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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kopplungsanordnung zur wahlweisen
Drehkopplung einer Eingangswelle, insbesondere eines Kompressors
in einem Fahrzeug, mit einem Antriebsorgan, insbesondere Antriebsrad
oder Antriebswelle, umfassend einen mit dem Antriebsorgan zur gemeinsamen
Drehung um eine Drehachse gekoppelten oder zu koppelnden ersten
Reibelemententräger, mit welchem die Reibelemente einer
ersten Gruppe von Reibelementen drehfest gekoppelt sind, einen mit
der Eingangswelle zur gemeinsamen Drehung um die Drehachse gekoppelten
oder zu koppelnden zweiten Reibelemententräger, mit welchem
die Reibelemente einer zweiten Gruppe von Reibelementen drehfest
gekoppelt sind, an einer ersten axialen Seite der beiden Gruppen
von Reibelementen an dem zweiten Reibelemententräger eine
Widerlagerplatte, an einer zweiten axialen Seite der beiden Gruppen
von Reibelementen eine durch einen Kraftspeicher in Richtung auf
die Reibelemente zu beaufschlagbare Anpressplatte, wobei der Kraftspeicher
in einem radial äußeren Abstützbereich
an einem mit dem zweiten Reibelemententräger in einem Verbindungsbereich
verbundenen Abstützelement axial abgestützt ist,
in einem radial inneren Betätigungsbereich zur Durchführung
von Betätigungsvorgängen axial beaufschlagbar
ist und in einem radial zwischen dem Abstützbereich und
dem Betätigungsbereich liegenden Beaufschlagungsbereich
die Anpressplatte beaufschlagt.
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Aus
der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung
DE 10 2007 003 449 ist
eine derartige Kopplungsanordnung bekannt, bei welcher die an den
antriebsseitig bzw. abtriebsseitig anzukoppelnden Reibelemententrägern
drehfest getragenen Reibelemente zwischen einer Widerlagerplatte
am zweiten Reibelemententräger und einer Anpressplatte einspannbar
sind, um ein Drehmoment zu übertragen. Die Anpressplatte
steht unter der Beaufschlagungswirkung eines als Membranfeder oder
Tellerfeder ausgebildeten Kraftspeichers. Dessen radial innen liegender
Bereich ist durch ein den zweiten Reibelemententräger mit
zwei oder mehreren Betätigungsabschnitten in dafür
vorgesehenen Öffnungen durchgreifendes Betätigungselement
beaufschlagbar. Um diese Beaufschlagungskraftwirkung axial auch
innerhalb des zweiten Reibelemententrägers über
das Abstützelement abstützen zu können,
ist dieses ringscheibenartige Abstützelement axial an einer
Radialschulter des zweiten Reibelemententrägers abgestützt.
Dabei erstreckt sich das Abstützelement von seinem radial äußeren
Bereich, wo es den Kraftspeicher in seinem Abstützbereich
axial stützt, nach radial innen bis zum Betätigungsbereich
des Kraftspeichers, also dessen radial inneren Endbereich.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kopplungsanordnung
zur wahlweisen Drehkopplung einer Eingangswelle, insbesondere eines
Kompressors in einem Fahrzeug, mit einem Antriebsorgan, insbesondere
Antriebsrad vorzusehen, bei welchem mit einfachen baulichen Maßnahmen eine
verbesserte Funktionalität erzielbar ist.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe gelöst durch eine Kopplungsanordnung zur
wahlweisen Drehkopplung einer Eingangswelle, insbesondere eines
Kompressors in einem Fahrzeug, mit einem Antriebsorgan, insbesondere
Antriebsrad oder Antriebswelle, umfassend:
- – einen
mit dem Antriebsorgan zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse
gekoppelten oder zu koppelnden ersten Reibelemententräger,
mit welchem die Reibelemente einer ersten Gruppe von Reibelementen
drehfest gekoppelt sind,
- – einen mit der Eingangswelle zur gemeinsamen Drehung
um die Drehachse gekoppelten oder zu koppelnden zweiten Reibelemententräger,
mit welchem die Reibelemente einer zweiten Gruppe von Reibelementen
drehfest gekoppelt sind,
- – an einer ersten axialen Seite der beiden Gruppen
von Reibelementen an dem zweiten Reibelemententräger eine
Widerlagerplatte,
- – an einer zweiten axialen Seite der beiden Gruppen
von Reibelementen eine durch einen Kraftspeicher in Richtung auf
die Reibelemente zu beaufschlagbare Anpressplatte, wobei der Kraftspeicher
in einem radial äußeren Abstützbereich an
einem mit dem zweiten Reibelemententräger in einem Verbindungsbereich
verbundenen Abstützelement axial abgestützt ist,
in einem radial inneren Betätigungsbereich zur Durchführung
von Betätigungsvorgängen axial beaufschlagbar
ist und in einem radial zwischen dem Abstützbereich und
dem Betätigungsbereich liegenden Beaufschlagungsbereich
die Anpressplatte beaufschlagt.
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Dabei
ist weiter vorgesehen, dass der Kraftspeicher einen Ringkörper
und von diesem nach radial innen sich erstreckende Betätigungsarmabschnitte
aufweist und dass der Verbindungsbereich radial im Bereich der Angrenzung
der Betätigungsarmabschnitte an den Ringkörper
liegt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Aufbau einer Kopplungsanordnung
erstreckt sich also das Abstützelement nach radial innen
nicht bis zum Betätigungsbereich des Kraftspeichers, sondern
nur bis zu demjenigen Bereich, in welchem die Betätigungsarmabschnitte
an den Ringkörper angrenzen, also der Übergang
zwischen Ringkörper und Betätigungsarmabschnitten
liegt. Dies bedeutet, dass das Abstützelement eine vergleichsweise
geringe radiale Erstreckung aufweist und somit bei axialer Belastung einerseits
im eingerückten Zustand und andererseits bei Durchführung
von Betätigungsvorgängen auf Grund günstigerer
Hebelverhältnisse nur einer geringeren Verformung unterliegt.
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Weiter
kann die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem eingangs
genannten Aufbau einer Kopplungsanordnung vorsehen, dass das Abstützelement
mit dem zweiten Reibelemententräger durch Gewindeeingriff
verbunden ist. Durch die gewindeartige Anbindung des Abstützelements
an den zweiten Reibelemententräger wird einerseits der
vorangehend genannte Aspekt begünstigt bzw. ermöglicht,
nämlich die Verlagerung des Anbindungsbereichs vergleichsweise
weit nach radial außen. Andererseits ermög licht
die Gewindeverbindung eine definierte Variation der Axialpositionierung
des Abstützelements bezüglich des zweiten Reibelemententrägers
und somit auch eine Einstellung der Kraftwirkung des Kraftspeichers
auf die Anpressplatte.
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Gemäß einem
weiteren sehr vorteilhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung kann
eine gattungsgemäß aufgebaute bzw. mit dem vorangehend beschriebenen
Aufbau ausgeführte Kopplungsanordnung so ausgebildet sein,
dass der Kraftspeicher in seinem Betätigungsbereich vermittels
eines mit diesem im Wesentlichen über seinen gesamten Innenumfangsbereich
zusammenwirkenden Betätigungsorgans beaufschlagbar ist.
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Da
bei diesem Aufbau also der Kraftspeicher in seinem im Wesentlichen
gesamten Innenumfangsbereich durch das Betätigungsorgan
belastet wird, wird eine sehr gleichmäßige Krafteinleitung
erreicht. Insbesondere wenn der Kraftspeicher mit einem Ringkörper
und von diesem nach radial innen greifenden Betätigungsarmabschnitten
ausgeführt ist, bedeutet dies, dass das Betätigungsorgan
im Wesentlichen alle Betätigungsarmabschnitte gleichmäßig
belasten kann.
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Dies
kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass das Betätigungsorgan
in seinem mit dem Kraftspeicher zusammenwirkenden Bereich ringartig ausgebildet
ist, so dass auf eine definierte Radialpositionierung des Betätigungsorgans
an sich nicht geachtet werden muss.
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Gemäß einem
weiteren Erfindungsaspekt kann eine Kopplungsanordnung mit dem gattungsgemäßen
Aufbau so ausgebildet sein, dass der Kraftspeicher bezüglich
des zweiten Reibelemententrägers im Wesentlichen drehfest
gehalten ist. Dies stellt sicher, dass insbesondere auch zur Einleitung
einer Betätigungskraft bzw. zur Belastung der Anpressplatte
der Kraftspeicher in einer definierten Drehpositionierung gehalten
ist und sich auch im Betrieb nicht undefiniert verdrehen kann.
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Die
drehfeste Positionierung des Kraftspeichers kann beispielsweise
dadurch erzielt werden, dass der Kraftspeicher einen Ringkörper
und von diesem nach radial innen sich erstreckende Betätigungsarmabschnitte
aufweist und dass der zweite Reibelemententräger in Zuordnung
zu wenigstens einem Teil der Betätigungsarmabschnitte diese
aufnehmende Drehkopplungsaussparungen aufweist. Hierzu können
also in ihrer Anzahl der Anzahl an Betätigungsarmabschnitten
entsprechende Drehsicherungsaussparungen vorgesehen sein, so dass
jeweils ein Betätigungsarmabschnitt in einer Drehsicherungsaussparung
aufgenommen ist. Selbstverständlich ist es möglich,
mehrere Betätigungsarmabschnitte in einer Drehsicherungsaussparung zu
positionieren.
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Um
eine Wechselwirkung des Kraftspeichers in seinem radial inneren
Bereich mit dem Betätigungsorgan zu gewährleisten,
wird weiter vorgeschlagen, dass in dem zweiten Reibelemententräger ein
das Betätigungsorgan aufnehmender und zu den Drehkopplungsaussparungen
offener Verschieberaum für das Betätigungsorgan
vorgesehen ist. Ist das Betätigungsorgan in seinem mit
dem Kraftspeicher zusammenwirkenden Bereich ringartig ausgestaltet,
so ist vorteilhafterweise auch der Verschieberaum ringartig ausgebildet.
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Um
die durch eine Betätigungsanordnung erzeugte Betätigungskraft
für den Kraftspeicher in baulich einfacher Weise auf diesen übertragen
zu können, wird vorgeschlagen, dass das Betätigungsorgan ein über
ein im Wesentlichen nicht in dem Verschieberaum angeordnetes Drehkopplungslager
beaufschlagbares Betätigungselement umfasst.
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Bei
einer alternativen axial sehr kurz bauenden Ausgestaltungsvariante
kann vorgesehen sein, dass das Betätigungsorgan ein im
Wesentlichen in dem Verschieberaum angeordnetes Drehentkopplungslager
umfasst.
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Zur
Zufuhr von Schmierfluid, beispielsweise Öl, zu den bei
einer Kopplungsanordnung vergleichsweise stark belasteten Reibelementen
wird weiter vor geschlagen, dass in dem zweiten Reibelemententräger
ein zentraler Schmierfluidraum gebildet ist und dass der zentrale
Schmierfluidraum über eine Mehrzahl von nach radial außen
führenden Öffnungen zu dem Bereich der Reibelemente
offen ist. Dabei ist weiterhin vorteilhafterweise vorgesehen, dass
in dem Betätigungsorgan eine Mehrzahl von den Schmierfluiddurchtritt
nach radial außen zulassenden Öffnungen vorgesehen
ist.
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Ein
definierter Übergang von einem Einrückzustand
zu einem Ausrückzustand mit entsprechender reibmäßiger
Freigabe der Reibelemente kann dadurch erlangt werden, dass eine
zwischen der Anpressplatte und dem zweiten Reibelemententräger wirkende
Luftfeder vorgesehen ist.
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Da
zum Bereitstellen der verschiedenen Funktionsbereiche der zweite
Reibelemententräger mit einer Vielzahl von Öffnungen,
Aussparungen bzw. Formationen auszubilden ist, kann es aus fertigungstechnischen
Gründen vorteilhaft sein, wenn der zweite Reibelemententräger
zwei miteinander fest verbundene Teile umfasst, wobei ein erstes
Teil des zweiten Reibelemententrägers einen Verzahnungsbereich
zur drehfesten Kopplung mit den Reibelementen der zweiten Gruppe
von Reibelementen aufweist und ein zweites Teil des zweiten Reibelemententrägers
mit der Eingangswelle gekoppelt oder zu koppeln ist.
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Auch
dabei kann vorgesehen sein, dass das erste Teil und das zweite Teil
durch Gewindeeingriff miteinander verbunden sind.
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Um
insbesondere den Verschieberaum für ein mit dem Kraftspeicher
zusammenwirkendes Betätigungsorgan in einfacher Weise bereitstellen
zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass das erste Teil
den Verschieberaum im Wesentlichen nach radial außen begrenzt
und das zweite Teil den Verschieberaum im Wesentlichen nach radial
innen begrenzt.
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Der
Schmierfluidraum ist vorteilhafterweise in dem mit der Eingangswelle
ge koppelten oder zu koppelnden zweiten Teil ausgebildet, so dass
aus einem Kanal in der Eingangswelle austretendes Schmierfluid unmittelbar
in diesen Schmierfluidraum im zweiten Teil eintreten kann.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
Längsschnittansicht einer Kopplungsanordnung bei einem
Kompressor in einem Fahrzeug, geschnitten längs einer Linie
I-I in 4;
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2 eine
der 1 entsprechende Längsschnittansicht,
geschnitten längs einer Linie II-II in 4;
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3 eine
der 1 entsprechende Längsschnittansicht,
geschnitten längs einer Linie III-III in 4;
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4 eine
Querschnittansicht einer erfindungsgemäßen Kopplungsanordnung
bei einem Kompressor in einem Fahrzeug, geschnitten längs einer
Linie IV-IV in 2;
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5 eine
Teil-Explosionsdarstellung des abtriebsseitigen Bereichs einer Kopplungsanordnung;
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6 eine
Teil-Längsschnittdarstellung einer Kopplungsanordnung im
Einrückzustand;
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7 eine
der 6 entsprechende Längsschnittdarstellung
einer Kopplungsanordnung im Ausrückzustand.
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In
den 1 bis 4 ist eine als so genannte Lamellenkupplung
ausgeführte Kopplungseinrichtung 10 dargestellt,
durch welche ein Drehmoment zwischen einem Antriebsorgan 12,
beispielsweise Antriebsrad oder Antriebswel le, und einer Eingangswelle 14 eines
allgemein mit 16 bezeichneten Kompressors für
ein Fahrzeug vorgesehen ist. Die Eingangswelle 14 des Kompressors,
die beispielsweise als Kurbelwelle ausgeführt sein kann,
ist in einem Kompressorgehäuse 18 über
eine Mehrzahl von Lagerungen 20, beispielsweise Gleitlagerungen
oder Wälzkörperlagerungen, um eine Drehachse A
drehbar gelagert. In der Eingangswelle 14 ist zumindest ein Ölkanal 22 ausgebildet, über
welchen durch die Eingangswelle 14 hindurch Öl
als Schmierfluid zu den verschiedenen Lagerungen und auch zu dem
in den 1 bis 3 erkennbaren axialen Endbereich 24 geleitet
wird, in welchem die Eingangswelle 14 vermittels einer
Hirthverzahnungsformation 26 mit der nachfolgend beschriebenen
Kopplungsanordnung 10 verbunden ist.
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Die
Kopplungsanordnung 10 umfasst als Eingangsbereich einen
mit dem Antriebsorgan beispielsweise durch Vernietung fest verbundenen, topfartigen
ersten Reibelemententräger 28. In seinem radial äußeren,
verzahnungsartig ausgebildeten Bereich 30 trägt
der erste Reibelemententräger 28 die Reibelemente 32 einer
ersten Gruppe 34 von Reibelementen drehfest, jedoch in
Richtung der Drehachse A bewegbar.
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Ein
zweiter Reibelemententräger 36 trägt
in seinem radial äußeren, ebenfalls verzahnungsartig ausgebildeten
Bereich 38 Reibelemente 40 einer zweiten Gruppe 42 von
Reibelementen drehfest, jedoch in Richtung der Drehachse A bewegbar.
Man erkennt, dass immer ein Reibelement 32 der ersten Gruppe 34 und
ein Reibelement 40 der zweiten Gruppe 42 einander
abwechselnd angeordnet sind.
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Der
zweite Reibelemententräger 36 ist durch die Hirthverzahnungsformation 26 vermittels
eines Schraubbolzens 44 fest an den Endbereich 24 der Eingangswelle 14 angekoppelt.
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Eine
ringscheibenartig ausgebildete Widerlagerplatte 48 ist
an einer dem Kompressor 16 zugewandten ersten axialen Seite 50 der
beiden Gruppen 34, 42 vom Reibelementen angeordnet.
Die Widerlagerplatte 48 ist durch Schraubbolzen oder dergleichen
mit dem ersten Reibelemententräger 36 fest verbunden,
könnte beispielsweise aber auch integral an diesem ausgebildet
sein. An der Widerlagerplatte 48 stützen sich
die beiden Gruppen 34, 42 von Reibelementen axial
ab, wenn sie unter Belastung einer an einer zweiten axialen Seite 52 der
beiden Gruppen 34, 42 von Reibelementen angeordneten
Anpressplatte 54 stehen. Die Anpressplatte 54 liegt
im radialen Bereich der beiden Gruppen 34, 42 von
Reibelementen und wird durch einen Kraftspeicher 56 axial
belastet.
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Der
in der 5 in perspektivischer Explosionsansicht erkennbare
Kraftspeicher 56 ist nach Art einer Membranfeder ausgebildet
und weist einen radial äußeren Ringkörper 58 sowie
eine Mehrzahl sich von dem Ringkörper 58 nach
radial innen erstreckender Betätigungsarmabschnitte 60 auf.
Im Einbauzustand liegt der Kraftspeicher 58 axial zwischen
der Anpressplatte 56 und einem an dem zweiten Reibelemententräger 36 ebenfalls
an der zweiten, kompressorabgewandten Seite 52 der beiden
Gruppen 34, 42 von Reibelementen festgelegten
ringartigen Abstützelement 62. Das ringartige
Abstützelement 62 ist mit dem zweiten Reibelemententräger 36 durch eine
Gewindeverbindung in einem Verbindungsbereich 63 fest verbunden,
weist also an seinem Innenumfangsbereich 64 ein Gewinde
auf, das auf ein entsprechendes Gewinde an einem Außenumfangsbereich 66 des
zweiten Reibelemententrägers 36 aufgeschraubt
werden kann.
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Der
Kraftspeicher 56 stützt sich axial an dem Abstützelement 62 in
einem radial außen liegenden Abstützbereich 68 ab.
In seinem radial inneren Endbereich bildet der Kraftspeicher 56 mit
den radial inneren Endbereichen der Betätigungsarmabschnitte 60 einen
Betätigungsbereich 70, in welchem der Kraftspeicher 52 zur
Durchführung von Betätigungsvorgängen
beaufschlagbar und dabei axial bewegbar ist. In einem dazwischen
liegenden Beaufschlagungsbereich 72, der am radial inneren
Endbereich des Ringkörpers 58 liegen kann, belastet
der Kraftspeicher 56 einen ringartigen Schneidenbereich 74 der
Anpressplatte 54 und presst dabei unter axialer Abstützung
am Abstützelement 62 die Anpressplatte 54 in
Richtung auf die beiden Gruppen 34, 42 von Reibelementen
zu. Diese Belastung erfolgt unter der Gegenwirkung einer beispielsweise
als Tellerfeder ausgebildeten Luftfeder 76, die zwischen
dem radial inneren Bereich der Anpressplatte 54 und dem
zweiten Reibelemententräger 36 angeordnet ist
und wirkt.
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Man
erkennt in den Figuren, dass die Verbindung des ringartigen Abstützelements 62 mit
dem zweiten Reibelemententräger 36 in einem radialen Bereich
liegt, in welchem beim Kraftspeicher 56 der Übergang
vom Ringkörper 58 zu den Betätigungsarmabschnitten 60 liegt.
Dies hat zur Folge, dass das ringartige Abstützelement 62 in
radialer Richtung vergleichsweise kurz gebaut ist und unter der
Belastung des Kraftspeichers 56 nur einer geringen Ausweichbewegung
in Richtung von der Anpressplatte 54 weg unterliegt. Diese
Ausgestaltung wird dadurch begünstigt, dass das ringartige
Abstützelement 62 mit dem zweiten Reibelemententräger 36 durch
Formschluss, im konkreten Beispiel Gewindeeingriff, verbunden ist,
wobei dieser Gewindeeingriff weiter eine definierte Einstellung
der Axialpositionierung des Abstützelements 62 bezüglich
des zweiten Reibelemententrägers 36 und somit
eine entsprechend definierte Einstellung der Vorspannwirkung des
Kraftspeichers 56 ermöglicht. Wird hier beispielsweise
eine definierte Vorspannwirkung, d. h. definierte Drehpositionierung
des Abstützelements 62 erlangt, kann dieses beispielsweise
durch Anbringen eines Punktschweißpunktes gegen eine undefinierte
Verdrehung am zweiten Reibelemententräger 36 arretiert
werden. Grundsätzlich kann aber auch die Gewindeverbindung
zwischen diesen beiden Bauteilen selbsthemmend ausgebildet sein.
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Zur
Durchführung von Betätigungsvorgängen
ist der Kopplungsanordnung 10 eine Betätigungsanordnung 80 zugeordnet.
Diese mit Bezug auf die 3 detaillierter erläuterte
Betätigungsanordnung 80 umfasst im Kompressorgehäuse 18 einen
ringartigen Zylinder 82 in welchem ein entsprechend ringartig
geformter Kolben 84 axial bewegbar ist. Durch eine nicht
dargestellte Zuführleitung kann Druckmedium, also beispielsweise
Druckluft, in den Zylinder 82 eingeleitet werden und dabei
eine Axiallast auf den Kolben 84 ausüben, um diesen
axial in Richtung auf die Kopplungsanordnung 10 zu zu verschieben. Über
ein Drehentkopplungslager 86 belastet der Kolben 84 ein
ebenfalls ringartig ausgebildetes Betätigungselement 88.
Im zweiten Reibelemententräger 36 ist im Wesentlichen
radial innerhalb der Widerlagerplatte 48 und auch der beiden
Gruppen 34, 42 von Reibelementen ein in Richtung
zu dem Drehentkopplungslager 88 axial offener, ringartiger Verschieberaum 90 ausgebildet.
In diesem ringartigen Verschieberaum 90 erstreckt sich
der ringartige, vorzugsweise zylindrisch ausgebildete Betätigungsbereich 92 des
Betätigungselements 88, mit welchem dieses auf
den radial innen liegenden Betätigungsbereich 70 des
Kraftspeichers 56 einwirkt.
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Um
die Wechselwirkung des Betätigungsabschnitts 92 mit
den radial inneren Endbereichen der Betätigungsarmabschnitte 60 des
Kraftspeichers 56 zu ermöglichen, sind in dem
zweiten Reibelemententräger 36 in Zuordnung zu
den Betätigungsarmabschnitten 60 nach radial außen
und axial offene Drehkopplungsaussparungen 94 ausgebildet.
Jeder der Betätigungsarmabschnitte 60 liegt im
Wesentlichen ohne Umfangsbewegungsspiel in einer derartigen Drehkopplungsaussparung 94,
so dass eine definierte Umfangspositionierung des Kraftspeichers 56 vorgegeben
wird und im zusammengefügten Zustand auch nicht verlassen
werden kann. Die Drehkopplungsaussparungen 94 sind in ihren
radial inneren Bereichen zum Verschieberaum 90 offen, so dass
in diesem Bereich die radial durch diese Drehkopplungsaussparungen 94 sich
hindurch erstreckenden Betätigungsarmabschnitte 60 sich
auch in den Bereich des Verschieberaums 90 und somit des Betätigungsabschnitts 92 des
Betätigungselements 88 erstrecken können.
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Durch
diese vorangehend erläuterte Ausgestaltung ist einerseits
eine definierte und gegen Verdrehen gesicherte Positionierung des
Kraftspeichers 56 sichergestellt. Andererseits ist sichergestellt,
dass dieser über seinen gesamten Innenumfangsbereich, also
im Bereich aller Betätigungsarmabschnitte 60, durch
das Betätigungselement 88 axial belastet werden
kann. Dies stellt eine über den Umfang verteilt gleichmäßige
Axialbelastung des Kraftspeichers 56 bei Durchführung
von Betätigungsvorgängen, insbesonde re Ausrückvorgängen,
sicher.
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Der Übergang
zwischen einem eingerückten Zustand und einem ausgerückten
Zustand ist durch einen Vergleich der 6 und 7 erkennbar.
Die 6 zeigt den eingerückten Zustand, in
welchem der Kolben 84 der Betätigungsanordnung 80 maximal
in den Zylinder 82 hineinverlagert ist, und zwar auch unter
der Krafteinwirkung des Kraftspeichers 56, welche für
das Betätigungselement 88 und das Drehentkopplungslager 86 auf
den Kolben 84 übertragen wird. Durch die Belastung
der Anpressplatte 54 im Beaufschlagungsbereich 72 presst
der Kraftspeicher 56 die Anpressplatte 54 gegen
die beiden Gruppen 34, 42 von Reibelementen, die
sich wiederum an der Widerlagerplatte 48 axial abstützen.
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Wird
durch Druckfluidzufuhr der Kolben 84 im Zylinder 82 axial
auf die Kopplungsanordnung 10 zu bewegt, so wird auch über
das Drehentkopplungslager 86 das Betätigungselement 88 axial
verschoben, so dass dieses mit seinem Betätigungsabschnitt 92 sich
weiter in den Verschieberaum 90 hineinverschiebt. Da dieser,
wie vorangehend dargelegt, zum radial inneren Bereich der Drehkopplungsaussparungen 94 offen
ist, kann er den Betätigungsbereich 70, also die
radial inneren Enden der Betätigungsarmabschnitte 60 des
Kraftspeichers 56, axial belasten. Dieser bewegt sich dabei
radial innen und auch in seinem Beaufschlagungsbereich 72 in
Richtung von der Widerlagerplatte 48 weg und mindert somit die
axiale Belastung der Anpressplatte 54. Durch die Vorspannwirkung
der Luftfeder 76 folgt die Anpressplatte 54 der
Axialverlagerung des Kraftspeichers 56 und gibt dabei die
beiden Gruppen 34, 42 von Reibelementen zur Relativdrehung
frei.
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In
dem in 7 gezeigten Ausrückzustand wird die Betätigungskraft,
also die durch die Betätigungsanordnung 80 erzeugte
Ausrückkraft axial über das Kompressorgehäuse 18 einerseits
und durch die axiale Belastung des zweiten Reibelemententrägers 36 die
Kompressoreingangswelle 14 und deren Lager andererseits
abgestützt. In dem in 6 gezeigten
Einrückzustand findet eine derartige Kraftwechselwirkung
mit dem Kompressor 16 nicht statt.
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Die
Einrückkraft, erzeugt durch den Kraftspeicher 56,
wird innerhalb der Kopplungsanordnung 10, insbesondere über
den zweiten Reibelemententräger 36, vollständig
aufgenommen. In diesem Zustand entsteht also keine die Lager der
Eingangswelle 14 des Kompressors 16 verstärkt
belastende Kraftwirkung. Dies ist besonders vorteilhaft, da im Einrückzustand
der Kopplungsanordnung 10 ein Drehmoment auf die Eingangswelle 14 übertragen
und diese somit in Rotation versetzt werden kann. Im Drehbetrieb
der Eingangswelle 14 ist somit die Belastung der diese
lagernden Lagerungen vergleichsweise gering. Im Ausrückzustand
der Kopplungsanordnung 10 wird im Allgemeinen kein Drehmoment
auf die Eingangswelle 14 übertragen, so dass deren
Lagerungen zwar stärker axial belastet sind, mangels Rotation
der Eingangwelle 14 jedoch nur eine statische, jedoch nicht
zu Verschleiß führende dynamische Lagerbelastung
vorhanden ist.
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Gemäß einem
weiteren sehr vorteilhaften Aspekt des erfindungsgemäßen
Aufbaus wird über den in der 2 erkennbaren
Kanal 22 Schmierfluid, also beispielsweise Öl,
nicht nur zu den Lagerungen der Eingangswelle 14 geleitet,
sondern auf Grund der Tatsache, dass der Kanal 22 stirnseitig
am Endbereich 24 der Eingangswelle 14 offen ist,
auch in einen zentral im zweiten Reibelemententräger 36 gebildeten
Schmierfluidraum 100. Dieser ist zur Stirnseite der Eingangswelle 14 axial
offen und nimmt somit das aus dem Kanal 22 austretende
Fluid auf. Dieses Fluid gelangt im Angrenzungsbereich des zweiten Reibelemententrägers 36 an
die Eingangswelle 14 auch in den Bereich der Hirthverzahnungsformation 26,
wo beispielsweise durch eine Einsatzhülse dafür gesorgt
werden kann, dass trotz der Erzeugung der drehfesten Kopplung radiale
Durchlässe gebildet sind, die den Austritt von Schmierfluid
in diesem Bereich nach radial außen zulassen. Dieses Schmierfluid
gelangt dann in den Angrenzungsbereich des Betätigungselements 88 an
das Kompressorgehäuse 18. Zumindest dann, wenn
zum Durchführen von Ausrückvorgängen
das Betätigungselement 88 axial vom Kompressorgehäuse 18 weg
verschoben ist, entsteht hier ein Durchlass, welcher den Durchtritt von
Schmierfluid nach radial außen direkt in den Be reich des
Drehentkopplungslagers 86 gewährleistet. Hier übernimmt
also das Betätigungselement 88 mit seinem zum
Drehentkopplungslager 86 führenden, ringartigen
Abschnitt auch die Funktionalität der Schmierfluidführung
in Richtung zum Drehentkopplungslager 86, so dass dieses
Drehentkopplungslager 86 definiert geschmiert werden kann.
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Man
erkennt in den Figuren weiter, dass im zweiten Reibelemententräger 36 ausgehend
vom zentral darin angeordneten Schmierfluidraum 100 eine
Vielzahl von Öffnungen 102 nach radial außen führt.
Diese Öffnungen 102 können beispielsweise durch
das Einbringen von den zweiten Reibelemententräger 36 radial
vollständig durchsetzenden Bohrungen erzeugt werden. Dies
bedeutet, dass diese Öffnungen 102 sowohl radial
innerhalb, als auch radial außerhalb des Verschieberaums 90 liegen
und grundsätzlich der Schmierfluiddurchtritt vom Schmierfluidraum 100 nach
radial außen durch den Betätigungsabschnitt 92 des
Betätigungselements 88 beeinträchtigt
wäre. Dieses weist jedoch an mehreren Umfangspositionen
in der 1 erkennbare Öffnungen 104 auf,
welche den Durchtritt des Schmierfluids vom Schmierfluidraum 100 über
die Öffnungen 102 nach radial außen direkt
in den Bereich der beiden Gruppen 34, 42 von Reibelementen zulassen.
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Das
in den Bereich des Drehentkopplungslagers 86 und in den
Bereich der beiden Gruppen 34, 42 von Reibelementen
gelangte Schmierfluid kann dann nach weiterer Verlagerung nach radial
außen über einen durch das Kompressorgehäuse 18 und ein
weiteres Wellengehäuse 106 begrenzten Strömungsraum 108 zu
einem Schmierfluidsumpf gelangen.
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Es
ist darauf hinzuweisen, dass selbstverständlich bei den
vorangehend auch mit Bezug auf die Figuren beschriebenen Ausgestaltungsvarianten verschiedenste Änderungen
möglich sind, ohne von den Prinzipien der vorliegenden
Erfindung abzuweichen. So könnte bei einer aus fertigungstechnisch besonders
vorteilhaften Ausgestaltungsvariante der zweite Reibelemententräger
grundsätzlich aus zwei Teilen aufgebaut sein. Ein äußeres
erstes Teil kann dabei den verzahnungsartig ausgebildeten Bereich 38 umfassen,
im Wesentlichen also den außerhalb des Verschieberaums 90 liegenden
Bereich des in den Figuren gezeigten zweiten Reibelemententrägers 36.
An diesem Teil wäre dann beispielsweise auch die Anpressplatte 54 radial
getragen bzw. axial verschiebbar. Ein weiteres inneres Teil umfasst
denjenigen Bereich, der im Wesentlichen radial innerhalb des Verschieberaums 90 liegt
bzw. auch dessen axiales Ende bildet. Dieses Teil ist dann durch
die Hirthverzahnungsformation 26 an die Eingangswelle 14 anzubinden
und trägt, wie vorangehend bereits dargelegt, das ringartig
ausgebildete Abstützelement 62 durch Gewindeverbindung.
Auch hier kann nach dem Aufschrauben und Positionieren in der gewünschten Positionierung
eine feste Verbindung, beispielsweise durch Anbringen eines Punktschweißpunktes,
vorgesehen werden, um eine Relativdrehung zwischen dem Abstützelement 62 und
diesem inneren Teil des zweiten Reibelemententrägers 36 im
Rotationsbetrieb zu verhindern.
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Auch
die beiden vorangehend erläuterten Teile des zweiten Reibelemententrägers 36 könnten dann
durch Gewindeverbindung miteinander verbunden sein. Auch diese Gewindeverbindung
kann nach dem Herstellen desselben durch Verschweißung
blockiert werden. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, diese
beiden Teile miteinander durch Verschweißung fest zu verbinden
und beispielsweise Axialanschläge vorzusehen, die dann
eine definierte Positionierung beim Zusammenfügen vorgeben.
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In
dem inneren Teil des zweiten Reibelemententrägers 36 können
dann im Wesentlichen auch die für den Durchgriff der Betätigungsarmabschnitte 60 des
Kraftspeichers 56 nach radial innen und auch für die
Drehkopplung des Kraftspeichers 56 vorgesehenen Drehkopplungsaussparungen 94 vorgesehen sein.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Variation, die insbesondere in Kombination
mit der zweiteiligen Ausgestaltung des inneren Reibelemententrägers 36 vorteilhaft
ist, kann weiter vorgesehen sein, dass das Drehentkopplungslager 86, über
welches der Kolben 84 auf die Betätigungsarmabschnitte 60 einwirken kann,
in den axialen Bereich des zweiten Reibelemententrägers,
insbesondere den Verschieberaum 90 integriert ist. Es kann
dabei dann das in den Figuren erkennbare Betätigungselement 88 vollständig entfallen.
Vielmehr kann das Drehentkopplungslager 86 direkt auf die
radial inneren Bereiche, also die Betätigungsabschnitte 70 der
Betätigungsarmabschnitte 60 einwirken, die sich
hierzu beispielsweise in axialer Richtung abgebogen in den Verschieberaum 90 erstrecken.
Dies gestattet eine axial sehr kompakte Bauweise und führt
weiter zu dem Vorteil, dass das Drehentkopplungslager 86 in
einem Bereich liegt, in welchem das in den Schmierfluidraum 100 eingeleitete
und durch die Öffnungen 102 nach radial außen auch
durch den Verschieberaum 90 hindurchströmende
Fluid unmittelbar auch das Drehentkopplungslager 86 umströmt
und somit schmiert.
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Weiter
kann vorgesehen sein, dass der Kraftspeicher nicht nur ein beispielsweise
als Membranfeder ausgebildetes Federelement aufweist, wie in den Figuren
gezeigt, sondern ein ganzes Federpaket mit zwei, drei oder mehr
axial aufeinander folgend angeordneten und im Wesentlichen gleich
gestalteten Federelementen aufweist. Auch kann dem Kolben 84 eine
sich an diesem und einem Bodenbereich des Zylinders 82 abstützende
Vorspannfeder, beispielsweise Tellerfeder, zugeordnet sein, um den
Kolben 84 gegen das Drehentkopplungslager 86 vorzuspannen
und somit das Entstehen von Spiel zu vermeiden.
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Es
sei noch darauf hingewiesen, dass die vorangehend erläuterten
Variationsmöglichkeiten, insbesondere die zweiteilige Ausgestaltung
des zweiten Reibelemententrägers 36 und die Integration
des Drehentkopplungslagers 86 in den axialen Bereich des
zweiten Reibelemententrägers 86, also den radial
dann etwas größer gestalteten Verschieberaum 90,
in Verbindung mit den vorangehend ebenfalls erläuterten
weiteren Erfindungsaspekten besonders vorteilhaft sind, grundsätzlich
aber auch eigenständige Erfindungsaspekte darstellen, die
nicht notwendigerweise kombiniert sein müssen damit, dass
das Abstützelement 62 mit dem zweiten Reibelemententräger 36 durch Gewindeverbindung
verbunden ist, dass der Verbindungsbereich zwischen dem Abstützelement 62 und
dem zweiten Reibelemententräger 36 radial im Bereich
des Anschlusses der Betätigungsarmabschnitte 60 an
den Ringkörper liegt bzw. dass ein Betätigungsorgan,
also beispielsweise das Betätigungselement 88 oder
dass das Drehentkopplungslager 86, mit dem Kraftspeicher
bzw. dessen Betätigungsarmabschnitten über den
gesamten vorhandenen Innenumfangsbereich zusammenwirken kann.
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Die
vorliegende Erfindung sieht einen Aufbau einer Kopplungsanordnung
vor, mit welchem in zuverlässiger Art und Weise ein Drehmoment
zwischen einem Antriebsorgan, also einem Nebenabtriebsbereich eines
Antriebsaggregats, wie zum Beispiel einer Brennkraftmaschine oder
dergleichen und einer Eingangswelle eines Kompressors übertragen werden
kann. Dabei können auf Grund der konstruktiven Ausgestaltung
Betätigungskräfte definiert eingestellt werden
und unterliegen nicht irgendwelchen undefinierten Verformungszuständen
von Komponenten der Kopplungseinrichtung. Ferner kann eine definierte
Schmierfluidzufuhr zu den besonders stark belasteten Bereichen der
Kopplungsanordnung bzw. einer dieser zugeordneten Betätigungsanordnung
erzielt werden. Da Schmierfluid von radial innen zugeführt
wird, kann die Schmierwirkung durch eine definierte Förderung
nach radial außen auch unter Fliehkrafteinwirkung verstärkt
werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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