DE102016209063A1

DE102016209063A1 - Kupplungseinrichtung

Info

Publication number: DE102016209063A1
Application number: DE102016209063.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas Baumgartner; Franck Billmann; Mario Ott; Oliver Nöhl
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-05-25
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2017-11-30
Also published as: CN107435691A; CN107435691B

Abstract

Kupplungseinrichtung (29), umfassend wenigstens ein aus einem Außenlamellenträger (5, 16) zugeordneten Außenlamellen (6, 17) und einem Innenlamellenträger (7, 18) zugeordneten Innenlamellen (8, 19) gebildetes Lamellenpaket (4, 15), eine Einrückeinrichtung umfassend ein Einrückelement (12, 21) und ein Betätigungselement (30, 34) zum Einleiten einer Betätigungskraft in das Lamellenpaket (4, 15) und eine Betätigungseinrichtung zum Einleiten der Betätigungskraft in die Einrückeinrichtung und wenigstens ein mit der Einrückeinrichtung gekoppeltes Rückstellelement (10, 22, 33, 37), das dazu ausgebildet ist, eine der Betätigungskraft entgegenwirkende Rückstellkraft aufzubauen, wobei das Einrückelement (12, 21) und das Betätigungselement (30, 34) derart koppelbar oder gekoppelt sind, dass das Betätigungselement (30, 34) bei einer Bewegung des Einrückelements (12, 21) zwischen einer Grundstellung und einer Leerhubstellung in einer Offenstellung oder in einer Schließstellung verbleibt und dass das Betätigungselement (30, 34) bei einer Bewegung des Einrückelements (12, 21) über die Leerhubstellung hinaus aus der Offenstellung in die Schließstellung oder aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung, umfassend wenigstens ein aus einem Außenlamellenträger zugeordneten Außenlamellen und einem Innenlamellenträger zugeordneten Innenlamellen gebildetes Lamellenpaket, eine Einrückungeinrichtung umfassend ein Einrückelement und ein Betätigungselement zum Einleiten einer Betätigungskraft in das Lamellenpaket und eine Betätigungseinrichtung zum Einleiten der Betätigungskraft in die Einrückeinrichtung und wenigstens ein mit der Einrückeinrichtung gekoppeltes Rückstellelement, das dazu ausgebildet ist, eine der Betätigungskraft entgegenwirkende Rückstellkraft aufzubauen.
Bei derartigen, aus dem Stand der Technik bekannten Kupplungseinrichtungen, wird eine Betätigungskraft durch eine Betätigungseinrichtung erzeugt, die in ein mit einem Betätigungselement gekoppeltes Einrückelement eingeleitet wird. Das Betätigungselement wird dadurch auf das Lamellenpaket zubewegt, wodurch die dem Lamellenpaket zugeordneten Innenlamellen und Außenlamellen zusammengepresst werden, so dass sich ein Reibschluss einstellt. Ferner sind Kupplungseinrichtungen bekannt, die beispielsweise mittels eines Hebelaktors betätigt werden. Ein derartiger Hebelaktor erzeugt die maximale Klemmkraft bzw. die maximale Betätigungskraft durch ein Übersetzungsverhältnis, was zu einem gegenüber einer Direktbetätigung erhöhten Verfahrweg führt. Aufgrund des größeren Verfahrwegs muss mehr Bauraum vorgehalten werden, was die Konstruktionsfreiheit einschränkt. Wird als Betätigungselement beispielsweise ein Drucktopf verwendet, der mit dem Hebelaktor gekoppelt ist, muss, um die maximale Klemmkraft bzw. Betätigungskraft zu erreichen, ein entsprechender Verfahrweg auch für den Drucktopf vorgehalten werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde eine verbesserte Kupplungseinrichtung anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Kupplungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Einrückelement und das Betätigungselement derart koppelbar oder gekoppelt sind, dass das Betätigungselement bei einer Bewegung des Einrückelements zwischen einer Grundstellung und einer Leerhubstellung in einer Offenstellung oder in einer Schließstellung verbleibt und dass das Betätigungselement bei der Bewegung des Einrückelements über die Leerhubstellung hinaus aus der Offenstellung in die Schließstellung oder aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegbar ist.
Erfindungsgemäß wird dadurch vermieden, dass für das Betätigungselement Bauraum vorgehalten werden muss, um die maximale bzw. eine definierte Klemmkraft erreichen zu können. Durch die erfindungsgemäße Kopplung des Einrückelements mit dem Betätigungselement wird erreicht, dass das Einrückelement zunächst durch das Einleiten der Betätigungskraft aus der Grundstellung in eine Leerhubstellung bewegt wird. Die Grundstellung gibt dabei die Ausgangsstellung des Einrückelements an, bei dem dieses kraftlos oder vorgespannt vorliegt. Durch das Aufbringen einer Betätigungskraft auf das Einrückelement wird dieses aus der Grundstellung in die Leerhubstellung bewegt und quasi vorgespannt. Die Leerhubstellung gibt dabei diejenige Stellung an, in der sich das Betätigungselement noch in der Offenstellung befindet. Wird die Kraft auf das Einrückelement weiter erhöht, so wird das Betätigungselement durch die Kopplung an das Einrückelement je nach Funktion der Kupplungseinrichtung aus der Offenstellung oder der Schließstellung ausgelenkt und in Abhängigkeit der Betätigungskraft zwischen der Offenstellung und der Schließstellung oder zwischen der Schließstellung und der Offenstellung bewegt.
Vorteilhafterweise ist es somit möglich, dass die Betätigungskraft, beispielsweise mittels eines Hebelaktors erzeugt wird und diese in das Einrückelement eingeleitet wird. Das Einrückelement wird dabei entgegen der Rückstellkraft, die durch ein Rückstellelement erzeugt wird, bewegt, ohne dass das Betätigungselement aus seiner Ausgangsstellung, beispielsweise der Offenstellung oder der Schließstellung, bewegt werden muss. Erst wenn das Einrückelement die Leerhubstellung erreicht hat, also durch eine definierte Betätigungskraft entgegen der Rückstellkraft des Rückstellelements bewegt wurde, wird durch die Kopplung mit dem Betätigungselement das Betätigungselement bewegt. Der Verfahrweg, der zum Erreichen der definierten Betätigungskraft bzw. Klemmkraft erforderlich ist muss sonach lediglich für das Einrückelement nicht jedoch für das Betätigungselement vorgehalten werden. Dies verbessert die Konstruktion und Kompaktheit der Kupplungseinrichtung und spart den andernfalls für das Betätigungselement vorzuhaltenden Bauraum ein.
Als Einrückeinrichtung ist bei der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung bevorzugt ein Zentralausrücker und als Einrückelement entsprechend ein dem Zentralausrücker zugeordnetes Einrücklager vorgesehen. Es ist jedoch ebenso möglich eine vollhydraulische Einrückeinrichtung zu verwenden, sodass das Einrückelement als druckbeaufschlagter Bereich, beispielsweise eine Wand, der Einrückeinrichtung ausgebildet ist.
Besonders bevorzugt ist bei der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung vorgesehen, dass zwei Rückstellelemente in Reihe vorgesehen sind. Gemäß dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Einrückelement bei der Bewegung aus der Grundstellung in die Leerhubstellung und über die Leerhubstellung hinaus gegen die Rückstellkraft bewegt wird, die von den beiden in Reihe verbauten Rückstellelement erzeugt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Wirkbereich des ersten Rückstellelements, beispielsweise dessen Federkennlinie, derart ausgelegt oder gewählt ist, dass dieser den Bewegungsbereich des Einrückelements aus der Grundstellung in die Leerhubstellung abbildet. Der Wirkbereich des zweiten Rückstellelements kann derart gewählt sein, dass bei einer Erhöhung der Betätigungskraft über die Leerhubkraft hinaus das Betätigungselement z. B. zwischen der Offenstellung und der Schließstellung bewegbar ist. Die Leerhubkraft bezeichnet die Kraft, die erforderlich ist, um das Einrückelement aus der Grundstellung in die Leerhubstellung zu bewegen. Somit ist der Bewegungsbereich des Betätigungselements im Wesentlichen durch den Wirkbereich des zweiten Rückstellelements festgelegt.
Zur Weiterbildung dieser Ausgestaltung ist bevorzugt vorgesehen, dass die beiden Rückstellelemente unterschiedliche Federsteifigkeiten besitzen. Sonach kann das erste Rückstellelement eine geringere Federsteifigkeit besitzen, so dass dieses bevorzugt bzw. stärker als das zweite Rückstellelement einfedert, wenn das Einrückelement durch die Betätigungskraft aus der Grundstellung in die Leerhubstellung bewegt wird. Wird die Betätigungskraft über die Leerhubkraft, die erforderlich ist, um das Einrückelement in die Leerhubstellung zu bewegen, erhöht, so kann das erste Rückstellelement beispielsweise auf Block gefahren sein oder sich in einem Kraftbereich befinden, der im Wirkbereich des zweiten Rückstellelements liegt. Das zweite Rückstellelement kann derart gewählt sein, dass dessen Federsteifigkeit höher liegt als die des ersten Rückstellelements. Sonach beginnt das zweite Rückstellelement vornehmlich dann nennenswert einzufedern, wenn die Betätigungskraft über die Leerhubkraft ansteigt. Selbstverständlich ist es ebenso möglich die Federsteifigkeiten der beiden Rückstellelemente umgekehrt oder derart zu wählen, dass die Leerhubstellung durch eine Kombination der Verfahrwege bzw. der Stauchungen der einzelnen Rückstellelemente erreicht wird.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung besteht darin, dass das Betätigungselement wenigstens zwei Abschnitte aufweist, die lösbar miteinander verbunden sind. Dadurch wird vorteilhafter Weise erreicht, dass das Betätigungselement an das Einrückelement koppelbar bzw. von diesem entkoppelbar ist, so dass das Betätigungselement bei einer Bewegung des Einrückelements zwischen der Grundstellung und der Leerhubstellung unbewegt bleiben kann. In dieser Ausgestaltung ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass der erste Abschnitt mit dem Einrückelement gekoppelt und der zweite Abschnitt dem Lamellenpaket zugewandt ist oder dass der zweite Abschnitt mit dem Einrückelement gekoppelt und der erste Abschnitt dem Lamellenpaket zugewandt ist. Der dem Lamellenpaket zugewandte Abschnitt ist derjenige Abschnitt, der den Krafteinleitungspunkt bzw. den Krafteinleitungsabschnitt aufweist, der demnach bei einer Krafteinleitung in das Lamellenpaket in Anlage mit einer der Lamellen des Lamellenpakets steht und ein Zusammenpressen der Außenlamellen und Innenlamellen, also des Lamellenpakets, bewirkt.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung ist vorgesehen, dass die beiden Abschnitte in der Grundstellung und bei einer Bewegung zwischen der Grundstellung und der Leerhubstellung getrennt und in der Leerhubstellung und der Schließstellung und einer Bewegung zwischen der Leerhubstellung und der Schließstellung miteinander gekoppelt sind oder dass die beiden Abschnitte in der Grundstellung und in der Leerhubstellung und bei einer Bewegung zwischen der Grundstellung und der Leerhubstellung gekoppelt und in der Schließstellung und bei einer Bewegung zwischen der Leerhubstellung und der Schließstellung getrennt sind. Demnach ist vorgesehen, dass der mit dem Einrückelement gekoppelte Abschnitt des Betätigungselements stets mit diesem mitbewegt wird, also auch wenn das Einrückelement zwischen der Grundstellung und der Leerhubstellung bewegt wird. Der dem Lamellenpaket zugewandte Abschnitt bleibt bei einer Bewegung des Einrückelements und des mit dem Einrückelement gekoppelten Abschnitts stets in der Offenstellung bzw. in der Schließstellung. Erst wenn das Einrückelement und somit der mit dem Einrückelement gekoppelte Abschnitt des Betätigungselements in die Leerhubstellung bzw. über die Leerhubstellung hinaus bewegt wird, wird die Kopplung zwischen den beiden Abschnitten des Betätigungselements hergestellt, so dass der dem Lamellenpaket zugewandte Abschnitt mit bewegt wird. Dadurch wird das Betätigungselement, also die Kopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt aus der Offenstellung in die Schließstellung oder aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegt.
Daneben betrifft die Erfindung eine Kupplungseinrichtung, umfassend wenigstens ein aus einem Außenlamellenträger zugeordneten Außenlamellen und einem Innenlamellenträger zugeordneten Innenlamellen gebildetes Lamellenpaket, eine Einrückeinrichtung, umfassend ein Einrückelement und ein Betätigungselement zum Einleiten einer Betätigungskraft in das Lamellenpaket und eine Betätigungseinrichtung zum Einleiten der Betätigungskraft in die Einrückeinrichtung und wenigstens ein mit der Einrückeinrichtung gekoppeltes Rückstellelement, das dazu ausgebildet ist, eine der Betätigungskraft entgegenwirkende Rückstellkraft aufzubauen, wobei ein erstes dem Einrückelement zugeordnetes Rückstellelement vorgesehen ist, das bei einer Bewegung des Einrückelements aus einer Grundstellung in eine Leerhubstellung eine Rückstellkraft erzeugt und dass ein zweites dem Betätigungselement zugeordnetes Rückstellelement vorgesehen ist, das bei einer Bewegung des Betätigungselements aus einer Schließstellung in eine Offenstellung oder aus der Offenstellung in die Schließstellung eine Rückstellkraft erzeugt.
Gemäß dieser Ausführungsform ist ein erstes und ein zweites Rückstellelement vorgesehen, wobei das erste Rückstellelement dem Einrückelement zugeordnet ist und bei einer Bewegung des Einrückelements zwischen der Grundstellung und der Leerhubstellung eine Rückstellkraft erzeugt. Das zweite Rückstellelement ist dem Betätigungselement zugeordnet und erzeugt eine Rückstellkraft beim Bewegen des Betätigungselements zwischen der Schließstellung und der Offenstellung.
Bevorzugter Weise sind die Federsteifigkeiten bzw. die Kennlinien der beiden Rückstellelemente derart gewählt, dass diese der zum Bewegen des Einrückelements bzw. des Betätigungselements benötigten Betätigungskraft entsprechen. Da für die Bewegung des Einrückelements zwischen der Grundstellung und der Leerhubstellung vornehmlich eine geringere Betätigungskraft erforderlich ist, ist die Federsteifigkeit bzw. die Federkennlinie des ersten Rückstellelements entsprechend gewählt. Die Federsteifigkeit des zweiten Rückstellelements ist entsprechend höher bzw. härter gewählt, so dass die Bewegung des Betätigungselements vornehmlich durch eine Betätigungskraft ausgelöst wird, durch die das Einrückelement bereits in die Leerhubstellung verbracht wurde. Die Federsteifigkeiten können besonders bevorzugt derart gewählt werden, dass bis zur Bewegung des Einrückelements in die Leerhubstellung die Betätigungskraft derart niedrig ist, dass eine nennenswerte Bewegung des Betätigungselements aus der Schließstellung bzw. aus der Offenstellung nicht erfolgt. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Federsteifigkeit des zweiten Rückstellelements deutlich härter gewählt ist als die des ersten Rückstellelements. Das erste Rückstellelement wird durch das Beaufschlagen des Einrückelements mit einer ersten Betätigungskraft sonach komprimiert, bis dieses in der Leerhubstellung auf Block steht. Bei einer weiteren Erhöhung der Betätigungskraft kann das erste Rückstellelement sonach nicht weiter komprimiert werden, so dass eine Verformung des zweiten Rückstellelements unter Aufbau einer entsprechenden Rückstellkraft erfolgt, wodurch das Einrückelement über die Leerhubstellung hinaus bewegt wird und durch die erhöhte Betätigungskraft auch das Betätigungselement z. B. zwischen der Offenstellung und der Schließstellung bewegt wird.
Dazu ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das erste Rückstellelement zwischen dem Einrückelement und dem Betätigungselement angeordnet ist und dass das zweite Rückstellelement zwischen dem Betätigungselement und einem mit dem Außenlamellenträger oder dem Innenlamellenträger verbundenen Steg angeordnet ist.
Demnach ist das Einrückelement durch das erste Rückstellelement an dem Betätigungselement abgestützt. Sofern das erste Rückstellelement in der Leerhubstellung auf Block gefahren wird oder aufgrund der in der Leerhubstellung vorliegenden Betätigungskraft derart komprimiert ist, dass die an das Betätigungselement weitergeleitete Betätigungskraft ausreicht, um das zweite Rückstellelement zu komprimieren, wird die Einrückeinrichtung insgesamt bewegt. Dadurch wird das Betätigungselement zwischen der Offenstellung und der Schließstellung bewegt.
Beide Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung können dahingehend weitergebildet werden, dass ein weiteres Rückstellelement vorgesehen ist, das eine Rückstellkraft derart erzeugt, dass das Einrückelement durch das Einleiten einer definierten Betätigungskraft, die oberhalb einer Leerhubkraft und unterhalb einer Klemmkraft liegt, zwischen der Leerhubstellung und einer Maximalstellung und das Betätigungselement in einer Stellung zwischen der Offenstellung und der Schließstellung positionierbar ist. Als Klemmkraft wird hierbei die am Lamellenpaket zur Herstellung des Reibschlusses benötigte Betätigungskraft bezeichnet.
Demnach ist es vorteilhaft möglich, dass durch das Vorsehen eines weiteren Rückstellelements, dessen Federsteifigkeit bzw. Kennlinie entsprechend gewählt ist, eine weitere Position anfahrbar ist. Die dafür notwendige, definierte Betätigungskraft liegt oberhalb der Leerhubkraft, also der Kraft, die zum Bewegen des Einrückelements aus der Grundstellung in die Leerhubstellung nötig ist. Die definierte Betätigungskraft liegt jedoch unterhalb einer maximalen Klemmkraft, die das Betätigungselement aus der Offenstellung in die Schließstellung oder aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegt. Die maximale Klemmkraft gibt sonach diejenige Kraft an, mit der das Lamellenpaket vollständig geschlossen bzw. vollständig geöffnet wird. Durch diese weitere Position kann vorteilhafterweise das Betätigungselement in eine „Fertigposition“ verbracht werden.
Bei sämtlichen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass wenigstens ein Anschlag vorgesehen ist, der eine Bewegung des Betätigungselements in Axialrichtung begrenzt. Durch diesen Anschlag wird erreicht, dass das Betätigungselement durch das entsprechende Rückstellelement vorgespannt ist. Wird sonach keine oder eine Betätigungskraft in das Einrückelement eingeleitet, die nicht ausreicht um das Betätigungselement zwischen der Schließstellung und der Offenstellung zu bewegen, steht das Betätigungselement in Anlage mit dem Anschlag. Der Anschlag verhindert ferner, dass das Betätigungselement zu weit vom Lamellenpaket wegbewegt wird. Die Rückstellelemente können als Federelemente, beispielsweise als Tellerfedern oder Federpakete, ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung ist besonders bevorzugt als Doppelkupplung ausgebildet, wobei insbesondere jede der beiden Teilkupplungen eine Einrückeinrichtung aufweist. Die Doppelkupplung kann als nasslaufende oder trockenlaufende Doppelkupplung in radialer oder axialer Bauweise ausgestaltet sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
3 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
1 zeigt eine Kupplungseinrichtung 1, umfassend eine erste Teilkupplung 2 und eine zweite Teilkupplung 3. Die erste Teilkupplung 2 weist ein erstes Lamellenpaket 4 auf, das aus einem ersten Außenlamellenträger 5 zugeordneten Außenlamellen 6 und einem ersten Innenlamellenträger 7 zugeordneten Innenlamellen 8 gebildet ist. Dem ersten Lamellenpaket 4 ist ein erstes Betätigungselement 9 zugeordnet, mit dem eine Betätigungskraft in das Lamellenpaket 4 eingeleitet werden kann, so dass die ersten Außenlamellen 6 und die ersten Innenlamellen 8 aus der Offenstellung in die Schließstellung bewegt werden können. Dem ersten Betätigungselement 9 ist ein erstes Rückstellelement 10 zugeordnet, das eine Rückstellkraft gegen die Betätigungskraft erzeugt, so dass bei einem Entfall der Krafteinleitung in das Betätigungselement 9 eine Rückstellung des Betätigungselements 9 in die Offenstellung, die in 1 gezeigten ist, erfolgt. Ersichtlich ist dem Betätigungselement 9 ferner ein erster Anschlag 11 zugeordnet, der die Bewegung des Betätigungselements 9 in Axialrichtung begrenzt und somit die Offenstellung des ersten Betätigungselements 9 festlegt. In der Offenstellung ist das erste Betätigungselement 9 sonach durch das erste Rückstellelement 10 gegen den ersten Anschlag 11 vorgespannt.
1 zeigt ferner, dass das erste Betätigungselement 9 über ein erstes Einrückelement 12, das gemäß diesem Ausführungsbeispiel als Einrücklager ausgebildet ist, betätigbar ist. Das erste Betätigungselement 9 und das erste Einrückelement 12 sind über ein zweites Rückstellelement 13 miteinander gekoppelt. Das zweite Rückstellelement 13 federt bei einer Krafteinleitung 14 in das erste Einrückelement 12, dargestellt durch einen Pfeil, elastisch ein. Die auf das Einrückelement 12 ausgeübte Betätigungskraft wird durch eine nicht näher dargestellte Betätigungseinrichtung, beispielsweise ein Hebelaktor, erzeugt. Die Federsteifigkeit des Rückstellelements 13 ist bevorzugt derart gewählt, dass bei einem elastischen Einfedern bis zu einem definierten Wert der Betätigungskraft eine Axialbewegung des ersten Betätigungselements 9 nicht oder nicht nennenswert stattfindet. Das erste Einrückelement 12 wird sonach aus seiner Grundstellung, die in 1 gezeigt ist, durch eine Kraftbeaufschlagung, insbesondere mit einer Leerhubkraft, zunächst in eine Leerhubstellung bewegt, in der das zweite Rückstellelement 13 einfedert, wobei das erste Betätigungselement 9 nicht oder nur geringfügig aus seiner in 1 gezeigten Offenstellung bewegt wird. Bei einer weiteren Erhöhung der Betätigungskraft über die Leerhubkraft hinaus, beispielsweise wenn das zweite Rückstellelement 13 bereits auf Block gefahren ist, wird die Betätigungskraft über das erste Betätigungselement 9 auf das erste Rückstellelement 10 übertragen, so dass dieses einfedert. Dabei ist bevorzugt die Federsteifigkeit des ersten Rückstellelements 10 anders gewählt als die des zweiten Rückstellelements 13, insbesondere derart, dass die Leerhubkraft nicht zu einem nennenswerten Einfedern des ersten Rückstellelements 10 ausreicht.
Wird die Betätigungskraft sonach über die Leerhubkraft hinaus erhöht, so wird das erste Rückstellelement 10 komprimiert und baut eine entsprechende Rückstellkraft auf das erste Betätigungselement 9 auf. Das erste Betätigungselement 9 ist dabei aus der in 1 gezeigten Offenstellung in seine Schließstellung bewegbar.
Bei einem Entfall der Krafteinleitung 14 wird das erste Betätigungselement 9 durch die von dem ersten Rückstellelement 10 aufgebaute Rückstellkraft aus der Schließstellung in seine Offenstellung zurückbewegt, in der es am ersten Anschlag 11 anliegt. Ferner wird das erste Einrückelement 12 durch die von dem zweiten Rückstellelement 13 aufgebaute Rückstellkraft aus seiner Leerhubstellung in seine Grundstellung zurückbewegt.
Die Leerhubstellung gibt sonach diejenige Stellung an, in der eine Betätigungskraft in das Einrückelement 12 eingeleitet wurde, und dieses in Axialrichtung bewegt wurde, das erste Betätigungselement 9 jedoch im Wesentlichen noch in der Offenstellung verbleibt. Selbstverständlich sind die Offenstellung und die Schließstellung des ersten Betätigungselements 9 austauschbar bzw. die Bewegungen umkehrbar, so dass eine Betätigungskraft erzeugt werden muss, um das erste Lamellenpaket 4 zu öffnen.
Aus 1 ist ferner ersichtlich, dass die zweite Teilkupplung 3 im Wesentlichen analog zu der ersten Teilkupplung 2 aufgebaut ist. Diese weist ein zweites Lamellenpaket 15 auf, das aus einem zweiten Außenlamellenträger 16 zugeordneten zweiten Außenlamellen 17 und einem zweiten Innenlamellenträger 18 zugeordneten zweiten Innenlamellen 19 gebildet ist. Der erste Innenlamellenträger 7 und der zweite Innenlamellenträger 18 sind jeweils einer Getriebeeingangswelle zugeordnet. Dem zweiten Lamellenpaket 15 ist ferner ein zweites Betätigungselement 20 zugeordnet, das mit einem zweiten Einrückelement 21 gekoppelt ist. Das zweite Betätigungselement 20 ist mittels eines dritten Rückstellelements 22 an einem Steg 23 abgestützt, der den zweiten Außenlamellenträger 16 mit dem ersten Außenlamellenträger 5 verbindet. Die beiden Außenlamellenträger 5, 16 sind mit einem Eingangsglied 24 gekoppelt.
Eine Krafteinleitung 25, dargestellt durch einen Pfeil, in das zweite Einrückelement 21 wird dabei direkt auf das zweite Betätigungselement 20 übertragen. Die Krafteinleitung 25 bewegt sonach das zweite Einrückelement 21 nicht zunächst in eine Leerhubstellung, sondern führt dazu, dass das zweite Betätigungselement 20 direkt zwischen seiner Offenstellung und seiner Schließstellung bewegbar ist. Selbstverständlich ist es ebenso möglich die Betätigung der ersten Teilkupplung 2 und der zweiten Teilkupplung 3 zu vertauschen, so dass zwischen dem zweiten Einrückelement 21 und dem zweiten Betätigungselement 20 ein Rückstellelement vorgesehen ist, das zunächst in eine Leerhubstellung einfedert, bevor das zweite Betätigungselement 20 nennenswert aus seiner Offenstellung bzw. seiner Schließstellung bewegt wird.
2 zeigt eine Kupplungseinrichtung 26 gemäß einer zweiten Ausgestaltung, die im Wesentlichen dem Aufbau der Kupplungseinrichtung 1 aus 1 entspricht. Im Unterschied zur Kupplungseinrichtung 1 aus 1 ist das zweite Einrückelement 21, das der zweiten Teilkupplung 3 zugeordnet ist, über ein viertes Rückstellelement 27 mit dem zweiten Betätigungselement 20 gekoppelt. Die Federsteifigkeit des dritten Rückstellelements 22 ist dabei bevorzugt derart gewählt, dass bei einer Krafteinleitung 25 in das zweite Einrückelement 21 zunächst eine Bewegung des zweiten Einrückelements 21 aus einer Grundstellung, die in 2 gezeigt ist, in eine Leerhubstellung erfolgt. Bei der Bewegung des zweiten Einrückelements 21 zwischen der Grundstellung und der Leerhubstellung wird bevorzugt das zweite Betätigungselement 20 nicht oder nicht nennenswert aus der in 2 gezeigten Offenstellung bewegt.
In der in 2 gezeigten Offenstellung des zweiten Betätigungselements 20 liegt dieses an einem zweiten Anschlag 28 an, der die Bewegung des zweiten Betätigungselements 20 in Axialrichtung von dem zweiten Lamellenpaket 15 weg begrenzt. In der Offenstellung liegt das zweite Betätigungselement 20 sonach an dem zweiten Anschlag 28 an und ist durch das dritte Rückstellelement 22 vorgespannt. Die Federsteifigkeit des dritten Rückstellelements 22 ist bevorzugt derart gewählt, dass bei der Krafteinleitung 25 in das zweite Einrückelement 21 zunächst das vierte Rückstellelement 27 einfedert, und das zweite Einrückelement 21 aus der Grundstellung in die Leerhubstellung bewegbar ist, ohne dass sich das zweite Betätigungselement 20 nennenswert aus seiner Offenstellung bewegt. Wird die Betätigungskraft über die Leerhubkraft erhöht, federt das dritte Rückstellelement 22 ein, so dass das Betätigungselement 20 aus einer Offenstellung in seine Schließstellung bewegt werden kann, wobei die zweiten Außenlamellen 17 und die zweiten Innenlamellen 19 in Axialrichtung zusammengepresst werden, so dass das zweite Lamellenpaket 15 geschlossen wird.
Durch die geeignete Wahl der Federsteifigkeiten der Rückstellelemente 10, 13, 22, 27 kann sichergestellt werden, dass für die Erzeugung der Betätigungskraft, beispielsweise mittels eines Hebelaktors, der zum Erzeugen der benötigten Betätigungskraft, beispielsweise einer definierten Klemmkraft, die am Lamellenpaket 4, 15 aufgeboten werden muss, der aufgrund der Hebelübersetzung benötigte Verfahrweg nicht für das Betätigungselement 9, 20 vorgehalten werden muss. Dies erhöht die Flexibilität bei der Konstruktion der Kupplungseinrichtung 1, 26 und verringert den benötigten Bauraum.
3 zeigt eine Kupplungseinrichtung 29 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Die Kupplungseinrichtung 29 weist im Wesentlichen denselben Aufbau auf, wie die Kupplungseinrichtungen 1 und 26 aus 1 und 2. Sonach weist die Kupplungseinrichtung 29 ebenfalls eine erste Teilkupplung 2 und eine zweite Teilkupplung 3 auf, die ein Lamellenpaket 4, 15 aufweisen, das aus Außenlamellen 6, 17, die jeweils einem Außenlamellenträger 5, 16 und Innenlamellen 8, 19 die einem Innenlamellenträger 7, 18 zugeordnet sind, gebildet ist. Die beiden Außenlamellenträger 5, 16 sind ebenfalls mittels eines Stegs 23 miteinander und mit einem Eingangsglied 24 verbunden.
Im Unterschied zu den Kupplungseinrichtungen 1 und 26 ist dem ersten Lamellenpaket 4 ein erstes Betätigungselement 30 zugeordnet, das aus einem ersten Abschnitt 31 und einem zweiten Abschnitt 32 gebildet ist. Der erste Abschnitt 31 ist dabei dem Lamellenpaket 4 zugewandt und weist den Krafteinleitungsabschnitt auf, mit dem das erste Betätigungselement 30 die Betätigungskraft in das erste Lamellenpaket 4 einleitet. Der zweite Abschnitt 32 ist mit dem ersten Einrückelement 12 gekoppelt. Das erste Einrückelement 12 ist mittels eines zweiten Rückstellelements 33 an dem Steg 23 angeordnet. Bei einer Krafteinleitung 14, dargestellt durch einen Pfeil, in das erste Einrückelement 12 wird dieses sonach aus der in 3 gezeigten Grundstellung in eine Leerhubstellung bewegt. Die Kraft die zum Bewegen des ersten Einrückelements 12 aus der Grundstellung in die Leerhubstellung nötig ist, wird auch als Leerhubkraft bezeichnet.
Ersichtlich sind bis zum Erreichen der Leerhubstellung die beiden Abschnitte 31, 32 voneinander getrennt. Beim Erreichen der Leerhubstellung werden die beiden Abschnitte 31, 32 aneinandergekoppelt, beispielsweise durch eine formschlüssige Verbindung. Durch weiteres Erhöhen der Betätigungskraft 14 in das Einrückelement 12 wird der erste Abschnitt 31 des ersten Betätigungselements 30 von dem zweiten Abschnitt 32 in Axialrichtung mitgenommen, so dass sich das erste Betätigungselement 30 aus der in 3 gezeigten Offenstellung in eine Schließstellung, in der das erste Lamellenpaket 4 betätigt ist, bewegen kann. Dabei wird zum einen eine Rückstellkraft von dem zweiten Rückstellelement 33 auf das Einrückelement 12 und den mit dem Einrückelement 12 gekoppelten zweiten Abschnitt 32 aufgebaut. Ferner erzeugt das erste Rückstellelement 10 eine Rückstellkraft gegen die Bewegung des ersten Abschnitts 31 aus der Offenstellung in die Schließstellung. Bei einem Entfall der Krafteinleitung 14 wird sonach das erste Betätigungselement 30 aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegt, bis dieses an dem ersten Anschlag 11 anliegt. Durch das zweite Rückstellelement 33 wird der zweite Abschnitt 32 wieder von dem ersten Abschnitt 31 getrennt und zusammen mit dem Einrückelement 12 aus der Leerhubstellung in die Grundstellung zurück bewegt. Der erste Anschlag 11 gibt sonach zum einen die Offenstellung für das erste Betätigungselement 30 und zum anderen die Leerhubstellung an.
Durch das gezielte Koppeln bzw. Entkoppeln der beiden Abschnitte 31, 32, des ersten Betätigungselements 30 wird erreicht, dass bis zum Erreichen der Leerhubstellung der erste Abschnitt 31 nicht bewegt wird, das erste Betätigungselement 30 sonach in der Offenstellung verbleibt.
Dem grundsätzlichen Aufbau nach ist die zweite Teilkupplung 3 der Kupplungseinrichtung 29 analog zur ersten Teilkupplung 2 ausgeführt. Der zweiten Teilkupplung 3 ist demnach ein zweites Betätigungselement 34 zugeordnet, das einen ersten Abschnitt 35 und einen zweiten Abschnitt 36 aufweist. Der erste Abschnitt 35 ist dabei dem zweiten Lamellenpaket 15 zugewandt und weist den Krafteinleitungsabschnitt auf, mit dem die Betätigungskraft in das zweite Lamellenpaket 15 eingeleitet wird. Der erste Abschnitt 35 ist ferner durch ein drittes Rückstellelement 22 in der Offenstellung gegen einen zweiten Anschlag 28 vorgespannt. Bei einer Kraftleitung 25 in das zweite Einrückelement 21 wird dieses zusammen mit dem mit ihm gekoppelten zweiten Abschnitt 36 des zweiten Betätigungselements 34 aus der Grundstellung, die in 3 gezeigt ist, in eine Leerhubstellung bewegt. Dabei wird ein zwischen dem zweiten Einrückelement 21 und dem Steg 23 angeordnetes viertes Rückstellelement 37 komprimiert.
In der Leerhubstellung wird der erste Abschnitt 35 mit dem zweiten Abschnitt 36 gekoppelt. Bis zum Erreichen der Leerhubstellung wird sonach der erste Abschnitt 35 des zweiten Betätigungselements 34 nicht aus der Offenstellung bewegt. Bei einer Erhöhung der Betätigungskraft über die Leerhubkraft hinaus wird das Betätigungselement 34, also die gekoppelten Abschnitte 35, 36 aus der Offenstellung in die Schließstellung bewegt, wobei das zweite Lamellenpaket 15 geschlossen wird. Diese Bewegung des zweiten Betätigungselements 34 erfolgt unter Aufbau einer Rückstellkraft des dritten Rückstellelements 22 sowie des vierten Rückstellelements 37. Bei dem Entfall der Krafteinleitung 25 erzeugen diese eine Rückstellkraft, die ein Rückstellen des ersten Abschnitts 35 bis zum zweiten Anschlag 28 bewirkt. Durch die von dem vierten Rückstellelement 37 erzeugte Rückstellkraft wird das zweite Einrückelement 21 sowie der zweite Abschnitt 36 des zweiten Betätigungselements 34 über die Leerhubstellung hinaus wieder in die in 3 gezeigte Grundstellung bewegt, wobei die beiden Abschnitte 35, 36 voneinander getrennt werden.
Somit ist es vorteilhafter Weise möglich, dass die am Lamellenpaket 4, 15 benötigte Klemmkraft erzeugt werden kann, ohne für die Betätigungselemente 30, 34 zusätzliche Verfahrweg vorsehen zu müssen. Die Rückstellelemente sind gemäß diesen Ausführungsbeispielen als Federelemente, beispielsweise als Tellerfeder oder als Federpaket, ausgeführt.
Selbstverständlich ist es möglich die in den einzelnen Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele beliebig untereinander zu kombinieren.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungseinrichtung
2: Teilkupplung
3: Teilkupplung
4: Lamellenpaket
5: Außenlamellenträger
6: Außenlamelle
7: Innenlamellenträger
8: Innenlamelle
9: Betätigungselement
10: Rückstellelement
11: Anschlag
12: Einrückelement
13: Rückstellelement
14: Krafteinleitung
15: Lamellenpaket
16: Außenlamellenträger
17: Außenlamelle
18: Innenlamellenträger
19: Innenlamelle
20: Betätigungselement
21: Einrückelement
22: Rückstellelement
23: Steg
24: Eingangsglied
25: Krafteinleitung
26: Kupplungseinrichtung
27: Rückstellelement
28: Anschlag
29: Kupplungseinrichtung
30: Betätigungselement
31: Abschnitt
32: Abschnitt
33: Rückstellelement
34: Betätigungselement
35: Abschnitt
36: Abschnitt
37: Rückstellelement

Claims

Kupplungseinrichtung (29), umfassend wenigstens ein aus einem Außenlamellenträger (5, 16) zugeordneten Außenlamellen (6, 17) und einem Innenlamellenträger (7, 18) zugeordneten Innenlamellen (8, 19) gebildetes Lamellenpaket (4, 15), eine Einrückeinrichtung umfassend ein Einrückelement (12, 21) und ein Betätigungselement (30, 34) zum Einleiten einer Betätigungskraft in das Lamellenpaket (4, 15) und eine Betätigungseinrichtung zum Einleiten der Betätigungskraft in die Einrückeinrichtung und wenigstens ein mit der Einrückeinrichtung gekoppeltes Rückstellelement (10, 22, 33, 37), das dazu ausgebildet ist, eine der Betätigungskraft entgegenwirkende Rückstellkraft aufzubauen, dadurch gekennzeichnet, dass das Einrückelement (12, 21) und das Betätigungselement (30, 34) derart koppelbar oder gekoppelt sind, dass das Betätigungselement (30, 34) bei einer Bewegung des Einrückelements (12, 21) zwischen einer Grundstellung und einer Leerhubstellung in einer Offenstellung oder in einer Schließstellung verbleibt und dass das Betätigungselement (30, 34) bei einer Bewegung des Einrückelements (12, 21) über die Leerhubstellung hinaus aus der Offenstellung in die Schließstellung oder aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegbar ist.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Rückstellelemente (33, 37) in Reihe vorgesehen sind.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rückstellelemente (33, 37) unterschiedliche Federsteifigkeit besitzen.
Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (30, 34) wenigstens zwei Abschnitte (31, 32, 35, 36) aufweist, die lösbar miteinander verbunden sind.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (31, 35) mit dem Einrückelement (12, 21) gekoppelt und der zweite Abschnitt (32, 36) dem Lamellenpaket (4, 15) zugewandt ist oder dass der zweite Abschnitt (32, 26) mit dem Einrückelement (12, 21) gekoppelt und der erste Abschnitt (31, 35) dem Lamellenpaket (4, 15) zugewandt ist.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Abschnitte (31, 32, 35, 36) in der Grundstellung und bei einer Bewegung zwischen der Grundstellung und der Leerhubstellung getrennt und in der Leerhubstellung und der Schließstellung und einer Bewegung zwischen der Leerhubstellung und der Schließstellung miteinander gekoppelt sind oder dass die beiden Abschnitte (31, 32, 35, 36) in der Grundstellung und in der Leerhubstellung und bei einer Bewegung zwischen der Grundstellung und der Leerhubstellung gekoppelt und in der Schließstellung und bei einer Bewegung zwischen der Leerhubstellung und der Schließstellung getrennt sind.
Kupplungseinrichtung (1, 26), umfassend wenigstens ein aus einem Außenlamellenträger (5, 16) zugeordneten Außenlamellen (6, 17) und einem Innenlamellenträger (7, 18) zugeordneten Innenlamellen (8, 19) gebildetes Lamellenpaket (4, 15), eine Einrückeinrichtung, umfassend ein Einrückelement (12, 21) und ein Betätigungselement (9, 20) zum Einleiten einer Betätigungskraft in das Lamellenpaket (4, 15) und eine Betätigungseinrichtung zum Einleiten der Betätigungskraft in die Einrückeinrichtung und wenigstens ein mit der Einrückeinrichtung gekoppeltes Rückstellelement (10, 22), das dazu ausgebildet ist, eine der Betätigungskraft entgegenwirkende Rückstellkraft aufzubauen, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes dem Einrückelement (12, 21) zugeordnetes Rückstellelement (13, 27) vorgesehen ist, das bei einer Bewegung des Einrückelements (12, 21) aus einer Grundstellung in eine Leerhubstellung eine Rückstellkraft erzeugt und dass ein zweites dem Betätigungselement (9, 20) zugeordnetes Rückstellelement (10, 22) vorgesehen ist, das bei einer Bewegung des Betätigungselements (9, 20) aus einer Schließstellung in eine Offenstellung oder aus der Offenstellung in die Schließstellung eine Rückstellkraft erzeugt.
Kupplungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rückstellelement (13, 27) zwischen dem Einrückelement (12, 21) und dem Betätigungselement (9, 20) angeordnet ist und dass das zweite Rückstellelement (10, 22) zwischen dem Betätigungselement (9, 20) und einem mit dem Außenlamellenträger (5, 16) oder dem Innenlamellenträger (7, 18) verbundenen Steg (23) angeordnet ist.
Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Rückstellelement vorgesehen ist, das eine Rückstellkraft derart erzeugt, dass das Einrückelement (12, 21) durch das Einleiten einer definierten Betätigungskraft, die oberhalb einer Leerhubkraft und unterhalb einer Klemmkraft liegt, zwischen der Leerhubstellung und einer Maximalstellung und das Betätigungselement (9, 20) in einer Stellung zwischen der Offenstellung und der Schließstellung positionierbar ist.
Kupplungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Anschlag (11, 28) vorgesehen ist, der eine Bewegung des Betätigungselements (9, 20, 30, 34) in Axialrichtung begrenzt.