Dienstag, 3. Februar 2015
Dienstag, 3. Februar 2015
2. Die Doppelkupplung
Grundsätzlich wird unterschieden in trockene und nasse Doppelkupplungen. Bei kleinen Motoren mit geringem Drehmoment (bis 250 Nm) können trockene Kupplungen eingesetzt werden. Diese haben aber den großen Nachteil, dass sie wie alle trockenen Kupplungen bei bestimmten Differenzdrehzahlen zum Rupfen neigen, also in bestimmten Drehzahlbereichen Eigenfrequenzen aufweisen die man sehr stark in Schwingungen im Antriebstrang spüren kann.
Trockene Kupplungen können nicht gekühlt werden sondern haben eine gewisse Wärmekapazität die sie aufnehmen können und danach heizen sie sich bei weiterem Rutschbetrieb stark auf und schmieren bzw. verschleissen sehr stark.
Nasse Doppelkupplungen sind bauartbedingt teuerer aber bieten die Möglichkeit der Kühlung der Kupplungslamellen. Dabei hat die Kühlleistung auch ihre Grenze und irgendwann würde auch hier eine Schädigung durch Überhitzung eintreten, aber insgesamt sind sie deutlich robuster.
Die Funktionsweise ist bei allen Konzepten gleich. Eine Eingangswelle vom Motor her kommend bringt Drehzahl und Drehmoment in die Kupplung. Es kann entweder die eine Kupplung oder die andere Kupplung geschlossen werden. Damit wird entweder die im unteren Schaubild blaue Vollwelle über die Kupplung K1 (ungerade Gänge) oder die rote Hohlwelle K2 (gerade Gänge) geschlossen werden.
Die Größe der Kupplungen wird vom zu übertragenden Drehmoment bestimmt. Sei können symmetrisch aufgebaut sein, wobei beide Kupplung hintereinander angeordnet sind und identische Reiblamellenpakete besitzen. Dadurch bauen sie vom Durchmesser recht klein, aber länger. Ist die Baulänge begrenzt, so kann der Durchmesser vergrößert werden. Leider kann dann aber meistens keine symmetrische Bauweise mehr erreicht werden.
Eine symmetrische Bauweise hat Vorteile hinsichtlich der Gleichteile aber auch in der identischen Kupplungscharakteristik.
Die Betätigung der Kupplungen erfolgt bei entweder elektrisch über Stellmotoren (trockene Kupplungen) oder hydraulisch über Druck (nasse Kupplungen). Bei hochdynamischen Anwendungen wie in Sportwagen kommt eigentlich nur eine hydraulische Betätigung in Frage, wobei auch die Kupplungskühlung über Einleitung von kühlem Öl erfolgt.
Die grundlegenden Arten ihrer Funktionsweise sind
-normally close: ohne Aufbringen von Kraft wird die Kupplung selbsttätig geschlossen. Im Fehlerfall, also ohne Strom oder hydraulischem Druck, ist die Kupplung immer zu. Es wird aber im Betrieb zum Offenhalten permanent Energie aufgewendet, sei es um hydraulischen Druck bereitzustellen oder um einen elektrischen Steller zu bestromen. Dieses Verhalten ist bei Handschaltgetriebe üblich, bei Doppelkupplungsgetrieben aber nicht zulässig bzw. nur bei einer Kupplung.
-normally open: diese Bauart verhält sich so, dass sie ohne Kraftaufwendung der Aktorik immer auf geht. So ist im Fehlerfall abgesichert, dass nicht beide Kupplungen schließen. Wenn beide Kupplungen gleichzeitig schließen und jeweils Gänge geschalten sind, würde es zum Blockieren der Hinterachse kommen. Dieser Fall darf während des Betrieb des Fahrzeugs auf keinen Fall auftreten, da das Fahrzeug sonst fahrdynamisch instabil und nicht mehr kontrollierbar wird.