DE102015211121A1

DE102015211121A1 - Kupplungseinrichtung

Info

Publication number: DE102015211121A1
Application number: DE102015211121.0A
Authority: DE
Inventors: Jasper Fink
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-06-17
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2016-12-22
Also published as: CN106257084B; CN106257084A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung, die drehbar um eine Drehachse lagerbar ist, aufweisend eine Betätigungseinrichtung, wobei die Betätigungseinrichtung ein erstes Betätigungselement, wenigstens ein Koppelmittel und ein zweites Betätigungselement umfasst, wobei das erste Betätigungselement mit einer Druckeinheit koppelbar ist, die eine Betätigungskraft schaltbar bereitstellt, wobei das zweite Betätigungselement mit einem Reibpartner eines Reibpakets der Kupplungseinrichtung koppelbar ist, wobei die Betätigungseinrichtung ausgebildet ist, die Betätigungskraft an das Reibpaket zu übergeben, wobei das erste Betätigungselement mittels des Koppelmittels mit dem zweiten Betätigungselement gekoppelt ist, wobei das erste Betätigungselement und/oder das zweite Betätigungselement einen ersten Werkstoff aufweist, wobei das Koppelmittel einen zum ersten Werkstoff unterschiedlichen zweiten Werkstoff aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1.
Es sind Kupplungseinrichtungen, die als nasse Doppelkupplungen ausgebildet sind bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Kupplungseinrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels einer Kupplungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es wurde erkannt, dass eine verbesserte Kupplungseinrichtung dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Kupplungseinrichtung drehbar um eine Drehachse lagerbar ist und eine Betätigungseinrichtung aufweist. Die Betätigungseinrichtung umfasst ein erstes Betätigungselement, wenigstens ein Koppelmittel und ein zweites Betätigungselement. Das erste Betätigungselement ist mit einer Druckeinheit koppelbar, die eine Betätigungskraft schaltbar bereitstellt. Das zweite Betätigungselement ist mit einem Reibpartner eines Reibpakets der Kupplungseinrichtung koppelbar. Die Betätigungseinrichtung ist ausgebildet, die Betätigungskraft an das Reibpaket zu übergeben. Das erste Betätigungselement ist mittels des Koppelmittels mit dem zweiten Betätigungselement gekoppelt. Das erste Betätigungselement und/oder das zweite Betätigungselement weist einen ersten Werkstoff auf. Das Koppelmittel weist einen zum ersten Werkstoff unterschiedlichen zweiten Werkstoff auf.
Dadurch kann die Kupplungseinrichtung besonders leicht ausgebildet sein. Ferner kann das erste Betätigungselement und das zweite Betätigungselement optimal an ihre Belastungen angepasst werden, während hingegen das Koppelmittel in seiner geometrischen Ausgestaltung frei durch den zweiten Werkstoff ausgestaltet werden kann. Dadurch sind konstruktiv in der Gestaltung der Betätigungseinrichtung mehr Freiheitsgrade gegeben als bei einer herkömmlichen Herstellung der Betätigungseinrichtung vollständig aus einem einzigen Werkstoff.
Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn der erste Werkstoff eine Dichte mit einem Wert aufweist, wobei der Wert in einem Bereich von 2 g/cm³ bis 10 g/cm³, insbesondere in einem Bereich von 7,7 g/cm³ bis 8,2 g/cm³, liegt.
In einer weiteren Ausführungsform weist der zweite Werkstoff eine Dichte mit einem Wert auf, wobei der Wert in einem Bereich von 0,9 g/cm³ bis 1,7 g/cm³, insbesondere in einem Bereich von 1 g/cm³ bis 1,7 g/cm³, liegt. Dadurch kann eine Masse der Betätigungseinrichtung reduziert werden. Auch wird durch die Reduzierung der Masse der Betätigungseinrichtung ein Massenträgheitsmoment der Betätigungseinrichtung reduziert.
Ferner ist von Vorteil, wenn der erste Werkstoff wenigstens ein Metall, insbesondere Stahl und/oder Aluminium aufweist. Der zweite Werkstoff weist einen Kunststoff, insbesondere Polyethylen und/oder Acrylbutadienstyrolcopolymer und/oder Polyamid und/oder Polycarbonat und/oder Polyetheretherketon, auf. Diese Kunststoffe eignen sich besonders gut zur Übertragung von Druck zwischen dem ersten Betätigungselement und dem zweiten Betätigungselement. Der erste Werkstoff eignet sich insbesondere, wenn er Metall, insbesondere Stahl und/oder Aluminium, zur Beanspruchung auf Biegung aufweist. So kann besonders wirksam beim ersten Betätigungselement eine Druckkraft von radial innen nach radial außen weitergeleitet werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Koppelmittel ein nach axialer Richtung sich erstreckendes erstes Koppelmittel und ein sich in axialer Richtung erstreckendes zweites Koppelelement auf. Die Koppelelemente sind mit einem ersten Längsende mit dem ersten Betätigungselement und mit einem zweiten Längsende mit dem zweiten Betätigungselement verbunden. Das erste Koppelmittel ist in Umfangsrichtung versetzt zu dem zweiten Koppelmittel angeordnet. Dadurch kann eine zuverlässige Abstützung und Kraftübertragung zwischen dem ersten Betätigungselement und dem zweiten Betätigungselement durch die käfigartige Ausgestaltung des Koppelmittels durch die Koppelelemente sichergestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist das erste Koppelelement einen ersten Koppelabschnitt, einen zweiten Koppelabschnitt und einen dritten Koppelabschnitt auf. Der zweite Koppelabschnitt ist axial zwischen dem ersten Koppelabschnitt und dem dritten Koppelabschnitt angeordnet. Das erste Betätigungselement weist eine erste Aussparung und das zweite Betätigungselement eine zweite Aussparung auf. Die erste Aussparung ist korrespondierend zum ersten Koppelabschnitt und die zweite Aussparung korrespondierend zum dritten Koppelabschnitt ausgebildet. Der erste Koppelabschnitt greift in die erste Aussparung und der dritte Koppelabschnitt in die zweite Aussparung ein. Der zweite Koppelabschnitt weist einen größeren Durchmesser auf als der erste Koppelabschnitt und/oder der dritte Koppelabschnitt. Dadurch kann eine zuverlässige Kraftübertragung zwischen dem ersten Betätigungselement und dem zweiten Betätigungselement mittels des Koppelmittels sichergestellt werden und gleichzeitig eine spielfreie Anbindung des Koppelmittels zwischen dem ersten Betätigungselement und dem zweiten Betätigungselement sichergestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Koppelmittel stegförmig ausgebildet und weist ein erstes Längsende und ein zweites Längsende auf. An dem ersten Längsende ist das Koppelmittel mit dem ersten Betätigungselement mittels einer ersten Verbindung verbunden. An dem zweiten Längsende ist das Koppelmittel mit dem zweiten Betätigungselement mittels einer zweiten Verbindung verbunden. Die erste Verbindung und/oder die zweite Verbindung ist form- und/oder stoffschlüssig. Dadurch kann eine spielfreie erste und/oder zweite Verbindung sichergestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform koppelt die Verbindung radial außenseitig das erste Betätigungselement mit dem Koppelmittel. Ferner weist das erste Betätigungselement radial innenseitig der ersten Verbindung eine Verbindungsfläche auf. Die Verbindungsfläche ist axial versetzt zu der ersten Verbindung angeordnet. Dadurch kann die Kupplungseinrichtung besonders kompakt ausgebildet werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Kupplungseinrichtung ein erstes Reibpaket mit einem ersten Reibpartner und einem zweiten Reibpartner, eine Eingangsseite und eine erste Ausgangsseite auf. Der erste Reibpartner ist drehmomentschlüssig mit der Eingangsseite und der zweite Reibpartner drehmomentschlüssig mit der ersten Ausgangsseite verbunden, wobei die Betätigungseinrichtung eine Druckeinheit aufweist, wobei die Druckeinheit ausgebildet ist, schaltbar die Betätigungskraft bereitzustellen, wobei das erste Betätigungselement, das Koppelmittel und das zweite Betätigungselement ausgebildet sind, die Betätigungskraft zwischen der Druckeinheit und dem Reibpaket zu übertragen.
Die Betätigungseinrichtung ist ausgebildet, die Betätigungskraft zwischen der Druckeinheit und dem Reibpaket zu übertragen. Mittels der Betätigungskraft werden der erste und zweite Reibpartner in Berührkontakt gebracht, um einen Reibschluss zwischen dem ersten und zweiten Reibpartner zur drehmomentschlüssigen Verbindung der Eingangsseite mit der Ausgangsseite zu erzielen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Kupplungseinrichtung eine zweite Ausgangsseite, eine weitere Betätigungseinrichtung, ein zweites Reibpaket mit einem dritten Reibpartner und einem vierten Reibpartner auf. Der dritte Reibpartner ist mit der Eingangsseite und der vierte Reibpartner mit der zweiten Ausgangsseite drehmomentschlüssig verbunden. Die weitere Betätigungseinrichtung ist mit einer weiteren Druckeinheit koppelbar, die eine weitere Betätigungskraft schaltbar bereitstellt. Mittels der weiteren Betätigungskraft werden der dritte Reibpartner und der vierte Reibpartner in Berührkontakt gebracht, um einen Reibschluss zwischen dem dritten und vierten Reibpartner zur drehmomentschlüssigen Verbindung der Eingangsseite mit der zweiten Ausgangsseite zu erzielen. Das Reibpaket und das weitere Reibpaket sind axial versetzt zueinander angeordnet. Axial zwischen dem Reibpaket und dem weiteren Reibpaket ist das zweite Betätigungselement angeordnet, wobei radial außenseitig und/oder radial innenseitig des dritten und/oder des vierten Reibpartners das Koppelmittel angeordnet ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen Halblängsschnitt durch eine Kupplungseinrichtung; und
2 einen perspektivischen Längsschnitt durch eine konstruktive Weiterbildung einer in 1 gezeigten ersten Betätigungseinrichtung.
1 zeigt einen Halblängsschnitt durch eine Kupplungseinrichtung 10. Die Kupplungseinrichtung 10 ist drehbar um eine Drehachse 15 gelagert. Die Kupplungseinrichtung 10 ist beispielhaft als axiale Doppelkupplung ausgebildet und umfasst eine Eingangsseite 20, eine erste Ausgangsseite 25 und eine zweite Ausgangsseite 30. Die Eingangsseite 20 ist mit einem Antriebsmotor koppelbar. Die erste Ausgangsseite 25 ist mit einer ersten Getriebeeingangswelle 35 und die zweite Ausgangsseite 30 ist mit einer zweiten Getriebeeingangswelle 40 einer Übersetzungseinrichtung drehmomentschlüssig verbunden.
Die Kupplungseinrichtung 10 umfasst eine erste Kupplungseinheit 45 und eine zweite Kupplungseinheit 50. Die erste Kupplungseinheit 45 weist einen ersten Lamellenträger 55, einen zweiten Lamellenträger 60, ein erstes Reibpaket 65, eine erste Betätigungseinrichtung 70 und eine erste Nabe 75 auf. Der erste Lamellenträger 55 ist als Außenlamellenträger ausgebildet und weist einen ersten Radialabschnitt 56 und einen ersten Axialabschnitt 57 auf. Der erste Radialabschnitt 56 erstreckt sich im Wesentlichen in radialer Richtung. Der erste Axialabschnitt 57 erstreckt sich im Wesentlichen in axialer Richtung und ist mit dem ersten Radialabschnitt 57 radial außenseitig verbunden. Radial innenseitig ist der erste Radialabschnitt 56 drehmomentschlüssig mit der Eingangsseite 20 verbunden. Der zweite Lamellenträger 60 ist radial innenseitig mit der ersten Nabe 75 drehmomentschlüssig verbunden. Die erste Nabe 75 bildet die erste Ausgangsseite 25 aus. Der zweite Lamellenträger 60 ist als Innenlamellenträger ausgebildet. Der erste Lamellenträger 55 und der zweite Lamellenträger 60 bilden einen ersten Ringspalt aus, wobei in dem ersten Ringspalt das erste Reibpaket 65 angeordnet ist.
Das erste Reibpaket 65 weist einen erste Reibpartner 80 und einen zweiten Reibpartner 85 auf. Der erste Reibpartner 80 und der zweite Reibpartner 85 sind abwechselnd in einem Stapel axial nebeneinander angeordnet. Dabei ist der erste Reibpartner 80 drehmomentschlüssig mit dem ersten Lamellenträger 55 verbunden. Der zweite Reibpartner 85 ist drehmomentschlüssig mit dem zweiten Lamellenträger 60 verbunden. In der Ausführungsform ist beispielhaft der erste Reibpartner 80 als belagslose Lamelle, insbesondere als Stahllamelle, ausgebildet, während hingegen der zweite Reibpartner 85 als Belagslamelle ausgebildet ist. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der erste Reibpartner 80 als Belagslamelle und der zweite Reibpartner 85 als belagslose Lamelle ausgebildet ist. Andere Ausgestaltungen der Reibpartner 80, 85 sind auch denkbar.
Die erste Betätigungseinrichtung 70 weist ein erstes Betätigungselement 90, ein zweites Betätigungselement 95, ein Koppelmittel 100 und eine erste Druckeinheit 115 auf. Das erste Betätigungselement 90 ist scheibenartig ausgebildet und erstreckt sich im Wesentlichen in radialer Richtung. Das erste Betätigungselement 90 ist beispielhaft als Drucktopf ausgebildet und weist radial innenseitig eine erste Verbindungsfläche 105 auf. Radial außenseitig ist das erste Betätigungselement 90 mit dem Koppelmittel 100 mittels einer ersten Verbindung 110 verbunden. Die erste Verbindung 110 kann form- und/oder kraftschlüssig ausgebildet sein.
Die erste Verbindungsfläche 105 ist in axialer Richtung versetzt zu der ersten Verbindung 110 angeordnet. Dabei ist beispielhaft die erste Verbindungsfläche 105 in Richtung vom ersten Reibpaket 65 weg von der ersten Verbindung 110 in axialer Richtung angeordnet. Die erste Verbindungsfläche 105 ist senkrecht zu der Drehachse 15 angeordnet. Die erste Verbindungsfläche 105 dient dazu, das erste Betätigungselement 90 mit der ersten Druckeinheit 115, die beispielsweise als hydraulischer Druckkolben ausgebildet ist, zu koppeln. Zusätzlich kann (nicht dargestellt) ein Axiallager zwischen der ersten Druckeinheit 115 und der ersten Verbindungsfläche 105 vorgesehen sein, um eine Drehzahldifferenz zwischen dem ersten Betätigungselement 90 und der ersten Druckeinheit 115 auszugleichen. Die erste Druckeinheit 115 stellt je nach gewünschtem Schaltzustand der Kupplungseinrichtung 10 eine in axialer Richtung wirkende erste Betätigungskraft F₁ bereit. Die erste Betätigungskraft F₁ wird über die erste Verbindungsfläche 105 in das erste Betätigungselement 90 eingeleitet.
Das zweite Betätigungselement 95 ist in der Ausführungsform als Druckring ausgebildet und ist radial außenseitig mit dem ersten Lamellenträger 55 drehmomentschlüssig gekoppelt. Dabei ist das zweite Betätigungselement 95 in axialer Richtung verschiebbar gegenüber dem ersten Lamellenträger 55 angeordnet. Das zweite Betätigungselement 95 ist mittels einer zweiten Verbindung 120 mit dem Koppelmittel 100 gekoppelt. Die zweite Verbindung 120 kann form- und/oder stoffschlüssig ausgebildet sein. Das zweite Betätigungselement 95 weist einen zweiten Radialabschnitt 125 und einen zweiten Axialabschnitt 130 auf. Der zweite Axialabschnitt 130 ist radial innenseitig zu dem Radialabschnitt 125 angeordnet und mit dem zweiten Radialabschnitt 125 verbunden. Der zweite Axialabschnitt 130 erstreckt sich vom zweiten Radialabschnitt 125 aus in Richtung des ersten Reibpakets 65. In der Ausführungsform ist beispielhaft der zweite Axialabschnitt 130 im Wesentlichen senkrecht zum zweiten Radialabschnitt 125 angeordnet. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der zweite Axialabschnitt 130 schräg zum zweiten Radialabschnitt 125 angeordnet ist. Dabei verläuft in der Ausführungsform beispielhaft der zweite Axialabschnitt 130 parallel zur Drehachse 15. Die zweite Verbindung 120 kann dabei radial außenseitig zu dem zweiten Axialabschnitt 130 angeordnet sein und koppelt das Koppelmittel 100 mit dem zweiten Radialabschnitt 125. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass das zweite Betätigungselement 95 andersartig ausgebildet ist.
Stellt die erste Druckeinheit 115 die erste Betätigungskraft F₁ bereit, so wird die erste Betätigungskraft F₁ über die Verbindungsfläche 105 in das erste Betätigungselement 95 eingeleitet. Das erste Betätigungselement 90 leitet die erste Betätigungskraft F₁ radial nach außen hin und übergibt die erste Betätigungskraft F₁ über die erste Verbindung 110 an das Koppelmittel 100. Das Koppelmittel 100 wird auf Druck beansprucht und übergibt die erste Betätigungskraft F₁ über die zweite Verbindung 120 an das zweite Betätigungselement 95. Der erste Radialabschnitt 56 stellt eine erste Gegenkraft F_G1 bereit. Das zweite Betätigungselement 95 leitet die erste Betätigungskraft F₁ in das erste Reibpaket 65 ein, wobei mittels der ersten Betätigungskraft F₁ und der ersten Gegenkraft F_G1 der erste Reibpartner 80 und der zweite Reibpartner 85 axial aneinander gedrückt werden, sodass diese einen Reibschluss erzielen, um so drehmomentschlüssig den ersten Lamellenträger 55 mit dem zweiten Lamellenträger 60 zu verbinden.
Wird ein Drehmoment über die Eingangsseite 20 bei Bereitstellung der ersten Betätigungskraft F₁ eingeleitet, so wird das Drehmoment über den ersten Lamellenträger 55 in die ersten Reibpartner 80 eingeleitet. Die ersten Reibpartner 80 geben über den Reibschluss mit dem zweiten Reibpartner 85 das Drehmoment an die zweiten Reibpartner 85 weiter. Die zweiten Reibpartner 85 leiten das Drehmoment in den zweiten Lamellenträger 60 ein, der seinerseits das Drehmoment radial innenseitig an die erste Nabe 75 weiterleitet. Von der ersten Nabe 75 wird das Drehmoment in die erste Getriebeeingangswelle 35 weitergeleitet.
Das erste Betätigungselement 90 weist einen ersten Werkstoff auf. Das Koppelmittel 100 weist einen zum ersten Werkstoff unterschiedlichen zweiten Werkstoff auf. Das dritte Betätigungselement 170 weist einen dritten Werkstoff auf. Der dritte Werkstoff ist in der Ausführungsform identisch zum ersten Werkstoff. Selbstverständlich kann auch der dritte Werkstoff unterschiedlich zum ersten Werkstoff sein.
Der erste Werkstoff und/oder der dritte Werkstoff weist eine Dichte mit einem Wert auf, der in einem Bereich von 2 g/cm³ bis 10 g/cm³, insbesondere von 7,7 g/cm³ bis 8,2 g/cm³, liegt. Der zweite Werkstoff weist eine Dichte mit einem Wert auf, wobei der Wert in einem Bereich von 0,9 g/cm³ bis 1,7 g/cm³, insbesondere in einem Bereich von 1 g/cm³ bis 1,7 g/cm³, liegt. Dadurch kann die erste Betätigungseinrichtung 70 besonders leicht ausgebildet sein. Ferner ist ein Massenträgheitsmoment der ersten Betätigungseinrichtung 70 reduziert, sodass die Kupplungseinrichtung 10 insgesamt eine geringere Massenträgheit aufweist und somit schneller beschleunigt werden kann.
Der erste Werkstoff kann dabei wenigstens ein Metall, insbesondere Stahl und/oder Aluminium aufweisen. Der zweite Werkstoff kann einen Kunststoff, insbesondere Polyethylen und/oder Acrylbutadienstyrolcopolymer und/oder Polyamid und/oder Polycarbonat und/oder Polyetheretherketon, aufweisen. Diese Kunststoffe sind besonders geeignet, um Druckspannungen, wie sie zur Übertragung der ersten Betätigungskraft F₁ vom ersten Betätigungselement 90 hin zum zweiten Betätigungselement 95 auftreten, durch das Koppelmittel 10 100 zu übertragen. Ferner kann durch die Verwendung eines Kunststoffes, insbesondere wenigstens eines der oben genannten Kunststoffe, das Koppelmittel 100 in seiner Geometrie besonders frei gestaltet werden, um so die Kupplungseinrichtung 10 besonders kompakt auszubilden. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn, wie in der Ausführungsform, das Koppelmittel 100 durch das zweite Reibpaket 150 und hierbei insbesondere an den vierten Reibpartnern 165 radial außenseitig geführt werden soll. Auch kann das Koppelmittel radial innenseitig des zweiten Reibpakets 150, insbesondere des vierten Reibpartners 165 geführt werden.
Ferner wird durch die Verwendung eines zweiten Werkstoffs mit einer geringeren Dichte als der erste Werkstoff eine Masse der ersten Betätigungseinrichtung 70 insgesamt reduziert.
In der Ausführungsform wird die erste Verbindung 110 dadurch hergestellt, indem der zweite Werkstoff des Koppelmittels 100 an das erste Betätigungselement 90 in einem Spritzgussverfahren angespritzt wird. Dadurch wird das Koppelmittel 100 stoffschlüssig mit dem ersten Betätigungselement 90 verbunden. Die erste Verbindung 110 eignet sich dadurch insbesondere zur spielfreien Kopplung des ersten Betätigungselements 90 mit dem Koppelmittel 100.
Ebenso wird die zweite Verbindung 120 dadurch hergestellt, dass, wie auch die erste Verbindung 110, das Koppelmittel 100 im Spritzgussvorgang an das zweite Betätigungselement 95 angespritzt wird. Dadurch kann das zweite Betätigungselement 95 spielfrei mit dem Koppelmittel 100 verbunden werden.
Auch ist denkbar, dass die erste Verbindung 110 und/oder die zweite Verbindung 120 zusätzlich zur stoffschlüssigen Verbindung formschlüssig ausgebildet ist. Auch ist denkbar, dass die erste Verbindung 110 und/oder die zweite Verbindung 120 ausschließlich formschlüssig ausgebildet sind.
Die zweite Kupplungseinheit 50 ist axial benachbart zu der ersten Kupplungseinheit 45 angeordnet. Die zweite Kupplungseinheit 50 weist einen dritten Lamellenträger 135, einen vierten Lamellenträger 140, eine zweite Nabe 145, ein zweites Reibpaket 150 sowie eine zweite Betätigungseinrichtung 155 auf. Der erste und dritte Lamellenträger 55, 135 sind dabei einstückig und materialeinheitlich ausgebildet. Selbstverständlich kann auch der dritte Lamellenträger 135 als separates Bauteil ausgeführt sein und mit dem ersten Lamellenträger 55 gekoppelt sein. Dabei ist der dritte Lamellenträger 135 als Außenlamellenträger ausgebildet.
Der vierte Lamellenträger 140 ist als Innenlamellenträger ausgebildet. Der vierte Lamellenträger 140 ist radial innenseitig mit der zweiten Nabe 145 drehmomentschlüssig verbunden. Der dritte und vierte Lamellenträger 135, 140 bilden einen zweiten Ringspalt aus, in dem das zweite Reibpaket 150 angeordnet ist. Das zweite Reibpaket 150 ist dabei radial etwa auf Höhe des ersten Reibpakets 65 angeordnet. Das erste Reibpaket 65 und das zweite Reibpaket 150 sind axial versetzt zueinander angeordnet. Dabei ist axial zwischen dem ersten Reibpaket 65 und dem zweiten Reibpaket 150 das zweite Betätigungselement 95 angeordnet.
Das zweite Reibpaket 150 weist einen dritten Reibpartner 160 und einen vierten Reibpartner 165 auf, die stapelartig abwechselnd zueinander angeordnet sind. Der dritte Reibpartner 160 ist dabei drehmomentschlüssig mit dem dritten Lamellenträger 135 und der vierte Reibpartner 165 ist drehmomentschlüssig mit dem vierten Lamellenträger 140 verbunden. Der dritte Reibpartner 160 ist dabei als belagslose Reiblamelle, insbesondere als Stahllamelle, ausgebildet. Der vierte Reibpartner 165 ist als Belagslamelle beispielhaft ausgebildet. Selbstverständlich kann die Ausgestaltung des dritten und vierten Reibpartners 160, 165 auch andersartig sein.
Die zweite Betätigungseinrichtung 155 umfasst ein drittes Betätigungselement 170 und eine zweite Druckeinheit 175. Das dritte Betätigungselement 170 ist radial innenseitig zu dem ersten Betätigungselement 90 und dem Koppelmittel 100 angeordnet. Das dritte Betätigungselement 170 ist topfartig ausgebildet und umfasst an einer Stirnseite eine zweite Verbindungsfläche 171. Die zweite Druckeinheit 175 ist mit der zweiten Verbindungsfläche 171 gekoppelt. Dabei kann (nicht dargestellt) axial zwischen der zweiten Verbindungsfläche 171 und der zweiten Druckeinheit 175 ein weiteres Axiallager vorgesehen sein. Radial außenseitig wirkt das dritte Betätigungselement 170 auf das zweite Reibpaket 150. Die zweite Druckeinheit 175 ist ausgebildet, schaltbar eine zweite Betätigungskraft F₂ bereitzustellen.
Ferner weist die zweite Kupplungseinheit 50 eine Abstützeinrichtung 180 auf. Die Abstützeinrichtung 180 ist axial gegenüberliegend zum dritten Betätigungselement 170 angeordnet, sodass das zweite Reibpaket 150 zwischen der Abstützeinrichtung 180 und dem dritten Betätigungselement 170 angeordnet ist. Die Abstützeinrichtung 180 ist dabei mit dem ersten und dritten Lamellenträger 55, 135 gekoppelt. Die Abstützeinrichtung 180 dient dazu, eine zweite Gegenkraft F_G2 bereitzustellen.
Wird durch die zweite Druckeinheit 175 die zweite Betätigungskraft F₂ bereitgestellt, so wird diese mittels des dritten Betätigungselements 170 in das zweite Reibpaket 150 verbracht. Mittels der zweiten Betätigungskraft F₂ und der korrespondierend zur zweiten Betätigungskraft F₂ wirkenden zweiten Gegenkraft F_G2 werden der dritte und vierte Reibpartner 160, 165 axial gegeneinander verpresst, sodass diese in Berührkontakt treten und einen Reibschluss miteinander ausbilden. Dadurch wird drehmomentschlüssig die Eingangsseite 20 über dem ersten Lamellenträger 55 und dem dritten Lamellenträger 135 über das zweite Reibpaket 150 mit dem vierten Lamellenträger 140 und somit mit der zweiten Ausgangsseite 30 drehmomentschlüssig verbunden.
In der Ausführungsform ist axial das zweite Betätigungselement 95 der ersten Betätigungseinrichtung 70 zwischen der Abstützeinrichtung 180 und dem ersten Reibpaket 65 und somit auch zwischen dem zweiten Reibpaket 150 und dem ersten Reibpaket 65 angeordnet. Das Koppelmittel 100 ist dabei radial außenseitig zu den vierten Reibpartnern 165 angeordnet. Die dritten Reibpartner 160 weisen eine Ausnehmung 185 auf. Durch die Ausnehmung 185 greift das Koppelmittel 100 durch und wird somit radial außenseitig an den vierten Reibpartnern 165 vorbeigeführt. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass das Koppelmittel 100 radial außenseitig an dem dritten Reibpartner 160 vorbeigeführt wird.
2 zeigt einen perspektivischen Längsschnitt durch eine konstruktive Weiterbildung der ersten Betätigungseinrichtung 70 der in 1 gezeigten Betätigungseinrichtung 70.
Die erste Betätigungseinrichtung 70 ist im Wesentlichen identisch zu der in 1 gezeigten Betätigungseinrichtung 70 ausgebildet. Abweichend dazu ist die erste Verbindungsfläche 105 axial in Richtung dem zweiten Betätigungselement 95 bezogen auf die erste Verbindung 100 versetzt angeordnet. Dadurch weist das erste Betätigungselement 90 eine Art Topfung auf. Dadurch kann die erste Betätigungseinrichtung 70 besonders kompakt ausgebildet werden.
Das Koppelmittel 100 weist ein erstes Koppelelement 200 und ein zweites Koppelelement 205 auf. Die Koppelelemente 200, 205 sind in Umfangsrichtung in regelmäßigem Abstand angeordnet. Dabei sind beispielhaft das erste Koppelelement 200 und das zweite Koppelelement 205 identisch ausgebildet.
Radial außenseitig zu der ersten Verbindungsfläche 105 weist das erste Betätigungselement 90 eine erste Aussparung 210 auf. Die erste Aussparung 210 ist beispielhaft als Durchgangsbohrung ausgebildet. Axial gegenüberliegend zur ersten Aussparung 210 weist das zweite Betätigungselement 95 im zweiten Radialabschnitt 125 eine zweite Aussparung 215 auf. Die zweite Aussparung 215 ist ebenso als Durchgangsbohrung ausgebildet.
Das Koppelelement 200, 205 ist stegförmig ausgebildet und weist einen ersten Koppelabschnitt 220, einen zweiten Koppelabschnitt 225 und einen dritten Koppelabschnitt 230 auf. Der erste Koppelabschnitt 220 grenzt an ein erstes Längsende 235 des Koppelelements 200, 205. An den ersten Koppelabschnitt 220 grenzt der zweite Koppelabschnitt 225 axial an. An den zweiten Koppelabschnitt 225 und angrenzend an ein zweites Längsende 240, das axial gegenüberliegend zum ersten Längsende 235 angeordnet ist, grenzt der dritte Koppelabschnitt 230 an. Der zweite Koppelabschnitt 225 ist somit axial zwischen dem ersten Koppelabschnitt 220 und dem dritten Koppelabschnitt 230 angeordnet Der erste Koppelabschnitt 220 weist einen ersten Durchmesser d₁ auf. Der zweite Koppelabschnitt 225 weist einen zweiten Durchmesser d₂ auf. Der dritte Koppelabschnitt 230 weist einen dritten Durchmesser d₃ auf. Der erste und der dritte Durchmesser d₁, d₃ sind beispielhaft identisch. Der zweite Durchmesser d₂ des zweiten Koppelabschnitts 225 ist größer als der erste Durchmesser d₁ und der dritte Durchmesser d₃. Dadurch bilden sich am Übergang zwischen dem ersten Koppelabschnitt 220 und dem zweiten Koppelabschnitt 225 ein erster Absatz 245 und am Übergang vom zweiten Koppelabschnitt 225 zum dritten Koppelabschnitt 230 ein zweiter Absatz 250 aus. In Längsrichtung weist der erste Koppelabschnitt 220 im Wesentlichen die gleiche Breite auf wie die erste Aussparung 210. Der dritte Koppelabschnitt 230 weist in Längsrichtung die gleiche Breite auf wie die zweite Aussparung 215.
In der Ausführungsform erstrecken sich die Koppelelemente 200, 205 parallel zur Drehachse 15 in axialer Richtung. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Koppelelemente 200, 205 schräg zur Drehachse 15 angeordnet sind. Dabei ist auch denkbar, dass anstatt der parallelen Anordnung der Koppelelemente 200, 205 zueinander auch diese schräg zueinander angeordnet sind.
Die erste Aussparung 210 und der erste Koppelabschnitt 220 sind korrespondierend zueinander ausgebildet. Dabei greift der erste Koppelabschnitt 220 vollständig in die erste Aussparung 210 ein und bildet die erste Verbindung 110 aus. Die zweite Aussparung 215 und der dritte Koppelabschnitt 230 sind korrespondierend zueinander ausgebildet. Dabei greift der dritte Koppelabschnitt 230 vollständig in die zweite Aussparung 215 ein, sodass der dritte Koppelabschnitt 230 mit der zweiten Aussparung 215 die zweite Verbindung 120 ausbildet und das Koppelelement 200, 205 formschlüssig mit dem zweiten Betätigungselement 95 verbindet.
Der erste Absatz 245 liegt an einer ersten Stirnfläche 255 des ersten Betätigungselements 90 an. Der zweite Absatz 250 liegt an einer zweiten Stirnfläche 260 des zweiten Betätigungselements 95 an. Die erste und zweite Stirnfläche 255, 260 sind auf jeweils gegenüberliegend zugewandten Seiten des ersten und zweiten Betätigungselements 90, 95 angeordnet. Die erste Betätigungskraft F₁ und die erste Gegenkraft F_G1 wird dabei zwischen dem ersten Betätigungselement 90 und dem Koppelelement 200, 205 über die erste Stirnfläche 205 und den ersten Absatz 145 ausgetauscht. Ferner wird die erste Betätigungskraft F₁ und die erste Gegenkraft F_G1 über den zweiten Absatz 250 und die zweite Stirnfläche 260 zwischen dem Koppelelement 200, 205 und dem zweiten Betätigungselement 95 ausgetauscht.
Die in 2 gezeigte erste Betätigungseinrichtung 70 kann vorteilhafterweise dadurch hergestellt werden, indem das erste Betätigungselement 90 und das zweite Betätigungselement 95 beispielsweise mittels eines Stanzbiegeverfahrens hergestellt werden. Im Anschluss daran werden das erste und zweite Betätigungselement 90, 95 in eine Spritzgussform eingelegt, wobei während eines Spritzgussverfahrens der zweite Werkstoff in die Form eingespritzt wird, um so die Koppelelemente 200, 205 herzustellen. Dabei wird insbesondere der zweite Werkstoff auch in die Aussparungen 210, 215 der Betätigungselemente 90, 95 eingespritzt, sodass das Koppelelement 200, 205 über den ersten und dritten Koppelabschnitt 220, 230 und die Aussparungen 210, 215 nicht nur formschlüssig, sondern auch stoffschlüssig mit dem Betätigungselement 90, 95 verbunden ist. Dadurch kann mittels der ersten und zweiten Verbindung 110, 120 eine hohe erste Betätigungskraft F₁, und eine hohe erste Gegenkraft F_G1 ausgetauscht werden. Ferner ist die erste und zweite Verbindung 110, 120 dadurch spielfrei. Ferner ist die erste Betätigungseinrichtung 70 besonders steif ausgebildet. Dadurch kann die erste Betätigungseinrichtung 70 besonders gut Biegespannungen ertragen.
Alternativ ist auch denkbar, dass die Koppelelemente 200, 205 in einem separaten Spritzgussverfahren hergestellt werden und der erste Koppelabschnitt 220 in die erste Aussparung 210 und der dritte Koppelabschnitt 230 in die zweite Aussparung 215 eingesteckt werden. Zusätzlich ist hierbei von Vorteil, wenn nach dem Einstecken des ersten und dritten Koppelabschnitts 220, 230 in die Aussparung 210, 215 der erste Koppelabschnitt und der dritte Koppelabschnitt 220, 230 geprägt werden, sodass zwischen dem ersten Koppelabschnitt 220 und der ersten Aussparung 210 und/oder dem dritten Koppelabschnitt 230 und der zweiten Aussparung 215 die Verbindung 110, 120 zusätzlich kraftschlüssig ausgebildet ist. Dadurch kann ebenso eine spielfreie Verbindung 110, 120 hergestellt werden.
Alternativ ist ferner auch denkbar, dass auf die Aussparungen 215 verzichtet wird und das Koppelelement 200, 205 direkt an das erste und/oder zweite Betätigungselement 90, 95 angespritzt wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass die in den 1 und 2 gezeigten Ausgestaltungen der ersten Betätigungseinrichtung 70 selbstverständlich auch auf die zweite Betätigungseinrichtung 155 übertragbar sind. Hierbei kann jedoch das Koppelmittel 100 in Längsrichtung kürzer ausgebildet sein und das zweite Betätigungselement 95 axial angrenzend an das zweite Reibpaket 150 auf einer zum ersten Reibpaket 65 abgewandten Seite des zweiten Reibpakets 150 angeordnet sein.
Es wird darauf hingewiesen, dass die in den 1 und 2 gezeigten Merkmale der Kupplungseinrichtung 10 beispielhaft sind. Insbesondere ist hierbei denkbar, dass die Kupplungseinrichtung 10 auch als einfache Kupplungseinrichtung mit nur einem Reibpaket 65, 150 ausgebildet ist. Auch ist denkbar, dass die in 1 gezeigte Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung 10 als axiale Doppelkupplung oder die Kupplungseinrichtung 10 auch als radiale Doppelkupplung ausgebildet ist, bei der das erste Reibpaket 65 radial zum zweiten Reibpaket 150 versetzt angeordnet ist.
Bezugszeichenliste

10: Kupplungseinrichtung
15: Drehachse
20: Eingangsseite
25: erste Ausgangsseite
30: zweite Ausgangsseite
35: erste Getriebeeingangswelle
40: zweite Getriebeeingangswelle
45: erste Kupplungseinheit
50: zweite Kupplungseinheit
55: erster Lamellenträger (Außenlamellenträger)
56: erster Radialabschnitt
57: erster Axialabschnitt
60: zweiter Lamellenträger (Innenlamellenträger)
65: erstes Reibpaket
70: erste Betätigungseinrichtung
75: erste Nabe
80: erster Reibpartner
85: zweiter Reibpartner
90: erstes Betätigungselement
95: zweites Betätigungselement
100: Koppelmittel
105: erste Verbindungsfläche
110: erste Verbindung
115: erste Druckeinheit
120: zweite Verbindung
125: Radialabschnitt
130: Axialabschnitt
135: dritter Lamellenträger (Außenlamellenträger)
140: vierter Lamellenträger (Innenlamellenträger)
145: zweite Nabe
150: zweites Reibpaket
155: zweite Betätigungseinrichtung
160: dritter Reibpartner
165: vierter Reibpartner
170: drittes Betätigungselement
171: zweite Verbindungsfläche
175: zweite Druckeinheit
180: Abstützeinrichtung
185: Ausnehmung
200: erstes Koppelelement
205: zweites Koppelelement
210: erste Aussparung
215: zweite Aussparung
220: erster Koppelabschnitt
225: zweiter Koppelabschnitt
230: dritter Koppelabschnitt
235: erstes Längsende
240: zweites Längsende
245: erster Absatz
250: zweiter Absatz
255: erste Stirnfläche
260: zweite Stirnfläche

Claims

Kupplungseinrichtung (10), die drehbar um eine Drehachse (15) lagerbar ist, – aufweisend eine Betätigungseinrichtung (70, 155), – wobei die Betätigungseinrichtung (70, 155) ein erstes Betätigungselement (90), wenigstens ein Koppelmittel (100) und ein zweites Betätigungselement (95) umfasst, – wobei das erste Betätigungselement (90) mit einer Druckeinheit (115) koppelbar ist, die eine Betätigungskraft (F₁, F₂) schaltbar bereitstellt, – wobei das zweite Betätigungselement (95) mit einem Reibpartner (80, 85) eines Reibpakets (65) der Kupplungseinrichtung (10) koppelbar ist, – wobei die Betätigungseinrichtung (70, 155) ausgebildet ist, die Betätigungskraft (F₁, F₂) an das Reibpaket (65) zu übergeben, – wobei das erste Betätigungselement (90) mittels des Koppelmittels (100) mit dem zweiten Betätigungselement (95) gekoppelt ist, – wobei das erste Betätigungselement (90) und/oder das zweite Betätigungselement (95) einen ersten Werkstoff aufweist, – wobei das Koppelmittel (100) einen zum ersten Werkstoff unterschiedlichen zweiten Werkstoff aufweist.
Kupplungseinrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei der erste Werkstoff eine ^{Dichte mit einem Wert aufweist, wobei der Wert in einem Bereich von 2 g/cm}3 bis 10 g/cm³, insbesondere in einem Bereich von 7,7 g/cm³ bis 8,2 g/cm³, liegt.
Kupplungseinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Werkstoff eine Dichte mit einem Wert aufweist, wobei der Wert in einem Bereich von 0,9 g/cm³ bis 1,7 g/cm³, insbesondere in einem Bereich von 1 g/cm³ bis 31,7 g/cm³, liegt.
Kupplungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Werkstoff wenigstens ein Metall, insbesondere Stahl und/oder Aluminium, und der zweite Werkstoff einen Kunststoff, insbesondere Polyethylen und/oder Acrylbutadienstyrolcopolymer und/oder Polyamid und/oder Polycarbonat und/oder Polyetheretherketon, aufweist.
Kupplungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, – wobei das Koppelmittel (100) stegförmig ausgebildet ist und ein erstes Längsende (235) und ein zweites Längsende (240) aufweist, – wobei an dem ersten Längsende (235) das Koppelmittel (100) mit dem ersten Betätigungselement (90) mittels einer ersten Verbindung (110) verbunden ist, – wobei an dem zweiten Längsende (240) das Koppelmittel (100) mit dem zweiten Betätigungselement (95) mittels einer zweiten Verbindung (120) verbunden ist, – wobei die erste Verbindung (110) und/oder zweite Verbindung (120) formund/oder stoffschlüssig ist.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 5, – wobei die erste Verbindung (110) radial außenseitig das erste Betätigungselement (90) mit dem Koppelmittel (100) koppelt, – wobei radial innenseitig der ersten Verbindung (110) das erste Betätigungselement (90) eine Verbindungsfläche (105) aufweist, – wobei die Verbindungsfläche (105) axial versetzt zu der ersten Verbindung (110) angeordnet ist.
Kupplungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, – wobei das Koppelmittel (100) ein sich in axialer Richtung erstreckendes erstes Koppelelement (200) und ein sich in axialer Richtung erstreckendes zweites Koppelelement (205) umfasst, – wobei die Koppelelemente (200, 205) mit einem ersten Längsende (235) mit dem ersten Betätigungselement (90) und mit einem zweiten Längsende (240) mit dem zweiten Betätigungselement (95) verbunden sind, – wobei das erst Koppelelement (200) in Umfangsrichtung versetzt zu dem zweiten Koppelelement (205) angeordnet ist.
Kupplungseinrichtung (10) nach Anspruch 7, – wobei das erste Koppelelement (200) einen ersten Koppelabschnitt (220), einen zweiten Koppelabschnitt (225) und einen dritten Koppelabschnitt (230) aufweist, – wobei der zweite Koppelabschnitt (225) axial zwischen dem ersten Koppelabschnitt (220) und dem dritten Koppelabschnitt (230) angeordnet ist, – wobei das erste Betätigungselement (90) eine erste Aussparung (210) und das zweite Betätigungselement (95) eine zweite Aussparung (215) aufweist, – wobei die erste Aussparung (210) korrespondierend zum ersten Koppelabschnitt (220) und die zweite Aussparung (215) korrespondierend zum dritten Koppelabschnitt (230) ausgebildet ist, – wobei der erste Koppelabschnitt (220) in die erste Aussparung (210) und der dritte Koppelabschnitt (230) in die zweite Aussparung (215) eingreift, – wobei der zweite Koppelabschnitt (225) einen größeren Durchmesser aufweist als der erste Koppelabschnitt (220) und/oder dritte Koppelabschnitt (230).
Kupplungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, – aufweisend ein erstes Reibpaket (65) mit einem ersten Reibpartner (80) und einem zweiten Reibpartner (85), eine Eingangsseite (20) und eine erste Ausgangsseite (25), – wobei der erste Reibpartner (80) drehmomentschlüssig mit der Eingangsseite (20) und der zweite Reibpartner (85) drehmomentschlüssig mit der ersten Ausgangsseite (25) verbunden ist, – wobei die Betätigungseinrichtung (70, 155) eine Druckeinheit (115) aufweist, – wobei die Druckeinheit (115) ausgebildet ist, schaltbar die Betätigungskraft (F₁) bereitzustellen, – wobei das erste Betätigungselement (90), das Koppelmittel (100) und das zweite Betätigungselement (95) ausgebildet sind, die Betätigungskraft (F₁) zwischen der Druckeinheit (115) und dem Reibpaket (65) zu übertragen, – wobei mittels der Betätigungskraft (F₁) der erste und zweite Reibpartner (80, 85) in Berührkontakt gebracht werden, um einen Reibschluss zwischen dem ersten und zweiten Reibpartner (80, 85) zur drehmomentschlüssigen Verbindung der Eingangsseite (20) mit der ersten Ausgangsseite (25) zu erzielen.
Kupplungseinrichtung (10) nach Anspruch 9, – aufweisend eine zweite Ausgangsseite (30), eine weitere Betätigungseinrichtung (155), ein zweites Reibpaket (150) mit einem dritten Reibpartner (160) und einem vierten Reibpartner (165), – wobei der dritte Reibpartner (160) mit der Eingangsseite (20) und der vierte Reibpartner (165) mit der zweiten Ausgangsseite (30) drehmomentschlüssig verbunden ist, – wobei die weitere Betätigungseinrichtung (155) mit einer weiteren Druckeinheit (175) koppelbar ist, die eine weitere Betätigungskraft (F₂) schaltbar bereitstellt, – wobei mittels der weiteren Betätigungskraft (F₂) der dritte Reibpartner (160) und der vierte Reibpartner (165) in Berührkontakt gebracht werden, um einen Reibschluss zwischen dem dritten und vierten Reibpartner (160, 165) zur drehmomentschlüssigen Verbindung der Eingangsseite (20) mit der zweiten Ausgangsseite (30) zu erzielen, – wobei das Reibpaket (65) und das weitere Reibpaket (150) axial versetzt zueinander angeordnet sind, – wobei axial zwischen dem Reibpaket (65) und dem weiteren Reibpaket (150) das zweite Betätigungselement (95) angeordnet ist, – wobei radial außenseitig und/oder radial innenseitig des dritten und/oder vierten Reibpartners (160, 165) das Koppelmittel (100) angeordnet ist.