, einen Betätigungsdruck des
Hydrauliksystems, der im Falle einer Kupplungseinrichtung vom
NORMALERWEISE-OFFEN-Typ am Ende eines Einkuppelwegs und im
Falle einer Kupplungseinrichtung vom NORMALERWEISE-GESCHLOS
SEN-Typ am Anfang eines Auskuppelwegs auftritt, im wesentlichen
aufrechtzuerhalten.
15. Kupplungssystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Sensoranordnung dafür ausgelegt ist, einen
Hydraulikdruck im Hydrauliksystem zu erfassen.
16. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung dafür ausgelegt ist, einen
Schlupfzustand oder Schlupfzustände der Kupplungseinrichtung zu
erfassen.
17. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, dass die Hydraulikmedium-Zuführeinrichtung eine
Hydraulikmediumpumpe (220) aufweist, die dafür ausgelegt ist,
zumindest kurzzeitig Hydraulikmedium unter Druck in das Hydraulik
system bzw. Teilsystem zuzuführen.
18. Kupplungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass
die Hydraulikmediumpumpe (220) einer Betriebsmediumversorgung,
insbesondere Kühlölversorgung, der Kupplungseinrichtung oder/und
des Getriebes zugehörig ist und dafür vorgesehen und ausgelegt ist,
Betriebsmedium zu wenigstens einer Komponente (206, 208) der
Kupplungseinrichtung (202) bzw. des Getriebes zuzuführen.
19. Kupplungssystem nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, dass ein den Nehmerzylinder (274; 276) aufweisen
des Teilsystem des Hydrauliksystems und ein den Geberzylinder
(230; 236) aufweisendes Teilsystem des Hydrauliksystems mittels
einer Absperrventilanordnung (232; 238) gegeneinander absperrbar
sind und dass der Geberzylinder (230; 236) im Zusammenspiel mit der
Absperrventilanordung als Pumpenzylinder betätigbar ist zur Zufuhr
von Hydraulikmedium in das Hydrauliksystem oder/und das den
Geberzylinder aufweisende Teilsystem.
20. Kupplungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass
zur Zufuhr von Hydraulikmedium in das Hydrauliksystem oder/und
das den Geberzylinder aufweisende Teilsystem ein Geberkolben (250
bzw. 252; 302) des Geberzylinders (230 bzw. 236) aus einer
teilweise oder vollständig in einen Zylinderraum eingefahrenen
Hubposition um einen Pumphub zuerst ausfahrbar und dann wieder
einfahrbar ist, wobei beim Ausfahren des Geberkolbens Hydraulikme
dium aus einem Hydraulikmediumvorrat in den Zylinderraum (254
bzw. 256; 304) nachziehbar ist, vorzugsweise unter Vermittlung
einer/der Ventilanordnung.
21. Kupplungssystem nach Anspruch 20, wobei eine dem Geberkolben
zugeordnete Dichtungsanordnung (322) als Ventilanordnung dient,
die beim Ausfahren des Geberkolbens (302) Hydraulikmedium aus
dem Hydraulikmediumvorrat in den Zylinderraum (304) einlässt und
beim Einfahren des Geberkolbens einen Hydraulikmedium unter Druck
enthaltenden Teil des Zylinderraums abdichtet.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8304 | Grant after examination procedure | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20110701 |