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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung für den Antriebsstrang eines Fahrzeuges mit einem um eine Zentralachse drehbaren Kupplungsgehäuse, versehen mit einer Kupplungsvorrichtung mit antriebsseitigen Kupplungseinheiten, die drehfest an dem Kupplungsgehäuse angreifen, mit abtriebsseitigen Kupplungseinheiten, die mit einem gegenüber dem Kupplungsgehäuse relativ drehbaren Abtrieb in Wirkverbindung stehen, sowie mit einer Anpresseinrichtung, durch welche eine Wirkverbindung zwischen den antriebsseitigen Kupplungseinheiten und den abtriebsseitigen Kupplungseinheiten für einen Einrückvorgang herstellbar oder für einen Ausrückvorgang aufhebbar ist.
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Eine derartige Kupplungsanordnung ist aus der
DE 10 2006 009 987 A1 bekannt. Das Kupplungsgehäuse dieser Kupplungsanordnung nimmt nicht nur die Kupplungsvorrichtung auf, sondern darüber hinaus einen hydrodynamischen Kreis, gebildet durch ein mit dem Kupplungsgehäuse drehfestes Pumpenrad, ein relativ zum Kupplungsgehäuse drehbares Turbinenrad und ein axial zwischen Pumpen- und Turbinenrad angeordnetes Leitrad. Damit ist der Kupplungsvorrichtung ein hydrodynamischer Drehmomentwandler zugeordnet. Weiterhin ist ein Kupplungseinheitenträger für die abtriebsseitigen Kupplungseinheiten über einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einem Abtrieb verbunden, der durch eine Torsionsdämpfernabe gebildet ist, wobei diese drehfest mit einer Getriebeeingangswelle ist. Auch das Turbinenrad ist mit dem Abtrieb verbunden, und zwar über ein zwischen den beiden Umfangsfedersätzen des Torsionsschwingungsdämpfers wirkendes Zwischen-Übertragungselement.
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Bei einer derartigen Kupplungsanordnung wird der hydrodynamische Drehmomentwandler insbesondere zum Anfahren genutzt. Hierbei wird von einem Antrieb, wie beispielsweise einer Brennkraftmaschine, eine Drehzahl am Kupplungsgehäuse und damit am Pumpenrad bereitgestellt, während am Turbinenrad anfänglich die Drehzahl zumindest näherungsweise bei Null liegt. Aufgrund der für hydrodynamische Drehmomentwandler typischen Momentenwandlung sinkt diese bei fortschreitendem Anfahrvorgang und damit bei zunehmender Drehzahl am Turbinenrad. Gleichzeitig erhöht sich die Leistungszahl des hydrodynamischen Drehmomentwandlers und damit dessen Wirkungsgrad infolge der Änderung des Quotienten aus Turbinenraddrehzahl und Pumpenraddrehzahl. Da bei hydrodynamischen Drehmomentwandlern somit ein fester physikalischer Zusammenhang zwischen Momenten- und Drehzahlverhältnis besteht, liegt eine Selbstregelung vor. Nachteilig ist allerdings, dass die Momentenwandlung den Wert 1 niemals erreichen kann, da dann keine Momentenübertragung mehr gegeben wäre. Dieser hierdurch verbleibende Restschlupf erhöht in ungewollter Weise den Energieverbrauch des entsprechenden Fahrzeuges.
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Aus diesem Grund ist bei der bekannten Kupplungsanordnung der hydrodynamische Drehmomentwandler durch die Kupplungsvorrichtung ergänzt, welche dann eingerückt wird, wenn am hydrodynamischen Drehmomentwandler die Momentenwandlung sich einem vorbestimmten minimalen Wert annähert. Nach dem Einrücken wird die Drehzahl des Abtriebs zumindest im Wesentlichen an die Drehzahl des Antriebs angenähert, so dass ein eventuell verbliebener Restschlupf vernachlässigbar ist. Nachteilig bei einer solchen Kupplungsanordnung ist allerdings, dass diese ohne ergänzenden hydrodynamischen Drehmomentwandler insbesondere bei hohem Quotienten aus Antriebsdrehzahl zu Abtriebsdrehzahl unkomfortabel einzurücken ist, und zwar insbesondere dann, wenn hydrodynamische Effekte im Erstreckungsbereich der Kupplungseinheiten einen ungleichförmigen Einrückvorgang für die Kupplungsvorrichtung entstehen lassen. Hinzu kommt, dass derartige Kupplungsanordnungen sehr empfindlich auf Toleranzen insbesondere im Bereich der Kupplungseinheiten, aber auch auf Druckschwankungen innerhalb des Kupplungsgehäuses sowie im Wirkbereich eines eventuell vorhandenen externen Druckerzeugers reagieren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsanordnung zu schaffen, welche trotz vorhandener Selbstregelung eine individuelle Einstellbarkeit erlaubt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kupplungsanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst. Eine derartige Kupplungsanordnung, für den Antriebsstrang eines Fahrzeuges vorgesehen, verfügt über ein um eine Zentralachse drehbares Kupplungsgehäuse, versehen mit einer Kupplungsvorrichtung mit antriebsseitigen Kupplungseinheiten, die drehfest an dem Kupplungsgehäuse angreifen, mit abtriebsseitigen Kupplungseinheiten, die mit einem gegenüber dem Kupplungsgehäuse relativ drehbaren Abtrieb in Wirkverbindung stehen, sowie mit einer Anpresseinrichtung, durch welche eine Wirkverbindung zwischen den antriebsseitigen Kupplungseinheiten und den abtriebsseitigen Kupplungseinheiten für einen Einrückvorgang herstellbar oder für einen Ausrückvorgang aufhebbar ist.
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Mit besonderem Vorzug ist der Kupplungsvorrichtung zur Vorgabe der Bewegung der Anpresseinrichtung beim Ein- oder Ausrückvorgang eine Stellanordnung zugeordnet, welche einerseits mit einem Druckraum der Kupplungsvorrichtung verbunden ist, und andererseits über fliehkraftabhängig und/oder druckabhängig wirksame Stelleinheiten verfügt.
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Bei fliehkraftabhängiger Wirkung einer der Stelleinheiten wird eine drehzahlabhängige Beaufschlagung der Anpresseinrichtung der Kupplungsvorrichtung erzielt. Bei einer Drehzahl, die nur geringfügig oberhalb der Leerlaufdrehzahl liegt, wird die Anpresseinrichtung zunächst nur soweit in Richtung zu den Kupplungseinheiten der Kupplungsvorrichtung verschoben, dass ein Lüftspiel der Kupplungseinheiten überwunden wird. Ein weiterer Drehzahlanstieg hat dann zur Folge, dass über die Anpresseinrichtung eine Axialkraft auf die Kupplungseinheiten ausgeübt wird, welche die Kupplungseinheiten zur Übertragung eines Drehmomentes befähigt.
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Da die Höhe dieser Axialkraft einerseits zumindest innerhalb eines vorbestimmten Bereiches abhängig ist von der an der Stelleinheit anliegenden Fliehkraft, und die Axialkraft andererseits Einfluss nimmt auf die Höhe des übertragbaren Drehmomentes, besteht ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen der anliegenden Drehzahl und dem durch die Kupplungsvorrichtung übertragbaren Drehmoment. Aufgrund dieses Zusammenhanges wird sich die Drehzahl eines Antriebs, wie beispielsweise einer Brennkraftmaschine, in Abhängigkeit von dem durch die Kupplungsvorrichtung übertragbaren Drehmoment automatisch einregeln. Diese eingeregelte Drehzahl wird nachfolgend kurz als Einregeldrehzahl des Antriebs bezeichnet.
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Sofern das von der Kupplungsvorrichtung übertragbare Drehmoment über den Betrag hinaus angehoben werden soll, der sich aufgrund der Einregeldrehzahl einstellen würde, kann eine Stelleinheit, die druckabhängig wirksam ist, aktiviert werden. Durch Einleitung eines Druckes durch einen Druckerzeuger im Bereich dieser Stelleinheit kann die von der Anpresseinrichtung erzeugte Axialkraft auf die Kupplungseinheiten weiter erhöht werden. Das auf diese Weise erhöhte, von der Kupplungsvorrichtung übertragbare Drehmoment wird aufgrund der gleichzeitig bestehen Rückwirkung der Kupplungsanordnung auf den Antrieb dazu führen, dass sich dessen Einregeldrehzahl reduzieren wird. Umgekehrt ist es ebenfalls möglich, mittels Druckreduktion die Einregeldrehzahl zu erhöhen.
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Die Verwendung einer druckabhängig wirksamen Stelleinheit ergänzend zu einer fliehkraftabhängig wirksamen Stelleinheit ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn die fliehkraftabhängig wirksame Stelleinheit derart ausgelegt ist, dass erst bei relativ hohen Drehzahlen am Antrieb eine Axialkraft an der Anpresseinrichtung erzeugt wird, bei welcher die Übertragung eines entsprechend hohen Drehmomentes in der Kupplungsvorrichtung ermöglicht wird. Eine derartige Auslegung der fliehkraftabhängig wirksamen Stelleinheit ist zum einen für Anfahrvorgänge unter Volllast von Vorteil, und zum anderen dann, wenn die Kupplungsvorrichtung unterhalb der Einregeldrehzahl des Antriebs mit vorbestimmtem Schlupf betrieben werden soll. Da aber die auf die fliehkraftabhängig wirksame Stelleinrichtung einwirkende Fliehkraft bei geringen Drehzahlen nicht ausreichen würde, um eine für die Übertragung eines hinreichenden Drehmomentes in der Kupplungsvorrichtung erforderliche Axialkraft für die Anpresseinrichtung aufzubauen, ist es gegebenenfalls erforderlich, die druckabhängig wirksame Stelleinheit ergänzend zu aktivieren, um durch Einleitung eines Druckes die von der Anpresseinrichtung erzeugte Axialkraft auf die Kupplungseinheiten zu erhöhen und damit das von der Kupplungsvorrichtung übertragbare Drehmoment soweit anzuheben, dass sich bei Rückwirkung auf den Antrieb eine zweckmäßige Einregeldrehzahl einstellen kann.
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In vorteilhafter Ausführung weist die Stellanordnung einen Stellraum auf, der mittels einer Trennvorrichtung in einen ersten Stellraumabschnitt und in zumindest einen weiteren Stellraumabschnitt unterteilt ist, von denen der erste Stellraumabschnitt die fliehkraftabhängig wirksame Stelleinheit und/oder die druckabhängig wirksame Stelleinheit aufnimmt, während der zumindest eine weitere Stellraumabschnitt eine Druckverbindung zu dem Druckraum der Kupplungsvorrichtung aufweist. Innerhalb des Stellraumes der Stellanordnung ist die Stellvorrichtung verlagerbar, wobei sich ihre jeweilige Position aufgrund eines Kräftegleichgewichtes zwischen der Wirkung zumindest einer der Stelleinheiten auf eine Seite der Stellvorrichtung und der Wirkung einer die Gegenseite der Stellvorrichtung beaufschlagenden Spanneinrichtung einstellt.
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Mit besonderem Vorzug hat der erste Stellraumabschnitt ebenso wie der zumindest eine weitere Stellraumabschnitt einen Zugang zu einer Ventilanordnung, wobei die Stellraumabschnitte in einer ersten Einstellung der Ventilanordnung, bei welcher diese sperrt, voneinander getrennt sind, in einer zweiten Einstellung der Ventilanordnung, bei welcher diese geöffnet ist, dagegen untereinander verbunden sind. Die Ventilanordnung kann zugunsten einer Ansteuerbarkeit mit einem die Kupplungseinheiten der Kupplungsvorrichtung aufnehmenden Kühlraum verbunden sein.
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Durch die Ventilanordnung wird die Möglichkeit geschaffen, die Wirkung der fliehkraftabhängig wirksamen Stelleinheit aufzuheben, so dass allein noch die druckabhängig wirksame Stelleinheit in Funktion ist. Dies kann entweder dann erfolgen, wenn fliehkraftabhängige Stellmittel der fliehkraftabhängig wirksamen Stelleinheit unter Fliehkrafteinwirkung eine radial äußere Anschlagposition, als Endposition bezeichnet, erreicht haben, in welcher die fliehkraftabhängig wirksame Stelleinheit nicht mehr betriebsfähig ist, oder wenn die fliehkraftabhängigen Stellmittel der fliehkraftabhängig wirksamen Stelleinheit ohne Fliehkrafteinwirkung oder bei geringer Fliehkrafteinwirkung eine radial innere Anschlagposition, als Ruheposition bezeichnet, einnehmen, in welcher die fliehkraftabhängig wirksame Stelleinheit noch nicht betriebsfähig ist. Der letztgenannte Fall ist dann von Vorteil, wenn die fliehkraftabhängig wirksame Stelleinheit energiesparend ausgelegt ist, indem bereits bei relativ geringer Drehzahl am Antrieb das vorbestimmte Drehmoment durch die Kupplungsvorrichtung übertragen werden kann, und ein Anfahrvorgang unter Volllast somit nur dann realisierbar ist, wenn die fliehkraftabhängig wirksame Stelleinheit unwirksam bleibt.
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Die Aufhebung der Funktion der fliehkraftabhängig wirksamen Stelleinheit erfolgt durch Einstellung der Ventilanordnung in diejenige Position, bei welcher die Ventilanordnung geöffnet und die Stellraumabschnitte untereinander verbunden sind. Mit der auf diese Weise entstehenden Strömungsverbindung der beiden Stellraumabschnitte untereinander geht ein Druckausgleich zwischen den beiden Stellraumabschnitten des Stellraums der Stellanordnung einher. Das Öffnen der Ventilanordnung wird durch Druckerhöhung in dem die Kupplungseinheiten der Kupplungsvorrichtung aufnehmenden Kühlraum bewirkt, wobei diese Druckerhöhung auf eine Druckfläche einer Stelleinrichtung der Ventilanordnung einwirkt, um diese Stelleinrichtung in eine Durchströmungsposition zu verlagern, in welcher Strömungsdurchgänge innerhalb der Ventilanordnung, die zu den Stellraumabschnitten führen, freigegeben sind. Nimmt die Stelleinrichtung der Ventilanordnung dagegen, vorzugsweise unter der Wirkung eines Energiespeichers, eine Position abseits der Durchströmungsposition ein, dann sind die Strömungsdurchgänge der Ventilanordnung durch die Stelleinrichtung voneinander getrennt.
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Vorzugsweise ist der erste Stellraumabschnitt der Stellanordnung zur Bildung der fliehkraftabhängigen Stelleinheit mit einer Kurvenbahn versehen, die gemeinsam mit der Trennvorrichtung als Anlagefläche für die fliehkraftabhängigen Stellmittel dient, wobei die Kurvenbahn in Radialrichtung über eine Kontur verfügt, welche zur Umformung der Radialkraft, mit welcher die fliehkraftabhängigen Stellmittel beaufschlagt sind, in eine das Trennmittel in Achsrichtung beaufschlagende Axialkraft vorgesehen ist.
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Mit besonderem Vorzug weist der erste Stellraumabschnitt der Stellanordnung eine zumindest im Wesentlichen in Radialrichtung wirksame Krafterzeugungseinrichtung auf, durch welche die fliehkraftabhängigen Stellmittel in Richtung zu ihrer Ruheposition belastet sind, also in Richtung zu derjenigen Position, die von den Stellmitteln ohne die Wirkung einer Fliehkraft oder bei nur geringer Fliehkraft eingenommen wird. Die Krafterzeugungseinrichtung kann mit Federn oder mit Elastomeren ausgebildet sein, die jeweils auf die Stellmittel einwirken.
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Zur Realisierung der druckabhängig wirksamen Stelleinheit ist der erste Stellraumabschnitt der Stellanordnung mit wenigstens einem Druckanschluss versehen. Dieser kann mit Vorzug an einen Druckerzeuger angeschlossen sein.
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Die Stellanordnung kann sowohl an der den Kupplungseinheiten zugewandten Seite der Anpresseinrichtung vorgesehen sein, als auch an der von den Kupplungseinheiten abgewandten Seite der Anpresseinrichtung. Besonders vorteilhaft ist die Aufnahme der Stellanordnung innerhalb des Kupplungsgehäuses, um die Wege zwischen der Stellanordnung und dem Druckraum der Kupplungsvorrichtung zu minimieren.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine Kopplungsanordnung in Schnittdarstellung, aufweisend eine Kupplungsvorrichtung, eine mit derselben in Wirkverbindung stehende und abtriebsseitig der Kupplungsvorrichtung vorgesehene Stellanordnung, sowie einen mit der Kupplungsvorrichtung verbundenen Torsionsschwingungsdämpfer;
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2 eine vergrößerte Herauszeichnung einer in 1 dargestellten Ventilanordnung der Stellanordnung;
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3 wie 1, aber mit antriebsseitig der Kupplungsvorrichtung vorgesehener Stellanordnung.
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1 zeigt eine für den Antriebsstrang eines Fahrzeuges vorgesehene Kopplungsanordnung
1 mit einem um eine Zentralachse
2 drehbaren Kupplungsgehäuse
3, das sich aus einer Gehäuseschale
5 und einem Gehäusedeckel
7 zusammensetzt, und einen mit Fördermedium, wie beispielsweise Öl, zumindest teilweise befüllten Nassraum umschließt. Das Kupplungsgehäuse
3 kann, wie dies beispielsweise in der
DE 32 22 119 C1 ,
1 gezeigt ist, mittels einer Mitnehmerscheibe an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine befestigt sein, und weist hierzu im radial äußeren Bereich des Gehäusedeckels
7 an dessen vom Nassraum abgewandter Seite Gewindehülsen
9 auf.
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Im Nassraum des Kupplungsgehäuses 3 ist an dessen Gehäusedeckel 7 eine Verzahnung 12 ausgebildet, die als antriebsseitiger Kupplungseinheitenträger 10 dient.
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Der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger 10 ist zur drehgesicherten, aber verschiebbaren Aufnahme von antriebsseitigen Kupplungseinheiten 20 vorgesehen. Die antriebsseitigen Kupplungseinheiten 20 greifen mit nach radial außen weisenden Radialvorsprüngen 26 in die Verzahnung 12 des antriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers 10 ein. Axial zwischen je zwei antriebsseitigen Kupplungseinheiten 20 greift je eine abtriebsseitige Kupplungseinheit 40 ein. Die abtriebsseitigen Kupplungseinheiten 40 verfügen über nach radial innen weisende Radialvorsprünge 42, mit denen sie in eine Verzahnung 43 eines abtriebsseitigen Kupplungseinheitenträgers 44 drehgesichert, aber axial verschiebbar eingreifen.
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Während die antriebsseitigen Kupplungseinheiten 20 jeweils durch Stahlscheiben gebildet sind, tragen die abtriebsseitigen Kupplungseinheiten 40 auf Reibbelagträgern beidseits Reibbeläge, die mit Nutungen zur Durchströmung mit Fördermedium ausgebildet sein können.
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An der dem Gehäusedeckel 7 nächstliegenden antriebsseitigen Kupplungseinheit 20 kann eine Anpresseinrichtung 30 in Form eines Kupplungskolbens 32 in Anlage gebracht werden. Die Anpresseinrichtung 30 ist auf einem am Gehäusedeckel 7 befestigten Träger 36 axial verlagerbar und abgedichtet aufgenommen. Axial zwischen der Antriebsseite 86 des Gehäusedeckels 7 und der Anpresseinrichtung 30 ist ein Druckraum 37 vorgesehen. An der Gegenseite der Anpresseinrichtung 30 findet sich ein die Kupplungseinheiten 20 und 40 ebenso wie einen Torsionsschwingungsdämpfer 48 mit Tilgersystem 60 aufnehmender Kühlraum 38.
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Die Anpresseinrichtung 30 ist ebenso wie der antriebsseitige Kupplungseinheitenträger 10, die antriebsseitigen Kupplungseinheiten 20, die abtriebsseitigen Kupplungseinheiten 40 sowie der abtriebsseitige Kupplungseinheitenträger 44 Teil einer Kupplungsvorrichtung 90.
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Der abtriebsseitige Kupplungseinheitenträger 44 ist mit einem Eingang 47 des Torsionsschwingungsdämpfers 48 drehfest, wobei dieser Eingang 47 über eine erste Energiespeichereinheit 50 mit einer Zwischenübertragungseinrichtung 53 verbunden ist, die den Ausgang der ersten Energiespeichereinheit 50 sowie den Eingang einer zweiten Energiespeichereinheit 55 bildet. Die Zwischenübertragungseinrichtung 53 wird durch ein dem Gehäusedeckel 7 näheres antriebsseitiges Deckblech 61 und ein der Gehäuseschale 5 näheres abtriebsseitiges Deckblech 63 gebildet. An den Deckblechen 61, 63 ist ein Tilgermassenträger 59 befestigt, der axial zwischen zwei mit Axialversatz angeordneten Tilgermassen-Trägerelementen 67a, 67b Tilgermassen 64 aufnimmt, die gegenüber dem Tilgermassenträger 59 in Umfangsrichtung sowie in Radialrichtung relativ bewegbar aufgenommen sind. Der Tilgermassenträger 59 ist ebenso wie die Tilgermassen 64 Teil des Tilgersystems 60.
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Der Ausgang 52 der von der Zwischenübertragungseinrichtung 53 ansteuerbaren zweiten Energiespeichereinheit 55 ist mit einer als Abtrieb 54 dienenden Torsionsschwingungsdämpfernabe 56 drehfest, die über eine Verzahnung 57 verfügt, über welche sie drehfest mit einer nicht gezeigten Getriebeeingangswelle verbunden ist.
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Die Torsionsschwingungsdämpfernabe 56 stützt sich über eine Hülse 58 am Gehäusedeckel 7 und damit an der Antriebsseite 86 der Kopplungsanordnung 1 ab, wobei der Gehäusedeckel 7 radial bis zur Zentralachse 2 nach innen gezogen ist. An der Abtriebsseite 87, an welcher die Gehäuseschale 5 sowie eine derselben radial innen zugeordnete Gehäusenabe 62 des Kupplungsgehäuses 3 vorgesehen sind, stützt sich die Torsionsschwingungsdämpfernabe 56 über eine Lagerungseinheit 65 ab.
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Radial außerhalb der Gehäusenabe 62 an der Abtriebsseite 87 des Kupplungsgehäuses 3 ist ein Stellraum 14 vorgesehen, der mittels einer Trennvorrichtung 17 in einen ersten Stellraumabschnitt 15 und in einen zweiten Stellraumabschnitt 16 unterteilt ist. Die Trennvorrichtung 17 ist als Kolben 18 ausgebildet, der axial verlagerbar und abgedichtet im Stellraum 14 aufgenommen ist. Im ersten Stellraumabschnitt 15 sind, bezogen auf den Umfang des Kupplungsgehäuses 3, eine Mehrzahl von Stellmitteln 19 enthalten, die, beispielsweise als Fliehgewichte 24 ausgebildet, durch eine Krafterzeugungseinrichtung 22, realisiert beispielsweise durch Radialfedern 33, in Richtung nach radial innen und damit in Richtung zu einer Ruheposition 100 belastet sind, die von den Stellmitteln 19 ohne die Wirkung einer Fliehkraft oder bei einer Fliehkraft, welche die Anpresskraft der Radialfedern 33 der Krafterzeugungseinrichtung 22 nicht übersteigt, eingenommen wird. In dieser Ruheposition 100 legen sich die Stellmittel 19 an einer entsprechenden Ausformung 34 eines Stellanordnungsgehäuses 68 einer Stellanordnung 70 an.
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Das Stellanordnungsgehäuse 68 verfügt an seiner der Abtriebsseite 87 des Kupplungsgehäuses 3 zugewandten Seite über eine Kurvenbahn 72, entlang der die Stellmittel 19 bei einer fliehkraftbedingten Bewegung nach radial außen bewegt werden. Da die Kurvenbahn 72, wie 1 zeigt, nach radial außen mit einer axialen Richtungskomponente auf die Trenneinrichtung 17 zu verläuft, wird der Radialbewegung der Stellmittel 19 eine axiale Bewegungskomponente in Richtung zur Trenneinrichtung 17 überlagert, so dass die Stellmittel 19 mit zunehmender Bewegung nach radial außen eine zunehmend stärkere Axialkraft auf die Trenneinrichtung 17 ausüben, und damit eine Axialbewegung der Trenneinrichtung 17 tiefer in den zweiten Stellraumabschnitt 16 auslösen können. Dieser Axialkraft auf die Trenneinrichtung 17 und damit einer Axialbewegung der Trenneinrichtung 17 wirkt eine Spanneinrichtung 35, beispielsweise in Form eines im zweiten Stellraumabschnitt 16 eingesetzten Axialkraftspeichers 39 entgegen, der sich einerseits an einer zumindest im Wesentlichen radial verlaufenden Wandung 66 des Stellanordnungsgehäuses 68 abstützt, und andererseits an der Trenneinrichtung 17.
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Die besagte Axialkraft auf die Trenneinrichtung 17 sowie die daraus eventuell resultierende Axialbewegung der Trenneinrichtung 17 kann durch entsprechende Ausformung der Kurvenbahn 72 vorgegeben werden. Diese muss also nicht, wie in 1 gezeigt, linear ausgebildet sein, sondern kann auch mit einer Krümmung ausgeführt sein, so dass die Art und Weise, in welcher sich die Axialkraft bei Radialverlagerung der Stellmittel 19 verändert, entscheidend beeinflusst werden kann. Jedenfalls ist entlang der Kurvenbahn 72 die Axialkraft auf die Trenneinrichtung 17 und damit die entsprechende Axialbewegung der Trenneinrichtung 17 in jedem Radialabstand gegenüber der Ruheposition 100 einstellbar. Die Stellmittel 19 sind ebenso wie die Kurvenbahn 72 Teil einer fliehkraftabhängig wirksamen Stelleinheit 75 der Stellanordnung 70.
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Im Bereich des radial äußeren Endes des ersten Stellraumabschnittes 15 nehmen die Stellmittel 19 eine radiale Endposition 102 ein, in welcher die Radialfedern 33 der Krafterzeugungseinrichtung 22 entweder vollständig verformt sind, oder aber ein nicht gezeigter Anschlag innerhalb des ersten Stellraumabschnittes 15 durch die Stellmittel 19 erreicht ist.
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In den ersten Stellraumabschnitt 15 dringt ein zumindest im Wesentlichen rohrförmiger Druckanschluss 77 eines lediglich schematisch dargestellten Druckerzeugers 78 ein, indem er dessen radiale Außenwand 79 zumindest partiell durchstößt. Der Druckerzeuger 78 ist ebenso wie der Druckanschluss 77 Teil einer druckabhängig wirksamen Stelleinheit 80 der Stellanordnung 70. Auch der druckabhängig wirksamen Stelleinheit 80 ist der Axialkraftspeicher 39 der Spanneinrichtung 35 entgegen gerichtet. Der Druckerzeuger 78 kann extern des Kupplungsgehäuses 3 vorgesehen sein.
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Der zweite Stellraumabschnitt 16 ist über eine Druckmittelleitung 81 mit dem Druckraum 37 verbunden. Zum Entleeren ist dieser mit einer zweiten Druckmittelleitung 82 verbunden. Wie 1 anschaulich zeigt, ist die Stellraumanordnung 70 an der Abtriebsseite 87 und damit an der den Kupplungseinheiten 20 und 40 zugewandten Seiten der Anpresseinrichtung 30 vorgesehen.
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Das Stellraumanordnungsgehäuse 68 weist im Erstreckungsbereich des zweiten Stellraumabschnittes 16 einen Stellraumsockel 91 auf, der von einem Strömungsdurchgang 92 durchdrungen ist, und an seiner vom zweiten Stellraumabschnitt 16 abgewandten Seite in einen Ventilraum 93 einer Ventilanordnung 95 führt, die in vergrößerter Darstellung in 2 herausgezeichnet ist. Der Ventilraum 93 ist in einer Stelleinrichtung 94 ausgeführt, welche die Form eines Ventilkolbens aufweist, und durch einen Energiespeicher 96 in einer Ausgangsposition 104 gehalten sind, in welcher ein Strömungsdurchfluss durch den Ventilraum 93 unterbunden wird. Über einen zweiten Strömungsdurchgang 97, der, ausgehend vom Kühlraum 38 zu einer Druckfläche 98 der Stelleinrichtung 94 führt, ist die Ventilanordnung 95 ansteuerbar, indem im Kühlraum 38 ein Überdruck gegenüber dem Ventilraum 93 eingestellt wird. Durch diesen Überdruck auf die Druckfläche 98 wird die Stelleinrichtung 94 gegen die Wirkung des Energiespeichers 96 soweit ausgelenkt, dass über einen Strömungsdurchgang 83 in der Stelleinrichtung 94 eine Strömungsverbindung zwischen dem Strömungsdurchgang 92 und dem Ventilraum 93 hergestellt wird. Da der Ventilraum 93 mit dem ersten Stellraumabschnitt 15 über einen weiteren Strömungsdurchgang 99 verbunden ist, besteht dadurch eine Strömungsverbindung zwischen den beiden Stellraumabschnitten 15 und 16. Fördermedium kann dann aus dem zweiten Stellraumabschnitt 16 über die Strömungsdurchgänge 92 und 83 in den Ventilraum 93 übertreten, und von dort aus über d Strömungsdurchgang 99 in den ersten Stellraumabschnitt 15.
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Die Funktion der Kupplungsanordnung 1 mit der Stellanordnung 70 ist wie folgt:
In einem Ausgangszustand ist die Ventilanordnung 95 gesperrt, so dass zwischen den beiden Stellraumabschnitten 15 und 16 kein Austausch von Fördermedium besteht. Hierzu nimmt die Stelleinrichtung 94 der Ventilanordnung 95 die Ausgangsposition 104 ein, in welche sie durch den Energiespeicher 96 gedrückt wird. Weiterhin nehmen die Stellmittel 19 der fliehkraftabhängig wirksamen Stelleinheit 75 die Ruheposition 100 ein, in welcher die Stellmittel 19 in die jeweils zugeordnete Ausformung 34 eingetaucht sind.
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Bei Einleitung einer Drehbewegung eines nicht gezeigten Antriebs auf das Kupplungsgehäuse 3 verlagern sich die Stellmittel 19 gegen die Wirkung der jeweiligen Radialfeder 33 der Krafterzeugungseinrichtung 22 nach radial außen, und bewegen sich hierbei entlang der Kurvenbahn 72, die aufgrund ihres speziellen Verlaufs mit zunehmender Verlagerung der Stellmittel 19 nach radial außen für den Aufbau einer zunehmend starken Axialkraft sorgt. Diese Axialkraft wird auf die Trennvorrichtung 17 übertragen, die sich hierdurch, gegen die Wirkung des Axialkraftspeichers 39 der Spanneinrichtung 35, in Achsrichtung verlagert, und zwar in Richtung zum zweiten Stellraumabschnitt 16. Bei dieser Bewegung der Trennvorrichtung 17 wird Fördermedium aus dem zweiten Stellraumabschnitt 16 in die Druckmittelleitung 81 verdrängt, von wo aus dieses Fördermedium in den Druckraum 37 gelangt, um dort den auf die Anpresseinrichtung 30 wirkenden Druck zu erhöhen. Die Anpresseinrichtung 30 wird zunächst das Lüftspiel in den Kupplungseinheiten 20 und 40 aufbrauchen, bevor auf die Kupplungseinheiten 20 und 40 eine Axialkraft zur Übertragung eines Drehmomentes durch die Kupplungsvorrichtung 90 aufgebracht wird. Da bei diesem Vorgang ein Zusammenhang zwischen der Position der Stellmittel 19 und der Momentenübertragung in der Kupplungsvorrichtung 90 besteht, und die Position der Stellmittel 19 von der Drehzahl des Kupplungsgehäuses 3 und damit des nicht gezeigten Antriebs abhängig ist, besteht also letztendlich ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen der am Antrieb abgegebenen Drehzahl und dem durch die Kupplungsvorrichtung 90 übertragbaren Moment. Aufgrund dieses Zusammenhanges wird sich die Drehzahl des Antriebs entsprechend dem durch die Kupplungsvorrichtung 90 übertragbaren Drehmoment automatisch einregeln. Diese eingeregelte Drehzahl wird nachfolgend kurz als Einregeldrehzahl bezeichnet.
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Sofern das von der Kupplungsvorrichtung 90 übertragbare Drehmoment über den Betrag hinaus angehoben werden soll, der sich aufgrund der anliegenden Drehzahl einstellen würde, kann die druckabhängig wirksame Stelleinheit 80 zusätzlich aktiviert werden. Durch Einleitung eines vom Druckerzeuger 78 erzeugten Druckes dieser Stelleinheit 80 über den Druckanschluss 77 in den ersten Stellraumabschnitt 15 kann der Druck im ersten Stellraumabschnitt 15 weiter erhöht werden, um dadurch über eine weitere Verlagerung der Trennvorrichtung 17 in Richtung zum zweiten Stellraumabschnitt 15 weiteres Fördermedium zur Beaufschlagung der Anpresseinrichtung 30 in die Druckmittelleitung 81 zu bringen. Das auf diese Weise weiter erhöhte, von der Kupplungsvorrichtung 90 übertragbare Drehmoment wird aufgrund der Rückwirkung der Kupplungsanordnung auf den Antrieb dazu führen, dass dessen Einregeldrehzahl reduziert wird.
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Durch die Ventilanordnung 95 wird die Möglichkeit geschaffen, die Wirkung der fliehkraftabhängig wirksamen Stelleinheit 75 aufzuheben, so dass allein noch die druckabhängig wirksame Stelleinheit 80 in Funktion ist. Dies kann entweder dann erfolgen, wenn die Stellmittel 19 der fliehkraftabhängig wirksamen Stelleinheit 75 unter Fliehkrafteinwirkung die radial äußere Endposition 102 erreicht haben, in welcher die fliehkraftabhängig wirksame Stelleinheit 75 nicht mehr betriebsfähig ist, oder wenn die Stellmittel 19 der fliehkraftabhängig wirksamen Stelleinheit 75 ohne Fliehkrafteinwirkung oder bei geringer Fliehkrafteinwirkung eine radial innere Anschlagposition einnehmen, in welcher die fliehkraftabhängig wirksame Stelleinheit 75 noch nicht betriebsfähig ist.
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Die Aufhebung der Funktion der fliehkraftabhängig wirksamen Stelleinheit 75 erfolgt durch Öffnen der Ventilanordnung 95, wodurch eine Strömungsverbindung und damit ein Druckausgleich zwischen den beiden Stellraumabschnitten 15 und 16 des Stellraums 14 einhergeht. Das Öffnen der Ventilanordnung 95 wird durch Druckerhöhung in dem die Kupplungseinheiten 20, 40 der Kupplungsvorrichtung 90 aufnehmenden Kühlraum 38 und damit durch Druckerhöhung auf die Druckfläche 98 der Stelleinrichtung 94 bewirkt, wodurch die Stelleinrichtung 94 der Ventilanordnung 95 unter Verformung des Energiespeichers 96 in eine Durchströmungsposition gebracht wird, in welcher die Strömungsdurchgänge 92 und 83 zumindest im Wesentlichen miteinander fluchten, und damit eine Versorgung des Ventilraums 93 aus dem weiten Stellraumabschnitt 16 heraus ermöglichen. Aufgrund der Verbindung des Ventilraums 93 über den Strömungsdurchgang 99 erfolgt daher eine Strömungsübertritt aus dem Ventilraum 93 in den ersten Stellraumabschnitt 15.
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Für den Fall, dass lediglich noch die druckabhängig wirksame Stelleinheit 75 in Funktion ist, besteht kein Zusammenhang mehr zwischen der Einregeldrehzahl am Antrieb und dem übertragbaren Moment an der Kupplungsvorrichtung 90.
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Das erneute Zuschalten der fliehkraftabhängig wirksamen Stelleinheit 75 erfolgt durch Sperren der Ventilanordnung 95. Hierzu erfolgt dann, wenn sich die Stellmittel 19 der fliehkraftabhängig wirksamen Stelleinheit 75 in ihrer Ruheposition 100 befinden, eine Druckentlastung im Kühlraum 38, wodurch der Energiespeicher 96 der Ventilanordnung 95 in die Lage versetzt wird, die Stelleinrichtung 94 in die Ausgangsposition zurückzustellen, in welcher die Stelleinrichtung 94 die Strömungsdurchgänge 92 und 83 voneinander trennt. Dies wird mit Vorzug bei Leerlaufdrehzahl erfolgen, da sich bei diesem Betriebszustand die Stellmittel 19 der fliehkraftabhängig wirksamen Stelleinheit 75 in der gewünschten Position befinden.
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Abweichend von 1 zeigt 3 eine Ausführung der Kopplungsanordnung 1, bei welcher die Stellanordnung 70 an der Antriebsseite 86 und damit an der von den Kupplungseinheiten 20 und 40 abgewandten Seite der Anpresseinrichtung 30 vorgesehen ist. Dadurch ist die Druckmittelleitung 81a deutlich kürzer ausgebildet als bei 1 mit der Druckmittelleitung 81. Das Stellanordnungsgehäuse 68a der Stellanordnung 70 ist außerhalb des Gehäusedeckels 7 angeordnet. Außer in dem Stellanordnungsgehäuse 68 verläuft die Druckmittelleitung 81a noch durch den Gehäusedeckel 7 in den Druckraum 37. Die Stellanordnung 70 gemäß 3 verfügt über die gleichen Bauteile wie die in 1 und 2 gezeigte Stellanordnung 70, so dass die gleichen Bezugsziffern lediglich um den Buchstaben „a“ ergänzt sind. Wegen der Funktionsgleichheit wird auf eine nochmalige Beschreibung des Sachverhaltes verzichtet, und nur kurz Stellung auf die wesentlichen Unterschiede genommen.
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3 zeigt weiterhin die fliehkraftabhängig wirksame Stelleinheit 75a mit Stellmitteln 19a, die an der Trennvorrichtung 17a positioniert sind, und sich an ihren von der Trennvorrichtung 17a abgewandter Seite an der Kurvenbahn 72a abstützen, die bei dieser Ausführung durch die Form des Gehäusedeckels 7 in diesem Radialabschnitt vorgegeben ist. Die Stellmittel 19a stützen sich über die Krafterzeugungseinrichtung 22a an dem Stellanordnungsgehäuse 68a ab. Die Trennvorrichtung 17a wird an ihrer von den Stellmitteln 19a abgewandten Seite durch die Spanneinrichtung 35a beaufschlagt. Ebenfalls erkennbar ist der Druckanschluss 77a der druckabhängig wirksamen Stelleinheit 80a. Rein schematisch ist die Ventilanordnung 95 dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kopplungsanordnung
- 2
- Zentralachse
- 3
- Kupplungsgehäuse
- 5
- Gehäuseschale
- 7
- Gehäusedeckel
- 9
- Gewindezapfen
- 10
- antriebsseitiger Kupplungseinheitenträger
- 12
- Verzahnung
- 14
- Stellraum
- 15
- erster Stellraumabschnitt
- 16
- zweiter Stellraumabschnitt
- 17
- Trennvorrrichtung
- 18
- Kolben
- 19
- Stellmittel
- 20
- antriebsseitige Kupplungseinheiten
- 22
- Krafterzeugungseinrichtung
- 24
- Fliehgewichte
- 26
- Radialvorsprünge
- 30
- Anpresseinrichtung
- 32
- Kupplungskolben
- 33
- Radialfedern
- 34
- Ausformung
- 35
- Spanneinrichtung
- 36
- Träger
- 37
- Druckraum
- 38
- Kühlraum
- 39
- Axialkraftspeicher
- 40
- abtriebsseitige Kupplungseinheit
- 42
- Radialvorsprünge
- 43
- Verzahnung
- 44
- abtriebsseitiger Kupplungseinheitenträger
- 47
- Eingang
- 48
- Torsionsschwingungsdämpfer
- 50
- erste Energiespeichereinheit
- 52
- Ausgang
- 53
- Zwischenübertragungseinrichtung
- 54
- Abtrieb
- 55
- zweite Energiespeichereinheit
- 56
- Torsionsschwingungsdämpfernabe
- 57
- Verzahnung
- 58
- Hülse
- 59
- Tilgermassenträger
- 60
- Tilgersystem
- 61
- antriebsseitiges Deckblech
- 62
- Gehäusenabe
- 63
- abtriebsseitiges Deckblech
- 64
- Tilgermasse
- 65
- Lagerungseinheit
- 66
- Wandung
- 67
- Tilgermassen-Trägerelemente
- 68
- Stellanordnungsgehäuse
- 70
- Stellanordnung
- 72
- Kurvenbahn
- 75
- fliehkraftabhängige Stelleinheit
- 77
- Druckanschluss
- 78
- Druckerzeuger
- 79
- Außenwand
- 80
- druckabhängig wirksame Stelleinheit
- 81
- Druckmittelleitung
- 82
- Druckmittelleitung
- 83
- Strömungsdurchgang
- 86
- Antriebsseite
- 87
- Abtriebsseite
- 90
- Kupplungsvorrichtung
- 91
- Stellraumsockel
- 92
- Strömungsdurchgang
- 93
- Ventilraum
- 94
- Stelleinrichtung
- 95
- Ventilanordnung
- 96
- Energiespeicher
- 97
- Strömungsdurchgang
- 98
- Druckfläche
- 99
- Strömungsdurchgang
- 100
- Ruheposition
- 102
- Endposition
- 104
- Ausgangsposition
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006009987 A1 [0002]
- DE 3222119 C1 [0024]