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Die Erfindung betrifft eine Doppelkupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Doppelkupplung für Kraftfahrzeuge, die mittels Hebel betätigbar und bevorzugt als Trockenkupplung ausgebildet ist.
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Eine für Fahrzeugkupplungen typische Trockenkupplung weist ein antriebsseitiges Schwungrad und eine Anpressplatte auf, zwischen denen eine abtriebsseitige Kupplungsscheibe angeordnet ist. Dabei ist das Schwungrad als Gegendruckplatte ausgebildet.
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Kupplungen für Doppelkupplungen weisen eine weitere Kupplungsscheibe und ein weiteres Schwungrad auf.
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Zur Übertragung eines Drehmomentes ist ein Anpressdruck zwischen den antriebsseitigen Bauteilen und den abtriebsseitigen Bauteilen erforderlich. Dieser Anpressdruck wird erzeugt, indem eine Membranfeder die Bauteile kraftschlüssig verbindet, oder indem ein Hebelsystem eine äußere Kraft auf die Kupplungsbauteile einleitet.
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Für Kupplungen und Doppelkupplungen sind zwei Bauformen bekannt:
Eine sogenannte Direktkupplung weist eine segmentierte Membranfeder zur Erzeugung des Anpressdruckes auf und hat den Vorteil, dass die Taumelfähigkeit zwischen Anpressplatte und Kupplungsscheibe bis zum Einrücklager nicht blockiert wird. In Verbindung mit einem taumeltoleranten Einrücksystem kann damit eine Momentenschwankung über Relativumdrehung deutlich reduziert werden, was zu einer geringen Rupfneigung führt.
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Der Nachteil dieser Bauform ist jedoch, dass die Anpresskraft auf die Einrückkraft und die Belastbarkeit der Einrücklager begrenzt ist, was das übertragbare Drehmoment begrenzt. Eine sogenannte Hebelkupplung weist an Stelle einer segmentierten Membranfeder über den Umfang kreisförmig verteilt angeordnete Hebel auf und hat den Vorteil, dass die Anpresskraft um das Hebelverhältnis höher ist als die Einrückkraft. Damit steigt das übertragbare Drehmoment, oder die Kupplung baut bei gleichem Drehmoment kleiner. Eine derartige Kupplungsvorrichtung ist beispielsweise aus der Druckschrift
DE 10 2014 213 992 A1 bekannt. wobei diese Kupplung eine Verschleißnachstelleinrichtung mit einem drehbaren Verstellring und eine mit dem Verstellring in Wirkverbindung befindliche Kulisse-Freilauf-Einheit aufweist, die sich über ein bezüglich der Gegendruckplatte verlagerbares Antriebsritzel mit dem Verstellring in Wirkverbindung befindet, wodurch ein relativ hoher konstruktiver Aufwand zu verzeichnen ist.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass im Hebelanschlag gegen das Kupplungsgehäuse die Taumelfähigkeit der Anpressplatte blockiert wird. Hohe Reibkräfte an den Hebelkontaktstellen behindern die Taumelfähigkeit der Anpressplatte, was zu Rupfneigung führen kann.
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Die bekannten Bauformen weisen somit jeweils Nachteile auf. Entweder ist das übertragbare Drehmoment wegen limitierter Einrückkraft und Belastbarkeit der Einrücklager begrenzt, oder der Kupplungsautomat neigt wegen behinderter Taumelfähigkeit der Anpressplatte zum Rupfen.
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Eine Doppelkupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der
DE 29 10 979 A1 bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Doppelkupplung zu entwickeln, bei welcher die Taumelfähigkeit der Anpressplatte nicht eingeschränkt bzw. blockiert und eine Rupfneigung vermieden wird.
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Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch eine Doppelkupplung gemäß Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Patentansprüchen dargelegt.
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Die Doppelkupplung weist ein antriebsseitiges Schwungrad und eine Anpressplatte sowie eine abtriebsseitigen Kupplungsscheibe auf, wobei erfindungsgemäß die Anpressplatte mittels mehrerer Einzelspeichen gegen das Schwungrad ziehbar ist, wobei jede Einzelspeiche an der der Anpressplatte abgewandten Seite mit jeweils einem fliehkraftgesicherten Betätigungshebel in Eingriff steht.
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Dabei dient jeweils ein mit dem Schwungrad verbundener Nocken jeweils einem Betätigungshebel als Auflage dient und an den Betätigungshebeln dem Eingriff an den Einzelspeichen gegenüber liegend erfolgt der Kraftangriff für eine Betätigung der Kupplungsvorrichtung.
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Die Anpressplatte ist bevorzugt mit mindestens drei einrichtbaren Speichen verbunden, welche an der der Anpressplatte abgewandten Seite mit jeweils einem Betätigungshebel in Eingriff stehen. In einer Variante der Erfindung sind die Nocken mindestens im Eingriffsbereich der Betätigungshebel kugelförmig ausgebildet.
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Es ist zweckmäßig, mehrere Einzelspeichen und eine korrespondierende Anzahl von Betätigungshebeln im Wesentlichen regelmäßig kreisförmig anzuordnen.
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Vorteilhafter Weise ist die Anpressplatte durch die Einzelspeichen drehfest, aber in axialer Richtung begrenzt verlagerbar und die Parallelität der Anpressplatte zu einer Gegendruckplatte durch Veränderung der axialen Länge der Einzelspeichen einstellbar.
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Eine Variante der Erfindung ist der Einsatz der Kupplungseinrichtung als Doppelkupplung, wobei zwischen dem Schwungrad und der Anpressplatte eine weitere abtriebsseitige Kupplungsscheibe und ein weiteres drehmomentenstarres Schwungrad angeordnet sind.
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Es ist vorteilhaft, zur Fliehkraftsicherung der Betätigungshebel eine kreisförmig ausgebildete Feder am Schwungrad anzuordnen, welche gegen die auf die Betätigungshebel wirkenden Fliehkräfte wirkt.
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Es wird eine Kupplung/Doppelkupplung vorgeschlagen, bei der die Anpressplatte über Einzelspeichen gegen das Schwungrad gezogen wird. Die Einzelspeichen werden durch Einzelhebel betätigt. Dieser Verbund aus Einzelspeichen und Einzelhebeln ist gegen Fliehkraft gesichert.
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Bevorzugt betätigt ein Verbund sechs Einzelspeichen und Betätigungshebel jeweils eine Kupplung, wobei die Betätigungshebel fliehkraftgesichert sind. Zwischen der Fliehkraftsicherung und dem Nocken findet nahezu reines Rollen statt und die Gelenkpunkte zwischen Einzelspeiche und Betätigungshebel können sich radial bewegen. Daher ist die Kupplung sehr hysteresearm. Die Taumelfähigkeit der Anpressplatte kann sich bis zu den Hebelspitzen durchsetzen. Die Anpressplatte jeder Kupplung wird über die schwenkbaren Betätigungshebel und die Einzelspeichen gezogen, was dynamisch stabiler als Drücken ist.
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Die Parallelität zwischen Anpressplatte und Schwungrad an den die Speichen aufnehmenden Speichenköpfen kann sehr genau eingestellt werden. Messgröße wäre dann beispielsweise eine einheitliche Hebelzungenhöhe.
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Die Speichenkupplung lässt in der Kupplung ein Hebelverhältnis zu, ohne im Hebelauflagepunkt die Taumelfähigkeit der Anpressplatte zu blockieren und ist sehr hysteresearm.
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Dadurch, dass die Taumelfähigkeit der Anpressplatte nicht eingeschränkt bzw. blockiert wird, kann eine Rupfneigung vermieden werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer Kupplungsvorrichtung einer Einzelkupplung im Halbschnitt.
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Die Kupplungsvorrichtung weist auf der Antriebsseite ein erstes Schwungrad 1 auf, welches mit einer Anpressplatte 2 drehmomentenstarr verbunden ist. In diese Bauteile wird von einem hier nicht dargestelltem Antrieb ein Drehmoment eingeleitet. Der Antrieb ist typischerweise der Motor eines Kraftfahrzeuges. Die Anpressplatte 2 ist mit einrichtbaren Einzelspeichen 3 verbunden, die sich koaxial zur Längsachse A der Kupplungsvorrichtung erstrecken. Für eine statisch bestimmte Lage der Anpressplatte 2 sind mindestens drei Einzelspeichen 3 erforderlich. Eine gute Übertragung einer Betätigungskraft F ergibt sich bei der Verwendung von sechs oder auch mehr Speichen je Kupplung 3.
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Jede Speiche 3 ist an der der Anpressplatte 2 abgewandten Seite mit je einem Betätigungshebel 4 im Eingriff. Die Betätigungshebel 4 sind schwenkbar gelagert, indem jeweils ein Nocken 5 als Auflage 6 für die Betätigungshebel 4 vorhanden ist.
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Zwischen dem ersten Schwungrad 1 und der Anpressplatte 2 ist eine Kupplungsscheibe 7 angeordnet, welche als Abtrieb mit einem hier nicht dargestellten Getriebe verbunden ist.
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Die Betätigungshebel 4 sind zur Sicherung gegen Fliehkräfte mit einer ringförmigen Feder 8 gegen das zweite Schwungrad 9 abgestützt.
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Wird die Kupplungseinrichtung betätigt, dann werden die Betätigungshebel 4 um ihren Auflagepunkt an den Nocken 5 geschwenkt und bewirken über die Einzelspeichen 3 und die Anpressplatte 2 und das erste Schwungrad 1 eine Anpresskraft auf die Kupplungsscheibe 7.
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Bei Doppelkupplungen ist starr mit dem ersten Schwungrad 1 ein weiteres zweites Schwungrad 9 (Deckel) verbunden.
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Dabei werden bei der Doppelkupplung die hier nicht dargestellten Kupplungsscheiben der zweiten Kupplung durch die Betätigung von nicht dargestellten Betätigungshebeln und Einzelspeichen, die mit einer weiteren nicht dargestellten Anpressplatte verbunden sind (ebenfalls nicht dargestellt), gegen das zweite Schwungrad 9 gepresst und dadurch die zweite Kupplung der Doppelkupplung betätigt.
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Mit der erfindungsgemäße Lösung wird eine normal-ausgerückte Hebelkupplung geschaffen, deren Betätigungshebel 7 bei drückender oder ziehender Betätigung die Anpressplatte 2 über sich in axialer Richtung erstreckende Einzelspeichen 3 (in der Art von Zugankern) an das erste Schwungrad 1 heranziehen.
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In Ermangelung von drehmomentübertragenden Blattfedern dieser Kopplungsbauform erfolgt die Drehmomentübertragung des Eingangsdrehmoments von dem ersten Schwungrad 1 auf die Anpressplatte 2 durch entsprechende Einzelspeichen 3, die mit der Anpressplatte 2 und mit den Betätigungshebeln 4 verbunden sind.
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Durch die Einzelspeichen 3 ist die Anpressplatte 2 drehfest, aber in axialer Richtung begrenzt verlagerbar bezüglich des ersten Schwungrades 1 angeordnet.
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Die Betätigungshebel 4 sind mittels einer Feder gegen Fliehkrafteinflüsse gesichert. Die Parallelität der Anpressplatte 2 zur Gegendruckplatte (erstes Schwungrad 1) kann durch Veränderung der axialen Länge der Einzelspeichen 3 eingestellt werden.
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Dazu ist am Betätigungshebel 4 an dem Ende, an welchem die Einzelspeiche 3 befestigt wird, eine Gewindehülse 10 befestigt. In die Gewindehülse 10 wird die Einzelspeiche mit einem nicht dargestellten Gewinde eingeschraubt und durch die Einschraublänge der Einzelspeiche deren axiale Länge und somit die Parallelität der Anpressplatte 2 zur Gegendruckplatte (erstes Schwungrad 1) eingestellt werden.
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In der Bauform Doppelkupplung ist der Aufbau der Kupplung um einen Abtrieb erweitert. Hierzu ist ein weiteres zweites Schwungrad 9 sowie eine zusätzliche Kupplungsscheibe vorhanden und es sind zusätzliche Hebel vorgesehen die mit weiteren Einzelspeichen zusammenwirken, wobei die weiteren Einzelspeichen mit einer zweiten Anpressplatte der zweiten Kupplung zusammenwirken.
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Bei Betätigung der Hebel der Einzel bzw. Doppelkupplung werden die jeweils einer Kupplung zugeordneten Hebel um ihre Auflage an den Nocken geschwenkt und bewirken über die Verbindung mit den Einzelspeichen der entsprechenden Kupplung, die wiederum mit der kupplungsbezogenen Anpressplatte verbunden sind, eine Bewegung der kupplungsbezogenen Anpressplatte in Richtung zu den der jeweiligen Kupplung zugehörigen Kupplungsscheiben, wodurch die Kupplung geschlossen wird.
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In vorteilhafter Weise wird die Taumelfähigkeit der Anpressplatte erhalten. Gleichzeitig ist es aber möglich, zur Übertragung des Drehmomentes höhere Anpresskräfte zu erzielen als die Betätigungskraft.
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Damit verbinden sich die Vorteile direkt betätigter Kupplungen mit denen hebelbetätigter Kupplungen.
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Die erfindungsgemäße Lösung wird bevorzugt für Kupplungen und Doppelkupplungen insbesondere bei Drehmomenten eingesetzt, die wegen der Einrückkraftlimitierung der Einrücklager nicht mehr mit einer Direktkupplung betätigt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erstes Schwungrad
- 2
- Anpressplatte
- 3
- Einzelspeiche
- 4
- Betätigungshebel
- 5
- Nocken
- 6
- Auflage
- 7
- Kupplungsscheibe
- 8
- Feder
- 9
- zweites Schwungrad
- 10
- Gewindehülse
- F
- Betätigungskraft
- A
- Längsachse
