DE102010046842A1

DE102010046842A1 - System und Verfahren zum Befestigen einer Doppelkupplung an einem Schwungrad

Info

Publication number: DE102010046842A1
Application number: DE102010046842A
Authority: DE
Inventors: Clinton E. Highland Carey; Daryl A. Macomb Wilton; James M. Belleville Hart
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: US8631920B2; DE102010046842B4; CN102032316A; KR20110037870A; KR101232632B1; US20110079480A1; CN102032316B

Abstract

Eine Vorrichtung zum Übertragen eines Drehmoments von einer Kurbelwelle auf ein Doppeleingangsgetriebe umfasst ein Schwungrad, das an einem Ende mit der Kurbelwelle und an dem gegenüberliegenden Ende mit einer Drehmomentübertragungsvorrichtung oder Doppelkupplung verbunden ist. Das Schwungrad weist ein erstes Kopplungsglied auf, das so konfiguriert ist, dass es mit einem an einer Mittelplatte der Doppelkupplung befestigten zweiten Kopplungsglied in Eingriff ist. Das erste Kopplungsglied ist durch ein Befestigungsmittel fest an dem zweiten Kopplungsglied befestigt. Eine Doppelkupplungs-Betätigungsvorrichtung erzeugt die axiale Druckkraft, die erforderlich ist, um einen ersten und einen zweiten Satz von Reibelementen einer Doppelkupplung zusammenzudrücken.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/248,617, eingereicht am 5. Oktober 2009, die hier in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Getriebe und insbesondere auf ein System und auf ein Verfahren zum Befestigen einer Doppelkupplung an einem Schwungrad, um ein kompaktes Doppelkupplungs-Mehrganggetriebe zu erreichen.
HINTERGRUND
Die Aussagen in diesem Abschnitt bieten lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung und können, müssen aber nicht Stand der Technik bilden.
Ein typisches Doppeleingangs-Mehrganggetriebe weist eine erste Eingangswelle und eine zweite Eingangswelle, die eine Hohlwelle ist, die konzentrisch mit der ersten Eingangswelle ist, auf. Die erste und die zweite Eingangswelle werden wahlweise über eine Doppelkupplung mit der Motorkurbelwelle gekoppelt. Die Doppel- oder Zwillingskupplung weist zwei unabhängige Kupplungseinheiten auf, die jeweils getrennt an einer der Eingangswellen drehfest befestigt sind. Die Kupplungseinheiten enthalten Reibelemente, die axial gegen Reibelemente gedrückt werden, die schließlich drehfest an der Kurbelwelle befestigt sind. Eine Doppelkupplungs-Betätigungsvorrichtung erzeugt die Anlegekraft, die notwendig ist, um die Reibelemente axial zusammenzudrücken und die Eingangswellen drehend mit der Kurbelwelle zu koppeln.
Obwohl gegenwärtige Doppelkupplungen ihren vorgesehenen Zweck erfüllen, besteht ständig die Notwendigkeit neuer und verbesserter Konfigurationen, die verbesserte Leistung zeigen. Ein Problem, das vom Stand der Technik nicht behandelt wird, ist z. B. die Relativbewegung zwischen dem Schwungrad und dem Doppelkupplungsmodul. Dementsprechend besteht im Gebiet ein Bedarf an einer Doppelkupplung, die eine verbesserte Drehmomentübertragungsfähigkeit, Packung und Leichtigkeit der Montage aufweist, während sie einen Mechanismus zum Verringern oder Beseitigen von Geräusch oder Vibration bereitstellt.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung schafft eine Doppelkupplungs- und Schwungradbaueinheit für ein Doppelkupplungsgetriebe. Das Getriebe weist zwei Eingangswellen, eine erste Welle und eine zweite Welle, die eine Hohlwelle ist, auf. Die zweite Welle ist konzentrisch mit der ersten Welle. Die Doppelkupplung weist zwei Kupplungseinheiten auf, die eine Kurbelwelle eines Motors wahlweise mit einer der zwei Eingangswellen koppeln. Genauer enthält die Doppelkupplung Glieder wie etwa ein Kupplungsgehäuse, das einen ersten Satz von Reibelementen aufweist, die über ein Schwungrad drehfest an der Kurbelwelle befestigt sind, und andere Glieder wie etwa Naben, die einen zweiten Satz von Reibelementen aufweisen, die drehfest an den Eingangswellen befestigt sind. Das erste und das zweite Reibelement werden axial gegeneinander gedrückt, um eine der Naben mit dem Doppelkupplungsgehäuse zu koppeln und dadurch ein Drehmoment von der Kurbelwelle auf eine der Eingangswellen zu übertragen.
Es wird eine Doppelkupplungs-Betätigungsvorrichtung geschaffen, um die axiale Druckkraft zu erzeugen, die erforderlich ist, um den ersten und den zweiten Satz von Reibelementen zusammenzudrücken. Die Doppelkupplungs-Betätigungsvorrichtung enthält einen ersten und einen zweiten ringförmigen Kolben. Die ringförmigen Kolben enthalten ein erstes Ende, das mit ringförmigen Lagerbaueinheiten in Kontakt steht. Die ringförmigen Lagerbaueinheiten stehen mit Betätigungshebeln in Kontakt, die mit dem ersten Satz von Reibelementen in Kontakt stehen. Die ringförmigen Kolben sind in konzentrischen ringförmigen Kolbenstützen angeordnet. Der Kolben und die ringförmigen Schlitze bilden zusammen ringförmige Kolbenkammern. Die Kolbenkammern sind mit Hydraulikfluid gefüllt. Wenn das Hydraulikfluid mit Druck beaufschlagt wird, gleiten die Kolben aus den ringförmigen Schlitzen und beaufschlagen die Betätigungshebel mit einer Kraft, wobei diese wiederum die Reibelemente mit einer axialen Druckkraft beaufschlagen.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Doppelkupplung ein erstes Kopplungsglied, das in einer Mittelplatte der Doppelkupplung gebildet ist.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält das erste Kupplungsglied der Doppelkupplung eine radiale Bohrung, die ein Gewinde aufweist und ein offenes Ende aufweist, das einem Flansch oder einer Nase, der/die an dem Schwungrad befestigt ist, gegenüberliegt.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält das Schwungrad ein zweites Kopplungsglied, das an einem Umfang des Schwungrads fest befestigt ist, wobei das zweite Kopplungsglied dem ersten Kopplungsglied der Doppelkupplung gegenüberliegt.
In einem nochmals anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Stift oder Bolzen vorgesehen, der so konfiguriert ist, dass er mit dem ersten und mit dem zweiten Kopplungsglied in Eingriff gelangt.
Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1A und 1B sind eine Teilquerschnittsansicht einer Drehmomentübertragungsvorrichtung, einer Betätigungsvorrichtung und eines Schwungrads für ein Doppeleingangsgetriebe in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
2 ist eine perspektivische Ansicht der an dem Schwungrad befestigten Drehmomentübertragungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG
In 1 ist eine Teilquerschnittsansicht einer Drehmomentübertragungsvorrichtung für ein Doppeleingangsgetriebe (nicht gezeigt) allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 ist z. B. eine Doppelkupplung, die in einem Fahrzeugantriebsstrang angeordnet ist. Üblicherweise enthält der Fahrzeugantriebstrang einen Motor (nicht gezeigt) und ein Getriebe (nicht gezeigt). In der vorliegenden Ausführungsform ist das Getriebe ein Doppeleingangsgetriebe, bei dem ein Drehmoment durch wahlweisen Betrieb der Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 von dem Motor über eine Kurbelwelle 12 zu zwei Eingangswellen in dem Getriebe übertragen wird: einer ersten Eingangswelle 14 und einer zweiten Eingangswelle 16. Die zweite Eingangswelle 16 ist eine Hülsen-(oder Hohl-)welle, die konzentrisch mit der ersten Eingangswelle 14 ist und darüber liegt. Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 ist in einem Getriebegehäuse oder Glockengehäuse 18 angeordnet.
Die Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 weist zwei getrennte und unabhängige Reibkupplungen 20 und 22 auf, die in einem Kupplungsgehäuse 24 angeordnet sind. Die Reibkupplung 20 enthält ein Reibglied 28 und die Reibkupplung 22 enthält ein Reibglied 30. Das Reibglied 28 ist an einem Nabenglied 34 befestigt. Das Reibglied 30 ist an einem Nabenglied 32 befestigt. Die Nabenglieder 32 und 34 sind jeweils getrennt drehfest an einer ersten und an einer zweiten Eingangswelle 14 bzw. 16 befestigt. Außerdem enthält das Kupplungsgehäuse 24 Reibelemente 36, 38 und eine Kupplungsmittelplatte 40, die jeweils am Gehäuse 24 angebracht und drehfest befestigt sind. Die Reibglieder 28, 30, die Kupplungsmittelplatte 40 und die Reibelemente 36 und 38 sind so konfiguriert, dass sie eine Reibkupplung bilden, wie sie im Gebiet als Doppelkupplung bekannt ist.
Somit verbindet der wahlweise Eingriff über axialen Druck des Reibglieds 28 mit dem Reibelement 36 und der Kupplungsmittelplatte 40 die Kurbelwelle 12 zur gemeinsamen Drehung mit der zweiten Eingangswelle 16. Der wahlweise Eingriff des Reibglieds 30 mit dem Reibelement 38 und mit der Kupplungsmittelplatte 40 verbindet die Kurbelwelle 12 zur gemeinsamen Drehung mit der ersten Eingangswelle 14. Die Reibkupplungen 20 und 22 können eine Mehrzahl von Reibelementen 28 und 30 enthalten, die mit einer jeweiligen Mehrzahl von mit dem Gehäuse 24 verbundenen Reibelementen 36 und 38 in Wechselwirkung treten. Die Anzahl und die Größe der Reibglieder variieren auf der Grundlage passender Drehmomentübertragungsanforderungen. Natürlich kann die Drehmomentübertragungsfähigkeit der Vorrichtung 10 durch Variieren der Anzahl der Reibelemente und der Größe des Oberflächeninhalts jedes Reibelements variiert werden.
Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben ist, ist das Kupplungsgehäuse 24 drehfest an einem Schwungrad 26 befestigt. Das Schwungrad 26 ist durch Bolzen oder Schrauben 27 oder ähnliche Befestigungsmittel mit der Kurbelwelle 12 verbunden. Vorzugsweise ist das Schwungrad 26 ein Zweimassenschwungrad, das so konfiguriert ist, dass es Vibration in der Kurbelwelle 12 dämpft und verringert.
Die Kopplung der Kurbelwelle 12 mit den Eingangswellen 14 und 16 wird durch axialen Druck der Reibelemente und der Kupplungsmittelplatte 40 durch Betätigungshebel oder -scheiben 42 und 44 erzielt. Die Betätigungshebel oder -scheiben 42, 44 weisen erste Enden 46 und 48 auf, die mit dem Gehäuse 24 in Kontakt stehen und so konfiguriert sind, dass sie an ihm schwenken. Die zweiten Enden 49 und 51 der Betätigungshebel 42, 44 stehen mit einer Betätigungsvorrichtung 50 in Kontakt und sind so konfiguriert, dass sie eine von ihr erzeugte Anlegekraft aufnehmen.
Die Betätigungsvorrichtung 50 enthält ein ringförmiges Gehäuse 52, ein Paar ringförmiger Kolben 54 und 56 und ein Paar Lagerbaueinheiten 58 und 60. Das Gehäuse 52 ist am Glockengehäuse 18 angebracht und somit drehfest an ihm befestigt und definiert eine Mittelbohrung 61. Die Mittelbohrung 61 ist so bemessen, dass sie ermöglicht, dass die erste Eingangswelle 14 und die zweite Eingangswelle 16 dadurch gehen. Die Lagerbaueinheiten 58 und 60 sind Betätigungslager, die die sich drehenden Elemente der Kupplung 10 (d. h. das Gehäuse 24 und die Betätigungshebel oder -scheiben 42 und 44) von den sich nicht drehenden Gliedern der Betätigungsvorrichtung 50 (d. h. von den Kolben 54 und 56) torsionstechnisch [engl.: ”tortionally”] entkoppeln.
Der ringförmige Kolben 56 wird axial verlagert und presst die Lagerbaueinheit 60 in Richtung des zweiten Endes 51 des Betätigungshebels oder der Betätigungsscheibe 44. Der Betätigungshebel 44 schwenkt am Gehäuse 24 und drückt das Reibelement 38 axial gegen das Reibglied 30 und die Mittelplatte 40, was veranlasst, dass sich die Nabe 32 im Wesentlichen mit derselben Drehzahl wie das Reibglied 38 dreht. Somit wird die Kurbelwelle 12 wahlweise drehend mit der ersten Eingangswelle 14 gekoppelt. Der ringförmige Kolben 54 wird axial verlagert und presst die Lagerbaueinheit 58 in Richtung des zweiten Endes 49 des Betätigungshebels oder der Betätigungsscheibe 42. Der Betätigungshebel 42 schwenkt am Gehäuse 24 und drückt das Reibelement 36 axial gegen das Reibglied 28 und die Mittelplatte 40, was veranlasst, dass sich die Nabe 34 im Wesentlichen mit derselben Drehzahl wie das Reibglied 36 dreht. Somit wird die Kurbelwelle 12 wahlweise drehend mit der zweiten Eingangswelle 16 gekoppelt.
Weiter anhand von 1 und außerdem anhand von 2 ist eine perspektivische Ansicht des Schwungrads 26 und der Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie dargestellt ist, enthält die Kupplungsmittelplatte 40 eine Nase oder ein erstes Kopplungsglied 80, die/das in einem Umfang der Platte 40 gebildet oder daran befestigt ist. In dem gegebenen Beispiel ist das erste Kopplungsglied 80 ein Schwungrad für die Platte 40. Die Nase 80 enthält eine Gewindebohrung 82, die ein offenes Ende 84 aufweist. Das offene Ende 84 liegt einer Verbinderscheibe oder einem zweiten Kopplungsglied oder einer Nase/einem Flansch 86, die/der am Schwungrad 26 befestigt ist, gegenüber oder ist offen zu ihr/ihm. Das zweite Kopplungsglied oder die Nase/der Flansch 86 enthält eine Durchgangsbohrung oder -öffnung 88, die auf die Gewindebohrung 82 ausgerichtet ist. Das zweite Kopplungsglied oder die Nase/der Flansch 86 weist einen radial verlängerten Abschnitt 87 und einen axial verlängerten Abschnitt 89 auf. Der axial verlängerte Abschnitt 89 enthält eine erste und eine zweite Seite 89A und 89B, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die Bohrung 88 verläuft durch den axial verlängerten Abschnitt 89 und weist somit sowohl auf der ersten als auch auf der zweiten Seite 89A und 89B Öffnungen auf. In der vorliegenden Ausführungsform sind wenigstens drei erste Kopplungsglieder 80 (wobei nur zwei gezeigt sind) in gleichen Abständen um einen Umfang der Platte 40 angeordnet. Allerdings betrachtet die vorliegende Erfindung, dass in alternativen Ausführungsformen zusätzliche erste Kopplungsglieder in gleichen Abständen um einen Umfang der Platte 40 angeordnet sind.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist die Drehmomentübertragungsvorrichtung 10 über den wechselweisen Eingriff des ersten Kopplungsglieds 80 mit dem zweiten Kopplungsglied 86 zur gemeinsamen Drehung mit dem Schwungrad 26 gekoppelt. Genauer ist das erste Kopplungsglied 80 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch ein Eingriffsglied 90 wie etwa einen Gewindebolzen oder -stift mechanisch am zweiten Kopplungsglied 86 befestigt. Der Gewindebolzen oder -stift 90 ist durch die Bohrung oder Öffnung 88 positioniert und in die Gewindebohrung 82 geschraubt, um das Schwungrad 26 starr und fest drehend mit der Drehmomentübertragungsvorrichtung oder Doppelkupplung 10 zu koppeln.
Die vorliegende Erfindung besitzt viele Vorteile und Nutzen gegenüber dem Stand der Technik. Zum Beispiel nutzen die neuen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die erforderliche Dicke der Mittelplatte 40, um ein radiales Gewinde zu bilden, das für die Wärmeableitung erforderlich ist. Darüber hinaus schaffen die vorliegenden Ausführungsformen eine niedrigere relative Masse, eine verringerte radiale und Umfangsgröße im Vergleich zu vergleichbaren Entwürfen.
Obwohl die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen, um die Erfindung im Umfang der beigefügten Ansprüche zu verwirklichen.

Claims

Vorrichtung zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einem Schwungrad, das drehbar mit einem Motor verbunden ist, und einem Doppelkupplungsgetriebe, wobei die Vorrichtung umfasst: ein erstes Kopplungsglied, das an einem Umfang einer Doppelkupplung des Doppelkupplungsgetriebes befestigt ist, wobei das erste Kopplungsglied eine erste Bohrung definiert, die eine radiale Mittellinie aufweist und ein offenes Ende aufweist; ein zweites Kopplungsglied, das an einem Umfang des Schwungrads befestigt ist, wobei das zweite Kopplungsglied eine zweite Bohrung enthält, die eine radiale Mittellinie aufweist und so konfiguriert ist, dass sie von einer ersten Seite des zweiten Kopplungsglieds zu einer zweiten Seite des zweiten Kopplungsglieds durch das zweite Kopplungsglied verläuft; und ein Eingriffsglied, das in der zweiten Bohrung und in der ersten Bohrung angeordnet ist und dadurch die Mittellinien der ersten und der zweiten Bohrung ausrichtet und das erste Kopplungsglied drehend mit dem zweiten Kopplungsglied koppelt, um die Übertragung eines Drehmoments zwischen dem Schwungrad und dem Doppelkupplungsgetriebe zu ermöglichen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Kopplungsglied ein Schwungrad ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite Kopplungsglied eine Trägerscheibe ist, die einen radial verlängerten Abschnitt und einen axial verlängerten Abschnitt aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der axial verlängerte Abschnitt radial außerhalb des ersten Kopplungsglieds positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die zweite Bohrung durch den axial verlängerten Abschnitt angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Bohrung ein Gewinde aufweist und die zweite Bohrung kein Gewinde aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Eingriffsglied ein Stift ist, der so bemessen ist, dass er in die erste und in die zweite Bohrung passt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Eingriffsglied ein Gewindebolzen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei in gleichen Abständen um den Umfang der Doppelkupplung drei Kopplungsglieder angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei in gleichen Abständen um den Umfang des Schwungrads drei zweite Kopplungsglieder angeordnet sind.