DE102016224196A1

DE102016224196A1 - Kopplungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, sowie Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016224196A1
Application number: DE102016224196.6A
Authority: DE
Inventors: Nikola Brk; Richard Bäumler; Michael Staake
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2018-06-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kopplungseinrichtung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem ersten Kopplungselement (2), mit wenigstens einem zweiten Kopplungselement (3), mit wenigstens einer Federeinrichtung (7), welche zwischen wenigstens einer Offenstellung und wenigstens einer Schließstellung, in der die Federeinrichtung (7) das erste Kopplungselement (2) stärker als in der Offenstellung gegen das zweite Kopplungselement (3) presst, verstellbar ist, und mit wenigstens einem Betätigungselement (8), welches mittels eines Fluids aus einer Ausgangsstellung in eine Betätigungsstellung bewegbar ist, wodurch die Federeinrichtung (7) aus der Schließstellung in die Offenstellung verstellbar ist, umfassend:wenigstens ein Sicherungselement (17); undwenigstens ein relativ zu dem Betätigungselement (8) bewegbares zweites Betätigungselement (18), welches mittels des Fluids in eine Sicherungsstellung bewegbar ist, in welcher das zweite Betätigungselement (18) mittels des Sicherungselements (17) formschlüssig gegen eine die Bewegung des ersten Betätigungselements (8) aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewirkende Bewegung zu sichern ist, wobei das Sicherungselement (17) bei einem Druckabfall des Fluids eine Bewegung des zweiten Betätigungselements (18) aus der Sicherungsstellung freigibt, wodurch sich das zweite Betätigungselement (18) aus der Sicherungsstellung bewegt und dadurch die Bewegung des ersten Betätigungselements (8) aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kopplungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, sowie einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug.
Derartige Kopplungseinrichtungen für Antriebsstränge von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Kraftwagen wie beispielsweise Personenkraftwagen, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Die Kopplungseinrichtung umfasst wenigstens ein erstes Kopplungselement und wenigstens ein zweites Kopplungselement, welche beispielsweise miteinander koppelbar sind. Außerdem ist wenigstens eine Federeinrichtung vorgesehen, welche zwischen wenigstens einer Offenstellung und wenigstens einer Schließstellung verstellbar ist. In der Schließstellung presst die Federeinrichtung das erste Kopplungselement stärker als in der Offenstellung gegen das zweite Kopplungselement, sodass die Kopplungselemente in der Schließstellung der Federeinrichtung stärker als in der Offenstellung der Federeinrichtung miteinander gekoppelt sind.
Bei den Kopplungselementen handelt es sich beispielsweise um Reibelemente, insbesondere um Reiblamellen, sodass die Kopplungseinrichtung beispielsweise als Lamellenkupplung oder als Lamellenbremse ausgebildet ist. Dabei ist beispielsweise in fertig hergestelltem Zustand des Antriebsstrangs das erste Kopplungselement mit einem ersten Bauelement und das zweite Kopplungselement mit einem zweiten Bauelement gekoppelt, insbesondere drehfest verbunden, sodass die Bauelemente über die Kopplungselemente miteinander gekoppelt, insbesondere drehfest miteinander verbunden, werden können. Sind die Bauelemente beispielsweise als Wellenelemente ausgebildet, so ist es möglich, die Wellenelemente über die Kopplungseinrichtung beziehungsweise über die Kopplungselemente miteinander zu koppeln, insbesondere drehfest miteinander zu verbinden, sodass Drehmomente zwischen den Wellenelementen über die Kopplungseinrichtung beziehungsweise über die Kopplungselemente übertragen werden können.
Ferner ist es denkbar, dass die Kopplungseinrichtung als Bremse ausgebildet ist, sodass beispielsweise das erste Bauelement über die Kopplungseinrichtung an dem zweiten Bauelement abgebremst werden kann. Hierbei ist beispielsweise das erste Bauelement ein Wellenelement, wobei das zweite Bauelement ein Gehäuse ist, sodass das Wellenelement über die beispielsweise als Reibbremse, insbesondere Lamellenbremse, ausgebildete Kopplungseinrichtung gegen das Gehäuse abgebremst und beispielsweise an dem Gehäuse festgelegt werden kann. Eine solche Bremse kommt beispielsweise in einem Getriebe, insbesondere in einem beispielsweise als Wandlergetriebe ausgebildeten Automatikgetriebe, zum Einsatz.
Im Vergleich zur Schließstellung sind die Kopplungselemente in der Offenstellung der Federeinrichtung nicht oder weniger stark miteinander gekoppelt, sodass beispielsweise in der Schließstellung höchstens ein erstes Drehmoment zwischen den Bauelementen über die Kopplungseinrichtung übertragen werden kann. In der Offenstellung kann beispielsweise kein Drehmoment über die Kopplungseinrichtung zwischen den Bauelementen übertragen werden oder aber in der Offenstellung kann höchstens ein gegenüber dem ersten Drehmoment geringeres, zweites Drehmoment zwischen den Bauelementen über die Kopplungselement beziehungsweise die Kopplungseinrichtung übertragen werden. Somit ist beispielsweise die Kopplungseinrichtung in der Offenstellung nicht oder weniger stark geschlossen als in der Schließstellung.
Außerdem umfasst die Kopplungseinrichtung wenigstens ein Betätigungselement, welches mittels eines Fluids aus einer Ausgangsstellung in eine Betätigungsstellung des Betätigungselements bewegbar. Hierzu ist das Betätigungselement beispielsweise mit dem Fluid, insbesondere einer Hydraulikflüssigkeit, beaufschlagbar, sodass das Betätigungselement unter Beaufschlagen des Betätigungselements mit dem Fluid aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegbar ist. Durch das Bewegen des Betätigungselements aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung wird die Federeinrichtung aus der Schließstellung in die Offenstellung verstellt. Mit anderen Worten wird die Kopplungseinrichtung aus der Schließstellung in die Offenstellung verstellt und somit geöffnet, indem das Betätigungselement aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kopplungseinrichtung sowie einen Antriebsstrang der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein besonders effizienter und sicherer Betrieb realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kopplungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Kopplungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens wie beispielsweise eines Personenkraftwagens. Die Kopplungseinrichtung umfasst wenigstens ein erstes Kopplungselement und wenigstens ein zweites Kopplungselement, welche beispielsweise miteinander koppelbar sind. Das jeweilige Kopplungselement ist beispielsweise als Reibelement, insbesondere als Reiblamelle, ausgebildet, sodass die Kopplungseinrichtung beispielsweise als Reibkupplung, insbesondere als Lamellenkupplung, oder aber als Reibbremse, insbesondere als Lamellenbremse, ausgebildet sein kann.
In fertig hergestelltem Zustand des Antriebsstrangs ist das erste Kopplungselement beispielsweise mit einem ersten Bauelement gekoppelt, insbesondere drehfest mit dem ersten Bauelement verbunden. Ferner ist beispielsweise das zweite Kopplungselement mit einem zweiten Bauelement des Antriebsstrangs gekoppelt, insbesondere drehfest verbunden. Dadurch können die Bauelemente über die Kopplungselemente und somit über die Kopplungseinrichtung miteinander gekoppelt, insbesondere drehfest miteinander verbunden, werden. Dabei können die Bauelemente beispielsweise als Wellen oder Wellenelemente ausgebildet sein, welche über die Kopplungseinrichtung miteinander gekoppelt werden können, sodass über die Kopplungseinrichtung beziehungsweise über die Kopplungselemente Drehmomente zwischen den Bauelementen, insbesondere zwischen den Wellenelementen, übertragen werden können. Ferner ist es denkbar, dass eines der Bauelemente als Gehäuse und das andere Bauelement als Wellenelement ausgebildet ist, sodass beispielsweise das Wellenelement über die Kopplungselemente gegen das Gehäuse abgebremst und insbesondere an dem Gehäuse festgelegt werden kann. Somit ist die Kopplungseinrichtung beispielsweise als Bremse, insbesondere als Reibbremse, ausgebildet. Insbesondere ist es möglich, das Wellenelement über die Kopplungselemente an dem Gehäuse festzulegen, um eine Relativdrehung zwischen dem Wellenelement und dem Gehäuse zu vermeiden. Eine solche Bremse kommt beispielsweise in einem Getriebe zum Einsatz, welches beispielsweise als Automatikgetriebe, insbesondere als Wandlergetriebe, ausgebildet sein kann.
Die Kopplungseinrichtung umfasst ferner eine Federeinrichtung, welche zwischen wenigstens einer Offenstellung und wenigstens einer Schließstellung verstellbar ist. In der Schließstellung presst die Federeinrichtung das erste Kopplungselement stärker als in der Offenstellung gegen das zweite Kopplungselement, sodass die Kopplungselemente in der Schließstellung stärker miteinander gekoppelt sind als in der Offenstellung. Hierdurch kann beispielsweise in der Schließstellung höchstens ein erstes Drehmoment über die Kopplungselemente zwischen den Bauelementen übertragen werden, wobei beispielsweise in der Offenstellung über die Kopplungselemente zwischen den Bauelementen kein Drehmoment oder aber höchstens ein gegenüber dem ersten Drehmoment geringeres, zweites Drehmoment übertragen werden kann. Somit ist die Kopplungseinrichtung beispielsweise in der Offenstellung geöffnet beziehungsweise weniger stark geschlossen als in der Schließstellung.
Die Kopplungseinrichtung umfasst ferner wenigstens ein Betätigungselement, welches mittels eines Fluids aus einer Ausgangsstellung in eine Betätigungsstellung bewegbar ist. Beispielsweise ist das Betätigungselement zumindest mittelbar mit dem Fluid beaufschlagbar und dadurch aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegbar ist. Mit anderen Worten, wird das Betätigungselement beispielsweise mit einem zum Beispiel als Flüssigkeit, insbesondere als Hydraulikflüssigkeit, ausgebildeten Fluid zumindest mittelbar oder direkt beaufschlagt, sodass beispielsweise das Fluid das Betätigungselement direkt berührt und eine Kraft beziehungsweise einen Druck auf das Betätigungselement ausübt, so wird das Betätigungselement aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt. Hierdurch wird die Federeinrichtung aus der Schließstellung in die Offenstellung verstellt. Mit anderen Worten ist die Federeinrichtung dadurch aus der Schließstellung in die Offenstellung verstellbar, dass das Betätigungselement aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegbar ist beziehungsweise bewegt wird. Dies bedeutet, dass die Kopplungseinrichtung geöffnet werden kann, indem das Betätigungselement aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt wird, da hierdurch die Federeinrichtung aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegt wird. Bei dem Fluid handelt es sich beispielsweise um ein Öl, insbesondere um Drucköl.
Um nun einen besonders effizienten und besonders sicheren Betrieb der Kopplungseinrichtung realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kopplungseinrichtung wenigstens ein Sicherungselement und wenigstens ein relativ zu dem Betätigungselement bewegbares zweites Betätigungselement umfasst, welches mittels des Fluids in eine Sicherungsstellung bewegbar ist. Insbesondere ist das zweite Betätigungselement durch zumindest mittelbares, insbesondere direktes, Beaufschlagen des zweiten Betätigungselements mit dem Fluid in die Sicherungsstellung bewegbar. Mit anderen Worten, wird beispielsweise das zweite Betätigungselement mit dem Fluid beaufschlagt, wodurch das Fluid beispielsweise einen Druck beziehungsweise eine Kraft zumindest mittelbar, insbesondere direkt, auf das zweite Betätigungselement ausübt, so wird dadurch das zweite Betätigungselement in die Sicherungsstellung bewegt. In der Sicherungsstellung ist das zweite Betätigungselement mittels des Sicherungselements formschlüssig gegen eine die Bewegung des ersten Betätigungselements aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewirkende Bewegung zu sichern beziehungsweise gesichert. Dies bedeutet, dass dann, wenn sich das zweite Betätigungselement in der Sicherungsstellung befindet und wenn das zweite Betätigungselement mittels des Sicherungselements formschlüssig in der Sicherungsstellung gesichert und somit arretiert ist, das zweite Betätigungselement nicht derart bewegen kann, dass das zweite Betätigungselement ein Öffnen der Kopplungseinrichtung, das heißt eine Bewegung des ersten Betätigungselements aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewirkt.
Bei einem Druckabfall des Fluids jedoch gibt das Sicherungselement eine Bewegung des zweiten Betätigungselements aus der Sicherungsstellung frei, wodurch sich das zweite Betätigungselement aus der Sicherungsstellung, insbesondere in Richtung des ersten Betätigungselements, bewegt und dadurch die Bewegung des ersten Betätigungselements aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewirkt.
Beispielsweise wird das zweite Betätigungselement mittels des Fluids in die Sicherungsstellung bewegt und mittels des Fluids und mittels des Sicherungselements in der Sicherungsstellung, wenn das Fluid zumindest einen ersten Druck oder einen gegenüber dem ersten Druck höheren Druck aufweist. Kommt es dann beispielsweise zu einem solchen Druckabfall des Fluids, dass das Fluid einen gegenüber dem ersten Druck geringeren Druck aufweist, welcher insbesondere geringer als ein Mindestdruck ist, so gibt das Sicherungselement eine die Bewegung des ersten Betätigungselements aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewirkende Bewegung des zweiten Betätigungselements frei.
Weist das Fluid beispielsweise einen Druck auf, welcher größer als der Mindestdruck oder gleich dem Mindestdruck ist, so wird beispielsweise das zweite Betätigungselement mittels des Sicherungselements und mittels des Drucks des Fluids in der Sicherungsstellung gehalten beziehungsweise mittels des Drucks des Fluids wird vermieden, dass das Sicherungselement eine die Bewegung des ersten Betätigungselements aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewirkende Bewegung des zweiten Betätigungselements freigibt.
Sinkt jedoch der Druck des Fluids unter den Mindestdruck, so lässt das Fluid zu, dass das Sicherungselement das sich zunächst in der Sicherungsstellung befindende zweite Betätigungselement freigibt, sodass sich das zweite Betätigungselement ausgehend von der Sicherungsstellung insbesondere derart bewegen kann, dass durch die dann erfolgende Bewegung des zweiten Betätigungselements die Bewegung des ersten Betätigungselements aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung erfolgt beziehungsweise bewirkt wird. Dadurch wird die Federeinrichtung in die Offenstellung bewegt, wodurch die Kopplungseinrichtung geöffnet wird. Insgesamt erfolgt somit eine die Bewegung des ersten Betätigungselements aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewirkende Bewegung des zweiten Betätigungselements bei dem zuvor genannten Druckabfall des Fluids, wenn dessen Druck geringer als der Mindestdruck ist. Zu einem solchen Druckabfall kommt es beispielsweise bei einer Fehlfunktion oder bei einem Ausfall einer Versorgungseinrichtung zum Bereitstellen des Fluids, insbesondere zum Beaufschlagen der Betätigungselemente mit dem Fluid.
Der Erfindung liegt insbesondere folgende Erkenntnis zugrunde: Zur Realisierung eines hohen Wirkungsgrads und somit eines effizienten Betriebs eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug ist es wünschenswert, in einem solchen Antriebsstrang Kopplungseinrichtungen einzusetzen, welche als sogenannte Normaly-Closed-Kopplungseinrichtungen ausgebildet sind. Eine solche Normaly-Closed-Kopplungseinrichtung ist geschlossen beziehungsweise befindet sich in ihrem geschlossenen Zustand, das heißt in der Schließstellung, wenn keine Aktuierung stattfindet, das heißt wenn die Kopplungseinrichtung drucklos ist. Unter dem drucklosen Zustand ist zu verstehen, dass kein Fluid beziehungsweise kein Druck auf das erste Betätigungselement wirkt beziehungsweise dass der Druck des Fluids so gering ist, dass das erste Betätigungselement nicht bewegt, insbesondere nicht in die Betätigungsstellung bewegt, wird. Insbesondere ist unter einer solchen Normaly-Closed-Kopplungseinrichtung zu verstehen, dass das erste Betätigungselement mit dem Fluid beaufschlagt wird, um die Kopplungseinrichtung zu öffnen beziehungsweise die Federeinrichtung in die Offenstellung zu verstellen, und nicht um die Kopplungseinrichtung zu schließen, das heißt die Federeinrichtung in die Schließstellung zu bewegen.
Eine Kopplungseinrichtung, bei welcher das erste Betätigungselement mit dem Fluid beaufschlagt wird, um die Kopplungseinrichtung zu schließen und insbesondere geschlossen zu halten, wird auch als Normaly-Open-Kopplungseinrichtung bezeichnet, da sich die Normaly-Open-Kopplungseinrichtung öffnet, wenn die Beaufschlagung des ersten Betätigungselements mit dem Fluid, das heißt eine Aktuierung oder Betätigung des ersten Betätigungselements, beendet wird.
Eine herkömmliche Normaly-Closed-Kopplungseinrichtung weist jedoch den Nachteil auf, dass es, wenn eine solche Normaly-Closed-Kopplungseinrichtung in einem Antriebsstrang genutzt wird, bei einem Ausfall der Aktuierung, das heißt bei einem Druckverlust beziehungsweise Druckabfall des Fluids, üblicherweise zu einem unerwünschten Blockieren des Antriebsstrangs, insbesondere eines Achsantriebs oder von Rädern, kommen kann, da sich die Federeinrichtung, insbesondere selbsttätig, aus der Offenstellung in die Schließstellung bewegt. Dies kann kritisch sein und ist zu vermeiden. Somit kann sich der Einsatz einer solchen Normaly-Closed-Kopplungseinrichtung in einem Antriebsstrang ausschließen, sodass anstelle einer solchen Normaly-Closed-Kopplungseinrichtung eine Normaly-Open-Kopplungseinrichtung eingesetzt werden muss. Hieraus ergeben sich jedoch Wirkungsgradnachteile gegenüber dem Einsatz einer Normaly-Closed- Kopplungseinrichtung, da üblicherweise der Wirkungsgrad einer Normaly-Open-Kopplungseinrichtung prinzipbedingt geringer als der Wirkungsgrad einer Normaly-Closed-Kopplungseinrichtung ist. Bei einer Normaly-Open-Kopplungseinrichtung muss nämlich während ihres Betriebs das erste Betätigungselement, insbesondere hydraulisch, aktuiert und somit mit dem Fluid beaufschlagt werden, um die Federeinrichtung und somit die Kopplungseinrichtung insgesamt zu öffnen und insbesondere offen zu halten. Mit anderen Worten muss bei einer Normaly-Open-Kopplungseinrichtung das erste Betätigungselement immer dann, wenn die Kopplungseinrichtung geschlossen werden und geschlossen bleiben soll, mittels des Fluids betätigt werden. Eine solche Beaufschlagung des ersten Betätigungselements mit dem Fluid, um die Kopplungseinrichtung geschlossen zu halten, kann bei einer Normaly-Closed-Kopplungseinrichtung vermieden werden, da diese in drucklosem Zustand geschlossen ist.
Bei der erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtung sind das Sicherungselement und das zweite Betätigungselement Bestandteile einer Sicherungseinrichtung beziehungsweise bilden eine solche Sicherungseinrichtung, welche es ermöglicht, die erfindungsgemäße Kopplungseinrichtung als Normaly-Closed-Kopplungseinrichtung oder nach Art einer Normaly-Closed-Kopplungseinrichtung auszugestalten und funktionssicher in einem Antriebsstrang zu verwenden, da funktionskritische Zustände, welche beispielsweise durch Fehler in einem hydraulischen System zum Bereitstellen des Fluids verursacht werden können, vermieden werden können. Mit anderen Worten ist die erfindungsgemäße Kopplungseinrichtung beispielsweise als Normaly-Closed-Kopplungseinrichtung ausgebildet, wodurch Wirkungsgradvorteile gegenüber dem Einsatz einer Normaly-Open-Kopplungseinrichtung verwirklicht werden können. Gleichzeitig können die zuvor beschriebenen Nachteile einer herkömmlichen Normaly-Closed-Kopplungseinrichtung vermieden werden, da durch den Einsatz des zweiten Betätigungselements und des Sicherungselements sichergestellt werden kann, dass die Federeinrichtung und somit die Kopplungseinrichtung insgesamt in die Offenstellung bewegt, das heißt geöffnet werden, wenn es beispielsweise zu einem übermäßigen Druckabfall des Fluids beziehungsweise zu einem drucklosen Zustand der erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtung, beispielsweise durch Ausfall des zuvor genannten hydraulischen Systems, kommt. Infolge eines solchen Druckabfalls des Fluids wird die erfindungsgemäße Kopplungseinrichtung geöffnet, sodass beispielsweise ein unerwünschtes Blockieren des Antriebsstrangs, insbesondere eines Achsantriebs und/oder von Rädern, vermieden werden kann.
Durch die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Kopplungseinrichtung als Normaly-Closed-Kopplungseinrichtung auszugestalten, können hydraulische Verluste besonders gering gehalten werden, sodass ein besonders effizienter und somit wirkungsgradgünstiger Betrieb darstellbar ist. Ferner ist es möglich, wie im Folgenden noch erläutert wird, die Kopplungseinrichtung, insbesondere ein Drucklager der Kopplungseinrichtung, mit einem nur geringen Druck des Fluids vorzuspannen, sodass beispielsweise zusätzlich Bauteile wie Federn im Vergleich zu herkömmlichen Kopplungseinrichtungen entfallen können. Dadurch können die Teileanzahl, die Kosten, der Bauraumbedarf und das Gewicht der Kopplungseinrichtung besonders gering gehalten werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das in der Sicherungsstellung von dem ersten Betätigungselement beabstandete zweite Betätigungselement infolge seiner Bewegung aus der Sicherungsstellung in zumindest mittelbare, insbesondere direkte, Stützanlage mit dem ersten Betätigungselement kommt und dann, insbesondere bei einer weiteren Bewegung des zweiten Betätigungselements, das erste Betätigungselement aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt. Insbesondere sind die Betätigungselemente als separate und relativ zueinander bewegbare Bauteile ausgebildet, sodass sich ein besonders sicherer und bauraumgünstiger Betrieb realisieren lässt. Das beispielsweise als Flüssigkeit, insbesondere als Hydraulikflüssigkeit, ausgebildete Fluid kann beispielsweise zwischen die Betätigungselemente eingebracht werden, um dadurch sowohl das erste Betätigungselement als auch das zweite Betätigungselement mit dem Fluid, jeweils zumindest mittelbar, insbesondere direkt, zu beaufschlagen und dadurch zu bewegen.
Dadurch ist es beispielsweise möglich, das zweite Betätigungselement mittels des Fluids in die Sicherungsstellung zu bewegen und dabei, insbesondere gleichzeitig, das erste Betätigungselement, zumindest vorübergehend, in die Betätigungsstellung zu bewegen, sodass beispielsweise bei einem Starten des Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Antriebsaggregats des Kraftfahrzeugs, das zweite Betätigungselement in die Sicherungsstellung bewegt und dabei, insbesondere gleichzeitig, die Kopplungseinrichtung zumindest vorübergehend geöffnet wird.
Dies erfolgt insbesondere mit dem zuvor genannten ersten Druck des Fluids, welcher beispielsweise ein Maximaldruck beziehungsweise ein Betriebsdruck ist. Mittels des ersten Drucks kann das Betätigungselement aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt und insbesondere in der Betätigungsstellung gehalten werden, sodass dadurch die Kopplungseinrichtung geöffnet und insbesondere offen gehalten werden kann. Daran anschließend kann beispielsweise der erste Druck des Fluids auf einen gegenüber dem ersten Druck geringeren, zweiten Druck abgesenkt werden, wobei der zweite Druck beispielsweise der genannte Mindestdruck oder größer als der Mindestdruck, jedoch geringer als der erste Druck ist. Vorzugsweise kann die Kopplungseinrichtung dann und nur dann geöffnet werden, wenn der Druck des Fluids dem ersten Druck entspricht beziehungsweise größer als der erste Druck ist. Durch Absenken des Drucks des Fluids auf den zweiten Druck wird beispielsweise die Kopplungseinrichtung geschlossen, da sich beispielsweise das erste Betätigungselement, insbesondere federbelastet, aus der Betätigungsstellung in die Ausgangsstellung bewegen kann.
Werden die Betätigungselemente mit dem zweiten Druck beaufschlagt, so kann sich das erste Betätigungselement aus der Betätigungsstellung in die Ausgangsstellung bewegen, wobei das zweite Betätigungselement jedoch in der Sicherungsstellung verbleibt, da es in der Sicherungsstellung mittels des Sicherungselements und mittels des den zweiten Druck aufweisenden Fluids gesichert wird. Durch bedarfsgerechtes Erhöhen des Drucks des Fluids, beispielsweise von dem zweiten Druck auf den ersten Druck oder aber auf einen gegenüber dem ersten Druck höheren Druck und daran anschließendes Absenken des Drucks des Fluids auf den zweiten Druck kann die Kopplungseinrichtung bedarfsgerecht geöffnet und geschlossen werden. Solange das zweite Betätigungselement zumindest mittelbar mit dem Fluid beaufschlagt wird, und solange das Fluid den zweiten Druck aufweist, wird das zweite Betätigungselement, insbesondere mittels des Fluids beziehungsweise mittels dessen Drucks und mittels des Sicherungselements in der Sicherungsstellung gehalten.
Kommt es dann jedoch beispielsweise zu einem Fehler oder einem Versagen einer Vorrichtung zum Bereitstellen des Fluids, sodass der Druck des Fluids unter den zweiten Druck beziehungsweise unter den Mindestdruck abfällt beziehungsweise vollständig auf Null sinkt, sodass beispielsweise die Betätigungselemente nicht mehr mit dem Fluid beaufschlagt werden, so gibt das Sicherungselement die Bewegung des zweiten Betätigungselements aus der Sicherungsstellung frei, wodurch in der Folge das erste Betätigungselement mittels des zweiten Betätigungselements aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt wird. Dadurch wird die Kopplungseinrichtung geöffnet, sodass ein unerwünschtes, durch die Kopplungseinrichtung bewirktes Blockieren eines Bauelements des Antriebsstrangs vermieden werden kann. Somit ist es möglich, die erfindungsgemäße Kopplungseinrichtung als Normaly-Closed-Kopplungseinrichtung mit den damit verbundenen Wirkungsgradvorteilen gegenüber einer Normaly-Open-Kopplungseinrichtung auszugestalten, wobei gleichzeitig die Funktionssicherheit einer Normaly-Open-Kopplungseinrichtung realisiert werden kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung greift das Sicherungselement beim formschlüssigen Sichern des zweiten Betätigungselements teilweise in ein Gehäuse ein, in welchem zumindest das zweite Betätigungselement, insbesondere die Betätigungselemente, bewegbar aufgenommen ist beziehungsweise sind. Dadurch kann das zweite Betätigungselement besonders sicher in der Sicherungsstellung gehalten werden.
Zur Realisierung einer besonders hohen Funktionssicherheit, insbesondere Ausfallsicherheit, ist bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine zweite Federeinrichtung vorgesehen, welche zumindest in der Sicherungsstellung gespannt ist und dadurch eine Federkraft bereitstellt, mittels welcher das zweite Betätigungselement, insbesondere dann, wenn das Sicherungselement die Bewegung des zweiten Betätigungselements aus der Sicherungsstellung freigibt, aus der Sicherungsstellung bewegbar und die Bewegung des ersten Betätigungselements aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewirkbar ist. Gibt das Sicherungselement die Bewegung des zweiten Betätigungselements aus der Sicherungsstellung frei, so wird das zweite Betätigungselement beispielsweise mittels der von der zweiten Federeinrichtung bereitgestellten Federkraft auf das erste Betätigungselement zu beziehungsweise in Richtung des ersten Betätigungselements bewegt. Bei weiterer, durch die von der zweiten Federeinrichtung bereitgestellte Federkraft bewirkter Bewegung des zweiten Betätigungselements, insbesondere von der Sicherungsstellung weg, wird das erste Betätigungselement über das zweite Betätigungselement mittels der Federkraft in die Betätigungsstellung bewegt. Dabei drückt beispielsweise die Federkraft auf das zweite Betätigungselement oder aber die Federkraft zieht an dem zweiten Betätigungselement.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Sicherungselement bei dem Druckabfall des Fluids aus einer das zweite Betätigungselement sichernden Sperrstellung in eine die Bewegung des zweiten Betätigungselements aus der Sicherungsstellung freigebenden Freigabestellung in eine Bewegungsrichtung bewegbar, insbesondere translatorisch bewegbar. Das Sicherungselement wird beispielsweise mittels des Fluids, insbesondere dann, wenn das Fluid den von Null unterschiedlichen Mindestdruck oder einen gegenüber dem Mindestdrück größeren, von Null unterschiedlichen Druck wie beispielsweise den ersten Druck oder aber den zweiten Druck aufweist, in der Sperrstellung gehalten und dabei beispielsweise gegen eine Bewegung aus der Sperrstellung in die Freigabestellung gesichert. Fällt der Druck des Fluids jedoch unter den Mindestdruck, so bewegt sich das Sicherungselement aus der Sperrstellung in die Freigabestellung beziehungsweise das Sicherungselement wird aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewegt, wodurch das Sicherungselement die Bewegung des zweiten Betätigungselements aus der Sicherungsstellung freigibt. Dadurch kann eine besonders hohe Funktionssicherheit realisiert werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei gezeigt, wenn wenigstens ein Federelement vorgesehen ist, mittels welchem das Sicherungselement aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewegbar ist. Das Federelement ist beispielsweise zumindest in der Sperrstellung gespannt und stellt dabei eine Federkraft bereit, welche beispielsweise, insbesondere zumindest mittelbar, auf das Sicherungselement wirkt. Weist das Fluid zumindest den Mindestdruck oder aber einen gegenüber den Mindestdruck höheren Druck auf, so wird beispielsweise das Sicherungselement mittels des Fluids entgegen der von dem Federelement bereitgestellten Federkraft in der Sperrstellung gehalten. Dann und insbesondere erst dann, wenn der Druck des Fluids unter den Mindestdruck abfällt, ist beispielsweise die von dem Federelement bereitgestellte Federkraft größer als eine von dem Fluid zumindest mittelbar auf das Sicherungselement wirkende Kraft, sodass das Sicherungselement mittels der von dem Federelement bereitgestellten Federkraft aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewegt wird. In der Folge gibt das Sicherungselement die Bewegung des zweiten Betätigungselements aus der Sicherungsstellung frei, wodurch das erste Betätigungselement mittels des zweiten Betätigungselements aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt wird.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein in eine senkrecht zur Bewegungsrichtung des Sicherungselements verlaufende zweite Bewegungsrichtung bewegbares Bewegungselement vorgesehen, mittels welchem unter Bewegen des Bewegungselements in die zweite Bewegungsrichtung das Sicherungselement aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewegbar ist, wobei das Bewegungselement eine schräg zu den Bewegungsrichtungen verlaufende Fläche aufweist, entlang welcher das Sicherungselement beim Bewegen des Bewegungselements abgleitet, wodurch das Sicherungselement aus der Sicherungsstellung in die Freigabestellung bewegbar ist beziehungsweise bewegt wird. Bezogen auf die Bewegungsrichtungen ist die Fläche beispielsweise eine schiefe Ebene, mittels welcher das Sicherungselement insbesondere dann, wenn es zu dem beschriebenen Druckabfall des Fluids kommt, aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewegt werden kann beziehungsweise bewegt wird. Hierdurch kann eine besonders hohe Funktionssicherheit auf bauraum- und kostengünstige Weise realisiert werden.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das Bewegungselement mittels des Federelements in die zweite Bewegungsrichtung bewegbar ist. Das Federelement wirkt somit beispielsweise nicht oder nicht direkt auf das Sicherungselement. Das Federelement ist beispielsweise zumindest dann, wenn der Druck des Fluids größer als der Mindestdruck ist, gespannt, wodurch das Federelement eine Federkraft bereitstellt. Die von dem Federelement bereitgestellte Federkraft wirkt beispielsweise, insbesondere zumindest mittelbar, auf das Bewegungselement, wobei beispielsweise so lange, wie der Druck des Fluids größer als der Mindestdruck ist, das Bewegungselement entgegen der von dem Federelement bereitgestellten und zumindest mittelbar auf das Bewegungselement wirkenden Federkraft in einer ersten Position mittels des Fluids gehalten wird. Dabei wird beispielsweise das Bewegungselement, insbesondere direkt, mit dem Fluid beaufschlagt.
Kommt es dann zu dem beschriebenen Druckabfall des Fluids, so ist beispielsweise die von dem Federelement bereitgestellte und zumindest mittelbar auf das Bewegungselement wirkende Federkraft größer als eine zumindest mittelbar von dem Fluid auf das Bewegungselement wirkende beziehungsweise mittels des Fluids bewirkte und auf das Bewegungselement wirkende Kraft, sodass dann das Bewegungselement mittels des Federelements aus der genannten ersten Position in eine von der ersten Position unterschiedliche zweite Position bewegt wird. Hierdurch wird das Sicherungselement auf die beschriebene Weise mittels des Bewegungselements aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewegt, sodass das Sicherungselement die Bewegung des zweiten Betätigungselements aus der Sicherungsstellung freigibt. Hierdurch kann eine besonders hohe Funktionssicherheit auf einfache Weise realisiert werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Der erfindungsgemäße Antriebsstrang umfasst wenigstens eine erfindungsgemäße Kopplungseinrichtung. Dabei sind Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit den dazugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:

1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Kopplungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform; und
4 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Schnittansicht eine Kopplungseinrichtung 1 für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens wie beispielsweise eines Personenkraftwagens. Das Kraftfahrzeug ist mittels des Antriebsstrangs antreibbar. Hierzu umfasst der Antriebsstrang beispielsweise wenigstens eine Achse mit zumindest zwei Rädern, über welche das Kraftfahrzeug dann, wenn es auf einer Fahrbahn steht, an der Fahrbahn abgestützt ist. Wird das Kraftfahrzeug entlang der Fahrbahn gefahren, so rollen die Räder der Achse an der Fahrbahn ab. Ferner umfasst der Antriebsstrang wenigstens ein Antriebsaggregat, mittels welchem die Räder und somit das Kraftfahrzeug insgesamt antreibbar sind. Das Antriebsaggregat umfasst hierzu beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine und/oder wenigstens eine elektrische Maschine, sodass das Kraftfahrzeug beispielsweise als Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug ausgebildet ist.
Die Kopplungseinrichtung 1 umfasst erste Kopplungselemente, welche gemäß der ersten Ausführungsform als Außenlamellen 2 ausgebildet sind. Ferner umfasst die Kopplungseinrichtung 1 zweite Kopplungselemente, welche als Innenlamellen 3 ausgebildet sind. Die Kopplungseinrichtung 1 ist somit als Reibkupplung oder Reibbremse ausgebildet, da die Außenlamellen 2 und die Innenlamellen 3 als Reiblamellen ausgebildet sind.
Aus 1 ist erkennbar, dass die Außenlamellen 2 an einem als Außenlamellenträger ausgebildeten ersten Lamellenträger 4 zumindest in Umfangsrichtung der Außenlamellen 2 und somit des ersten Lamellenträgers 4 an diesem abgestützt sind. Dadurch können Drehmomente zwischen dem ersten Lamellenträger 4 und den Außenlamellen 2 übertragen werden, sodass beispielsweise die Außenlamellen 2 von dem Lamellenträger 4 antreibbar sind und/oder sodass der Lamellenträger 4 von den Außenlamellen 2 antreibbar ist. Um unerwünschte Relativbewegungen zwischen den Außenlamellen 2 und dem Lamellenträger 4 in axialer Richtung des Lamellenträgers 4 beziehungsweise der Außenlamellen 2 und somit der Kopplungseinrichtung 1 insgesamt zu vermeiden, ist wenigstens ein als Sicherungsring 5 ausgebildetes Sicherungselement vorgesehen, mittels welchem Relativbewegungen zwischen den Außenlamellen 2 und dem Lamellenträger 4 in axialer Richtung der Kopplungseinrichtung 1 begrenzt oder vermieden sind.
Die Kopplungseinrichtung 1 umfasst ferner einen als Innenlamellenträger ausgebildeten zweiten Lamellenträger 6, wobei die Innenlamellen 3 in Umfangsrichtung des Lamellenträgers 6 und somit der Innenlamellen 3 an dem Lamellenträger 6 abgestützt sind. Dadurch können Drehmomente zwischen dem Lamellenträger 6 und den Innenlamellen 3 übertragen werden, sodass beispielsweise der Lamellenträger 6 von den Innenlamellen 3 antreibbar ist beziehungsweise sodass die Innenlamellen 3 von dem Lamellenträger 6 antreibbar sind. Aus 3 ist erkennbar, dass die jeweilige Innenlamelle 3 in axialer Richtung der Kopplungseinrichtung 1 zwischen jeweils zwei der Außenlamellen 2 angeordnet ist. Werden somit die Außenlamellen 2 in axialer Richtung zusammengedrückt, so werden die ein Lamellenpaket bildenden Reiblamellen (Außenlamellen 2 und Innenlamellen 3) zusammengepresst, wodurch die Reiblamellen zumindest reibschlüssig beziehungsweise kraftschlüssig miteinander gekoppelt werden. Dadurch werden die Lamellenträger 4 und 6 über die Kopplungselemente (Außenlamellen 2 und Innenlamellen 3) zumindest reibschlüssig beziehungsweise kraftschlüssig miteinander gekoppelt. Mit anderen Worten können durch das Zusammenpressen des Lamellenpakets Drehmomente zwischen den Kopplungselementen übertragen werden, sodass über die Kopplungselemente Drehmomente zwischen den Lamellenträgern 4 und 6 übertragen werden können. Werden die Kopplungselemente beispielsweise so stark miteinander verpresst, dass Relativdrehungen zwischen den Kopplungselementen und somit Relativdrehungen zwischen den Lamellenträgern 4 und 6 vermieden werden, sind die Kopplungselemente beziehungsweise die Lamellenträger 4 und 6 über die Kopplungselemente drehfest miteinander verbunden.
Alternativ ist es denkbar, dass die Kopplungseinrichtung 1 mit einem Schlupf betrieben wird, sodass es zu Relativdrehungen zwischen den Kopplungselementen beziehungsweise zwischen den Lamellenträgern 4 und 6 kommen kann, wobei dennoch Drehmomente zwischen den Lamellenträgern 4 und 6 an die Kopplungselemente übertragen werden. Die Kopplungseinrichtung 1 kann somit geöffnet und geschlossen beziehungsweise zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellt werden. In der Schließstellung sind die Kopplungselemente stärker als in der Offenstellung miteinander gekoppelt, sodass beispielsweise in der Schließstellung über die Kopplungselemente höchstens ein erstes Drehmoment übertragen werden kann. In der Offenstellung jedoch kann über die Kopplungselemente höchstens ein zweites Drehmoment übertragen werden. Das erste Drehmoment ist von Null unterschiedlich, wobei das zweite Drehmoment geringer als das erste Drehmoment ist. Dabei ist beispielsweise das zweite Drehmoment ein von Null unterschiedliches Drehmoment oder das zweite Drehmoment beträgt Null. Das über die Kopplungselemente höchstens übertragbare Drehmoment wird auch als Kupplungsmoment bezeichnet.
Die Kopplungseinrichtung 1 umfasst dabei eine bei der ersten Ausführungsform als Tellerfeder 7 ausgebildete Federeinrichtung, welche zwischen wenigstens einer mit der Offenstellung der Kopplungseinrichtung 1 korrespondierenden Offenstellung und wenigstens einer mit der Schließstellung der Kopplungseinrichtung 1 korrespondierenden Schließstellung verstellbar ist. In der Schließstellung presst die Tellerfeder 7 die ersten Kopplungselemente stärker als in der Offenstellung gegen die zweiten Kopplungselemente. Mit anderen Worten ist das Lamellenpaket mittels der Tellerfeder 7 in der Schließstellung stärker verpresst als in der Offenstellung.
Die Kopplungseinrichtung 1 umfasst ferner ein erstes Betätigungselement 8, welches bei der ersten Ausführungsform als Kolben ausgebildet ist und als Primärkolben bezeichnet wird. Das erste Betätigungselement 8 ist, insbesondere durch zumindest mittelbares Beaufschlagen des Betätigungselements 8 mit einem Fluid, aus einer Ausgangsstellung in eine Betätigungsstellung bewegbar, wodurch die Tellerfeder 7 aus der Schließstellung in die Offenstellung verstellbar ist. Mit anderen Worten, wird das erste Betätigungselement 8 derart zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit dem Fluid beaufschlagt, dass das Betätigungselement 8 mittels des Fluids aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt wird, so wird die Tellerfeder 7 aus ihrer Schließstellung in die Offenstellung bewegt, wodurch die Kopplungseinrichtung 1 geöffnet wird.
Aus 1 ist erkennbar, dass das Betätigungselement 8 translatorisch zwischen der Ausgangsstellung und der Betätigungsstellung bewegbar ist. Dabei ist das Betätigungselement 8 translatorisch bewegbar in einem Zylinder 9 aufgenommen, welcher beispielsweise durch ein Gehäuse 10 der Kopplungseinrichtung 1 gebildet ist. In 1 veranschaulicht ein Pfeil 11 das genannte Fluid, welches beispielsweise eine Flüssigkeit, insbesondere eine Hydraulikflüssigkeit, ist. Das Betätigungselement 8 wird beispielsweise dann und insbesondere nur dann mittels des Fluids aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt, wenn das Fluid einen ersten Druck aufweist, welcher einem Maximaldruck oder einem Betriebsdruck entspricht oder größer als der Betriebsdruck ist.
Die Kopplungseinrichtung 1 weist dabei einen in den Zylinder 9 mündenden Zuführkanal 12 auf, über welchen das Fluid in den Zylinder 9 einbringbar ist. Dadurch ist das Betätigungselement 8 über den Zuführkanal 12 direkt mit dem Fluid beaufschlagbar. Dann und nur dann, wenn das Fluid den ersten Druck aufweist oder einen Druck aufweist, welcher größer als der erste Druck ist, wird das Betätigungselement 8 mittels des Fluids aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt und insbesondere in der Betätigungsstellung gehalten, wodurch die Kopplungseinrichtung 1 offen gehalten wird.
Aus 1 ist erkennbar, dass das Betätigungselement 8, insbesondere über einen Zapfen 13, zumindest mittelbar auf die Tellerfeder 7 wirken kann. Insbesondere ist die Tellerfeder 7 unter Vermittlung wenigstens einer Druckplatte 24 mittels des Betätigungselements 8 aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegbar. In der Offenstellung ist die Tellerfeder 7 gespannt, wodurch die Tellerfeder 7 eine Federkraft bereitstellt, welche beispielsweise über die Druckplatte 24 auf das Betätigungselement 8 wirkt. Fällt dann der Druck des Fluids unter den ersten Druck ab, so ist die von der Tellerfeder 7 bereitgestellte und zumindest mittelbar auf das Betätigungselement 8 wirkende Federkraft größer als eine von dem Fluid auf das Betätigungselement 8 wirkende Kraft beziehungsweise als eine mittels des Fluids bewirkte und auf das Betätigungselement 8 wirkende Kraft, sodass das Betätigungselement 8 mittels der von der Tellerfeder 7 bereitgestellten Federkraft aus der Betätigungsstellung in die Ausgangsstellung bewegt wird. Dadurch wird die Kopplungseinrichtung 1 geschlossen und insbesondere geschlossen gehalten.
Der Lamellenträger 4 ist beispielsweise ein erstes Bauelement beziehungsweise Bestandteil eines ersten Bauelements des Antriebsstrangs, wobei der Lamellenträger 6 beispielsweise ein zweites Bauelement beziehungsweise Bestandteil eines zweiten Bauelements des Antriebsstrangs ist. Insgesamt ist aus 1 erkennbar, dass die genannten Bauelemente mittels der Kopplungseinrichtung 1 bedarfsgerecht miteinander gekoppelt und voneinander entkoppelt werden können. Somit ist es beispielsweise möglich, die Bauelemente über die Kopplungseinrichtung 1 drehfest miteinander zu verbinden, wobei die Bauelemente beispielsweise als Wellen ausgebildet sind. Ferner ist es denkbar, eines der Bauelemente über die Kopplungseinrichtung 1 gegen das andere Bauelement abzubremsen beziehungsweise an dem anderen Bauelement festzulegen, sodass die Kopplungseinrichtung 1 beispielsweise als Bremse ausgebildet ist. Das Betätigungselement 8 weist eine beispielsweise als umlaufende Nut ausgebildete Aufnahme 14 auf, in welcher ein beispielsweise als O-Ring ausgebildetes Dichtungselement 15 angeordnet ist. Mittels des Dichtungselements 15 ist das Betätigungselement 8 gegen das Gehäuse 10 abgedichtet, wodurch beispielsweise der Zylinder 9 abgedichtet ist.
Um nun eine besonders hohe Funktionssicherheit der Kopplungseinrichtung 1 sowie einen besonders wirkungsgradgünstigen Betrieb realisieren zu können, umfasst die Kopplungseinrichtung 1 eine Sicherungseinrichtung 16 mit wenigstens einem Sicherungselement 17, einem beispielsweise als Arretierplatte ausgebildeten zweiten Betätigungselement 18 und einem zweiten Kolben 19, welcher auch als Sekundärkolben bezeichnet wird. Das Sicherungselement 17 ist beispielsweise als Kugel oder aber als Runddrahtring ausgebildet. Das zweite Betätigungselement 18 und der Kolben 19 sind, insbesondere translatorisch, bewegbar in dem Zylinder 9 angeordnet und können beispielsweise relativ zueinander sowie jeweils relativ zu dem ersten Betätigungselement 8 bewegt werden. Das zweite Betätigungselement 18 ist mittels des Fluids in wenigstens eine Sicherungsstellung bewegbar, in welcher das zweite Betätigungselement 18 mittels des Sicherungselements 17 formschlüssig gegen eine die Bewegung des ersten Betätigungselements 8 aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewirkende Bewegung zu sichern ist. Bei einem Druckabfall des Fluids gibt das Sicherungselement 17 eine Bewegung des zweiten Betätigungselements 18 aus der Sicherungsstellung frei, wodurch sich das zweite Betätigungselement 18 aus der Sicherungsstellung bewegt und dadurch die Bewegung des ersten Betätigungselements 8 aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewirkt.
Beispielsweise bei einem Starten des Kraftfahrzeugs, insbesondere bei einem Starten des Antriebsaggregats, wird - wie in 1 durch den Pfeil 11 veranschaulicht - das Fluid über den Zuführkanal 12 in den Zylinder 9 und dabei zwischen das erste Betätigungselement 8 und das zweite Betätigungselement 18, insbesondere zwischen das erste Betätigungselement 8 und den Kolben 19, eingeleitet. Das Fluid wird beispielsweise von einer Vorrichtung bereitgestellt und insbesondere unter Druck gesetzt und somit in den Zylinder 9 eingeleitet. Weist diese Vorrichtung zum Bereitstellen des Fluids eine fehlerfreie Funktion auf, so weist das Fluid beispielsweise den ersten Druck auf, wenn es in den Zylinder 9 zwischen die Betätigungselemente 8 und 18 eingeleitet wird. Hierdurch wird die Kopplungseinrichtung 1 zumindest vorübergehend beziehungsweise kurzzeitig geöffnet. Befindet sich das Betätigungselement 18 noch nicht in seiner Sicherungsstellung, so wird das Betätigungselement 18 mittels des Fluids in die Sicherungsstellung bewegt, sodass beispielsweise beim Starten des Antriebsaggregats die Sicherungseinrichtung 16 gespannt wird.
Beispielsweise wird das zweite Betätigungselement 18 dann und nur dann in die Sicherungsstellung bewegt, wenn das Fluid den ersten Druck aufweist beziehungsweise wenn der Druck des Fluids dem ersten Druck entspricht oder größer als der erste Druck ist. Daraufhin wird beispielsweise der Druck des Fluids auf einen von Null unterschiedlichen zweiten Druck abgesenkt. Der zweite Druck ist beispielsweise ein Mindestdruck, welcher geringer als der von Null unterschiedliche erste Druck sowie von Null unterschiedlich ist. Durch diese Reduzierung des Drucks des Fluids von dem ersten Druck auf den zweiten Druck wird das Betätigungselement 8 mittels der Tellerfeder 7 aus der Betätigungsstellung in die Ausgangsstellung bewegt, wodurch die Kopplungseinrichtung 1 geschlossen wird. Trotz der Reduzierung des Drucks des Fluids von dem ersten Druck auf den zweiten Druck unterbleibt jedoch eine Bewegung des Betätigungselements 18 aus der Sicherungsstellung, da das Betätigungselement 18 mittels des Sicherungselements 17 in der Sicherungsstellung gehalten wird. Das Betätigungselement 18 wird dann und beispielsweise nur dann mittels des Sicherungselements 17 in der Sicherungsstellung gehalten, wenn der Druck des Fluids zumindest dem zweiten Druck beziehungsweise dem Mindestdruck entspricht oder größer als der Mindestdruck ist. Kommt es jedoch beispielsweise zu einem Fehler oder einem Ausfall der Vorrichtung zum Bereitstellen des Fluids, sodass es zu dem zuvor genannten Druckabfall kommt, in dessen Rahmen der Druck des Fluids unter den zweiten Druck sinkt, so lässt das Fluid beziehungsweise dessen Druck zu, dass das Sicherungselement 17 die Bewegung des Betätigungselements 18 aus der Sicherungsstellung freigibt, sodass sich das Betätigungselement 18 aus der Sicherungsstellung bewegt beziehungsweise aus der Sicherungsstellung bewegt wird. In der Folge bewirkt das Betätigungselement 18 die Bewegung des Betätigungselements 8 aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung, wodurch die Kopplungseinrichtung 1 geöffnet wird. Die Kopplungseinrichtung 1 kann somit als Normaly-Closed-Kopplungseinrichtung ausgestaltet beziehungsweise betrieben werden, wobei gleichzeitig eine besonders vorteilhafte Funktionssicherheit einer Normaly-Open-Kopplungseinrichtung realisiert werden kann.
Aus 1 ist erkennbar, dass das Betätigungselement 18 unter Vermittlung des Kolbens 19 in die Sicherungsstellung bewegt wird beziehungsweise das Betätigungselement 8 aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt. Wird das Fluid über den Zuführkanal 12 in den Zylinder 9 eingeleitet, so wird dadurch der Kolben 19 insbesondere direkt mit dem Fluid beaufschlagt. In der Folge wird das Betätigungselement 18 über den Kolben 19 mittels des Fluids in die Sicherungsstellung bewegt, wenn das Fluid zumindest den ersten Druck aufweist.
1 zeigt die Kopplungseinrichtung 1 beispielsweise in einem Zustand, in welchem sich das Betätigungselement 8 in der Betätigungsstellung befindet. Ferner ist aus 1 erkennbar, dass das Betätigungselement 8 unter Vermittlung des Kolbens 19 mittels des Betätigungselements 18 aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegbar ist beziehungsweise bewegt wird. Ferner ist aus 1 erkennbar, dass das Betätigungselement 18 zumindest in der Sicherungsstellung von dem Betätigungselement 8 beabstandet ist und infolge seiner Bewegung aus der Sicherungsstellung auf das Betätigungselement 8 zu bewegt wird.
In der Sicherungsstellung greift das Sicherungselement 17 teilweise in das Gehäuse 10, insbesondere in eine durch das Gehäuse 10 gebildete Aufnahme 20, ein. Ferner ist das Sicherungselement 17 an dem Betätigungselement 18 abgestützt, wodurch das Betätigungselement 18 formschlüssig in der Sicherungsstellung gesichert werden kann.
Darüber hinaus umfasst die Kopplungseinrichtung 1 eine als zweite Tellerfeder 21 ausgebildete zweite Federeinrichtung, welche zumindest in der Sicherungsstellung gespannt ist und dadurch eine Federkraft bereitstellt, welche zumindest mittelbar, insbesondere direkt, auf das zweite Betätigungselement 18 wirkt. Die Tellerfeder 21 ist dabei zumindest in der Sicherungsstellung zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Gehäuse 10 und an dem Betätigungselement 18 abgestützt. Mittels der von der Tellerfeder 21 bereitgestellten und zumindest mittelbar, insbesondere direkt, auf das Betätigungselement 18 wirkenden Federkraft ist das zweite Betätigungselement 18 aus der Sicherungsstellung bewegbar, wodurch die Bewegung des Betätigungselements 8 aus dessen Ausgangsstellung in dessen Betätigungsstellung bewirkbar ist beziehungsweise bewirkt wird.
Aus 1 ist erkennbar, dass das Betätigungselement 8 entlang einer ersten Bewegungsrichtung zwischen der Ausgangsstellung und der Betätigungsstellung translatorisch bewegbar ist. Entlang der ersten Bewegungsrichtung ist auch das Betätigungselement 18 translatorisch in dem Zylinder 9 bewegbar. Dabei weist das Betätigungselement 18 eine schräg zur ersten Bewegungsrichtung verlaufende Abstützfläche 22 auf, an welcher das Sicherungselement 17 zumindest in der Sicherungsstellung abgestützt ist. Die Aufnahme 20 ist zumindest teilweise durch eine Wandung begrenzt, welche eine schräg zur ersten Bewegungsrichtung verlaufende zweite Abstützfläche 23 bildet. Dabei ist das in der Sicherungsstellung teilweise in der Aufnahme 20 angeordnete Sicherungselement 17 an der zweiten Abstützfläche 23 abgestützt. Durch entsprechende Auslegung der jeweiligen Abstützflächen 22 und 23, insbesondere eines Winkels, den die jeweilige Abstützfläche 22 beziehungsweise 23 mit der ersten Bewegungsrichtung einschließt, sowie durch entsprechendes Auslegen der Tellerfeder 21, insbesondere deren Federkonstante, kann realisiert werden, dass das zweite Betätigungselement 18 entgegen der von der Tellerfeder 21 bereitgestellten Federkraft mittels des an den Abstützflächen 22 und 23 abgestützten Sicherungselements 17 formschlüssig in der Sicherungsstellung dann und nur dann gehalten wird, wenn der Druck des Fluids größer oder gleich dem zweiten Druck ist.
Ferner kann durch entsprechendes Ausgestalten der Tellerfeder 21, insbesondere der Federkonstante der Tellerfeder 21, und durch entsprechendes Ausgestalten der Abstützflächen 22 und 23 realisiert werden, dass dann, wenn der Druck des Fluids unter den zweiten Druck beziehungsweise Mindestdruck fällt, das Sicherungselement 17 über das Betätigungselement 18 mittels der von der Tellerfeder 21 bereitgestellten Federkraft aus der Aufnahme 20 herausbewegt, insbesondere herausgedrückt, wird, wodurch das Sicherungselement 17 die mittels der von der Tellerfeder 21 bereitgestellten Federkraft bewirkte Bewegung des Betätigungselements 18 aus der Sicherungsstellung freigibt, sodass in der Folge das Betätigungselement 18 mittels der von der Tellerfeder 21 bereitgestellten Federkraft aus der Sicherungsstellung bewegt und somit die Bewegung des Betätigungselements 8 aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewirkt wird. Insgesamt ist erkennbar, dass das erste Betätigungselement 8 bei dem beschrieben Druckabfall mittels der von der Tellerfeder 21 bereitgestellten Federkraft aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt wird.
In 1 ist durch einen Pfeil 47 ein Kraftfluss veranschaulicht, mittels welchem die Tellerfeder 7 bei dem genannten Druckabfall des Fluids aus der Schließstellung in die Offenstellung bewegt wird. Das Öffnen der Kopplungseinrichtung 1 erfolgt somit mittels der von der Tellerfeder 21 bereitgestellten Federkraft dann, wenn der Druck des Fluids unter den Mindestdruck abfällt. Dabei wirkt die von der Tellerfeder 21 bereitgestellte Federkraft von der Tellerfeder 21 auf das Betätigungselement 18, von diesem auf das Sicherungselement 17, von diesem auf den Kolben 19, von diesem auf das Betätigungselement 8 und von diesem über den Zapfen 13 und über die Druckplatte 24 auf die Tellerfeder 7.
Wird beispielsweise nach einem solchen Druckabfall die Vorrichtung zum Bereitstellen des Fluids gewartet beziehungsweise repariert, sodass die Vorrichtung wieder das Fluid mit dem ersten Druck bereitstellen kann, und wird dann das Fluid mit dem ersten Druck in den Zylinder 9 über den Zuführkanal 12 eingeleitet, so wird - wie beschrieben - das Betätigungselement 18 über das Sicherungselement 17 und den Kolben 19 in die Sicherungsstellung bewegt. Hierdurch wird die Tellerfeder 21 gespannt, und das Sicherungselement 17 greift in die Aufnahme 20 ein. Mit anderen Worten rastet dann das Sicherungselement 17 in die Aufnahme 20 ein. Daraufhin kann der Druck des Fluids auf den zweiten Druck gesenkt werden, sodass dann das Sicherungselement 17 mittels des zweiten Drucks des Fluids und mittels des Sicherungselements 17 entgegen der von der Tellerfeder 21 bereitgestellten und somit mittelbar, insbesondere direkt, auf das Betätigungselement 18 wirkenden Federkraft in der Sicherungsstellung gehalten wird. Somit wird das Betätigungselement 18 vorgespannt gehalten.
Aus 1 ist außerdem erkennbar, dass entlang der ersten Bewegungsrichtung und somit in axialer Richtung des Zylinders 9 zwischen dem Betätigungselement 18 und dem Kolben 19 ein Zwischenraum 25 vorgesehen sein kann. Dabei ist die Tellerfeder 21 in einem entlang der ersten Bewegungsrichtung dem Zwischenraum 25 abgewandten Bereich 26 des Zylinders 9 angeordnet, sodass der Zwischenraum 25 auf einer ersten Seite und die Tellerfeder 21 auf einer der ersten Seite abgewandten zweiten Seite des Betätigungselements 18 angeordnet ist. Dabei weist das Betätigungselement 18 eine beispielsweise als Bohrung ausgebildete Durchgangsöffnung 27 auf, welche einenends in den Zwischenraum 25 und andernends in den Bereich 26 mündet. Dadurch kann ein Druckausgleich zwischen dem Zwischenraum 25 und dem Bereich 26 realisiert werden. Außerdem ist wenigstens eine Entlüftungsöffnung 28 vorgesehen, welche beispielsweise fluidisch mit dem Bereich 26 verbunden ist. Über die Entlüftungsöffnung 28 kann ein Druckausgleich an die Umgebung realisiert werden, sodass beispielsweise die Entstehung von unerwünschten Gasfedern in dem Zwischenraum 25 und/oder in dem Bereich 26 vermieden werden kann. Dadurch kann die gewünschte Bewegbarkeit des Betätigungselements 18 und des Kolbens 19 gewährleistet werden. Insbesondere ist der Druckausgleich vorteilhaft, wenn beispielsweise das Betätigungselement 18, der Kolben 19 und das Betätigungselement 8 in einem drehenden System angeordnet sind, das sich bei Betrieb des Antriebsstrangs um eine Drehachse dreht. Des Weiteren weist der der Kolben 19 eine beispielsweise als umlaufende Nut ausgebildete Aufnahme 38 aufweist, in welcher ein beispielsweise als O-Ring ausgebildetes Dichtungselement 39 aufgenommen ist. Mittels des Dichtungselements 39 ist der Kolben 19 gegen das Gehäuse 10 abgedichtet.
Ferner ist erkennbar, dass das Sicherungselement 17 mittels des beispielsweise als Kolben ausgebildeten Betätigungselements 18 blockiert, das heißt in der Stellung gehalten wird, indem der das Betätigungselement 18 durch den zweiten Druck (Mindestdruck) in der Sicherungsstellung gehalten und somit gegen das Sicherungselement 17 gedrückt wird. Sinkt der Druck unter den Mindestdruck, gibt das Betätigungselement 18 den Weg für das Sicherungselement 17 frei, und das Sicherungselement 17 rutscht dann aufgrund der konstruktiven Gestaltung aus der Aufnahme 20 heraus. Dabei ist beispielsweise der Winkle der Abstützfläche 22 zur Abstützfläche 23 größer als 0 Grad beziehungsweise von 0 Grad unterschiedlich.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Kopplungseinrichtung 1. Hierbei ist beispielsweise ein Drucklager 29 vorgesehen, welches den Zapfen 13 und eine Betätigungsstange 30 sowie wenigstens eine Kugel 31 umfasst, über welche die Betätigungsstange 30 an dem Zapfen 13 und somit an dem Betätigungselement 8 abstützbar beziehungsweise abgestützt ist. Über die Kugel 31 und die Betätigungsstange 30 kann das Betätigungselement 18 auf die beschriebene Weise auf die Druckplatte 24 wirken, um dadurch die Tellerfeder 7 beziehungsweise die Kopplungseinrichtung 1 aus der Schließstellung in die Offenstellung zu bewegen.
Ferner ist bei der zweiten Ausführungsform ein entlang der ersten Bewegungsrichtung bewegbares und translatorisch bewegbar in dem Zylinder 9 aufgenommenes Bewegungselement 32 vorgesehen, wobei beispielsweise entlang der ersten Bewegungsrichtung zwischen dem Bewegungselement 32 und dem Betätigungselement 8 ein Federelement 33 angeordnet ist. Wird - wie auch in 2 durch den Pfeil 11 veranschaulicht ist - das Fluid über den Zuführkanal 12 in den Zylinder 9 und dabei zwischen das Betätigungselement 8 und das Betätigungselement 18 eingeleitet, und weist dabei das Fluid zumindest den ersten Druck auf, so wird - wie beschrieben - das zweite Betätigungselement 18, welches sich beispielsweise zunächst nicht in der Sicherungsstellung befindet, in die Sicherungsstellung bewegt. Ferner wird das Betätigungselement 8 unter Vermittlung des Bewegungselements 32 mittels des Fluids aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt. Bei der in 2 veranschaulichten zweiten Ausführungsform wirkt das Fluid direkt auf das Betätigungselement 18 und auf das Bewegungselement 32 und über das Bewegungselement 32 auf das erste Betätigungselement 8.
Bei der zweiten Ausführungsform wird somit das Betätigungselement 8 mittelbar mit dem Fluid beaufschlagt, wobei mittels des Fluids eine Kraft bewirkt wird, welche über das Bewegungselement 32 auf das Betätigungselement 8 wirkt und genutzt wird, um das Betätigungselement 8 aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung zu bewegen. Bei der zweiten Ausführungsform weist das Bewegungselement 32 eine beispielsweise als umlaufende Nut ausgebildete Aufnahme 34 auf, in welcher ein beispielsweise als O-Ring ausgebildetes Dichtungselement 35 aufgenommen ist. Mittels des Dichtungselements 35 ist das Bewegungselement 32 gegen das Gehäuse 10 abgedichtet. Ferner weist das Betätigungselement 18 eine beispielsweise als umlaufende Nut ausgebildete Aufnahme 36 auf, in welcher ein beispielsweise als O-Ring ausgebildetes Dichtungselement 37 angeordnet ist. Mittels des Dichtungselements 37 ist das Betätigungselement 18 gegen das Gehäuse 10 abgedichtet.
Bei der in 2 veranschaulichten zweiten Ausführungsform ist das Sicherungselement 17 beispielsweise als Riegel ausgebildet. Dabei ist das Sicherungselement 17 entlang einer senkrecht zur ersten Bewegungsrichtung verlaufenden zweiten Bewegungsrichtung relativ zu dem Gehäuse 10 und insbesondere relativ zu dem Betätigungselement 18 und relativ zu dem Bewegungselement 32, insbesondere translatorisch, bewegbar. Das Bewegungselement 32 ist dabei entlang der ersten Bewegungsrichtung in dem Zylinder 9 bewegbar. Das Bewegungselement 32 weist eine schräg zu den Bewegungsrichtungen verlaufende Fläche 40 auf. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist das Sicherungselement 17 entlang der zweiten Bewegungsrichtung aus einer in 2 gezeigten, das zweite Betätigungselement 18 in der Sicherungsstellung sichernden Sperrstellung in eine die Bewegung des zweiten Betätigungselements 18 aus der Sicherungsstellung freigebende Freigabestellung bewegbar.
Entlang der ersten Bewegungsrichtung ist zwischen dem Bewegungselement 32 und dem Betätigungselement 8 ein Federelement 33 angeordnet, welches an dem Bewegungselement 32 und an dem Betätigungselement 8 abstützbar oder abgestützt ist. Wird das den ersten Druck aufweisende Fluid in den Zylinder 9 zwischen das Bewegungselement 32 und das Betätigungselement 18 eingeleitet, so wird das Betätigungselement 18 in die Sicherungsstellung bewegt, und das Bewegungselement 32 wird in Stützanlage mit dem Betätigungselement 8 bewegt beziehungsweise gehalten, wobei das Betätigungselement 8 über das Bewegungselement 32 mittels des Fluids aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt wird. Dabei ist das Federelement 33 gespannt, sodass es eine Federkraft bereitstellt.
Wird dann der Druck des Fluids gesenkt, sodass das Fluid den zweiten Druck aufweist, so wird das Betätigungselement 18 mittels des Sicherungselements 17 und mittels des Fluids in der Sicherungsstellung gehalten. Ferner wird mittels des den zweiten Druck aufweisenden Fluids das Bewegungselement 32 in Stützanlage mit dem Betätigungselement 8 gehalten beziehungsweise mittels des zweiten Drucks wird verhindert, dass die von dem Federelement 33 bereitgestellte Federkraft eine derartige Bewegung des Bewegungselements 32 bewirkt, dass das Sicherungselement 17 mittels des Bewegungselements 32 aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewegt wird.
Fällt dann jedoch der Druck des Fluids beispielsweise unter den zweiten Druck, so kann sich das Federelement 33 zumindest teilweise derart entspannen, dass das Bewegungselement 32 mittels der von dem Federelement 33 bereitgestellten Federkraft in Richtung des Betätigungselements 18 bewegt wird. Dabei weist das Betätigungselement 18 eine Aufnahme 41 auf, in welcher eine die Fläche 40 bildende Nase 42 des Bewegungselements 32 aufnehmbar ist.
Bei Abfall des Drucks des Fluids unter den Mindestdruck beziehungsweise unter den zweiten Druck wird das Bewegungselement 32 mittels der von dem Federelement 33 bereitgestellten Federkraft derart in Richtung des Betätigungselements 18 bewegt, dass die Nase 42 zumindest teilweise in die korrespondierende Aufnahme 41 hineinbewegt wird. Dabei gleitet das Sicherungselement 17 an der schräg zur ersten Bewegungsrichtung und schräg zur zweiten Bewegungsrichtung des Sicherungselements 17 verlaufenden Fläche 40 ab, wodurch das Sicherungselement 17 aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewegt wird. Daraufhin kann sich die Tellerfeder 21 entspannen, wodurch mittels der von der Tellerfeder 21 bereitgestellten Federkraft das Betätigungselement 8 über das Bewegungselement 32 und das Betätigungselement 18 aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt wird. Dadurch wird die Kopplungseinrichtung 1 geöffnet.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Kopplungseinrichtung 1. Bei der dritten Ausführungsform wirkt das über den Zuführkanal 12 in den Zylinder 9 eingeleitete Fluid jeweils direkt auf das erste Betätigungselement 8 und das zweite Betätigungselement 18. Dabei ist zwischen den Betätigungselementen 8 und 18 ein Federelement 43 angeordnet, mittels welchem beispielsweise das Drucklager 29 vorgespannt gehalten werden kann.
Auch bei der dritten Ausführungsform ist ein Federelement 33 vorgesehen, mittels welchem das Sicherungselement 17 aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewegbar ist. Mit dem Zuführkanal 12 ist fluidisch ein weiterer Zuführkanal 44 verbunden, über welchen ein Kolben 45 mit dem Fluid beaufschlagbar ist. Durch Beaufschlagen des Kolbens 45 mit dem den ersten oder zweiten Druck aufweisenden Fluid - wie in 3 durch einen Pfeil 46 veranschaulicht ist - wird das Sicherungselement 17 aus der Freigabestellung in die Sperrstellung bewegt und in der Sperrstellung gehalten, wodurch das Federelement 33 gespannt und gespannt gehalten wird. Fällt der Druck des Fluids unter den zweiten Druck, so kann sich das Federelement 33 zumindest teilweise entspannen, wodurch mittels der von dem Federelement 33 bereitgestellten Federkraft das Sicherungselement 17 aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewegt wird.
Dann kann beispielsweise das Betätigungselement 8 über das Federelement 43 und das zweite Betätigungselement 18 mittels der von der Tellerfeder 21 bereitgestellten Federkraft in die Betätigungsstellung bewegt werden. Schließlich zeigt 4 eine vierte Ausführungsform, welche auf der der zweiten Ausführungsform aufbaut.
Insgesamt ist aus den Fig. erkennbar, dass die Kopplungseinrichtung 1 in drucklosem Zustand geöffnet ist, wobei der nur sehr geringe zweite Druck erforderlich ist, um ein Öffnen der Kopplungseinrichtung 1 zu vermeiden beziehungsweise die Kopplungseinrichtung 1 geschlossen zu halten. Dadurch können hydraulische Verluste besonders gering gehalten werden, sodass ein besonders effektiver Betrieb realisierbar ist. Erst wenn der Druck des Fluids unter den zweiten Druck beziehungsweise unter den Mindestdruck fällt, wird die Sicherheitseinrichtung 16 ausgelöst, sodass das Sicherungselement 17 die die Bewegung des Betätigungselements 8 aus der Ausgangsstellung in die Bedienstellung bewirkende Bewegung des zweiten Betätigungselements 18 aus der Sicherungsstellung freigibt. Die Kopplungseinrichtung 1 ist somit in einem betriebsbereiten beziehungsweise funktionsfähigen Zustand, in welchem der Mindestdruck des Fluids bereitstellbar ist, als Normaly-Closed-Kopplungseinrichtung ausgebildet. Bei Druckabfall jedoch verhält sich die Kopplungseinrichtung 1 wie eine Normaly-Open-Kopplungseinrichtung. Der Mindestdruck beziehungsweise der zweite Druck liegt dabei deutlich unterhalb des ersten Drucks, welcher ein Betätigungsdruck zum Öffnen der Kopplungseinrichtung 1 ist. Der Mindestdruck kann hierbei gegebenenfalls genutzt werden, um beispielsweise das Drucklager 29 vorzuspannen. Bei herkömmlichen Kopplungseinrichtungen ist zum Vorspannen des Drucklagers 29 eine Feder erforderlich, welche gegebenenfalls entfallen kann. Dadurch können die Teileanzahl, die Kosten und das Gewicht der Kopplungseinrichtung 1 besonders gering gehalten werden.
Bezugszeichenliste

1: Kopplungseinrichtung
2: Außenlamellen
3: Innenlamellen
4: Lamellenträger
5: Sicherungsring
6: Lamellenträger
7: Tellerfeder
8: erstes Betätigungselement
9: Zylinder
10: Gehäuse
11: Pfeil
12: Zuführkanal
13: Zapfen
14: Aufnahme
15: Dichtungselement
16: Sicherungseinrichtung
17: Sicherungselement
18: zweites Betätigungselement
19: Kolben
20: Aufnahme
21: Tellerfeder
22: Abstützfläche
23: Abstützfläche
24: Druckplatte
25: Zwischenraum
26: Bereich
27: Durchgangsöffnung
28: Entlüftungsöffnung
29: Drucklager
30: Betätigungsstange
31: Kugel
32: Bewegungselement
33: Federelement
34: Aufnahme
35: Dichtungselement
36: Aufnahme
37: Dichtungselement
38: Aufnahme
39: Dichtungselement
40: Fläche
41: Aufnahme
42: Nase
43: Federelement
44: Zuführkanal
45: Kolben
46: Pfeil
47: Pfeil

Claims

Kopplungseinrichtung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem ersten Kopplungselement (2), mit wenigstens einem zweiten Kopplungselement (3), mit wenigstens einer Federeinrichtung (7), welche zwischen wenigstens einer Offenstellung und wenigstens einer Schließstellung, in der die Federeinrichtung (7) das erste Kopplungselement (2) stärker als in der Offenstellung gegen das zweite Kopplungselement (3) presst, verstellbar ist, und mit wenigstens einem Betätigungselement (8), welches mittels eines Fluids aus einer Ausgangsstellung in eine Betätigungsstellung bewegbar ist, wodurch die Federeinrichtung (7) aus der Schließstellung in die Offenstellung verstellbar ist, gekennzeichnet durch: - wenigstens ein Sicherungselement (17); und - wenigstens ein relativ zu dem Betätigungselement (8) bewegbares zweites Betätigungselement (18), welches mittels des Fluids in eine Sicherungsstellung bewegbar ist, in welcher das zweite Betätigungselement (18) mittels des Sicherungselements (17) formschlüssig gegen eine die Bewegung des ersten Betätigungselements (8) aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewirkende Bewegung zu sichern ist, wobei das Sicherungselement (17) bei einem Druckabfall des Fluids eine Bewegung des zweiten Betätigungselements (18) aus der Sicherungsstellung freigibt, wodurch sich das zweite Betätigungselement (18) aus der Sicherungsstellung bewegt und dadurch die Bewegung des ersten Betätigungselements (8) aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewirkt.
Kopplungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Sicherungsstellung von dem ersten Betätigungselement (8) beabstandete zweite Betätigungselement (18) infolge seiner Bewegung aus der Sicherungsstellung in zumindest mittelbar Stützanlage mit dem ersten Betätigungselement (8) kommt und dann das erste Betätigungselement (8) aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung bewegt.
Kopplungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (17) beim formschlüssigen Sichern des zweiten Betätigungselements (18) teilweise in ein Gehäuse (10) eingreift, in welchem zumindest das zweite Betätigungselement (18) bewegbar aufgenommen ist.
Kopplungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Federeinrichtung (21) vorgesehen ist, welche zumindest in der Sicherungsstellung gespannt ist und dadurch eine Federkraft bereitstellt, mittels welcher das zweite Betätigungselement (18) aus der Sicherungsstellung bewegbar und die Bewegung des ersten Betätigungselements (8) aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung über das zweite Betätigungselement (18) bewirkbar ist.
Kopplungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (17) bei dem Druckabfall aus einer das zweite Betätigungselement (18) sichernden Sperrstellung in eine die Bewegung des zweiten Betätigungselements aus der Sicherungsstellung freigebende Freigabestellung in eine Bewegungsrichtung bewegbar ist.
Kopplungseinrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Federelement (33) vorgesehen ist, mittels welchem das Sicherungselement (17) aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewegbar ist.
Kopplungseinrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein in eine senkrecht zur Bewegungsrichtung verlaufende zweite Bewegungsrichtung bewegbares Bewegungselement (32) vorgesehen ist, mittels welchem unter Bewegen des Bewegungselements (32) in die zweite Bewegungsrichtung das Sicherungselement (17) aus der Sperrstellung in die Freigabestellung bewegbar ist, wobei das Bewegungselement (32) eine schräg zu den Bewegungsrichtungen verlaufende Fläche (40) aufweist, entlang welcher das Sicherungselement (17) beim Bewegen des Bewegungselements (32) abgleitet, wodurch das Sicherungselement (17) aus der Sicherungsstellung in die Freigabestellung bewegbar ist.
Kopplungseinrichtung (1) nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungselement (32) mittels des Federelements (33) in die zweite Bewegungsrichtung bewegbar ist.
Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Kopplungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.