DE102017002057A1 - Coupling device and drive train with such a coupling device - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung mit einer Kupplung (4), einem Beaufschlagungselement (34) zur Beaufschlagung der Kupplung (4) mit einer Schließkraft (36) zum Schließen der Kupplung (4) und einer Federeinrichtung (38) zur Erzeugung einer Federkraft (50), die unter Erzeugung der Schließkraft (36) auf das Beaufschlagungselement (34) aufbringbar oder aufgebracht ist, wobei die Federkraft (50) der Federeinrichtung (38) hydraulisch auf das Beaufschlagungselement (34) übertragbar ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang mit einer solchen Kupplungsvorrichtung. The present invention relates to a coupling device with a coupling (4), an urging element (34) for acting on the coupling (4) with a closing force (36) for closing the coupling (4) and a spring device (38) for generating a spring force (50 ) which can be applied or applied to the loading element (34) while generating the closing force (36), wherein the spring force (50) of the spring device (38) can be transferred hydraulically to the loading element (34). Moreover, the present invention relates to a drive train with such a coupling device.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für einen Antriebsstrang mit einer Kupplung, einem Beaufschlagungselement zur Beaufschlagung der Kupplung mit einer Schließkraft zum Schließen der Kupplung und einer Federeinrichtung zur Erzeugung einer Federkraft, die unter Erzeugung der Schließkraft auf das Beaufschlagungselement aufbringbar oder aufgebracht ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Kupplungsvorrichtung.The present invention relates to a coupling device for a power train with a clutch, an urging member for biasing the clutch with a closing force for closing the clutch and a spring means for generating a spring force, which is applied or applied to generate the closing force on the biasing member. Moreover, the present invention relates to a drive train for a motor vehicle with such a coupling device.
Aus dem Stand der Technik sind Kupplungsvorrichtungen mit einer Kupplung, insbesondere einer Lamellenkupplung, bekannt, wobei der Kupplung ein Beaufschlagungselement zur Beaufschlagung der Kupplung mit einer Schließkraft zum Schließen der Kupplung zugeordnet ist. Darüber hinaus ist eine Federeinrichtung zur Erzeugung einer Federkraft oder auch Rückstellkraft vorgesehen, die unter Erzeugung der über das Beaufschlagungselement auf die Kupplung wirkenden Schließkraft auf das Beaufschlagungselement aufgebracht werden kann. Mithin handelt es sich bei den bekannten Kupplungsvorrichtungen um Kupplungsvorrichtungen mit einer normalerweise aufgrund der Schließkraft geschlossenen Kupplung. Um die normalerweise geschlossene Kupplung von ihrer Schließstellung in die Öffnungsstellung zu überführen, ist dem Beaufschlagungselement in der Regel ein Betätigungselement zugeordnet, mittels dessen eine Stellkraft unter Überwindung der Schließkraft auf das Beaufschlagungselement aufgebracht werden kann, um die Kupplung in eine Öffnungsstellung zu überführen. Wird das Aufbringen der Stellkraft auf das Beaufschlagungselement beendet, so bewirkt die Federeinrichtung über ihre Federkraft und die daraus resultierende Schließkraft ein erneutes Überführen der Kupplung in deren Schließstellung. Da die Schließkraft zum Schließen der Kupplung relativ hoch sein muss, um ein sicheres Schließen der Kupplung und Halten der Kupplung in der Schließstellung zu ermöglichen, muss in der Regel auch die Federeinrichtung entsprechend groß dimensioniert bzw. steif ausgebildet sein, so dass die zusammen mit der Kupplung und dem Beaufschlagungselement in einem Kupplungsaufnahmeraum zwischen Antriebseinheit und Getriebe angeordnete Federeinrichtung einen relativ großen Bauraum erforderlich macht. Mithin sind die bekannten Kupplungsvorrichtungen in Antriebssträngen, bei denen der Kupplungsaufnahmeraum zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe relativ klein dimensioniert ist, nur mit konstruktiven Einschränkungen oder gar nicht verwendbar.Coupling devices with a clutch, in particular a multi-disc clutch, are known from the prior art, wherein the clutch is associated with a loading element for acting on the clutch with a closing force for closing the clutch. In addition, a spring device for generating a spring force or restoring force is provided, which can be applied to the biasing element while generating the closing force acting on the clutch via the biasing element. Thus, the known coupling devices are coupling devices with a normally closed due to the closing force coupling. In order to transfer the normally closed clutch from its closed position to the open position, the actuating element is usually associated with an actuating element, by means of which a force can be applied by overcoming the closing force on the biasing member to transfer the clutch in an open position. If the application of the actuating force to the loading element is ended, the spring device, via its spring force and the resulting closing force, effects a renewed transfer of the coupling into its closed position. Since the closing force for closing the clutch must be relatively high in order to allow a safe closing of the clutch and holding the clutch in the closed position, usually also the spring device must be dimensioned correspondingly large or rigid, so that together with the Coupling and the biasing element in a coupling receiving space between the drive unit and transmission arranged spring means makes a relatively large space required. Thus, the known coupling devices in drive trains, in which the coupling receiving space between the drive unit and the transmission is relatively small dimensions, only with design restrictions or not usable.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass diese bauraumoptimiert und besonders flexibel in Antriebssträngen für Kraftfahrzeuge, insbesondere in Antriebssträngen mit einem relativ kleinen Kupplungsaufnahmeraum, verwendbar ist. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang mit einer solchen vorteilhaften Kupplungsvorrichtung zu schaffen.It is therefore an object of the present invention to develop a coupling device of the generic type such that it is space-optimized and particularly flexible in drive trains for motor vehicles, especially in drive trains with a relatively small clutch receiving space, usable. In addition, the present invention has the object to provide a drive train with such an advantageous coupling device.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 11 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the features specified in the
Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung weist eine Kupplung auf. Bei der Kupplung kann es sich beispielsweise um eine Lamellenkupplung mit einem eingangsseitigen und einem ausgangsseitigen Lamellenträger handeln, zwischen denen ein Lamellenpaket aus eingangsseitigen und ausgangsseitigen Lamellen angeordnet ist. Die Kupplungsvorrichtung weist überdies ein Beaufschlagungselement zur Beaufschlagung der Kupplung mit einer Schließkraft zum Schließen der Kupplung auf, wobei das Beaufschlagungselement auch als Kraftübertragungselement bezeichnet werden könnte. Überdies ist eine Federeinrichtung vorgesehen. Die Federeinrichtung kann beispielsweise von einem oder mehreren Federelementen gebildet sein, wobei das einzelne Federelement beispielsweise von einer Tellerfeder oder Schraubenfeder gebildet sein kann. Grundsätzlich kommt hierbei jedoch jedwedes elastisch oder federnd ausgebildete Element in Frage. Die Federeinrichtung aus dem einen oder den mehreren Federelementen dient der Erzeugung einer Federkraft, die auch als Rückstellkraft der Federeinrichtung bezeichnet werden könnte. Dabei ist die Federeinrichtung derart angeordnet, dass die Federkraft unter Erzeugung der Schließkraft auf das Beaufschlagungselement aufbringbar oder aufgebracht ist. Im Verbund mit dem Beaufschlagungselement und der Federeinrichtung bildet die Kupplung mithin eine normalerweise geschlossene Kupplung aus. Die Federkraft der Federeinrichtung ist dabei hydraulisch, also beispielsweise über eine entsprechende Hydraulikeinrichtung, von der Federeinrichtung auf das Beaufschlagungselement übertragbar. Während bei herkömmlichen Kupplungsvorrichtungen mit einer normalerweise geschlossenen Kupplung die Federeinrichtung bzw. deren Federkraft zumeist unmittelbar auf das Beaufschlagungselement wirkt, so dass die Federeinrichtung zusammen mit der Kupplung und dem Beaufschlagungselement in einem Kupplungsaufnahmeraum angeordnet ist, wird die Federkraft der Federeinrichtung bei der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung hydraulisch auf das Beaufschlagungselement übertragen, wodurch die Federeinrichtung besonders flexibel innerhalb eines Antriebsstrangs, insbesondere außerhalb des Kupplungsaufnahmeraums, angeordnet werden kann, während die Federkraft der Federeinrichtung platzsparend hydraulisch auf das Beaufschlagungselement übertragbar ist. Mithin ist eine Kupplungsvorrichtung geschaffen, die eine flexible Anordnung innerhalb eines Antriebsstrangs ermöglicht und - insbesondere bei Antriebssträngen mit relativ kleinem Kupplungsaufnahmeraum zwischen Antriebseinheit und Getriebe - bauraumoptimiert ist.The coupling device according to the invention has a coupling. The coupling may be, for example, a multi-plate clutch having an input-side and an output-side plate carrier, between which a plate set of input-side and output-side plates is arranged. The coupling device further comprises an urging member for urging the clutch with a closing force for closing the clutch, wherein the urging member could also be referred to as a power transmission element. Moreover, a spring device is provided. The spring device may for example be formed by one or more spring elements, wherein the single spring element may be formed for example by a plate spring or coil spring. Basically, however, here any elastic or resiliently formed element comes into question. The spring device of the one or more spring elements is used to generate a spring force, which could also be referred to as restoring force of the spring device. In this case, the spring device is arranged such that the spring force can be applied or applied to generate the closing force on the loading element. In conjunction with the loading element and the spring device, the clutch thus forms a normally closed clutch. The spring force of the spring device is hydraulically, so for example via a corresponding hydraulic device, transferable from the spring device to the biasing element. While in conventional coupling devices with a normally closed clutch, the spring device or its spring force acts mostly directly on the biasing member, so that the spring means is arranged together with the clutch and the urging member in a coupling receiving space, the spring force of the spring means in the coupling device according to the invention hydraulically transmit the biasing element, whereby the spring means can be arranged particularly flexible within a drive train, in particular outside the clutch receiving space, while the spring force of the spring means save space hydraulically transferable to the loading element. Thus, a coupling device is provided which allows a flexible arrangement within a drive train and - especially in drive trains with relatively small clutch receiving space between the drive unit and transmission - space is optimized.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist die Federkraft auf einen verschiebbaren ersten Kolben unter Erhöhung eines Hydraulikdrucks in einer dem ersten Kolben zugeordneten ersten Kammer aufbringbar oder aufgebracht, wobei die erste Kammer mit einer zweiten Kammer in Strömungsverbindung steht, die einem verschiebbaren zweiten Kolben zugeordnet ist, der mit dem Beaufschlagungselement zusammenwirkt. Mithin wird bei dieser Ausführungsform die Federkraft hydraulisch über das Hydraulikmedium in der ersten Kammer, der Strömungsverbindung und der zweiten Kammer auf den zweiten Kolben übertragen, was zu dessen Verschiebung und mithin zu einem Aufbringen der Federkraft auf das Beaufschlagungselement führt, das seinerseits die Schließkraft auf die Kupplung aufbringt, wobei die Schließkraft dabei der Federkraft entsprechen könnte. Sinngemäß fungiert das Hydraulikmedium als Kraftübertragungselement oder -medium.In an advantageous embodiment of the coupling device according to the invention, the spring force can be applied or applied to a displaceable first piston by increasing a hydraulic pressure in a first chamber associated with the first piston, the first chamber being in flow communication with a second chamber associated with a displaceable second piston that interacts with the urging element. Thus, in this embodiment, the spring force is transmitted hydraulically via the hydraulic medium in the first chamber, the flow connection and the second chamber to the second piston, which leads to its displacement and thus to applying the spring force to the biasing element, which in turn the closing force on the Clutch applies, whereby the closing force could correspond to the spring force. Analogously, the hydraulic medium acts as a force transmission element or medium.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist die erste Kammer über mindestens eine langgestreckte Leitung oder Hydraulikleitung mit der zweiten Kammer verbunden, um die zuvor erwähnte Strömungsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Kammer herzustellen. Die langgestreckte Leitung kann sich dabei zumindest in bestimmten Abschnitten vorzugsweise in einer Gehäusewand, gegebenenfalls einer Getriebegehäusewand, einer Kupplungsgehäusewand oder einer Antriebsgehäusewand, erstrecken. Alternativ oder ergänzend kann sich die langgestreckte Leitung auch zumindest abschnittsweise innerhalb einer Kupplungsnabe oder/und der Wand eines Tragrohrs für eine solche Kupplungsnabe erstrecken. Je nach Ausbildung und Anordnung der Kupplung kann ein Abschnitt der Leitung auch als Drehdurchführung ausgebildet sein. In jedem Fall ermöglicht eine langgestreckte Leitung, deren Strömungsquerschnitt vorzugsweise geringer als der Strömungsquerschnitt der ersten und zweiten Kammer ist, eine platzsparende Übertragung der Federkraft von der Federeinrichtung auf das Beaufschlagungselement.In a further advantageous embodiment of the coupling device according to the invention, the first chamber is connected to the second chamber via at least one elongate line or hydraulic line in order to produce the aforementioned flow connection between the first and the second chamber. The elongated line may preferably extend at least in certain sections in a housing wall, optionally a transmission housing wall, a clutch housing wall or a drive housing wall. Alternatively or additionally, the elongate line may also extend at least in sections within a clutch hub and / or the wall of a support tube for such a clutch hub. Depending on the design and arrangement of the coupling, a portion of the line can also be designed as a rotary feedthrough. In any case, allows an elongated conduit whose flow cross section is preferably less than the flow cross section of the first and second chambers, a space-saving transfer of the spring force of the spring means on the biasing member.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist die erste Kammer oder/und die zweite Kammer feststehend ausgebildet. Ist die erste oder/und zweite Kammer feststehend ausgebildet, so rotiert diese beispielsweise nicht mit anderen Bestandteilen der Kupplungsvorrichtung um eine Drehachse, so dass keine Fliehkräfte auf das Hydraulikmedium innerhalb der ersten oder/und zweiten Kammer wirken, die Maßnahmen für einen sogenannten Fliehölausgleich erforderlich machen würden. Mithin ist der Aufbau der Kupplungsvorrichtung hierdurch vereinfacht. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn die erste oder/und zweite Kammer jeweils innerhalb eines feststehenden Gehäuses ausgebildet ist, das die erste oder/und zweite Kammer jeweils begrenzt.In a particularly advantageous embodiment of the coupling device according to the invention, the first chamber and / or the second chamber is fixed. If the first or / and second chamber is designed to be stationary, it does not rotate with other components of the coupling device about an axis of rotation, so that no centrifugal forces act on the hydraulic medium within the first and / or second chamber, which necessitate measures for a so-called centrifugal oil compensation would. Thus, the structure of the coupling device is thereby simplified. In this embodiment, it is preferred that the first and / or second chamber is each formed within a fixed housing which bounds the first and / or second chamber, respectively.
Grundsätzlich können die erste oder/und zweite Kammer als einfache zylindrische Kammern ausgebildet sein. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist die erste Kammer jedoch als Ringkammer ausgebildet, um das später näher beschriebene Zusammenspiel mit einem Betätigungselement zu vereinfachen. Alternativ oder ergänzend ist die zweite Kammer als Ringkammer ausgebildet, um diese besonders einfach und platzsparend in der Nähe des Beaufschlagungselements zur Beaufschlagung der Kupplung anordnen und die Federkraft gleichmäßig auf das Beaufschlagungselement aufbringen zu können. Zumindest im Fall der als Ringkammer ausgebildeten zweiten Kammer ist auch der der zweiten Kammer zugeordnete zweite Kolben vorzugsweise als Ringkolben ausgebildet. Die Ausbildung des ersten Kolbens als Ringkolben, der der als Ringkammer ausgebildeten ersten Kammer zugeordnet ist, ist nicht zwingend erforderlich, jedoch vorteilhaft.In principle, the first and / or second chamber may be formed as simple cylindrical chambers. In a further advantageous embodiment of the coupling device according to the invention, however, the first chamber is designed as an annular chamber in order to simplify the interaction with an actuating element described in more detail below. Alternatively or additionally, the second chamber is designed as an annular chamber to arrange this particularly simple and space-saving in the vicinity of the biasing element for acting on the clutch and to be able to apply the spring force uniformly on the biasing element. At least in the case of the second chamber designed as an annular chamber and the second piston associated with the second chamber is preferably designed as an annular piston. The formation of the first piston as an annular piston, which is associated with the first chamber designed as an annular chamber, is not absolutely necessary, but advantageous.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist der zweite Kolben getrennt von dem Beaufschlagungselement ausgebildet. Hierdurch ist die Fertigung vereinfacht. Überdies kann durch die getrennte Ausbildung von zweitem Kolben und Beaufschlagungselement eine Drehmitnahmeentkopplung zwischen dem zweiten Kolben und dem Beaufschlagungselement erreicht werden, wie dies bei dieser Ausführungsform weiterhin bevorzugt ist. Dank der Drehmitnahmeentkopplung, die beispielsweise über ein Gleit- oder Wälzlager erfolgen kann, kann auch der zweite Kolben im Hinblick auf die Umfangsrichtungen bzw. Drehrichtungen der Kupplung feststehend ausgebildet sein, was zusätzlich zu einem feststehenden, die zweite Kammer begrenzenden Gehäuse zu einer einfachen und sicheren Abdichtung der zweiten Kammer sowie einer Eliminierung des eines Fliehkrafteinflusses auf das Hydraulikmedium in der zweiten Kammer führt.In a preferred embodiment of the coupling device according to the invention, the second piston is formed separately from the loading element. As a result, the production is simplified. Moreover, by the separate formation of the second piston and the loading element, a rotational drive decoupling between the second piston and the loading element can be achieved, as is furthermore preferred in this embodiment. Thanks to the rotational drive decoupling, which can be done for example via a sliding or roller bearing, and the second piston with respect to the circumferential directions or directions of rotation of the clutch may be formed fixed, which in addition to a fixed, the second chamber limiting housing to a simple and safe Sealing of the second chamber and an elimination of a centrifugal force influence on the hydraulic medium in the second chamber leads.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung, die eine Alternative zu der vorangehend geschilderten Ausführungsform darstellt, ist der zweite Kolben einstückig mit dem Beaufschlagungselement ausgebildet oder an diesem befestigt, so dass der zweite Kolben und das Beaufschlagungselement miteinander in Drehmitnahmeverbindung stehen. Diese Ausführungsform ist insbesondere bei einer mitdrehenden, also nicht feststehenden, zweiten Kammer von Vorteil.In a further advantageous embodiment of the coupling device according to the invention, which represents an alternative to the above-described embodiment, the second piston is formed integrally with the biasing member or fixed thereto, so that the second Piston and the biasing element are in rotational driving connection with each other. This embodiment is particularly advantageous in a co-rotating, so not fixed, second chamber.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist der erste Kolben von einer ersten Stellung, in der die Kupplung geschlossen ist, entgegen der Federkraft der Federeinrichtung in eine zweite Stellung verschiebbar, in der die Kupplung geöffnet ist. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein entsprechendes Betätigungselement zum Aufbringen einer Stellkraft auf den ersten Kolben oder die Federeinrichtung vorgesehen sein.In a further preferred embodiment of the coupling device according to the invention, the first piston is displaceable from a first position, in which the clutch is closed, counter to the spring force of the spring device into a second position, in which the clutch is open. For this purpose, for example, a corresponding actuating element for applying a force to the first piston or the spring device may be provided.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist der erste Kolben von der zuvor erwähnten zweiten Stellung entgegen der Federkraft der Federeinrichtung in eine dritte Stellung verschiebbar, in der die erste Kammer mit einem Hydraulikmediumreservoir in Strömungsverbindung steht. Dies hat den Vorteil, dass etwaige Leckageverluste im Bereich der ersten Kammer, der Strömungsverbindung zwischen erster und zweiter Kammer und der zweiten Kammer durch Überführen des ersten Kolbens in die beschriebene dritte Stellung ausgeglichen werden können, indem die erste Kammer mit dem Hydraulikmediumreservoir in der dritten Stellung in Strömungsverbindung steht. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die zweite und dritte Stellung des ersten Kolbens derart gewählt sind, dass in der zweiten Stellung die Kupplung nicht nur geöffnet, sondern auch ein etwaiger Überdruck in der ersten Kammer im Wesentlichen oder gänzlich abgebaut ist, ehe der erste Kolben unter Erzielung der Strömungsverbindung mit dem Hydraulikmediumreservoir in die dritte Stellung gelangt, um einen etwaig vorhandenen Leckageverlust besonders einfach durch das Einströmen von Hydraulikmedium aus dem Hydraulikmediumreservoir in die erste Kammer zu erzielen. Ein Restdruck aufgrund der später näher beschriebenen zweiten Federeinrichtung ist hingegen hinnehmbar, wobei diesem vorzugsweise durch einen Anschlag für das Beaufschlagungselement entgegengewirkt werden kann.In a particularly preferred embodiment of the coupling device according to the invention, the first piston is displaceable from the aforementioned second position against the spring force of the spring device into a third position, in which the first chamber is in flow communication with a hydraulic medium reservoir. This has the advantage that any leakage losses in the region of the first chamber, the flow connection between the first and second chambers and the second chamber can be compensated by transferring the first piston to the third position described by the first chamber with the hydraulic medium reservoir in the third position is in flow communication. It is advantageous if the second and third positions of the first piston are selected such that in the second position, the clutch is not only opened, but also any overpressure in the first chamber is substantially or completely degraded, before the first piston achieved in achieving the flow connection with the hydraulic medium reservoir in the third position, in order to achieve any loss of leakage existing particularly easily by the flow of hydraulic medium from the hydraulic medium reservoir into the first chamber. A residual pressure due to the second spring device described in more detail later is, however, acceptable, this can preferably be counteracted by a stop for the biasing element.
Um die normalerweise durch die Federeinrichtung geschlossene Kupplung öffnen zu können, ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ein Betätigungselement zum Aufbringen einer Stellkraft unter Überwindung der Federkraft der Federeinrichtung vorgesehen. Das Betätigungselement kann hierbei auf jedwede Weise angetrieben werden, um die genannte Stellkraft aufzubringen. So kann es sich bei dem Betätigungselement beispielsweise um ein elektrisch oder hydraulisch angetriebenes Betätigungselement handeln.In order to be able to open the clutch, which is normally closed by the spring device, in a further preferred embodiment of the coupling device according to the invention, an actuating element is provided for applying a control force by overcoming the spring force of the spring device. The actuator can in this case be driven in any way to apply said force. For example, the actuating element may be an electrically or hydraulically driven actuating element.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung wirkt das Betätigungselement zum Aufbringen der Stellkraft unter Umgehung des Beaufschlagungselements mit dem ersten Kolben oder der Federeinrichtung zusammen. Hierbei ist es bevorzugt, wenn das Betätigungselement auch unter Umgehung des zweiten Kolbens oder/und des Hydraulikmediums in der ersten oder zweiten Kammer mit dem ersten Kolben oder der Federeinrichtung zusammenwirkt. In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn das Beaufschlagungselement unmittelbar mit dem ersten Kolben oder der Federeinrichtung zusammenwirkt. Diese Ausführungsform sowie deren Ausführungsvarianten haben den Vorteil, dass auch das Betätigungselement zum Aufbringen der Stellkraft nicht in der Nähe der Kupplung, des Beaufschlagungselements oder des zweiten Kolbens angeordnet werden muss und insbesondere auch außerhalb eines - je nach Auslegung des Antriebsstrangs - relativ kleinen Kupplungsaufnahmeraums platziert werden kann. Mithin bewirkt diese Ausführungsform eine weitere Bauraumoptimierung der Kupplungsvorrichtung und erlaubt insbesondere eine flexible Anordnung eines gegebenenfalls bauraumintensiven Betätigungselements. Auch erlaubt diese Ausführungsform die Anordnung des ersten Kolbens und des Betätigungselements in einem gemeinsamen Betätigungsgehäuse.In a further particularly advantageous embodiment of the coupling device according to the invention, the actuating element acts to apply the actuating force, bypassing the Beaufschlagungselements with the first piston or the spring means together. In this case, it is preferable for the actuating element also to cooperate with the first piston or the spring device in bypassing the second piston and / or the hydraulic medium in the first or second chamber. In this context, it has proved to be particularly advantageous if the loading element interacts directly with the first piston or the spring device. This embodiment and its variants have the advantage that the actuating element for applying the actuating force does not have to be arranged in the vicinity of the coupling, the Beaufschlagungselements or the second piston and in particular outside of a - depending on the design of the drive train - are placed relatively small coupling receiving space can. Consequently, this embodiment causes a further space optimization of the coupling device and in particular allows a flexible arrangement of an optionally space-consuming actuator. Also, this embodiment allows the arrangement of the first piston and the actuating element in a common actuating housing.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist ein Betätigungsgehäuse vorgesehen, in dem der erste Kolben, die erste Kammer und das Betätigungselement angeordnet oder ausgebildet ist. Das Betätigungsgehäuse kann dabei als Gehäuseabschnitt eines größeres Hydraulikgehäuses ausgebildet sein, das auch der Versorgung weiterer Komponenten innerhalb eines Antriebsstrangs mit Hydraulikmedium dient. Alternativ kann das Betätigungsgehäuse separat und somit in der Art eines Moduls ausgebildet sein, das relativ einfach und flexibel an einer Komponente des Antriebsstrangs befestigt werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist es überdies nicht zwingend jedoch bevorzugt, wenn die Federeinrichtung innerhalb des Betätigungsgehäuses angeordnet ist. Wie bereits zuvor angedeutet, ist es bei dieser Ausführungsform überdies bevorzugt, wenn das Betätigungsgehäuse feststehend und somit beispielsweise nicht mitdrehend, ausgebildet ist, um einen Fliehkrafteinfluss auf das Hydraulikmedium in der ersten Kammer und gegebenenfalls auch auf die Federeinrichtung zu vermeiden.In a further particularly advantageous embodiment of the coupling device according to the invention, an actuating housing is provided, in which the first piston, the first chamber and the actuating element is arranged or formed. The actuating housing can be designed as a housing portion of a larger hydraulic housing, which also serves to supply additional components within a drive train with hydraulic medium. Alternatively, the actuator housing may be formed separately and thus in the manner of a module that may be relatively easily and flexibly attached to a component of the powertrain. Moreover, in this embodiment, it is not necessarily preferred if the spring device is arranged within the actuating housing. As already indicated above, it is also preferred in this embodiment if the actuating housing is stationary and thus not co-rotating, for example, in order to avoid a centrifugal force influence on the hydraulic medium in the first chamber and optionally also on the spring device.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Kupplungsvorrichtung ist das Betätigungselement ein hydraulisch antreibbarer Betätigungskolben. Dem als Betätigungskolben ausgebildeten Betätigungselement ist vorzugsweise eine dritte Kammer zugeordnet, die unter Erzeugung der Stellkraft mit einem Hydraulikdruck beaufschlagt werden kann. Zum Zwecke einer einfach zu fertigenden und kompakten Hydraulikeinrichtung der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist es dabei bevorzugt, wenn die dem Betätigungskolben zugeordnete dritte Kammer in dem zuvor erwähnten Betätigungsgehäuse ausgebildet ist.In a further advantageous embodiment of the coupling device, the actuating element is a hydraulically driven actuating piston. The actuator formed as an actuating piston is preferably a third chamber assigned, which can be acted upon by generating a hydraulic pressure in generating the actuating force. For the purpose of a simple to manufacture and compact hydraulic device of the coupling device according to the invention, it is preferred if the actuating piston associated with the third chamber is formed in the aforementioned actuator housing.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist die erste Kammer in Verschieberichtung des ersten Kolbens durch den ersten Kolben einerseits und durch eine Wand des Betätigungsgehäuses andererseits begrenzt. Dabei ist es bevorzugt, wenn der erste Kolben einen hervorstehenden Stützabschnitt aufweist, der sich durch eine Öffnung in der Wand erstreckt. Hierbei ist es überdies von Vorteil, wenn sich der hervorstehende Stützabschnitt des ersten Kolbens unter Abdichtung der ersten Kammer oder/und unter Führung des ersten Kolbens an der Wand oder an dem Öffnungsrand durch die Öffnung erstreckt.In a further preferred embodiment of the coupling device according to the invention, the first chamber is limited in the direction of displacement of the first piston by the first piston on the one hand and by a wall of the actuating housing on the other. It is preferred if the first piston has a protruding support portion which extends through an opening in the wall. In this case, it is also advantageous if the protruding support portion of the first piston extends under sealing of the first chamber and / or under the guidance of the first piston on the wall or at the opening edge through the opening.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist der Betätigungskolben in dessen Verschieberichtung an dem ersten Kolben abstützbar oder abgestützt, um mit dem ersten Kolben und somit mittelbar über den ersten Kolben mit der Federeinrichtung zusammenzuwirken. Alternativ oder ergänzend ist der Betätigungskolben in dessen Verschieberichtung an dem ersten Kolben geführt, um mit dem ersten Kolben oder/und der Federeinrichtung zusammenzuwirken. In beiden Fällen ist es von Vorteil, wenn der Betätigungskolben in dessen Verschieberichtung an dem zuvor erwähnten Stützabschnitt des ersten Kolbens abstützbar oder abgestützt oder/und geführt ist. Im Falle der Führung des Betätigungskolbens an dem ersten Kolben weist der Betätigungskolben vorzugsweise einen hervorstehenden Führungsabschnitt auf, der an dem ersten Kolben, gegebenenfalls dem hervorstehenden Stützabschnitt des ersten Kolbens, geführt ist. Um einen unerwünschten Gegendruck beim Verschieben des Betätigungskolbens entgegenzuwirken, ist zwischen der Wand und dem Betätigungskolben innerhalb des Betätigungsgehäuses vorzugsweise eine belüftete oder drucklose Kammer vorgesehen. Die Belüftung kann hierbei beispielsweise durch Aussparungen an dem hervorstehenden Stützabschnitt des ersten Kolbens oder/und durch Aussparungen an dem hervorstehenden Führungsabschnitt des Betätigungskolbens bewirkt sein. Wenngleich hierin von einer Belüftung die Rede ist, so schließt dies auch eine mit Öl oder Fett gefüllte belüftete oder drucklose Kammer zwischen der Wand und dem Betätigungskolben ein.According to a further preferred embodiment of the coupling device according to the invention the actuating piston is supported or supported in the direction of displacement of the first piston to cooperate with the first piston and thus indirectly via the first piston with the spring device. Alternatively or additionally, the actuating piston is guided in the displacement direction of the first piston to cooperate with the first piston and / or the spring means. In both cases, it is advantageous if the actuating piston can be supported or supported and / or guided in the displacement direction thereof on the abovementioned support section of the first piston. In the case of the guide of the actuating piston on the first piston, the actuating piston preferably has a projecting guide section which is guided on the first piston, possibly the protruding support section of the first piston. In order to counteract an undesirable back pressure during displacement of the actuating piston, a ventilated or pressureless chamber is preferably provided between the wall and the actuating piston within the actuating housing. The ventilation can be effected in this case, for example, by recesses on the protruding support portion of the first piston and / or by recesses on the protruding guide portion of the actuating piston. Although this is ventilation, this also includes a vented or pressureless chamber filled with oil or grease between the wall and the actuating piston.
Grundsätzlich kann beim Verschieben des ersten Kolbens von der ersten in die zweite Stellung und gegebenenfalls darüber hinaus in die dritte Stellung der zweite Kolben auf hydraulischem Wege nachgezogen werden, so dass die Kupplung in der zweiten Stellung des ersten Kolbens geöffnet ist. Um diese Bewegung des zweiten Kolbens jedoch zu unterstützen, ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung eine zweite Federeinrichtung zur Erzeugung einer der Schließkraft entgegengesetzten Öffnungskraft vorgesehen, die auf das Beaufschlagungselement aufbringbar oder aufgebracht ist. Insbesondere bei einem getrennt von dem zweiten Kolben ausgebildeten Beaufschlagungselement ist dies von Vorteil, um auch das Beaufschlagungselement zügig in eine zurückgestellte Position zu bewegen, zumal der erste Kolben bereits in dessen zweite Stellung verschoben wird. Hierbei kann es von Vorteil sein, wenn die zweite Federeinrichtung unmittelbar mit dem Beaufschlagungselement oder -insbesondere bei einem einstückig mit dem zweiten Kolben ausgebildeten Beaufschlagungselement - dem zweiten Kolben zusammenwirkt. So kann die zweite Federeinrichtung beispielsweise einerseits an einer Komponente der Kupplungsvorrichtung und andererseits an dem Beaufschlagungselement oder dem zweiten Kolben abgestützt sein.In principle, when the first piston is displaced from the first to the second position and optionally beyond that into the third position, the second piston can be retracted hydraulically, so that the clutch is open in the second position of the first piston. In order to support this movement of the second piston, however, in a further preferred embodiment of the coupling device according to the invention a second spring means for generating an opening force opposite the closing force is provided which can be applied or applied to the loading element. In particular, in a separate from the second piston formed Beaufschlagungselement this is advantageous to quickly move the biasing member in a reset position, especially since the first piston is already moved to its second position. It may be advantageous here if the second spring device cooperates directly with the loading element or, in particular, with an admission element formed integrally with the second piston, the second piston. For example, the second spring device can be supported, on the one hand, on a component of the coupling device and, on the other hand, on the loading element or the second piston.
Wie bereits vorangehend angedeutet, ist die Kupplung in einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung eine Lamellenkupplung.As already indicated above, the clutch in an advantageous embodiment of the coupling device according to the invention is a multi-plate clutch.
Um eine besonders platzsparende zweite Federeinrichtung im Bereich der als Lamellenkupplung ausgebildeten Kupplung vorsehen zu können, weist die zweite Federeinrichtung in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung mindestens ein Federelement zwischen den Lamellen der Lamellenkupplung, gegebenenfalls mindestens eine Wellfeder, auf. Alternativ oder ergänzend weist die zweite Federeinrichtung mindestens eine elastisch, gegebenenfalls gewellt, ausgebildete Lamelle der Lamellenkupplung auf, um eine platzsparende zweite Federeinrichtung zu schaffen.In order to be able to provide a particularly space-saving second spring device in the region of the clutch formed as a multi-plate clutch, the second spring device in a further advantageous embodiment of the coupling device according to the invention at least one spring element between the disks of the multi-plate clutch, optionally at least one corrugated spring on. Alternatively or additionally, the second spring device has at least one elastic, optionally corrugated, formed lamella of the multi-plate clutch in order to create a space-saving second spring device.
Der erfindungsgemäße Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug weist eine Kupplungsvorrichtung der vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Art auf. Der Antriebsstrang weist vorzugsweise eine Antriebseinheit, besonders bevorzugt einen Verbrennungsmotor, und ein Getriebe auf, wobei die Kupplung der Kupplungsvorrichtung zur wahlweisen Drehmomentübertragung zwischen Antriebseinheit und Getriebe zwischen der Antriebseinheit und dem Getriebe angeordnet ist.The drive train according to the invention for a motor vehicle has a coupling device of the type described above according to the invention. The drive train preferably has a drive unit, particularly preferably an internal combustion engine, and a transmission, wherein the clutch of the clutch device for selectively transmitting torque between the drive unit and transmission between the drive unit and the transmission is arranged.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs ist die Kupplung, gegebenenfalls auch das Beaufschlagungselement oder/und der zweite Kolben oder/und die zweite Kammer oder/und das Gehäuse der zweiten Kammer, in einem Kupplungsaufnahmeraum angeordnet. Der Kupplungsaufnahmeraum ist dabei vorzugsweise zwischen der zuvor erwähnten Antriebseinheit und dem zuvor erwähnten Getriebe ausgebildet. Die Federeinrichtung, gegebenenfalls auch die erste Kammer oder/und der erste Kolben oder/und das Betätigungselement oder/und das Betätigungsgehäuse, ist hingegen außerhalb des Kupplungsaufnahmeraums angeordnet. So können die zuletzt erwähnten Bestandteile der Kupplungsvorrichtung beispielsweise im Bereich des Getriebes oder im Bereich der Antriebseinheit, hier jeweils zum Beispiel in oder an dem Gehäuse der Antriebseinheit oder des Getriebes, angeordnet sein.In a preferred embodiment of the drive train according to the invention, the clutch, optionally also the biasing element and / or the second piston and / or the second chamber and / or the housing of the second chamber, arranged in a coupling receiving space. The coupling receiving space is preferably formed between the aforementioned drive unit and the aforementioned transmission. The spring device, where appropriate, the first chamber and / or the first piston and / or the actuating element and / or the actuating housing, however, is arranged outside of the coupling receiving space. Thus, the last-mentioned components of the coupling device can be arranged, for example, in the region of the transmission or in the region of the drive unit, here in each case, for example, in or on the housing of the drive unit or of the transmission.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs ist der Kupplungsaufnahmeraum durch ein feststehendes Kupplungsgehäuse begrenzt. Das Kupplungsgehäuse kann hierbei zum Beispiel von einer Getriebegehäuseglocke oder einer Antriebsgehäuseglocke gebildet sein. Alternativ kann das Kupplungsgehäuse jedoch auch als separates Gehäuseteil ausgebildet sein, das zwischen dem Getriebegehäuse und dem Antriebsgehäuse angeordnet, und gegebenenfalls an einem der beiden genannten Gehäusen befestigt ist.In a particularly preferred embodiment of the drive train according to the invention, the coupling receiving space is limited by a fixed coupling housing. The clutch housing may in this case be formed, for example, by a transmission housing bell or a drive housing bell. Alternatively, however, the clutch housing may also be formed as a separate housing part, which is arranged between the gear housing and the drive housing, and optionally attached to one of the two said housings.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Hydraulikeinrichtung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung in geschnittener Darstellung mit dem ersten Kolben in einer ersten Stellung, -
2 eine Seitenansicht einer Kupplung der ersten Ausführungsform der Kupplungsvorrichtung in geschnittener Darstellung mit einem Beaufschlagungselement und weiteren Teilen der Hydraulikeinrichtung aus1 , -
3 dieHydraulikeinrichtung aus 1 mit dem ersten Kolben in einer zweiten Stellung und -
4 dieHydraulikeinrichtung aus den 1 und3 mit dem ersten Kolben in einer dritten Stellung.
-
1 a hydraulic device of an embodiment of the coupling device according to the invention in a sectional view with the first piston in a first position, -
2 a side view of a coupling of the first embodiment of the coupling device in a sectional view with an urging member and other parts of thehydraulic device 1 . -
3 the hydraulic device off1 with the first piston in a second position and -
4 the hydraulic device from the1 and3 with the first piston in a third position.
In
Die Kupplung
Der Kupplung
Wenngleich die in
Die zuvor unter Bezugnahme auf
Die Kupplungsvorrichtung weist ein in
Dem hier als Ringkolben ausgebildeten ersten Kolben
Die erste Kammer
Zusammenfassend ist somit zunächst festzuhalten, dass die Federkraft
Um die normalerweise geschlossene Kupplung
Der Betätigungskolben
In Längsrichtung
Ehe näher auf die Funktionsweise der Kupplungsvorrichtung eingegangen werden soll, sei noch auf eine weitere Öffnung
Nachstehend werden die Funktionsweise sowie weitere Merkmale der Kupplungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 näher beschrieben.Hereinafter, the operation and other features of the coupling device with reference to Figs. 1 to 4 will be described in more detail.
In den
Soll die Kupplung
Ist die Stellkraft
Wird die Druckbeaufschlagung der dritten Kammer
Wie aus
Die Kupplungsvorrichtung ist in ihrer Gesamtheit geeignet, auch in Antriebssträngen mit einem relativ kleinen Kupplungsaufnahmeraum
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Hydraulikeinrichtunghydraulic device
- 44
- Kupplungclutch
- 66
- axiale Richtungaxial direction
- 88th
- axiale Richtungaxial direction
- 1010
- radiale Richtungradial direction
- 1212
- radiale Richtungradial direction
- 1414
- Umfangsrichtungcircumferentially
- 1616
- Umfangsrichtungcircumferentially
- 1818
- Drehachseaxis of rotation
- 2020
- eingangsseitiger Lamellenträgerinput-side plate carrier
- 2222
- KupplungseingangsnabeKupplungseingangsnabe
- 2424
- ausgangsseitiger Lamellenträgeroutput-side plate carrier
- 2626
- KupplungsausgangsnabeKupplungsausgangsnabe
- 2828
- Lamellenpaketdisk pack
- 3030
- Lamellenslats
- 3232
- Lamellenslats
- 3434
- Beaufschlagungselementimpinging
- 3636
- Schließkraftclosing force
- 3838
- Federeinrichtungspring means
- 4040
- zweite Federeinrichtungsecond spring device
- 4242
- Öffnungskraftopening force
- 4444
- Federelementespring elements
- 4646
- Federelementspring element
- 4848
- Federelementspring element
- 5050
- Federkraftspring force
- 5252
- Betätigungsgehäuseactuator housing
- 5454
- Längsrichtunglongitudinal direction
- 5656
- Längsrichtunglongitudinal direction
- 5858
- Aufnahmeraumaccommodation space
- 6060
- erster Kolbenfirst piston
- 6262
- erste Kammerfirst chamber
- 6464
- Wandwall
- 6666
- Stützabschnittsupport section
- 6868
- Öffnungopening
- 7070
- Dichtungpoetry
- 7171
- Aussparungrecess
- 7272
- Öffnungopening
- 7474
- Leitungmanagement
- 7676
- zweite Kammersecond chamber
- 7878
- Gehäusecasing
- 8080
- zweiter Kolbensecond piston
- 8282
- Lagercamp
- 8484
- Betätigungselementjig
- 8686
- Stellkraftforce
- 8888
- Betätigungskolbenactuating piston
- 9090
- dritte Kammerthird chamber
- 9292
- Wandwall
- 9494
- Öffnungopening
- 9696
- Leitungmanagement
- 9898
- HydraulikmediumreservoirHydraulic fluid reservoir
- 100100
- Pumpepump
- 102102
- Führungsabschnittguide section
- 104104
- Aussparungenrecesses
- 106106
- zentrale Aussparungcentral recess
- 108108
- Kammerchamber
- 110110
- Öffnungopening
- 112112
- Leitungmanagement
- 114114
- Dichtungpoetry
- 116116
- Dichtungpoetry
- 118118
- KupplungsaufnahmeraumClutch housing space
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017002057.4A DE102017002057A1 (en) | 2017-03-03 | 2017-03-03 | Coupling device and drive train with such a coupling device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017002057.4A DE102017002057A1 (en) | 2017-03-03 | 2017-03-03 | Coupling device and drive train with such a coupling device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017002057A1 true DE102017002057A1 (en) | 2018-09-06 |
Family
ID=63170881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017002057.4A Withdrawn DE102017002057A1 (en) | 2017-03-03 | 2017-03-03 | Coupling device and drive train with such a coupling device |
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
DE1177449B (en) | 1959-06-24 | 1964-09-03 | Merlin Gerin | Hydraulic remote control with piston-cylinder arrangement on the drive and output sides and an intermediate fluid line for use in the case of a driven part arranged at a relatively large distance above the drive part |
DE10247701A1 (en) | 2001-11-09 | 2003-06-05 | Zf Sachs Ag | clutch assembly |
DE102014223712A1 (en) | 2014-11-20 | 2016-05-25 | Zf Friedrichshafen Ag | Disc pack of a lamellar switching element |
-
2017
- 2017-03-03 DE DE102017002057.4A patent/DE102017002057A1/en not_active Withdrawn
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