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Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1.
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Aus der
EP 1 382 872 A1 ist eine Mitnehmereinheit für ein Lamellenkupplungssystem bekannt. Die Mitnehmereinheit umfasst eine Mitnehmerscheibe und einen Kupplungskorb, wobei auf der Mitnehmerscheibe eine Außenverzahnung vorgesehen ist und wobei das Gehäuse des Kupplungskorbs mit einer zur Außenverzahnung der Mitnehmerscheibe zumindest abschnittsweise form- und funktionskomplementären Innenverzahnung vorgesehen ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Kupplungseinrichtung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird mittels einer Kupplungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine verbesserte Kupplungseinrichtung dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Kupplungseinrichtung eine Mitnehmereinheit aufweist. Die Mitnehmereinheit ist drehbar um eine Drehachse lagerbar und umfasst einen Lamellenträger sowie ein Mitnehmerteil. Der Lamellenträger ist ausgebildet, wenigstens einen Reibpartner eines Reibpakets zu tragen. Das Mitnehmerteil ist drehmomentschlüssig mit einer Eingangsseite der Kupplungseinrichtung koppelbar. Der Lamellenträger ist mittels einer formschlüssigen Verbindung mit dem Mitnehmerteil drehmomentschlüssig verbunden. Das Mitnehmerteil weist eine Verspanneinrichtung auf. Die Verspanneinrichtung ist mit dem Lamellenträger und dem Mitnehmerteil gekoppelt und ausgebildet, in Umfangsrichtung das Mitnehmerteil mit dem Lamellenträger zu verspannen. Zusätzlich oder alternativ ist die Verspanneinrichtung ausgebildet ist, die formschlüssige Verbindung in radialer Richtung zu verspannen.
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Auf diese Weise wird eine spielfreie Anbindung des Mitnehmerteils mit dem Lamellenträger gewährleistet. Ferner ist die Kupplungseinrichtung im Betrieb besonders geräuscharm.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Verspanneinrichtung einen Verspannring, eine Federeinrichtung und eine Aussparung auf. Die Federeinrichtung ist mit einem ersten Ende mit dem Verspannring verbunden. Die Aussparung ist in dem Mitnehmerteil angeordnet. Die Federeinrichtung greift mit einem zweiten Ende in die Aussparung ein und verspannt das Mitnehmerteil mit dem Lamellenträger in Umfangsrichtung. Diese Ausgestaltung ist montagetechnisch besonders günstig, da Lamellenträger, Mitnehmerteil und Verspanneinrichtung ineinander gesteckt werden können und nach einer elastischen Verformung der Federeinrichtung diese mit dem zweiten Ende in die Aussparung einschnappen kann.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Federeinrichtung einen ersten Abschnitt und wenigstens einen zweiten Abschnitt auf, wobei der erste Abschnitt angrenzend an das erste Ende und der zweite Abschnitt angrenzend an das zweite Ende und an dem ersten Ende angeordnet ist, wobei der erste Abschnitt sich im Wesentlichen in axialer Richtung und der zweite Abschnitt sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckt. Der zweite Abschnitt greift zumindest teilweise in die Aussparung ein.
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In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Verspanneinrichtung einen Verspannring, eine Federeinrichtung und eine Aussparung. Die Federeinrichtung ist mit einem ersten Ende mit dem Mitnehmerteil verbunden. Die Aussparung ist in dem Verspannring angeordnet, wobei die Federeinrichtung mit einem zweiten Ende in die Aussparung eingreift und das Mitnehmerteil mit dem Lamellenträger in Umfangsrichtung verspannt.
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Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn die Federeinrichtung radial innenseitig des Verspannrings angeordnet ist. Dadurch kann eine besonders kompakte Kupplungseinrichtung ausgebildet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Kupplungseinrichtung ein Reibpaket mit wenigstens einem ersten Reibpartner und einem zweiten Reibpartner. Der erste Reibpartner ist drehmomentschlüssig mit dem Lamellenträger verbunden, wobei vorzugsweise das Mitnehmerteil axial angrenzend an den Lamellenträger angeordnet ist. Der Verspannring ist auf einer zum Lamellenträger abgewandten Seite angeordnet. Dadurch kann die Kupplungseinrichtung besonders kompakt ausgebildet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Verspanneinrichtung zumindest abschnittsweise radial außenseitig des Mitnehmerteils angeordnet und/oder wobei das Mitnehmerteil eine radial äußere Umfangskontur umfasst, wobei die Verspanneinrichtung zumindest abschnittsweise an der äußeren Umfangskontur anliegend ausgebildet ist.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Federeinrichtung vorgespannt und stellt eine in Umfangsrichtung wirkende Verspannkraft bereit.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der Lamellenträger wenigstens einen sich in axialer Richtung erstreckenden Zahn und die Verspanneinrichtung wenigstens einen korrespondierend zu dem Zahn ausgebildete weitere Aussparung auf, wobei der Zahn zumindest teilweise in die weitere Aussparung zur drehmomentschlüssigen Verbindung der Verspanneinrichtung mit dem Lamellenträger eingreift.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die weitere Aussparung eine geschlossene Aussparungskontur auf. Dadurch kann eine fliehkraftbedingte Aufweitung des Lamellenträgers und somit ein Übergreifen des Lamellenträgers auf einfache Weise verhindert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die formschlüssige Verbindung wenigstens eine im Mitnehmerteil angeordnete Verbindungsaussparung und wenigstens ein Eingriffselement auf. Das Eingriffselement ist mit dem Lamellenträger verbunden, wobei die Verbindungsaussparung eine Verbindungsaussparungskontur aufweist, wobei das Eingriffselement in die Verbindungsaussparung eingreift, wobei die Verspanneinrichtung eine in radialer Richtung wirkende Verspannkraft bereitstellt, wobei die Verspannkraft das Eingriffselement in radialer Richtung an die Verbindungsaussparungskontur drückt.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Verbindungsaussparungskontur zumindest abschnittsweise eine erste Verzahnung und das Eingriffselement eine zweite Verzahnung auf, wobei die erste Verzahnung und die zweite Verzahnung komplementär zueinander ausgebildet sind und ineinander eingreifen, wobei vorzugsweise die erste Verzahnung eine Innenverzahnung und die zweite Verzahnung eine Außenverzahnung ist, oder wobei vorzugsweise die erste Verzahnung eine Außenverzahnung und die zweite Außenverzahnung eine Innenverzahnung ist.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Verspanneinrichtung durch zumindest einen axialen Abschnitt des Lamellenträgers ausgebildet, wobei der axiale Abschnitt in radialer Richtung vorgespannt ist und die Verspannkraft bereitstellt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Verzahnungsaussparungskontur geschlossen ausgebildet ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 einen perspektivischen Halblängsschnitt durch eine Kupplungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 einen Halblängsschnitt durch die in 1 gezeigte Kupplungseinrichtung;
- 3 einen Ausschnitt eines Querschnitts durch die in den 1 und 2 gezeigte Kupplungseinrichtung;
- 4 einen perspektivischen Halblängsschnitt durch eine Kupplungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 5 einen Halblängsschnitt durch die in 3 gezeigte Kupplungseinrichtung;
- 6 einen Ausschnitt eines perspektivischen Halblängsschnitts durch eine Kupplungseinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform; und
- 7 einen Ausschnitt eines Halblängsschnitts durch ein Mitnehmerteil der in 6 gezeigten Kupplungseinrichtung.
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1 zeigt einen perspektivischen Halblängsschnitt durch eine Kupplungseinrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform und 2 einen Halblängsschnitt durch die in 1 gezeigte Kupplungseinrichtung 10. 3 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnitts durch die in den 1 und 2 gezeigte Kupplungseinrichtung.
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Die Kupplungseinrichtung 10 ist drehbar um eine Drehachse 15 gelagert. Die Kupplungseinrichtung 10 weist eine Eingangsseite 20 und eine Ausgangsseite 25 auf. Die Eingangsseite 20 ist ausgebildet, mit einer Ausgangsseite 25 eines Hubkolbenmotors drehmomentschlüssig verbunden zu werden. Die Ausgangsseite 25 der Kupplungseinrichtung 10 umfasst eine erste Nabe (nicht dargestellt) und eine zweite Nabe (nicht dargestellt). Die erste Nabe stellt eine drehmomentschlüssige Verbindung zu einer ersten Getriebeeingangswelle 40 (strichliert dargestellt) einer Getriebeeinrichtung zur Verfügung. Die zweite Nabe stellt eine drehmomentschlüssige Verbindung zu einer zweiten Getriebeeingangswelle 45 (strichliert dargestellt) der Getriebeeinrichtung zur Verfügung. Ferner umfasst die Kupplungseinrichtung 10 einen Rotor 50, der ausgebildet ist, mit einem Steuergerät der Kupplungseinrichtung 10 verbunden zu werden.
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Die Kupplungseinrichtung 10 umfasst ein erstes Reibpaket 55 und ein zweites Reibpaket 60. In der Ausführungsform ist beispielhaft das erste Reibpaket 55 radial außenseitig zum zweiten Reibpaket 60 angeordnet. Die beiden Reibpakete 55, 60 weisen jeweils erste und zweite Reibpartner 65, 70 auf. Dabei sind die ersten Reibpartner 65 als belagslose Reiblamellen ausgebildet, während hingegen die zweiten Reibpartner 70 als Belagslamellen ausgebildet sind. Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungen denkbar. Dabei weist der erste Reibpartner 65 eine erste Außenverzahnung 75 und der zweite Reibpartner 70 eine erste Innenverzahnung 79 auf.
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Die Kupplungseinrichtung 10 weist eine Mitnehmereinheit 80 auf. Die Mitnehmereinheit 80 umfasst einen ersten Lamellenträger 85 und ein Mitnehmerteil 90. Das Mitnehmerteil 90 ist axial angrenzend an den ersten Lamellenträger 85 angeordnet. Das Mitnehmerteil 90 ist scheibenartig ausgebildet und ist radial innenseitig mit der Eingangsseite 20 der Kupplungseinrichtung 10 drehmomentschlüssig verbunden. Radial außenseitig ist das Mitnehmerteil 90 mit dem ersten Lamellenträger 85 über eine erste formschlüssige Verbindung 89 drehmomentschlüssig verbunden.
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Der erste Lamellenträger 85 ist topfartig ausgebildet und weist einen axial verlaufenden Abschnitt 92 und einen radial verlaufenden Abschnitt 93 auf. Der radial verlaufende Abschnitt 93 ist radial innenseitig über eine stoffschlüssige Verbindung 95, die in der Ausführungsform als Schweißverbindung ausgebildet ist, mit dem Rotor 50 drehmomentschlüssig verbunden. Im Wesentlichen begrenzt die Mitnehmereinheit 80 teilweise einen Innenraum 100, in dem die beiden Reibpakete 55, 60 angeordnet sind.
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Die Kupplungseinrichtung 10 umfasst ferner eine erste Betätigungseinrichtung 105 und eine zweite Betätigungseinrichtung 110. Die erste Betätigungseinrichtung 105 weist einen ersten Druckraum 115 und die zweite Betätigungseinrichtung 110 einen zweiten Druckraum 120 auf. Die beiden Druckräume 115, 120 sind über nicht dargestellte Leitungen, die im Rotor 50 angeordnet sind, hydraulisch mit dem Steuergerät verbunden.
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Die erste Betätigungseinrichtung 105 weist ein erstes Betätigungselement 125 auf. Das erste Betätigungselement 125 erstreckt sich radial innenseitig vom ersten Druckraum 115 radial nach außen hin bis zum ersten Reibpaket 55. Die zweite Betätigungseinrichtung 110 umfasst ein zweites Betätigungselement 130, das sich radial vom radial innenseitig angeordneten zweiten Druckraum 120 bis im Wesentlichen radial auf Höhe des zweiten Reibpakets 60 erstreckt.
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Die Kupplungseinrichtung 10 umfasst ferner einen zweiten Lamellenträger 135, einen dritten Lamellenträger 140 und einen vierten Lamellenträger 145. Der zweite, dritte und vierte Lamellenträger 135, 140, 145 sind beispielhaft topfartig. Radial innenseitig ist der zweite Lamellenträger 135 drehmomentschlüssig mit der zweiten Nabe verbunden. Der zweite Lamellenträger 135 ist dabei als Innenlamellenträger ausgebildet und weist eine zweite Außenverzahnung 150 auf. Der erste Lamellenträger 85 und der zweite Lamellenträger 135 bilden einen ersten Ringspalt aus, in dem das erste Reibpaket 55 angeordnet ist.
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Der erste Lamellenträger 85 weist eine zweite Innenverzahnung 155 auf. Die zweite Innenverzahnung 155 und die erste Außenverzahnung 75 der ersten Reibpartner 65 sind korrespondierend zueinander ausgebildet, wobei die erste Außenverzahnung 75 in die zweite Innenverzahnung 155 des ersten Lamellenträgers 85 eingreift, sodass die ersten Reibpartner 65 des ersten Reibpakets 55 drehmomentschlüssig mit dem ersten Lamellenträger 85 verbunden sind.
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In die zweite Außenverzahnung 150 greift die erste Innenverzahnung 79 der zweiten Reibpartner 70 des ersten Reibpakets 55 ein, sodass die zweiten Reibpartner 70 drehmomentschlüssig mit dem zweiten Lamellenträger 135 verbunden sind.
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Wird über den Rotor 50 ein Druckfluid in den ersten Druckraum 115 eingeleitet, so wird das erste Betätigungselement 125 in axialer Richtung in Richtung des ersten Reibpakets 55 verschoben. Dabei wird eine über den ersten Druckraum 115 bereitgestellte Betätigungskraft F über das erste Betätigungselement 125 in das erste Reibpaket 55 eingeleitet.
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Das Mitnehmerteil 90 ist axial auf einer gegenüberliegenden Seite des ersten Reibpakets 55 bezogen auf das erste Betätigungselement 125 angeordnet. Das Mitnehmerteil 90 dient dazu, eine zur Betätigungskraft F korrespondierende Gegenkraft FG bereitzustellen. Dadurch werden mittels des ersten Betätigungselements 125 die Reibpartner 65, 70 des ersten Reibpakets 55 axial aneinander gepresst, sodass die Reibpartner 65, 70 einen Reibschluss aufbauen und den ersten Lamellenträger 85 drehmomentschlüssig mit dem zweiten Lamellenträger 135 verbinden. Auf diese Weise kann ein Zugmoment Mz von der Eingangsseite 20 über das Mitnehmerteil 90, den ersten Lamellenträger 85 und das erste Reibpaket 55 in den zweiten Lamellenträger 135 und über diesen in die zweite Nabe eingeleitet werden.
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Der dritte Lamellenträger 140 und der vierte Lamellenträger 145 bilden einen zweiten Ringspalt aus, in dem das zweite Reibpaket 60 angeordnet ist. Der dritte und vierte Lamellenträger 140, 145 sind dabei beispielhaft radial innenseitig des zweiten Lamellenträgers 135 angeordnet. Ähnlich zur Ausgestaltung des ersten Lamellenträgers 85 ist der dritte Lamellenträger 140 ausgebildet und stellt eine drehmomentschlüssige Verbindung mit den ersten Reibpartnern 65 bereit. Des Weiteren ist der dritte Lamellenträger 140 drehmomentschlüssig radial innenseitig mit dem Rotor 50 verbunden. Die zweiten Reibpartner 70 des zweiten Reibpakets 60 sind drehmomentschlüssig mit dem vierten Lamellenträger 145 analog zur Verbindung der zweiten Reibpartner 70 mit dem zweiten Lamellenträger 135 verbunden. Der vierte Lamellenträger 145 ist radial innenseitig drehmomentschlüssig mit der ersten Nabe verbunden.
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Wird das Druckfluid über den Rotor 50 in den zweiten Druckraum 120 eingeleitet, so wird das zweite Betätigungselement 130 axial verschoben und verpresst das zweite Reibpaket 60, sodass ein Drehmomentschluss zwischen dem dritten Lamellenträger 140 und vierten Lamellenträger 145 bereitgestellt wird. In diesem Fall wird das Zugmoment Mz von der Eingangsseite 20 über das Mitnehmerteil 90 an den ersten Lamellenträger 85 und von diesem an den Rotor 50 übertragen. Von dem Rotor 50 wird das Zugmoment Mz weiter über den dritten Lamellenträger 140 und das zweite Reibpaket 60 in den vierten Lamellenträger 145 und von dort in die erste Nabe weitergeleitet.
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Zur Ausbildung der ersten formschlüssigen Verbindung 89 zur Verbindung des Mitnehmerteils 90 mit dem ersten Lamellenträger 85 weist das Mitnehmerteil 90 radial außenseitig an seiner äußeren Umfangsfläche eine dritte Außenverzahnung 160 auf. Die dritte Außenverzahnung 160 weist mehrere sich in radialer Richtung nach außen erstreckende erste Zähne 176 auf. Die dritte Außenverzahnung 160 ist korrespondierend zur ersten Innenverzahnung 79 ausgebildet. Dabei kann die dritte Außenverzahnung 160 der ersten Außenverzahnung 75 des ersten Reibpartners 65 entsprechen. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die erste Außenverzahnung 75 und die dritte Außenverzahnung 160 unterschiedlich sind.
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Die dritte Außenverzahnung 160 greift in die erste Innenverzahnung 79 des ersten Lamellenträgers 85 ein, sodass das Mitnehmerteil 90 drehmomentschlüssig mit dem ersten Lamellenträger 85 verbunden ist. Um in der Montage ein kraftarmes Einstecken der dritten Außenverzahnung 160 in axialer Richtung in die erste Innenverzahnung 79 zu gewährleisten, weist die dritte Außenverzahnung 160 in Verbindung mit der ersten Innenverzahnung 79 ein Verzahnungsspiel 165 auf. Die dritte Außenverzahnung 160 weist wenigstens eine erste Zugflanke 170 und eine erste Schubflanke 250 und die erste Innenverzahnung 79 wenigstens eine zweite Zugflanke 175 und eine zweite Schubflanke auf. Die erste Zugflanke 170 ist an einer Seitenfläche des ersten Zahns 176 angeordnet. Die beiden Zugflanken 170, 175 sind gegenüberliegend korrespondierend zueinander ausgerichtet. Die erste Schubflanke 250 ist auf einer in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seite des ersten Zahns 176 bezogen auf die erste Zugflanke 170 angeordnet. Die zweite Schubflanke 255 ist korrespondierend gegenüberliegend zu der ersten Schubflanke 250 angeordnet und ausgerichtet.
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Bei der Übertragung des Zugmoments Mz von der Eingangsseite 20 hin zu der Ausgangsseite 25 wird das Zugmoment Mz über die erste Zugflanke 170 der dritten Au-ßenverzahnung 160 an eine zweite Zugflanke 175 der ersten Innenverzahnung 79 übergeben (vgl. 3).
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Die Mitnehmereinheit 80 weist eine Verspanneinrichtung 180 auf. Die Verspanneinrichtung 180 ist dabei sowohl mit dem ersten Lamellenträger 85 als auch mit dem Mitnehmerteil 90 verbunden.
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Die Verspanneinrichtung 180 umfasst einen Verspannring 185, eine Federeinrichtung 190 und eine erste Aussparung 195. Der Verspannring 185 ist in der Ausführungsform als geschlossener Ring ausgebildet. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der Verspannring 185 teilringförmig ausgebildet ist. Der Verspannring 185 ist dabei mittels einer zweiten formschlüssigen Verbindung 196 drehmomentschlüssig mit dem ersten Lamellenträger 85 verbunden. Axial grenzt das Mitnehmerteil 90 an den ersten Lamellenträger 85 an. Auf einer zum ersten Reibpaket 55 abgewandten Seite des Mitnehmerteils ist der Verspannring 185 axial anschließend an das Mitnehmerteil 90 angeordnet.
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Dabei weist die zweite formschlüssige Verbindung 196 wenigstens einen axial an die erste Innenverzahnung 79 angrenzenden und sich in axialer Richtung erstreckenden zweiten Zahn 200 und wenigstens eine im Wesentlichen korrespondierend zu dem zweiten Zahn 200 ausgebildete und angeordnete zweite Aussparung 205 auf, die in dem Verspannring 185 angeordnet ist. Die zweite Aussparung 205 weist beispielhaft eine geschlossene zweite Aussparungskontur auf. Der zweite Zahn 200 durchgreift dabei die zweite Aussparung 205 in axialer Richtung.
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Durch die Ausgestaltung der zweiten formschlüssigen Verbindung 196 wird bei hohen Drehzahlen der Mitnehmereinheit 80 eine fliehkraftbedingte Aufweitung des ersten Lamellenträgers 85 und somit ein Übergreifen des ersten Lamellenträgers 85 gegenüber dem ersten Reibpartner 65 in Umfangsrichtung vermieden. Eine besonders hohe Formstabilität des ersten Lamellenträgers 85 kann dadurch gewährleistet werden, dass der Verspannring 185, wie in 2 gezeigt, treppenförmig oder Z-förmig ausgebildet ist und einen in axialer Richtung verlaufenden Verspannringabschnitt 220 aufweist, der radial außenseitig des ersten Lamellenträgers 85 angeordnet ist und axial überlappend mit dem ersten Lamellenträger 85 ausgebildet ist.
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Axial angrenzend an den Verspannring 185 weist die Mitnehmereinheit 80 eine Sicherungseinrichtung 206 auf. Die Sicherungseinrichtung 206 umfasst eine radial innenseitig an dem zweiten Zahn 200 angeordnete Ausnehmung 210 und einen Sicherungsring 215. Der Sicherungsring 215 greift in die Ausnehmung 210 ein und liegt stirnseitig an dem Verspannring 185 auf einer zum Reibpaket 55, 60 abgewandten Seite des Verspannrings 185 an. Die Sicherungseinrichtung 206 ist in der Ausführungsform beispielhaft auf einer zum Mitnehmerteil 90 abgewandten Seite des Verspannrings 185 angeordnet. Die Sicherungseinrichtung 206 sichert die axiale Position des Mitnehmerteils 90 und der Verspanneinrichtung 180 gegenüber dem ersten Lamellenträger 85 und sorgt für die zuverlässige Abstützung der Gegenkraft FG. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Sicherungseinrichtung 206 axial zwischen dem Mitnehmerteil 90 und dem Verspannring 185 angeordnet ist.
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Radial innenseitig an dem Verspannring 185 ist die Federeinrichtung 190 angeordnet. In der Ausführungsform sind hierbei mehrere Federeinrichtungen 190 vorgesehen, die in Umfangsrichtung in gleichmäßigem Abstand verteilt an dem Verspannring 185 radial innenseitig angeordnet sind. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Federeinrichtungen 190 in unregelmäßigem Abstand im Umfangsrichtung verteilt vorgesehen sind. Dabei ist aber von Vorteil, wenn wenigstens zwei Federeinrichtungen 190 vorgesehen sind, um eine gleichmäßige Verspannung des Mitnehmerteils 90 gegenüber dem ersten Lamellenträger 85 zu erzielen.
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Die Federeinrichtung 190 ist ebenso wie der Verspannring 185 radial außenseitig des Mitnehmerteils 90 angeordnet und liegt beispielhaft an einer äußeren Umfangskontur 225 des Mitnehmerteils 90 an. Die Federeinrichtung 190 weist einen ersten Abschnitt 230 und einen zweiten Abschnitt 235 auf. Der erste Abschnitt 230 grenzt an ein erstes Ende 240, das als festes Ende der Federeinrichtung 190 ausgebildet ist und mit dem die Federeinrichtung 190 mit dem Verspannring 185 verbunden ist, an. Der zweite Abschnitt 235 grenzt an den ersten Abschnitt 230 und an ein zweites Ende 245, das als freies Ende der Federeinrichtung 190 ausgebildet ist, an. Der erste Abschnitt 230 erstreckt sich im Wesentlichen in axialer Richtung, während hingegen der zweite Abschnitt 235 sich im Wesentlichen in radialer Richtung nach innen hin bezogen auf den ersten Abschnitt 230 erstreckt.
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Die erste Aussparung 195 ist im Mitnehmerteil 90 in einem in axialer Richtung verlaufenden Bereich des Mitnehmerteils 90 angeordnet. Die erste Aussparung 195 ist im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet. Selbstverständlich sind auch andere Formen denkbar. Die erste Aussparung 195 weist dabei in Umfangsrichtung eine größere Erstreckung als der zweite Abschnitt 235 der Federeinrichtung 190 auf. In die erste Aussparung 195 greift der zweite Abschnitt 235 der Federeinrichtung 190 ein. In der Montage der Verspanneinrichtung 180 wird die Federeinrichtung 190 radial nach au-ßen hin elastisch verformt und schnappt, wenn der Verspannring 185 und die Federeinrichtung 190 in ihrer Position sind, in die erste Aussparung 195. Dabei ist die erste Aussparung 195 auf eine axialen Erstreckung der Federeinrichtung 190 derart abgestimmt, dass der Verspannring 185 auf einer zum ersten Reibpaket zugewandten Stirnseite an dem Mitnehmerteil 90 anliegt und über die Federeinrichtung 190 in Verbindung mit der ersten Aussparung 195 die axiale Position der Verspanneinrichtung bzw. des Verspannrings 185 festgelegt ist.
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Die Federeinrichtung 190 ist in Umfangsrichtung vorgespannt und stellt eine in Umfangsrichtung wirkende Verspannkraft Fs bereit. Die Vorspannung der Federeinrichtung 190 kann dabei in der Montage der Verspanneinrichtung 180 durch eine elastische Verformung der Federeinrichtung 190 in Umfangsrichtung erreicht werden. Die Federeinrichtung 190 stützt sich in montiertem Zustand über den Verspannring 185 und über die zweite formschlüssige Verbindung 195 an dem ersten Lamellenträger 85 ab. Mittels der Verspannkraft Fs verspannt die Federeinrichtung 190 der Verspanneinrichtung 180 das Mitnehmerteil 90 gegenüber dem ersten Lamellenträger 85 in Umfangsrichtung. Dabei drückt die Federeinrichtung 190 die erste Zugflanke 170 gegen die zweite Zugflanke 175, sodass im Leerlaufbetrieb der Kupplungseinrichtung 10 das Mitnehmerteil 90 dauerhaft in Berührkontakt mit dem ersten Lamellenträger 85 steht. Dadurch kann die Kupplungseinrichtung 10 besonders geräuscharm ausgebildet werden.
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Bei Übertragung eines von der Ausgangsseite 25 hin zur Eingangsseite 20 verlaufenden Schubmoments Ms , das eine gegenteilige Wirkrichtung gegenüber dem Zugmoment Mz aufweist, erfolgt eine Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Lamellenträger 85 und dem Mitnehmerteil 90 über die Verspanneinrichtung 180. Dabei wird zumindest temporär ein Berührkontakt zwischen der ersten Schubflanke 250, und der zweiten Schubflanke 255 vermieden. Dadurch wird ein Flankenwechsel zwischen den Zugflanken 170, 175 und den Schubflanken 250, 255 vermieden oder zumindest ein Anschlagen der ersten Schubflanke 250 an der zweiten Schubflanke 255 gedämpft werden.
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Ist die Verspannkraft Fs bezogen auf den Abstand der Federeinrichtung 190 zu der Drehachse 15 größer als das über die Federeinrichtung 190 zu übertragende maximale Schubmoment Ms, so wird ein Flankenwechsel vollständig vermieden. Dadurch kann die Kupplungseinrichtung 10 besonders leise ausgebildet werden.
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4 zeigt einen perspektivischen Halblängsschnitt durch eine Kupplungseinrichtung 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform und 5 einen Halblängsschnitt durch die in 4 gezeigte Kupplungseinrichtung 10.
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Die Kupplungseinrichtung 10 ist ähnlich zu der in den 1 bis 3 gezeigten Kupplungseinrichtung 10 ausgebildet. Abweichend dazu ist die erste Aussparung 195 der Verspanneinrichtung 180 im Verspannring 185 angeordnet und die Federeinrichtung 190 mit dem ersten Ende 240 mit dem Mitnehmerteil 90 verbunden. Die Federeinrichtung 190 erstreckt sich im Wesentlichen in radiale Richtung. Mit dem zweiten Ende 245, das radial außenseitig zu dem ersten Ende 240 angeordnet ist, greift die Federeinrichtung 190 in die erste Aussparung 195 ein. Wie in den 1 bis 3 verspannt die Verspanneinrichtung 180 das Mitnehmerteil 90 in Umfangsrichtung gegenüber dem ersten Lamellenträger 85. Die Federeinrichtung 190 ist in Umfangsrichtung vorgespannt und stellt die Verspannkraft Fs bereit. Die Verspannkraft Fs kann durch eine elastische Verformung der Federeinrichtung 190 in Umfangsrichtung erreicht werden. Mittels der Verspannkraft Fs werden die Zugflanken 170, 175 aneinandergedrückt. Dabei stützt sich die Federeinrichtung 190 abweichend zu der in 1 bis 3 gezeigten Kupplungseinrichtung 10 mit dem festen Ende 240 an dem Mitnehmerteil 90 ab und verdreht dieses gegebenenfalls gegenüber dem ersten Lamellenträger 85, bis die Zugflanken 170, 175 aneinander anliegen.
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Wird das Schubmoment Ms von der Ausgangsseite 25 hin zur Eingangsseite 20 über die Kupplungseinrichtung 10 übertragen, so folgt die Drehmomentübertragung vom ersten Lamellenträger 85 über die zweite formschlüssige Verbindung 196 auf den Verspannring 185. Vom Verspannring 185 wird das Schubmoment Ms in die erste Aussparung 195 geleitet, die gegen das zweite Ende 245 der Federeinrichtung 190 drückt. Das Schubmoment Ms wird radial innen nach radial innen über die Federeinrichtung 190 zum ersten Ende 240 geleitet, wo das Schubmoment Ms in das Mitnehmerteil 90 eingeleitet wird.
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6 zeigt einen Ausschnitt eines perspektivischen Halblängsschnitts durch eine Kupplungseinrichtung 10 gemäß einer dritten Ausführungsform.
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Die Kupplungseinrichtung 10 ist eine Weiterbildung der in den 1 bis 5 gezeigten Kupplungseinrichtungen 10. Abweichend dazu weist die erste formschlüssige Verbindung 89 zur drehmomentschlüssigen Verbindung des Mitnehmerteils 90 mit dem ersten Lamellenträger 85 wenigstens ein Eingriffselement 295 auf, das beispielhaft identisch zu dem in den 1 bis 5 gezeigten zweiten Zahn 200 ausgebildet sein kann. Das Eingriffselement 295 ist stirnseitig am axialen Abschnitt 92 des ersten Lamellenträgers 85 auf einer zum radialen Abschnitt 93 abgewandten Seite angeordnet. Das Eingriffselement 295 erstreckt sich in axialer Richtung vorzugsweise parallel zur Drehachse 15. Vorzugsweise sind mehrere in Umfangsrichtung vorzugsweise in regelmäßigem Abstand zueinander angeordnete Eingriffselemente 295 vorgesehen. Das Eingriffselement 295 weist eine als erste Verzahnung ausgebildete vierte Außenverzahnung 300 auf. Vorzugsweise weist die vierte Außenverzahnung 300 wenigstens zwei in Umfangsrichtung beabstandet angeordnete Zahnflanken 305 an jeweils einem Eingriffselement 295 auf. Alternativ ist auch denkbar, dass an dem Eingriffselement 295 eine Innenverzahnung vorgesehen ist. Die Innenverzahnung kann abschnittsweise identisch zu der ersten Innenverzahnung 79 des axialen Abschnitts 92 ausgebildet sein.
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7 zeigt einen Ausschnitt eines Halblängsschnitts durch das Mitnehmerteil 90 der in 6 gezeigten Kupplungseinrichtung 10.
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Anstatt der in den 1 bis 3 gezeigten dritten Außenverzahnung 160 am Mitnehmerteil 90 weist die erste Verbindung 89 wenigstens eine im Mitnehmerteil 90 angeordnete Verzahnungsaussparung 310 auf. Die Verzahnungsaussparung 310 ist beispielhaft nierenförmig ausgebildet. Die Verzahnungsaussparung 310 weist eine Verzahnungsaussparungskontur 315 auf. Die Verzahnungsaussparungskontur 315 ist geschlossen ausgebildet.
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Die Verzahnungsaussparung 310 weist eine als zweite Verzahnung ausgebildete vierte Innenverzahnung 320 auf. Die vierte Innenverzahnung 320 ist komplementär zu der vierten Außenverzahnung 300 ausgebildet. Weist das Eingriffselement 295 anstatt der vierten Außenverzahnung 300 die oben beschriebene Innenverzahnung auf, so weist die Verzahnungsaussparung 310 eine korrespondieren zur Innenverzahnung ausgebildet Außenverzahnung auf.
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Die vierte Innenverzahnung 320 weist wenigstens einen dritten Zahn 325 auf. Der dritte Zahn 325 ist radial außenseitig an einem Ringabschnitt 330 des Mitnehmerteils 90 angeordnet und erstreckt sich von radial außen nach innen hin. Der dritte Zahn 325 weist vorzugsweise zwei in Umfangsrichtung beabstandet angeordnete Zahnflanken 335 auf.
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Die Verspannungseinrichtung 180 wird in der Ausführungsform durch den axialen Abschnitt 92 des ersten Lamellenträgers 85 ausgebildet. Dabei sind in unmontiertem Zustand vorzugsweise in radialer Richtung der axiale Abschnitt 92 und/oder das Eingriffselement 295 auf Übermaß gegenüber der Verzahnungsaussparung 310 hergestellt. So weist beispielsweise das Eingriffselement 295 einen größeren maximalen Wirkdurchmesser auf als die Verzahnungsaussparung 310. Vor der Montage des Mitnehmerteils 90 auf dem ersten Lamellenträger 85 wird der axiale Abschnitt 92 und/oder das Eingriffselement in radialer Richtung vorgespannt, beispielsweise durch eine elastische Verformung radial nach innen hin. Im Anschluss daran wird das Eingriffselement 295 in die Verzahnungsaussparung 310 gesteckt. Dabei wird die Vorspannung des axialen Abschnitts 92 und/oder des Eingriffselements 295 aufrechterhalten. Nach Erreichen einer axialen Endposition des Eingriffselements 295 in der Verzahnungsaussparung 310 wird der axiale Abschnitt 92 und/oder das Eingriffselement 295 entlastet. Nach Entlastung des axialen Abschnitts 92 und/oder des Eingriffselements 295 werden die Zahnflanken 305 des Eingriffselements 295 mit einer in radialer Richtung wirkenden Vorspannkraft Fs an die Zahnflanken 335 der Verzahnungsaussparung 310 derart angepresst, dass die beiden Zahnflanken 305 des Eingriffselements 295 an den beiden Zahnflanken 335 der Verzahnungsaussparung 310 anliegen. Ferner kann die Sicherungseinrichtung 206 vorgesehen sein, um das Mitnehmerteil 90 in axialer Richtung an dem ersten Lamellenträger 85 zu fixieren.
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Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine fliehkraftbedingte Aufweitung des ersten Lamellenträgers 85, insbesondere des axialen Abschnitts 92, vermieden werden kann. Auch ist das Mitnehmerteil 90 spielfrei, insbesondere in Umfangsrichtung, mit dem ersten Lamellenträger 85 verbunden, so dass zuverlässig ein Drehmomentaustausch zwischen Mitnehmerteil 90 und erstem Lamellenträger 85 erfolgen kann. Insbesondere wird durch die Spielfreiheit bei einem Lastwechsel ein Lastwechselgeräusch zwischen Mitnehmerteil 90 und erstem Lamellenträger 85 vermieden.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die in den 1 bis 7 gezeigten Merkmale der Kupplungseinrichtung 10 selbstverständlich miteinander kombiniert werden können. Dabei wird insbesondere darauf hingewiesen, dass zwar in der Ausführungsform die Kupplungseinrichtung 10 als Doppelkupplung ausgebildet ist, jedoch die Kupplungseinrichtung 10 selbstverständlich auch nur als einfache Kupplungseinrichtung mit nur einem Reibpaket 55, 60 ausgebildet sein kann.
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Auch ist denkbar, dass abweichend zu der in den 1 bis 7 gezeigten Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung 10 als nasse Kupplungseinrichtung diese als trockene Kupplungseinrichtung ausgebildet ist.
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Auch ist denkbar, dass die zur Anbindung des ersten Lamellenträgers 85 mit dem Mitnehmerteil 90 gezeigte Ausgestaltung der Verspanneinrichtung 180 und/oder der ersten Verbindung 89 zusätzlich oder alternativ an wenigstens einem der weiteren Lamellenträger 135, 140, 145 vorgesehen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kupplungseinrichtung
- 15
- Drehachse
- 20
- Eingangsseite
- 25
- Ausgangsseite
- 40
- erste Getriebeeingangswelle
- 45
- zweite Getriebeeingangswelle
- 50
- Rotor
- 55
- erstes Reibpaket
- 60
- zweites Reibpaket
- 65
- erster Reibpartner
- 70
- zweiter Reibpartner
- 75
- erste Außenverzahnung
- 79
- erste Innenverzahnung
- 80
- Mitnehmereinheit
- 85
- erster Lamellenträger (Außenlamellenträger)
- 89
- erste formschlüssige Verbindung
- 90
- Mitnehmerteil
- 92
- axialer Abschnitt
- 93
- radialer Abschnitt
- 95
- Verbindung
- 100
- Innenraum
- 105
- erste Betätigungseinrichtung
- 110
- zweite Betätigungseinrichtung
- 115
- erster Druckraum
- 120
- zweiter Druckraum
- 125
- erstes Betätigungselement
- 130
- zweites Betätigungselement
- 135
- zweiter Lamellenträger (Innenlamellenträger)
- 140
- dritter Lamellenträger (Außenlamellenträger)
- 145
- vierter Lamellenträger (Innenlamellenträger)
- 150
- zweite Außenverzahnung
- 155
- zweite Innenverzahnung
- 160
- dritte Außenverzahnung
- 165
- Verzahnungsspiel
- 170
- erste Zugflanke
- 175
- zweite Zugflanke
- 176
- erster Zahn
- 180
- Verspanneinrichtung
- 185
- Verspannring
- 190
- Federeinrichtung
- 195
- erste Aussparung
- 196
- zweite formschlüssige Verbindung
- 200
- zweiter Zahn
- 205
- zweite Aussparung
- 206
- Sicherungseinrichtung
- 210
- Ausnehmung
- 215
- Sicherungsring
- 220
- Verspannringabschnitt
- 225
- äußere Umfangskontur
- 230
- erster Abschnitt
- 235
- zweiter Abschnitt
- 240
- erstes Ende
- 245
- zweites Ende
- 250
- erste Schubflanke
- 255
- zweite Schubflanke
- 295
- Eingriffselement
- 300
- vierte Außenverzahnung
- 305
- Zahnflanke des Eingriffselement
- 310
- Verzahnungsaussparung
- 315
- Verzahnungsaussparungskontur
- 320
- vierte Innenverzahnung
- 325
- dritter Zahn
- 330
- Ringabschnitt
- 335
- Zahnflanke der Verzahnungsaussparung
