DE102007031324A1

DE102007031324A1 - Coupling unit for ancillaries of an internal combustion engine

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Publication number: DE102007031324A1
Application number: DE200710031324
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr. Ing. Schwarzhaupt; Armin Dr. Ing. Sulzmann; Istvan Dipl.-Ing. Vegh; Urs Dipl.-Ing. Wiesel
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-07-05
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2009-01-08
Also published as: WO2009003686A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungseinheit zum Kuppeln eines Nebenaggregats mit einem Antriebsaggregat, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle (2) zur Drehmomentübertragung mit dem Antriebsaggregat, eine Abtriebswelle (3) zur Drehmomentübertragung mit wenigstens einem Nebenaggregat, eine mit der Antriebswelle (2) verbundenes erstes Kupplungselement (4), ein mit der Abtriebswelle (3) verbundenes zweites Kupplungselement (5), das im eingekuppelten Zustand mit dem ersten Kupplungselement (4) zusammenwirkt. Eines der Kupplungselemente (4, 5) ist relativ zum anderen Kupplungselement (4, 5) axial verstellbar und mit einer Federeinrichtung (6) in den eingekuppelten Zustand vorgespannt. Ein Druckraum (7) ist mit einem Druckfluid beaufschlagbar, um eine axiale Verstellung des axial verstellbaren Kupplungselements (4, 5) entgegen der Federkraft der Federeinrichtung (6) in einen ausgekuppelten Zustand zu bewirken. Ein vereinfachter Aufbau ergibt sich, wenn das axial verstellbare Kupplungselement (4, 5) als den Druckraum (7) axial begrenzender Kolben ausgestaltet ist.The present invention relates to a coupling unit for coupling an auxiliary unit with a drive unit, in particular in a motor vehicle, comprising a drive shaft (2) for transmitting torque to the drive unit, an output shaft (3) for torque transmission with at least one auxiliary unit, one with the drive shaft (2). connected first coupling element (4), one with the output shaft (3) connected second coupling element (5) which cooperates in the engaged state with the first coupling element (4). One of the coupling elements (4, 5) is axially adjustable relative to the other coupling element (4, 5) and biased by a spring device (6) in the engaged state. A pressure chamber (7) can be acted upon by a pressure fluid in order to bring about an axial adjustment of the axially adjustable coupling element (4, 5) against the spring force of the spring device (6) into a disengaged state. A simplified structure results when the axially adjustable coupling element (4, 5) is designed as the pressure chamber (7) axially limiting piston.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungseinheit zum Kuppeln wenigstens eines Nebenaggregats mit einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The The present invention relates to a coupling unit for coupling at least one auxiliary unit with an internal combustion engine, in particular in a motor vehicle, having the features of the preamble of the claim 1.

Aus der DE 35 21 731 A1 ist eine Kupplungseinheit bekannt, die eine Antriebswelle zur drehmomentübertragenden Verbindung mit einem Antriebsaggregat sowie eine Abtriebswelle zur Drehmomentübertragenden Verbindung mit einem Kompressor einer pneumatischen Bremsanlage eines mit dem Antriebsaggregat ausgestatteten Fahrzeugs aufweist. Ferner sind ein drehfest mit der Antriebswelle verbundenes erstes Kupplungselement und ein drehfest mit der Abtriebswelle verbundenes zweites Kupplungselement vorgesehen. Bei der bekannten Kupplungseinheit umfassen die Kupplungselemente jeweils mehrere, axial abwechselnd angeordnete, scheibenförmige Ringkörper, die im eingekuppelten Zustand der Kupplungseinheit zur Drehmomentübertragung axial zusammenwirken. Ferner ist das abtriebsseitige Kupplungselement relativ zum antriebsseitigen Kupplungselement axial verstellbar und mit einer Federeinrichtung in den eingekuppelten Zustand vorgespannt. Außerdem ist die bekannte Kupplungseinheit mit einem Druckraum versehen, der mit einem Druckfluid beaufschlagbar ist, um eine axiale Verstellung des abtriebsseitigen Kupplungselements entgegen der Federkraft der Federeinrichtung in einen ausgekuppelten Zustand zu bewirken. Bei der bekannten Kupplungseinheit ist der Druckraum durch einen Kolben begrenzt, der axial verstellbar angeordnet ist und der bezüglich der Kupplungselemente ein separates Bauteil bildet. Bei einer Druckbeaufschlagung des Druckraums drückt der Kolben entgegen der Rückstellkraft einer weiteren Federeinrichtung indirekt über einen Andruckring oder direkt axial gegen eine Tragbuchse des abtriebsseitigen Kupplungselements, das drehfest und axial verstellbar mit der Abtriebswelle gekoppelt ist und das die Ringkörper des abtriebsseitigen Kupplungselements drehfest und axial beweglich trägt.From the DE 35 21 731 A1 a coupling unit is known, which has a drive shaft for torque-transmitting connection with a drive unit and an output shaft for torque-transmitting connection with a compressor of a pneumatic brake system of a vehicle equipped with the drive unit vehicle. Further, a rotatably connected to the drive shaft first coupling element and a rotatably connected to the output shaft second coupling element are provided. In the known coupling unit, the coupling elements each comprise a plurality of disc-shaped annular bodies arranged axially alternately, which interact axially in the engaged state of the coupling unit for torque transmission. Furthermore, the output-side coupling element is axially adjustable relative to the drive-side coupling element and biased by a spring device in the engaged state. In addition, the known coupling unit is provided with a pressure chamber which can be acted upon by a pressurized fluid to effect an axial displacement of the driven-side coupling element against the spring force of the spring device in a disengaged state. In the known coupling unit of the pressure chamber is limited by a piston which is arranged axially adjustable and forms a separate component with respect to the coupling elements. When a pressurization of the pressure chamber, the piston presses against the restoring force of another spring means indirectly via a pressure ring or directly axially against a support bushing of the output side coupling element which is rotatably and axially adjustable coupled to the output shaft and rotatably and axially movable carries the annular body of the output side coupling element ,

Mit Hilfe einer derartigen Kupplungseinheit kann das jeweilige Nebenaggregat vom Antriebsaggregat getrennt werden, sobald das Nebenaggregat nicht benötigt wird. Hierdurch kann Kraftstoff eingespart werden. Eine derartige Kupplungseinheit arbeitet nach dem Fail-Safe-Prinzip, so dass die Kupplungseinheit bei Ausfall der Möglichkeit einer Druckbeaufschlagung des Druckraums automatisch ihren eingekuppelten Zustand einnimmt, so dass das Nebenaggregat in jedem Fall funktionsfähig ist. Desweiteren ist der Energieverbrauch der Kupplungseinheit zum Umschalten zwischen den beiden Zuständen und zum Halten des jeweiligen Zustands vergleichsweise gering.With Help such a coupling unit, the respective auxiliary unit be disconnected from the drive unit as soon as the accessory is not is needed. This fuel can be saved. Such a coupling unit works according to the fail-safe principle, so that the clutch unit in case of failure of possibility a pressurization of the pressure chamber automatically engaged their Condition assumes, so that the auxiliary unit in each case functionally is. Furthermore, the energy consumption of the coupling unit for Switch between the two states and to hold of the respective state comparatively low.

Die bekannte Kupplungseinheit baut vergleichsweise groß und eignet dementsprechend nur für die Verwendung bei entsprechend großen Brennkraftmaschinen, bei denen ein entsprechender Bauraum zur Verfügung steht.The known coupling unit builds comparatively large and is therefore suitable only for use in accordance with large internal combustion engines, where a corresponding Space is available.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Kupplungseinheit der eingangs genannten Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass die Kupplungseinheit vergleichsweise kompakt baut und/oder einen vergleichsweise preiswerten Aufbau aufweist.The The present invention addresses the problem of for a coupling unit of the type mentioned a improved or at least another embodiment Specify, which is particularly characterized in that the coupling unit comparatively compact builds and / or a relatively inexpensive Structure has.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This Problem is inventively by the subject of the independent claim. advantageous Embodiments are the subject of the dependent Claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den durch die Druckbeaufschlagung des Druckraums axial verstellbaren Kolben durch das axial verstellbare Kupplungselement selbst zu bilden. Mit anderen Worten, das axial verstellbare Kupplungselement ist so ausgestaltet, dass es den Druckraum axial begrenzt und durch eine Druckbeaufschlagung des Druckraums entgegen der Federkraft der Federeinrichtung axial verstellbar ist. Gegenüber der bekannten Kupplungseinheit entfällt ein komplettes Bauteil, was die Konstruktion vereinfacht. Die erfindungsgemäße Kupplungseinheit baut dadurch vergleichsweise kompakt und lässt sich insbesondere relativ preiswert herstellen.The Invention is based on the general idea by the pressurization the pressure chamber axially adjustable piston by the axially adjustable To form coupling element itself. In other words, that's axial Adjustable coupling element is designed so that it is the pressure chamber axially limited and by pressurization of the pressure chamber is axially adjustable against the spring force of the spring device. Compared to the known coupling unit deleted a complete component, which simplifies the construction. The inventive Coupling unit thereby builds comparatively compact and leaves in particular produce relatively inexpensive.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher das andere Kupplungselement, also das nicht axial verstellbare Kupplungselement entweder im Druckraum angeordnet ist oder ebenfalls den Druckraum axial begrenzt und dabei dem axial verstellbaren Kupplungselement gegenüberliegend angeordnet ist. Auch diese Merkmale unterstützen eine kompakte Bauweise für die Kupplungseinheit.Especially advantageous is an embodiment in which the other Coupling element, so not axially adjustable coupling element either is arranged in the pressure chamber or also the pressure chamber axially limited and while the axially adjustable coupling element opposite is arranged. These features also support a compact Construction for the coupling unit.

Entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausführungsform können Wirkflächen der Kupplungselemente im eingekuppelten Zustand formschlüssig zusammenwirken. Ein derartiger Formschluss reduziert die zur Aufrechterhaltung des eingekuppelten Zustands erforderlichen Druckkräfte im Druckraum, so dass mit Hilfe des Druck im Druckraum im wesentlichen nur die Rückstellkraft der Federeinrichtung überwunden werden muss. Der Anteil der Druckkraft im Druckraum, der zur Drehmomentübertragung zwischen den Kupplungselementen beiträgt, kann dadurch erheblich reduziert werden. Somit reduziert sich der Energiebedarf der Kupplungseinheit für den eingekuppelten Zustand.Corresponding another advantageous embodiment Active surfaces of the coupling elements in the engaged state interact positively. Such a positive connection reduces the maintenance of the engaged state required pressure forces in the pressure chamber, so with the help the pressure in the pressure chamber essentially only the restoring force the spring device must be overcome. The share of Pressure force in the pressure chamber, for torque transmission contributes between the coupling elements can thereby be significantly reduced. This reduces the energy requirement the coupling unit for the engaged state.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention will become apparent from the Subclaims, from the drawings and from the associated Description of the figures with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in each case specified combination, but also in other combinations or can be used in isolation, without the scope of the present To leave invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.preferred Embodiments of the invention are in the drawings and will become more apparent in the following description explained, wherein the same reference numerals to the same or similar or functionally identical components relate.

Es zeigen, jeweils schematisch,It show, in each case schematically,

1 einen stark vereinfachten, prinzipiellen Längsschnitt durch eine Kupplungseinheit im ausgekuppelten Zustand, 1 a greatly simplified, fundamental longitudinal section through a coupling unit in the disengaged state,

2 eine Ansicht wie in 1, jedoch im eingekuppelten Zustand. 2 a view like in 1 , but in the engaged state.

Entsprechend den 1 und 2 umfasst eine Kupplungseinheit 1 eine Antriebswelle 2, eine Abtriebswelle 3, ein erstes Kupplungselement 4, ein zweites Kupplungselement 5, eine Federeinrichtung 6 und einen Druckraum 7. Die Kupplungseinheit 1 dient zum Kuppeln wenigstens eines Nebenaggregats, bei dem es sich beispielsweise um eine Lichtmaschine, eine Lenkhelfpumpe, einen Klimakompressor oder dergleichen handeln kann, mit einem Antriebsaggregat, das insbesondere in einem Kraftfahrzeug angeordnet sein kann. Beim Antriebsaggregat handelt es sich bevorzugt um eine Brennkraftmaschine. Ebenso kann es sich um einen Elektromotor handeln, insbesondere bei einem Fahrzeug mit Hybridantrieb.According to the 1 and 2 comprises a coupling unit 1 a drive shaft 2 , an output shaft 3 , a first coupling element 4 , a second coupling element 5 , a spring device 6 and a pressure room 7 , The coupling unit 1 is used for coupling at least one auxiliary unit, which may be, for example, an alternator, a power steering pump, an air compressor or the like, with a drive unit, which may be arranged in particular in a motor vehicle. The drive unit is preferably an internal combustion engine. Likewise, it may be an electric motor, in particular in a vehicle with hybrid drive.

Mit Hilfe einer derartigen Kupplungseinheit 1 kann das jeweilige Nebenaggregat temporär vom Antriebsaggregat getrennt werden. Mit Hilfe einer entsprechenden Steuereinrichtung kann das jeweilige Nebenaggregat stets dann vorübergehend vom Antriebsaggregat entkoppelt werden, wenn es gerade nicht benötigt wird. Beispielweise wird eine Lichtmaschine nicht benötigt, wenn der Stromverbrauch des elektrischen Bordnetzes des Fahrzeugs vergleichsweise gering ist und insbesondere über die Fahrzeugbatterie befriedigt werden kann. Regelmäßig wird eine Lenkhelfpumpe nicht benötigt, solange das Fahrzeug steht. Bei ausgeschalteter Klimaanlage muss auch ein Klimakompressor nicht angetrieben werden. Auch muss ein Pneumatikkompressor nicht arbeiten, solange der Betriebsdruck einer pneumatischen Bremsanlage oder einer pneumatischen Federanlage ausreichend hoch ist.With the help of such a coupling unit 1 The auxiliary unit can be temporarily separated from the drive unit. With the help of a corresponding control device, the respective auxiliary unit can always be temporarily decoupled from the drive unit, if it is not needed. For example, an alternator is not required if the power consumption of the electrical system of the vehicle is comparatively low and can be satisfied in particular via the vehicle battery. Regularly a power steering pump is not needed as long as the vehicle is stationary. When the air conditioning is switched off, an air conditioning compressor does not have to be driven. Also, a pneumatic compressor does not have to work as long as the operating pressure of a pneumatic brake system or a pneumatic spring system is sufficiently high.

Die Antriebswelle 2 dient zur drehmomentübertragenden Verbindung mit dem Antriebsaggregat. Beispielsweise kann die Antriebswelle 2 im eingebauten Zustand der Kupplungseinheit 1 über ein nicht gezeigtes Ritzel mit einem vom Antriebsaggregat angetriebenen Zahnriemen antriebsverbunden sein. Ebenso kann die Antriebswelle 2 im Einbauzustand über einen Keilriemen mit dem Antriebsaggregat antriebsverbunden sein. Die Antriebswelle 3 dient zur drehmomentübertragenden Verbindung mit dem wenigstens einen Nebenaggregat. Im Einbauzustand kann die Antriebswelle auf geeignete Weise mit einer Antriebswelle des jeweiligen Nebenaggregats gekoppelt sein. Beispielsweise kann hierzu eine entsprechende Flanschverbindung vorgesehen sein.The drive shaft 2 serves for the torque-transmitting connection with the drive unit. For example, the drive shaft 2 in the installed state of the coupling unit 1 be connected via a not shown pinion with a driven by the drive belt drive belt. Likewise, the drive shaft 2 be in the installed state via a V-belt drive connected to the drive unit. The drive shaft 3 serves for the torque-transmitting connection with the at least one auxiliary unit. In the installed state, the drive shaft may be suitably coupled to a drive shaft of the respective auxiliary unit. For example, a corresponding flange connection can be provided for this purpose.

Das erste Kupplungselement 4 ist drehfest mit der Antriebswelle 2 verbunden. Die drehfeste Kopplung kann beispielsweise durch eine hier nicht gezeigte Axialverzahnung zwischen Antriebswelle 2 und erstem Kupplungselement 4 erfolgen. Ebenso kann das erste Kupplungselement 4 mit der Antriebswelle 2 verschweißt oder auf sonstige geeignete Weise fest damit verbunden sein.The first coupling element 4 is non-rotatable with the drive shaft 2 connected. The rotationally fixed coupling, for example, by a not shown here axial splines between the drive shaft 2 and first coupling element 4 respectively. Likewise, the first coupling element 4 with the drive shaft 2 welded or otherwise firmly attached to it.

Im Unterschied dazu ist das zweite Kupplungselement 5 mit der Abtriebswelle 3 einerseits drehfest verbunden und andererseits an dieser axial verstellbar angeordnet. Die Axialrichtung erstreckt sich dabei parallel zur einer Rotationsachse 8 der Antriebswelle bzw. parallel zu einer Rotationsachse 9 der Antriebswelle 3, wobei die beiden Rotationsachsen 8, 9 im vorliegenden Fall koaxial zueinander ausgerichtet sind. Beispielsweise ist das zweite Kupplungselement 5 über eine hier nicht dargestellte Axialverzahnung mit der Abtriebswelle 3 gekoppelt. Die beiden Kupplungseinheiten 4, 5 wirken in einem eingekuppelten Zustand der Kupplungseinheit 1 zur Drehmomentübertragung zusammen. Der eingekuppelte Zustand ist dabei in 2 gezeigt, während 1 einen ausgekuppelten Zustand zeigt, bei dem keine Drehmomentübertragung zwischen den beiden Kupplungselementen 4, 5 erfolgt.In contrast, the second coupling element 5 with the output shaft 3 on the one hand rotatably connected and on the other hand arranged axially adjustable on this. The axial direction extends parallel to a rotation axis 8th the drive shaft or parallel to a rotation axis 9 the drive shaft 3 where the two axes of rotation 8th . 9 are aligned coaxially with each other in the present case. For example, the second coupling element 5 via an axial gearing, not shown here with the output shaft 3 coupled. The two coupling units 4 . 5 act in a coupled state of the coupling unit 1 for torque transmission together. The engaged state is in 2 shown while 1 shows a disengaged state, in which no torque transmission between the two coupling elements 4 . 5 he follows.

Das an der Antriebswelle 3 axial verstellbar gelagerte zweite Kupplungselement 5 ist relativ zum ersten Kupplungselement 4 axial verstellbar. Bei einer anderen Ausführungsform ist es ebenso möglich, das axial verstellbare Kupplungselement der Antriebswelle 2 zuzuordnen, während dann das axial feststehende Kupplungselement der Abtriebswelle 3 zugeordnet ist.That on the drive shaft 3 axially adjustable mounted second coupling element 5 is relative to the first coupling element 4 axially adjustable. In another embodiment, it is also possible, the axially adjustable coupling element of the drive shaft 2 assign, while then the axially fixed coupling element of the output shaft 3 assigned.

Die Federeinrichtung 6 dient dazu, das axial verstellbare Kupplungselement, hier das zweite Kupplungselement 5 in den eingekuppelten Zustand vorzuspannen. Die Federeinrichtung 6 ist hier koaxial zur Antriebswelle 3 angeordnet und befindet sich an einer vom ersten Kupplungselement 4 abgewandten Seite des zweiten Kupplungselements 5. Die Federeinrichtung 6 stützt sich axial einerseits am zweiten Kupplungselement 5 und andererseits an einem Zwischenboden 10 ab. Im Beispiel ist die Federeinrichtung 6 durch eine zentrale Druckfeder gebildet. Ebenso sind beliebige andere geeignete Federelemente möglich, wie z. B. mehrere Einzeldruckfedern, ein Telerfederpaket oder Elastomere. Die Federeinrichtung 6 treibt das zweite Kupplungselement 5 in axialer Richtung auf das erste Kupplungselement 4 an und ermöglicht so eine Vorspannung des zweiten Kupplungselements 5 in den eingekuppelten Zustand der Kupplungseinheit 1.The spring device 6 serves to the axially adjustable coupling element, here the second coupling element 5 to bias in the engaged state. The spring device 6 is coaxial here to the drive shaft 3 arranged and located at one of the first coupling element 4 opposite side of the second coupling element 5 , The spring device 6 is supported axially on the one hand on the second coupling element 5 and on the other hand at an intermediate floor 10 from. In the example, the spring device 6 formed by a central compression spring. Likewise, any other suitable spring elements are possible, such. B. multiple individual compression springs, a Telerfederpaket or elastomers. The spring device 6 drives the second coupling element 5 in the axial direction on the first coupling element 4 and thus allows a bias of the second coupling element 5 in the engaged state of the coupling unit 1 ,

Der Druckraum 7 ist mit einem Druckfluid beaufschlagbar. Bei einem hinreichend Druck im Druckraum 7 erfolgt eine axiale Verstellung des zweiten Kupplungselements entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 6 in den ausgekuppelten Zustand der Kupplungseinheit 1. Hierzu ist das zweite Kupplungselement 5 als Kolben ausgestaltet, der den Druckraum 7 axial begrenzt. Das Druckfluid im Druckraum 7 stützt sich somit direkt axial am zweiten Kupplungselement 5 ab und drückt dieses bei entsprechendem Druck in die in 1 gezeigte entkuppelte Stellung. Der Druckraum 7 ist bei der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform in radialer Richtung durch einen Mantel 11 eines Gehäuses 12 begrenzt. Axial gegenüber dem zweiten Kupplungselement 5 kann der Druckraum 7 beispielsweise durch einen von zwei axialen Böden 13 des Gehäuses 12 begrenzt sein. Das erste Kupplungselement 4 ist dann im Druckraum 7 angeordnet. Alternativ kann der Druckraum 7 axial gegenüber dem zweiten Kupplungselement 5 durch das erste Kupplungselement 4 axial begrenzt sein. Die Kupplungselemente 4, 5 können gegenüber dem Gehäusemantel 11 über geeignete Dichtelemente 14 abgedichtet sein. Gegenüber den Wellen 2, 3 können die Kupplungselemente 4, 5 ebenfalls über geeignete Dichtelemente 15 abgedichtet sein.The pressure room 7 is acted upon by a pressurized fluid. At a sufficient pressure in the pressure chamber 7 there is an axial adjustment of the second coupling element against the spring force of the spring device 6 in the disengaged state of the coupling unit 1 , For this purpose, the second coupling element 5 designed as a piston, the pressure chamber 7 axially limited. The pressure fluid in the pressure chamber 7 thus supports directly axially on the second coupling element 5 and press this with appropriate pressure in the 1 shown uncoupled position. The pressure room 7 is in the preferred embodiment shown here in the radial direction through a jacket 11 a housing 12 limited. Axially opposite the second coupling element 5 can the pressure room 7 for example, by one of two axial bottoms 13 of the housing 12 be limited. The first coupling element 4 is then in the pressure room 7 arranged. Alternatively, the pressure chamber 7 axially opposite the second coupling element 5 through the first coupling element 4 be axially limited. The coupling elements 4 . 5 can with respect to the housing shell 11 via suitable sealing elements 14 be sealed. Opposite the waves 2 . 3 can the coupling elements 4 . 5 also via suitable sealing elements 15 be sealed.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Wellen 2, 3 am Gehäuse 12 über Lager 16 drehbar gelagert, wobei die Lager 16 hier in den Gehäuseböden 13 angeordnet sind. Ebenso ist es grundsätzlich möglich, auf eine derartige Eigenlagerung zumindest einer der Wellen 2, 3 am Gehäuse 12 zu verzichten, wodurch der Bauraum der Kupplungseinheit 1 zusätzlich reduziert werden kann.In the illustrated embodiment, the waves 2 . 3 on the housing 12 over camp 16 rotatably mounted, the bearings 16 here in the case bottoms 13 are arranged. Likewise, it is basically possible to such a self-storage of at least one of the waves 2 . 3 on the housing 12 to dispense, causing the space of the coupling unit 1 in addition can be reduced.

Zur Beaufschlagung des Druckraums 7 mit dem jeweiligen Druckfluid verläuft im Gehäuse 2 ein entsprechender Fluidpfad 17. Dieser umfasst beim gezeigten bevorzugten Beispiel einen in der Abtriebswelle 3 verlaufenden Axialabschnitt 18. Der Axialabschnitt 18 mündet axial offen im Druckraum 7. Ferner umfasst der Fluidpfad 17 hier einen Radialabschnitt 19, der mit dem Axialabschnitt 18 fluidisch gekoppelt ist. Im Beispiel ist der Radialabschnitt 19 im Zwischenboden 10 ausgebildet. Der Fluidpfad 17 ist mit einem Ventil 20 steuerbar, das beispielsweise elektrisch betätigbar ist. Als Druckfluid eignet sich grundsätzlich jedes beliebige am Antriebsaggregat bzw. im Fahrzeug bereitstehende Druckfluid. Bevorzugt handelt es sich hierbei um Druckluft. Ebenso ist jedoch auch die Verwendung von Schmieröl, Kühlflüssigkeit, Kraftstoff und dergleichen denkbar. Die Kupplungseinheit 1 kann somit sowohl pneumatisch als auch hydraulisch betrieben werden.For loading the pressure chamber 7 with the respective pressure fluid runs in the housing 2 a corresponding fluid path 17 , This includes in the preferred example shown one in the output shaft 3 extending axial section 18 , The axial section 18 opens axially open in the pressure chamber 7 , Furthermore, the fluid path includes 17 here a radial section 19 that with the axial section 18 is fluidically coupled. In the example, the radial section 19 in the intermediate floor 10 educated. The fluid path 17 is with a valve 20 controllable, which is electrically operated, for example. In principle, any pressurized fluid available on the drive unit or in the vehicle is suitable as the pressurized fluid. This is preferably compressed air. Likewise, however, the use of lubricating oil, coolant, fuel and the like is conceivable. The coupling unit 1 can thus be operated both pneumatically and hydraulically.

Die fluidische Kopplung zwischen den beiden Abschnitten 18, 19 des Fluidpfads 17 kann beispielsweise über eine in den Zwischenboden 10 und/oder in die Abtriebswelle 3 eingebrachte Ringnut erfolgen, die einerseits mit dem Axialabschnitt 18 und andererseits mit dem Radialabschnitt 19 kommuniziert. Zusätzlich kann noch eine geeignete Dichtung 26 vorgesehen sein. Grundsätzlich kann auch auf den Zwischenboden 10 verzichtet werden. Der Radialabschnitt 19 kann dann in den der Abtriebswelle 3 zugeordneten Gehäuseboden 13 integriert sein. In diesem Fall kann sich die Federeinrichtung 6 an diesem Gehäuseboden 13 axial abstützen.The fluidic coupling between the two sections 18 . 19 of the fluid path 17 for example, one in the false floor 10 and / or in the output shaft 3 introduced annular groove, on the one hand with the axial section 18 and on the other hand with the radial section 19 communicated. In addition, still a suitable seal 26 be provided. Basically, also on the intermediate floor 10 be waived. The radial section 19 can then in the output shaft 3 associated housing bottom 13 be integrated. In this case, the spring device can 6 on this caseback 13 support axially.

Die Kupplungselemente 4, 5 sind beim gezeigten Beispiel so ausgestaltet, dass jedes Kupplungselement 4, 5 jeweils einen scheibenförmigen Kupplungskörper 21 bzw. 22 aufweist, der jeweils eine axiale Wirkfläche 23 bzw. 24 besitzt. Dabei sind die Wirkflächen 23, 24 einander zugewandt und wirken im eingekuppelten Zustand zur Drehmomentübertragung zusammen. Grundsätzlich ist es möglich, diese Wirkflächen 23, 24 als ebene Reibflächen auszubilden. Im eingekuppelten Zustand wirken die Wirkflächen 23, 24 dann ausschließlich kraftschlüssig bzw. reibschlüssig zusammen. Je nach dem zu übertragenden Drehmoment muss hierzu die Federkraft der Federeinrichtung 6 relativ groß sein. Dementsprechend muss dann auch der Druck im Druckraum 7 zur Erzielung des ausgekuppelten Zustands entsprechend groß sein.The coupling elements 4 . 5 are configured in the example shown that each coupling element 4 . 5 each a disc-shaped coupling body 21 respectively. 22 each having an axial effective area 23 respectively. 24 has. Here are the active surfaces 23 . 24 face each other and act together in the engaged state for torque transmission. Basically it is possible to use these effective surfaces 23 . 24 form as flat friction surfaces. In the engaged state, the active surfaces act 23 . 24 then exclusively non-positively or frictionally together. Depending on the torque to be transmitted, this must be the spring force of the spring device 6 be relatively large. Accordingly, then also the pressure in the pressure chamber 7 be correspondingly large to achieve the disengaged state.

Bevorzugt ist die hier gezeigte Ausführungsform, bei welcher die Wirkflächen 23, 24 so ausgestaltet sind, dass sie im eingekuppelten Zustand formschlüssig zusammenwirken. Bei einer formschlüssigen Kopplung kann die von der Federeinrichtung 6 aufzubringende Federkraft vergleichsweise gering sein, um relativ große Drehmomente übertragen zu können. Dementsprechend kann auch der Druck im Druckraum 7 vergleichsweise niedrig gewählt werden, um die Kupplungseinheit 1 auszukuppeln und um den ausgekuppelten Zustand entgegen der Rückstellkraft der Federeinrichtung 6 halten zu können.Preferably, the embodiment shown here, in which the active surfaces 23 . 24 are designed so that they interact positively in the engaged state. In a positive coupling, that of the spring device 6 applied spring force to be comparatively low in order to transmit relatively large torques. Accordingly, the pressure in the pressure chamber 7 be chosen comparatively low to the coupling unit 1 disengage and the disengaged state against the restoring force of the spring device 6 to be able to hold.

Im gezeigten Beispiel sind die Wirkflächen 23, 24 als Stirnverzahnungen 25 ausgestaltet bzw. mit Stirnverzahnungen 25 ausgestattet. Die Stirnverzahnungen 25 greifen im eingekuppelten Zustand gemäß 2 axial ineinander ein und ermöglichen dabei eine formschlüssige Kraftübertragung bzw. Momentübertragung. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher die Stirnverzahnungen 25 gezielt so ausgestaltet sind, dass sie bei einer Drehmomentübertragung Haftreibungskräfte erzeugen, die ein axiales Auseinanderdrücken der Kupplungskörper 21, 22 erschweren. Die von der Federeinrichtung 6 aufzubringende Federkraft zum Halten des eingekuppelten Zustands kann dadurch entsprechend reduziert werden. In gleicher Weise lässt sich dadurch auch der zum Einstellen und Halten des ausgekuppelten Zustands erforderliche Druck im Druckraum 7 reduzieren. Derartige Haftreibungskräfte lassen sich beispielsweise durch eine entsprechende Wahl der Zahnflankenneigung bzw. des Verzahnungswinkels der Stirnverzahnungen erzielen.In the example shown, the active surfaces 23 . 24 as serrations 25 designed or with serrations 25 fitted. The serrations 25 engage in the engaged state according to 2 axially into one another and thereby enable a positive power transmission or torque transmission. Particularly advantageous is an embodiment in which the serrations 25 are selectively designed so that they generate static friction forces during a torque transmission, the axial disengagement of the coupling body 21 . 22 difficult. The of the spring device 6 applied spring force to hold the engaged state can be reduced accordingly. In the same way, this also allows the pressure required to set and maintain the disengaged state in the pressure chamber 7 to reduce. Such static friction forces can be achieved, for example, by an appropriate choice of the tooth flank inclination or the tooth angle of the serrations.

Die hier vorgeschlagene Kupplungseinheit 1 baut extrem kompakt und lässt sich für grundsätzlich beliebige Nebenaggregate verwenden. Insbesondere können mehrere derartige Kupplungseinheiten 1 gleichzeitig an einem Fahrzeug vorgesehen werden, um mehrere unterschiedliche Nebenaggregate unabhängig voneinander mit dem Antriebsaggregat koppeln zu können.The coupling unit proposed here 1 builds extremely compact and can be used for basically any ancillary components. In particular, a plurality of such coupling units 1 be provided simultaneously on a vehicle to be able to couple several different ancillaries independently with the drive unit.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 3521731 A1 [0002]

Claims

Coupling unit for coupling at least one auxiliary unit to a drive unit, in particular in a motor vehicle, with a drive shaft ( 2 ) for torque-transmitting connection with a drive unit, - with an output shaft ( 3 ) for torque-transmitting connection with at least one auxiliary unit, - with a first coupling element ( 4 ), which rotatably with the drive shaft ( 2 ), - with a second coupling element ( 5 ), the non-rotatably with the output shaft ( 3 ) is connected and in the engaged state of the coupling unit ( 1 ) with the first coupling element ( 4 ) cooperates axially for transmitting torque, - wherein one of the coupling elements ( 4 . 5 ) relative to the other coupling element ( 4 . 5 ) is axially adjustable and with a spring device ( 6 ) is biased in the engaged state, - wherein a pressure chamber ( 7 ) is provided, which is acted upon by a pressurized fluid to an axial displacement of the axially adjustable coupling element ( 4 . 5 ) against the spring force of the spring device ( 6 ) in a disengaged state, characterized in that the axially adjustable coupling element ( 4 . 5 ) as the pressure chamber ( 7 ) Axially limiting piston is designed.

Coupling unit according to claim 1, characterized in that the other coupling element ( 4 . 5 ) in the pressure chamber ( 7 ) is arranged or the pressure chamber ( 7 ) opposite to the axially adjustable coupling element ( 4 . 5 ) axially limited.

Coupling unit according to claim 1 or 2, characterized in that a fluid path ( 17 ) for loading the pressure chamber ( 7 ) with the pressure fluid in the axially adjustable coupling element ( 4 . 5 ) associated shaft ( 2 . 3 ) extending axial section ( 18 ) having.

Coupling unit according to claim 3, characterized in that the fluid path ( 17 ) in one the coupling elements ( 4 . 5 ), the pressure chamber ( 7 ) and the spring device ( 6 ) housing ( 12 ) a radial section ( 19 ), which coincides with that in the respective shaft ( 2 . 3 ) extending axial section ( 18 ) is fluidically coupled.

Coupling unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the coupling elements ( 4 . 5 ) each have a disc-shaped coupling body ( 21 . 22 ) with a respective other coupling element ( 4 . 5 ) facing axial effective surface ( 23 . 24 ), wherein the active surfaces ( 23 . 24 ) cooperate in the engaged state for transmitting torque.

Coupling unit according to claim 5, characterized in that - the active surfaces ( 23 . 24 ) cooperate in the engaged state exclusively non-positively and / or - the active surfaces ( 23 . 24 ) are designed as flat friction surfaces.

Coupling unit according to claim 5, characterized in that the active surfaces ( 23 . 24 ) interact positively in the engaged state.

Coupling unit according to claim 5 or 7, characterized in that the active surfaces ( 23 . 24 ) Serrations ( 25 ) or form.

Coupling unit according to claim 8, characterized in that the serrations ( 25 ) are designed so that they generate holding forces during a torque transmission, which causes axial displacement of the coupling body ( 21 . 22 ) complicate.

Coupling unit according to one of claims 1 to 9, characterized in that - at least one of the shaft ( 2 . 3 ) on one of the coupling elements ( 4 . 5 ), the spring device ( 6 ) and the pressure chamber ( 7 ) housing ( 12 ), and / or - at least one of the shafts ( 2 . 3 ) on one of the coupling elements ( 4 . 5 ), the spring device ( 6 ) and the pressure chamber ( 7 ) housing ( 12 ) is unsheltered.