DE102015201451A1

DE102015201451A1 - Kopplungsanordnung mit einer Anpresseinrichtung und mit einer Axialenergiespeichereinrichtung

Info

Publication number: DE102015201451A1
Application number: DE102015201451.7A
Authority: DE
Inventors: Arthur Schröder
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2015-01-28
Publication date: 2016-07-28

Abstract

Eine Kupplungseinrichtung ist in einem Gehäuse einer Kopplungsanordnung aufgenommen und weist wenigstens ein antriebsseitiges Kupplungselement, wenigstens ein abtriebsseitiges Kupplungselement sowie eine Anpresseinrichtung für die Kupplungselemente auf, wobei in einem ersten Betriebszustand die Kupplungselemente unter der Wirkung einer durch die Anpresseinrichtung ausgeübten Anpresskraft zumindest im Wesentlichen in Wirkverbindung untereinander gehalten sind, und in einem zweiten Betriebszustand die Kupplungselemente nach zumindest teilweiser Aufhebung der Wirkung der durch die Anpresseinrichtung ausgeübten Anpresskraft zumindest im Wesentlichen von der Wirkung der Anpresseinrichtung entlastet sind. Die Anpresseinrichtung muss in einem der beiden Betriebszustände einer durch eine Axialenergiespeichereinrichtung erzeugten Axialkraft entgegenwirken, während die Anpresseinrichtung im anderen der beiden Betriebszustände zumindest im Wesentlichen frei von einer durch die Axialenergiespeichereinrichtung erzeugten Axialkraft oder sogar durch diese Axialkraft unterstützt ist, wobei die Axialenergiespeichereinrichtung an dem Gehäuse der Kopplungsanordnung aufgenommen ist. Die Anpresseinrichtung ist zumindest im Wesentlichen mittels einer Drehsicherungsanordnung mit dem Gehäuse der Kopplungsanordnung verbunden.

Description

Kupplungseinrichtung, aufgenommen in einem Gehäuse einer Kopplungsanordnung und aufweisend wenigstens ein antriebsseitiges Kupplungselement, wenigstens ein abtriebsseitiges Kupplungselement sowie eine Anpresseinrichtung für die Kupplungselemente, wobei in einem ersten Betriebszustand die Kupplungselemente unter der Wirkung einer durch die Anpresseinrichtung ausgeübten Anpresskraft zumindest im Wesentlichen in Wirkverbindung untereinander gehalten sind, und in einem zweiten Betriebszustand die Kupplungselemente nach zumindest teilweiser Aufhebung der Wirkung der durch die Anpresseinrichtung ausgeübten Anpresskraft zumindest im Wesentlichen von der Wirkung der Anpresseinrichtung entlastet sind, und wobei die Anpresseinrichtung in einem der beiden Betriebszustände einer durch eine Axialenergiespeichereinrichtung erzeugten Axialkraft entgegenwirken muss, während die Anpresseinrichtung im anderen der beiden Betriebszustände zumindest im Wesentlichen frei von einer durch die Axialenergiespeichereinrichtung erzeugten Axialkraft oder sogar durch diese Axialkraft unterstützt ist, und die Axialenergiespeichereinrichtung an dem Gehäuse der Kopplungsanordnung aufgenommen ist.
Eine derartige Kupplungseinrichtung ist aus der DE 10 2006 035 649 A1 bekannt. Diese Kupplungseinrichtung verfügt über eine Mehrzahl antriebsseitiger Kupplungselemente, die an dem Gehäuse einer mit Fluid zumindest teilweise befüllten Kopplungsanordnung drehfest aufgenommen sind, und mit abtriebsseitigen Kupplungselementen zusammen wirken, die über einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einem Abtrieb in Wirkverbindung stehen. Eine Anpresseinrichtung in Form eines Kupplungskolbens ist axial verlagerbar in dem Gehäuse aufgenommen, und wird mittels einer an einer Deckelnabe eines Gehäusedeckels des Gehäuses mittels Axialanschlag aufgenommenen Axialenergiespeichereinrichtung in von den Kupplungselementen fortweisender Richtung mit einer Axialkraft beaufschlagt. Dadurch wird der Kupplungskolben dann, wenn in einem die Kupplungselemente aufnehmenden ersten Druckraum ein Überdruck gegenüber einem axial zwischen dem antriebsseitigen Gehäusedeckel und dem Kupplungskolben vorgesehenen zweiten Druckraum vorherrscht, rasch von den Kupplungselementen entfernt, und damit eventuellen Reib- und/oder Schleppverlusten im Bereich der Kupplungselemente vorgebeugt. Liegt dagegen im zweiten Druckraum gegenüber dem ersten Druckraum ein Überdruck an, dann wird der Kupplungskolben gegen die Wirkung der Axialenergiespeichereinrichtung in Richtung zu den Kupplungselementen bewegt, um diese, sobald er in Kontakt mit denselben steht, in Reibverbindung zueinander zu bringen, und damit eine Übertragungsfähigkeit für Drehmoment zwischen den Kupplungselementen herzustellen. Tritt hierbei ein Drehmomentstoß auf, dann werden die antriebsseitigen Kupplungselemente aufgrund ihrer drehfesten Aufnahme am Gehäuse diesem Drehmomentstoß folgen, während der Kupplungskolben, aber auch die Axialenergiespeichereinrichtung, trägheitsbedingt zunächst in ihrer ursprünglichen Drehstellung verharren, um dann gegebenenfalls auf den Drehmomentstoß eine Drehbewegung auszuführen. Auf jeden Fall wird der Drehmomentstoß zu einer Relativdrehbewegung zwischen dem Kupplungskolben und dem Gehäuse sowie dem benachbarten antriebsseitigen Kupplungselement einerseits und zwischen der Axialenergiespeichereinrichtung und der Deckelnabe andererseits führen, wodurch sich unerwünschte Reibung und, dadurch bedingt, gegebenenfalls sogar Verschleiß einstellt.
Eine weitere im Gehäuse einer Kopplungsanordnung aufgenommene und mit Kupplungselementen sowie mit einer Axialenergiespeichereinrichtung zusammen wirkende Anpresseinrichtung ist aus der US 8,256,600 B2 bekannt. Die Axialenergiespeichereinrichtung verfügt, in Umfangsrichtung gesehen, über eine Mehrzahl an Spiraldruckfedern, die sich einerends an der als Kupplungskolben ausgebildeten Anpresseinrichtung und anderenends an einem den Auslenkweg des Kupplungskolbens in Richtung zu den Kupplungselementen begrenzenden ringförmigen Axialanschlag abstützen. Da sowohl der Kupplungskolben als auch der Axialanschlag jeweils formschlüssig mit den Spiraldruckfedern in Verbindung stehen, besteht über die Spiraldruckfedern eine Drehsicherung zwischen dem Kupplungskolben und dem Axialanschlag. Kupplungskolben und Axialanschlag verfügen aber nicht über eine Drehsicherung gegenüber dem Gehäuse der Kopplungsanordnung, so dass auch hier bei einem Drehmomentstoß mit einer Relativdrehauslenkung von Kupplungskolben und Axialanschlag gegenüber dem Gehäuse und den antriebsseitigen Kupplungselementen und daher mit unerwünschter Reibung gerechnet werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungseinrichtung in einem Gehäuse einer Kopplungsanordnung derart weiterzubilden, dass auch beim Auftreten von Drehmomentstößen das Entstehen unerwünschter Reibungseinflüsse zwischen einer Anpresseinrichtung und dem Gehäuse, aber gegebenenfalls auch zwischen einer Axialenergiespeichereinrichtung und dem Gehäuse, wirksam ausgeschlossen werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kupplungseinrichtung, aufgenommen in einem Gehäuse einer Kopplungsanordnung und aufweisend wenigstens ein antriebsseitiges Kupplungselement, wenigstens ein abtriebsseitiges Kupplungselement sowie eine Anpresseinrichtung für die Kupplungselemente, wobei in einem ersten Betriebszustand die Kupplungselemente unter der Wirkung einer durch die Anpresseinrichtung ausgeübten Anpresskraft zumindest im Wesentlichen in Wirkverbindung untereinander gehalten sind, und in einem zweiten Betriebszustand die Kupplungselemente nach zumindest teilweiser Aufhebung der Wirkung der durch die Anpresseinrichtung ausgeübten Anpresskraft zumindest im Wesentlichen von der Wirkung der Anpresseinrichtung entlastet sind, und wobei die Anpresseinrichtung in einem der beiden Betriebszustände einer durch eine Axialenergiespeichereinrichtung erzeugten Axialkraft entgegenwirken muss, während die Anpresseinrichtung im anderen der beiden Betriebszustände zumindest im Wesentlichen frei von einer durch die Axialenergiespeichereinrichtung erzeugten Axialkraft oder sogar durch diese Axialkraft unterstützt ist. Die Axialenergiespeichereinrichtung ist an dem Gehäuse der Kopplungsanordnung aufgenommen, vorzugsweise hierbei an einer Deckelnabe eines Gehäusedeckels des Gehäuses. Im Besonderen ist die Anpresseinrichtung zumindest im Wesentlichen mittels einer Drehsicherungsanordnung mit dem Gehäuse der Kopplungsanordnung verbunden.
Durch drehfeste Verbindung der Anpresseinrichtung mit dem Gehäuse der Kopplungsanordnung nimmt die Anpresseinrichtung an den Bewegungen des Gehäuses der Kopplungsanordnung teil, wobei hier die Drehbewegung der Kopplungsanordnung um eine Zentralachse der Kopplungsanordnung von Bedeutung ist. Sollten der Drehbewegung der Kopplungsanordnung Torsionsschwingungen, gegebenenfalls sogar Drehmomentstöße, überlagert sein, dann können diese Torsionsschwingungen oder Drehmomentstöße in Richtung um die Zentralachse, also in Umfangsrichtung, keinesfalls eine Relativdrehbewegung der Anpresseinrichtung gegenüber dem Gehäuse der Kopplungsanordnung und damit gegenüber dem wenigstens einen antriebsseitigen Kupplungselement auslösen. Unerwünschte Reibung sowie ein hierdurch eventuell bewirkter Verschleiß an den vorgenannten Bauteilen wird somit wirksam vermieden.
Da die Axialenergiespeichereinrichtung ebenfalls massereich ausgebildet sein kann, ist es von Vorteil, wenn auch zwischen der Axialenergiespeichereinrichtung und dem Gehäuse der Kopplungsanordnung keine Relativdrehbewegung stattfinden kann. Zur Realisierung dieses Sachverhaltes ist die Axialenergiespeichereinrichtung mit dem Gehäuse der Kopplungsanordnung verbunden, und zwar vorteilhafterweise über die Drehsicherungsanordnung. Die Axialenergiespeichereinrichtung greift zum einen an der Anpresseinrichtung und zum anderen am Gehäuse der Kopplungsanordnung, insbesondere hierbei an einer Deckelnabe eines Gehäusedeckels des Gehäuses, drehfest an. Aufgrund dieser jeweils drehfesten Verbindungen der Axialenergiespeichereinrichtung kann diese weder gegenüber der Anpresseinrichtung noch gegenüber dem Gehäuse der Kopplungsanordnung eine Relativdrehbewegung ausführen, so dass unerwünschte Reibung und damit ein Verschleiß auch zwischen der Anpresseinrichtung und der Axialenergiespeichereinrichtung, sowie zwischen der letztgenannten und dem Gehäuse der Kopplungsanordnung wirksam ausgeschlossen sind.
Vorteilhafterweise verfügt die Drehsicherungsanordnung über einen Axialanschlag für die Axialenergiespeichereinrichtung, der vorzugsweise zumindest im Wesentlichen ringförmig ausgebildet sein kann. Die Drehsicherungsanordnung steht mit dem Gehäuse der Kopplungsanordnung, insbesondere mit einer Gehäusedeckelnabe eines Gehäusedeckels, drehfest in Verbindung.
Mit Vorzug ist eine antriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung und eine abtriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung vorgesehen, von denen die antriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung mit der Anpresseinrichtung in Drehverbindung steht, und die abtriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung mit dem Gehäuse der Kopplungsanordnung.
In einer bevorzugten Ausführung wirken die Drehsicherungsvorrichtungen jeweils mit Energiespeicherträgern zusammen, die mit Axialabstand zueinander angeordnet und über wenigstens einen Energiespeicher drehfest, aber axial relativ zueinander bewegbar, verbunden sind, wobei sowohl die antriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung als auch die abtriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung jeweils zumindest im Wesentlichen drehfest an dem jeweils zugeordneten Energiespeicherträger angreift. Im Hinblick auf Kennlinienverlauf und Hysterese ist es zugunsten einer feinfühligen Anfederung der Anpresseinrichtung besonders vorteilhaft, wenn der wenigstens eine Energiespeicher als Spiraldruckfeder ausgebildet ist.
Bei Ausführung der Axialenergiespeichereinrichtung mit Energiespeicherträgern ist es vorteilhaft, wenn die antriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung an dem zur Anpresseinrichtung näheren ersten Energiespeicherträger und die abtriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung an dem zur Anpresseinrichtung entfernteren zweiten Energiespeicherträger angreift. Die beiden Drehsicherungsvorrichtungen sind somit nur mittelbar mit dem wenigstens einen Energiespeicher verbunden.
Wie bereits erwähnt, bietet sich für die drehfeste Aufnahme sowohl der Anpresseinrichtung als auch der Axialenergiespeichereinrichtung bevorzugt die Aufnahme der Drehsicherungsanordnung an der Gehäusenabe des Gehäuses an. Falls allerdings gewünscht sein sollte, zumindest eine der beiden Einrichtungen an anderer Stelle des Gehäuses drehfest anzubinden, dann bietet sich beispielsweise an, die Drehsicherungsanordnung an einem dem Gehäuse der Kopplungsanordnung zugeordneten Kupplungselemententräger für das wenigstens eine antriebsseitige Kupplungselement drehfest aufzunehmen, und mit der Anpresseinrichtung zu verbinden. Die Axialenergiespeichereinrichtung kann dann entweder mittels einer weiteren Drehsicherungsanordnung drehfest mit der Gehäusenabe des Gehäuses verbunden sein, oder aber die Axialenergiespeichereinrichtung ist gegenüber dem Gehäuse drehbewegbar angeordnet.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigt:
1 eine Schnittdarstellung einer Kopplungsanordnung, die über eine Anpresseinrichtung, eine Axialenergiespeichereinrichtung und eine Drehsicherungsanordnung verfügt,
2 eine Herauszeichnung der Anpresseinrichtung,
3 eine Herauszeichnung der Axialenergiespeichereinrichtung mit Blickrichtung von der Antriebsseite aus,
4 wie 3, aber mit Blickrichtung von der Abtriebsseite aus,
5 Darstellung einer Drehsicherungsanordnung mit Durchdrückungen an der Anpresseinrichtung und Abflachungen an einer Deckelnabe eines Gehäuses als drehsichernde Maßnahmen,
6 Darstellung einer Drehsicherungsanordnung mit Verzahnungen an der Anpresseinrichtung und an einem Axialanschlag als drehsichernde Maßnahmen,
7 wie 1, aber mit einer Axialenergiespeichereinrichtung in Form einer Tellerfeder und mit einer Drehsicherungsanordnung, die über die Axialenergiespeichereinrichtung an der Anpresseinrichtung angreift,
8 wie 7, aber mit Direktverbindung zwischen der Drehsicherungsanordnung und der Anpresseinrichtung, in welche die Drehsicherungsanordnung eingreift,
9 wie 8, aber mit in die Drehsicherungsanordnung eingreifender Axialverzahnung an der Anpresseinrichtung,
10 eine Herauszeichnung der in 9 gezeigten Anpresseinrichtung mit Darstellung der Axialverzahnung,
11 eine Herauszeichnung der in 9 gezeigten Drehsicherungsanordnung, ausgebildet mit Ausnehmungen zur Aufnahme der Axialverzahnung der Anpresseinrichtung,
12 eine Schnittdarstellung durch eine Kopplungsanordnung, die im Hinblick auf die Anpresseinrichtung ohne Drehsicherungsanordnung ausgebildet ist.
1 zeigt eine Kopplungsanordnung 1, die um eine Zentralachse 2 drehbar ist. Die Kopplungsanordnung 1 ist über eine Mitnahmevorrichtung 3, die axial flexibel sein kann, mit einem Antrieb 70, wie einer Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine, drehfest verbunden, und verfügt über ein Gehäuse 4. Zugunsten der drehfesten Verbindung ist die Mitnahmevorrichtung 3 beispielsweise mittels einer Schweißnaht 71 an dem Gehäuse 4 befestigt. Bevor im Einzelnen auf die Kopplungsanordnung 1 gemäß 7 eingegangen wird, sollen zunächst Ausführungen behandelt werden, die in den 1 bis 6 gezeigt sind.
Das Gehäuse 4 der Kopplungsanordnung 1 gemäß 1, die ebenso wie die Kopplungsanordnung gemäß 7 über eine Mitnahmevorrichtung 3 an einem Antrieb angreift, weist einen dem Antrieb zugewandten Gehäusedeckel 6 und eine an dem Gehäusedeckel 6 befestigte Gehäuseschale 7 auf. Im Radialbereich der Zentralachse 2 verfügt der Gehäusedeckel 6 über eine Deckelnabe 8, die Gehäuseschale 7 dagegen über eine Schalennabe 9, die mittels einer Dichtung 21 gegenüber einem Getriebe 22 abgedichtet ist. Die Deckelnabe 8 dient zur Aufnahme eines axial verlagerbaren Kupplungskolbens 10, und ist mit Durchgängen 11 ausgebildet, die radial zwischen einem die Zentralachse 2 unmittelbar umschließenden Zentralraum 12 und einem Druckraum 13 axial zwischen einer Radialwandung 14 des Gehäusedeckels 6 und dem Kupplungskolben 10 erstrecken. Die Deckelnabe 8 ist mittels einer Dichtung 15 gegenüber einer angedeuteten Getriebeeingangswelle 16 abgedichtet, die als Abtrieb 17 der Kopplungsanordnung 1 wirksam ist, und unter Bildung eines radial inneren Ringkanals 18 von einer Stützhülse 19 umschlossen ist, die ihrerseits unter Bildung eines radial äußeren Ringkanals 20 durch die Schalennabe 9 umschlossen ist.
Wie aus 2 besser erkennbar, ist der Kupplungskolben 10 an seiner einer Radialwandung 23 der Gehäuseschale 7 zugewandten Seite mit Axialdurchdrückungen 24 versehen, die in vorbestimmten Umfangsabständen ausgebildet sind, und axial in Axialausdrückungen 25 eingreifen, die in einem dem Kupplungskolben 10 benachbarten antriebsseitigen Energiespeicherträger 26 ausgebildet sind, wobei die in Umfangsrichtung mit vorbestimmtem Versatz ausgebildeten Axialausdrückungen 25 jeweils auf die Radialwandung 23 der Gehäuseschale 7 zu gerichtet sind. Konzentrisch zum antriebsseitigen Energiespeicherträger 26, aber mit Axialversatz zu diesem, ist ein abtriebsseitiger Energiespeicherträger 27 vorgesehen, an welchem Axialausdrückungen 28 vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung mit vorbestimmtem Versatz ausgebildet und jeweils auf die Radialwandung 14 des Gehäusedeckels 6 zu gerichtet sind. Jeweils zwei Axialausdrückungen 25 und 28 der Energiespeicherträger 26 und 27 wirken, wie in 3 und 4 gezeigt ist, zusammen, indem sie gemeinsam einen Energiespeicher 29 aufnehmen, der mit Vorzug als Spiraldruckfeder 31 ausgebildet ist. Durch die Energiespeicherträger 26 und 27 wird, gemeinsam mit den Energiespeichern 29, eine Axialenergiespeichereinrichtung 30 für den Kupplungskolben 10 gebildet.
Zur axialen Abstützung der Axialenergiespeichereinrichtung 30 ist in die Deckelnabe 8 ein Axialanschlag 32 eingelassen. Wie 3 und 4 weiterhin zeigt, sind am abtriebsseitigen Energiespeicherträger 27 radial innen entlang des Umfangs zwei Abflachungen 33 vorgesehen, die mit vergleichbaren, in 5 gezeigten Abflachungen 34 an der Deckelnabe 8 zusammen wirken. Auf diese Weise wird eine Relativdrehbarkeit des abtriebsseitigen Energiespeicherträgers 27 gegenüber der Deckelnabe 8 sichergestellt. Da der abtriebsseitige Energiespeicherträger 27 aufgrund der Axialausdrückungen 28 die Energiespeicher 29 ebenso wie der antriebsseitige Energiespeicherträger 26 aufgrund der Axialausdrückungen 25 in Umfangsrichtung zumindest im Wesentlichen drehfest aufnimmt, und der antriebsseitige Energiespeicherträger 26 aufgrund der Axialdurchdrückungen 24 drehfest mit dem Kupplungskolben 10 ist, wird auf diese Weise sowohl der Kupplungskolben 10 als auch die Axialenergiespeichereinrichtung 30 drehfest aufgenommen. Funktional bilden die Axialdurchdrückungen 24 am Kupplungskolben 10 eine antriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung 36 der Drehsicherungsanordnung 35 für den antriebsseitigen Energiespeicherträger 26, während die Abflachungen 34 an der Deckelnabe 8 eine abtriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung 37 der Drehsicherungsanordnung 35 für den abtriebsseitigen Energiespeicherträger 27 bilden. Die Drehsicherungsanordnung 35 ist im Hinblick auf die Axialenergiespeichereinrichtung 30 sowie im Hinblick auf den Kupplungskolben 10 wirksam.
Eine radiale Außenwandung 40 des Gehäusedeckels 6 ist zur Bildung eines radial äußeren Kupplungselemententrägers 39 mit einer Innenverzahnung 41 ausgebildet, in welche eine Außenverzahnung 42 an antriebsseitigen Kupplungselementen 43 eingreift, und damit die antriebsseitigen Kupplungselemente 43, die in Achsrichtung verlagerbar im Gehäusedeckel 6 aufgenommen sind, in Umfangsrichtung drehfest an das Gehäuse 4 anbindet. Axial zwischen je zwei antriebsseitigen Kupplungselementen 43 ist jeweils ein abtriebsseitiges Kupplungselement 44 aufgenommen, das jeweils über eine Innenverzahnung 45 verfügt, die in eine Außenverzahnung 46 eines radial inneren Kupplungselemententrägers 47 eingreift, und damit die abtriebsseitigen Kupplungselemente 44, die in Achsrichtung verlagerbar im Kupplungselemententräger 47 aufgenommen sind, in Umfangsrichtung drehfest an dem Kupplungselemententräger 47 anbindet. Der Kupplungselemententräger 47 ist Teil eines Eingangs 48 eines Torsionsschwingungsdämpfers 50, dessen Ausgang 52 über Energiespeicher 53 an den Eingang 48 angebunden ist. Der Ausgang 52 des Torsionsschwingungsdämpfers 50 ist an einer Torsionsschwingungs-Dämpfernabe 54 befestigt, die mittels einer ersten Lagerung 55 gegenüber der Deckelnabe 8 und mittels einer zweiten Lagerung 56 gegenüber der Gehäuseschale 7 positioniert ist, und die mittels einer Verzahnung 57 drehfest an der Getriebeeingangswelle 16 angreift. Die zweite Lagerung 56 weist zweite Durchgänge 58 auf, die Torsionsschwingungs-Dämpfernabe 54 dagegen dritte Durchgänge 59. Die Durchgänge 58 und 59 münden jeweils in einen die Kupplungselemente 43, 44 sowie den Torsionsschwingungsdämpfer 50 umschließenden Kühlraum 62.
Wie aus 1 ersichtlich, ist dasjenige antriebsseitige Kupplungselement 43, das am weitesten von der Radialwandung 14 des Gehäusedeckels 6 entfernt ist, im Querschnitt dicker ausgebildet als die übrigen Kupplungselemente 43 und 44, da dieses Kupplungselement 43 in nicht gezeigter Weise gegenüber dem Gehäusedeckel 6 axial abgestützt ist, und somit Axialkräfte, welche vom Kupplungskolben 10 auf die Kupplungselemente 43 und 44 übertragen werden, axial abstützt, und auf das Gehäuse 4 überträgt. Im Hinblick auf die Kupplungselemente 43 und 44, die gemeinsam mit dem Kupplungskolben 10 als Kupplungseinrichtung 61 wirksam sind, dient der Kupplungskolben 10 somit als Anpresseinrichtung 60.
Der Kupplungskolben 10 ist im Wesentlichen in zwei Betriebszuständen betreibbar, nämlich zum einen in einem ersten Betriebszustand, in welchem die Kupplungselemente 43 und 44 unter der Wirkung einer durch den Kupplungskolben 10 ausgeübten Anpresskraft zumindest im Wesentlichen in Wirkverbindung untereinander gehalten sind, und zum anderen in einem zweiten Betriebszustand, in welchem die Kupplungselemente 43 und 44 nach zumindest teilweiser Aufhebung der Wirkung der durch den Kupplungskolben 10 ausgeübten Anpresskraft zumindest im Wesentlichen von der Wirkung des Kupplungskolbens 10 entlastet sind.
Für den ersten Betriebszustand wird im Druckraum 13 gegenüber dem Kühlraum 62 ein Überdruck erzeugt, indem Fluid über eine in der Getriebeeingangswelle 16 enthaltene Zentralbohrung 65, den Zentralraum 12 und die in der Deckelnabe 8 vorgesehenen Durchgänge 11 in den Druckraum 13 gefördert wird. Der Kupplungskolben 10 wird hierdurch gegen die Wirkung der Axialenergiespeicher-einrichtung 30 in Richtung zu den Kupplungselementen 43, 44 verlagert, und übt auf die Kupplungselemente 43, 44, sobald Kontakt mit denselben hergestellt ist, die besagte Axialkraft aus.
Treten beim ersten Betriebszustand Torsionsschwingungen oder gar Drehmomentstöße auf, wird der Kupplungskolben 10, also die Anpresseinrichtung 60, durch die der Axialenergiespeichereinrichtung 30 zugeordnete Drehsicherungsanordnung 35 davon abgehalten, eine Relativdrehbewegung gegenüber dem Gehäusedeckel 6 und damit dem Gehäuse 4 zum einen und gegenüber dem benachbarten antriebsseitigen Kupplungselement 45 durchzuführen, und damit Reibung, gegebenenfalls auch Verschleiß, zu provozieren.
Für den zweiten Betriebszustand wird dagegen der Druckraum 13 über den Durchgang 11, den Zentralraum 12 und die Zentralbohrung 65 entlastet, und stattdessen über einen der Ringkanäle 18, 20 sowie den demselben zugeordneten Durchgang 59, 58 Fluid in den Kühlraum 62 geleitet. Vorzugsweise werden Ringkanal 20 sowie Durchgang 58 zur Befüllung des Kühlraums 62, Ringkanal 18 sowie Durchgang 59 dagegen zum Entleeren des Kühlraums 62 verwendet. Der Kupplungskolben 10 wird hierdurch mit Unterstützung der Axialenergiespeichereinrichtung 30 von den Kupplungselementen 43, 44 zunehmend entfernt, und hebt dabei die auf die Kupplungselemente 43, 44 ausgeübte Axialkraft auf, sobald der Kontakt mit den Kupplungselementen 43, 44 endet.
Die Ausführung gemäß 6 unterscheidet sich bezüglich der Ausbildung der Drehsicherungsanordnung 35 von der bislang behandelten Ausführung, indem die antriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung 36 als Verzahnung 66 am Kupplungskolben 10 vorgesehen ist, und in formschlüssiger und daher drehfester Verbindung mit einer vergleichbaren Verzahnung 67 des antriebsseitigen Energiespeicherträgers 26 steht, und indem die abtriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung 37 als Verzahnung 68 am Axialanschlag 32 vorgesehen ist, und in formschlüssiger und daher drehfester Verbindung mit einer vergleichbaren Verzahnung 69 des abtriebsseitigen Energiespeicherträgers 27 steht. Bei dieser Ausführung der Drehsicherungsanordnung 35 ist der Axialanschlag 32 mittels Befestigungselementen 64 an der Deckelnabe 8 des Gehäuses 4 befestigt.
Die bereits erwähnte 7 zeigt eine Anpresseinrichtung 60 in Form eines Kupplungskolbens 10, der, wie bereits in 2 gezeigt, entlang des Umfangs über eine Mehrzahl von Axialdurchdrückungen 24 verfügt. Diese Axialdurchdrückungen 24 durchgreifen jeweils zugeordnete Durchgänge 74 eines Energiespeichers 29a einer Axialenergiespeichereinrichtung 30 ohne Spiel in Umfangsrichtung, wobei der Energiespeicher 29a, abweichend von der bislang beschriebenen Ausführung, in Form einer Tellerfeder 72 vorliegt, und sich in seinem radial äußeren Bereich mit einer ersten Seite am Kupplungskolben 10 und in seinem radial inneren Bereich mit einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite an einem Axial-anschlag 32a, der an der Deckelnabe 8 des Gehäusedeckels 6 aufgenommen ist, abstützt. Darüber hinaus dient die Deckelnabe 8 zur drehfesten Aufnahme eines im Querschnitt winkelförmigen Sicherungsrings 75, der mit einer Axialverzahnung 76 entsprechende Durchlässe 73 im Energiespeicher 29a ohne Spiel in Umfangsrichtung durchgreift. Während die Axialdurchdrückungen 24 am Kupplungskolben 10 funktional eine antriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung 36a einer Drehsicherungsanordnung 35 für den Energiespeicher 29a und damit für die Axialenergiespeichereinrichtung 30 bilden, dient der Sicherungsring 75 funktional als abtriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung 37a der Drehsicherungsanordnung 35 für den Energiespeicher 29a und damit für die Axialenergiespeichereinrichtung 30.
Eine vergleichbare Ausführung wie in 7 ist in 8 gezeigt, allerdings mit dem Unterschied, dass der die Anpresseinrichtung 60 bildende Kupplungskolben 10b anstelle von Axialdurchdrückungen über Stege 84 verfügt. Diese Stege 84 stehen in drehfester Verbindung mit einer Axialverzahnung 76b eines an der Deckelnabe 8 des Gehäuses 4 drehfest aufgenommenen, im Querschnitt winkelförmigen Sicherungsrings 75b, der zudem den als Tellerfeder 72b ausgebildeten Energiespeicher 29b der Axialenergiespeichereinrichtung 30 ohne Spiel in Umfangsrichtung axial durchdringt. Der Energiespeicher 29b stützt sich in seinem radial äußeren Bereich mit einer ersten Seite am Kupplungskolben 10b und in seinem radial inneren Bereich mit einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite am Axialanschlag 32b ab, der an der Deckelnabe 8 des Gehäuses 4 aufgenommen ist. Während die Stege 84 am Kupplungskolben 10 funktional eine antriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung 36b einer Drehsicherungsanordnung 35 für den Energiespeicher 29b und damit für die Axialenergiespeichereinrichtung 30 bilden, dient der Sicherungsring 75b funktional als abtriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung 37b der Drehsicherungsanordnung 35 für den Energiespeicher 29b und damit für die Axialenergiespeichereinrichtung 30.
Auch 9 zeigt eine Axialenergiespeichereinrichtung 30 mit einem Energiespeicher 29c in Form einer Tellerfeder 72c, die sich in ihrem radial äußeren Bereich mit einer ersten Seite am Kupplungskolben 10c der Anpresseinrichtung 60 und in ihrem radial inneren Bereich mit einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite an einem Axialanschlag 32c, der an der Deckelnabe 8 des Gehäuses 4 aufgenommen ist, abstützt. Der Kupplungskolben 10c weist radial innen eine Axialverzahnung 76c auf, die, wie 10 zeigt, in vorbestimmten Umfangsabständen zueinander angeordnet sind. Diese Axialverzahnung 76c greift ohne Spiel in Umfangsrichtung in Ausnehmungen 77 des Axialanschlages 32c ein, die gemäß 11 bezüglich ihrer Umfangsabstände zueinander sowie bezüglich ihrer Bemessung in Radial- sowie in Umfangsrichtung der Axialverzahnung 76c am Kupplungskolben 10c entsprechen. Während die Axialverzahnung 76c am Kupplungskolben 10c funktional eine antriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung 36c einer Drehsicherungsanordnung 35 für die Anpresseinrichtung 60 bilden, dienen die Ausnehmungen 77 des Axialanschlages 32c funktional als abtriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung 37c der Drehsicherungsanordnung 35 für die Anpresseinrichtung 60.
Der Energiespeicher 29c der Axialenergiespeichereinrichtung 30 kann mit seiner dem Axialanschlag 32c zugewandten zweiten Seite drehfest am Axialanschlag 32c aufgenommen sein. Hierzu verfügt der Axialanschlag 32c über eine Verzahnung 78 (9), mit welcher eine Verzahnung 79 an der radialen Innenseite des Energiespeichers 29c in Eingriff steht. Für diesen Fall wirkt die Drehsicherungsanordnung 35 auch auf den Energiespeicher 29c der Axialenergiespeichereinrichtung 30. Die Anpressvor-richtung 60 und die Axialenergiespeichereinrichtung 30 führen dann keine Relativdrehbewegung zueinander aus, auch wenn diese untereinander nicht über eine Drehverbindung verfügen.
Bei Verzicht auf eine Verzahnung zwischen dem Energiespeicher 29c der Axialenergiespeichereinrichtung 30 und dem Axialanschlag 32c kann der Energiespeicher 29c gegenüber dem Axialanschlag 32c auch frei drehbar sein. Dann ist allerdings eine Relativdrehbewegung zwischen der Anpresseinrichtung 60 und der Axialenergiespeichereinrichtung 30 nicht auszuschließen. Immerhin wird aufgrund der Drehsicherungsanordnung 35 zwischen der Anpresseinrichtung 60 und dem Axialanschlag 32c eine Relativdrehbewegung zwischen der Anpresseinrichtung 60 und dem benachbarten antriebsseitigen Kupplungselement 43 der Kupplungseinrichtung 61 (vgl. 1) vermieden.
Bei der Ausführung gemäß 12 wird die an der Außenwandung 40 des Gehäusedeckels 6 des Gehäuses 4 vorgesehene Innenverzahnung 41 genutzt, um eine an einer Verbindungsplatte 80 vorgesehene Außenverzahnung 81 drehfest einzusetzen. Die Verbindungsplatte 80, die axial zwischen der Radialwandung 14 des Gehäusedeckels 6 und einem dem Kupplungskolben 10c benachbarten antriebsseitigen Kupplungselement 43 angeordnet ist, verfügt weiterhin über eine Innenverzahnung 82, die mit einer Axialverzahnung 83 am Kupplungskolben 10d und damit an der Anpresseinrichtung 60 drehfest ist. Im Hinblick auf den Kupplungskolben 10d wirkt die Verbindungsplatte 80 somit als Drehsicherungsanordnung 35, wobei die Innenverzahnung 41 des Gehäusedeckels 6 als antriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung 36d der Drehsicherungsanordnung 35 und die Axialverzahnung 83 am Kupplungskolben 10d als abtriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung 37d der Drehsicherungsanordnung 35 wirksam ist. Da der Kupplungskolben 10d mittels der Verbindungsplatte 80 ebenso wie die antriebsseitigen Kupplungselemente 43 jeweils über die Innenverzahnung 41 mit dem Gehäusedeckel 6 und damit dem Gehäuse 4 drehfest sind, liegt keine Relativdrehbewegung zwischen dem Kupplungskolben 10d und dem benachbarten antriebsseitigen Kupplungselement 43 vor.
Was die Axialenergiespeichereinrichtung 30 betrifft, so kann deren als Tellerfederpaar 72c ausgebildeter Energiespeicher 29d, wie bereits zu 9 beschrieben, entweder über den Axialanschlag 32d drehfest mit der Deckelnabe 8 des Gehäusedeckels 6 des Gehäuses 4 verbunden sein, oder aber es liegt, so wie in 12 zeichnerisch dargestellt, keine Drehsicherung für den Energiespeicher 29d vor.
Bezugszeichenliste

1: Kopplungsanordnung
2: Zentralachse
3: Mitnahmevorrichtung
4: Gehäuse
6: Gehäusedeckel
7: Gehäuseschale
8: Deckelnabe
9: Schalennabe
10: Kupplungskolben
11: Durchgänge in der Deckelnabe
12: Zentralraum
13: Druckraum
14: Radialwandung des Gehäusedeckels
15: Dichtung
16: Getriebeeingangswelle
17: Abtrieb
18: radial innerer Ringkanal
19: Stützhülse
20: radial äußerer Ringkanal
21: Dichtung
22: Getriebe
23: Radialwandung der Gehäuseschale
24: Axialdurchdrückungen am Kupplungskolben
25: Axialausdrückung am antriebsseitigen Energiespeicherträger
26: antriebsseitiger Energiespeicherträger
27: abtriebsseitiger Energiespeicherträger
28: Axialausdrückungen am abtriebsseitigen Energiespeicherträger
29: Energiespeicher
30: Axialenergiespeichereinrichtung
31: Spiraldruckfeder
32: Axialanschlag
33: Abflachungen am abtriebsseitigen Energiespeicherträger
34: Abflachungen an der Deckelnabe
35: Drehsicherungsanordnung
36: antriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung
37: abtriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung
39: radial äußerer Kupplungselemententräger
40: Außenwandung des Gehäusedeckels
41: Innenverzahnung des Gehäusedeckels
42: Außenverzahnung antriebsseitiger Kupplungselemente
43: antriebsseitiges Kupplungselement
44: abtriebsseitiges Kupplungselement
45: Innenverzahnung abtriebsseitiges Kupplungselement
46: Außenverzahnung radial innerer Kupplungselemententräger
47: radial innerer Kupplungselemententräger
48: Eingang eines Torsionsschwingungsdämpfers
50: Torsionsschwingungsdämpfer
52: Ausgang des Torsionsschwingungsdämpfers
53: Energiespeicher
54: Torsionsschwingungs-Dämpfernabe
55: erste Lagerung
56: zweite Lagerung
57: Verzahnung
58: Durchgänge in der zweiten Lagerung
59: Durchgänge in der Torsionsschwingungs-Dämpfernabe
60: Anpresseinrichtung
61: Kupplungseinrichtung
62: Kühlraum
64: Befestigungselemente
65: Zentralbohrung
66: Verzahnung am Kupplungskolben
67: Verzahnung des antriebsseitigen Energiespeicherträgers
68: Verzahnung am Axialanschlag
69: Verzahnung des abtriebsseitigen Energiespeicherträgers
70: Antrieb
71: Schweißnaht
72: Tellerfeder
73: Durchlass im Energiespeicher
74: Durchgang
75: Sicherungsring
76: Axialverzahnung
77: Ausnehmung
78: Verzahnung am Axialanschlag
79: Verzahnung am Energiespeicher
80: Verbindungsplatte
81: Außenverzahnung der Verbindungsplatte
82: Innenverzahnung der Verbindungsplatte
83: Axialverzahnung
84: Stege

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006035649 A1 [0002]
US 8256600 B2 [0003]

Claims

Kupplungseinrichtung (61), aufgenommen in einem Gehäuse (4) einer Kopplungsanordnung (1) und aufweisend wenigstens ein antriebsseitiges Kupplungselement (43), wenigstens ein abtriebsseitiges Kupplungselement (44) sowie eine Anpresseinrichtung (60) für die Kupplungselemente (43, 44), wobei in einem ersten Betriebszustand die Kupplungselemente (43, 44) unter der Wirkung einer durch die Anpresseinrichtung (60) ausgeübten Anpresskraft zumindest im Wesentlichen in Wirkverbindung untereinander gehalten sind, und in einem zweiten Betriebszustand die Kupplungselemente (43, 44) nach zumindest teilweiser Aufhebung der Wirkung der durch die Anpresseinrichtung(60) ausgeübten Anpresskraft zumindest im Wesentlichen von der Wirkung der Anpresseinrichtung (60) entlastet sind, und wobei die Anpresseinrichtung (60) in einem der beiden Betriebszustände einer durch eine Axialenergiespeichereinrichtung (30) erzeugten Axialkraft entgegenwirken muss, während die Anpresseinrichtung (60) im anderen der beiden Betriebszustände zumindest im Wesentlichen frei von einer durch die Axialenergiespeichereinrichtung (30) erzeugten Axialkraft oder sogar durch diese Axialkraft unterstützt ist, und die Axialenergiespeichereinrichtung (30) an dem Gehäuse (4) der Kopplungsanordnung (1) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpresseinrichtung (60) zumindest im Wesentlichen mittels einer Drehsicherungsanordnung (35) mit dem Gehäuse (4) der Kopplungsanordnung (1) verbunden ist.
Kupplungseinrichtung (61) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialenergiespeichereinrichtung (30) zumindest im Wesentlichen mittels einer Drehsicherungsanordnung (35) mit dem Gehäuse (4) der Kopplungsanordnung (1) verbunden ist.
Kupplungseinrichtung (61) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die der Axialenergiespeichereinrichtung (30) zugeordnete Drehsicherungsanordnung (35) über eine antriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung (36; 36a; 36b; 36c) und über eine abtriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung (37; 37a; 37b; 37c) verfügt, von denen eine Drehsicherungsvorrichtung (36; 36a; 36b; 36c) mit der Anpresseinrichtung (60) in Drehverbindung steht, und die andere Drehsicherungsvorrichtung (37; 37a; 37b; 36c) mit dem Gehäuse (4) der Kopplungsanordnung (1).
Kupplungseinrichtung (61) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialenergiespeichereinrichtung (30) wenigstens zwei mit Axialabstand zueinander angeordnete Energiespeicherträger (26, 27) aufweist, die über wenigstens einen Energiespeicher (29) drehfest, aber axial relativ zueinander bewegbar, verbunden sind.
Kupplungseinrichtung (61) nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehsicherungsvorrichtung (36) dem zur Anpresseinrichtung (60) näheren ersten Energiespeicherträger (26) und die andere Drehsicherungsvorrichtung (37) dem zur Anpresseinrichtung (60) entfernteren zweiten Energiespeicherträger (27) zugeordnet ist.
Kupplungseinrichtung (61) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Drehsicherungsvorrichtung (36, 37) zumindest im Wesentlichen drehfest an dem jeweils zugeordneten Energiespeicherträger (26, 27) angreift.
Kupplungseinrichtung (61) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die antriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung (36; 36a) als auch die abtriebsseitige Drehsicherungsvorrichtung (37; 37a) jeweils zumindest im Wesentlichen der Axialenergiespeichereinrichtung (30) zugeordnet ist.
Kupplungseinrichtung (61) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsicherungsanordnung (35) drehfest ist mit der Axialenergiespeichereinrichtung (30).
Kupplungseinrichtung (61) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsicherungsanordnung (35) an einem dem Gehäuse (4) der Kopplungsanordnung (1) zugeordneten Kupplungselemententräger (39) für das wenigstens eine antriebsseitige Kupplungselement (43) drehfest aufgenommen ist.
Kupplungseinrichtung (61) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsicherungsanordnung (35) drehfest mit der Anpresseinrichtung (60) verbunden ist.
Kupplungseinrichtung (61) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialenergiespeichereinrichtung (30) gegenüber der Drehsicherungsanordnung (35) drehbewegbar angeordnet ist.
Kupplungseinrichtung (61) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsicherungsanordnung (35) ein Axialanschlag (32; 32a; 32b; 32c) für die Axialenergiespeichereinrichtung (30) zugeordnet ist.
Kupplungseinrichtung (61) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsicherungsanordnung (35) an dem Gehäuse (4) der Kopplungsanordnung (1), insbesondere an einer Deckelnabe (8) eines Gehäusedeckels (6) des Gehäuses (4), drehfest aufgenommen ist.
Kupplungseinrichtung (61) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Energiespeicher (29) durch eine Spiraldruckfeder (31) gebildet ist.