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Die Erfindung betrifft eine Kopplungsanordnung mit einem Gehäuse zur Aufnahme einer Kupplungseinrichtung, die wenigstens ein in einer Führung des Gehäuses aufgenommenes antriebsseitiges Kupplungselement, wenigstens ein abtriebsseitiges Kupplungselement, wenigstens ein Anpresselement für die Kupplungselemente sowie wenigstens einen Axialanschlag für die Kupplungselemente aufweist, von denen das Anpresselement sowie die Kupplungselemente in Bezug zum Gehäuse relativ bewegbar aufgenommen sind, während der ortsfeste Axialanschlag radial in den Erstreckungsbereich der Kupplungseinrichtung ragt. Durch die Kupplungseinrichtung soll in einem ersten Betriebszustand, bei dem das Anpresselement eine zum Axialanschlag gerichtete Anpresskraft auf die Kupplungselemente ausübt, eine Verbindung zwischen dem Gehäuse und einem Abtrieb zumindest im Wesentlichen hergestellt werden, während in einem zweiten Betriebszustand ohne die zum Axialanschlag gerichtete Anpresskraft des Anpresselementes die Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Abtrieb zumindest im Wesentlichen aufgehoben ist.
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Eine derartige Kopplungsanordnung ist durch die
DE 35 43 013 A1 , insbesondere
4, bekannt. Das Gehäuse der als hydrodynamischer Drehmomentwandler mit Pumpen-, Turbinen- und Leitrad ausgebildeten Kopplungsanordnung ist in Achsrichtung mehrteilig ausgebildet, nämlich mit einer das Pumpenrad aufnehmenden Gehäuseschale und mit einem die Gehäuseschale axial verschließenden Gehäusedeckel. Gehäuseschale und Gehäusedeckel weisen an ihren dem jeweils anderen Gehäuseteil zugewandten Seiten jeweils einen Radialflansch auf, um mittels einer Verschraubung eine Verbindung untereinander zu erzeugen. Im axialen Erstreckungsbereich dieser Verbindung ist mittels einer weiteren Verschraubung der nach radial innen ragende Axialanschlag für die Kupplungselemente befestigt. Während die antriebsseitigen Kupplungselemente in Vertiefungen einer radial äußeren Deckelwandung des Gehäusedeckels drehfest aufgenommen sind, stehen die abtriebsseitigen Kupplungselemente über einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer als Abtrieb wirksamen Torsionsschwingungs-Dämpfernabe in Umfangsrichtung in Wirkverbindung. Das Anpresselement schließlich ist axial verlagerbar im Gehäusedeckel aufgenommen.
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Durch Befestigung des als eigenständiges Bauteil ausgebildeten Axialanschlages mittels Verschraubung am Gehäuse sind zur Axialabstützung der Kupplungselemente eine Mehrzahl zusätzlicher Bauteile erforderlich, was sich nachteilig auf Bauraum, Gewicht und Fertigungsaufwand auswirkt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Axialanschlag für eine Kupplungseinrichtung zu realisieren, ohne hierfür Nachteile bei Bauraum, Gewicht und Fertigungsaufwand in Kauf nehmen zu müssen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Demnach ist eine Kopplungsanordnung mit einem Gehäuse zur Aufnahme einer Kupplungseinrichtung versehen, die wenigstens ein in einer Führung des Gehäuses aufgenommenes antriebsseitiges Kupplungselement, wenigstens ein abtriebsseitiges Kupplungselement, wenigstens ein Anpresselement für die Kupplungselemente sowie wenigstens einen Axialanschlag für die Kupplungselemente aufweist, von denen das Anpresselement sowie die Kupplungselemente in Bezug zum Gehäuse relativ bewegbar aufgenommen sind, während der ortsfeste Axialanschlag als ein der Kupplungseinrichtung zugewandter Radialvorsprung ausgebildet ist, wobei durch die Kupplungseinrichtung in einem ersten Betriebszustand, bei dem das Anpresselement eine zum Axialanschlag gerichtete Anpresskraft auf die Kupplungselemente ausübt, eine Verbindung zwischen dem Gehäuse und einem Abtrieb zumindest im Wesentlichen hergestellt ist, während in einem zweiten Betriebszustand ohne die zum Axialanschlag gerichtete Anpresskraft des Anpresselementes die Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Abtrieb zumindest im Wesentlichen aufgehoben ist.
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Insbesondere verfügt das Gehäuse axial unmittelbar angrenzend an die Führung für das wenigstens eine antriebsseitige Kupplungselement über eine Radialabstufung zur Bildung des Axialanschlages.
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Durch Ausbildung der Radialabstufung am Gehäuses der Kopplungsanordnung kann die Funktion eines Axialanschlages übernommen werden, ohne hierfür ein eigenständiges Bauteil bereitstellen zu müssen. Verständlicherweise sind bei Verzicht auf ein derartiges eigenständiges Bauteil auch keine Maßnahmen zur Befestigung dieses Bauteils, beispielsweise am Gehäuse, zu treffen. Dadurch reduziert sich die Bauteileanzahl bei einer solchen Kopplungsanordnung, und zudem wird die Fertigung vereinfacht.
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Mit besonderem Vorzug ist das Gehäuse einer derartigen Kopplungsanordnung axial mehrteilig ausgebildet, indem antriebsseitig ein Gehäusedeckel und abtriebsseitig eine Gehäuseschale vorgesehen ist, und zwischen dem Gehäusedeckel und der Gehäuseschale eine Verbindung besteht. Vorteilhafterweise ist die Führung für das wenigstens eine antriebsseitige Kupplungselement in dem Gehäusedeckel und der Axialanschlag im axialen Erstreckungsbereich der Verbindung zwischen Gehäusedeckel und Gehäuseschale realisiert. Zur Ausbildung des Axialanschlages verfügt die Gehäuseschale zumindest axial unmittelbar angrenzend an die Führung für das zumindest eine antriebsseitige Kupplungselement im Gehäusedeckel über eine radial äußere Schalenwandung, deren Außenradius in Bezug zu einer Zentralachse der Kopplungsanordnung kleiner ist als der Innenradius einer axial benachbarten radial äußeren Deckelwandung des Gehäusedeckels im axialen Erstreckungsbereich der Führung für das zumindest eine antriebsseitige Kupplungselement. Bedingt durch diese Ausgestaltung greift die radial äußere Schalenwandung der Gehäuseschale zumindest mit einem dem Gehäusedeckel zugewandten Schalenende axial in die radial äußere Deckelwandung des Gehäusedeckels ein, um radial von dieser Deckelwandung umschlossen zu werden. Die dem Gehäusedeckel zugewandte Endkante der radial äußeren Schalenwandung der Gehäuseschale ragt dann zur Gewährleistung der Funktion als Axialanschlag gegenüber der radial äußeren Deckelwandung des Gehäusedeckels nach radial innen über.
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Besonders vorteilhaft ist diese Konstruktion, wenn die radial äußere Deckelwandung des Gehäusedeckels axial unmittelbar angrenzend an die Führung für das wenigstens eine antriebsseitige Kupplungselement einen Sitz für das Schalenende der radial äußeren Schalenwandung der Gehäuseschale aufweist. Durch diesen Sitz kann die radial äußere Schalenwandung und damit die Gehäuseschale gegenüber der radial äußeren Deckelwandung und damit gegenüber dem Gehäusedeckel zentriert werden, während die Endkante am Schalenende der radial äußeren Schalenwandung der Gehäuseschale an einer Endgegenkante an der radial äußeren Deckelwandung des Gehäusedeckels axial positioniert ist. Mit besonderem Vorzug begrenzt diese Endgegenkante den Sitz in Achsrichtung an dessen von der Gehäuseschale abgewandten Seite. Aufgrund des mit der Endgegenkante ausgeführten Sitzes wird die Fertigung beträchtlich erleichtert.
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Mit besonderem Vorzug ist die Führung für das wenigstens eine antriebsseitige Kupplungselement in dem Gehäusedeckel mit Vertiefungen ausgebildet, in welche entsprechende Radialvorsprünge an den antriebsseitigen Kupplungselementen jeweils eingreifen können. Die Herstellung der Vertiefungen erfolgt vorzugsweise bereits bei der Herstellung des Rohteils für den Gehäusedeckel mittels eines Schmiedevorganges. Nach Abschluss des Schmiedevorganges weist der Rohteil somit zumindest eine Vertiefung, mit Vorzug sogar eine Mehrzahl von Vertiefungen, auf. Vorzugsweise werden die Vertiefungen im Rohteil durch spanabhebende Nachbehandlung fein bearbeitet, und erhalten auf diese Weise sowohl die notwendige Oberflächengüte als auch die gewünschte Toleranzqualität, so dass die Eignung als Führung für das wenigstens eine antriebsseitige Kupplungselement vorliegt.
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Die Erfindung ist anhand der nachfolgenden Beschreibung ausführlich behandelt. Es zeigt:
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1 eine Schnittdarstellung durch eine Kopplungsanordnung mit einer Gehäuseschale und einem Gehäusedeckel;
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2 eine Draufsicht auf den Gehäusedeckel mit Blickrichtung von der Gehäuseschale aus;
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3 eine Schnittdarstellung durch den Gehäusedeckel aus der Blickrichtung III-III der 2.
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Die in 1 gezeigte Kopplungsanordnung 1 verfügt über ein um eine Zentralachse 2 drehbares Gehäuse 3, das um eine Zentralachse 2 drehbar angeordnet ist, und zum einen eine Gehäuseschale 5 aufweist, zum anderen einen Gehäusedeckel 7, der mittels einer Verbindung 9, wie beispielsweise einer Schweißnaht, an der Gehäuseschale 5 befestigt ist. Die Gehäuseschale 5 ist durch Aufnahme einer Beschaufelung 11 als Pumpenrad 13 wirksam. Benachbart zu dem Pumpenrad 13 ist ein Turbinenrad 15 vorgesehen, das über eine Beschaufelung 17 verfügt. Axial zwischen dem Pumpenrad 13 und dem Turbinenrad ist ein Leitrad 19 positioniert, bei welchem eine Beschaufelung 21 auf einer Leitradnabe 23 angeordnet ist, die ihrerseits einen Freilauf 25 umschließt. Dieser Freilauf 25 ist in üblicher Weise auf einer nicht gezeigten stationären Freilaufhülse zentriert, die radial innerhalb einer Pumpennabe 27, aber radial außerhalb einer ebenfalls nicht gezeigten Abtriebswelle, wie einer Getriebeeingangswelle, verläuft, und zwar derart, dass radial zwischen Pumpennabe 27 und Freilaufhülse ein erster Ringkanal und radial zwischen Freilaufhülse und Abtriebswelle ein zweiter Ringkanal verläuft. Diese beiden Ringkanäle dienen der Zu- oder Abfuhr von Fluid im Hinblick auf im Gehäuse 3 vorgesehenen Bauteilen, wie eines hydrodynamischen Kreises 30 oder einer Kupplungseinrichtung 32. Die nicht gezeigten Ringkanäle können mit Kanalabschnitten 80, 82 in Fluidverbindung stehen, auf die nachfolgend noch eingegangen wird.
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Während der hydrodynamische Kreis 30 den bereits beschriebenen Bauteilen Pumpenrad 13, Turbinenrad 15 und Leitrad 19 zugeordnet ist, verfügt die Kupplungseinrichtung 32 über radial äußere antriebsseitige Kupplungselemente 35 und über radial innere abtriebsseitige Kupplungselemente 36. Die antriebsseitigen Kupplungselemente 35 weisen in vorbestimmten Umfangsabständen angeordnete Radialvorsprünge 38 auf, welche in entsprechende zugeordnete Vertiefungen 39 in einer radial äußeren Deckelwandung 74 im Gehäusedeckel 7 eingreifen, wobei der Eingriff der Radialvorsprünge 38 in die Vertiefungen 39 derart erfolgt, dass die antriebsseitigen Kupplungselemente 35 in Umfangsrichtung drehfest mit dem Gehäusedeckel 7 und daher mit dem Gehäuse 3 sind, in Achsrichtung aber verlagerbar aufgenommen sind. Die Vertiefungen 39 sind grundsätzlich bereits bei der Herstellung eines Rohteils für den Gehäusedeckel 7 berücksichtigt, werden anschließend aber durch spanabhebende Nachbehandlung fein bearbeitet, um auf diese Weise sowohl die notwendige Oberflächengüte als auch die gewünschte Toleranzqualität gegenüber den Radialvorsprüngen 38 aufzuweisen. Derart ausgeführt, bilden die Vertiefungen 39 eine in der radial äußeren Deckelwandung 74 des Gehäusedeckels 7 ausgebildete Führung 40 für die antriebsseitigen Kupplungselemente 35. Mit dieser Führung 40 wird der Gehäusedeckel 7 zu einem antriebsseitigen Kupplungselemententräger 42.
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Axial zwischen je zwei antriebsseitigen Kupplungselementen 35 ist jeweils ein abtriebsseitiges Kupplungselement 36 aufgenommen. Die abtriebsseitigen Kupplungselemente 36 weisen in vorbestimmten Umfangsabständen angeordnete Radialvorsprünge 44 auf, welche in entsprechende zugeordnete Vertiefungen 45 in einem abtriebsseitigen Kupplungselemententräger 47 eingreifen. Der abtriebsseitige Kupplungselemententräger 47 ist an einem von zwei Deckblechen 50, 52 eines Torsionsschwingungsdämpfers 54 realisiert, die untereinander mittels einer Vernietung 55 fest verbunden sind, und zusammen als Eingangsteil 58 des Torsionsschwingungsdämpfers 54 wirksam sind, und an denen das Turbinenrad 15 mittels Abstandsstücken 37 befestigt ist, welche sich in Umfangsrichtung einer als Ausgangsteil 64 des Torsionsschwingungsdämpfers 54 dienenden Nabenscheibe 62 mit Spiel in Umfangsrichtung durchgreifen, um eine zwischen den Deckblechen 50, 52 und der Nabenscheibe 62 und damit eine zwischen dem Eingangsteil 58 und dem Ausgangsteil 64 des Torsionsschwingungsdämpfers 54 dienende Drehwinkelbegrenzung 43 zu bilden. Zur Gewährleistung einer Relativdrehbewegung zwischen den untereinander verbundenen Deckblechen 50, 52 und der Nabenscheibe 62 stützen sich die Deckbleche 50, 52 über einen Energiespeichersatz 60 an der Nabenscheibe 62 ab, die axial zwischen den beiden Deckblechen 50, 52 angeordnet ist. Das Ausgangsteil 64 ist mittels einer Vernietung 65 an einer Torsionsdämpfernabe 66 befestigt, die als Abtrieb 68 der Koppelanordnung 1 wirksam ist. Die Torsionsdämpfernabe 66 ist mittels einer Lagerung 69 sowohl axial als auch radial im Gehäusedeckel 7 positioniert, und stützt über eine erste Leitradlagerung 70 den Freilauf 25 axial ab, der anderenends mittels einer zweiten Leitradlagerung 72 an der Gehäuseschale 5 abgestützt ist.
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Im Gehäusedeckel 7 sind die bereits genannten Kanalabschnitte 80, 82 enthalten, von denen der Kanalabschnitt 80 radial innen verschlossen ist, der Kanalabschnitt 82 dagegen radial außen. Die beiden Kanalabschnitte 80, 82 verfügen über einen gemeinsamen Durchdringungsbereich 92, in welchem sie über Kreuz verlaufen, so dass dieser Durchdringungsbereich 92 eine Strömungsverbindung zwischen dem Kanalabschnitt 82 und dem Kanalabschnitt 80 herstellt. Die Kanalabschnitte 80, 82 führen zu einem Druckraum 84, der sich axial zwischen einer zumindest im Wesentlichen radial verlaufenden Deckelwandung 83 des Gehäusedeckels 7 und einem Kupplungskolben 85 befindet. Darüber hinaus münden Kanäle 94, 96 in einen Kühlraum 87, der sich an der vom Druckraum 84 abgewandten Seite des Kupplungskolbens 85 befindet, und den hydrodynamischen Kreis 30, die Kupplungseinrichtung 32 und den Torsionsschwingungsdämpfer 54 umfasst, wobei der Kanal 94 für eine Fluidzuführung und der Kanal 96 für eine Fluidabführung sorgt. Der Kupplungskolben 85 wirkt dann, wenn über die Kanalabschnitte 80 und 82 ein Überdruck im Druckraum 84 gegenüber dem Kühlraum 87 angelegt ist, als Anpresselement 89, das die Kupplungselemente 35, 36 in Richtung zur Gehäuseschale 5 beaufschlagt. Die Kupplungselemente 35, 36 stützen sich hierbei über das in Achsrichtung zur Gehäuseschale 5 benachbarte antriebsseitige Kupplungselement 35 an einer dem Gehäusedeckel 7 zugewandten axialen Endkante 90 der Gehäuseschale 5 ab. Um diese Funktion der Endkante 90 zu erzielen, ist die Gehäuseschale 5 zumindest an ihrem Schalenende 8 benachbart zur Endkante 90 radial kleiner als der Gehäusedeckel 7 ausgebildet, und greift daher mit einem Außendurchmesser ihrer radial äußeren Schalenwandung 76 an einem Innendurchmesser einer radial äußeren Deckelwandung 74 des Gehäusedeckels 7 an. Hierdurch entsteht eine Radialabstufung 78, die im Hinblick auf das nächstkommend zur Gehäuseschale 5 angeordnete antriebsseitige Kupplungselement 35 als Axialanschlag 79 wirksam ist. Zugunsten einer optimalen Ausrichtung von Gehäuseschale 5 und Gehäusedeckel 7 zueinander vor Herstellung der Verbindung 9 verfügt der Gehäusedeckel 7 über einen Sitz 81 mit einer Endgegenkante 77, an welcher die Endkante 90 axial zur Anlage gelangt. Durch den Sitz 81 sind Gehäuseschale 5 und Gehäusedeckel 7 gegeneinander zentriert, während sie durch Endgegenkante 77 und Endkante 9 axial zueinander positioniert sind.
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Unter Anpresskraft des Anpresselementes 89 kommen die Kupplungselemente 50, 52 miteinander in Wirkverbindung, und vermögen so ein am Gehäuse 3 anliegendes Drehmoment über die Kupplungseinrichtung 32 und den Torsionsschwingungsdämpfer 54 auf den Abtrieb 68 zu übertragen, von welchem aus das Drehmoment über die nicht gezeigte Abtriebswelle weitergeleitet wird. Die Kupplungseinrichtung 32 ist dann eingerückt.
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Wird dagegen im Kühlraum 87 durch Zuführung von Fluid über den Kanal 94 ein Überdruck gegenüber dem Druckraum 84 angelegt, dann wird die Kupplungseinrichtung 32 ausgerückt, indem das Anpresselement 89 in Richtung zum Gehäusedeckel 7 verlagert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kopplungsanordnung
- 2
- Zentralachse
- 3
- Gehäuse
- 5
- Gehäuseschale
- 7
- Gehäusedeckel
- 8
- Schalenende
- 9
- Verbindung
- 11
- Beschaufelung
- 13
- Pumpenrad
- 15
- Turbinenrad
- 17
- Beschaufelung
- 19
- Leitrad
- 21
- Beschaufelung
- 23
- Leitradnabe
- 25
- Freilauf
- 27
- Pumpennabe
- 30
- hydrodynamischer Kreis
- 32
- Kupplungseinrichtung
- 35
- antriebsseitige Kupplungselemente
- 36
- abtriebsseitige Kupplungselemente
- 37
- Abstandsstücke
- 38
- Radialvorsprünge
- 39
- Vertiefungen
- 40
- Führung
- 42
- antriebsseitiger Kupplungselemententräger
- 43
- Drehwinkelbegrenzung
- 44
- Radialvorsprünge
- 45
- Vertiefungen
- 47
- abtriebsseitiger Kupplungselemententräger
- 50
- Deckblech
- 52
- Deckblech
- 54
- Torsionsschwingungsdämpfer
- 55
- Vernietung
- 58
- Eingangsteil
- 60
- Energiespeichersatz
- 62
- Nabenscheibe
- 64
- Ausgangsteil
- 65
- Vernietung
- 66
- Torsionsdämpfernabe
- 68
- Abtrieb
- 69
- Lagerung
- 70
- erste Leitradlagerung
- 72
- zweite Leitradlagerung
- 74
- radial äußere Deckelwandung
- 76
- radial äußere Schalenwandung
- 77
- Endgegenkante
- 78
- Radialabstufung
- 79
- Axialanschlag
- 80
- Kanalabschnitt
- 81
- Sitz
- 82
- Kanalabschnitt
- 83
- radiale Deckelwandung
- 84
- Druckraum
- 85
- Kupplungskolben
- 87
- Kühlraum
- 89
- Anpresselement
- 90
- axiale Endkante
- 92
- Durchdringungsbereich
- 94
- Kanal
- 96
- Kanal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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