DE102014225785A1

DE102014225785A1 - Betätigungseinrichtung für eine Reibungskupplungseinrichtung und Reibungskupplungseinrichtung

Info

Publication number: DE102014225785A1
Application number: DE102014225785.9A
Authority: DE
Inventors: Steffen Huber; Thomas Eckenfels
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2015-08-06

Abstract

Betätigungseinrichtung für eine Reibungskupplungseinrichtung, die Reibungskupplungseinrichtung aufweisend eine Drehachse und wenigstens eine axial begrenzt verlagerbare Anpressplatte, die Betätigungseinrichtung aufweisend wenigstens einen Aktuator mit einer Statoreinrichtung und einer Rotoreinrichtung, wenigstens eine relativ zu dem wenigstens einen Aktuator axial begrenzt verlagerbare Schlitteneinrichtung und wenigstens einen zwischen dem wenigstens einen Aktuator und der wenigstens einen Schlitteneinrichtung angeordneten Wälzkörpergewindetrieb zum Wandeln einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung mit Wälzkörpern und an den Wälzkörpern anliegend geführten Windungen, bei der die Wälzkörper radial außenseitig der Windungen angeordnet sind und Reibungskupplungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs, aufweisend eine Drehachse, wenigstens eine Druckplatte, wenigstens eine zu einer Betätigung zwischen einer eingerückten Betätigungsstellung und einer ausgerückten Betätigungsstellung relativ zu der Druckplatte axial verlagerbare Anpressplatte, wenigstens eine zwischen der wenigstens einen Druckplatte und der wenigstens einen Anpressplatte einklemmbare Kupplungsscheibe und eine derartige Betätigungseinrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für eine Reibungskupplungseinrichtung, die Reibungskupplungseinrichtung aufweisend eine Drehachse und wenigstens eine axial begrenzt verlagerbare Anpressplatte, die Betätigungseinrichtung aufweisend wenigstens einen Aktuator mit einer Statoreinrichtung und einer Rotoreinrichtung, wenigstens eine relativ zu dem wenigstens einen Aktuator axial begrenzt verlagerbare Schlitteneinrichtung und wenigstens einen zwischen dem wenigstens einen Aktuator und der wenigstens einen Schlitteneinrichtung angeordneten Wälzkörpergewindetrieb zum Wandeln einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung mit Wälzkörpern und an den Wälzkörpern anliegend geführten Windungen. Außerdem betrifft die Erfindung eine Reibungskupplungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs, aufweisend eine Drehachse, wenigstens eine Druckplatte, wenigstens eine zu einer Betätigung zwischen einer eingerückten Betätigungsstellung und einer ausgerückten Betätigungsstellung relativ zu der Druckplatte axial verlagerbare Anpressplatte und wenigstens eine zwischen der wenigstens einen Druckplatte und der wenigstens einen Anpressplatte einklemmbare Kupplungsscheibe.
Aus der DE 10 2012 205 454 A1 ist eine Betätigungsvorrichtung bekannt für eine Kupplung mit einer Statoreinrichtung, einer bezüglich der Statoreinrichtung verdrehbaren Rotoreinrichtung und einer bezüglich der Rotoreinrichtung in axialer Richtung begrenzt verlagerbaren Schlitteneinrichtung, wobei zwischen der Rotoreinrichtung und der Schlitteneinrichtung ein Wälzkörpergewindetrieb mit zumindest drei Windungen und einem Wälzkörperumlauf mit Wälzkörpern vorgesehen ist, wobei der Wälzkörperumlauf einen derart ausgebildeten Spurwechselbereich aufweist, dass Wälzkörper in Umfangsrichtung vor dem Spurwechselbereich in einem ersten Tragbereich zwischen einer ersten und einer zweiten Windung laufen, und Wälzkörper in Umfangsrichtung nach dem Spurwechselbereich in einem zweiten Tragbereich zwischen der zweiten und einer dritten Windung laufen, wobei der Wälzkörperumlauf einen in Umfangsrichtung zwischen den Tragbereichen angeordneten Entlastungsbereich mit gegenüber dem Spurwechselbereich und/oder den Tragbereichen verringertem Traganteil der Wälzkörper aufweist. Zur genaueren Information über die Merkmale der vorliegenden Erfindung wird ausdrücklich auf die Veröffentlichung DE 10 2012 205 454 A1 verwiesen. Die Lehre dieser Veröffentlichung ist als Bestandteil des vorliegenden Dokuments anzusehen. Merkmale dieser Veröffentlichung sind Merkmale des vorliegenden Dokuments.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Betätigungseinrichtung bzw. Reibungskupplungseinrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern. Insbesondere soll ein einwandfreier Betrieb der Betätigungseinrichtung bzw. Reibungskupplungseinrichtung gewährleistet sein. Insbesondere soll ein leichtgängiger Betrieb der Betätigungseinrichtung bzw. Reibungskupplungseinrichtung ermöglicht sein. Insbesondere soll ein Verklemmen des Wälzkörpergewindetriebs verhindert sein.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Betätigungseinrichtung für eine Reibungskupplungseinrichtung, die Reibungskupplungseinrichtung aufweisend eine Drehachse und wenigstens eine axial begrenzt verlagerbare Anpressplatte, die Betätigungseinrichtung aufweisend wenigstens einen Aktuator mit einer Statoreinrichtung und einer Rotoreinrichtung, wenigstens eine relativ zu dem Aktuator axial begrenzt verlagerbare Schlitteneinrichtung und wenigstens einen zwischen dem wenigstens einen Aktuator und der Schlitteneinrichtung angeordneten Wälzkörpergewindetrieb zum Wandeln einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung mit Wälzkörpern und an den Wälzkörpern anliegend geführten Windungen, bei der die Wälzkörper radial außenseitig der Windungen angeordnet sind.
Soweit nicht anders angegeben, beziehen sich die Angaben „axial“ und „radial“ vorliegend regelmäßig auf die Drehachse der Betätigungseinrichtung bzw. der Reibungskupplungseinrichtung. Die Betätigungseinrichtung kann zum Verlagern der wenigstens einen Anpressplatte dienen. Die Betätigungseinrichtung kann wenigstens ein Ausrücklager aufweisen. Das wenigstens eine Ausrücklager kann an der wenigstens einen Schlitteneinrichtung angeordnet sein. Die Betätigungseinrichtung kann als elektrische Zentralausrücker dienen. Mithilfe der Betätigungseinrichtung kann eine drückende Betätigung ermöglicht sein. Mithilfe der Betätigungseinrichtung kann eine ziehende Betätigung ermöglicht sein. Der wenigstens eine Aktuator kann ein elektrischer Aktuator sein.
Die Rotoreinrichtung kann relativ zur Statoreinrichtung drehbar sein. Der Wälzkörpergewindetrieb kann wenigstens drei Windungen aufweisen. Der Wälzkörpergewindetrieb kann einen Spurwechselbereich aufweisen. Der Spurwechselbereich kann einen ersten Tragbereich aufweisen. Der Spurwechselbereich kann einen zweiten Tragbereich aufweisen. Der Spurwechselbereich kann einen Entlastungsbereich aufweisen. Der Entlastungsbereich kann gegenüber dem Spurwechselbereich und/oder den Tragbereichen einen verringerten Traganteil der Wälzkörper aufweisen. Der Entlastungsbereich kann in Umfangsrichtung zwischen den Tragbereichen angeordnet sein. Der Spurwechselbereich kann derart ausgebildet sein, dass Wälzkörper in Umfangsrichtung vor dem Spurwechselbereich in dem ersten Tragbereich zwischen einer ersten und einer zweiten Windung laufen und Wälzkörper in Umfangsrichtung nach dem Spurwechselbereich in dem zweiten Tragbereich zwischen der zweiten und einer dritten Windung laufen.
Der Entlastungsbereich kann bezogen auf eine Drehachse der Betätigungsvorrichtung dem Spurwechselbereich gegenüberliegend angeordnet sein. Der Entlastungsbereich kann eine größere Tiefe in radialer Richtung und/oder eine größere Breite in axialer Richtung als der erste und/oder der zweite Tragbereich aufweisen. Der Entlastungsbereich kann einen S-Schlag aufweisen. Die beiden Tragbereiche können Gewindebereichen einer Schraube entsprechend ausgebildet sein. Der Spurwechselbereich kann eine größere Tiefe in radialer Richtung als der Entlastungsbereich aufweisen. Der erste Tragbereich kann über einen Einlaufabschnitt in den Spurwechselbereich übergehen. Der Spurwechselbereich kann über einen Auslaufabschnitt in den zweiten Tragbereich übergehen. Die Wälzkörper können im Einlaufabschnitt und im Auslaufabschnitt eine geringere Pressung als in den beiden Tragbereichen aufweisen. Im Einlaufabschnitt kann sich eine Tiefe des Wälzkörperumlaufs in radialer Richtung vom ersten Tragbereich zum Spurwechselbereich kontinuierlich vergrößern. Im Auslaufabschnitt kann sich eine Tiefe des Wälzkörperumlaufs in radialer Richtung vom Spurwechselbereich zum zweiten Tragbereich kontinuierlich verringern. Die Wälzkörper können als Kugeln ausgebildet sein. Der Wälzkörperumlauf kann als umlaufende Kugelrinne ausgebildet sein. Die Tiefe des Spurwechselbereichs kann im Wesentlichen gleich dem, vorzugsweise größer als der, Durchmesser der Kugeln sein.
Die Wälzkörper können der wenigstens einen Schlitteneinrichtung und die Windungen können dem wenigstens einen Aktuator zugeordnet sein. Die Windungen können radial außenseitig an der Rotoreinrichtung angeordnet sein. Die Wälzkörper können radial innenseitig an der wenigstens einen Schlitteneinrichtung angeordnet sein. Der wenigstens eine Wälzkörpergewindetrieb kann einen Wälzkörperumlauf aufweisen und die Wälzkörper können mithilfe des Wälzkörperumlaufs radial außenseitig geführt sein. Der Wälzkörperumlauf kann radial innenseitig an der wenigstens einen Schlitteneinrichtung angeordnet sein. Der Wälzkörperumlauf kann einen den Wälzkörpern angepassten rinnenartigen nach radial innen offenen Querschnitt aufweisen.
Die Formfeder kann als Schraubenfeder ausgeführt sein. Die Formfeder kann aus einem Federdraht hergestellt sein. Die Wälzkontur kann zwei axial voneinander beabstandete Konturabschnitte aufweisen. Die Konturabschnitte können spiegelsymmetrisch ausgeführt sein. Zwischen den Konturabschnitten kann ein Kammabschnitt angeordnet sein. Ein Querschnitt der Formfeder kann an dem Kammabschnitt höher sein als an den Konturabschnitten. Die Wälzkontur kann an der Formfeder radial außenseitig angeordnet sein.
Außerdem erfolgt die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe mit einer Reibungskupplungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs, aufweisend eine Drehachse, wenigstens eine Druckplatte, wenigstens eine zu einer Betätigung zwischen einer eingerückten Betätigungsstellung und einer ausgerückten Betätigungsstellung relativ zu der Druckplatte axial verlagerbare Anpressplatte, wenigstens eine zwischen der wenigstens einen Druckplatte und der wenigstens einen Anpressplatte einklemmbare Kupplungsscheibe und eine derartige Betätigungseinrichtung.
Der Antriebsstrang kann eine Brennkraftmaschine aufweisen. Die Brennkraftmaschine kann eine Ausgangswelle aufweisen. Der Antriebsstrang kann einen Drehschwingungsdämpfer aufweisen. Der Antriebsstrang kann ein Getriebe aufweisen. Das Getriebe kann wenigstens eine Eingangswelle aufweisen. Der Antriebsstrang kann wenigsten ein antreibbares Rad aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann in dem Antriebsstrang anordenbar sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann in dem Antriebsstrang zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe anordenbar sein. Die Reibungskupplungseinrichtung kann in dem Antriebsstrang zwischen dem Drehschwingungsdämpfer und dem Getriebe anordenbar sein.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann ein Eingangsteil aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann wenigstens ein Ausgangsteil aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann ein Gehäuse aufweisen. Das Eingangsteil kann mithilfe der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine antreibbar sein. Mithilfe des wenigstens einen Ausgangsteils kann die wenigstens eine Eingangswelle des Getriebes antreibbar sein.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann wenigstens eine Einscheibenkupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann wenigstens eine Mehrscheibenkupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann wenigstens eine selbsttätig öffnende Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann wenigstens eine selbsttätig schließende Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann wenigstens eine gedrückte Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann wenigstens eine gezogene Kupplung aufweisen. Die Reibungskupplungseinrichtung kann automatisiert betätigbar sein.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann ausgehend von einer vollständig ausgerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Eingangsteil und dem wenigstens einen Ausgangsteil im Wesentlichen keine Leistungsübertragung erfolgt, bis hin zu einer vollständig eingerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Eingangsteil und dem wenigstens einen Ausgangsteil im Wesentlichen eine vollständige Leistungsübertragung erfolgt, betätigungsabhängig eine zunehmende mechanische Leistungsübertragung ermöglichen, wobei eine Leistungsübertragung zwischen dem Eingangsteil und dem wenigstens einen Ausgangsteil reibschlüssig erfolgt. Umgekehrt kann ausgehend von einer vollständig eingerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Eingangsteil und dem wenigstens einen Ausgangsteil im Wesentlichen eine vollständige Leistungsübertragung erfolgt, bis hin zu einer vollständig ausgerückten Betätigungsstellung, in der zwischen dem Eingangsteil und dem wenigstens einen Ausgangsteil im Wesentlichen keine Leistungsübertragung erfolgt, betätigungsabhängig eine abnehmende mechanische Leistungsübertragung ermöglicht sein. Eine vollständig eingerückte Betätigungsstellung kann eine geschlossene Betätigungsstellung sein. Eine vollständig ausgerückte Betätigungsstellung kann eine offene Betätigungsstellung sein.
Die Reibungskupplungseinrichtung kann dazu dienen, ein Anfahren sowie einen Wechsel einer Getriebeübersetzung ermöglichen. Mithilfe der Reibungskupplungseinrichtung können das Eingangsteil und das wenigstens eine Ausgangsteil miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden. Mithilfe der Reibungskupplungseinrichtung können das Eingangsteil einerseits und das erste Ausgangsteil und/oder das zweite Ausgangsteil andererseits miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden. Zudem kann ein Leistungsfluss vom Eingangsteil in übergehendem Wechsel von dem ersten Ausgangsteil auf das zweite Ausgangsteil und umgekehrt verlagert werden.
Die wenigstens eine Druckplatte und das Gehäuse können miteinander drehfest und axial fest verbunden sein. Die wenigstens eine Anpressplatte und das Gehäuse können miteinander drehfest verbunden sein. Die wenigstens eine Kupplungsscheibe kann Reibbeläge aufweisen. Die wenigstens eine Kupplungsscheibe kann zwischen der wenigstens einen Druckplatte und der wenigstens einen Anpressplatte einklemmbar sein, um eine reibschlüssige mechanische Leistungsübertragung zu bewirken. Das Eingangsteil der Reibungskupplungseinrichtung kann das Gehäuse, die wenigstens Druckplatte und die wenigstens eine Anpressplatte aufweisen. Das wenigstens eine Ausgangsteil der Reibungskupplungseinrichtung kann die wenigstens eine Kupplungsscheibe aufweisen.
Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein elektrischer Zentralausrücker mit innenliegendem Formfederdraht. Der Formfederdraht kann auf einer Spindel bzw. einem Rotor des elektrischen Zentralausrückers (EZA) angeordnet sein. Kugeln können in einem Schlitten umgelenkt werden.
Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.
Die Erfindung gewährleistet einen einwandfreien Betrieb der Betätigungseinrichtung bzw. Reibungskupplungseinrichtung. Ein leichtgängiger Betrieb der Betätigungseinrichtung bzw. Reibungskupplungseinrichtung ist ermöglicht. Ein Verklemmen des Wälzkörpergewindetriebs ist verhindert. Eine nachteilige Wirkung einer bei einem Betrieb der Betätigungseinrichtung bzw. Reibungskupplungseinrichtung an den Wälzkörpern angreifenden Fliehkraft ist vermieden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Figur, die schematisch und beispielhaft einen Wälzkörpergewindetrieb zeigt, näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
Der Wälzkörpergewindetrieb 100 ist Teil einer hier ansonsten nicht näher gezeigten Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Die nachfolgende Beschreibung betrifft auch die Kombination bzw. den Zusammenbau der Betätigungsvorrichtung mit der Kupplung, insbesondere im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs.
Die Kupplung ist drehbar um eine Drehachse 102 gelagert und weist zumindest eine nicht dargestellte Anpressplatte, zumindest eine nicht dargestellte Gegendruckplatte und zumindest eine in axialer Richtung A der Kupplung zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte angeordnete, nicht dargestellte Kupplungsscheibe auf. Die Gegendruckplatte ist mit einem Gehäusebauteil der Kupplung, insbesondere einem Kupplungsdeckel, fest verbunden, insbesondere verschraubt. Die Anpressplatte ist im Kupplungsgehäuse, insbesondere innerhalb des Kupplungsdeckels, drehfest gelagert und in axialer Richtung A begrenzt verlagerbar. Insbesondere ist die Anpressplatte mittels mehrerer nicht dargestellter Blattfedern drehfest im Kupplungsgehäuse befestigt und von der Gegendruckplatte weg vorgespannt.
Darüber hinaus weist die Kupplung ein Hebelelement auf, das für eine normal-eingerückte Kupplung als Tellerfeder und für eine normal-ausgerückte Kupplung als Hebelfeder ausgebildet sein kann. Das Hebelelement ist gehäuseseitig abgestützt und durch die Betätigungsvorrichtung betätigbar. Die gehäuseseitige Abstützung kann beispielsweise durch eine am Kupplungsdeckel befestigte, nicht dargestellte Lagereinheit erfolgen, durch die das Hebelelement verkippbar aufgehängt ist. Hierzu weist die Lagereinheit beispielsweise zwei in axialer Richtung A beabstandete Drahtringe auf, zwischen denen das Hebelelement sich in radialer Richtung R der Kupplung erstreckt. Über Hebelspitzen, die in radialer Richtung R auf der Innenseite des vorzugsweise im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten Hebelelements angeordnet sind, ist das Hebelelement durch die Betätigungsvorrichtung betätigbar.
Bei einer normal-eingerückten Kupplung überwiegt die wirksame Kraft des als Tellerfeder ausgebildeten Hebelelements die Gegenkraft der Blattfedern, während bei einer normal-ausgerückten Kupplung die Gegenkraft der Blattfedern die wirksame Kraft des als Hebelfeder ausgebildeten Hebelelements überwiegt. Dem entsprechend führt eine Betätigung der Tellerfeder der normal-eingerückten Kupplung durch die Betätigungsvorrichtung zum Ausrücken der Kupplung durch Verkippen bzw. Umschnappen der Tellerfeder, das heißt zum Abhub der Anpressplatte und zur Entfernung der Anpressplatte von der Gegendruckplatte, während eine Betätigung der Hebelfeder bei einer normal-ausgerückten Kupplung durch die Betätigungsvorrichtung zum Einrücken der Kupplung durch Verkippen der Hebelfeder führt.
Bei eingerückter Kupplung wird ein Drehmoment von der Eingangsseite der Kupplung, beispielsweise von einem Zweimassenschwungrad, über das Kupplungsgehäuse und sowohl die Gegendruckplatte als auch die Anpressplatte, die beide mit dem Kupplungsgehäuse, insbesondere dem Kupplungsdeckel, drehfest verbunden sind, reibschlüssig auf die Kupplungsscheibe übertragen. Von der Kupplungsscheibe, die reibschlüssig zwischen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte geklemmt ist, wird das Drehmoment zur Ausgangsseite der Kupplung übertragen, beispielsweise zu einer Eingangswelle eines Getriebes.
Da aufgrund des Reibschlusses sowohl die Reibbeläge der Kupplungsscheibe, als auch in geringerem Maße die Reibflächen der Gegendruckplatte und der Anpressplatte einem Verschleiß unterworfen sind, muss über die Lebensdauer der Kupplung die Anpressplatte immer näher an die Gegendruckplatte heranbewegt werden, um die Abnahme der Dicke der Reibbeläge und der Stärke der Reibflächen in axialer Richtung A zu kompensieren und den Reibschluss herstellen bzw. die Kupplung einrücken zu können. Hierzu ist in der Kupplung beispielsweise eine nicht dargestellte, kraftbasierte oder wegbasierte Verschleißnachstelleinrichtung vorgesehen.
Die Betätigungsvorrichtung, die auf das Hebelelement der Kupplung wirkt, weist eine Statoreinrichtung und eine bezüglich der Statoreinrichtung verdrehbare Rotoreinrichtung 104 auf. Beispielsweise kann die Statoreinrichtung drehfest mit einem Trägerabschnitt, insbesondere mit einem Gehäuseträger, ausgebildet sein. Vorzugsweise bilden die Statoreinrichtung und die Rotoreinrichtung 104 einen Elektromotor, insbesondere einen Drehstrommotor. Hierzu ist die Statoreinrichtung mit einer Stromzufuhr versehen, um in nicht dargestellten, statorseitigen Spulen ein wechselndes elektromagnetisches Feld zu erzeugen. Die Rotoreinrichtung 104 weist zur magnetischen Wechselwirkung mit den statorseitigen Elektromagneten Magnete, genauer gesagt Permanentmagnete, auf.
Vorzugsweise ist der Elektromotor als sogenannter Außenläufer ausgebildet, das heißt die Statoreinrichtung ist in radialer Richtung R der Betätigungsvorrichtung bzw. der Kupplung innerhalb der Rotoreinrichtung 104 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, den Elektromotor als Innenläufer auszubilden, das heißt die Statoreinrichtung in radialer Richtung R außerhalb der Rotoreinrichtung anzuordnen.
Die Rotoreinrichtung 104 weist ein Joch auf, das auf Seiten der Kupplung in radialer Richtung R durch ein Stützlager abgestützt ist. Somit ist bei diesem Ausführungsbeispiel das Stützlager in axialer Richtung A der Betätigungsvorrichtung bzw. der Kupplung auf der entgegengesetzten Seite der Stromzufuhr für die Statoreinrichtung angeordnet. Das Stützlager kann mittelbar oder unmittelbar mit der Statoreinrichtung verbunden sein. Das Stützlager ist vorzugsweise als Wälzlager, insbesondere als Kugellager, vorzugsweise als Doppelkugellager, ausgebildet. Jedoch ist auch ein Nadellager oder ein Gleitlager möglich.
Zusätzlich zur Statoreinrichtung und zur Rotoreinrichtung 104 weist die Betätigungsvorrichtung eine bezüglich der Rotoreinrichtung 104 in axialer Richtung A begrenzt verlagerbare Schlitteneinrichtung 106 auf. Die Schlitteneinrichtung 106 ist in radialer Richtung R außerhalb der Rotoreinrichtung 104 angeordnet. Die Schlitteneinrichtung 106 weist eine Außenhülse auf, die auf Seiten der Stromzufuhr für die Statoreinrichtung durch einen Deckel abgeschlossen ist. In axialer Richtung A zwischen der Außenhülse und dem Deckel ist eine Ausgleichsscheibe angeordnet, um die axiale Länge des durch die Außenhülse und den Deckel begrenzten Raums für eine Formfeder 108 des Wälzkörpergewindetriebs 100, auf den nachfolgend noch eingegangen wird, zu definieren und einzustellen. Mittels mehrerer in Umfangsrichtung der Betätigungsvorrichtung bzw. der Kupplung angeordneter Schrauben ist der Deckel durch die Ausgleichsscheibe hindurch mit der Außenhülse verschraubt.
In axialer Richtung A auf beiden Seiten der Schlitteneinrichtung 106 ist jeweils eine Dichtung vorgesehen, die den Raum, in dem die Formfeder 108 des Wälzkörpergewindetriebs 100 angeordnet ist, nach außen hin abdichtet. Die ersten und zweiten Dichtungen sind beispielsweise als Lippendichtungen aus einem Elastomer oder einem gummi- bzw. kautschukhaltigen Material ausgebildet. In radialer Richtung R innerhalb ist die erste Dichtung in gleitbeweglicher Anlage an einer ersten Innenhülse, während die zweite Dichtung in gleitbeweglicher Anlage an einer zweiten Innenhülse ist. Beide Innenhülsen sind mittelbar oder unmittelbar, vorzugsweise drehfest, mit der Statoreinrichtung bzw. dem Trägerabschnitt, insbesondere dem Gehäuseträger, verbunden. Durch die Innenhülsen, die Dichtungen, den Deckel und die Außenhülse wird ein Fettraum gebildet, in dem die Formfeder 108 des Wälzkörpergewindetriebs 100 angeordnet ist.
In radialer Richtung R außerhalb der Außenhülse ist ein Ausrücklager vorgesehen. Das Ausrücklager ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Schrägkugellager ausgebildet, kann beispielsweise jedoch auch als Kegelrollenlager, Nadellager oder Gleitlager ausgebildet sein. Über das Ausrücklager und/oder die Außenhülse wirkt die Schlitteneinrichtung 106 mittelbar oder unmittelbar auf die in radialer Richtung R innenliegenden Zungen des Hebelelements, um die Kupplung auszurücken bzw. einzurücken.
Der Wälzkörpergewindetrieb 100 ist vorzugsweise in radialer Richtung R zwischen der Rotoreinrichtung 104 und der Schlitteneinrichtung 106 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Formfeder 108 des Wälzkörpergewindetriebs 100 vierzehn Windungen, wobei prinzipiell jede Windungszahl größer/gleich 3 möglich ist.
Zusätzlich zur Formfeder 108 weist der Wälzkörpergewindetrieb 100 einen Wälzkörperumlauf 110 auf, in dem, vorzugsweise über den gesamten Umfang verteilt, Wälzkörper 112 in einer Reihe, oder gegebenenfalls auch in mehreren, in axialer Richtung A voneinander beabstandeten Reihen, angeordnet sind. Der Wälzkörperumlauf 110 ist insbesondere rinnen- oder rillenförmig ausgebildet, und kann einerseits als separates Bauteil mit der Schlitteneinrichtung 106, insbesondere der Außenhülse, verbunden sein, kann aber auch einteilig mit der Schlitteneinrichtung 106, insbesondere der Außenhülse, ausgebildet sein. Insbesondere ist der Wälzkörperumlauf 110 im Innenumfang der Schlitteneinrichtung 106, insbesondere der Außenhülse, ausgebildet, während der Antrieb der Betätigungsvorrichtung mittels eines Außenläufers erfolgt.
Die Wälzkörper 112 laufen im Fettraum, der durch die Dichtungen in axialer Richtung A abgedichtet ist, und sind vorzugsweise als Kugeln ausgebildet. Jedoch ist es auch möglich, dass die Wälzkörper als Nadeln ausgebildet sind, bzw. eine Tonnen- oder Fassform aufweisen. Der Außenkontur der Wälzkörper 112 entsprechend weist die Formfeder 108 eine Anlagekontur 114 auf, an der Oberflächenbereiche der Wälzkörper 112 anliegen. Dabei entspricht die besagte Anlagekontur 114 im Wesentlichen dem entsprechenden Oberflächenbereich des bzw. der Wälzkörper 112. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Windungen der Formfeder 108 zwei in axialer Richtung A voneinander beabstandete Anlagekonturen 114 auf, die durch einen dazwischen liegenden Kamm 116 voneinander getrennt sind. Die Formfeder 108 ist als außenkonturierte Formfeder 108 ausgebildet, da die Wälzkörper 112 in radialer Richtung R außerhalb der Formfeder 23 laufen.
Der Wälzkörperumlauf 110 weist einen den Wälzkörpern 112 angepassten, vorliegend rinnenartigen Querschnitt auf. Bei einem Betrieb der Betätigungseinrichtung bzw. Reibungskupplungseinrichtung greift an den Wälzkörpern 112 eine nach radial außen gerichtete Fliehkraft F an. Damit sind die Wälzkörper 112 zu der Schlitteneinrichtung 106, insbesondere der Außenhülse, hin in den rinnenartigen Querschnitt und von der Formfeder 108 weg beaufschlagt.
Der Wälzkörperumlauf 110 weist einen derart ausgebildeten Spurwechselbereich auf, dass die Wälzkörper 112 in Umfangsrichtung vor dem Spurwechselbereich in einem ersten Tragbereich des Wälzkörperumlaufs in axialer Richtung A zwischen einer ersten Windung 118 und einer zweiten Windung 120 der Formfeder 108 laufen und die Wälzkörper 112 in Umfangsrichtung nach dem Spurwechselbereich in einem zweiten Tragbereich des Wälzkörperumlaufs 110 in axialer Richtung A zwischen der zweiten Windung 120 und einer dritten Windung 122 der Formfeder 108 laufen. Zwischen der ersten Windung 118 und zweiten Windung 120 der Formfeder 108 ist somit eine erste Spur für die Wälzkörper 112 in Umfangsrichtung definiert, während zwischen der zweiten Windung 120 und einer dritten Windung 122 der Formfeder 108 eine zweite Spur für die Wälzkörper 112 in Umfangsrichtung definiert ist. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die erste Windung 118, die zweite Windung 120 und die dritte Windung 122 drei aufeinander folgende Windungen der Formfeder 108 darstellen, die in axialer Richtung A an beliebiger Stelle der Formfeder 108 ausgebildet sein können.
Die zweite Windung 120 überkreuzt sich mit dem Spurwechselbereich, wenn man die Betätigungsvorrichtung von der Seite betrachtet.
Der Wälzkörperumlauf 110 weist einen in Umfangsrichtung zwischen den Tragbereichen angeordneten Entlastungsbereich mit gegenüber dem Spurwechselbereich und/oder den Tragbereichen verringerten Traganteil der Wälzkörper 112 auf. Der Entlastungsbereich ist bezogen auf eine Drehachse 102 der Betätigungsvorrichtung bzw. der Kupplung dem Spurwechselbereich gegenüberliegend angeordnet. Vorzugsweise umfasst jeder der Tragbereiche in Umfangsrichtung einen Winkelbereich von mindestens 90°, während der Winkelbereich des Spurwechselbereichs und des Entlastungsbereichs in Umfangsrichtung vorzugsweise jeweils geringer als 90° ist.
Der Spurwechselbereich weist in radialer Richtung R eine größere Tiefe als der Entlastungsbereich und eine größere Tiefe als die Tragbereiche auf. Der Entlastungsbereich weist in radialer Richtung R eine größere Tiefe als die Tragbereiche auf. Ferner weist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Entlastungsbereich eine größere Breite in axialer Richtung A als die Tragbereiche auf. Es ist jedoch auch möglich, dass der Entlastungsbereich lediglich eine größere Tiefe als die beiden Tragbereiche aufweist, während die Breite gleich bleibt. Ebenso ist es möglich, dass der Entlastungsbereich lediglich eine größere Breite als die beiden Tragbereiche aufweist, während die Tiefe gleich bleibt.
Die beiden Tragbereiche sind Gewindebereichen einer Schraube entsprechend ausgebildet. Die Steigung der Tragbereiche entspricht im Wesentlichen der Steigung der Formfeder 108 in diesem Bereich, genauer gesagt der Steigung der Spuren zwischen der ersten Windung 118 und der zweiten Windung 120 und zwischen der zweiten Windung 120 und der dritten Windung 122. In Umfangsrichtung zwischen den beiden Tragbereichen weist der Entlastungsbereich vorzugsweise einen, wenn auch nur gering ausgeprägten, S-Schlag auf.
Der erste Tragbereich geht über einen Einlaufabschnitt in den Spurwechselbereich über, während der Spurwechselbereich über einen Auslaufabschnitt in den zweiten Tragbereich übergeht. Durch den Entlastungsbereich kann die Pressung der Wälzkörper 112 im Einlaufabschnitt und im Auslaufabschnitt so weit verringert werden, dass die Wälzkörper 112 im Einlaufabschnitt und im Auslaufabschnitt eine geringere Pressung als in den beiden Tragbereichen aufweisen. Die Tiefe des Wälzkörperumlaufs 110 in radialer Richtung R vergrößert sich im Einlaufabschnitt vom ersten Tragbereich zum Spurwechselbereich kontinuierlich. Die Tiefe des Wälzkörperumlaufs 110 in radialer Richtung R verringert sich im Auslaufabschnitt vom Spurwechselbereich zum zweiten Tragbereich kontinuierlich.
Wie bereits zuvor erwähnt, sind die Wälzkörper 112 vorzugsweise als Kugeln ausgebildet. Der Wälzkörperumlauf 110 ist wie dargestellt als umlaufende Kugelrinne ausgebildet. Im Spurwechselbereich ist dabei sicherzustellen, dass die Wälzkörper 112, das heißt die Kugeln, in radialer Richtung R unter dem Kamm 116 der zweiten Windung 122 der Formfeder 108 hindurchtauchen können, um den Spurwechsel von der einen Spur zwischen der ersten Windung 118 und der zweiten Windung 120 zur anderen Spur zwischen der zweiten Windung 120 und der dritten Windung 122 zu vollziehen. Hierzu ist es von Vorteil, wenn die Tiefe des Spurwechselbereichs im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der Kugeln ist. Vorzugsweise ist die Tiefe des Spurwechselbereichs größer als der Durchmesser der Kugeln, damit diese vollständig in der Kugelrinne eintauchen können und den Kamm 116 der zweiten Windung 118 der Formfeder 108 mit Sicherheit nicht berühren.
Im Betrieb der Betätigungsvorrichtung führt eine Drehung der Rotoreinrichtung 104 durch entsprechende Bestromung der Statoreinrichtung zu einer Drehung des Wälzkörperumlaufs 110. Die Wälzkörper 112 durchlaufen innerhalb des Wälzkörpergewindetriebs 100 die Spuren zwischen der ersten Windung 118 und der zweiten Windung 120 der Formfeder 108 und zwischen der zweiten Windung 120 und der dritten Windung 122 der Formfeder 108, wodurch sich die Spuren in axialer Richtung A bewegen, und die rotatorische Bewegung der Rotoreinrichtung 104 in eine translatorische Bewegung der Schlitteneinrichtung 106, in der die Wälzkörper 112 axial fest geführt sind, umgesetzt wird. Die translatorische Bewegung der Schlitteneinrichtung 106 kann zur mittelbaren oder unmittelbaren Betätigung der Kupplung verwendet werden.
Da der Wälzkörpergewindetrieb 100 vorzugsweise selbsthemmend ausgebildet ist, ist eine Bestromung der Statoreinrichtung vorzugsweise lediglich erforderlich, wenn der Betriebszustand der Kupplung zu ändern ist. Die Bestromung kann in beide Drehrichtungen der Rotoreinrichtung 104 erfolgen, wobei in einer Drehrichtung die Kupplung eingerückt wird, und in der entgegengesetzten Drehrichtung die Kupplung ausgerückt wird. Bei einer mitdrehenden Statoreinrichtung sind jedoch auch andere Arten der Bestromung möglich.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Kupplung mit einer Statoreinrichtung, einer bezüglich der Statoreinrichtung verdrehbaren Rotoreinrichtung 104 und einer bezüglich der Rotoreinrichtung 104 in axialer Richtung A begrenzt verlagerbaren Schlitteneinrichtung 106, wobei zwischen der Rotoreinrichtung 104 und der Schlitteneinrichtung 106 ein Wälzkörpergewindetrieb 100 mit zumindest drei Windungen 118, 120, 122 und einem Wälzkörperumlauf 110 mit Wälzkörpern 112 vorgesehen ist, wobei der Wälzkörper umlauf 110 einen derart ausgebildeten Spurwechselbereich aufweist, dass Wälzkörper 112 in Umfangsrichtung vor dem Spurwechselbereich in einem ersten Tragbereich zwischen einer ersten Windung 118 und einer zweiten Windung 120 laufen, und Wälzkörper 112 in Umfangsrichtung nach dem Spurwechselbereich in einem zweiten Tragbereich zwischen der zweiten Windung 120 und einer dritten Windung 122 laufen, wobei der Wälzkörperumlauf 110 einen in Umfangsrichtung zwischen den Tragbereichen angeordneten Entlastungsbereich mit gegenüber dem Spurwechselbereich und/oder den Tragbereichen verringertem Traganteil der Wälzkörper 112 aufweist.
Bezugszeichenliste

100: Wälzkörpergewindetrieb
102: Drehachse
104: Rotoreinrichtung
106: Schlitteneinrichtung
108: Formfeder
110: Wälzkörperumlauf
112: Wälzkörper
114: Anlagekontur
116: Kamm
118: erste Windung
120: zweite Windung
122: dritte Windung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012205454 A1 [0002, 0002]

Claims

Betätigungseinrichtung für eine Reibungskupplungseinrichtung, die Reibungskupplungseinrichtung aufweisend eine Drehachse (102) und wenigstens eine axial begrenzt verlagerbare Anpressplatte, die Betätigungseinrichtung aufweisend wenigstens einen Aktuator mit einer Statoreinrichtung und einer Rotoreinrichtung (104), wenigstens eine relativ zu dem wenigstens einen Aktuator axial begrenzt verlagerbare Schlitteneinrichtung (106) und wenigstens einen zwischen dem wenigstens einen Aktuator und der wenigstens einen Schlitteneinrichtung (106) angeordneten Wälzkörpergewindetrieb (100) zum Wandeln einer rotatorischen in eine translatorische Bewegung mit Wälzkörpern (112) und an den Wälzkörpern (112) anliegend geführten Windungen (118, 120, 122), dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (112) radial außenseitig der Windungen (118, 120, 122) angeordnet sind.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (112) der wenigstens einen Schlitteneinrichtung (106) und die Windungen (118, 120, 122) dem wenigstens einen Aktuator zugeordnet sind.
Betätigungseinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen (118, 120, 122) radial außenseitig an der Rotoreinrichtung (104) angeordnet sind.
Betätigungseinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörpergewindetrieb (100) eine Formfeder (108) aufweist und die Windungen (118, 120, 122) mit der Formfeder (108) gebildet sind.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Formfeder (108) einen den Wälzkörpern (112) angepasste Wälzkontur aufweist.
Betätigungseinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (112) radial innenseitig an der wenigstens einen Schlitteneinrichtung (106) angeordnet sind.
Betätigungseinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Wälzkörpergewindetrieb (100) einen Wälzkörperumlauf (110) aufweist und die Wälzkörper (112) mithilfe des Wälzkörperumlaufs (110) radial außenseitig geführt sind.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörperumlauf (110) radial innenseitig an der wenigstens einen Schlitteneinrichtung (106) angeordnet ist.
Betätigungseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7–8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörperumlauf (110) einen den Wälzkörpern (112) angepassten rinnenartigen nach radial innen offenen Querschnitt aufweist.
Reibungskupplungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs, aufweisend eine Drehachse (102), wenigstens eine Druckplatte, wenigstens eine zu einer Betätigung zwischen einer eingerückten Betätigungsstellung und einer ausgerückten Betätigungsstellung relativ zu der Druckplatte axial verlagerbare Anpressplatte und wenigstens eine zwischen der wenigstens einen Druckplatte und der wenigstens einen Anpressplatte einklemmbare Kupplungsscheibe, gekennzeichnet durch eine Betätigungseinrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.