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Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung umfassend einen Außenlamellenträger mit zugeordneten Außenlamellen und einen Innenlamellenträger mit zugeordneten Innenlamellen, wobei die Außen- und die Innenlamellen ein Lamellenpaket bilden, wobei der Außenlamellenträger eine Innenverzahnung und die Außenlamellen eine Außenverzahnung aufweisen, die ineinander greifen, und der Innenlamellenträger eine Außenverzahnung und die Innenlamellen eine Innenverzahnung aufweisen, die ineinander greifen, sowie ein relativ zum Außen- und Innenlamellenträger bewegbares Betätigungselement, über das eine Kraft in das Lamellenpaket einleitbar ist.
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Eine derartige Kupplungseinrichtung kommt beispielsweise bei Kraftfahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor zum Einsatz. Das Drehmoment wird von der Antriebsseite über das Lamellenpaket an die Abtriebsseite übertragen. Hierzu werden die Außen- und die Innenlamellen über ein Betätigungselement, üblicherweise ein axial bewegbarer Drucktopf, zusammengepresst, also reibschlüssig miteinander verbunden. Dieses Lamellenpaket besteht aus Außenlamellen, die an einem Außenlamellenträger axial beweglich geführt sind, sowie aus Innenlamellen, die an einem Innenlamellenträger axial beweglich geführt sind. Beispielsweise handelt es sich bei den Außenlamellen um Stahllamellen, während die Innenlamellen mit einer Reibbeschichtung belegt sind, oder umgekehrt. Im Lamellenpaket wechseln sich eine Außenlamelle und eine Innenlamelle in der Abfolge ab.
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Die Außenlamellen sind mittels einer Außenverzahnung mit dem Außenlamellenträger respektive der Innenverzahnung verbunden. Die Innenlamellen ihrerseits sind mittels einer Innenverzahnung mit dem Innenlamellenträger respektive dessen Außenverzahnung verbunden. Um den Antrieb und den Abtrieb trennen zu können und somit beim Gangwechsel kein Moment zu übertragen, ist es erforderlich, den Reibschluss zwischen den Lamellen zu unterbrechen. Hierzu muss beim Öffnen der Kupplung eine axiale Bewegung zwischen den Lamellen und ihren zugehörigen Lamellenträgern möglich sein. Aus diesem Grund sind die Verzahnungen zwischen den Lamellen und den zugeordneten Lamellenträgern so ausgelegt, dass zwischen ihnen Spiel existiert. Ohne Spiel würden die Lamellen beim Öffnen der Kupplung, beim sogenannten Lüften, am jeweiligen Lamellenträger reiben, was zur Hysterese oder einem Klemmen führen würde. Sobald ein Moment übertragen wird, legen sich die Flanken der Lamellenverzahnungen an die Flanken der Lamellenträgerverzahnungen an und übertragen das Moment von der Antriebsseite auf die Abtriebsseite. Bei geöffneter Kupplung, wenn also kein oder nur ein sehr geringes Moment übertragen wird, kommt es vor, dass die Lamellenverzahnungen in den zugeordneten Trägerverzahnungen hin und her pendeln, z. B. bei etwaigen Beschleunigungen, Vibrationen, Drehungleichförmigkeiten und Ähnlichem. Dies deshalb, da die Lamellen nicht fest an die Träger gepresst werden und sie in diesem Moment lastfrei sind, mithin also relativ zu den Lamellenträgern geringfügig drehbeweglich sind. Dieses Pendeln kann zu einem Klappern und im schlimmsten Fall zu einer Lärmbelästigung führen. Dieses Phänomen tritt jedoch nicht nur bei komplett geöffneter Kupplung auf, sondern auch bei niedrigen Drehzahlen, wenn geringe Last zu übertragen ist.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Kupplungseinrichtung anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Kupplungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass am Außenlamellenträger im Bereich der Innenverzahnung und/oder am Innenlamellenträger im Bereich der Außenverzahnung wenigstens ein Federelement angeordnet ist, das eine radiale Kraft auf die Außenlamelle und/oder die Innenlamellen ausübt.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass über wenigstens ein im Bereich der Lamellenträgerverzahnung angeordnetes Federelement eine Radialkraft auf die zugeordneten Lamellen ausgeübt wird, über die die Lamellen in Position gehalten werden, wenn die Kupplung geöffnet ist, mithin also kein Moment übertragen wird. Über das Federelement wird demzufolge eine Bewegung der Lamellen relativ zum Lamellenträger verhindert, das heißt, dass sich die Lamellen nicht relativ zum Lamellenträger verdrehen können, mithin also die Lamellenverzahnungen nicht innerhalb der Trägerverzahnung pendeln können. Damit ist ein Klappern bzw. eine Geräuschentwicklung unterbunden.
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Da üblicherweise eine Mehrzahl an Außenlamellen respektive Innenlamellen pro Lamellenpaket vorgesehen sind, ist es erforderlich, über das Federelement eine entsprechende Lamellenanzahl mit einer Radialkraft zu belegen. Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, wenn das Federelement nach Art einer Blattfeder ausgeführt ist und sich axial längs der Innenverzahnung oder der Außenverzahnung erstreckt. Das heißt, dass das blattfederartige, längliche Federelement so angeordnet ist und in seiner Geometrie ausgeführt ist, dass es sämtliche Außenlamellen respektive sämtliche Innenlamellen mit der Radialkraft belegen kann. Hierzu ist es in geeigneter Weise an dem jeweiligen Lamellenträger positionsfest fixiert. Das blattfederartige Federelement kann aus einem Federstahlband gefertigt sein, weist also eine entsprechende Breite bei geringer Dicke auf. Alternativ ist es auch denkbar, das blattfederartige Federelement aus einem Draht runden oder ovalen Querschnitts zu bilden. Hinsichtlich der konkreten Federelementausgestaltung sind keine Beschränkungen gegeben, solange sichergestellt ist, dass über das Federelement die erforderliche Radialkraft aufgebracht werden kann.
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Wie beschrieben ist das Federelement am jeweiligen Träger positionsfest fixiert. Um dies zu ermöglichen, kann das Federelement beispielsweise kraft- oder formschlüssig in einer oder zwei Bohrungen oder Nuten fixiert sein, das heißt, dass am jeweiligen Träger entsprechende Befestigungsmittel beispielsweise in Form von Bohrungen oder Nuten vorgesehen sind, im Bereich welcher das Federelement mit seinen Enden befestigt wird. Es kann beispielsweise durch eine Bohrung durchgeführt und mit dem Ende umgebogen sein, während das andere Ende beispielsweise in einer Nut, die im Bereich der Verzahnung ausgebildet ist, liegt. Eine einseitige Fixierung wäre ausreichend, da das Federelement stets belastet ist, sich mithin also selbst nicht axial oder radial bewegen kann. Alternativ zum kraft- oder formschlüssigen Anbinden des Federelements ist es auch denkbar, das Federelement anzuschweißen, das heißt, dass es mit einem oder beiden Enden über eine stoffschlüssige Schweißverbindung am jeweiligen Träger fixiert wird. Schließlich ist es auch denkbar, das Federelement über ein oder mehrere Befestigungselemente wie Schrauben, Nieten, Klammer oder dergleichen zu fixieren.
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Das Federelement ist wie beschrieben im Bereich der Innen- oder Außenverzahnung des jeweiligen Trägers angeordnet. Bevorzugt wird es entweder im Bereich des Kopfes oder des Fußes der jeweiligen Verzahnung positioniert. Ist es im Verzahnungskopf angeordnet, so wirkt es radial auf den Fuß der gegenüberliegenden Lamellenverzahnung. Ist es im Verzahnungsfuß angeordnet, so wirkt es auf den Kopf der gegenüberliegenden Lamellenverzahnung.
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Erfindungsgemäß ist es des Weiteren, wenn an den Außenlamellen und/oder den Innenlamellen Radialnuten vorgesehen sind, in die das Federelement eingreift. Gemäß dieser Erfindungsausgestaltung greift also das oder greifen die Federelemente nicht lediglich am flachen Zahnfuß oder Zahnkopf der Lamellenverzahnung an. Vielmehr greifen sie in dort ausgebildete Radialnuten ein, so dass sich folglich eine Art Verriegelung ergibt, die zusätzlich zur aufgebrachten Radialkraft eine Rotations- oder Pendelbewegung der Lamellen relativ zum Lamellenträger verhindert.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mehrere Federelemente um den Umfang des Außen- und/oder Innenlamellenträgers verteilt vorgesehen sind. Wenngleich es für eine Vermeidung des Lamellenklapperns ausreichend ist, wenn nur ein radial wirkendes Federelement vorgesehen ist, ist es vorteilhaft, wenn mehrere Federelemente um den Umfang des jeweiligen Trägers verteilt vorgesehen sind, wobei diese Federelemente bevorzugt symmetrisch verteilt sind, um etwaige Unwuchten infolge der Integration der Federelemente zu vermeiden. Die Anordnung mehrerer Federelemente ist dahingehend von Vorteil, als die Lamellen symmetrisch an mehreren Punkten mit einer Radialkraft belastet werden. Hierüber werden sie zum einen in einer quasi zentrierten Position relativ zum jeweiligen Träger gehalten. Zum anderen ist damit etwaigen Symmetrieanforderungen Rechnung getragen.
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Mit dem oder den Federelementen wird eine Radialkraft quasi vom Lamellenträger auf die zugeordneten Lamellen ausgeübt. Dies setzt voraus, dass natürlich die Federelemente und die Lamellen einander berühren, und zwar insbesondere dann, wenn das Lamellenpaket geöffnet ist, also die Lamellen gelüftet sind. Wird nun das Lamellenpaket über das Betätigungselement, also beispielsweise den Drucktopf, zusammengedrückt, so gleiten die Lamellen an dem oder den sie nach wie vor mit der Radialkraft beaufschlagenden Federelementen entlang. Die Radialkraft spielt hierbei keine Rolle, da die axiale Betätigungskraft, die über den Drucktopf ausgeübt wird, demgegenüber weit größer ist.
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Wird nun das Lamellenpaket entlastet, kehrt also das Betätigungselement respektive der Drucktopf wieder in die Ausgangsstellung zurück, so ist es erforderlich, das Lamellenpaket wieder zu lüften, mithin also die Lamellen voneinander zu trennen. Da die Lamellen jedoch über die Radialkraft des oder der Federelemente belastet sind, ist es zweckmäßig, wenn entsprechende Mittel zum Lüften der Lamellen voneinander vorgesehen sind. Diese Lüftmittel können beispielsweise ringförmige Tellerfedern sein, die den Lamellen zugeordnet sind oder Ähnliches. Diese Lüftmittel müssen in der Lage sein, die vorher reibschlüssig zusammengedrückten Lamellen wieder auseinanderzuschieben, mithin also die von dem oder den Federelementen ausgeübte Radialkraft zu überwinden und die Lamellen wieder entlang der Federelemente in die gelüftete, offene Position zu bewegen. Sind solche Lüftmittel vorgesehen, so kann das oder können die Federelemente permanent an den Lamellen angreifen, mithin also permanent die Radialkraft ausüben.
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Bevorzugt jedoch ist es demgegenüber, wenn das oder die Federelemente durch das Betätigungselement zwischen einer Spannstellung, in der das oder die Federelemente an den Außen- oder Innenlamellen angreifen, und einer Lösestellung, in der das oder die Federelemente von den Außen- oder den Innenlamellen gelöst sind, verstellbar ist. Gemäß dieser zweckmäßigen Erfindungsalternative können also das oder können die Federelemente zwischen einer Spannstellung, in der sie die Radialkraft auf die Lamellen erzeugen, und einer Lösestellung, in der sie von den Lamellen getrennt sind, über das Betätigungselement, also beispielsweise den Drucktopf, verstellt werden. In der Spannstellung befindet sich das oder befinden sich die Federelemente, wenn die Kupplungseinrichtung geöffnet ist, mithin also die Lamellen gelüftet sind und nicht aneinander anliegen. In diesem Fall greifen das oder die Federelemente an den Lamellen radial an und erzeugen die radiale Spannkraft. Soll jedoch die Kupplung geschlossen werden, mithin also das Lamellenpaket zusammengedrückt werden, so wird das oder werden die Federelemente aus der Spannstellung in die Lösestellung über das Betätigungselement gebracht. In der Lösestellung sind das oder sind die Federelemente geringfügig radial zum jeweiligen Lamellenträger hin gedrückt, so dass sie außer Eingriff mit den zugeordneten Lamellen gebracht werden. Dieses Verbringen von der Spann- in die Lösestellung erfolgt mit Beginn der Bewegung des Betätigungselements, also des Drucktopfes, zum Zusammendrücken des Lamellenpakets. Bei fortschreitender Drucktopfbewegung werden die Lamellen sodann ohne weiteren Kontakt zu dem oder den Federelementen axial bewegt und zusammengedrückt. Im Falle des folgenden Öffnens der Kupplung, wenn also der Drucktopf wieder zurückbewegt wird, sind die Federelemente nach wie vor radial zum jeweiligen Lamellenträger bewegt, also in der Lösestellung gehalten. Das Lamellenpaket wird zunehmend entlastet, bis es gänzlich entlastet ist und die Lamellen aufgrund der Lastfreiheit gelüftet werden, sich mithin voneinander trennen. Erst dann, wenn also der Drucktopf nahezu in seiner Endstellung bewegt wurde und mithin die Lamellen gelüftet sind, entlastet das Betätigungselement respektive der Drucktopf das oder die Federelemente, so dass diese von der Löse- in die Spannstellung zurückkehren und die Lamellen wieder radial verspannen, also mit der Radialkraft belegen. Das heißt, dass die Lamellen während ihrer Axialbewegung zum Schließen und insbesondere Öffnen der Kupplung von den Federelementen getrennt sind, mithin also radialkraftfrei bewegt werden können. Sie sind nur dann mit dem oder den Federelementen verbunden und folglich mit der Radialkraft belegt, wenn sich die Lamellen in der gelüfteten Offenstellung befinden.
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Dieses Bewegen des oder der Federelemente erfolgt bevorzugt über das Betätigungselement, also beispielsweise dem Drucktopf, da dieser sowieso unmittelbar mit dem Lamellenpaket interagiert, mithin also daran angreift. Aus diesem Grund ist es ohne weiteres möglich, am Betätigungselement, also dem Drucktopf, einen entsprechenden radial verlaufenden Betätigungsabschnitt vorzusehen, mit dem das Betätigungselement an dem oder den Federelementen angreift. Da das oder die Federelemente radial benachbart zum Betätigungselement respektive dem Drucktopf liegen, können sie über einen derartigen radial verlaufenden Betätigungsabschnitt ohne weiteres betätigt werden. Ein solcher Betätigungsabschnitt kann entweder als vollständig umlaufender Flansch ausgeführt sein, das heißt, dass der Drucktopf im Bereich seines am Lamellenpaket angreifenden Endes mit einem entsprechenden Radialflansch versehen ist. Dieser Radialflansch greift sodann an dem oder insbesondere den mehreren Federelementen an. Alternativ ist es auch denkbar, dass der Betätigungsabschnitt respektive jeder Betätigungsabschnitt als sich radial erstreckender Steg ausgeführt ist. Das heißt, dass der Betätigungsabschnitt in Form des fingerartigen Stegs nur lokal vorgesehen ist. Bei der Montage ist folglich die entsprechende Orientierung des Drucktopfes relativ zu dem oder den jeweiligen Federelementen zu beachten, so dass der jeweilige Betätigungsabschnitt korrekt bezüglich der Federelemente positioniert ist. Sind natürlich mehrere Federelemente vorgesehen, so sind auch entsprechend viele Stege vorgesehen. Bevorzugt sind in diesem Fall sowohl die Federelemente und die Stege symmetrisch um den Umfang verteilt, so dass sich aus der Federelementintegration und der Stegausbildung keine Unwuchten ergeben. Es ist auch denkbar, dass jeder Finger des Drucktopfes mit einem solchen Steg ausgebildet wird, auch wenn nur wenige Federelemente verbaut sind. Somit kann der Drucktopf beliebig montiert werden und greift mit einem Steg trotzdem immer an den Federelementen an. Hierdurch vereinfacht sich die Handhabung bei der Montage.
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Neben der Kupplungseinrichtung selbst betrifft die Erfindung ferner eine Kupplung, umfassend eine erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung. In diesem Fall ist die Kupplung als Einfachkupplung ausgeführt, vorzugsweise als nasse Einfachkupplung. Alternativ kann die Kupplung auch zwei erfindungsgemäße Kupplungseinrichtungen aufweisen, die Kupplung ist dann als Doppelkupplung ausgeführt. Diese beiden Kupplungseinrichtungen können radial ineinander liegen, sie können aber auch axial aneinander anschließen. Bevorzugt ist auch diese Doppelkupplung eine nasslaufende Kupplung.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung in einer Teilansicht im Schnitt im geöffneten Zustand,
- 2 eine Teilansicht des Verzahnungseingriffs der Innenverzahnung des Außenlamellenträgers und der Außenverzahnung einer Außenlamelle mit zwei exemplarisch dargestellten Federelementen, und
- 3 die Kupplungseinrichtung aus 1 im geschlossenen Zustand.
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1 zeigt eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung 1, umfassend einen Außenlamellenträger 2 mit einer Innenverzahnung 3 sowie mehrere dem Außenlamellenträger 2 zugeordnete Außenlamellen 4, bei denen es sich beispielsweise um Stahllamellen handelt. Die Außenlamellen 4 weisen eine Außenverzahnung 5 auf, wobei die Außenverzahnungen 5 der Außenlamellen 4 in die Innenverzahnung 3 des Außenlamellenträgers 2 eingreifen. Die Außenlamellen 4 sind demzufolge in bekannter Weise axial beweglich am Außenlamellenträger 2 geführt.
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Vorgesehen ist ferner ein Innenlamellenträger 6 mit einer Außenverzahnung 7. Dem Innenlamellenträger 6 sind mehrere Innenlamellen 8 zugeordnet, bei denen es sich beispielsweise um Reiblamellen handelt, die also einen Reibbelag 9 aufweisen, über den sie in reibschlüssige Verbindung mit den Außenlamellen 4, also den Stahllamellen bringbar sind. Die Innenlamellen 8 weisen eine Innenverzahnung 10 auf, die in die Außenverzahnung 7 des Innenlamellenträgers 6 greift. Damit sind die Innenlamellen 8 axial beweglich am Innenlamellenträger 6 angeordnet. Aufgrund des Eingriffs der jeweiligen Verzahnungen 3 und 5 respektive 7 und 10 ist, wenn das aus den Außenlamellen 4 und den Innenlamellen 8 gebildete Lamellenpaket zusammengedrückt wird, ein Momentenübertrag vom Außenlamellenträger 2 zum Innenlamellenträger 6 und, nachdem diese einerseits antriebsseitig und andererseits abtriebsseitig angebunden sind, ein Momentenübertrag von der Antriebsseite auf die Abtriebsseite möglich.
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Vorgesehen ist des Weiteren ein Betätigungselement 11, beispielsweise in Form eines Drucktopfes, der axial beweglich ist und über einen vorlaufenden Krafteinleitungsabschnitt 12 eine Axialkraft in das Lamellenpaket einleitet. Das Lamellenpaket ist am gegenüberliegenden Ende an einem Abstützpunkt 13 am Außenlamellenträger 2 abgestützt. Bei einer Axialbewegung des Betätigungselements 11 wird das Lamellenpaket zusammengedrückt, so dass die Außenlamellen 4 und die Innenlamellen 8 in eine reibschlüssige Verbindung gebracht werden. In diesem Fall ist die Kupplung geschlossen, ein Momentenübertrag ist aufgrund des Verzahnungseingriffs möglich.
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Soll die Kupplung geöffnet werden, so wird das Betätigungselement respektive der Drucktopf wieder entlastet und zurückbewegt. Die Lamellen werden wieder entlastet und trennen sich voneinander, es kommt zum Lüften oder Öffnen der Kupplung.
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Erfindungsgemäß vorgesehen ist nun ein oder sind mehrere um den Umfang des Au-ßenlamellenträgers verteilt angeordnete Federelemente 14, bei denen es sich bevorzugt um längliche, sich entlang des Außenlamellenträgers erstreckende Federn aus blattförmigem oder drahtförmigem Federstahl handelt. Das respektive jedes Federelement 14 ist am Außenlamellenträger 2 positionsfest angeordnet. Beispielsweise ist am Außenlamellenträger 2 eine Bohrung 15 vorgesehen, durch die ein Ende 16 des Federelements 14 geführt und umgebogen ist. Das andere Ende 17 des Federelements 14 ist beispielsweise in einer entsprechenden Ausnehmung oder Nut 18 am Außenlamellenträger aufgenommen respektive greift dort ein. Die Fixierung an einem Ende ist ausreichend. Alternativ könnte das Federelement 14 auch angeschweißt oder über entsprechende Befestigungselemente fixiert sein.
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Das Federelement 14 kann, siehe die Prinzipdarstellung gemäß 2 rechts, entweder im Bereich des Fußes 19 der Verzahnung 3 des Außenlamellenträgers 2 angeordnet sein respektive verlaufen. Es interagiert in diesem Fall mit dem Kopf 20 der Außenverzahnung 5 der jeweiligen Außenlamelle 4. Alternativ kann, siehe in 2 links, das Federelement 14 auch am Kopf 21 der Verzahnung 3 des Außenlamellenträgers 2 angeordnet sein, es interagiert dann mit dem Fuß 22 der Außenverzahnung 5 der jeweiligen Außenlamelle 4.
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Zweckmäßig ist es, wenn an dem Außenlamellenträger 4 im Bereich der Verzahnung 5 eine entsprechende Radialnut 23 ausgebildet ist, in die das jeweilige Federelement 14 eingreift, wenn die Lamellen gegen ein Pendeln innerhalb der Verzahnung 3 des Außenlamellenträgers 2 gesichert werden sollen. Die entsprechenden Radialnuten 23 der hintereinander angeordneten Außenlamellen 4 sind in diesem Fall selbstverständlich deckungsgleich. Die Radialnuten 23 können randseitige Schrägflächen aufweisen, sich also nach außen zum Lamellenträger 3 hin öffnen, so dass das Federelement 14 auch bei leicht verdrehter Stellung der Außenlamelle 4 in die Radialnut 23 einfedern kann.
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In den in 2 gezeigten Beispielen sind die Zähne der Außenlamelle 4 alle gleichlang. Um genügend Federweg zu schaffen kann die jeweilige Nut entsprechend tief ausgeführt werden, wie insbesondere in 2 rechts gezeigt, wo die im Kopf 20 ausgebildete Nut deutlich tiefer ist als die im Fuß 22 ausgebildete Nut. Alternativ ist es denkbar, die Höhe eines Zahns an der Außenlamelle 4 zu reduzieren, also lokal niedrigere Zähne vorzusehen, so dass hinreichend Federweg gegeben ist und die Nut nicht allzu tief ausgeführt werden muss. Die Zahnhöhe sollte nicht allzu weit reduziert werden, damit der Traganteil der Zahnflanken noch ausreichend ist.
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In der in 1 gezeigten Offenstellung greift das respektive greift jedes Federelement 14 radial außen an den jeweiligen Außenlamellen 4 an, das heißt, dass die Federelemente 14 in die jeweiligen Radialnuten eingreifen. Die Federelemente 14 erzeugen hierbei eine Radialkraft auf die Außenlamellen 4, das heißt, sie drücken von außen gegen die Außenlamellen 4. Sind mehrere Federelemente 14 symmetrisch um den Umfang des Außenlamellenträgers 2 verteilt, so werden die Außenlamellen 4 an einer Mehrzahl an Positionen radial belastet und in der zentrierten Position relativ zum Außenlamellenträger 2 gehalten. Aufgrund der aufgebrachten Radialkraft, auch in Verbindung mit dem Eingriff in die jeweiligen Radialnuten 23, wird verhindert, dass die Außenlamellen 4 geringfügig relativ zum Außenlamellenträger 3 rotieren können, das heißt, dass verhindert wird, dass sich die Verzahnung 5 in der Verzahnung 3 bewegt respektive pendelt. Die Flanken der Verzahnungen können aufgrund dieser Radialverspannung folglich nicht gegeneinander schlagen, ein Klappern ist in dieser offenen Kupplungsposition unterbunden.
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Am Betätigungselement 11 ist ein radial verlaufender Betätigungsabschnitt 24 vorgesehen, der beispielsweise als umlaufender Radialflansch ausgeführt ist, oder der als radial abstehender Steg oder Finger ausgeführt ist. Dieser Betätigungsabschnitt 24 erstreckt sich radial gesehen etwas weiter als das oder die Federelemente 14 in der in 1 gezeigten Spannstellung, in der sie also radial an der Verzahnungsaußenseite der Außenlamellen 4 angreifen.
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Wird nun zum Schließen der Kupplung das Betätigungselement 11, also der Drucktopf, axial in Richtung des Lamellenpakets bewegt, so läuft der Betätigungsabschnitt 24 gegen das respektive die Federelemente, die beispielsweise eine Auflaufschräge 25 aufweisen, gegen die der Betätigungsabschnitt 24 läuft. Bei weitergehender Axialbewegung des Betätigungselements 24 kommt es dazu, dass das respektive die Federelemente 14 über das Betätigungselement 24 oder die zugeordneten Betätigungselemente 24 radial nach außen gedrückt werden, das heißt, sie werden in Richtung der Verzahnung 3 des Außenlamellenträgers 2 gedrückt. Sie bewegen sich also von der in 1 gezeigten Spannstellung, in der sie radial an den Lamellenaußenseiten, die sie verspannen, angreifen, in die in 3 gezeigte Lösestellung, in der sie ersichtlich von den Außenlamellen 4 beabstandet sind. Das Lösen dieser Radialverspannung führt dazu, dass die Außenlamellen 4 frei und radial unbelastet längs des Außenlamellenträgers 2 über das Betätigungselement 24 verschoben werden können, zusammen mit den Innenlamellen 8, so dass das Lamellenpaket in die in 3 gezeigte, reibschlüssige Schließstellung gedrückt werden kann, in der das Moment über die Kupplungseinrichtung 1 übertragen werden kann.
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Soll nun die Kupplung wieder geöffnet werden, um einen Gangwechsel vorzunehmen, wird das Betätigungselement 11 wieder entlastet. Es bewegt sich z. B. über ein es zurückdrückendes Federbauteil also von der in 3 gezeigten Position zurück in die in 1 gezeigte Position. Hierbei läuft es erneut längs des oder der nach wie vor nach außen gedrückten Federelemente 14, bis es die Auflaufschräge 25 erreicht. Zu diesem Zeitpunkt ist das Lamellenpaket bereits wieder entlastet, das heißt, dass das Betätigungselement 11 keine Axialkraft mehr in das Lamellenpaket einleitet. Die Außenlamellen 4 können sich von den Innenlamellen 8 trennen, es kommt zum Lüften respektive Öffnen der Kupplung, die reibschlüssige Verbindung wird gänzlich aufgehoben. Dieses Lüften, also das Trennen der Lamellen voneinander, ist in diesem Zustand ohne weiteres möglich, da das respektive die Federelemente 14 nicht an den Lamellen angreifen, diese also radial nicht verspannt werden, was einer Trennung entgegenwirken würde, sofern nicht entsprechende Mittel wie Tellerfedern oder dergleichen vorgesehen sind, über die die Trennung der Lamellen, also das Lüften aktiv erfolgt.
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Erst wenn die Lamellen voneinander getrennt sind, läuft der Betätigungsabschnitt 24 entlang der Auflaufschräge 25 entlang, was dazu führt, dass das respektive die Federelemente 14 wieder entlastet werden. Sie federn wieder radial aus und kehren in die Spannstellung zurück, in der sie, siehe 1, radial an den gelüfteten Außenlamellen 4 angreifen. Es wird wieder die Radialkraft respektive Radialverspannung aufgebaut, die die Außenlamellen 4 in Position hält und ein Klappern der Außenlamellenträgerverzahnung 3 verhindert.
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Wenngleich im beschriebenen Ausführungsbeispiel das respektive die Federelemente 14 am Außenlamellenträger 2 angeordnet sind und die Außenlamellen 4 radial verspannen, ist es gleichermaßen denkbar, ein oder mehrere Federelemente alternativ oder zusätzlich am Innenlamellenträger anzuordnen und über das oder die Federelemente die Innenlamellen 8 zu verspannen. Auch hier erfolgt die Anordnung der Federelemente im Bereich der Außenverzahnung 7 des Innenlamellenträgers 6, die Federelemente erwirken eine radiale Verspannung im Bereich der Innenverzahnung 10 der Innenlamellen 8. In diesem Fall werden dann die Innenlamellen positionsfixiert, so dass auch in diesem Bereich ein Klappern vermieden wird. Um in diesem Fall die Federelemente zwischen der Spannstellung und der Lösestellung zu bewegen, wäre es erforderlich, am Betätigungselement, also dem Drucktopf, ein oder mehrere entsprechende Betätigungselemente vorzusehen, die mit dem oder den Federelementen beim axialen Bewegen des Drucktopfes interagieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplungseinrichtung
- 2
- Außenlamellenträger
- 3
- Innenverzahnung
- 4
- Außenlamelle
- 5
- Außerverzahnung
- 6
- Innenlamellenträger
- 7
- Außenverzahnung
- 8
- Innenlamelle
- 9
- Reibbelag
- 10
- Innenverzahnung
- 11
- Betätigungselement
- 12
- Krafteinleitungsabschnitt
- 13
- Abstützpunkt
- 14
- Federelement
- 15
- Bohrung
- 16
- Ende
- 17
- Ende
- 18
- Ausnehmung oder Nut
- 19
- Fuß
- 20
- Kopf
- 21
- Kopf
- 22
- Fuß
- 23
- Radialnut
- 24
- Betätigungsabschnitt
- 25
- Auflaufschräge
