DE102016201869A1

DE102016201869A1 - Kopplungsanordnung für den Antriebsstrang eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102016201869A1
Application number: DE102016201869.8A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kundermann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2016-02-08
Publication date: 2017-08-10
Also published as: US10480591B2; US20170227068A1; CN107044493A

Abstract

Eine Kopplungsanordnung für den Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einem Kupplungsgehäuse ist versehen mit einer Förderanordnung für im Kupplungsgehäuse enthaltenes Fördermedium sowie mit einer Kupplungsvorrichtung, wobei die Kupplungsvorrichtung antriebsseitige Kupplungseinheiten, die mit einem gegenüber dem Kupplungsgehäuse drehfesten antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger in Wirkverbindung stehen, abtriebsseitige Kupplungseinheiten, die mit einem gegenüber einem Abtrieb drehfesten abtriebsseitigen Kupplungseinheitenträger in Wirkverbindung stehen, sowie eine Anpresseinrichtung, durch welche eine Wirkverbindung zwischen den antriebsseitigen Kupplungseinheiten und den abtriebsseitigen Kupplungseinheiten herstellbar oder aufhebbar ist, aufweist, und wobei der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger Teil der Förderanordnung ist. Die Förderanordnung weist weiterhin eine dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger zugeordnete Fördereinrichtung auf, die mit dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger und/oder mit der Anpresseinrichtung in drehfester Verbindung steht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kopplungsanordnung für den Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einem Kupplungsgehäuse, versehen mit einer Förderanordnung für im Kupplungsgehäuse enthaltenes Fördermedium sowie mit einer Kupplungsvorrichtung, wobei die Kupplungseinrichtung antriebsseitige Kupplungseinheiten, die mit einem gegenüber dem Kupplungsgehäuse drehfesten antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger in Wirkverbindung stehen, abtriebsseitige Kupplungseinheiten, die mit einem gegenüber einem Abtrieb drehfesten abtriebsseitigen Kupplungseinheitenträger in Wirkverbindung stehen, sowie eine Anpresseinrichtung, durch welche eine Wirkverbindung zwischen den antriebsseitigen Kupplungseinheiten und den abtriebsseitigen Kupplungseinheiten herstellbar oder aufhebbar ist, aufweist, und wobei der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger Teil der Förderanordnung ist.
Eine derartige Kopplungsanordnung ist aus der DE 10 2012 201 510 A1 bekannt. Der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger ist an einem Gehäusedeckel des Kupplungsgehäuses befestigt, und verfügt über eine Axialverzahnung, an welcher die antriebsseitigen Kupplungseinheiten drehfest aufgenommen sind. In einer zweiten Funktion dient die Axialverzahnung als Fördereinrichtung für das im Kupplungsgehäuse enthaltene Fördermedium, so dass der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger auch als Förderanordnung für dieses Fördermedium wirksam ist. Weiterhin ist an dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger eine auf die Anpresseinrichtung wirkende Energiespeicheranordnung vorgesehen, durch welche die Anpresseinrichtung in von den Kupplungseinheiten fortweisender Richtung beaufschlagbar ist.
Axial zwischen den antriebsseitigen Kupplungseinheiten oder axial zwischen einer antriebsseitigen Kupplungseinheit und einer weiteren Baueinheit, wie beispielsweise dem Gehäusedeckel des Kupplungsgehäuses, sind abtriebsseitige Kupplungseinheiten vorgesehen. Diese stehen mit dem abtriebsseitigen Kupplungseinheitenträger und einer Dämpfungseinrichtung mit einem durch eine Dämpfungseinrichtungsnabe gebildeten Abtrieb in Wirkverbindung.
Durch Ausbildung des antriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers über seine eigentliche Funktion hinausgehend sowohl als Förderanordnung als auch als Energiespeicheranordnung werden zwar Baueinheiten eingespart, jedoch ist der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger wegen seiner hochkomplexen Bauform aufwändig und daher teuer zu fertigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kopplungsanordnung derart auszubilden, dass bei vorteilhafter Fertigung eine gute Durchströmung der Kupplungseinheiten gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Kopplungsanordnung für den Antriebsstrang eines Fahrzeuges vorgesehen mit einem Kupplungsgehäuse, versehen mit einer Förderanordnung für im Kupplungsgehäuse enthaltenes Fördermedium sowie einer Kupplungsvorrichtung, wobei die Kupplungsvorrichtung antriebsseitige Kupplungseinheiten, die mit einem gegenüber dem Kupplungsgehäuse drehfesten antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger in Wirkverbindung stehen, abtriebsseitige Kupplungseinheiten, die mit einem gegenüber einem Abtrieb drehfesten abtriebsseitigen Kupplungseinheitenträger in Wirkverbindung stehen, sowie eine Anpresseinrichtung, durch welche eine Wirkverbindung zwischen den antriebsseitigen Kupplungseinheiten und den abtriebsseitigen Kupplungseinheiten herstellbar oder aufhebbar ist, aufweist, und wobei der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger Teil der Förderanordnung ist.
Insbesondere weist die Förderanordnung eine dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger zugeordnete Fördereinrichtung auf, die mit dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger und/oder mit der Anpresseinrichtung in drehfester Verbindung steht.
Da der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger Teil der Förderanordnung ist, und die Fördereinrichtung dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger lediglich zugeordnet ist, verfügt die Förderanordnung über zumindest zwei Baueinheiten, nämlich zum einen über den antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger, und zum anderen über die Fördereinrichtung. Damit bleibt der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger ebenso wie die Fördereinrichtung eine eigenständige Baueinheit, und kann jeweils sowohl hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung als auch im Hinblick auf die Materialauswahl auf den jeweiligen Verwendungszweck optimiert werden, und zwar bezüglich der Funktion, aber auch bezüglich der Kostensituation, und zwar sowohl für den antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger, als auch für die Fördereinrichtung. Während beispielsweise für den antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger mit Vorzug Metall als Material Verwendung findet, um insbesondere den die Kupplungseinheiten drehsichernd aufnehmenden Bereich so verschleißfest wie möglich auszubilden, kann es sinnvoll sein, die Fördereinrichtung aus Kunststoff herzustellen, damit diese kostengünstig ist und im Betrieb geräuscharm arbeitet. Insbesondere bietet sich hierbei die Herstellung der Fördereinrichtung als Kunststoff-Spritzgussteil an. Alternativ kann ein die Ausführung der Fördereinrichtung als Metall-Druckgussteil oder als Sinterteil sinnvoll sein.
Mit Vorzug verfügt die Fördereinrichtung über eine Mitnahmeanordnung, welche für eine drehfeste Verbindung der Fördereinrichtung mit dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger und/oder mit der Anpresseinrichtung zuständig ist. Da der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger gegenüber dem Kupplungsgehäuse drehfest ist, werden aufgrund des durch die Mitnahmeanordnung hergestellten Verbundes auch die Fördereinrichtung und/oder die Anpresseinrichtung drehfest mit dem Kupplungsgehäuse verbunden. Bei Rotation des Kupplungsgehäuses um eine Zentralachse werden folglich der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger sowie die Fördereinrichtung und/oder die Anpresseinrichtung bewegungsgleich nachgeführt. Im Vergleich hierzu folgt der abtriebsseitige Kupplungseinheitenträger und damit die abtriebsseitigen Kupplungseinheiten bewegungsgleich mit einer Rotation des Abtriebs, so dass bei Zugbetrieb, also bei antriebsseitig höherer Drehzahl gegenüber einer abtriebsseitigen Drehzahl, ein Druckgefälle im Kupplungsgehäuse erzeugt wird, durch welches im Kupplungsgehäuse enthaltenes Fördermedium in die Förderanordnung gesaugt wird, um von dort aus nach radial außen gefördert zu werden. Sind die Kupplungseinheiten der Kupplungsvorrichtung radial außerhalb der Förderanordnung angeordnet, so wird das Fördermedium durch die Förderanordnung unmittelbar zu den Kupplungseinheiten gefördert, an welchen bei Relativdrehbewegung Reibungswärme entsteht. Das Fördermedium ist damit in die Lage versetzt, die Kupplungseinheiten intensiv zu kühlen. Die Rückbewegung der Strömung nach radial innen erfolgt dann auf der Seite des abtriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers, wobei diesem Kupplungseinheitenträger zusätzlich eine Förderbremse zugeordnet sein kann, welche das Fördermedium abtriebsseitig weiter abbremst, und damit die Förderwirkung der Förderanordnung weiter verbessert. Dies kann insbesondere bei einer Betriebsweise von Vorteil sein, bei welcher zwischen Kupplungsgehäuse und Abtrieb eine besonders hohe Drehzahldifferenz anliegt, also im Wesentlichen bei stehendem Fahrzeug oder beim langsamen Anfahren.
Auf besonders einfache Weise kann die gewünschte Strömung erzielt werden, wenn die Mitnahmeanordnung der Fördereinrichtung wenigstens einen Strömungsdurchgang aufweist, welcher für die drehfeste Verbindung der Fördereinrichtung mit dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger und/oder mit der Anpresseinrichtung in eine entsprechende Aussparung des antriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers und/oder der Anpresseinrichtung eingreift, mit besonderem Vorzug unter Wahrung eines Formschlusses. Aufgrund dieser Konstruktion wird ein ohnehin notwendiger Strömungsdurchgang für eine Zweitfunktion genutzt, nämlich für die drehfeste Verbindung des antriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers mit der Fördereinrichtung und/oder mit der Anpresseinrichtung. Zudem befindet sich der Strömungsdurchgang exakt an derjenigen Stelle, an welcher die Förderanordnung aufgrund ihrer Funktion für die Förderwirkung des Fördermediums sorgt.
Mit besonderem Vorzug ist die Fördereinrichtung mit einem Träger ausgebildet, der an einer dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger zugewandten Seite die Mitnahmeanordnung aufnimmt, und an einer von der Mitnahmeanordnung abgewandten Seite eine auf die Bewegung des Fördermediums Einfluss nehmende Beschaufelung aufweist. Hierdurch ergibt sich eine Baueinheit, die aufgrund des Trägers formstabil ist. Durch Anordnung der Mitnahmeanordnung und der Beschaufelung auf unterschiedlichen Seiten des Trägers entsteht, zusätzlich zur funktionalen Trennung, auch eine Anordnung dieser Einrichtungen in unterschiedlichen Bauräumen. Besonders vorteilhaft ist eine derartige Ausgestaltung der Fördereinrichtung, wenn diese als Kunststoff-Spritzgussteil, als Metall-Druckgussteil oder als Sinterteil realisiert ist.
Insbesondere dann, wenn die Fördereinrichtung mit einem Träger ausgebildet ist, kann die Fördereinrichtung als Zentrierung für zumindest eine Trenneinrichtung für Kupplungseinheiten genutzt werden. Hierzu wirkt die Trenneinrichtung auf jeweils zueinander benachbarte Kupplungseinheiten ein, um diese mit Axialkräften in voneinander fortweisender Richtung zu beaufschlagen. Hierdurch ergeben sich folgende Vorteile:
Beim Einrücken der Kupplungsvorrichtung, also dann, wenn durch Einleitung einer Axialkraft über die Anpresseinrichtung die antriebsseitigen Kupplungseinheiten mit den abtriebsseitigen Kupplungseinheiten zumindest teilweise in Wirkverbindung gebracht werden, muss an der von den Kupplungseinheiten abgewandten Seite der Anpresseinrichtung ein Überdruck aufgebaut werden, um die Anpresseinrichtung in Richtung zu den Kupplungseinheiten axial zu verlagern und damit die besagte Axialkraft auf die Kupplungseinheiten zu leiten. Diesem Druckgefälle sind nicht nur Reibungseinflüsse überlagert, die sich insbesondere am Bewegungsbeginn der Anpresseinrichtung bemerkbar machen, sondern auch Toleranzeinflüsse, wie beispielsweise Dickenschwankungen an den beteiligten Kupplungseinheiten, und zwar insbesondere im unmittelbaren Umgebungsbereich der Anpresseinrichtung, die eine unkoordinierte Bewegung in Richtung zu den Kupplungseinheiten entstehen lassen können. Die Wirkung der besagten Einflüsse lässt sich zumindest reduzieren, wenn das Einrücken der Kupplungsvorrichtung gegen die Wirkung eines Energiespeichers erfolgt, der im Fall der Trenneinrichtung durch die zwischen zueinander benachbarten Kupplungseinheiten wirksamen Trennelemente gebildet ist. Da die Trennelemente die jeweils zueinander benachbarten Kupplungseinheiten mit Axialkräften in voneinander fortweisender Richtung beaufschlagt, muss die Anpresseinrichtung beim Einrücken der Kupplungsvorrichtung auch den durch die Trenneinrichtung aufgebauten zusätzlichen Widerstand überwinden. Mit besonderem Vorzug sollte daher die Trenneinrichtung über eine geeignete Kraft-Weg-Kennlinie verfügen. Auf diese Weise wird ein toleranzbedingtes Anfahrruckeln wirksam vermieden.
Beim Ausrücken der Kupplungsvorrichtung, also dann, wenn durch Reduzierung der von der Anpresseinrichtung ausgeübten Anpresskraft die Wirkverbindung zwischen den antriebsseitigen Kupplungseinheiten und den abtriebsseitigen Kupplungseinheiten zumindest teilweise aufgehoben wird, muss an der den Kupplungseinheiten zugewandten Seite der Anpresseinrichtung ein Überdruck aufgebaut werden, um die Anpresseinrichtung in von den Kupplungseinheiten axial fortweisender Richtung zu verlagern und damit die besagte Axialkraft auf die Kupplungseinheiten zu reduzieren oder gar völlig aufzuheben. Sollten hierbei die Kupplungseinheiten nicht vollständig voneinander getrennt werden, ist von verlustbegünstigenden Schleppmomenten zwischen den Kupplungseinheiten auszugehen. Auch diesbezüglich ergibt sich eine vorteilhafte Wirkung der Trenneinrichtung, indem diese jeweils zueinander benachbarte Kupplungseinheiten mit Axialkräften in voneinander fortweisender Richtung beaufschlagt und dadurch vollständig trennt.
Die Trenneinrichtung wirkt insbesondere dann sehr vorteilhaft mit der Fördereinrichtung zusammen, wenn zumindest eine der beiden Einrichtungen zumindest im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist, und eine Zentralachse des Kupplungsgehäuses umschließt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des antriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers umschließt dieser wenigstens die Fördereinrichtung, gegebenenfalls aber auch die Trenneinrichtung, zumindest teilweise. Aufgrund dieser ineinander verschachtelten Bauweise kann die gesamte Baueinheit aus antriebsseitigem Kupplungseinheitenträger, Fördereinrichtung und gegebenenfalls Trenneinrichtung überaus kompakt ausgebildet werden. Dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger kommt somit die Funktion eines die Fördereinrichtung aufnehmenden Gehäuses der Förderanordnung zu.
Um einen axial zwischen dem Gehäusedeckel des Kupplungsgehäuses und der Anpresseinrichtung vorgesehenen Druckraum druckdicht von einem an der Gegenseite der Anpresseinrichtung vorgesehenen Kühlraum zu trennen, ist vorgesehen, entweder den antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger oder die Anpresseinrichtung zur Aufnahme einer Abdichtung zu verwenden, die gegenüber der jeweils anderen Baueinheit von antriebsseitigem Kupplungseinheitenträger oder Anpresseinrichtung wirksam ist. Sofern eine drehfeste Verbindung zwischen der Anpresseinrichtung über die Fördereinrichtung mit dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger besteht, wird es zwischen der Abdichtung und demjenigen Bauteil, mit welchem die Abdichtung in Wirkverbindung steht, keine Relativdrehbewegung geben. Ein Verschleiß an der Abdichtung ist demnach auf Phasen beschränkt, in welchen die Anpresseinrichtung zum Ein- oder Ausrücken der Kupplungsvorrichtung eine Axialverlagerung erfährt.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
1 eine Kopplungsanordnung in Schnittdarstellung, aufweisend eine Kupplungsvorrichtung mit an- und abtriebsseitigen Kupplungseinheiten sowie mit einer Anpresseinrichtung, und eine Förderanordnung mit einer Fördereinrichtung und mit einer Trenneinrichtung;
2 wie 1, aber mit anderer Befestigung eines antriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers an einem Gehäusedeckel sowie einer Abdichtung an der Anpresseinrichtung;
3 eine Herauszeichnung des in 1 oder 2 dargestellten antriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers als Einzelbauteil als Längsschnitt;
4 wie 3, aber mit Darstellung des antriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers in räumlicher Darstellung;
5 eine Herauszeichnung der in 1 oder 2 gezeigten Fördereinrichtung als Längsschnitt;
6 die Fördereinrichtung aus Blickrichtung A in 5;
7 die Fördereinrichtung aus Blickrichtung B in 5;
8 eine Herauszeichnung der Einzelheit Z in 5;
9 wie 5, aber mit anders geformter Beschaufelung sowie anderer Strömungsdurchgänge;
10 ein Segment der Fördereinrichtung aus Blickrichtung A in 9;
11 die Fördereinrichtung aus Blickrichtung A in 9;
12 wie 5, aber mit anders geformten Strömungsdurchgängen;
13 die Fördereinrichtung aus Blickrichtung A in 12;
14 eine Herauszeichnung der in 1 oder 2 gezeigten Trenneinrichtung in Draufsicht mit ringförmigem Trägerteil;
15 eine Trenneinrichtung wie in 14 mit Blickrichtung A in 14;
16 eine Trenneinrichtung mit ringsegmentförmigem Trägerteil;
17 die Trenneinrichtung aus 16 mit Blickrichtung A in 16;
18 die Trenneinrichtung aus 16 mit Blickrichtung B in 16.
1 zeigt eine für den Antriebsstrang eines Fahrzeuges vorgesehene Kopplungsanordnung 1 mit einem um eine Zentralachse 2 drehbaren Kupplungsgehäuse 3, das sich aus einer Gehäuseschale 5 und einem Gehäusedeckel 7 zusammensetzt, und einen Fördermedium, wie beispielsweise Öl, enthaltenden Nassraum umschließt. Das Kupplungsgehäuse 3 kann, wie dies beispielsweise in der DE 32 22 119 C1 , 1 gezeigt ist, mittels einer Mitnehmerscheibe an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine befestigt sein, und weist hierzu im radial äußeren Bereich des Gehäusedeckels 7 an dessen vom Nassraum abgewandter Seite Gewindezapfen 9 auf.
Im Nassraum des Kupplungsgehäuses 3 ist an dessen Gehäusedeckel 7 ein antriebsseitiger Kupplungseinheitenträger 10 befestigt, beispielsweise mittels einer Durchdrückungsvernietung 12, wie in 1 gezeigt, oder mittels einer Schweißnaht 12a, wie in 2 dargestellt. Der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger 10, der als Einzelheit auch in 3 und 4 dargestellt ist, erstreckt sich radial außerhalb der Durchdrückungsvernietung 12 zunächst mit einem radial inneren Schenkel 14 in Richtung zur Gehäuseschale 5, um mittels einer ersten Umlenkung 15 in eine Radialverbindung 16 zu einem radial äußeren Schenkel 18 überzugehen. Der radial äußere Schenkel 18 geht mittels einer zweiten Umlenkung 19 aus der Radialverbindung 16 hervor, und verläuft in Richtung zum Gehäusedeckel 7.
Der radial äußere Schenkel 18 des antriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers 10 verfügt zur drehgesicherten, aber verschiebbaren Aufnahme von antriebsseitigen Kupplungseinheiten 20 in Umfangsrichtung über eine Mehrzahl von Aussparungen 22, die an ihren dem Gehäusedeckel 7 jeweils zugewandten Enden offen sind, während sie in Richtung zur zweiten Umlenkung 19 jeweils an einer als Anschlag 24 wirksamen Begrenzung des radial äußeren Schenkels 18 enden. Die bereits genannten antriebsseitigen Kupplungseinheiten 20 greifen mit nach radial innen weisenden Radialvorsprüngen 26 in die Aussparungen 22 des antriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers 10 ein, wobei die vom Gehäusedeckel 7 am weitesten entfernte antriebsseitige Kupplungseinheit 20 sich an dem Anschlag 24 axial abstützen kann. An dieser antriebsseitigen Kupplungseinheit 20 kann eine Anpresseinrichtung 30 in Form eines Kupplungskolbens 32 in Anlage gebracht werden.
Axial zwischen je zwei antriebsseitigen Kupplungseinheiten 20 greift je eine abtriebsseitige Kupplungseinheit 40 ein. Die abtriebsseitigen Kupplungseinheiten 40 verfügen über nach radial außen weisende Radialvorsprünge 42, mit denen sie in Aussparungen 43 eines abtriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers 44 drehgesichert, aber axial verschiebbar eingreifen.
Während die antriebsseitigen Kupplungseinheiten 20 jeweils durch Stahlscheiben gebildet sind, tragen die abtriebsseitigen Kupplungseinheiten 40 auf Reibbelagträgern beidseits Reibbeläge, die mit Nutungen zur Durchströmung mit Fördermedium ausgebildet sein können.
Der abtriebsseitige Kupplungseinheitenträger 44 ist als Eingang 47 eines Torsionsschwingungsdämpfers 48 wirksam, wobei dieser Eingang 47 über eine Energiespeichereinheit 50 mit einem Ausgang 52 des Torsionsschwingungsdämpfers 48 verbunden ist, der drehfest mit einer als Abtrieb 54 dienenden Torsionsschwingungsdämpfernabe 56 ist.
Die Torsionsschwingungsdämpfernabe 56 ist axial zwischen zwei Axiallagerungen 58, 60 aufgenommen, von denen eine Axiallagerung 58 zwischen der Torsionsschwingungsdämpfernabe 56 und einer Gehäusenabe 62 des Kupplungsgehäuses 3 vorgesehen ist, und eine Axiallagerung 60 zwischen der Torsionsschwingungsdämpfernabe 56 und dem Kupplungskolben 32 der Anpresseinrichtung 30.
Der Kupplungskolben 32 der Anpresseinrichtung 30 ist an seiner radialen Innenseite über eine Dichtung 64 auf der Torsionsschwingungsdämpfernabe 56 axial verlagerbar und relativ drehbar angeordnet. Im radial äußeren Bereich ist der Kupplungskolben 32 der Anpresseinrichtung 30 mit einem in Richtung zu den Kupplungseinheiten 20, 40 weisenden Überstand 59 ausgebildet, über welchen die Anpresseinrichtung 30 bei ihrer Einrückbewegung mit der benachbarten antriebsseitigen Kupplungseinheit 20 in Wirkverbindung versetzbar ist.
Radial innerhalb des Überstandes 59 ist der Kupplungskolben 32 der Anpresseinrichtung 30 mit Aussparungen 66 versehen, wobei in jeweils eine dieser Aussparungen 66 je ein zumindest im Wesentlichen rohrförmiger Strömungsdurchgang 34 drehfest, aber axial verlagerbar, aufgenommen ist. Dieser jeweilige Strömungsdurchgang 34 durchdringt weiterhin Aussparungen 68 im antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger 10, um in einem Träger 36 einer Fördereinrichtung 38 zu münden, die als Einzelbauteil auch in den 5 bis 7 gezeigt ist. Die Strömungsdurchgänge 34, von denen in 8 einer als Einzelheit Z vergrößert herausgezeichnet ist, sind in den Aussparungen 68 des antriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers 10 drehfest aufgenommen, so dass die Fördereinrichtung 38 über die Strömungsdurchgänge 34 mit dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger 10 einerseits und mit der Anpresseinrichtung 30 andererseits drehfest verbunden ist. Die Strömungsdurchgänge 34 sind daher als Mitnahmeanordnung 70 der Fördereinrichtung 38 wirksam. Mit Vorzug ist die Fördereinrichtung 38 als Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt.
Die Fördereinrichtung 38 weist an der von den Strömungsdurchgängen 34 abgewandten Seite des Trägers 36 eine Beschaufelung 35 auf (5 und 6 sowie 9 und 11), die abhängig von den geforderten Strömungsbedingungen im Kupplungsgehäuse 3 zwischen ihrem jeweiligen radial inneren Ende und ihrem radial äußeren Ende entweder zumindest im Wesentlichen geradlinig verlaufen, wie in 5 und 6 gezeigt, oder aber über eine Krümmung verfügen, wie in 9 und 11 dargestellt.
Die Strömungsdurchgänge 34 können, wie in 5 bis 7 gezeigt, jeweils als Rohre mit an ihren Umfängen geschlossenen Rohrbereichen 33 ausgebildet sein. Ebenso ist aber auch denkbar, die Strömungsdurchgänge 34, wie in 9 und 10 sowie 12 und 13 in Verbindung mit 8 gezeigt, jeweils an ihren Umfängen mit Teilöffnungen 37 auszubilden. Diese Teilöffnungen 37 können an beliebiger Stelle des jeweiligen Rohres vorgesehen sein. Gemäß 9 und 10 verläuft die Trennlinie zwischen dem geschlossenen Rohrbereich 33 und der jeweiligen Teilöffnung 37 zumindest im Wesentlichen radial, gemäß 12 und 13 dagegen zumindest im Wesentlichen parallel zu einer gedachten Tangente. Unabhängig hiervon verfügen die Rohre jeweils über einen Durchlass 39 für Fördermedium.
Wie 1 deutlich erkennen lässt, ist der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger 10 aufgrund der bereits beschriebenen Anordnung von radial innerem Schenkel 14, Radialverbindung 16 und radial äußerem Schenkel 18 im Querschnitt zumindest im Wesentlichen u-förmig, und begrenzt hierdurch gemeinsam mit dem Gehäusedeckel 7 einen Raum 72, welcher zur Aufnahme der Fördereinrichtung 38 dient, und auch zur Aufnahme einer Trenneinrichtung 17 verwendbar ist. Der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger 10 und die im Raum 72 aufgenommene Fördereinrichtung 38 sind Teil einer Förderanordnung 75, deren Funktion nachfolgend noch ausführlich erläutert werden soll.
An dem Kupplungskolben 32 der Anpresseinrichtung 30 ist an der dem Gehäusedeckel 7 zugewandten Seite eine Dichtungsaufnahme 77 befestigt, beispielsweise mittels einer Durchdrückungsvernietung 78, wie in 1 gezeigt, oder mittels einer Verschweißung 78a, wie in 2 dargestellt. Die Dichtungsaufnahme 77 nimmt in einer u-förmig begrenzten Ausnehmung 79 eine Dichtung 81 auf, die an der von der Fördereinrichtung 38 abgewandten Seite des radial inneren Schenkels 14 des antriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers 10 in Anlage gelangt. Die Dichtungsaufnahme 77 ist ebenso wie die Dichtung 81 Teil einer zwischen dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger 10 und der Anpresseinrichtung 30 wirksamen Abdichtung 80.
Die Trenneinrichtung 17 weist, wie 14 und 15 besser erkennen lassen, Trenneinheiten 82 mit jeweils einem die Zentralachse 2 ringförmig umschließenden Trägerteil 83 auf, von welchem nach radial außen ragende, in Umfangsrichtung jeweils paarweise vorgesehene und gegeneinander verschränkte Trennelemente 85 in Form von Federarmen ausgehen. Aufgrund der Verschränkung ragt bei jedem Trennelementenpaar jeweils ein Trennelement 85, bezogen auf die Axialebene des Trägerteils 83, in Richtung zum Gehäusedeckel 7, während das jeweils andere Trennelement 85 in Richtung zur Gehäuseschale 5 vorspringt. Die Trennelemente 85 haben somit die Wirkung, die antriebsseitigen Kupplungseinheiten 20, zwischen welchen sie axial eingreifen, auseinander zu drücken.
Da alle Trennelementenpaare einer Trenneinheit 82 auf einem gemeinsamen Trägerteil 83 sitzen, heben sich Momente, die zu einer Kippbewegung der Trenneinrichtung 17 relativ zu den antriebsseitigen Kupplungseinheiten 20 führen könnten, gegenseitig auf. Dies wäre anders, wenn die jeweilige Trenneinheit 82 anstelle eines gemeinsamen Trägerteils 83 in Umfangsrichtung einzelne Trägerteilsegmente aufweisen würde. Zur Vermeidung unerwünschter Kippbewegungen bei Verwendung einer Trenneinrichtung 17 mit einzelnen Trägerteilsegmenten 104 sind diese, wie in 16 bis 18 gezeigt, derart ausgebildet, dass, jeweils in Umfangsrichtung gesehen, einem mittig in einer ersten Achsrichtung weisenden Trennelement 106 je zwei in Umfangsrichtung beidseits dieses Trennelementes 106 vorgesehene, in einer zur ersten Achsrichtung entgegengesetzten zweiten Achsrichtung weisende Trennelemente 108 zugeordnet sind. Mit Vorzug ist die von den beiden Trennelementen 108 aufgebrachte Axialkraft zumindest im Wesentlichen gleich der vom umfangsseitig mittigen Trennelement 106 aufgebrachten Axialkraft.
Wie 1 zeigt, können die Trenneinheiten 82 an der radialen Innenseite der Fördereinrichtung 38, insbesondere hierbei an deren Beschaufelung 35, zentriert sein. Hierzu kann der Trägerteil 83 eine sich zumindest im Wesentlichen in Achsrichtung erstreckende Umbiegung 84 aufweisen. Die Trennelementenpaare haben in Umfangsrichtung einen Abstand zueinander, welcher durch den Umfangsabstand der einzelnen Schaufeln der Beschaufelung 35 der Fördereinrichtung 38 bestimmt ist.
Die Kupplungseinheiten 20 und 40 sind ebenso wie die Kupplungseinheitenträger 10 und 44, die Anpresseinrichtung 30 und gegebenenfalls die Trenneinrichtung 17 Teil einer Kupplungsvorrichtung 90.
Axial zwischen dem Gehäusedeckel 7 und der Anpresseinrichtung 30 ist ein Druckraum 92 vorgesehen, dessen Versorgung mit Fördermedium vom Bereich der Zentralachse 2 aus über einen Druckanschluss erfolgt, dem ein Durchgang 94 zugeordnet ist, der in der Torsionsschwingungsdämpfernabe 56 benachbart zum Gehäusedeckel 7 vorgesehen ist. Jenseits der Anpresseinrichtung 30 befindet sich ein Kühlraum 96, der unter anderem die Kupplungseinheiten 20 und 40, die Kupplungseinheitenträger 10 und 44, die Trenneinrichtung 17 sowie den Torsionsschwingungsdämpfer 48 zumindest teilweise umschließt. Die Versorgung des Kühlraumes 96 mit Fördermedium erfolgt über einen Druckanschluss, dem ein Durchgang 98 zugeordnet ist, der in der Torsionsschwingungsdämpfernabe 56 benachbart zur Gehäusenabe 62 vorgesehen ist. Zur Gewährleistung eines eingestellten Druckgefälles zwischen dem Druckraum 92 und dem Kühlraum 94 ist die Abdichtung 80 vorgesehen.
Zum Einrücken der Kupplungsvorrichtung 90 wird ein Überdruck im Kühlraum 96 eingestellt, indem durch den Druckanschluss, welcher dem zur Gehäusenabe 62 benachbarten Durchgang 98 zugeordnet und nachfolgend als erster Druckanschluss bezeichnet ist, Fördermedium in den Kühlraum 96 eingeleitet wird. Gleichzeitig wird über denjenigen Druckanschluss, der dem zum Gehäusedeckel 7 benachbarten Durchgang 94 zugeordnet und nachfolgend als zweiter Druckanschluss bezeichnet ist, Fördermedium aus dem Druckraum 92 abgelassen. Der Kupplungskolben 32 der Anpresseinrichtung 30 wird dadurch in Richtung zu den Kupplungseinheiten 20 und 40 verlagert, um zunächst mit der zum Anpresselement 30 benachbarten antriebsseitigen Kupplungseinheit 20 in Anlage zu gelangen, und anschließend eine Axialkraft einzuleiten, durch welche die Kupplungseinheiten 20 und 40 gegen die Wirkung der axial zwischen die Kupplungseinheiten 20 eingreifenden, gegeneinander verschränkten Federarme 85 der Trenneinrichtung 17 in Wirkverbindung miteinander gebracht werden. Bei dieser Bewegung der Anpresseinrichtung 30 werden die Strömungsdurchgänge 34 der Mitnahmeanordnung 70 der Fördereinrichtung 38 axial relativ gegenüber den diese Strömungsdurchgänge 34 aufnehmenden Aussparungen 66 der Anpresseinrichtung 30 verlagert, und auch die Abdichtung 80 erfährt eine Axialverlagerung gegenüber dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger 10.
Zum Ausrücken der Kupplungsvorrichtung 90 wird ein Überdruck im Druckraum 92 eingestellt, indem durch den zweiten Druckanschluss, welcher dem zum Gehäusedeckel 7 benachbarten Durchgang 94 zugeordnet ist, Fördermedium in den Druckraum 92 eingeleitet wird. Gleichzeitig wird über den ersten Druckanschluss, der dem zur Gehäusenabe 62 benachbarten Durchgang 98 zugeordnet ist, Fördermedium aus dem Kühlraum 96 abgelassen. Der Kupplungskolben 32 der Anpresseinrichtung 30 wird dadurch in von den Kupplungseinheiten 20 und 40 fort weisender Richtung verlagert, um zunächst mit Unterstützung der axial zwischen die Kupplungseinheiten 20 eingreifenden, gegeneinander verschränkten Federarme 85 der Trenneinrichtung 17 die auf die Kupplungseinheiten 20 und 40 eingeleitete Axialkraft zu reduzieren, und schließlich von der zum Anpresselement 30 benachbarten antriebsseitigen Kupplungseinheit 20 abzuheben. Auch bei dieser Bewegung der Anpresseinrichtung 30 werden die Strömungsdurchgänge 34 der Mitnahmeanordnung 70 der Fördereinrichtung 38 axial relativ gegenüber den diese Strömungsdurchgänge 34 aufnehmenden Aussparungen 66 der Anpresseinrichtung 30 verlagert, ebenso wie auch die Abdichtung 80 eine Axialverlagerung gegenüber dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger 10 erfährt.
Wie bereits erwähnt, sind die Strömungsdurchgänge 34 drehfest am Träger 36 der Fördereinrichtung 38 und damit drehfest an der Fördereinrichtung 38 aufgenommen, aber auch drehfest in den Aussparungen 68 des antriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers 10. Da der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger 10 wiederum drehfest am Gehäusedeckel 7 und damit am Kupplungsgehäuse 3 aufgenommen ist, wird die Fördereinrichtung 38 mittels der Strömungsdurchgänge 34 der Bewegung des Kupplungsgehäuses 3 nachgeführt, also mit Antriebsdrehzahl. In demjenigen Bereich, in welchem die Strömungsdurchgänge 34 der Fördereinrichtung 38 in den Aussparungen 66 der Anpresseinrichtung 30 münden, rotieren dagegen die abtriebsseitigen Kupplungseinheiten 40 zusammen mit dem abtriebsseitigen Kupplungseinheitenträger 44 und dem Torsionsschwingungsdämpfer 48, also mit der Drehzahl des durch die Torsionsschwingungsdämpfernabe 56 gebildeten Abtriebs 54. Da, solange die Kupplungsvorrichtung 90 noch nicht vollständig eingerückt ist, bei dem überwiegend anliegenden Zugbetrieb die Drehzahl am Kupplungsgehäuse 3 höher liegt als an der Torsionsschwingungsdämpfernabe 56, saugt die Fördereinrichtung 38 Fördermedium über die Strömungsdurchgänge 34 aus dem Kühlraum 96 an. Gleichzeitig verdrängt die Fördereinrichtung 38 Fördermedium nach radial außen in den Erstreckungsbereich der Kupplungseinheiten 20 und 40, wo eine Kühlung in deren Kontaktbereichen erfolgt. Dieses Fördermedium gelangt von den Kupplungseinheiten 20 und 40 aus zumindest im Wesentlichen wieder zurück in denjenigen Bereich des Kühlraums 96, in welchem es über die Strömungsdurchgänge 34 erneut angesaugt werden kann.
Dieser mittels der Förderanordnung 75 ausgelöste interne Strömungskreis kann dann, wenn zwischen Kupplungsgehäuse 3 und Abtrieb 54 eine deutliche Relativdrehbewegung vorliegt, verstärkt werden, wenn im abtriebsseitigen Kupplungseinheitenträger 44 Ausstellaschen 102 (2) vorgesehen sind, die durch Freistellung aus dem Material des abtriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers 44 und nachfolgendem Umbiegen hergestellt sind, um dann, von der Oberfläche des abtriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers 44 abstehend, in den Strömungsbereich des Fördermediums zu ragen, und dieses abzubremsen. Damit sind die Ausstellaschen 102 als Förderbremse 100 wirksam. Besonders sinnvoll ist eine derartige Förderbremse zum Anfahren des Fahrzeugs aus dem Stillstand, da dann am Kupplungsgehäuse 3 die Drehzahl eines Antriebs, wie einer Brennkraftmaschine anliegt, während zu Beginn des Anfahrens die Drehzahl am Abtrieb 54 annähernd bei Null liegt.
Der mittels der Förderanordnung 75 ausgelöste interne Strömungskreis ist, da die Förderleistung der Förderanordnung 75 mit der Drehzahl im Quadrat ansteigt, bei stehendem Fahrzeug und Leerlaufdrehzahl auf ein geringes Leerlaufmoment ausgelegt. Bei steigender Drehzahl am Kupplungsgehäuse 3 und damit verbundener erhöhter Anfahr-Verlustleistung an den Kupplungseinheiten 20 und 40 erhöht sich die Förderleistung des Fördermediums vorteilhaft gemäß einer vorgegebenen Kennlinie für die Förderanordnung 75.
Selbstverständlich kann dem mittels der Förderanordnung 75 ausgelösten internen Strömungskreis frisches Fördermedium von einer externen Förderquelle zugeführt werden, um auch unter Reibbelastung dauerhaft eine effiziente Kühlung aufrechterhalten zu können.
Der mittels der Förderanordnung 75 ausgelöste interne Strömungskreis wird enden, sobald die Kupplungsvorrichtung 90 komplett eingerückt ist, und die Drehzahlen am Abtrieb 54 sich zumindest im Wesentlichen an die Drehzahlen am Kupplungsgehäuse 3 angeglichen haben.
Bezugszeichenliste

1: Kopplungsanordnung
2: Zentralachse
3: Kupplungsgehäuse
5: Gehäuseschale
7: Gehäusedeckel
9: Gewindezapfen
10: antriebsseitiger Kupplungseinheitenträger
12: Durchdrückungsvernietung
14: radial innerer Schenkel
15: erste Umlenkung
16: Radialverbindung
17: Trenneinrichtung
18: radial äußerer Schenkel
19: zweite Umlenkung
20: antriebsseitige Kupplungseinheiten
22: Aussparungen
24: Anschlag
26: Radialvorsprünge
30: Anpresseinrichtung
32: Kupplungskolben
33: Rohrbereiche
34: Strömungsdurchgang
35: Beschaufelung
36: Träger
37: Teilöffnungen
38: Fördereinrichtung
39: Durchlass
40: abtriebsseitige Kupplungseinheit
42: Radialvorsprünge
43: Aussparungen
44: abtriebsseitiger Kupplungseinheitenträger
47: Eingang
48: Torsionsschwingungsdämpfer
50: Energiespeichereinheit
52: Ausgang
54: Abtrieb
56: Torsionsschwingungsdämpfernabe
58: Axiallagerung
59: Überstand an der Anpresseinrichtung
60: Axiallagerung
62: Gehäusenabe
64: Dichtung
66: Aussparung in der Anpresseinrichtung
68: Aussparung im antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger
70: Mitnahmeanordnung
72: Raum
75: Förderanordnung
77: Dichtungsaufnahme
78: Durchdrückungsvernietung
79: Ausnehmung
80: Abdichtung
81: Dichtung
82: Trenneinheit
83: Trägerteil
84: Umbiegung
85: Trennelemente
90: Kupplungsvorrichtung
92: Druckraum
94: Durchgang
96: Kühlraum
98: Durchgang
100: Förderbremse
102: Ausstellasche
104: Trägerteilsegment
106: Trennelement
108: Trennelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012201510 A1 [0002]
DE 3222119 C1 [0036]

Claims

Kopplungsanordnung (1) für den Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einem Kupplungsgehäuse (3), versehen mit einer Förderanordnung (75) für im Kupplungsgehäuse (3) enthaltenes Fördermedium sowie einer Kupplungsvorrichtung (90), wobei die Kupplungsvorrichtung (90) antriebsseitige Kupplungseinheiten (20), die mit einem gegenüber dem Kupplungsgehäuse (3) drehfesten antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger (10) in Wirkverbindung stehen, abtriebsseitige Kupplungseinheiten (20), die mit einem gegenüber einem Abtrieb (54) drehfesten abtriebsseitigen Kupplungseinheitenträger (44) in Wirkverbindung stehen, sowie eine Anpresseinrichtung (30), durch welche eine Wirkverbindung zwischen den antriebsseitigen Kupplungseinheiten (20) und den abtriebsseitigen Kupplungseinheiten (40) herstellbar oder aufhebbar ist, aufweist, und wobei der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger (10) Teil der Förderanordnung (75) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderanordnung (75) weiterhin eine dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger (10) zugeordnete Fördereinrichtung (38) aufweist, die mit dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger (10) und/oder mit der Anpresseinrichtung (30) in drehfester Verbindung steht.
Kopplungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (38) über eine Mitnahmeanordnung (70) verfügt, welche für die drehfeste Verbindung der Fördereinrichtung (38) mit dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger (10) und/oder mit der Anpresseinrichtung (30) zuständig ist.
Kopplungsanordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahmeanordnung (70) der Fördereinrichtung (38) wenigstens einen Strömungsdurchgang (34) aufweist, welcher für die drehfeste Verbindung der Fördereinrichtung (38) mit dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger (10) und/oder mit der Anpresseinrichtung (30) in eine entsprechende Aussparung (66, 68) des antriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers (10) und/oder der Anpresseinrichtung (30) eingreift.
Kopplungsanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Strömungsdurchgang (34) unter Wahrung eines Formschlusses in die entsprechende Aussparung (66, 68) des antriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers (10) und/oder der Anpresseinrichtung (30) eingreift.
Kopplungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (38) mit einem Träger (36) ausgebildet ist, der sowohl die Mitnahmeanordnung (70) als auch eine auf die Bewegung des Fördermediums Einfluss nehmende Beschaufelung (35) aufweist.
Kopplungsanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (36) an einer dem antriebsseitigen Kupplungseinheitenträger (10) zugewandten Seite die Mitnahmeanordnung (70) aufweist, und an einer von der Mitnahmeanordnung (70) abgewandten Seite die Beschaufelung (35).
Kopplungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (38) als Zentrierung für zumindest eine Trenneinrichtung (17) für Kupplungseinheiten (20) dient.
Kopplungsanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung (17) für Kupplungseinheiten (20) auf jeweils zueinander benachbarte Kupplungseinheiten (20) einwirkt, um diese mit Axialkräften in voneinander fortweisender Richtung zu beaufschlagen.
Kopplungsanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden Einrichtungen, also Fördereinrichtung (38) oder Trenneinrichtung (17), zumindest im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist, und eine Zentralachse (2) des Kupplungsgehäuses (3) umschließt.
Kopplungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger (10) wenigstens die Fördereinrichtung (38), gegebenenfalls aber auch die Trenneinrichtung (17), zumindest teilweise umschließt.
Kopplungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entweder der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger (10) oder die Anpresseinrichtung (30) zur Aufnahme einer Abdichtung (80) vorgesehen ist, die gegenüber der jeweils anderen Baueinheit (10, 30) von antriebsseitigem Kupplungseinheitenträger (20) oder Anpresseinrichtung (30) wirksam ist.
Kopplungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der abtriebsseitige Kupplungseinheitenträger (44) mit einer Förderbremse (100) für Fördermedium versehen ist.
Kopplungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (38) als Kunststoff-Spritzgussteil, als Metall-Druckgussteil oder als Sinterteil hergestellt ist.
Kopplungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (38) radial innerhalb der Kupplungseinheiten (20, 40) der Kupplungsvorrichtung (90) angeordnet ist.