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Die Erfindung betrifft eine Kopplungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Eine solche Kopplungsanordnung ist beispielsweise aus der
US 2,694,478 bekannt. Die dort behandelte Kopplungsanordnung ist als hydrodynamischer Drehmomentwandler ausgebildet, bei welchem der hydrodynamische Kreis durch ein Pumpenrad, ein Turbinenrad und ein Leitrad gebildet wird, und mit einer Kupplungsvorrichtung zusammenwirkt, durch welche, sofern diese ihre Einrückposition einnimmt, der hydrodynamische Kreis überbrückt wird. In Ausrückposition der Kupplungsvorrichtung ist dagegen der hydrodynamische Kreis wirksam, um Drehmoment von einem Kupplungsgehäuse der Kopplungsanordnung zu einem Abtrieb zu übertragen.
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Die Kupplungsvorrichtung setzt sich im Einzelnen aus einem zur Realisierung der Einrück- oder der Ausrückposition axial verlagerbaren Kolben als Anpresselement, einem die Kraft dieses Anpresselementes aufnehmenden Gegenanpresselement sowie einem zwischen Anpresselement und Gegenanpresselement vorgesehenen Kupplungselement mit beidseits desselben angeordneten Reibbelägen zusammen. Während für das Gegenanpresselement eine Aufnahme an einem Gehäusedeckel eines Kupplungsgehäuses der Kopplungsanordnung erfolgt, ist das Anpresselement mittels axial wirksamer Energiespeicher drehfest, aber axial verlagerbar, an dem Gegenanpresselement aufgenommen. Das Kupplungselement schließlich ist Teil eines der Kupplungsvorrichtung zugeordneten Torsionsschwingungsdämpfers.
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Durch die axial wirksamen Energiespeicher wird zwar eine Ein- oder Ausrückbewegung des Anpresselementes gegenüber dem Gegenanpresselement ermöglicht, jedoch nimmt das Anpresselement aufgrund seiner drehfesten Verbindung mit dem Gegenanpresselement und daher mit dem Gehäusedeckel des Kupplungsgehäuses der Kopplungsanordnung an den Bewegungen dieser Kopplungsanordnung um deren Drehachse teil. Hierdurch mit übertragene Torsionsschwingungen werden in Einrückposition zwar auf das Kupplungselement und damit auf den Eingang des Torsionsschwingungsdämpfers übertragen, werden aber vor Weiterleitung an einen Abtrieb bezüglich ihrer Wirkung reduziert.
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Eine weitere als hydrodynamischer Drehmomentwandler ausgebildete Kopplungsanordnung geht aus der
WO 2008/000212 A2 hervor. Während bei dieser Kopplungsanordnung ein Gegenanpresselement an einem Kupplungsgehäuse der Kopplungsvorrichtung eine drehfeste Aufnahme erfährt, sind mit diesem Gegenanpresselement zusammenwirkende antriebsseitige Kupplungselemente mittels Blattfedern an einem Gehäusedeckel des Kupplungsgehäuses zwar drehfest, aber mit zumindest einer Komponente in Achsrichtung verlagerbar aufgenommen. Die Kupplungselemente haben somit die Möglichkeit, sich unter der Wirkung eines am Gehäusedeckel des Kupplungsgehäuses axial verlagerbar aufgenommenen Anpresselementes relativ zum Gegenanpresselement auszurichten. Axial zwischen die antriebsseitigen Kupplungselemente greift ein abtriebsseitiges Kupplungselement, das mit einem Eingang eines Torsionsschwingungsdämpfers drehfest ist. Der Ausgang des Torsionsschwingungsdämpfers ist mit einem Abtrieb der Kopplungsanordnung drehfest verbunden.
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Die antriebsseitigen Kupplungselemente nehmen aufgrund der drehfesten Verbindung mit dem Gehäusedeckel des Kupplungsgehäuses der Kopplungsanordnung an den Bewegungen dieses Kupplungsgehäuses um dessen Drehachse teil. Zusammen mit dem Drehmoment übertragene Torsionsschwingungen werden in Einrückposition der Kupplungsvorrichtung auf das abtriebsseitige Kupplungselement übertragen. Vor Weiterleitung des Drehmomentes und damit der Torsionsschwingungen an den Abtrieb werden die Torsionsschwingungen durch den Torsionsschwingungsdämpfer bezüglich ihrer Wirkung reduziert.
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Schließlich sei auf die aus der
DE 197 22 151 C2 bekannte Kopplungsanordnung verwiesen. Bei dieser insbesondere in
5 behandelten und als hydrodynamischer Drehmomentwandler ausgebildeten Kopplungsanordnung wirkt der hydrodynamische Kreis mit einer Kupplungsvorrichtung zusammen, durch welche, sofern diese ihre Einrückposition einnimmt, der hydrodynamische Kreis überbrückt werden kann. Die Kupplungsvorrichtung setzt sich aus einem zur Realisierung der Einrück- oder der Ausrückposition axial verlagerbaren Kolben als Anpresselement, einem die Kraft dieses Anpresselementes aufnehmenden Gegenanpresselement sowie einer Mehrzahl zwischen Anpresselement und Gegenanpresselement angeordneter Kupplungselemente zusammen. Eines dieser Kupplungselemente steht über eine mit dem Kupplungsgehäuse feste Verzahnung in drehfester Verbindung mit dem Kupplungsgehäuse, während zwei andere Kupplungselemente, ebenfalls über eine Verzahnung, drehfest an einem Eingangsteil des Torsionsschwingungsdämpfers angebunden sind. Die einzelnen Kupplungselemente sind in Einrückposition der Kupplungsvorrichtung über Reibbeläge miteinander in Wirkverbindung versetzbar, um auf diese Weise das vom Kupplungsgehäuse gelieferte Drehmoment über den Torsionsschwingungsdämpfer auf die Torsionsdämpfernabe zu übertragen.
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Bei derartigen Kupplungsvorrichtungen hat sich insbesondere die Zahnverbindung zwischen der mit dem Kupplungsgehäuse festen Verzahnung und dem zugeordneten Kupplungselement als nachteilig erwiesen, da die derart hergestellte Drehverbindung zwischen Kupplungsgehäuse und Kupplungselement in Umfangsrichtung aus fertigungsbedingten Gründen spielbehaftet sein muss, und dadurch bei Lastwechselschlägen oder eingeleiteten Torsionsschwingungen Klappergeräusche im Bereich dieser Zahnverbindung nicht vermeidbar sind. Dieses Problem tritt insbesondere dann auf, wenn wie bei der Kopplungsanordnung gemäß der
DE 197 22 151 C2 die Zahnverbindung zwischen dem Kupplungsgehäuse und dem Kupplungselement im radial äußeren Bereich des Kupplungsgehäuses, mithin also auf großem Durchmesser, vorgesehen ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsvorrichtung einer Kopplungsanordnung derart auszubilden, dass auch bei Lastwechselschlägen oder Torsionsschwingungen ein möglichst geräuschfreier Betrieb gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale gelöst. Demnach ist an einer Kopplungsanordnung eine Kupplungsvorrichtung in einem Kupplungsgehäuse vorgesehen, die über ein zum Einstellen einer Einrückposition oder einer Ausrückposition dienendes Anpresselement, ein dessen Axialkraft aufnehmendes Gegenanpresselement sowie eine Mehrzahl von zwischen dem Anpresselement und dem Gegenanpresselement vorgesehene Kupplungselemente verfügt. Durch drehfeste und axial unbewegbare Aufnahme des Gegenanpresselementes am Kupplungsgehäuse wird eine der wesentlichen Grundlagen für einen geräuschfreien Betrieb der Kupplungsvorrichtung gelegt. Besonders vorteilhaft gestaltet sich die Verbindung des Gegenanpresselementes mit dem Kupplungsgehäuse, wenn das Gegenanpresselement mittels eines Schweißvorganges, insbesondere eines nur geringen Verzuges am Kupplungsgehäuse auslösenden Laserschweißvorganges oder eines Lichtbogenschweißvorganges, an dem Kupplungsgehäuse befestigt ist, und zwar mit Vorzug axial zwischen einem Gehäusedeckel des Kupplungsgehäuses und einem Hauptgehäuseteil des Kupplungsgehäuses.
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Dieses derart am Kupplungsgehäuse befestigte Gegenanpresselement nimmt, vorzugsweise über eine Mehrzahl axial wirksamer Energiespeicher, wenigstens ein Kupplungselement drehfest, aber axial verlagerbar auf. Auf diese Weise können die Kupplungselemente zwar eine axiale Relativbewegung gegenüber dem Gegenanpresselement ausführen, was für die Einstellung der Einrückposition oder der Ausrückposition der Kupplungsvorrichtung von wesentlicher Bedeutung ist, die axial wirksamen Energiespeicher lassen aber in Umfangsrichtung keine Relativbewegung des zumindest einen Kupplungselementes gegenüber dem Gegenanpresselement zu. Aufgrund der drehfesten Anbindung dieses zumindest einen Kupplungselementes ist dasselbe funktional als antriebsseitiges Kupplungselement wirksam. Alternativ kann dieses zumindest eine Kupplungselement aber auch am Kupplungsgehäuse angebunden sein, zumal das Gegenanpresselement drehfest und axial unbewegbar an dem Kupplungsgehäuse aufgenommen ist.
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Sofern nicht nur ein einzelnes antriebsseitiges Kupplungselement vorgesehen ist, sondern eine Mehrzahl hiervon, sind auch diese Kupplungselemente untereinander jeweils mittels axial wirksamer Energiespeicher drehfest, aber axial relativ zueinander verlagerbar verbunden. In diesem Fall entsteht ein Verbund, bei welchem das dem Gegenanpresselement benachbarte Kupplungselement einerseits mit dem Gegenanpresselement mittels axial wirksamer Energiespeicher verbunden ist, andererseits aber auch mit demjenigen Kupplungselement, das an der vom Gegenanpresselement abgewandten Seite des erstgenannten Kupplungselementes vorgesehen ist, eine Verbindung mittels axial wirksamer Energiespeicher besteht. Dieses weiter vom Gegenanpresselement entfernte Kupplungselement kann wiederum, mittels axial wirksamer Energiespeicher, mit wieder einem weiteren Kupplungselement in Wirkverbindung stehen, wobei alle diese Kupplungselemente als antriebsseitige Kupplungselemente dienen. Alternativ hierzu können aber auch alle vorgenannten Kupplungselemente über die axial wirksamen Energiespeicher unmittelbar am Gegenanpresselement oder aber auch unmittelbar am Kupplungsgehäuse befestigt sein.
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Axial zwischen dem Gegenanpresselement und dem benachbarten antriebsseitigen Kupplungselement oder zwischen dem zum Kupplungsgehäuse benachbarten antriebsseitigen Kupplungselement und dem hierzu benachbarten antriebsseitigen Kupplungselement ist anspruchsgemäß ein Kupplungselement vorgesehen, das über keine drehfeste Verbindung zum Gegenanpresselement oder zum Kupplungsgehäuse verfügt, dafür aber in Umfangsrichtung in Wirkverbindung mit einem Abtrieb, wie beispielsweise einer Torsionsdämpfernabe, steht. Funktional handelt es sich demnach um ein abtriebsseitiges Kupplungselement. Sofern weitere abtriebsseitige Kupplungselemente vorgesehen sind, befinden diese sich jeweils zwischen zwei zueinander benachbarten antriebsseitigen Kupplungselementen. Bei Überführung in die Einrückposition werden demnach die antriebsseitigen Kupplungselemente unter Verformung der jeweiligen axial wirksamen Energiespeicher in Richtung zum Gegenanpresselement belastet und stellen hierbei, sich aneinander annähernd, eine Reibverbindung zu den abtriebsseitigen Kupplungselementen her. Mit Vorzug sind hierbei die axial wirksamen Energiespeicher derart vorgespannt, dass diese zugunsten geringer Schleppverluste eine Rückstellung der Kupplungselemente in deren Ausrückposition anstreben. Die Bewegung von Bauteilen der Kupplungsvorrichtung in deren Einrückposition erfolgt demnach gegen die Vorspannung der axial wirksamen Energiespeicher. Alternativ hierzu können die Energiespeicher allerdings auch in entgegengesetzter Richtung vorgespannt sein. Dadurch kann die Reaktionszeit des Ein- oder Ausrückvorganges reduziert werden.
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Eine Reduzierung der vom Anpresselement in Richtung zum Gegenanpresselement aufgebrachten Axialkraft bewirkt eine zumindest teilweise Freigabe der Kupplungselemente gegeneinander, und damit eine zumindest teilweise Überführung der Kupplungsvorrichtung in die Ausrückposition, was, wie bereits erwähnt, mit Vorzug durch die axial wirksamen Energiespeicher unterstützt wird.
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Die Überführung des Anpresselementes zwischen der Einrückposition der Kupplungsvorrichtung und deren Ausrückposition erfolgt mit Vorzug durch Anordnung des Anpresselementes zwischen zwei Druckräumen, wobei das jeweils eingestellte Druckgefälle zwischen den beiden Druckräumen die Bewegungsrichtung des Anpresselementes bestimmt.
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In den Ansprüchen sind vorteilhafte Ausführungen zum Anbinden der axial wirksamen Energiespeicher zum einen an das Gegenanpresselement und zum anderen an die antriebsseitigen Kupplungselemente angegeben. Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn die antriebsseitigen Kupplungselemente über einen zumindest im wesentlichen ringförmigen Grundkörper verfügen, gegenüber welchem jeweils zur Befestigung der entsprechenden Energiespeicherenden der axial wirksamen Energiespeicher dienende Energiespeicheraufnahmen radial überstehen. Auf diese Weise kann die Verbindung der Kupplungselemente untereinander oder aber mit dem Gegenanpresselement oder dem Kupplungsgehäuse radial abseits der Reibfläche des jeweiligen Kupplungselementes erfolgen, wobei die Energiespeicheraufnahmen sich mit Vorzug radial außerhalb des ringförmigen Grundkörpers befinden, und demnach auch die Einleitung hoher Drehmomente begünstigen.
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Mit Vorzug stehen die abtriebsseitigen Kupplungselemente in drehfester Verbindung mit einem Eingangsteil eines Torsionsschwingungsdämpfers, so dass eventuell über die Kupplungselemente der Kupplungsvorrichtung übertragene Lastwechselstöße oder Torsionsschwingungen vor einer Weiterleitung an den Abtrieb, wie beispielsweise die Torsionsdämpfernabe, gedämpft werden können. Vorteilhafterweise ist hierbei ein Deckblech des Torsionsschwingungsdämpfers mit einer Außenprofilierung ausgebildet, die mit einer an den abtriebsseitigen Kupplungselementen vorgesehen Innenprofilierung in drehfester Verbindung steht.
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Mit Vorzug ist dem Anpresselement der Kupplungsvorrichtung ein Strömungsführungselement zugeordnet, das an seiner dem Anpresselement zugewandten Seite über eine Distanzhalterung verfügt, um auf diese Weise eine Strömungsrinne zwischen dem Anpresselement und dem Strömungsführungselement entstehen zu lassen. In vorteilhafter Ausbildung ist dieses Strömungsführungselement mit dem Anpresselement mittels einer Vernietung verbunden und an der den Kupplungselementen zugewandten Seite des Anpresselementes vorgesehen. Radial außen verfügt dieses Strömungsführungselement einerseits über einen Strömungsdurchlass, der im radialen Erstreckungsbereich der Kupplungselemente mündet, und andererseits über eine Abstützung, über welche es bei Belastung durch das Anpresselement am benachbarten Kupplungselement in Anlage gelangt, so dass letztendlich das Strömungsführungselement zur Übertragung der Anpresskraft zwischen dem Anpresselement und den Kupplungselementen dient. Aufgrund dieses Strömungsführungselementes besteht die Befähigung, frisches Fluid unmittelbar in den radialen Erstreckungsbereich der Kupplungsvorrichtung zu führen.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch eine als hydrodynamischer Drehmomentwandler ausgebildete Kopplungsanordnung mit einer Kupplungsvorrichtung und einem Torsionsschwingungsdämpfer;
- 2 eine vergrößerte Herauszeichnung des in 1 eingekreisten Bereiches der Kupplungsvorrichtung;
- 3 eine Explosionsdarstellung der in 2 gezeigten Kupplungsvorrichtung, versehen mit jeweils einem antriebsseitigen Kupplungselement und jeweils einem abtriebsseitigen Kupplungselement;
- 4 wie 3, aber mit einer Mehrzahl von antriebsseitigen Kupplungselementen und abtriebsseitigen Kupplungselementen;
- 5 wie 4, aber mit Anbindung aller antriebsseitiger Kupplungselemente an ein gemeinsames Gegenanpresselement;
- 6 wie 5, aber mit Anbindung aller antriebsseitiger Kupplungselemente an ein Kupplungsgehäuse der Kupplungsvorrichtung.
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Die in 1 gezeigte Kopplungsanordnung 1 verfügt über ein Kupplungsgehäuse 2, das sich im Wesentlichen aus einem Gehäusedeckel 4 und einem Hauptgehäuseteil 5 zusammensetzt. Dieses Kupplungsgehäuse 2 vermag Bewegungen um eine Drehachse 7 auszuführen, und ist im Hinblick auf eine nachfolgend ausführlich erläuterte Kupplungsvorrichtung 20 als Antrieb 3 wirksam.
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Das Kupplungsgehäuse
2 verfügt im radial inneren Bereich über einen Lagerzapfen
12, der zur Zentrierung in eine nicht gezeigte Ausnehmung einer Antriebsvorrichtung, wie beispielsweise der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, eingreift. Auf welche Weise dies erfolgen kann, ist beispielhaft in
1 der
DE 32 22 119 C1 dargestellt.
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Am radial äußeren Bereich des Gehäusedeckels
4 ist ein Antriebsflansch
10 angeformt, der zur Aufnahme von Befestigungselementen
11 dient. Diese Befestigungselemente sind vorgesehen, um den Antriebsflansch
10 und damit das Kupplungsgehäuse
2 an einer axial flexiblen Platte zu befestigen, wie dies ebenfalls in
1 der bereits erwähnten
DE 32 22 119 C1 der Fall ist. Eine derartige flexible Platte wird üblicherweise an der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine befestigt.
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Der Gehäusedeckel 4 weist an seiner vom Lagerzapfen 12 abgewandten Seite eine antriebsseitige Gehäusenabe 13 auf, während der Hauptgehäuseteil 5 im radial inneren Bereich mit einer abtriebsseitigen Gehäusenabe 6 versehen ist. Axial zwischen der antriebsseitigen Gehäusenabe 13 und dem Gehäusedeckel 4 ist ein erster Strömungsdurchgang 14 vorgesehen, der radial außen in einen ersten Druckraum 16 mündet, und radial innen mit einer ersten Strömungsleitung 90 verbunden ist, die über eine Verteilerstation 94 an eine Fluidquelle 95 angeschlossen ist. Der erste Druckraum 16 ist mittels eines Anpresselementes 15, das auf der antriebsseitigen Gehäusenabe 13 axial verlagerbar angeordnet ist, von einem zweiten Druckraum 17 getrennt, der sich axial zwischen dem Anpresselement 15 und einem Torsionsschwingungsdämpfer 50 erstreckt, der nachfolgend noch ausführlich erläutert wird. Dieser zweite Druckraum steht mit einem zweiten Strömungsdurchgang 18 in Wirkverbindung, wobei dieser zweite Strömungsdurchgang 18 mittels einer zweiten Strömungsleitung 91 über die Verteilerstation 94 mit der Fluidquelle 95 verbunden ist. Schließlich ist, ebenfalls über die Verteilerstation 94, eine dritte Strömungsleitung 92 mit der Fluidquelle 95 verbunden, wobei diese dritte Strömungsleitung 92 über einen dritten Strömungsdurchgang 87 mit einem hydrodynamischen Kreis 75 verbunden ist, welcher nachgehend noch erläutert wird.
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Der Gehäusedeckel 4 sowie der Hauptgehäuseteil 5 des Kupplungsgehäuses 2 sind radial außen unter Zwischenschaltung eines Gegenanpresselementes 23 miteinander verbunden. Bevorzugt wird dieses Gegenanpresselement 23 durch Verschweißung am Kupplungsgehäuse 2 befestigt, und zwar besonders bevorzugt mittels Laserschweißnähten 29, alternativ auch mittels Lichtbogenschweißnähten, da sich hierdurch eine besonders verzugsarme Befestigung des Gegenanpresselementes 23 im Kupplungsgehäuse 2 ergibt. Damit ist das Gegenanpresselement 23, das Teil der Kupplungsvorrichtung 20 ist, drehfest und axial gesichert im Kupplungsgehäuse 2 aufgenommen. Axial zwischen dem Anpresselement 15 und dem Gegenanpresselement 23 sind Kupplungselemente 21, 22 angeordnet, die ebenfalls Teil der Kupplungsvorrichtung 20 sind, und die bezüglich ihrer Anordnung und Wirkungsweise anschaulich anhand 3 erläutert werden sollen.
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Wie 3 zeigt, verfügt das Kupplungselement 21 über einen ringförmigen Grundkörper 30, welcher nach radial außen durch Energiespeicheraufnahmen 31b überragt ist. Diesen Energiespeicheraufnahmen 31b sind Energiespeicheraufnahmen 31a im Gegenanpresselement 23 zugeordnet, wobei die Energiespeicheraufnahmen 31a jeweils zur Aufnahme einer ersten Vernietung 40a dienen, durch welche ein erstes Energiespeicherende 33 je eines axial wirksamen Energiespeichers 32 am Gegenanpresselement 23 zu befestigen ist. Das zweite Energiespeicherende 34 des axial wirksamen Energiespeichers 32 wird jeweils über eine zweite Vernietung 41a an der Energiespeicheraufnahme 31b des Kupplungselementes 21 befestigt. Da die axial wirksamen Energiespeicher 32 in Achsrichtung verformbar, in Umfangsrichtung dagegen fest sind, wird das Kupplungselement 21 axial relativ verlagerbar, aber drehfest an das Gegenanpresselement 23 angebunden, und ist demnach ebenso wie dieses Gegenanpresselement 23 drehfest mit dem Kupplungsgehäuse 2, also mit dem Antrieb 3 verbunden. Damit bildet dieses Kupplungselement 21 ein antriebsseitiges Kupplungselement 24.
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Axial zwischen dem Gegenanpresselement 23 und dem antriebsseitigen Kupplungselement 24 ist das Kupplungselement 22 vorgesehen, das über einen Belagträger 26 verfügt, an welchem beidseits Reibbeläge 27 aufgebracht sind, die über Nutungen 28 verfügen. Der Reibbelagträger 27 und damit das Kupplungselement 22 verfügt über eine Innenprofilierung 44 in Form einer Verzahnung, die mit einer als Gegenverzahnung wirksamen Außenprofilierung 54 eines Deckbleches 53 in drehfester Verbindung steht. Dieses Deckblech 53 ist Teil des bereits erwähnten und in 1 gezeigten Torsionsschwingungsdämpfers 50, der außer über das Deckblech 53 auch über ein weiteres Deckblech 52 verfügt. Aufgrund der speziellen Anordnung im vorliegenden Torsionsschwingungsdämpfer 50 wird nachfolgend das Deckblech 52 als antriebsseitig bezeichnet, das Deckblech 53 dagegen als abtriebsseitig. Beide Deckbleche 52,53 gemeinsam bilden einen Eingangsteil 51 des Torsionsschwingungsdämpfers 50 und verfügen über Ausnehmungen 55 zur Aufnahme je einer Umfangsfeder 56 eines Umfangsfedersatzes 57. Über die Umfangsfedern 56 wirkt der Eingangsteil 51 des Torsionsschwingungsdämpfers 50 mit einer Nabenscheibe 60 zusammen, die ebenfalls über Ausnehmungen 61 für die Umfangsfedern 56 des Umfangsfedersatzes 57 verfügt, und mittels einer Vernietung 62 mit einer Torsionsdämpfernabe 63 verbunden ist. Die Nabenscheibe 60 wirkt gemeinsam mit der Torsionsdämpfernabe 63 als Ausgangsteil 65 des Torsionsschwingungsdämpfers 50, während die Torsionsdämpfernabe 63 als Abtrieb 64 für die Kupplungsvorrichtung 20 dient. Demnach ist das mit dem abtriebsseitigen Deckblech 53 des Torsionsschwingungsdämpfers 50 verbundene Kupplungselement 22 als abtriebsseitiges Kupplungselement 25 wirksam.
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Während die Torsionsdämpfernabe 63 des Torsionsschwingungsdämpfers 50 über eine Lagerung 66 radial und axial gegenüber der antriebsseitigen Gehäusenabe 13 des Kupplungsgehäuses 2 positioniert ist, wird über Zapfen 71 an den Deckblechen 52 und 53 ein Turbinenrad 73 befestigt. Die Zapfen 71 durchgreifen Aussparungen 70 der Nabenscheibe 60, wobei die Aussparungen 70 in Umfangsrichtung größer ausgebildet sind als die Zapfen 71. Diese Aussparungen 70 dienen demnach als Relativdrehauslenkungsbegrenzung zwischen dem Eingangsteil 51 und dem Ausgangsteil 65 des Torsionsschwingungsdämpfers 50.
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Das Turbinenrad 73 wirkt mit einem Pumpenrad 74 sowie mit einem Leitrad 80 zusammen, wobei Pumpenrad 74, Turbinenrad 73 und Leitrad 80 gemeinsam den hydrodynamischen Kreis 75 bilden. Die Kopplungsanordnung 1 ist demnach als hydrodynamischer Drehmomentwandler 76 realisiert.
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Das zuvor erwähnte Leitrad 80 ist auf einem Freilauf 81 angeordnet, der in Achsrichtung zum einen durch eine antriebsseitige Leitradlagerung 82 und eine antriebsseitige Leitraddruckscheibe 84 positioniert ist, zum anderen durch eine abtriebsseitige Leitradlagerung 83 und eine abtriebsseitige Leitraddruckscheibe 86. In zumindest einer der beiden Leitraddruckscheiben 84, 86 ist der bereits erwähnte dritte Strömungsdurchgang 87 vorgesehen.
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Bevor auf die Wirkungsweise der vorliegenden Kupplungsvorrichtung 20 im einzelnen eingegangen wird, sei darauf hingewiesen, dass an der vom Gehäusedeckel 4 abgewandten Seite des Anpresselementes 15 ein Strömungsführungselement 96 vorgesehen ist. Dieses Strömungsführungselement 96 verfügt an seiner dem Anpresselement 15 zugewandten Seite über Distanzhalterungen 101, und ist mittels einer Vernietung 100 am Anpresselement 15 befestigt. Aufgrund der Distanzhalterungen 101 ergibt sich axial zwischen dem Anpresselement 15 und dem Strömungsführungselement 96 eine Strömungsrinne 97, die dazu befähigt ist, über einen Strömungsdurchgang 102 eingespeistes frisches Fluid nach radial außen bis unmittelbar an die Kupplungselemente 21, 22 zu leiten. Im radial äußersten Bereich greift das Strömungsführungselement 96 zumindest bis an den Außenumfang des Anpresselementes 15, und bietet demnach eine Abstützung 105, über welche das Strömungsführungselement 96 eine vom Anpresselement 15 übernommene Axialkraft auf die Kupplungselemente 21, 22 und damit auf das Gegenanpresselement 23 leitet. In Umfangsrichtung versetzt zu Anpressbereichen des Anpresselementes 15 gegenüber dem Strömungsführungselement 96 sind Strömungsdurchlässe 104 vorgesehen.
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Die Kupplungsvorrichtung 20 wirkt wie folgt:
- Durch Beaufschlagung der ersten Strömungsleitung 90 (1) mittels der Verteilerstation 94 gelangt frisches Fluid aus der Fluidquelle 95 über den ersten Strömungsdurchgang 14 in den ersten Druckraum 16, und verlagert damit das Anpresselement 15 aus seiner Ausrückposition in Richtung zu den Kupplungselementen 21 und 22 sowie dem Gegenanpresselement 23. Die das Kupplungselement 21 mit dem Gegenanpresselement 23 verbindenden, axial wirksamen Energiespeicher 32 (3) sind vorzugsweise vorgespannt, und zwar derart, dass sie zur Vermeidung unnötiger Schleppverluste den Abstand des Kupplungselementes 21 gegenüber dem Gegenanpresselement 23 zu erhöhen versuchen. Die zuvor geschilderte Axialbewegung des Anpresselementes 15 bei einem Überdruck im ersten Druckraum 16 bewirkt demnach eine Annäherung des Kupplungselementes 21 an das Gegenanpresselement 23 gegen die Wirkung der axial wirksamen Energiespeicher 32, bis schließlich eine Wirkverbindung zwischen dem Kupplungselement 21 und dem benachbarten Kupplungselement 22 zum einen und zwischen diesem Kupplungselement 22 und dem benachbarten Gegenanpresselement 23 hergestellt ist. In dieser sogenannten Einrückposition der Kupplungsvorrichtung werden vom Antrieb 3, also vom Kupplungsgehäuse 2 aufgenommene Drehmomente über die Kupplungsvorrichtung 20 und den mit dem Kupplungselement 22 drehfesten Torsionsschwingungsdämpfer 50 auf den Abtrieb 64 übertragen. Umgekehrt bewirkt eine Entlastung des ersten Druckraumes 16 durch Druckentlastung der ersten Strömungsleitung 90 bei gleichzeitigem Druckaufbau über die zweite Strömungsleitung 91 im zweiten Druckraum 17 eine Axialverlagerung des Anpresselementes 15 in Richtung zum Gehäusedeckel 4, wodurch die auf die Kupplungselemente 21, 22 und auf das Gegenanpresselement 23 ausgeübte Anpresskraft zumindest teilweise aufgehoben wird, so dass sich, unterstützt durch die Vorspannung der axial wirksamen Energiespeicher 32, das Kupplungselement 21 vom Kupplungselement 22 und das letztgenannte vom Gegenanpresselement 23 lösen kann. Mit Vorzug sind die axial wirksamen Energiespeicher 32 als Blattfederelemente 35 ausgebildet.
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Abweichend von der Darstellung in 3 zeigt 4 eine Ausführung der Kupplungsvorrichtung 20 mit einer höheren Anzahl an Kupplungslamellen 21a, 21b, 22a, 22b, die sich allerdings bezüglich ihrer Anbindung an andere Bauteile der Kopplungsanordnung 1 sowie im Hinblick auf deren Wirkprinzip nicht von der bereits geschilderten Ausführung in 3 unterscheiden.
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Wie 4 näher zeigt, verfügt auch bei dieser Ausführung das Gegenanpresselement 23 über Energiespeicheraufnahmen 31a für eine erste Vernietung 40a, durch welche eine Anbindung erster Energiespeicherenden 33a der axial wirksamen Energiespeicher 32a am Gegenanpresselement 23 erfolgen soll. Die zweiten Energiespeicherenden 34a der axial wirksamen Energiespeicher 32a sind indessen jeweils mittels einer Vernietung 41a mit den Energiespeicheraufnahmen 31b des Kupplungselementes 21a verbunden. Dieses Kupplungselement 21a ist darüber hinaus mit Energiespeicheraufnahmen 31c versehen, welche jeweils über eine erste Vernietung 40b jeweils mit einem ersten Energiespeicherende 33b eines axial wirksamen Energiespeichers 32b verbunden sind, der jeweils mit einem zweiten Energiespeicherende 34b und einer zweiten Vernietung 41b mit einer Energiespeicheraufnahme 31d des Kupplungselementes 21b verbunden ist. Auf diese Weise ist zum einen das erste Kupplungselement 21a mittels der axial wirksamen Energiespeicher 32a drehfest, aber axial verlagerbar am Gegenanpresselement 23 angebunden, während über die axial wirksamen Energiespeicher 32b das zweite Kupplungselement 21b am ersten Kupplungselement 21a drehfest, aber axial verlagerbar befestigt ist. Ebenso wie auch bei der Ausführung gemäß 3 sind die axial wirksamen Energiespeicher 32a, 32b jeweils als Blattfederelemente 35 ausgebildet, und mit Vorzug mit einer Vorspannung versehen, welche die beiden Kupplungselemente 21a und 21b ebenso auseinanderdrückt wie das Kupplungselement 21a gegenüber dem Gegenanpresselement 23. Aufgrund der jeweils drehfesten Verbindung sind logischerweise beide Kupplungselemente 21a und 21b als antriebsseitige Kupplungselemente 24 wirksam.
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Axial zwischen dem Gegenanpresselement 23 und dem ersten Kupplungselement 21a ist ein Kupplungselement 22a angeordnet, während axial zwischen dem ersten Kupplungselement 21a und dem zweiten Kupplungselement 21b ein weiteres Kupplungselement 22b vorgesehen ist. Beide Kupplungselemente 22a und 22b tragen jeweils beidseits Reibbeläge 27 mit Nutungen 28, und weisen eine Innenprofilierung 44 in Form jeweils einer Verzahnung auf, die in eine als Gegenverzahnung wirksame Außenprofilierung 54 des bereits erläuterten abtriebsseitigen Deckbleches 53 des Eingangsteils 51 des Torsionsschwingungsdämpfers 50 drehfest eingreift. Die Kupplungselemente 22a, 22b dienen demnach als abtriebsseitige Kupplungselemente 25.
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Bei einer Verlagerung des Anpresselementes 15 (1) in seine Einrückposition werden die beiden Kupplungselemente 21a und 21b aneinander angenähert, was in gleicher Weise auch bei dem zum Gegenanpresselement 23 benachbarten Kupplungselement 21a gegenüber dem Gegenanpresselement 23 erfolgt. Somit wird das Kupplungselement 22a zwischen dem Gegenanpresselement 23 und dem Kupplungselement 21a eingespannt, während das Kupplungselement 22b zwischen den beiden Kupplungselementen 21a und 21b eingespannt wird. Die Folge ist die Herstellung einer Wirkverbindung zwischen den Kupplungselementen 21a, 21b in Verbindung mit dem Gegenanpresselement 23 mit den Kupplungselementen 22a, 22b.
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Bei der Rückbewegung des Anpresselementes 15 in seine Ausrückposition wird die auf die Kupplungselemente 21a bis 22b ausgeübte Anpresskraft in Richtung zum Gegenanpresselement 23 zumindest teilweise aufgehoben, und dadurch die Wirkverbindung zwischen den einzelnen Kupplungselementen 21a bis 22b zumindest teilweise gelöst, zumal die axial wirksamen Energiespeicher 32a, 32b diesen Vorgang aufgrund ihrer Vorspannung unterstützen.
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Die Ausführungen nach 5 oder 6 weichen lediglich bezüglich Anbindung und Ausbildung der Energiespeicher 32' von der Ausführung nach 4 ab, weshalb diese Figuren lediglich im Hinblick auf die Energiespeicher 32 und 32' beschrieben werden soll. Bezüglich des übrigen Aufbaus und der Funktionsweise gleichen die Ausführungen nach 5 oder 6 derjenigen nach 4.
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Beginnend mit 5, sind die ersten Energiespeicherenden 33, 33' der Energiespeicher 32, 32' über eine erste Vernietung 40, 40' mit Energiespeicheraufnahmen 31, 31' des Gegenanpresselementes 23 befestigt. Während die zweiten Energiespeicherenden 34 der Energiespeicher 32 über eine zweite Vernietung 41 an Energiespeicheraufnahmen 31b am Kupplungselement 21a angreifen, sind die zweiten Energiespeicherenden 34' der Energiespeicher 32' über eine zweite Vernietung 41' mit Energiespeicheraufnahmen 31d des Kupplungselementes 21b verbunden. Da das Kupplungselement 21a einen geringeren Axialabstand zum Gegenanpresselement 23 aufweist als das Kupplungselement 21b, verfügen die Energiespeicher 32 über eine geringere Steigung zwischen ihren Energiespeicherenden 33, 34 als die Energiespeicher 32' zwischen deren Energiespeicherenden 33', 34'. Somit sind letztlich alle Kupplungselemente 21a, 21b axial verlagerbar, aber drehfest, am Gegenanpresselement 23 angebunden.
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Auch bei der Ausführung nach 6 sind Energiespeicher 32 und 32' mit unterschiedlicher Steigung zwischen den Energiespeicherenden 33, 33' und 34 vorgesehen. Abweichend von 5 sind jetzt allerdings alle Kupplungselemente 21a, 21b axial verlagerbar, aber drehfest, an Stiften 106, 106' Kupplungsgehäuses 2, insbesondere hierbei des Gehäusedeckels 4, angebunden. Hierzu sind die ersten Energiespeicherenden 33, 33' der Energiespeicher 32, 32' über die Stifte 106, 106' mit Energiespeicheraufnahmen 31, 31' des Gehäusedeckels 4 verbunden. Während die zweiten Energiespeicherenden 34 der Energiespeicher 32 über eine Vernietung 41 an Energiespeicheraufnahmen 31b am Kupplungselement 21a angreifen, sind die zweiten Energiespeicherenden 34' der Energiespeicher 32' über eine Vernietung 41' mit Energiespeicheraufnahmen 31d des Kupplungselementes 21 b verbunden. Da das Kupplungselement 21a einen geringeren Axialabstand zum Gehäusedeckel 4 aufweist als das Kupplungselement 21b, verfügen die Energiespeicher 32 über eine geringere Steigung zwischen ihren Energiespeicherenden 33, 34 als die Energiespeicher 32' zwischen deren Energiespeicherenden 33', 34'.
