DE112006002965T5

DE112006002965T5 - Mehrfachkupplungsanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und zugehöriges Steuerungsverfahren

Info

Publication number: DE112006002965T5
Application number: DE112006002965T
Authority: DE
Inventors: Ivan Dutier; Francois Thibaut
Original assignee: Valeo Embrayages SAS
Current assignee: Valeo Embrayages SAS
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2008-10-30
Anticipated expiration: 2026-11-09
Also published as: FR2893370A1; DE112006002965B4; JP2009516143A; JP5204660B2; US8113327B2; KR101363731B1; KR20080068078A; MX2008006400A; CN101310123B; WO2007057596A1; US20090127058A1; CN101310123A; FR2893370B1

Abstract

Mehrfachkupplungsanordnung, umfassend:
– mindestens erste (5, 9) und zweite (7, 11) Reibelemente,
– mindestens erste (15) und zweite (17) Druckplatten an diesen jeweiligen Reibelementen,
– mindestens erste (21) und zweite (25) Membranfedern zur Betätigung dieser jeweiligen Platten, wobei jede dieser Membranfedern zwischen einer Ausrückposition (21a, 25a oder 25b) und einer Einrückposition (21b oder 21c, 25c) beweglich ist, wobei sich die erste Membranfeder (21) der zweiten Membranfeder (25) annähert, wenn sie aus der Ausrück- in die Einrückposition wechselt, und
– mindestens erste (23) und zweite (27) Mittel zur Betätigung dieser jeweiligen Membranfedern,
wobei mindestens die zweiten Betätigungsmittel (27) Mittel zum Nachstellen des Weges der zweiten Membranfeder (25) umfassen, so dass diese zweite Membranfeder (25) unabhängig vom Verschleißgrad des zweiten Reibelements (7, 11) einen vorgegebenen Weg zwischen ihrer Ausrückposition (25a oder 25b) und ihrer Einrückposition (25c) zurücklegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrfachkupplungsanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und ein zugehöriges Steuerungsverfahren.
Wie an sich bekannt ist, umfasst eine Mehrfachkupplungsanordnung mehrere Kupplungen und meistens zwei Kupplungen.
Eine solche Kupplungsanordnung weist insbesondere den Vorteil auf, dass sie Gangwechsel ohne Drehmomentunterbrechung ermöglicht.
Eine solche Kupplungsanordnung hat jedoch den Nachteil, dass sie eine größere axiale Baugröße als eine Einfachkupplung aufweist.
Aufgrund dieser axialen Baugröße ist es nun aber bei bestimmten Fahrzeugen schwierig, die Kupplungsanordnung zwischen dem Motor und dem Getriebe einbauen zu können.
Aufgabe dieser Erfindung ist es daher, eine Mehrfachkupplungsanordnung bereitzustellen, die eine geringere axiale Baugröße als die derzeit am Markt verfügbaren Mehrfachkupplungsanordnungen aufweist.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit einer Mehrfachkupplungsanordnung erreicht, die Folgendes umfasst:

– mindestens erste und zweite Reibelemente,
– mindestens erste und zweite Druckplatten an diesen jeweiligen Reibelementen,
– mindestens erste und zweite Membranfedern zur Betätigung dieser jeweiligen Platten, wobei jede dieser Membranfedern zwischen einer Ausrückposition und einer Einrückposition beweglich ist und die erste Membranfeder sich der zweiten Membranfeder annähert, wenn sie aus der Ausrückposition in die Einrückposition wechselt, und
– mindestens erste und zweite Mittel zur Betätigung dieser jeweiligen Membranfedern,

Dank der Mittel zum Nachstellen des Weges für die Betätigungsmittel der zweiten Membranfeder kann für diese Membranfeder ein vom Verschleißgrad des zugehörigen Reibelements unabhängiger Weg erhalten werden.
Wie im Folgenden erläutert wird, ermöglicht dies insbesondere, die beiden Membranfedern axial anzunähern, ohne dass während des gesamten Lebenszyklus der Kupplung die Gefahr der Interferenz (Überlagerung, Eingriff) zwischen ihnen besteht.
Gemäß weiteren optionalen Merkmalen der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung:

– umfassen die Mittel zum Nachstellen des Weges ein mechanisches System zum Nachstellen des Spiels, das in die zweiten Betätigungsmittel integriert ist,
– umfassen die Mittel zum Nachstellen des Weges Mittel zum Speichern des vorgegebenen Weges der zweiten Membranfeder zwischen ihrer Ausrück- und Einrückposition vor dem Indrehungversetzen der Druckplatten, wenn das zweite Reibelement neu ist, und zum Neueinstellen der Ausrückposition der zweiten Betätigungsmittel, so dass die Membranfeder nach dem Indrehungversetzen der Druckplatten den gespeicherten vorgegebenen Weg zurücklegt,
– ist der Hebelarm der zweiten Membranfeder größer als der der ersten Membranfeder,
– umfassen die ersten Betätigungsmittel Mittel zum Nachstellen des Weges der ersten Membranfeder,
– umfasst die Kupplungsanordnung zwei normalerweise geöffnete Kupplungen.

Diese Erfindung bezieht sich auch auf ein Steuerungsverfahren für eine Kupplungsanordnung gemäß den vorstehenden Ausführungen, bei dem vor dem Indrehungversetzen der Druckplatten die zweiten Betätigungsmittel gesteuert werden, um die zweite Membranfeder einzurücken, und die Ausrückposition der zweiten Betätigungsmittel neu eingestellt wird, so dass die Membranfeder nach dem Indrehungversetzen der Druckplatten den gespeicherten Weg zurücklegt.
Gemäß weiteren optionalen Merkmalen des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens:

– wird, wenn das zweite Reibelement neu ist, der dann von der zweiten Membranfeder zwischen ihrer Ausrück- und Einrückposition zurückgelegte Weg vor dem Indrehungversetzen der Druckplatten bestimmt und in den Speichermitteln gespeichert.

Weitere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen hervor.
In diesen zeigen:
1 eine halbe Axialschnittansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung und
2 eine schematische Darstellung der Wege, die von den Membranfedern der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung zurückgelegt werden.
Unter Bezugnahme auf diese Figuren ist erkennbar, dass als Beispiel eine normalerweise geöffnete Doppelkupplung verwendet wurde.
Es ist allerdings darauf hinzuweisen, dass diese Erfindung in keiner Weise auf eine solche Kupplung beschränkt ist und dass sie auf Doppelkupplungen wie auf Mehrfachkupplungen im Allgemeinen und auf normalerweise geöffnete Kupplungen wie auf normalerweise geschlossene Kupplungen anwendbar ist.
Unter Bezugnahme auf 1 sieht man, dass die Doppelkupplung eine innere Abtriebswelle 1 umfasst, die koaxial in einer äußeren Abtriebswelle 3 montiert ist.
Zwei Reibscheiben 5, 7 sind fest an den beiden Wellen 1, 3 montiert und umfassen an ihrem Umfang jeweils Reibbeläge 9, 11.
Die Scheiben 5, 7 umfassen jeweils an sich bekannte Mittel zur Torsionsdämpfung 8a, 8b, die es ermöglichen, die von der Kurbelwelle auf die Kupplung übertragenen Schwingungen zu dämpfen.
Die Reibbeläge 9 sind zwischen einer axial unverschiebbaren Auflageplatte 13 und einer axial verschiebbaren Druckplatte 15 angeordnet.
Die Reibbeläge 9 sind der Anfahrkupplung zugeordnet, d. h. der Kupplung, die es ermöglicht, aus dem Leerlauf in den ersten Gang zu schalten.
Die Reibbeläge 11 sind dagegen zwischen der Auflageplatte 13 und einer weiteren axial verschiebbaren Druckplatte 17 angeordnet.
Die Druckplatte 15 ist fest mit einer Struktur 19 verbunden, die häufig „Schieber" genannt wird und selbst unter der Wirkung einer Membranfeder 21 axial verschiebbar ist.
Wie an sich bekannt, funktioniert die Membranfeder 21 unter der Wirkung von axial verschiebbaren Betätigungsmitteln 23 wie ein Hebel, wobei ein Kupplungsanschlag 24 zwischen der Membranfeder 21 und den Betätigungsmitteln 23 angeordnet ist.
Die Druckplatte 17 ist unter der direkten Wirkung einer weiteren Membranfeder 25 axial verschiebbar, die wiederum von weiteren, axial verschiebbaren Betätigungsmitteln 27 betätigt wird, wobei ein Kupplungsanschlag 28 zwischen der Membranfeder 21 und den Betätigungsmitteln 27 angeordnet ist.
Der Hebelarm der Membranfeder 25 ist vorzugsweise etwas größer als der Hebelarm der Membranfeder 21.
Im dargestellten Beispiel handelt es sich um zwei so genannte "normalerweise geöffnete" Kupplungen, d. h. dass die beiden Kupplungen, wenn keine Kräfte von den Betätigungsmitteln 23, 27 auf die Membranfedern 21, 25 ausgeübt werden, ausgerückt sind.
Die Positionen 21a und 25a der Membranfedern 21 und 25 entsprechen den Ausrückpositionen dieser Membranfedern für neue Reibbeläge 9, 11.
Die Positionen 21b und 25b der Membranfedern 21 und 25 entsprechen jeweils den Einrück- und Ausrückpositionen dieser Membranfedern für neue bzw. abgenutzte Reibbeläge 9, 11.
Die Positionen 21c und 25c der Membranfedern 21 und 25 entsprechen den Einrückpositionen dieser Membranfedern für abgenutzte Reibbeläge 9, 11.
Die Ausrückposition 25b der Membranfeder 25 bei abgenutzten Reibbelägen 11 weicht von der Ausrückposition dieser Membranfeder bei neuen Reibbelägen 11 ab, weil Mittel zum Nachstellen der Weglänge der Betätigungsmittel 27 vorgesehen wurden.
Diese Mittel zum Nachstellen der Weglänge ermöglichen es, dass die Teile („Finger") der Membranfeder 25, die mit den Betätigungsmitteln 27 zusammenwirken, unabhängig vom Verschleißgrad der 25 Reibbeläge 11 immer den gleichen Weg zurücklegen.
In der Praxis bedeutet dies, dass sich die Finger der Membranfeder 25 mit zunehmendem Verschleiß der Reibbeläge 11 immer weiter von ihrer Einrückposition entfernen und immer weniger weit in ihre Ausrückposition zurückkehren.
Die Differenz zwischen den Positionen 25a und 25b veranschaulicht diese Wegänderung mit zunehmendem Verschleiß der Reibbeläge 11.
Die Mittel zum Nachstellen der Weglänge der Betätigungsmittel 27 können gemäß einer ersten Variante mit einem mechanischen System zum Nachstellen des Spiels, das in die Betätigungsmittel integriert ist, erhalten werden. Ein solches System ist an sich bekannt.
Gemäß einer zweiten Variante kann das Nachstellen der Weglänge erhalten werden, indem die Membranfeder 25 vor dem Starten des Motors, beispielsweise beim Drehen des Zündschlüssels, eingerückt wird, diese Einrückposition erfasst wird und aus dieser Einrückposition unter Anwendung einer für diese Membranfeder vorgegebenen Weglänge die Ausrückposition dieser Membranfeder abgeleitet wird.
Diese vorgegebene Weglänge ist in etwa gleich dem Weg dieser Membranfeder zwischen ihrer Ausrück- und Einrückposition, wenn die Reibbeläge 11 neu sind.
Mit anderen Worten „lernen" die Betätigungsmittel 27 bei jedem Einschalten der Zündung des Fahrzeugs die Einrückposition der Membranfeder 25 und leiten daraus die Ausrückposition ab.
Festzustellen ist, dass sich die beiden Membranfedern 21 und 25 an einer Struktur 29 abstützen, die häufig „Kupplungsdeckel" genannt wird und axial unverschiebbar und fest mit der festen Auflageplatte 13 verbunden ist.
Die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung kann auch eine flexible Platte 30 umfassen, die auf der einen Seite mit einer Kurbelwelle 33 und auf der anderen Seite mit der die Auflageplatte 13 und die Struktur 19 umfassenden Anordnung verbunden ist.
Die flexible Platte 30 umfasst an ihrem Umfang einen Anlasszahnkranz 35.
Die Funktionsweise und die Vorteile der soeben beschriebenen Kupplungsanordnung ergeben sich direkt aus der vorstehenden Beschreibung.
Die Funktionsweise einer Doppelkupplung soll an dieser Stelle nicht näher erläutert werden, da sie an sich bekannt ist.
Es wird lediglich daran erinnert, dass bei einer solchen Doppelkupplung die beiden Abtriebswellen 1 und 3 mit Getriebeeingangswellen (nicht dargestellt) verbunden sind, die Ritzel für ungerade bzw. gerade Gänge tragen.
Die Betätigungsmittel 23, 27 werden automatisch so gesteuert, dass bei einem Gangwechsel mindestens eine der beiden Abtriebswellen 1, 3 das Drehmoment führt, so dass Gangwechsel ohne das Gefühl der Drehmomentunterbrechung vorgenommen werden können.
Wie in den 1 und 2 erkennbar ist, liegt bei neuen Reibbelägen 9 und 11 ein gewisses axiales Spiel J1 zwischen den Fingern der Membranfeder 21 in der Einrückposition und den Fingern der Membranfeder 25 in der Ausrückposition vor (Positionen 21b bzw. 25a). Mit anderen Worten liegt keine Interferenz zwischen den Fingern jeder Membranfeder vor.
Mit zunehmendem Verschleiß der Reibbeläge 9, 11 wird dagegen letztendlich, wenn sich die Ausrückposition 25a der Membranfeder 25 nicht ändert, eine Interferenz (in 2 mit dem Buchstaben Z bezeichnet) zwischen dieser Ausrückposition und der Einrückposition 21c der Membranfeder 21 vorliegen.
Eine solche Interferenz ist natürlich undenkbar, denn sie bedeutet, dass es ab einem bestimmten Verschleiß der Reibbeläge 9 nicht mehr möglich wäre, die zugehörige Kupplung einzurücken, da die Membranfeder 21 an die Membranfeder 25 anschlagen würde.
Nun kann aber eben dadurch, dass in den Betätigungsmitteln 27 Mittel zum Nachstellen des Weges vorgesehen werden, vermieden werden, dass die zweite Membranfeder 25 bis in eine Ausrückposition zurückkehrt, in der sie die Membranfeder 21 behindern könnte.
Wie insbesondere in 2 erkennbar ist, liegt, wenn sowohl die Reibbeläge 9 als auch die Reibbeläge 11 abgenutzt sind, ein axiales Spiel J2 (typischerweise in der Größenordnung von 2 mm) zwischen der Einrückposition 21c und der Ausrückposition 25b der Membranfedern 21 bzw. 25 vor; zwischen diesen beiden Membranfedern ist daher keine Interferenz möglich.
Selbstverständlich muss sichergestellt werden, dass dieses Nichtvorliegen einer Interferenz während des gesamten Verschleißzyklus der Reibbeläge 9, 11 garantiert ist und nicht nur dann, wenn sie vollständig abgenutzt sind.
Dieses Problem ist umso dringlicher, als die Reibbeläge 9 der Anfahrkupplung zugeordnet sind, so dass sie stärker verschleißen als die Reibbeläge 11.
Dadurch, dass für die Membranfeder 25 ein größerer Hebelarm als für die Membranfeder 21 vorgesehen wird, kann diese unterschiedliche Verschleißgeschwindigkeit ausgeglichen und dafür gesorgt werden, dass die Wege der Finger der beiden Membranfedern 21, 25 während des gesamten Lebenszyklus der Reibbeläge 9, 11 unterschiedlich bleiben.
Angesichts der vorstehenden Ausführungen wird verständlich, dass dadurch, dass Mittel zum Nachstellen der Weglänge für die Betätigungsmittel 27 vorgesehen werden und optional ein größerer Hebelarm für die Membranfeder 25 als für die Membranfeder 21 vorgesehen wird, diese beiden Membranfedern einander axial angenähert werden können, ohne dass während des gesamten Lebenszyklus der Kupplung die Gefahr der Interferenz zwischen ihnen besteht.
Auf diese Weise kann eine Kupplung erhalten werden, die eine geringere axiale Baugröße aufweist. Natürlich ist diese Erfindung in keiner Weise auf das beschriebene und dargestellte Beispiel beschränkt, das nur zu illustrativen Zwecken gegeben wird.
So könnte man auch Mittel zum Nachstellen der Weglänge der Betätigungsmittel 23 vorsehen.
Auch könnte man die Prinzipien der Erfindung auf jeden Kupplungstyp ausweiten, der mehrere Membranfedern umfasst, die interferieren könnten, wenn der axiale Abstand zwischen ihnen gering ist.
Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft eine Mehrfachkupplungsanordnung, umfassend: mindestens erste (5, 9) und zweite (7, 11) Reibelemente; mindestens erste (15) und zweite (17) Druckplatten an diesen jeweiligen Reibelementen; mindestens erste (21) und zweite (25) Membranfedern zur Betätigung dieser jeweiligen Platten, wobei jede dieser Membranfedern zwischen einer Ausrückposition (21a, 25a oder 25b) und einer Einrückposition (21b oder 21c, 25c) beweglich ist, wobei sich die erste Membranfeder (21) der zweiten Membranfeder (25) annähert, wenn sie aus der Ausrück- in die Einrückposition wechselt; und mindestens erste (23) und zweite (27) Mittel zur Betätigung dieser jeweiligen Membranfedern. Mindestens die zweiten Betätigungsmittel (27) umfassen Mittel zum Nachstellen des Weges der zweiten Membranfeder (25), so dass diese zweite Membranfeder (25) unabhängig vom Verschleißgrad des zweiten Reibelements (7, 11) einen vorgegebenen Weg zwischen ihrer Ausrückposition (25a oder 25b) und ihrer Einrückposition (25c) zurücklegt.

Claims

Mehrfachkupplungsanordnung, umfassend: – mindestens erste (5, 9) und zweite (7, 11) Reibelemente, – mindestens erste (15) und zweite (17) Druckplatten an diesen jeweiligen Reibelementen, – mindestens erste (21) und zweite (25) Membranfedern zur Betätigung dieser jeweiligen Platten, wobei jede dieser Membranfedern zwischen einer Ausrückposition (21a, 25a oder 25b) und einer Einrückposition (21b oder 21c, 25c) beweglich ist, wobei sich die erste Membranfeder (21) der zweiten Membranfeder (25) annähert, wenn sie aus der Ausrück- in die Einrückposition wechselt, und – mindestens erste (23) und zweite (27) Mittel zur Betätigung dieser jeweiligen Membranfedern, wobei mindestens die zweiten Betätigungsmittel (27) Mittel zum Nachstellen des Weges der zweiten Membranfeder (25) umfassen, so dass diese zweite Membranfeder (25) unabhängig vom Verschleißgrad des zweiten Reibelements (7, 11) einen vorgegebenen Weg zwischen ihrer Ausrückposition (25a oder 25b) und ihrer Einrückposition (25c) zurücklegt.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, bei der die Mittel zum Nachstellen des Weges ein mechanisches System zum Nachstellen des Spiels umfassen, das in die zweiten Betätigungsmittel (27) integriert ist.
Kupplungsanordnung nach Anspruch 1, bei der diese Mittel zum Nachstellen des Weges Mittel zum vor dem Indrehungversetzen der Druckplatten (15, 17) erfolgenden Speichern des vorgegebenen Weges der zweiten Membranfeder (25) zwischen ihrer Ausrückposition (25a oder 25b) und ihrer Einrückposition (25c), wenn der zweite Reibbelag neu ist, und zum Neueinstellen der Ausrückposition der zweiten Betätigungsmittel (27) in der Art, dass die Membranfeder (25) nach dem Indrehungversetzen der Druckplatten (15, 17) diesen vorgegebenen Weg zurücklegt, umfassen.
Kupplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Hebelarm der zweiten Membranfeder (25) größer als der der ersten Membranfeder (21) ist.
Kupplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die ersten Betätigungsmittel (23) Mittel zum Nachstellen des Weges der ersten Membranfeder (21) umfassen.
Kupplungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die zwei normalerweise geöffnete Kupplungen umfasst.
Steuerungsverfahren für eine Kupplungsanordnung nach Anspruch 3, bei dem vor dem Indrehungversetzen der Druckplatten (15, 17) die zweiten Betätigungsmittel (27) gesteuert werden, um die zweite Membranfeder (25) einzurücken, und die Ausrückposition der zweiten Betätigungsmittel (27) derart neu eingestellt wird, dass die Membranfeder (25) nach dem Indrehungversetzen der Druckplatten (15, 17) den gespeicherten vorgegebenen Weg zurücklegt.
Steuerungsverfahren nach Anspruch 7, bei dem vor dem Indrehungversetzen der Druckplatten (15, 17) der bei neuem zweiten Reibelement von der zweiten Membranfeder (25) zwischen der Ausrückposition (25a) und der Einrückposition zurückgelegte Weg bestimmt und in den Speichermitteln gespeichert wird.