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Die Erfindung betrifft eine Kupplung für ein Kraftfahrzeug, wie einen Pkw, Lkw oder ein anderes Nutzfahrzeug, nach Art einer Einfachkupplung oder einer Doppelkupplung Kupplung mit einem Nehmerkolben, der zum axialen Verlagern eines Ausrücklager angeordnet ist, wobei das Ausrücklager so anbringbar ist oder angeordnet ist, dass es bei einer axialen Verlagerung eine Verlagerung einer Anpressplatte auf eine Gegendruckplatte zu erzwingt, um eine Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte drehmomentweitergebend zu koppeln. Eine solche Kupplung wird üblicherweise im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs eingesetzt und besitzt zumindest eine Gegendruckplatte, die über eine Kupplungsscheibe drehmomentübertragend mit einer axial verrückbaren Anpressplatte koppelbar ist, sowie zumindest einen, vorzugsweise überwiegend axial angeordneten / verlaufenden Nehmerzylinder besitzt, der derart ansteuerbar ist, dass ein darin verschiebbar angeordneter Nehmerkolben ein Ausrücklager, das mit der Anpressplatte wirkgekoppelt ist, vorzugsweise axial bewegt.
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Im Stand der Technik sind bereits verschiedene Kupplungen offenbart. So beschreibt die Offenlegungsschrift
DE 101 55 458 A1 ein Kupplungsaggregat, mit wenigstens einem Drehschwingungsdämpfer und wenigstens einer Reibungskupplung, über die ein Motor und ein Getriebe antriebsmäßig miteinander verbindbar und voneinander lösbar sind. Hierbei ist zumindest ein Betätigungsmechanismus von zumindest einem Kolben ansteuerbar. Aufgrund des hohen Wärmeeintrags in die Kupplung, der aus dem durch sie hervorgerufenen Reibkraftschluss resultiert, ist der Betätigungsmechanismus hohen thermischen Belastungen ausgesetzt. Diese hohen thermischen Belastungen wirken sich auch auf den Kolben und eine eventuell daran angebrachte Dichtung aus. Besonders für die Dichtung, die besonders schadensempfindlich gegenüber einer thermischen Belastung ist, hat der hohe Wärmeeintrag in bestimmten Anwendungsfällen verheerende Wirkungen.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist auch aus der Offenlegungsschrift
DE 102 28 051 A1 bekannt. Diese betrifft ein hydraulisches Ausrücksystem für eine Reibungskupplung. Ein auf engstem Bauraum montiertes Ausrücklager ist auch hier höchsten thermischen Belastungen ausgeliefert und überträgt Wärme, sowohl über Strahlung, als auch über Konvektion, an anliegende Bauelemente, die davon in ihrer Lebensdauer und ihrer Betriebssicherheit beeinträchtigt werden.
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Die europäische Patentschrift
EP 1 582 759 B1 offenbart ein hydraulisches Kupplungsbetätigungssystem. Hier grenzen zwei Ausrücker an zwei Ringkolben (CSCs / Concentric Slave Cylinders), die wiederum mittels eines Dichtprofils gegenüber dem Hydraulikmittel, das ihr Ausrücken hervorruft, abgedichtet sind. Die naturgemäß wärmeempfindlichen Dichtungen sind hierbei hohen Temperaturen ausgesetzt, da über die Ausrücker und die Ringkolben eine große Wärmemenge in Richtung eines getriebeseitigen Gehäuses übertragen wird.
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Die Nachteile des in diesen Druckschriften offenbarten Standes der Technik liegen darin, dass die getriebeseitig von den Ausrückkolben angeordneten Dichtungen neben hohen mechanischen Belastungen, die aus den hohen Hydraulikdrücken resultieren, auch sehr hohen thermischen Belastungen ausgesetzt sind. Als eine Folge daraus kommt es nach einer gewissen Betriebsdauer in bestimmten Betriebszuständen unter Umständen zu einem Bauteilversagen, da die Dichtungen und/oder Stellkolben unter dem zu hohen Wärmeeintrag schmelzen. Somit ist ein hydraulisch ansteuerbares Kupplungssystem nicht mehr effizient betätigbar, was zum einen die Effizienz des Antriebsstrangs senkt, zum anderen ein erhöhtes Sicherheitsrisiko darstellt, da die Dichtungen und/ Stellkolben mit ihrem Schmelzen eine gefährlich hohe Temperatur im Kupplungsgehäuse bewirken.
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Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beheben, und insbesondere eine Vorrichtung zu offenbaren, die in der Lage ist, den Wärmeeintrag im Kupplungsinneren derart zu beherrschen, dass keine Schädigung der einzelnen Komponenten, vor allem der Dichtungen und/oder Stellkolben, resultiert.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, zwischen dem Ausrücklager und dem Nehmerkolben ein Zwischenring angeordnet ist, der dazu vorbereitet ist, die von Seiten des Ausrücklagers herangeführte und auf den Nehmerkolben übertragene Wärmemenge zu verringern. Also mit anderen Worten dadurch, dass zwischen dem Ausrücklager und dem Nehmerkolben zumindest ein Zusatzring, etwa nach Art einer (Loch-)Scheibe, angeordnet ist, der dafür vorbereitet ist, die auf den Nehmerkolben übertragene Wärmemenge zu verringern. Durch diesen Zusatzring erhöht sich die aufnehmbare Wärmekapazität der Kupplungskomponenten, was den Wärmeeintrag auf den Nehmerkolben und die vorzugsweise an diesen angrenzende Dichtung senkt. Weiterhin eignet sich der Strahlungsring dazu, Wärme sowohl über Strahlung, als auch über Konvektion in sämtliche Raumrichtungen derart abzugeben, dass dadurch keine Komponenten beschädigt werden.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert. So ist es von Vorteil, wenn der Zwischenring nach Art einer Wärmebarriere oder eines Wärmeleitrings und/oder Strahlungsrings ausgestaltet ist. Dadurch kann ein gezieltes Wärmemanagement erreicht werden.
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Ferner ist es von Vorteil, wenn der Zwischenring Federeigenschaften besitzt. Es kann dann teilweise sogar auf andere Federn, wie Schraubenfedern, etwa Schraubendruckfedern, verzichtet werden. Ein kompakterer und gewichtsoptimierter Aufbau wird möglich. Ferner wird die Montage erleichtert.
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Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsring eine in Richtung des Ausrücklagers zeigende distale Stirnfläche aufweist, die mit Unebenheiten versehen ist.
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Auch ist es von Vorteil, wenn das Ausrücklager einen Innenring aufweist, und der Strahlungsring den Innenring kontaktiert, vorzugsweise direkt kontaktiert, und/oder der Strahlungsring den Nehmerkolben kontaktiert, vorzugsweise direkt kontaktiert. Dieser (direkte / unmittelbare) Kontakt bewirkt, dass neben den Wärmeübertragungsmechanismen der Strahlung und der Konvektion zusätzlich Wärme über Wärmeleitung in den Strahlungsring aufgenommen wird. Dies erhöht den Wärmeeintrag in den Strahlungsring, der die Wärme wiederum gezielt an die vorbestimmten Stellen abgibt. Weiterhin ist dadurch, dass der Strahlungsring den Innenring des Ausrücklagers und/oder den Nehmerkolben kontaktiert, eine bauraumoptimierte Gestaltung realisierbar. Der Kontakt zwischen dem Strahlungsring und dem Innenring des Ausrücklagers bewirkt, dass die Kraft, die von Seiten des Nehmerkolbens auf den Innenring des Ausrücklagers übertragen wird, flächenverteilt über den Strahlungsring auf den Innenring des Ausrücklagers wirkt. Etwaige Unregelmäßigkeiten in der Kraftübertragung durch den Nehmerkolben werden demnach von dem Strahlungsring kompensiert. Somit nimmt der Strahlungsring auch die Funktion der Senkung einer Flächenpressung ein.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlungsring eine in Richtung des Ausrücklagers zeigende distale Stirnfläche aufweist, die mit Unebenheiten, wie Rillen, Kerben, Furchen, Beulen, Kuhlen und/oder Stufen, versehen ist, die dazu vorbereitet sind, die von dem Strahlungsring abgestrahlte Wärmemenge zu erhöhen. Das Versehen der distalen Stirnfläche mit Unebenheiten erhöht zum einen die Oberfläche, über die Wärme abgestrahlt wird, zum anderen birgt sie den Vorteil, dass die abgestrahlte Wärmemenge an gezielten, vorbestimmten Orten abgestrahlt wird. Dies bedeutet, dass an Orten, die wärmesensibel/-empfindlich sind, ein zu hoher Wärmeeintrag gezielt vermieden wird.
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Auch wenn der Strahlungsring eine in Richtung des Nehmerkolbens zeigende proximale Stirnfläche aufweist, die mit eben solchen wie vorstehend genannten Unebenheiten versehen ist, wobei jene Unebenheiten auch an der proximale Stirnfläche dazu vorbereitet sind, die von dem Strahlungsring abgestrahlte Wärmemenge zu erhöhen, folgen weitere Vorteile. An einem proximalen, also in Richtung des Getriebes zeigenden Endes des Nehmerkolbens, ist vorzugsweise eine Dichtung angeordnet. Diese wurde bereits als wärmeanfällig identifiziert. Durch die Unebenheiten in der proximalen Stirnfläche des Strahlungsrings, ist eben die Wärmemenge, die auf den Nehmerzylinder und somit auch auf die an diesen angrenzende Dichtung übertragen wird, gezielt derart veränderbar, sodass die thermischen Belastungen an der Dichtung keine Schäden anrichten. Dadurch, dass die Unebenheiten der proximalen Stirnfläche, aber auch der zuvor erwähnten distalen Stirnfläche, auf verschiedene Arten umsetzbar sind, ergibt sich zudem eine Flexibilität in der Gestaltung des Strahlungsrings. Neben dem optimalen Wärmeabfluss werden somit Aspekte wie die Fertigung, die Konstruktion und das Qualitätsmanagement berücksichtigt. Dies wirkt sich auch auf betriebswirtschaftliche Aspekte zufriedenstellend aus.
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Sobald die Unebenheiten der distalen Stirnfläche versetzt zu den Unebenheiten der proximalen Stirnfläche angeordnet sind, sodass die Unebenheiten jeweils wechselseitig angeordnet sind, ergibt sich eine hinsichtlich ihrer abgebenden Wärmestrahlung optimierte geometrische Form des Strahlungsrings. Weiterhin wird mittels jener wechselseitigen Anordnung der Unebenheiten auch stets die nötige Festigkeit des Strahlungsrings sichergestellt, da nicht beidseitig Material abgetragen ist. Auch wenn die Unebenheiten als in das Profil des Strahlungsrings hineinragend ausgestaltet sind, wird somit ein zu schmales Profil verhindert. Somit wird einem Schmelzen oder Glühen des Strahlungsrings vorgebeugt, wodurch die Betriebssicherheit weiterhin hochgehalten wird.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kupplung tritt dann zutage, wenn der Strahlungsring in seiner Umfangsrichtung gewellt ist, also in Umfangsrichtung verlaufend unterschiedliche, stetig verbindbare axiale Positionen einnimmt, und diese Wellung Unebenheiten definiert / nach sich zieht. Somit sind die hinsichtlich des optimierten Wärmeflusses notwendigen Unebenheiten nicht zwingend mit einem Materialabtrag verbunden. Es ist hierbei möglich, die Wellung des Strahlungsrings unterschiedlich stark auszugestalten. Weiterhin besteht sowohl die Möglichkeit, den Ring als in Umfangsrichtung durchgehendes Bauteil zu fertigen, als auch ihn als geschlitzten Strahlungsring auszugestalten. Die Wellung des Strahlungsrings ist hierbei hinsichtlich ihrer Form derart bemessen, dass sie einen wesentlichen Mehrabtrag an Wärmestrahlung bewirkt.
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Es ist auch von Vorteil, wenn der gewellte Strahlungsring federelastische Eigenschaften aufweist, sodass am Innenring des Ausrücklagers keine zum Strahlungsring zusätzliche Rückstellfeder anzuordnen ist. Jenes Wegfallen der Rückstellfeder, die am Innenring des Ausrücklagers wirkt, wirkt sich positiv auf die Wärmebilanz der Kupplung aus. Denn die mit Reibung und vorwiegend axialer Wirkrichtung beaufschlagte Rückstellfeder stellt einen Energiespeicher dar, der mittels Dissipationswärme Wärme auf wärmesensible Bauelemente in der Kupplung abstrahlt. Auch die Montage wird dadurch einfacher. Denn das Vorspannen der Rückstellfeder ist nicht mehr nötig. Das Einlegen des Strahlungsrings zwischen dem Innenring des Einrücklagers und dem Nehmerkolben stellt sich in der Montage als höchst einfaches Vorgehen heraus.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Strahlungsring aus einem Metall besteht und der Strahlungsring mittels Druckguss gefertigt ist oder dass der Strahlungsring aus einem Kunststoff besteht und der Strahlungsring mittels Spritzgießen gefertigt ist. Sowohl die hierbei einzusetzenden Metalle, als auch die hierbei einzusetzenden Kunststoffe zeichnen sich durch eine hohe Wärmebeständigkeit aus. Dadurch, dass mittels Druckguss oder Spritzgießen ein standardisiertes, auf hohe Stückzahlen optimiertes Fertigungsverfahren eingesetzt wird, ist Strahlungsring in der Fertigung wirtschaftlich. Weiterhin liegen hinsichtlich der Materialwahl des Strahlungsrings mehrere Möglichkeiten vor, was dessen Flexibilität erhöht. Je nach Betriebsbedingung werden somit die optimalen Werkstoffe für den Strahlungsring bestimmt und eingesetzt. Dies garantiert einen stets hocheffizienten Wärmeabtrag.
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Auch vorteilhaft ist, dass die Unebenheiten Wärmeabgabebereiche definieren, die die Wärmeabgabe des Strahlungsrings sowohl durch Wärmestrahlung, als auch durch Konvektion, begünstigen. Beispielsweise durch vorherige Simulation, sind die Wärmeabgabebereiche derart konstruiert, dass sie einen optimalen Wärmefluss nach sich ziehen. Weiterhin bietet es sich an, die Wärmeabgabebereiche so zu gestalten, dass sie die Wärme an keine wärmeempfindlichen Bauteile in unmittelbarer Nähe weiterleiten. Dies erhöht die Betriebssicherheit dadurch, dass ein Schmelzen der empfindlichen Dichtungen nahezu ausgeschlossen ist.
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Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf einen Antriebsstrang mit einer Antriebseinheit, wie einem Verbrennungsmotor, einem Hybridmotor oder einem Elektromotor, einer Kupplung und einem Getriebe, wobei es sich bei jener Kupplung um eine zuvor offenbarte handelt. Ein solcher Antriebsstrang ist denen aus dem Stand der Technik somit hinsichtlich der Betriebssicherheit voraus, da ein Schmelzen wärmesensibler Teile mittels des Einsatzes von Zusatzringen verhindert wird. Besonders vor dem Hintergrund, dass Motoren bei gleichem Bauraum thermodynamisch weiter optimiert werden, ist ein effizienter Wärmeabfluss innerhalb der Antriebsstrangkomponenten, wie es die Erfindung löst, von hohem Wert.
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Für die erfindungsgemäße Kupplung ist es auch vorteilhaft, wenn die Geometrie des Strahlungsrings gezielt derart gestaltbar ist, dass der Wärmefluss an den vorbestimmten Stellen von dem Strahlungsring abgeführt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform weisen die Wärmeabgabebereiche ein anderes Material auf als der restliche Strahlungsring. Somit ist der Wärmeabtrag durch jene Bereiche weiter steuerbar.
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Um die beschriebenen Effekte des Strahlungsrings zu verstärken, werden in einer weiteren Ausführungsform mehrere Strahlungsringe in Reihe geschaltet. Die beschriebenen Effekte werden auf diese Art und Weise verstärkt.
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Die in der vorliegenden Erfindung offenbarte Kupplung ist vor allem in hydraulischen Kupplungssystemen einsetzbar. Kupplungen, die Zwei-Kolben-Kupplungsaktuatoren aufweisen, die eine Doppelkupplung betätigen, die beispielsweise Teil eines automatischen Kupplungssystems (AKS) sind, haben einen besonders großen Bedarf an dem erfindungsgemäßen wärmeflussoptimierenden Zwischenring. Denn parallel geschaltete Getriebe ohne Zugkraftunterbrechung sind oft hohen thermischen Belastungen ausgesetzt. Hierbei sind die Kolben koaxial zueinander in einem Gehäuse angeordnet, und sind jeweils beweglich zueinander in entsprechend miteinander in Verbindung stehenden Zylinderkammern eines Gehäuses angeordnet. Die Nehmerzylinder und die darin angeordneten Kolben sorgen bei einer Ansteuerung für eine Bewegung eines Betätigungsmechanismus‘, der vorzugsweise eine Feder, bspw. eine Blatt- oder Tellerfeder, umfasst, wobei jeder Nehmerzylinder, der in der Kupplung angeordnet ist, einer Teilkupplung zugeordnet ist.
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So richtet die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise auf hydraulisch betätigte Doppelkupplungen mit doppelringförmigen Kupplungsaktuatoren, wie einer Doppel-CSC (Concentric Slave Cylinder). Die vorstehend genannten Nehmerkolben sind hierbei vorzugsweise in ihrem Querschnitt ringförmig ausgestaltet.
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Beim Einsatz des Zwischenrings ist zu beachten, dass die Federkonstante oder die Federspannung der eingesetzten Kupplungsfedern durch den Zwischenring / die Strahlungsscheiben modifiziert werden, damit mit dem Einsatz des Zwischenrings / der Strahlungsscheibe eine identische Federspannung zu gewährleisten ist. Weiterhin ist zu erwähnen, dass die beschriebenen Formen des Zwischenrings / Strahlungsrings nicht nur auf jene beschränkt sind, sondern dass sich verschiedene Formen, die eben den Zweck der optimierten Wärmeabgabe verfolgen, denkbar sind.
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Zusammenfassend gilt, dass im Stand der Technik die Kolben, oft handelt es sich hierbei um Kunststoffkolben, direkt am Innenring des Ausrücklagers anliegen. Kommt es nun also von Seiten des Ausrücklagers zu zuviel Wärmeeintrag in die Richtung des an den Kolben angeschlossenen Druckraums, tragen sowohl der Kolben, als auch die an diesem angeordneten Dichtungen Schäden davon, was den Ausfall des Nehmerzylinders und somit des Kupplungssystems nach sich zieht. Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, dass zwischen dem Ausrücklager und dem Kolben ein Strahlungsring als Wärmebarriere eingebracht wird. Diese Wärmebarriere besteht also im Wesentlichen aus einer Scheibe / einem Ring, die vorzugsweise eine Art Auskerbung aufweist oder auch gewellt ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend mittels Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch eine Kupplung mit zwei Nehmerkolben, wobei zwischen einem Nehmerkolben und einem Innenring eines Ausrücklagers ein Zwischenring angeordnet ist;
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2a eine Draufsicht auf den Zwischenring aus 1
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2b eine Längsschnittansicht des Zwischenrings entlang der Linie B aus 2a,
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3c eine zur 2b vergleichbare Darstellung des Zwischenrings, jedoch in direktem Kontakt zu einem Innenring des Ausrücklagers;
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3a bis c eine weitere Ausführungsform des Zwischenrings in einer Draufsicht und zwei Längschnitten entlang den Linien B und C aus 3a;
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4a bis c) eine dritte und eine vierte Ausführungsform des Zwischenrings in einer Draufsicht (c) und in zwei Längsschnittansichten, die zwei unterschiedliche Wellungen, eine schwache Wellung (a) und eine starke Wellung (b), besitzen; und
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5 einen Längsschnitt durch eine Kupplung, bei der zwischen dem einen Nehmerkolben und dem Innenring des Ausrücklagers ein gewellter Zwischenring nach 4a oder 4b eingelegt ist.
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Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können untereinander ausgetauscht werden.
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1 zeigt eine Kupplung 1. Die Kupplung 1 ist dazu vorbereitet, über einen Kraftschluss zwischen einer Gegendruckplatte 2, einer Kupplungsscheibe 3 und einer Anpressplatte 4, die auch als Druckplatte bezeichnet wird, Drehmoment zu übertragen. Da die Kupplung 1 im vorliegenden Beispiel als Doppelkupplung ausgeführt ist, sind jeweils zwei Gegendruckplatten 2, Kupplungsscheiben 3 und Anpressplatten 4 angeordnet. Um die Kupplung 1 zu betätigen, ist zumindest ein Nehmerzylinder 5 angeordnet. Die vorliegende Doppelkupplung weist zwei Nehmerzylinder 5 auf. Mit einem Nehmerzylinder 5 ist jeweils ein Nehmerkolben 6 gekoppelt. Die zwei Nehmerkolben 6 im vorliegenden Beispiel sind jeweils mit einem Ausrücklager 7 wirkgekoppelt, um dieses axial zu verschieben. Erfindungsgemäß ist zumindest zwischen einem Ausrücklager 7 und einem Nehmerkolben 6 ein Zwischenring 8 angeordnet. Der Zwischenring 8 kann auch als Strahlungsring bezeichnet werden.
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Der Strahlungsring 8 ist zwischen dem Nehmerkolben 6 und einem Innenring 9 des Ausrücklagers 7 angeordnet. Auf diese Weise wird der Wärmeübergang von Seiten des Ausrücklagers 7 in Richtung eines Hydraulikraums 10 verringert. An der dem Ausrücklager 7 abgewandten, proximalen Seite des Nehmerkolbens 6 ist den Hydraulikraum 10 abdichtend eine Dichtung 11 angeordnet. Diese Dichtung 11 ist wärmesensibler, also weniger wärmeresistent, als andere Komponenten und deshalb ist es zielführend, den Wärmeeintrag in die Richtung des Hydraulikraums 10 durch den Strahlungsring 8 zu verringern.
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An dem radial innerhalb gelegenen Nehmerkolben 6 ist an seinem distalen, also dem vom Hydraulikraum 10 abgewandten Ende, kein Strahlungsring 8 zwischen dem Nehmerkolben 6 und dem Ausrücklager 7 angeordnet. Erfindungsgemäß ist es auch hier möglich, zwischen einem Außenring 12 des radial innerhalb gelegenen Ausrücklagers 7 und dem radial innerhalb gelegenen Nehmerkolben 6 einen Strahlungsring 8 anzuordnen. Es ist erfindungsgemäß demnach möglich, sowohl am Außenring 12, als auch am Innenring 9 des Ausrücklagers 7 einen Kontakt zum Strahlungsring 8 herzustellen.
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Eine erste Ausführungsform des Strahlungsrings 8 ist in 2a) bis c) dargestellt. 2a zeigt hierbei eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Strahlungsring 8. Im vorliegenden Beispiel ist der Strahlungsring 8 in acht im Wesentlichen gleich große Segmente aufgeteilt. Bei den mit dem Bezugszeichen 13 versehenen Abschnitten bzw. Segmenten handelt es sich hierbei um in die Oberfläche des Strahlungsrings 8 eingebrachte Rillen 13. Die Rillen 13 sind hierbei in eine distale Stirnfläche 14, also die in Richtung des Ausrücklagers 7 zeigende Stirnfläche, eingebracht. Die Rillen 13 sind eine mögliche Form von Unebenheiten 15. Im vorliegenden Fall ist der Strahlungsring 8 als vollkommen kreisförmig ausgestaltet. Variationen in dieser Form sind möglich. In einer weiteren Ausführungsform sind nach radial innen Ausbuchtungen oder Ausbeulungen vorhanden. In einem weiteren sind nach radial außen Vorsprünge angeordnet, um die Oberfläche und somit die Wärmeabgabe durch Wärmestrahlung zu erhöhen. Es sind über den Umfang vier Rillen 13 in gleichen Abständen angeordnet. Seitenkanten der Rillen 13, die den Übergang von den Unebenheiten 15 zur distalen Stirnfläche 14 definieren, verlaufen in ihrer verlängerten Form durch den Kreismittelpunkt des Strahlungsrings 8. Die Rillen 13 verlaufen somit in radialer Richtung und quer zur Umfangsrichtung des Strahlungsrings 8.
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Im mittleren Teil der 2, 2b, ist das Profil des Strahlungsrings 8 entlang der in 2a eingetragenen Linie B-B geschnitten. Das Oberflächenprofil der Rille 13 ist demnach gut erkennbar. Die axiale Tiefe der beiden Rillen 13 ist in radialer Richtung konstant. Die Tiefe der Rillen weist im Wesentlichen die Hälfte des Betrags der gesamten Tiefe des Strahlungsrings 8 von einer später eingeführten proximalen Stirnfläche 19 bis zur distalen Stirnfläche 14.
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In einer weiteren Ausführungsform variiert die Rillentiefe von über den Umfang variierenden Rillen 13.
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Im linken Teil der 2, 2c, ist der Innenring 9 bzw. der Außenring 12 angedeutet. Wärmeabgabebereiche 16 sorgen dafür, dass die von dem Strahlungsring 8 aufgenommene Wärme effizient und in die entsprechenden Richtungen abgeführt wird. Diese Wärmeabfuhr ist von den Pfeilen, die einen Wärmefluss 17 angeben, indiziert. Die Wärmeabgabebereiche 16 leiten den Wärmefluss 17 demnach sowohl nach radial innen, als auch nach radial außen. Somit wird dafür gesorgt, dass die auf den Nehmerkolben 6 und somit die Dichtungen 11 übertragene Wärmemenge abnimmt. Der Kontakt zwischen dem Innenring 9 und dem Strahlungsring 8 bzw. zwischen dem Außenring 12 und dem Strahlungsring 8 findet nicht zwingend über die gesamte radiale Breite des Strahlungsrings 8 statt.
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3 stellt eine weitere Ausführungsform des Strahlungsrings 8 dar. In der rechten Figur, 3a, ist wiederum eine Draufsicht des Strahlungsrings 8 dargestellt. Neben den Rillen 13 sind hier ebenfalls Hinterrillen 18 angeordnet. Die Hinterrillen 18, die ebenso wie die Rillen 13 Unebenheiten 15 darstellen, sind hierbei nicht in die distale Stirnfläche 14 eingebracht, sondern in eine in Richtung des Nehmerkolbens 6 zeigende Stirnfläche, nämlich eine proximale Stirnfläche 19. In seiner Draufsicht weist der Strahlungsring 8 in diesem Beispiel keine wesentlichen Unterschiede zu dem aus 2a auf.
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3b zeigt die Hinterrillen 18 der proximalen Stirnfläche 19 entlang der Schnittlinie B-B aus 3a. Hierbei fällt auf, dass die Hinterrillen 18 bis auf ihre proximale Orientierung sehr ähnlich zu den Rillen 13 ausgestaltet sind. Die geometrischen Eigenheiten der Rillen 13 können somit auch auf die Hinterrillen 18 angewandt werden.
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3c zeigt eine Schnittzeichnung entlang der Linie C-C aus 3a. Es sind somit die Rillen 13 der distalen Stirnfläche 14 sichtbar. Die geometrische Form der distalen Stirnfläche 14 aus dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen der aus dem Ausführungsbeispiel aus 2b. Lediglich die proximale Stirnfläche 19 des Strahlungsrings 8 ist im vorliegenden Beispiel, wie vorstehend beschrieben, eine andere.
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Eine dritte Form des Strahlungsrings 8 ist in 4 dargestellt. Hierbei handelt es sich um einen Strahlungsring 8 mit einer Wellung 20. 4a zeigt in der Draufsicht einen kreisförmigen Strahlungsring 8. Die Unebenheiten 15, die die Wellung 20 ermöglichen, sind hier mittels radial verlaufenden Strichen angedeutet. Sie beeinflussen die Kreisform des Strahlungsrings 8 nicht. Der Effekt der Unebenheiten 15, nämlich die Wellung 20, ist in der 4b und 4c deutlicher sichtbar.
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In 4b ist die Wellung 20 relativ stark ausgeprägt. Von einem radialen Mittelpunkt, also dem Kreismittelpunkt, aus, ruft die Wellung 20 in die radial eine Richtung einen distalen Schwung, in die radial andere Richtung einen proximalen Schwung hervor. Im Gegensatz zu den zuvor vorgestellten Ausführungsbeispielen verläuft das Profil des Strahlungsrings 8 nicht orthogonal zur Längsachse. Diese Neigung resultiert aus der Wellung 20. Der von der Wellung 20 hervorgerufene Schwung kann im Betrag unterschiedlich groß sein.
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So stellt 4c eine Ausführungsform dar, in der die Wellung 20 weniger stark ausgebildet ist. Zwar ist der Winkel zwischen der Längsachse und dem Längsschnittprofil des Strahlungsrings nicht 90°, jedoch ist er näher an 90° als in dem Ausführungsbeispiel aus 4b.
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Die Wellung 20 ruft eine Federelastizität hervor, die von Seiten des Strahlungsrings 8 in dieser Ausführungsform auf die jeweiligen Komponenten Nehmerkolben 6 und Ausrücklager 7 wirkt. Das Ausmaß der Wellung 20 wird je nach Einsatzgebiet angepasst, um stets die Federsteifigkeit des Systems einstellen zu können. 4b und 4b zeigen im Längsschnitt ein S-förmiges Profil des gewellten Strahlungsrings 8.
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In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform ist der Strahlungsring 8 mit einer Wellung 20 ein geschlitzter Ring. Dieser wird als Federring bezeichnet. Solche Federringe haben kein S-förmiges Profil sondern laufen an der Stelle, an der sie geschlitzt sind, nicht zusammen, wodurch eine Vorspannung durch den Federring hervorgerufen wird.
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5 zeigt die Kupplung 1, in der ein Strahlungsring 8 gemäß der in 4 gezeigten Ausführungsform eingesetzt ist. Dieser ist an der gleichen Stelle wie der Strahlungsring 8 aus 1 eingesetzt. Dies bewirkt, dass am Innenring 9 des Ausrücklagers 7 keine Feder angeordnet ist. Der Grund für das Wegfallen der Feder ist, dass der hier eingesetzte Strahlungsring 8 die federelastischen Eigenschaften der zuvor eingesetzten Feder übernimmt. Ansonsten sind die Merkmale aus dem Ausführungsbeispiel aus 5 aus dem aus 1 bekannt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplung
- 2
- Gegendruckplatte
- 3
- Kupplungsscheibe
- 4
- Anpressplatte
- 5
- Nehmerzylinder
- 6
- Nehmerkolben
- 7
- Ausrücklager
- 8
- Strahlungsring
- 9
- Innenring
- 10
- Hydraulikraum
- 11
- Dichtung
- 12
- Außenring
- 13
- Rille
- 14
- distale Stirnfläche
- 15
- Unebenheit
- 16
- Wärmeabgabebereich
- 17
- Wärmefluss
- 18
- Hinterrille
- 19
- proximale Stirnfläche
- 20
- Wellung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10155458 A1 [0002]
- DE 10228051 A1 [0003]
- EP 1582759 B1 [0004]
