DE102017003623A1

DE102017003623A1 - Arretierbare Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017003623A1
Application number: DE102017003623.3A
Authority: DE
Inventors: Matthias Werner; Matthias Gerhard Veit
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2017-04-13
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2018-10-18

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung (2) mit mindestens einer Kupplung (18) und einer Betätigungseinrichtung (42) zur Betätigung der Kupplung (18), wobei die Betätigungseinrichtung (42) einen mit der Kupplung (18) zusammenwirkenden Kraftbeaufschlagungsabschnitt (46) aufweist, der von einer Öffnungsstellung, in der die Kupplung (18) geöffnet ist, in eine Schließstellung überführbar ist, in der die Kupplung (18) geschlossen ist, wobei dem Kraftbeaufschlagungsabschnitt (46) mindestens ein bewegliches Arretierelement (62) zugeordnet ist, das von einer Löseposition in eine Arretierposition bewegbar ist, in der der Kraftbeaufschlagungsabschnitt (46) unter formschlüssiger Arretierung in der Schließstellung oder Öffnungsstellung über das Arretierelement (62) an einer Stützeinrichtung (64) abstützbar oder abgestützt ist. Die Stützeinrichtung (64) ist unter Erhöhung einer auf die Kupplung (18) wirkenden Schließ- oder Öffnungskraft nachstellbar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung mit mindestens einer Kupplung und einer Betätigungseinrichtung zur Betätigung der Kupplung, wobei die Betätigungseinrichtung einen mit der Kupplung zusammenwirkenden Kraftbeaufschlagungsabschnitt aufweist, der von einer Öffnungsstellung, in der die Kupplung geöffnet ist, in eine Schließstellung überführbar ist, in der die Kupplung geschlossen ist, wobei dem Kraftbeaufschlagungsabschnitt mindestens ein bewegliches Arretierelement zugeordnet ist, das von einer Löseposition in eine Arretierposition bewegt werden kann, in der der Kraftbeaufschlagungsabschnitt unter formschlüssiger Arretierung in der Schließstellung oder Öffnungsstellung über das Arretierelement an einer Stützeinrichtung abstützbar oder abgestützt ist.
Aus der DE 10 2016 004 034 A1 ist eine Kupplungsvorrichtung bekannt, die eine Kupplung in Form einer Lamellenkupplung aufweist, wobei der Kupplung eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung derselben zugeordnet ist. Die Betätigungseinrichtung setzt sich im Wesentlichen aus einem hydraulisch antreibbaren Kraftübertragungsabschnitt und einem Kraftbeaufschlagungsabschnitt zusammen, wobei der Kraftübertragungsabschnitt über den Kraftbeaufschlagungsabschnitt mit der Kupplung zusammenwirkt. Mit Hilfe des Kraftübertragungsabschnitts, der im Wesentlichen die Form eines hydraulischen Kolbens aufweist, kann der Kraftbeaufschlagungsabschnitt von einer Öffnungsstellung, in der die Kupplung geöffnet ist, in eine Schließstellung überführt werden, in der die Kupplung geschlossen ist. Dabei ist dem Kraftbeaufschlagungsabschnitt ein bewegliches Arretierelement zugeordnet, das von einer Löseposition in eine Arretierposition bewegt werden kann, in der der Kraftbeaufschlagungsabschnitt unter formschlüssiger Arretierung desselben in der Schließstellung über das Arretierelement an einer Stützeinrichtung abgestützt ist, um dank der formschlüssigen Arretierung eine relativ einfache Aufrechterhaltung der in der Schließstellung des Kraftbeaufschlagungsabschnitts auf die Kupplung wirkenden Schließkraft zu erzielen. Ist der Kraftbeaufschlagungsabschnitt auf die genannte Weise formschlüssig arretiert, so kann der hydraulische Druck zum Antreiben des Kraftübertragungsabschnitts weitgehend reduziert werden, während die von dem Kraftbeaufschlagungsabschnitt auf die Kupplung aufgebrachte Schließkraft erhalten bleibt. Mithin ist der Energieaufwand zum dauerhaften Schließen der Kupplung deutlich reduziert.
Die bekannte Kupplungsvorrichtung hat sich bewährt, als relativ schwierig erweist sich jedoch die exakte Einstellung der auf die Kupplung wirkenden Schließkraft, die durch den in der Schließstellung formschlüssig arretierten Kraftbeaufschlagungsabschnitt auf die Kupplung aufgebracht wird. Hier sind insbesondere viele Toleranzen und Abweichungen in den Abmessungen des Kraftbeaufschlagungsabschnitts sowie der Kupplung selbst zu beachten, die einen Einfluss auf die erzielte Schließkraft haben. Auch haben Kraft- und Steifigkeitskennlinien der für den Kraftbeaufschlagungsabschnitt und die Kupplung verwendeten Bauteile einen erheblichen Einfluss auf die erzielbare Schließkraft. Entsprechendes gilt auch für etwaige Federanordnungen, die dem Kraftbeaufschlagungsabschnitt zum Zwecke der Rückstellung zugeordnet sind.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass die Kupplungsvorrichtung einerseits relativ einfach und toleranzbehaftet gefertigt werden kann, während andererseits eine ausreichend hohe auf die Kupplung wirkende Schließkraft oder Öffnungskraft in der Schließstellung oder Öffnungsstellung sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung weist mindestens eine Kupplung auf. Die Kupplung ist vorzugsweise als Lamellenkupplung oder/und als nasslaufende Kupplung ausgebildet. Die Kupplung kann entweder als normalerweise geöffnete Kupplung oder als normalerweise geschlossene Kupplung ausgebildet sein. Der Kupplung ist eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung der Kupplung zugeordnet. Die Betätigungseinrichtung ist dabei vorzugsweise als hydraulische Betätigungseinrichtung zur hydraulischen Betätigung der Kupplung ausgebildet. Die Betätigungseinrichtung weist einen mit der Kupplung zusammenwirkenden Kraftbeaufschlagungsabschnitt auf. Der Kraftbeaufschlagungsabschnitt kann dabei zum Beispiel einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Der Kraftbeaufschlagungsabschnitt kann von einer Öffnungsstellung, in der der Kraftbeaufschlagungsabschnitt derart mit der Kupplung zusammenwirkt, dass die Kupplung geöffnet ist, in eine Schließstellung überführt werden, in der der Kraftbeaufschlagungsabschnitt derart mit der Kupplung zusammenwirkt, dass die Kupplung geschlossen ist, und umgekehrt. Um den Kraftbeaufschlagungsabschnitt der Betätigungseinrichtung in der Schließstellung bzw. die Kupplung im geschlossenen Zustand oder den Kraftbeaufschlagungsabschnitt in der Öffnungsstellung bzw. die Kupplung im geöffneten Zustand zu halten, muss die über die Betätigungseinrichtung eingeführte Kraft nicht bzw. nicht vollständig aufrechterhalten werden, vielmehr ist dem Kraftbeaufschlagungsabschnitt mindestens ein bewegliches Arretierelement zugeordnet, das von einer Löseposition in eine Arretierposition bewegbar ist, in der der Kraftbeaufschlagungsabschnitt unter formschlüssiger Arretierung in der Schließstellung oder Öffnungsstellung über das Arretierelement an einer Stützeinrichtung abstützbar oder abgestützt ist. Bei einer hydraulischen Betätigungseinrichtung würde dies beispielsweise bedeuten, dass der Hydraulikdruck zum Überführen des Kraftbeaufschlagungsabschnitts in die Schließstellung oder Öffnungsstellung nach Erreichen der Schließstellung oder Öffnungsstellung nicht oder nur noch in geringer Höhe aufrechterhalten werden muss, um den Kraftbeaufschlagungsabschnitt in der Schließstellung oder Öffnungsstellung zu halten, zumal die formschlüssige Arretierung ein vollständiges oder zumindest teilweises Halten des Kraftbeaufschlagungsabschnitts in der Schließstellung oder Öffnungsstellung bewirkt. Bei dem Arretierelement handelt es sich vorzugsweise um einen Rollkörper, beispielsweise eine Kugel oder eine Rolle, oder um einen Gleitkörper, also beispielsweise um einen gleitend verschiebbaren Block. Das hierin genannte Arretierelement kann auch als Klemmelement bezeichnet werden. Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante des bewegliches Arretierelements kann das Arretierelement von der genannten Löseposition in die genannte Arretierposition, in der der Kraftbeaufschlagungsabschnitt arretiert ist, bewegt werden und umgekehrt. Wenngleich hierin stets von mindestens einem beweglichen Arretierelement die Rede ist, so ist es dennoch bevorzugt, wenn mindestens zwei oder drei bewegliche Arretierelemente vorgesehen sind, wobei es überdies bevorzugt ist, wenn die mindestens zwei oder drei beweglichen Arretierelemente entlang eines Kreises oder/und in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet entlang eines Kreises angeordnet sind, zumal hierdurch eine besonders sichere und gleichmäßige Arretierung der Betätigungseinrichtung in der Schließstellung oder Öffnungsstellung erzielt werden kann. Auch kann es vorteilhaft sein, die zwei oder mehr beweglichen Arretierelemente in Umfangsrichtung miteinander zu verbinden, um deren Beabstandung zueinander zu gewährleisten, beispielsweise mittels eines Federelements. Alternativ kann auch nur ein einzelnes bewegliches Arretierelement vorgesehen sein, das als Ring ausgebildet ist, um unter anderem die Teilevielzahl zu reduzieren. Der Durchmesser des Rings ist dabei vorzugsweise veränderbar, gegebenenfalls elastisch veränderbar. Zu diesem Zweck ist es besonders bevorzugt, wenn der Ring eine Trennung oder einen Spalt zwischen zwei Endabschnitten des den Ring ausbildenden langgestreckten Ringkörpers aufweist, um ein Aufweiten oder/und Zusammendrücken des Rings in radialer Richtung zu ermöglichen. Während die aus der DE 10 2016 004 034 A1 bekannte Stützeinrichtung, an der der Kraftbeaufschlagungsabschnitt über das Arretierelement abstützbar oder abgestützt ist, einstückig mit der Hauptnabe ausgebildet und somit unbeweglich an dieser angeordnet ist, ist die Stützeinrichtung bei der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung unter Erhöhung einer auf die Kupplung wirkenden Schließkraft oder Öffnungskraft nachstellbar. Mit anderen Worten kann die Stützeinrichtung derart nachgestellt werden, dass die über den Kraftbeaufschlagungsabschnitt auf die Kupplung wirkende Schließkraft erhöht ist, wenn der Kraftbeaufschlagungsabschnitt in der Schließstellung arretiert ist, oder die über den Kraftbeaufschlagungsabschnitt auf die Kupplung wirkende Öffnungskraft erhöht ist, wenn der Kraftbeaufschlagungsabschnitt in der Öffnungsstellung arretiert ist. Hierdurch ist die Fertigung der Kupplungsvorrichtung deutlich vereinfacht, zumal auch größere Toleranzen oder Abweichungen bei den Abmessungen der Bestandteile des Kraftbeaufschlagungsabschnitts, der Kupplung oder Ähnliches ausgeglichen werden können, um die letztlich erforderliche Schließ- oder Öffnungskraft durch Nachstellen der Stützeinrichtung zu erzielen. Auch ist eine solche Stützeinrichtung verschleiß- und setzungsausgleichend nachstellbar, falls es im Bereich des Kraftbeaufschlagungsabschnitts, der Kupplung oder Ähnliches zu einem Verschleiß oder einem verstärkten Setzungsverhalten kommt. Mithin ist auch eine Aufrechterhaltung der erforderlichen Schließ- oder Öffnungskraft über die Lebensdauer der Kupplungsvorrichtung durch entsprechendes Nachstellen gewährleistet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung weist die Stützeinrichtung mindestens einen beweglichen Stützabschnitt auf, an dem das Arretierelement abstützbar oder abgestützt ist. Dabei ist der Stützabschnitt in einer Nachstellrichtung bewegbar, um ein Nachstellen der Stützeinrichtung unter Erhöhung einer auf die Kupplung wirkenden Schließ- oder Öffnungskraft zu ermöglichen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist der Stützabschnitt der Stützeinrichtung in einer der Nachstellrichtung entgegengesetzten Arretierrichtung arretiert. Dabei kann die Arretierung beispielsweise an einem anderen Vorrichtungsteil der Kupplungsvorrichtung erfolgen, zu dem der Stützabschnitt im Übrigen in der Nachstellrichtung bewegbar ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist der Stützabschnitt relativ zu der Kupplung der Kupplungsvorrichtung in der Nachstellrichtung bewegbar oder/und in der Arretierrichtung arretiert.
Um den Stützabschnitt der Stützeinrichtung besonders einfach und sicher in der Arretierrichtung zu arretieren, ist der Stützabschnitt in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung über mindestens ein bewegliches Stützteil an einem Vorrichtungsteil der Kupplungsvorrichtung in der Arretierrichtung abgestützt. Wenngleich hierin stets von mindestens einem beweglichen Stützteil die Rede ist, so ist es dennoch bevorzugt, wenn zwei oder mehr bewegliche Stützteile vorgesehen sind. Hierbei ist es überdies bevorzugt, wenn die mindestens zwei, drei oder mehr beweglichen Stützteile entlang eines Kreises oder/und in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet entlang dieses Kreises angeordnet sind, zumal hierdurch eine besonders sichere und gleichmäßige Abstützung des Stützabschnitts in der Arretierrichtung über die Stützteile an dem Vorrichtungsteil erzielt werden kann. Auch ist es vorteilhaft, die zwei oder mehr beweglichen Stützteile in Umfangsrichtung miteinander zu verbinden, um deren Beabstandung zueinander zu gewährleisten, beispielsweise mittels eines Federelements. Alternativ kann auch nur ein einzelnes bewegliches Stützteil vorgesehen sein, das als Ring ausgebildet ist, um unter anderem die Teilevielzahl zu reduzieren. Der Durchmesser des Rings ist dabei vorzugsweise veränderbar, gegebenenfalls elastisch veränderbar. Zu diesem Zweck ist es besonders bevorzugt, wenn der Ring eine Trennung oder einen Spalt zwischen zwei Endabschnitten des den Ring ausbildenden langgestreckten Ringkörpers aufweist, um ein Aufweiten oder/und Zusammendrücken des Rings in radialer Richtung zu ermöglichen.
Um eine besonders sichere Abstützung des Stützabschnitts über das mindestens eine Stützteil in Arretierrichtung an dem Vorrichtungsteil zu bewirken, erstreckt sich das Stützteil in einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung keilartig zwischen den Stützabschnitt und das Vorrichtungsteil. Hierbei ist es bevorzugt, wenn sich das Stützteil unter Erzielung einer der Bewegung des Stützabschnitts in Arretierrichtung entgegengesetzten Reibung zwischen den Stützabschnitt und das Vorrichtungsteil erstreckt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist das mindestens eine bewegliche Stützteil gegen den Stützabschnitt der Stützeinrichtung vorgespannt, um insbesondere ein Mitbewegen des mindestens einen Stützteils beim Bewegen des Stützabschnitts in die Nachstellrichtung zu bewirken. Dank der Vorspannung des Stützteils gegen den Stützabschnitt ist somit sichergestellt, dass die Stützeinrichtung, die durch Bewegen des Stützabschnitts in die Nachstellrichtung nachgestellt wurde, nicht wieder in den ursprünglichen Zustand zurückgestellt werden kann und die Erhöhung der auf die Kupplung wirkenden Schließ- oder Öffnungskraft somit im Wesentlichen irreversibel ist. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn das Stützteil zwischen den Stützabschnitt und das Vorrichtungsteil vorgespannt ist. Überdies hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Vorspannung über mindestens ein Federelement erfolgt. Bei mehreren beweglichen Stützteilen hat es sich überdies als vorteilhaft herausgestellt, wenn ein gemeinsames Federelement für zwei oder mehr der beweglichen Stützteile vorgesehen ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist das Federelement, das der Vorspannung des Stützteils dient, zusammen mit dem Stützabschnitt nachstellbar oder/und in die Nachstellrichtung bewegbar. Dies hat den Vorteil, dass die Vorspannkraft des Federelements zum Vorspannen des Stützteiles unabhängig von dem Ausmaß der bereits erfolgten Nachstellung der Stützeinrichtung im Wesentlichen erhalten bleiben kann. So ist es bei dieser Ausführungsform insbesondere bevorzugt, wenn das Federelement unter Erzielung einer von der Position des Stützabschnitts relativ zu dem Vorrichtungsteil unabhängigen Federkraft oder Vorspannkraft des Federelements zusammen mit dem Stützabschnitt nachstellbar oder/und in die Nachstellrichtung bewegbar ist. Um das Federelement bei dieser Ausführungsform besonders einfach zusammen mit dem Stützabschnitt nachstellen oder/und in die Nachstellrichtung bewegen zu können, wirkt dieses vorzugsweise einerseits mit dem Stützabschnitt und andererseits mit dem Stützteil zusammen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist das Stützteil in radialer Richtung oder/und quer zur Nachstellrichtung zwischen dem Stützabschnitt und dem Vorrichtungsteil angeordnet, um einen kompakten Aufbau der Stützeinrichtung zu erzielen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist das Stützteil in axialer Richtung oder/und in der Nachstellrichtung zwischen den Stützabschnitt und das Vorrichtungsteil vorgespannt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist das Stützteil, gegebenenfalls auch das dem Stützteil zugeordnete Federelement, in einer Vertiefung in dem Stützabschnitt angeordnet. So kann es sich bei der Vertiefung beispielsweise um eine in radiale Richtung weisende Vertiefung handeln, die gegebenenfalls in Umfangsrichtung umlaufend, mithin nutförmig, ausgebildet ist. In jedem Fall ermöglicht diese Ausführungsform eine exakte Positionierung des Stützteils sowie einen kompakten Aufbau der Stützeinrichtung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist das Stützteil in axialer Richtung oder/und in der Arretierrichtung zwischen dem Stützabschnitt und dem Vorrichtungsteil angeordnet, um eine besonders sichere Abstützung des Stützabschnitts über das Stützteil in Arretierrichtung an dem Vorrichtungsteil zu ermöglichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist das Stützteil in radialer Richtung oder/und quer zur Arretierrichtung zwischen den Stützabschnitt und das Vorrichtungsteil vorgespannt. Hierbei ist es bevorzugt, sofern mindestens zwei der genannten Stützteile vorgesehen sind, dass die mindestens zwei Stützteile mittels eines gemeinsamen Federelements, gegebenenfalls einer Ringfeder, in radialer Richtung oder/und quer zur Arretierrichtung zwischen den Stützabschnitt und das Vorrichtungsteil vorgespannt sind, um eine einfache und platzsparende Vorspannung der Stützteile zu erzielen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist der Kraftbeaufschlagungsabschnitt derart ausgebildet, dass dieser automatisch durch Überführen des Kraftbeaufschlagungsabschnitts in die Schließstellung oder Öffnungsstellung arretiert wird, um die Handhabung der Kupplungsvorrichtung zu vereinfachen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung kann das Arretierelement durch eine von der Betätigungseinrichtung aufbringbare oder aufgebrachte Betätigungskraft von der Löseposition in die Arretierposition bewegt werden. Dies hat den Vorteil, dass zum Bewegen des Arretierelements von der Löseposition in die Arretierposition keine zusätzliche Betätigungseinrichtung, wie beispielsweise eine weitere Hydraulik oder ein motorischer Antrieb, für das Arretierelement vorgesehen sein muss, wodurch der Aufbau der Kupplungsvorrichtung vereinfacht ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist das Arretierelement zwischen dem Kraftbeaufschlagungsabschnitt und einem Kraftübertragungsabschnitt der Betätigungseinrichtung angeordnet. Der Kraftübertragungsabschnitt dient der Übertragung der Betätigungskraft der Betätigungseinrichtung auf den Kraftbeaufschlagungsabschnitt, der seinerseits der Beaufschlagung der Kupplung mit einer entsprechenden Schließ- oder Öffnungskraft dient. Der Kraftbeaufschlagungsabschnitt und der Kraftübertragungsabschnitt, zwischen denen das Arretierelement angeordnet ist, sind in einer Bewegungsrichtung bewegbar, wobei die Bewegungsrichtung von Kraftbeaufschlagungsabschnitt und Kraftübertragungsabschnitt vorzugsweise den axialen Richtungen der Kupplungsvorrichtung entspricht. So können der Kraftbeaufschlagungsabschnitt und der Kraftübertragungsabschnitt beispielsweise sowohl in der einen axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung als auch in der entgegengesetzten anderen axialen Richtung der Kupplungsvorrichtung bewegt oder verschoben werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung sind der Kraftbeaufschlagungsabschnitt und der Kraftübertragungsabschnitt in der Löseposition des Arretierelements über das Arretierelement in der Bewegungsrichtung aneinander abstützbar oder abgestützt. Mithin kann in der Löseposition des Arretierelements in Bewegungsrichtung eine Kraft von dem Kraftübertragungsabschnitt über das Arretierelement auf den Kraftbeaufschlagungsabschnitt übertragen werden und umgekehrt. Auch sind Kraftbeaufschlagungsabschnitt und Kraftübertragungsabschnitt in der Löseposition des Arretierelements derart gekoppelt, dass eine Bewegung des Kraftübertragungsabschnitts in der eine Bewegungsrichtung eine Bewegung des Kraftbeaufschlagungsabschnitts in dieselbe Bewegungsrichtung zur Folge hat, so dass auch von einer Kopplung der Bewegung des Kraftübertragungsabschnitts und des Kraftbeaufschlagungsabschnitts über das Arretierelement in der Löseposition gesprochen werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung sind der Kraftbeaufschlagungsabschnitt und der Kraftübertragungsabschnitt in der Arretierposition des Arretierelements bezogen auf die Bewegungsrichtung zumindest teilweise oder gänzlich voneinander entkoppelt. Bei einer gänzlichen Entkopplung voneinander ist es somit möglich, den Kraftübertragungsabschnitt und den Kraftbeaufschlagungsabschnitt relativ zueinander in Bewegungsrichtung zu verschieben, ohne dass eine Bewegung des Kraftübertragungsabschnitts in Bewegungsrichtung zwangsläufig eine Bewegung des Kraftbeaufschlagungsabschnitts in Bewegungsrichtung zur Folge hat, und umgekehrt. Bei dieser Ausführungsvariante ist es somit möglich, zumindest einen Teil der Betätigungseinrichtung, mithin den Kraftbeaufschlagungsabschnitt, zu arretieren und von dem Rest der Betätigungseinrichtung, hier dem Kraftübertragungsabschnitt, zu entkoppeln, ohne dass sämtliche Elemente der Betätigungseinrichtung zur Arretierung der Kupplungsvorrichtung in einer vorbestimmten Stellung arretiert werden müssten. Bei der zuvor genannten zweiten Ausführungsvariante, bei der der Kraftübertragungsabschnitt und der Kraftbeaufschlagungsabschnitt in der Arretierposition des Arretierelements bezogen auf die Bewegungsrichtung zumindest teilweise voneinander entkoppelt sind, wird nur noch ein Teil der von dem Kraftbeaufschlagungsabschnitt aufgebrachten bzw. übertragenen Kraft über das Arretierelement in der Arretierposition auf den Kraftübertragungsabschnitt übertragen, so dass zumindest von einer teilweisen Entkopplung gesprochen werden kann. Auch kann in diesem Fall eine von dem Kraftübertragungsabschnitt entgegengehaltene oder entgegengesetzte Kraft geringer sein, um den Kraftübertragungsabschnitt in dessen Stellung und damit auch in der Öffnungs- oder Schließstellung zu halten. So wäre im Falle einer hydraulischen Betätigungseinrichtung lediglich ein geringer hydraulischer Druck erforderlich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung weist der Kraftübertragungsabschnitt der Betätigungseinrichtung einen hydraulisch antreibbaren Kolben auf, dem ein entsprechender Druckraum zugeordnet ist. Dabei kann der antreibbare Kolben beispielsweise einstückig mit dem Kraftübertragungsabschnitt ausgebildet sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist der Kolben des Kraftübertragungsabschnitts zusammen mit dem Stützabschnitt der Stützeinrichtung nachstellbar oder/und in die Nachstellrichtung bewegbar. Dabei ist es bevorzugt, wenn der Kolben in der Arretierrichtung an dem Stützabschnitt abstützbar oder abgestützt ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist an dem Stützabschnitt der Stützeinrichtung eine Dichtung zur Abdichtung des Druckraums angeordnet oder befestigt, wobei es bei dieser Ausführungsform besonders bevorzugt ist, wenn die Dichtung gleichermaßen das Federelement zum Vorspannen des mindestens einen Stützteils ausbildet, um einen kompakten und einfachen Aufbau zu erzielen. Es ist in diesem Zusammenhang überdies von Vorteil, wenn die erwähnte Dichtung zur Abdichtung des Druckraums alternativ oder ergänzend einem unbeabsichtigten Verstellen des Stützabschnitts in Nachstellrichtung entgegenwirkt, mithin als Hemmelement wirkt, indem die Dichtung beispielsweise unter Erzeugung einer entgegenwirkenden Reibung an dem Stützabschnitt angeordnet ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung ist die Stützeinrichtung automatisch nachstellbar, um verschleiß-, setzungs- oder toleranzausgleichend zu wirken. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Stützeinrichtung durch eine von der Betätigungseinrichtung aufgebrachte Betätigungskraft automatisch nachstellbar ist. Überdies ist es bei dieser Ausführungsform von Vorteil, wenn die von der Betätigungseinrichtung aufgebrachte Betätigungskraft über den Kraftübertragungsabschnitt und das Arretierelement auf den Stützabschnitt übertragbar ist, um einen besonders einfachen Aufbau zu erzielen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine teilweise Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung in geschnittener Darstellung mit dem Kraftbeaufschlagungsabschnitt in der Öffnungsstellung,
2 die Kupplungsvorrichtung von 1 mit dem Kraftbeaufschlagungsabschnitt in der Schließstellung,
3 die Kupplungsvorrichtung von 2 nach Überdrücken des Kraftbeaufschlagungsabschnitts bzw. der Kupplung,
4a bis
4d die Stützeinrichtung aus 1 in alternativen Ausführungsvarianten und
5a bis
5d die Stützeinrichtungen aus den 4a bis 4d nach dem Überdrücken des Kraftbeaufschlagungsabschnitts bzw. der Kupplung.

1 zeigt eine Ausführungsform einer Kupplungsvorrichtung 2, wobei die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 4, 6, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 8, 10 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 12, 14 anhand entsprechender Pfeile angedeutet sind. In den Figuren ist überdies die Drehachse 16 der Kupplungsvorrichtung 2 angedeutet, die sich in den axialen Richtungen 4, 6 erstreckt.
Die Kupplungsvorrichtung 2 weist mindestens eine Kupplung 18 auf, die als Lamellenkupplung mit einem Lamellenpaket 20 ausgebildet ist. Die Kupplung 18 ist dabei als nasslaufende Kupplung 18 ausgebildet. Darüber hinaus weist die Kupplung 18 eine Ein- oder Ausgangsseite 22 in Form eines Innenlamellenträgers 24 und eine Aus- oder Eingangsseite 26 in Form eines Außenlamellenträgers 28 auf, wobei das Lamellenpaket 20 in radialer Richtung 8, 10 zwischen dem Innenlamellenträger 24 und dem Außenlamellenträger 28 angeordnet ist.
Der Außenlamellenträger 28 weist einen im Wesentlichen rohrförmigen und sich in axialer Richtung 4, 6 erstreckenden Lamellentragabschnitt 30 und einen sich in axialer Richtung 6 an den Lamellentragabschnitt 30 anschließenden, sich im Wesentlichen in radialer Richtung 10 nach innen erstreckenden Radialabschnitt 32 auf. Der Radialabschnitt 32 erstreckt sich in radialer Richtung 10 nach innen bis zu einer im Wesentlichen rohrförmigen Hauptnabe 34, die sich ausgehend von dem Radialabschnitt 32 wiederum in axialer Richtung 4 erstreckt und der Abstützung der Kupplungsvorrichtung 2 in radialer Richtung 8, 10 dient, wie dies in 1 zumindest schematisch anhand des Lagers 36 angedeutet ist. In axialer Richtung 4 schließt sich wiederum ein Radialabschnitt 38 an die Hauptnabe 34 an, wobei der Radialabschnitt 38 in radialer Richtung 10 nach innen zu einer Ein- oder Ausgangsnabe 40 führt. Mithin bilden der Lamellentragabschnitt 30, der Radialabschnitt 32 und die Hauptnabe 34 sinngemäß ein Kupplungsgehäuse der Kupplungsvorrichtung 2 aus, wobei der Radialabschnitt 32, der hier beispielhaft einstückig mit der Hauptnabe 34 ausgebildet ist, und der Radialabschnitt 38, der hier ebenfalls beispielhaft einstückig mit der Hauptnabe 34 ausgebildet ist, mit der Hauptnabe 34 in Drehmitnahmeverbindung stehen.
Der Kupplung 18, bei der es sich in der dargestellten Ausführungsform um eine normalerweise geöffnete Kupplung handelt, ist eine hydraulische Betätigungseinrichtung 42 zur Betätigung derselben zugeordnet. Die Betätigungseinrichtung 42 weist im Wesentlichen einen Kraftübertragungsabschnitt 44 und einen Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 auf, die nachstehend näher beschrieben werden sollen.
Der Kraftübertragungsabschnitt 44 weist einen hydraulisch antreibbaren Kolben 48 auf, der in den axialen Richtungen 4, 6 bewegbar bzw. verschiebbar ist, weshalb die axialen Richtungen 4, 6 auch als Bewegungsrichtungen 4, 6 sowohl des Kraftübertragungsabschnitts 44 als auch des Kraftbeaufschlagungsabschnitts 46 bezeichnet werden. In der dargestellten Ausführungsform ist der hydraulische Kolben 48, der als Ringkolben ausgebildet ist, einstückig mit dem Kraftübertragungsabschnitt 44 ausgebildet. Dem Kolben 48 des Kraftübertragungsabschnitts 44 ist ein mit einem Hydraulikdruck beaufschlagbarer Druckraum 50 zugeordnet, der zum einen durch eine Seite 52 des Kolbens 48 in axialer Richtung 4 und zum anderen in radialer Richtung 8 nach außen durch einen Abschnitt des Lamellentragabschnitts 30, in axialer Richtung 6 durch den Radialabschnitt 32 und in radialer Richtung 10 nach innen durch die Hauptnabe 34 begrenzt ist. Darüber hinaus ist dem Kolben 48 des Kraftübertragungsabschnitts 44 ein Druckausgleichsraum 54 zugeordnet, der in der axialen Richtung 6 im Wesentlichen durch die der Seite 52 abgewandte Seite 56 des Kolbens 48 begrenzt ist. Darüber hinaus ist der Druckausgleichsraum 54 durch eine an der Hauptnabe 34 in axialer Richtung 4 festgelegte Trennwand 58 in der axialen Richtung 4 begrenzt. Wie aus 1 ersichtlich, weist der Druckausgleichsraum 54 eine Überlauföffnung 60 im Bereich der Anbindung der Trennwand 58 an die Hauptnabe 34 auf, um beispielsweise eine Fliehölsäule vorbestimmter Höhe innerhalb des Druckausgleichsraumes 54 zu erzielen.
Der einstückig mit dem Kraftübertragungsabschnitt 44 ausgebildete Kolben 48 wirkt derart mit dem Kraftübertragungsabschnitt 44 zusammen, dass eine Verschiebung des Kolbens 48 in den axialen Richtungen 4, 6 eine Verschiebung des Kraftübertragungsabschnitts 44 in den genannten Richtungen bewirkt. Grundsätzlich kann bei der dargestellten Ausführungsform auch davon gesprochen werden, dass der Kolben 48 den Kraftübertragungsabschnitt 44 ausbildet oder umgekehrt. Alternativ könnte der Kraftübertragungsabschnitt 44 jedoch auch als separates Bauteil ausgebildet sein, das an dem Kolben 48 befestigt wurde oder das nur mit dem Kolben 48 zusammenwirkt, ohne daran befestigt zu sein.
Der Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 wirkt mit der Kupplung 18 bzw. dem Lamellenpaket 20 der Kupplung 18 zusammen, indem der Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 die Kupplung 18 mit einer Schließ- oder Öffnungskraft, hier einer Schließkraft, beaufschlagt. Der Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 ist zumindest teilweise innerhalb des Druckausgleichsraums 54 angeordnet und erstreckt sich ausgehend von einem in radialer Richtung 10 inneren Abschnitt, der mit einem Arretierelement 62 zusammenwirkt, im Wesentlichen in radialer Richtung 8 nach außen, um dort zwischen der Trennwand 58 und dem Kraftübertragungsabschnitt 44 aus dem Druckausgleichsraum 54 herauszutreten, so dass der Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 auf das Lamellenpaket 20 der Kupplung 18 einwirken kann.
Das Arretierelement 62 kann von der in 1 gezeigten Löseposition in die in 2 gezeigte Arretierposition bewegt werden, in der der Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 zumindest zum Teil formschlüssig in der Schließstellung oder Öffnungsstellung, hier der Schließstellung, arretierbar oder arretiert ist. Hierbei ist der Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 automatisch durch Überführen desselben in die Schließstellung oder Öffnungsstellung - hier die Schließstellung - arretierbar, wobei auf die genaue Funktionsweise später nochmals näher eingegangen werden soll. In der dargestellten Ausführungsform kann das Arretierelement 62 von einer Kugel gebildet sein, wobei dann vorzugsweise mehrere in Umfangsrichtung 12, 14 voneinander beabstandete, kugelförmige Arretierelemente 62 vorgesehen sind. Alternativ kann das Arretierelement 62 von einem Ring gebildet sein, dessen langgestreckter Ringkörper sich in Umfangsrichtung 12, 14 um die Drehachse 16 erstreckt, wobei der Ringkörper einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen kann. Der Durchmesser des Rings ist vorzugsweise veränderbar, gegebenenfalls elastisch veränderbar. Dabei kann der Ring durchaus als geschlossener und elastischer verformbarer Ring ausgebildet sein. Vorteilhaft kann es jedoch auch sein, wenn der Ring eine Trennung oder einen Spalt zwischen zwei in Umfangsrichtung 12 bzw. 14 weisenden Endabschnitten des den Ring ausbildenden langgestreckten Ringkörpers aufweist, um ein Aufweiten oder/und Zusammendrücken des Rings in radialer Richtung 8, 10 zu ermöglichen. So kann der Ring beispielsweise als geschlitzter Ring ausgebildet sein.
Die Kupplungsvorrichtung 2 weist ferner eine Stützeinrichtung 64 auf, an der der Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 unter formschlüssiger Arretierung desselben in der Schließstellung oder Öffnungsstellung - hier der Schließstellung - über das mindestens eine Arretierelement 62 abstützbar oder abgestützt ist. Die Stützeinrichtung 64 setzt sich im Wesentlichen aus einem beweglichen Stützabschnitt 66, an dem das mindestens eine Arretierelement 62 abstützbar oder abgestützt ist, und mindestens einem beweglichen Stützteil 68 zusammen, die nachstehend näher beschrieben werden sollen.
Der Stützabschnitt 66 weist einen im Wesentlichen rohrförmigen und sich in axialer Richtung 4, 6 erstreckenden Teilabschnitt 70 auf, der die Hauptnabe 34 in radialer Richtung 8 außen umschließt. In axialer Richtung 6 schließt sich ein weiterer Teilabschnitt 72 des Stützabschnitts 66 an den Teilabschnitt 70 an, wobei sich der Teilabschnitt 72 ausgehend von dem Teilabschnitt 70 in radialer Richtung 8 nach außen erstreckt und im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet ist. An der in radialer Richtung 10 nach innen weisenden Seite des Teilabschnitts 70 ist eine Dichtung 74 angeordnet, die in einer Nut an dem Teilabschnitt 70 einliegt und eine Abdichtung gegenüber der Hauptnabe 34 bewirkt, so dass die Dichtung 74 den Druckraum 50 gegenüber dem Druckausgleichsraum 54 abdichtet. In der in radialer Richtung 8 nach außen weisenden Seite des Teilabschnitts 70 ist eine Vertiefung 76 ausgebildet, die gegenüber einer in radialer Richtung 8 nach außen weisenden Stützseite 78 des Teilabschnitts 70 zurückgesetzt ist. In der Vertiefung 76 ist das Arretierelement 62 aufnehmbar, wobei jedem der Arretierelemente 62 eine solche Vertiefung 76 zugeordnet sein kann, es ist jedoch ebenso möglich, eine in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufende Vertiefung 76 bereitzustellen, in der alle Arretierelemente 62 in der Arretierposition des Arretierelements 62 aufnehmbar sind. Eine in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufende Vertiefung 76 ist auch dann bevorzugt, wenn ein einziges Arretierelement 62 in Form des oben beschriebenen Rings vorgesehen ist.
Zusätzlich zu der Stützseite 78, an der das Arretierelement 62 in radialer Richtung 10 nach innen abstützbar ist, wenn sich das Arretierelement 62 in dessen Löseposition befindet (1), sind dem Arretierelement 62 weitere Stützflächen zugeordnet. So weist der Stützabschnitt 66 ferner eine Stützseite 80 auf, die die Vertiefung 76 in axialer Richtung 6 begrenzt, und eine Stützseite 82 auf, die die Vertiefung 76 in axialer Richtung 4 begrenzt.
Der Stützabschnitt 66 ist in einer Nachstellrichtung 84, die hier der axialen Richtung 4 entspricht, relativ zu der Hauptnabe 34 und somit auch zu der Kupplung 18 bewegbar, während der Stützabschnitt 66 in einer der Nachstellrichtung 84 entgegengesetzten Arretierrichtung 86, die hier der axialen Richtung 6 entspricht, arretiert ist. Zum Zwecke der Arretierung ist das mindestens eine bewegliche Stützteil 68 vorgesehen, über das der Stützabschnitt 66 in Arretierrichtung 86 an einem Vorrichtungsteil der Kupplungsvorrichtung 2 abgestützt ist. In der Ausführungsform nach den 1 bis 3 wird das genannte Vorrichtungsteil von dem Radialabschnitt 32 des Außenlamellenträgers 28 bzw. von dem Kupplungsgehäuse gebildet. So ist der Stützabschnitt 66 über dessen Teilabschnitt 72 in der Arretierrichtung 86 an dem mindestens einen Stützteil 68 abgestützt, während das Stützteil 68 in Arretierrichtung 86 an dem genannten Radialabschnitt 32 abgestützt ist. Dabei erstreckt sich das einzelne Stützteil 68 keilartig zwischen den Teilabschnitt 72 des Stützabschnitts 66 und das Vorrichtungsteil in Form des Radialabschnitts 32. Genauer gesagt ist das einzelne Stützteil 68 in radialer Richtung 10 nach innen gegen den Teilabschnitt 72 des Stützabschnitts 66 und zwischen den Teilabschnitt 72 des Stützabschnitts 66 einerseits und das Vorrichtungsteil in Form des Radialabschnitts 32 andererseits vorgespannt. Zu diesem Zweck ist dem Stützteil 68 ein Federelement 88 zugeordnet. Man kann auch davon sprechen, dass das Stützteil 68 in axialer Richtung 4, 6 oder/und in der Arretierrichtung 86 zwischen dem Teilabschnitt 72 des Stützabschnitts 66 und dem Vorrichtungsteil in Form des Radialabschnitts 32 angeordnet ist, wobei das Stützteil 68 quer zur Arretierrichtung 86 vorgespannt ist.
Wenngleich nicht näher dargestellt, so sind bei dieser ersten Ausführungsform nach den 1 bis 3 vorzugsweise zwei oder mehr Stützteile 68 vorgesehen, die in Umfangsrichtung 12, 14 voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei die Stützteile 68 ein gemeinsames Federelement in Form des Federelements 88 aufweisen, das hier als Ringfeder ausgebildet ist, die die Stützteile 68 in radialer Richtung 10 nach innen und somit quer zur Arretierrichtung 86 vorspannt.
Nachstehend soll kurz die Funktionsweise der Kupplungsvorrichtung 2 beim Überführen des Kraftbeaufschlagungsabschnitts 46 von dessen Öffnungsstellung nach 1 in die Schließstellung nach den 2 und 3 und umgekehrt beschrieben werden.
In der Öffnungsstellung des Kraftbeaufschlagungsabschnitts 46 nach 1 ist die Kupplung 18 geöffnet, so dass das Lamellenpaket 20 der Kupplung 18 nicht zusammengedrückt ist und der Innenlamellenträger 24 von dem Außenlamellenträger 28 im Wesentlichen drehmitnahmeentkoppelt ist. Um die Kupplung 18 zu schließen, wird der hydraulische Druck innerhalb des Druckraumes 50 erhöht, um den Kolben 48 und somit auch den Kraftübertragungsabschnitt 44 in axialer Richtung 4 zu verschieben. Dabei ist das Arretierelement 62 in axialer Richtung 6 an dem Kraftübertragungsabschnitt 44, in radialer Richtung 10 nach innen an der Stützseite 78 des Stützabschnitts 66 und in axialer Richtung 4 an dem Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 abgestützt, so dass der Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 und der Kraftübertragungsabschnitt 44 in der in 1 gezeigten Löseposition des Arretierelements 62 über das zwischenliegende Arretierelement 62 in den axialen Richtungen 4, 6 aneinander abstützbar oder abgestützt sind und der Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 zusammen mit dem Kraftübertragungsabschnitt 44 in axialer Richtung 4 gegen das Lamellenpaket 20 der Kupplung 18 verschoben wird, um dieses zusammenzudrücken und die Kupplung 18 zu schließen, wie dies in 2 gezeigt ist, die den Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 in dessen Schließstellung zeigt.
Aufgrund der beschriebenen Bewegung des Kolbens 48 bzw. des Kraftübertragungsabschnitts 44 wird das Arretierelement 62 durch die von der Betätigungseinrichtung 42 aufgebrachte Betätigungskraft von der Löseposition nach 1 in die Arretierposition nach 2 bewegt. Genauer gesagt wird das Arretierelement 62 von der Löseposition in dessen Arretierposition innerhalb der Vertiefung 76 gedrängt. In der Arretierposition nach 2 ist das Arretierelement 62 mithin in axialer Richtung 4 an dem Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 einerseits und in der entgegengesetzten axialen Richtung 6 an dem Kraftübertragungsabschnitt 44 und der Stützseite 80 der Vertiefung 76 andererseits abstützbar oder abgestützt. Mithin sind der Kraftübertragungsabschnitt 44 und der Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 zumindest teilweise in axialer Richtung 6 voneinander entkoppelt, zumal ein Teil der auf den Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 wirkenden Rückstellkraft einer Federanordnung 90, die zwischen der Trennwand 58 und dem Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 angeordnet ist und in axialer Richtung 6 auf den Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 wirkt, an dem Stützabschnitt 66 und ein weiterer Teil der Rückstellkraft an dem Kraftübertragungsabschnitt 44 abstützbar oder abgestützt ist.
Mithin kann der hydraulische Druck innerhalb des Druckraums 50 nach dem Erreichen der Schließstellung bzw. nach dem Schließen der Kupplung 18 reduziert werden, um Energie zu sparen, wobei der hydraulische Druck innerhalb des Druckraums 50 lediglich bis zu einem gewissen Maße aufrechterhalten werden muss, um sicherzustellen, dass das Arretierelement 62 über den Kraftübertragungsabschnitt 44 in dessen Arretierposition innerhalb der Vertiefung 76 gehalten wird. Der Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 ist hingegen unter formschlüssiger Arretierung desselben in der Schließstellung nach 2 über das Arretierelement 62 an dem Stützabschnitt 66 der Stützeinrichtung 64 abgestützt. Dabei verhindert das mindestens eine Stützteil 68, das sich der Stützabschnitt 66 relativ zu der Kupplung 18 bzw. relativ zur Hauptnabe 34 in axialer Richtung 6 bzw. in die Arretierrichtung 86 bewegt.
Insbesondere bei erstmaliger Betätigung der Kupplung 18 durch die Betätigungseinrichtung 42 kann es vorkommen, dass die in der Schließstellung nach 2 durch den Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 auf die Kupplung 18 bzw. das Lamellenpaket 20 aufgebrachte Schließkraft 92 aufgrund von Toleranzen oder Maßabweichungen im Bereich des Kraftbeaufschlagungsabschnitts 46 oder auch der Kupplung 18 selbst relativ gering ist. So können diese Toleranzen und Abweichungen insbesondere auf die Fertigung zurückgeführt werden. Auch kann ein Verschleiß im Bereich der Kupplung 18 oder im Bereich des Kraftbeaufschlagungsabschnitts 46 sowie das Setzungsverhalten in den genannten Bereichen dazu führen, dass sich die Schließkraft 92 im Laufe der Zeit reduziert.
Um dem entgegenwirken zu können, ist die Stützeinrichtung 64 unter Erhöhung der auf die Kupplung 18 wirkenden Schließkraft 92 nachstellbar. Genauer gesagt kann der Stützabschnitt 66, an dem der Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 in dessen Schließstellung über das Arretierelement 62 abstützbar ist, in der zuvor genannten Nachstellrichtung 84 bewegt bzw. verschoben werden, um einer toleranz-, verschleiß- oder/und setzungsbedingten Verringerung der Schließkraft 92 mit einer entsprechenden Erhöhung derselben zu begegnen. Dabei ist die Stützeinrichtung 64 automatisch nachstellbar. So kann die Kupplung 18 bzw. der Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 durch entsprechende Erhöhung des hydraulischen Drucks innerhalb des Druckraums 50 überdrückt werden, wie dies in 3 gezeigt ist, wobei dann die Betätigungskraft der Betätigungseinrichtung 42 über den Kraftübertragungsabschnitt 44, das Arretierelement 62 in der Arretierposition und die Stützseite 82 der Vertiefung 76 auf den Stützabschnitt 66 übertragen wird, um den Stützabschnitt 66 in der Nachstellrichtung 84 relativ zu der Kupplung 18 und der Hauptnabe 34 zu verschieben. Hierdurch wird die Schließkraft 92 wieder erhöht bzw. derart nachgestellt, dass diese ihren ursprünglichen Wert beibehält.
Durch das Verschieben des Stützabschnitts 66 in der Nachstellrichtung 84 werden überdies die Stützteile 68 in radialer Richtung 10 nach innen verschoben, was auf die Vorspannung durch das Federelement 88 zurückzuführen ist. Mithin wurde beim Überdrücken der Kupplung 18 nicht nur der Stützabschnitt 66 in der Nachstellrichtung 84 verschoben, vielmehr bewirken die Stützteile 68 anschließend auch wieder eine Arretierung des Stützabschnitts 66 in Arretierrichtung 86 relativ zu der Hauptnabe 34 bzw. der Kupplung 18. Mithin kann der Stützabschnitt 66 dauerhaft in der in 3 erreichten Position verbleiben, ehe gegebenenfalls ein weiteres Nachstellen in der Nachstellrichtung 84 erforderlich ist.
Bei dem nachfolgenden Öffnen der Kupplung 18 muss der Kraftbeaufschlagungsabschnitt 46 lediglich wieder in die Öffnungsstellung überführt werden. Zu diesem Zweck wird der hydraulische Druck innerhalb des Druckraums 50 derart reduziert, dass sich der Kraftübertragungsabschnitt 44 wieder in axialer Richtung 6 bewegt. Infolgedessen gibt der Kraftübertragungsabschnitt 44 das Arretierelement 62 frei, so dass die Rückstellkraft der Federanordnung 90 ein Herausdrängen des Arretierelements 62 aus der Vertiefung 76 bewirkt. Ist das Arretierelement 62 aus der Vertiefung 76 an dem Stützabschnitt 66 herausgedrängt, so dass dieses nicht mehr an der Stützseite 80 abgestützt ist, so bewirkt die Rückstellkraft der Federanordnung 90 ein weiteres Verschieben des Kraftbeaufschlagungsabschnitts 46 in axialer Richtung 6, was letztlich zur Öffnung der Kupplung 18 führt.
Ehe auf weitere Ausführungsvarianten der Stützeinrichtung 64 eingegangen werden soll, sei noch erwähnt, dass der Kolben 48 und der Kraftübertragungsabschnitt 44 in der Ausführungsform nach den 1 bis 3 zusammen mit dem Stützabschnitt 66 der Stützeinrichtung 64 nachstellbar oder/und in die Nachstellrichtung 84 bewegbar ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Kolben 48 bzw. der Kraftübertragungsabschnitt 44 in der Arretierrichtung 86 an dem Stützabschnitt 66, genauer gesagt an dem Teilabschnitt 72 des Stützabschnitts 66, abstützbar oder abgestützt ist, wie dies insbesondere der 1 entnommen werden kann.
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die 4a bis 4d und 5a bis 5d alternative Ausgestaltungsvarianten der Stützeinrichtung 64 nach den 1 bis 3 beschrieben, wobei nachstehend lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll, gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung im Übrigen entsprechend gilt.
Zunächst haben alle vier Ausgestaltungsvarianten nach den 4a bis 4d die Gemeinsamkeit, dass der Stützabschnitt 66 im Wesentlichen auf den rohr- oder hülsenförmigen Teilabschnitt 70 reduziert ist, während auf den Teilabschnitt 72 verzichtet wurde. Überdies sind die Stützteile 68 in radialer Richtung 8, 10 bzw. quer zur Nachstellrichtung 84 zwischen dem Stützabschnitt 66 einerseits und dem Vorrichtungsteil, hier der Hauptnabe 34, andererseits angeordnet. Auch sind die Stützteile 68 im Falle der Ausführungsvarianten nach den 4a, 4b und 4d jeweils in axialer Richtung 4 bzw. in der Nachstellrichtung 84 zwischen den Stützabschnitt 66 und das Vorrichtungsteil in Form der Hauptnabe 34 vorgespannt. Im Falle der Ausführungsvarianten nach den 4a und 4b wirken die entsprechenden Federelemente 88 zum Vorspannen der Stützteile 68 dabei zwischen dem jeweiligen Stützteil 68 einerseits und dem Radialabschnitt 32 andererseits. Wie auch bei der ersten Ausführungsvariante nach den 1 bis 3 sind bei den Ausführungsvarianten nach den 4a bis 4d die Stützteile 68 keilartig ausgebildet, wobei dies vorzugsweise unter Erzielung einer der Bewegung des Stützabschnitts 66 in die Arretierrichtung 86 entgegengesetzten Reibung erfolgt, um die Arretierung in der Arretierrichtung 86 zu bewirken.
Eine Besonderheit der Ausführungsvariante nach 4a besteht darin, dass die Stützseite 82 der Vertiefung 76 nicht einstückig mit dem Stützabschnitt 66 ausgebildet ist, vielmehr ist diese Stützseite 82 von einem in Nachstellrichtung 84 an dem Stützabschnitt 66 befestigten Sicherungsring gebildet, der gleichermaßen die Vertiefung 76 in der Nachstellrichtung 84 begrenzt. Eine Besonderheit der Ausführungsvariante nach 4c besteht darin, dass zwar auch ein keilförmiger bzw. keilartiges Stützteil 68 verwendet wird, jedoch ist das Stützteil 68 nicht in die Nachstellrichtung 84 vorgespannt. Das Stützteil 68 ist vielmehr innerhalb einer in radialer Richtung 10 nach innen weisenden und gegebenenfalls in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufenden Vertiefung 94 an dem Stützabschnitt 66 angeordnet. Ähnlich verhält es sich auch bei der Ausführungsvariante nach 4d, jedoch ist dabei nicht nur das Stützteil 68 in der Vertiefung 94 angeordnet, sondern vielmehr auch das Federelement 88 zum Vorspannen des Stützteils 68 in die Nachstellrichtung 84. Dabei bildet das Federelement 88 gleichermaßen die zuvor erwähnte Dichtung 74 zum Abdichten des Druckraums 50 aus, so dass durch die Doppelfunktion des Federelements 88 bzw. der Dichtung 74 ein besonders platzsparender und kompakter Aufbau erzielt werden kann. Die Dichtung 74 kann so beispielsweise von einem elastischen Dichtring gebildet sein, der aufgrund seiner Elastizität das Stützteil 68 auch in die Nachstellrichtung 84 vorspannt.
Im Hinblick auf die Ausführungsvariante nach der 4d sei noch angemerkt, dass das Federelement 88 zusammen mit dem Stützabschnitt 66 nachstellbar oder/und in die Nachstellrichtung 84 bewegbar ist, so dass die Feder- oder Vorspannkraft des Federelements 88 im Gegensatz zu den Ausgestaltungsvarianten nach den 4a und 4b unabhängig von der Position des Stützabschnitts 66 relativ zu dem Vorrichtungsteil in Form der Hauptnabe 34 ausgebildet ist. Dies wird dadurch erreicht, dass das Federelement 88 einerseits in axialer Richtung 6 an dem Stützabschnitt 66 und andererseits in axialer Richtung 4 an dem Stützteil 68 abgestützt ist, um mit diesem zusammenzuwirken. Bei den Ausführungsvarianten nach den 4a und 4b hätte ein häufiges Nachstellen in der Nachstellrichtung 84 hingegen zur Folge, dass sich die Feder- oder/und Rückstellkraft des Federelements 88 mit der Zeit verringert.
Die 5a bis 5d zeigen die entsprechenden Ausführungsvarianten der 4a bis 4d nach einem Nachstellen der Stützeinrichtung 64.
Bezugszeichenliste

2: Kupplungsvorrichtung
4: axiale Richtung
6: axiale Richtung
8: radiale Richtung
10: radiale Richtung
12: Umfangsrichtung
14: Umfangsrichtung
16: Drehachse
18: Kupplung
20: Lamellenpaket
22: Ein- oder Ausgangsseite
24: Innenlamellenträger
26: Aus- oder Eingangsseite
28: Außenlamellenträger
30: Lamellentragabschnitt
32: Radialabschnitt
34: Hauptnabe
36: Lager
38: Radialabschnitt
40: Ein- oder Ausgangsnabe
42: Betätigungseinrichtung
44: Kraftübertragungsabschnitt
46: Kraftbeaufschlagungsabschnitt
48: Kolben
50: Druckraum
52: Seite
54: Druckausgleichsraum
56: Seite
58: Trennwand
60: Überlauföffnung
62: Arretierelement
64: Stützeinrichtung
66: Stützabschnitt
68: Stützteil
70: Teilabschnitt
72: Teilabschnitt
74: Dichtung
76: Vertiefung
78: Stützseite
80: Stützseite
82: Stützseite
84: Nachstellrichtung
86: Arretierrichtung
88: Federelement
90: Federanordnung
92: Schließkraft
94: Vertiefung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016004034 A1 [0002, 0006]

Claims

Kupplungsvorrichtung (2) mit mindestens einer Kupplung (18) und einer Betätigungseinrichtung (42) zur Betätigung der Kupplung (18), wobei die Betätigungseinrichtung (42) einen mit der Kupplung (18) zusammenwirkenden Kraftbeaufschlagungsabschnitt (46) aufweist, der von einer Öffnungsstellung, in der die Kupplung (18) geöffnet ist, in eine Schließstellung überführbar ist, in der die Kupplung (18) geschlossen ist, wobei dem Kraftbeaufschlagungsabschnitt (46) mindestens ein bewegliches Arretierelement (62) zugeordnet ist, das von einer Löseposition in eine Arretierposition bewegbar ist, in der der Kraftbeaufschlagungsabschnitt (46) unter formschlüssiger Arretierung in der Schließstellung oder Öffnungsstellung über das Arretierelement (62) an einer Stützeinrichtung (64) abstützbar oder abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (64) unter Erhöhung einer auf die Kupplung (18) wirkenden Schließ- oder Öffnungskraft nachstellbar ist.
Kupplungsvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (64) mindestens einen beweglichen Stützabschnitt (66) aufweist, an dem das Arretierelement (62) abstützbar oder abgestützt ist, wobei der Stützabschnitt (66) in einer Nachstellrichtung (84) bewegbar, vorzugsweise in einer der Nachstellrichtung (84) entgegengesetzten Arretierrichtung (86) arretiert, besonders bevorzugt relativ zu der Kupplung (18) in der Nachstellrichtung (84) bewegbar oder/und in der Arretierrichtung (86) arretiert, ist.
Kupplungsvorrichtung (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützabschnitt (66) über mindestens ein bewegliches Stützteil (68) an einem Vorrichtungsteil, gegebenenfalls einer Kupplungsnabe (34), einem Kupplungsgehäuse oder einem Lamellenträger (28), in der Arretierrichtung (86) abgestützt ist, wobei sich das Stützteil (68) vorzugsweise keilartig zwischen den Stützabschnitt (66) und das Vorrichtungsteil erstreckt, besonders bevorzugt unter Erzielung einer der Bewegung des Stützabschnitts (66) in die Arretierrichtung (86) entgegengesetzten Reibung, oder/und das Stützteil (68) vorzugsweise gegen den Stützabschnitt (66), besonders bevorzugt zwischen den Stützabschnitt (66) und das Vorrichtungsteil, vorgespannt ist, gegebenenfalls über mindestens ein Federelement (88).
Kupplungsvorrichtung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (88) zusammen mit dem Stützabschnitt (66) nachstellbar oder/und in die Nachstellrichtung (84) bewegbar ist, vorzugsweise unter Erzielung einer von der Position des Stützabschnitts (66) relativ zu dem Vorrichtungsteil unabhängigen Federkraft des Federelements (88), wobei das Federelement (88) besonders bevorzugt einerseits mit dem Stützabschnitt (66) und andererseits mit dem Stützteil (68) zusammenwirkt.
Kupplungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützteil (68) in radialer Richtung (8, 10) oder/und quer zur Nachstellrichtung (84) zwischen dem Stützabschnitt (66) und dem Vorrichtungsteil angeordnet oder/und in axialer Richtung (4, 6) oder/und in der Nachstellrichtung (84) zwischen den Stützabschnitt (66) und das Vorrichtungsteil vorgespannt ist und das Stützteil (68), vorzugsweise auch das Federelement (88), besonders bevorzugt in einer Vertiefung (94) in dem Stützabschnitt (66) angeordnet ist.
Kupplungsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützteil (68) in axialer Richtung (4, 6) oder/und in der Arretierrichtung (86) zwischen dem Stützabschnitt (66) und dem Vorrichtungsteil angeordnet oder/und in radialer Richtung (8, 10) oder/und quer zur Arretierrichtung (86) zwischen den Stützabschnitt (66) und das Vorrichtungsteil vorgespannt ist und mindestens zwei Stützteile (68) besonders bevorzugt mittels eines gemeinsamen Federelements (88), gegebenenfalls einer Ringfeder, vorgespannt sind.
Kupplungsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftbeaufschlagungsabschnitt (46) automatisch durch Überführen des Kraftbeaufschlagungsabschnitts (46) in die Schließstellung oder Öffnungsstellung arretierbar ist oder/und das Arretierelement (62) durch eine von der Betätigungseinrichtung (42) aufbringbare oder aufgebrachte Betätigungskraft von der Löseposition in die Arretierposition bewegbar ist.
Kupplungsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement (62) zwischen dem Kraftbeaufschlagungsabschnitt (46) und einem Kraftübertragungsabschnitt (44) der Betätigungseinrichtung (42) angeordnet ist, die in einer Bewegungsrichtung bewegbar sind, wobei der Kraftbeaufschlagungsabschnitt (46) und der Kraftübertragungsabschnitt (44) vorzugsweise in der Löseposition des Arretierelements (62) über das Arretierelement (62) in der Bewegungsrichtung aneinander abstützbar oder abgestützt oder/und in der Arretierposition des Arretierelements (62) bezogen auf die Bewegungsrichtung zumindest teilweise oder gänzlich voneinander entkoppelt sind.
Kupplungsvorrichtung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftübertragungsabschnitt (44) einen hydraulisch antreibbaren Kolben (48) aufweist, dem ein Druckraum (50) zugeordnet ist, wobei der Kolben (48) vorzugsweise zusammen mit dem Stützabschnitt (66) nachstellbar oder/und in die Nachstellrichtung (84) bewegbar, besonders bevorzugt in Arretierrichtung (86) an dem Stützabschnitt (66) abstützbar oder abgestützt, ist oder/und an dem Stützabschnitt (66) vorzugsweise eine Dichtung (74) zur Abdichtung des Druckraums (50) angeordnet ist, die besonders bevorzugt auch das Federelement (88) zum Vorspannen des Stützteils (68) ausbildet.
Kupplungsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützeinrichtung (64) automatisch nachstellbar ist, vorzugsweise durch eine von der Betätigungseinrichtung (42) aufgebrachte, besonders bevorzugt über den Kraftübertragungsabschnitt (44) und das Arretierelement (62) auf den Stützabschnitt (66) übertragene, Betätigungskraft.