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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung.
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Aus der
DE 10 2011 113 278 B4 ist bereits eine Kupplungsvorrichtung zur Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuggetriebes, mit einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung, die zur Kupplungsbetätigung vorgesehen ist, und dazu zumindest ein Gehäuseelement und ein in dem Gehäuseelement gelagerten Kupplungskolben aufweist, der zwischen einer Ruhestellung und einer Betätigungsstellung verschiebbar in dem Gehäuseelement gelagert ist, wobei zwischen dem Gehäuseelement und dem Kupplungskolben ein Druckraum angeordnet ist, durch dessen Beaufschlagung mit einem Betriebsmitteldruck der Kupplungskolben zumindest von der Ruhestellung in die Betätigungsstellung verfahren werden kann, und ein Verriegelungsmechanismus aufweist, der den Kupplungskolben in der Betätigungsstellung verriegelt.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen mittels der eine Kupplung besonders einfach und vorteilhaft druckfrei in einer geschlossenen Stellung gehalten werden kann. Sie wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Kupplungsvorrichtung zur Betätigung einer Kupplung eines Kraftfahrzeuggetriebes, mit einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung, die zur Kupplungsbetätigung vorgesehen ist, und dazu zumindest ein Gehäuseelement und ein in dem Gehäuseelement gelagerten Kupplungskolben aufweist, der zwischen einer Ruhestellung und einer Betätigungsstellung verschiebbar in dem Gehäuseelement gelagert ist, wobei zwischen dem Gehäuseelement und dem Kupplungskolben ein Druckraum angeordnet ist, durch dessen Beaufschlagung mit einem Betriebsmitteldruck der Kupplungskolben zumindest von der Ruhestellung in die Betätigungsstellung verfahren werden kann, und ein Verriegelungsmechanismus aufweist, der den Kupplungskolben in der Betätigungsstellung verriegelt.
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Es wird vorgeschlagen, dass der Verriegelungsmechanismus wenigstens ein durch den Betriebsmitteldruck selbsttätig schaltendes Ventil aufweist, das den Kupplungskolben in der Betätigungsstellung verriegelt. Unter einer „Kupplung“ soll dabei insbesondere ein Maschinenelement zur drehfesten Verbindung zweier drehbar zueinander gelagerten Elementen, wie beispielsweise von zwei Wellen oder einer Welle und einem feststehenden Gehäuse verstanden werden, wobei in einem geöffneten Zustand der Kupplung die beiden Elemente zueinander drehbar und in einem geschlossenen Zustand der Kupplung drehfest miteinander sind. Die drehfeste Verbindung wird dabei vorzugsweise durch eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Kopplung hergestellt. Die Kupplung ist vorzugsweise als eine Lamellenkupplung ausgebildet und weist zwei drehbar zueinander gelagerte Lamellenpakete auf, die vorzugsweise jeweils mehrere Lamellen aufweisen, wobei die Lamellen der unterschiedlichen Lamellenpakete in einem geschlossenen Zustand der Kupplung gegeneinander gepresst werden und so über eine Reibschlussverbindung miteinander gekoppelt werden. In einem geschlossenen Zustand der Kupplung kann ein Moment zwischen den Lamellenpaketen übertragen werden. Unter einem „Kraftfahrzeuggetriebe“ soll dabei insbesondere ein Getriebe verstanden werden, das in einem Kraftfahrzeug verbaut ist und dazu vorgesehen ist, wenigstens ein Antriebsmoment von wenigstens einer Antriebsmaschine an eine Antriebsachse zu leiten und dabei ein Moment und eine Drehzahl einzustellen. Das Kraftfahrzeuggetriebe ist dabei vorzugsweise als ein Planetenradgetriebe mit wenigstens einem Planetenradsatz ausgebildet. Unter einer „hydraulischen Betätigungsvorrichtung“ soll dabei insbesondere eine Betätigungsvorrichtung verstanden werden, die mittels eines Hydraulikdrucks betätigt wird und insbesondere einen Hydraulikdruck in eine Betätigungskraft umwandelt. Unter einer „Kupplungsbetätigung“ soll dabei insbesondere eine Überführung der Kupplung von einem Zustand in einen anderen Zustand verstanden werden, also insbesondere eine Überführung der Kupplung von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand oder von einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten Zustand. Unter einem „Gehäuseelement“ soll dabei insbesondere ein Element verstanden werden, dass ein Bauteil, wie insbesondere die hydraulische Betätigungsvorrichtung, zumindest teilweise nach Außen begrenzt ist. Unter einem „Kupplungskolben“ soll dabei insbesondere ein axial verschiebbares Element verstanden werden, das insbesondere in dem Gehäuseelement gelagert ist, und das durch seine axiale Verschiebung dazu vorgesehen ist, eine Betätigungskraft auf die Kupplung zu erzeugen. Dabei bildet der Kupplungskolben zusammen mit dem Gehäuseelement einen Druckraum aus, der über einen Betriebsmittelkanal mit einem Betriebsmittel gefüllt und so mit einem Betriebsmitteldruck beaufschlagt werden kann, wobei der Kupplungskolben durch den Betriebsmitteldruck in dem Druckraum axial verschoben wird und die Betätigungskraft auf die Kupplung aufbaut. Unter einer „Ruhestellung“ soll dabei insbesondere eine Stellung des Kupplungskolbens verstanden werden in der der Kupplungskolben keine Betätigungskraft auf die Kupplung ausübt und der Druckraum den der Kupplungskolben mit dem Gehäuseelement ausbildet insbesondere druckfrei ist. Unter einer „Betätigungsstellung“ soll dabei insbesondere eine Stellung des Kupplungskolbens verstanden werden in der der Kupplungskolben aus seiner Ruhestellung heraus in Richtung der Kupplung axial verschoben ist und so eine Betätigungskraft auf die Kupplung aufbaut. Zur Erreichung der Betätigungsstellung ist der Druckraum, den der Kupplungskolben mit dem Gehäuseelement ausbildet mit einem ausreichend großen Betriebsmitteldruck beaufschlagt. Unter einem „Verriegelungsmechanismus“ soll dabei insbesondere ein Mechanismus verstanden werden, der die hydraulische Betätigungsvorrichtung zumindest in einer Betätigungsstellung mechanisch verriegelt, sodass ein Betriebsmitteldruck in dem Druckraum abgebaut werden kann und die Betätigungsvorrichtung die Kupplung dabei immer noch betätigt, also insbesondere in einem geschlossenen Zustand hält. Unter „vorgesehen“ soll dabei insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
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Unter einem „Ventil“ soll dabei insbesondere ein Bauteil zum Sperren oder Freigeben wenigstens eines Strömungspfades verstanden werden. Unter „selbsttätig schaltend“ soll dabei insbesondere verstanden werden, dass das Ventil ohne direkte Ansteuerung von außen, lediglich durch die Gegebenheiten in dem Strömungspfad in dem es angeordnet ist, geschaltet werden kann. Unter „durch den Betriebsmitteldruck selbsttätig schaltend“ soll dabei insbesondere verstanden werden, dass das Ventil in Abhängigkeit eines an dem Ventil anliegenden Betriebsmitteldrucks schaltbar ist, also dass das Ventil seinen Schaltzustand bei einem bestimmten Betätigungsbetriebsmitteldruck ändert. Dabei weist das Ventil vorzugsweise zumindest zwei Schaltzustände auf, einen geschlossenen Zustand und einen geöffneten Zustand. Unter einem „Betätigungsbetriebsmitteldruck“ soll dabei insbesondere ein an dem Ventil anliegender Betriebsmitteldruck verstanden werden, bei dem das Ventil seine Schaltstellung ändert. Dadurch kann ein Druckraum der Betätigungsvorrichtung besonders einfach Verschlossen werden und die Kupplung besonders einfach druckfrei geschlossen gehalten werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass das selbsttätig schaltende Ventil dazu vorgesehen ist, in der Betätigungsstellung den Druckraum gegenüber einer Betriebsmittelzufuhr abzuriegeln. Unter „abzuriegeln“ soll dabei insbesondere strömungstechnisch voneinander trennen verstanden werden, sodass zwischen dem Druckraum und der Betriebsmittelzufuhr kein Betriebsmittel mehr ausgetauscht werden kann, wobei insbesondere in dem Druckraum ein vorherrschender Betriebsmitteldruck aufrechterhalten werden kann. Dadurch kann ein Druck in dem Druckraum besonders einfach und vorteilhaft aufrechterhalten werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das selbstschaltende Ventil zumindest einen feststehenden Teilbereich und ein dazu axial verschiebbar und/oder drehbar gelagerten Ventilkörper aufweist. Unter einem „feststehenden Teilbereich“ soll dabei insbesondere ein Teilbereich aus einem oder mehreren Bauteilen des Ventils verstanden werden, der in Axialrichtung und rotatorisch fest in einem Betriebsmittelkanal angeordnet ist. Unter einem „Ventilkörper“ soll dabei insbesondere ein bewegliches Element des Ventils versanden werden, dass in einem geschlossenen Zustand des Ventils einen ein Strömungsquerschnitt in dem Ventil schließt und dadurch ein Durchströmen eines Betriebsmittels durch das Ventil verhindert, und in einem geöffneten Zustand den Strömungsquerschnitt frei gibt, wodurch ein Betriebsmittel durch das Ventil strömen kann. In seinem geschlossenen Zustand sperrt das Ventil den Druckraum der Betätigungsvorrichtung ab. In einem geöffneten Zustand kann ein Betriebsmittel von der Betriebsmittelzufuhr durch das Ventil in den Druckraum der Betätigungsvorrichtung gepumpt werden. Dadurch kann das selbstschaltende Ventil besonders einfach ausgebildet werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass das selbsttätig schaltende Ventil wenigstens eine Rotationseinheit mit einer Verzahnung aufweist, die dazu vorgesehen ist, den Ventilkörper zumindest bei einer Axialbewegung des Ventilkörpers um wenigstens 15 Grad zu verdrehen. Unter einer „Rotationseinheit“ soll dabei insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist eine Axialbewegung eines Bauteils, wie insbesondere des Ventilkörpers, in eine Rotationsbewegung, insbesondere in eine Rotationsbewegung um einen definierten Winkel, des Bauteils umzuwandeln. Dadurch kann eine Schaltung des Ventils zwischen seinen beiden Schaltzuständen besonders einfach erfolgen.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das selbstschaltende Ventil wenigstens ein Federelement aufweist, das den Ventilkörper in seine Verriegelstellung drückt. Unter einem „Federelement“ soll insbesondere ein Element verstanden werden, das zumindest eine Erstreckung aufweist, die in einem normalen Betriebszustand um zumindest 10%, insbesondere um wenigstens 20%, vorzugsweise um mindestens 30% und besonders vorteilhaft um zumindest 50% elastisch veränderbar ist, und das insbesondere eine von einer Veränderung der Erstreckung abhängige und vorzugsweise zu der Veränderung proportionale Gegenkraft erzeugt, die der Veränderung entgegen wirkt. Unter einer „Erstreckung“ eines Elements soll insbesondere ein maximaler Abstand zweier Punkte einer senkrechten Projektion des Elements auf eine Ebene verstanden werden. Dadurch kann das Ventil besonders vorteilhaft ausgebildet werden.
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Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass ein Betätigungsbetriebsmitteldruck für selbsttätig schaltende Ventil größer ist als ein für die Kupplungsbetätigung nötiger Betriebsmitteldruck. Unter einem „Betätigungsbetriebsmitteldruck“ soll dabei insbesondere ein an dem Ventil anliegender Betriebsmitteldruck verstanden werden, bei dem das Ventil von seinem einen Schaltzustand in einen anderen Schaltzustand geschaltet wird. Dadurch kann das Ventil besonders vorteilhaft mittels eines Betriebsmitteldrucks selbsttätig geschaltet werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass der Verriegelungsmechanismus wenigstens eine Haltevorrichtung aufweist, die dazu vorgesehen ist das schaltende Ventil in einer geöffneten Stellung zu fixieren. Unter einer „Haltevorrichtung“ soll dabei insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, die zwei in zumindest einem Zustand zueinander beweglichen Elemente, wie insbesondere die Hülse und den Ventilkörper des Ventils in zumindest einem Zustand mittels eines Formschlusses in einer Position zueinander fixiert. Dadurch kann das Ventil in einem geöffneten Zustand der Kupplung besonders vorteilhaft in einer Stellung fixiert werden, in der die Kupplung bei Bedarf vorteilhaft schnell geschlossen werden kann.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Haltevorrichtung wenigstens ein fest mit einem verdrehbaren Ventilkörper des Ventils verbundenes Formschlusselement und wenigstens ein korrespondierend ausgebildetes fest mit einer feststehenden Hülse des Ventils ausgebildetes Formschlusselement umfasst. Dadurch kann die Haltevorrichtung besonders einfach ausgebildet werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass die Betätigungsvorrichtung wenigstens einen Druckspeicher aufweist, der dazu vorgesehen ist, ein Druckausgleich in Druckraum bereitzustellen. Unter einem „Druckspeicher“ soll dabei insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, ein Betriebsmittel zu speichern und das Betriebsmittel in einem Betriebszustand in einem Raum, wie insbesondere in dem Druckraum, abzugeben, um insbesondere einen Betriebsmitteldruck in dem Druckraum konstant zu halten. Dadurch kann vorteilhaft ein möglicher Druckverlust in dem Druckraum beispielsweise durch eine Leckage ausgeglichen werden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer Betätigungsvorrichtung und einer angedeuteten Kupplung,
- 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Teils der Betätigungsvorrichtung der Kupplungsvorrichtung mit einem selbstschaltenden Ventil in einem geschlossenen Zustand,
- 3 eine schematische Schnittdarstellung eines Teils der Betätigungsvorrichtung der Kupplungsvorrichtung mit dem Ventil in einer Grundstellung in der das Ventil in einer geöffneten Stellung fixiert ist,
- 4 eine schematische Schnittdarstellung eines Teils der Betätigungsvorrichtung der Kupplungsvorrichtung mit dem Ventil in einer Verdrehstellung,
- 5 eine schematische Schnittdarstellung eines Teils der Betätigungsvorrichtung der Kupplungsvorrichtung mit dem Ventil in einer Verriegelstellung,
- 6 eine schematische Schnittdarstellung eines Teils der Betätigungsvorrichtung der Kupplungsvorrichtung mit einem Ventil in einer Zwischenstellung nach der Verriegelstellung,
- 7 eine schematische Explosionsdarstellung einer Hülse und eines Ventilkörpers des selbstschaltenden Ventils mit einer Haltevorrichtung,
- 8 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer Betätigungsvorrichtung, die einen abgeänderten Druckspeicher aufweist und
- 9 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung in einem dritten Ausführungsbeispiel mit einer Betätigungsvorrichtung, die einen abgeänderten Druckspeicher aufweist.
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Die 1 bis 7 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung. Die Kupplungsvorrichtung ist ein Teil eines Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere eines Planetengetriebes. Die Kupplungsvorrichtung umfasst eine Kupplung 10a. Die Kupplung 10a ist als eine Lamellenkupplung ausgebildet. Die Kupplung 10a ist dabei in der 1 nur schematisch angedeutet. Die als eine Lamellenkupplung ausgebildete Kupplung 10a ist dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt und ist deshalb hier nicht näher gezeigt oder beschrieben. Die Kupplung 10a ist dazu vorgesehen, zwei in einem geöffneten Zustand der Kupplung 10a drehbar zueinander angeordneten Elemente in einem geschlossenen Zustand drehfest miteinander zu kuppeln, sodass insbesondere ein Moment über die Lamellenkupplung zwischen den beiden Elementen übertragen werden kann. Die Kupplung 10a umfasst ein Lamellenpaket, wobei erste Lamellen mit dem ersten Element und zweite Lamellen mit dem zweiten Element drehfest verbunden sind. Die Kupplung 10a ist hydraulisch betätigbar. Die Kupplung 10a ist dazu vorgesehen durch Beaufschlagung mit einem Betriebsmitteldruck geschlossen zu werden. In einem mit Druck beaufschlagten Zustand ist die Kupplung 10a geschlossen und ein Moment kann von der Lamellenkupplung übertragen werden. In einem geöffneten Zustand der Kupplung 10a, in dem kein Betriebsmitteldruck anliegt sind die ersten und zweiten Lamellen des Lamellenpaketes der Kupplung 10a voneinander getrennt und es kann von der Kupplung 10a kein Moment übertragen werden.
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Die Kupplungsvorrichtung ist zur Betätigung der Kupplung 10a des Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehen. Zur Betätigung der Kupplung 10a weist die Kupplungsvorrichtung eine hydraulische Betätigungsvorrichtung 11a auf. Die hydraulische Betätigungsvorrichtung 11a ist zur Kupplungsbetätigung vorgesehen. Mittels der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 11a kann die Kupplung 10a mit einem Betriebsmitteldruck beaufschlagt und dadurch geschlossen, bzw. geöffnet werden. In einem geöffneten Zustand der Kupplung 10a ist die hydraulische Betätigungsvorrichtung 11a im Wesentlichen druckfrei. Die hydraulische Betätigungsvorrichtung 11a weist eine Ruhestellung und eine Betätigungsstellung auf. In der Ruhestellung ist die hydraulische Betätigungsvorrichtung 11a im Wesentlichen druckfrei und betätigt die Kupplung 10a nicht. In der Betätigungsstellung betätigt die Betätigungsvorrichtung 11a die Kupplung 10a, wodurch diese geschlossen ist/wird.
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Die Betätigungsvorrichtung 11a weist ein Gehäuseelement 12a auf. Das Gehäuseelement 12a ist einteilig mit einer Abtriebswelle 17a des Kraftfahrzeuggetriebes ausgebildet. Das Gehäuseelement 12a ist ringförmig ausgebildet. Das Gehäuseelement 12a bildet eine Rückwand 20a aus, die das Gehäuseelement rückseitig begrenzt. Die Rückwand 20a ist als Grundkörper eines Zahnrades des Kraftfahrzeuggetriebes ausgebildet. An einem äußeren Umfang der Rückwand 20a ist eine Verzahnung des Zahnrads angeordnet. Das Gehäuseelement 12a bildet eine Wandung 22a aus, die zwischen der einem äußeren Umfang der Rückwand 20a und der Abtriebswelle 17a angeordnet ist. Die Zwischenwandung erstreckt sich dabei von der Rückwand 20a in Axialrichtung in Richtung der Kupplung 10a. Die Abtriebswelle 17a weist in ihrem Inneren, konzentrisch einen Betriebsmittelkanal 13a auf. Schräg zu dem Betriebsmittelkanal 13a verlaufende Betriebsmittelkanäle 14a verbinden den mittigen Betriebsmittelkanal 13a mit der Betätigungsvorrichtung 11a. Das Gehäuseelement 12a, das die Betätigungsvorrichtung 11a zumindest teilweise begrenzt, ist radial außerhalb der Abtriebswelle 13a angeordnet. Das Gehäuseelement 12a begrenzt die Betätigungsvorrichtung 11a zumindest in einer Axialrichtung und in Umfangsrichtung. Die Betätigungsvorrichtung 11a weist einen Kupplungskolben 15a auf. Der Kupplungskolben 15a ist axial verschiebbar in dem Gehäuseelement 12a gelagert. Der Kupplungskolben 15a ist insbesondere auf der Zwischenwandung 22a gelagert. Der Kupplungskolben 15a bildet zusammen mit dem Gehäuseelement 12a einen Druckraum 16a aus. Der Druckraum 16a ist dabei insbesondere von der Rückwand 20a, der Zwischenwand 22a, der Abtriebswelle 17a und von Teilbereichen des Kupplungskolbens 15a begrenzt. Der Druckraum ist über die Betriebsmittelkanäle 13a, 14a mit einem Betriebsmittelreservoir und einer Betriebsmittelpumpe verbunden, über die der Druckraum 16a zur Betätigung der Kupplung 10a mit einem Betriebsmitteldruck beaufschlagt werden kann.
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Die Betätigungsvorrichtung 11a weist ein nicht näher dargestelltes Federelement auf, das zwischen dem Kupplungskolben 15a und der Kupplung 10a angeordnet ist. Über das Federelement wird eine Kraft von dem Kupplungskolben 15a auf die Kupplung 10a übertragen. Durch das Federelement wird eine durch den Kupplungskolben 15a aufgebrachte Betätigungskraft auf das Lamellenpaket übertragen und die Kupplung 10a durch Zusammenpressen der ersten und zweiten Lamellen des Lamellenpakets geschlossen. Das Federelement ist als ein Tellerfederpaket ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Federelement als eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Feder ausgebildet ist. Das Federelement ist zwischen dem Kupplungskolben und der Kupplung 10a angeordnet und innerhalb eines Gehäuserings gelagert. Das als Tellerfederpaket ausgebildete Federelement entspricht dabei aus dem Stand der Technik bekannten Tellerfederpaketen und soll deshalb hier nicht näher beschrieben werden.
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Die hydraulische Betätigungsvorrichtung 11a ist dazu vorgesehen, in der Betätigungsstellung verriegelt zu werden, um die Kupplung 10a ohne anliegen eines Betriebsmitteldrucks geschlossen zu halten. Durch die Verriegelung der Betätigungsvorrichtung 11a in der Betätigungsstellung kann die Kupplung 10a kraftfrei geschlossen gehalten werden. So muss ein Hydraulikdruck vorteilhaft nicht während einer gesamten Phase in der die Kupplung 10a geschlossen ist aufrechterhalten werden. So kann vorteilhaft Energie eingespart werden.
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Zur Verriegelung der Betätigungsvorrichtung 11a in einem betätigten Zustand der Kupplung 10a weist die Kupplungsvorrichtung einen Verriegelungsmechanismus 18a auf. Der Verriegelungsmechanismus ist dazu vorgesehen, den Kupplungskolben 15a in der Betätigungsstellung zu verriegeln. Dadurch kann eine Betriebsmittelzufuhr zu dem Druckraum 16a zumindest teilweise druckfrei geschaltet werden. Dadurch kann insbesondere der Betriebsmittelkanal 13a nach der Verriegelung druckfrei geschaltet werden.
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Zur Verriegelung der Betätigungsvorrichtung 11a weist der Verriegelungsmechanismus 18a ein selbsttätig schaltendes Ventil 19a auf. Das selbsttätig schaltende Ventil 19a ist dabei durch den Betriebsmitteldruck schaltbar. Das Ventil 19a ist in dem Betriebsmittelkanal 13a in der Abtriebswelle 17a angeordnet. Das Ventil 19a kann zwischen zwei Schaltzuständen geschaltet werden. Ein erster Schaltzustand des Ventils 29a ist als ein geschlossener Zustand ausgebildet. In dem geschlossenen Zustand sperrt das Ventil 19a den Durchfluss zwischen dem Betriebsmittelkanal 13a und den Betriebsmittelkanälen 14a, 14'a und damit zwischen dem Druckraum 16a und der Betriebsmittelzufuhr. In dem geschlossenen Zustand dichtet das Ventil 19a den Druckraum 16a ab. Der zweite Schaltzustand des Ventils 19a ist als ein geöffneter Zustand ausgebildet. In dem geöffneten Zustand des Ventils 19a ist ein Strömungsquerschnitt zwischen dem Betriebsmittelkanal 13a und den Betriebsmittelkanälen 14a, 14'a frei gegeben. In dem geöffneten Zustand des Ventils 19a kann zwischen dem Druckraum 16a und dem Betriebsmittelkanal 13a ein Betriebsmittel strömen. In dem geöffneten Zustand des Ventils 19a kann der Druckraum 16a mit einem Betriebsmitteldruck beaufschlagt, oder ein Betriebsmitteldruck durch Abfließen von Betriebsmittel aus dem Druckraum 16a abgebaut werden. Das Ventil 19a wird mittels des an dem Ventil 19a anliegenden Betriebsmitteldrucks geschaltet. Zum Schalten des Ventils 19a muss ein Betätigungsbetriebsmitteldruck an dem Ventil 19a anliegen. Liegt ein Betriebsmitteldruck an dem Ventil 19a an der gleich oder größer ist als der Betätigungsbetriebsmitteldruck wird das Ventil von seinem aktuellen Schaltzustand in den anderen Schaltzustand umgeschaltet. Ist das das Ventil 19a in dem geschlossenen Zustand und es wird mit dem Betätigungsbetriebsmitteldruck beaufschlagt schaltet das Ventil 19a von dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand. Ist das Ventil 19a in dem geöffneten Zustand und es wird mit dem Betätigungsbetriebsmitteldruck beaufschlagt schaltet das Ventil 19a von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand.
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Das Ventil 19a ist in der Abtriebswelle 17a zumindest teilweise in dem Betriebsmittelkanal 13a angeordnet. Zur Aufnahme des Ventils weist die Antriebswelle ein Aufnahmeloch 20a auf, in dem das Ventil 19a angeordnet ist. Das Aufnahmeloch 20a grenzt an den Betriebsmittelkanal 13a und die Betriebsmittelkanäle 14a, 14'a an. Über das Aufnahmeloch 20a ist der Betriebsmittelkanal 13a mit den Betriebsmittelkanälen 14a, 14'a strömungstechnisch verbunden. Das Aufnahmeloch 20a weist dabei einen Durchmesser auf, der größer ist als ein Durchmesser des Betriebsmittelkanals 13a. Dadurch ist zwischen dem Aufnahmeloch 20a und dem Betriebsmittelkanal 13a eine Anschlagsfläche 21a gebildet. Die Anschlagsfläche 21a ist als eine Dichtfläche des Ventils 19a ausgebildet.
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Das Ventil 19a umfasst eine Hülse 22a. Die Hülse bildet einen feststehenden Teilbereich des Ventils 29a aus. Die Hülse 22a ist in dem Aufnahmeloch 20a fest angeordnet. Die Hülse 22a ist axial fixiert und drehfest in dem Aufnahmeloch 20a angeordnet. Die Hülse 22a weist an einem der Anschlagsfläche 21a gegenüberliegenden Seite des Aufnahmelochs 20a eine Aufnahme für einen Dichtring auf, über den das Ventil 19a nach außen hin abgedichtet ist. Das Ventil 19a weist einen Ventilkörper 23a auf. Der Ventilkörper 23a ist in der Hülse 22a gelagert. Zur Lagerung des Ventilkörpers 23a weist die Hülse 22a einen Lagerbereich 24a auf. Der Lagerbereich 24a der Hülse ist von einer Innenwandung der Hülse 22a gebildet. In dem Lagerbereich 24a ist der Ventilkörper 23a axial verschiebbar und verdrehbar in der Hülse 22a gelagert. Der Ventilkörper 23a weist zur Lagerung in der Hülse einen korrespondierend zu dem Lagerbereich 24a der Hülse ausgebildeten Lagerbereich 25a auf. Der Lagerbereich 25a des Ventilkörpers 23a ist als ein zylinderförmiger Schaft ausgebildet. Mit dem Lagerbereich 25a gleitet der Ventilkörper 23a in dem Lagerbereich 24a der Hülse 22a. Dabei ist der Ventilköper 23a mit seinem Lagerbereich 25a sowohl axial verschiebbar als auch verdrehbar zu dem Lagerbereich 24a der Hülse 22a bewegbar. Der Ventilkörper 23a weist einen Dichtkopf 26a auf. Der Dichtkopf 26a weist einen Durchmesser auf, der größer ist, als ein Durchmesser des Ventilkörpers 23a in dem Lagerbereich 25a. Der Dichtkopf 26a ist in einem montierten Zustand an einer Seite des Aufnahmelochs an der die Anschlagsfläche 21a ausgebildet ist angeordnet. Der Dichtkopf 26a weist dabei eine axiale Länge auf, die größer ist als ein Durchmesser der Betriebsmittelkanäle 14a, 14'a. Der Dichtkopf 26a ist dazu vorgesehen, in einem geschlossenen Zustand des Ventils 19a ein Strömungsquerschnitt zwischen dem Betriebsmittelkanal 13a und den Betriebsmittelkanälen 14a, 14'a zu schließen. In einem geschlossenen Zustand des Ventils 19a liegt der Dichtkopf 26a mit seiner Dichtfläche 27a an der Anschlagsfläche 21a an und dichtet so den Betriebsmittelkanal 13a ab. In der geschlossenen Stellung des Ventils 19a überdeckt der Dichtkopf 26a mit seiner Umfangsfläche die Betriebsmittelkanäle 14a, 14'a, die zu dem Druckraum 16a führen. Durch die Abdichtung der Betriebsmittelkanäle 14a, 14'a ist der Druckraum 16a in dem geschlossenen Zustand des Ventils 19a abgedichtet und ein in dem Druckraum 16a herrschender Betriebsmitteldruck kann gehalten werden. Das Ventil 19a weist ein Federelement 28a auf. Das Federelement 28a ist dazu vorgesehen den Ventilkörper 23a in Richtung der Anschlagsfläche 21a zu drücken. Dazu ist das Federelement 28a funktionell zwischen der Hülse 22a und dem Ventilkörper 23a angeordnet. Die Hülse 22a weist an einem äußeren Umfang einen Aufnahmebereich auf, in dem das Federelement 28a gelagert ist. Das Federelement 28a stützt sich mit einem ersten Ende an einem Abstützbereich der feststehenden Hülse 22a ab. Mit einem zweiten Ende stützt sich das Federelement 28a an einer der Dichtfläche 27a gegenüberliegenden Unterseite des Dichtkopf 26a ab. Das Federelement 28a ist als eine Spiralfeder ausgebildet. Das Federelement 28a ist als eine Druckfeder ausgebildet. Das Federelement 28a übt eine Federkraft auf den axial verschiebbaren Ventilkörper 23a in Richtung der Anschlagsfläche 21a auf. Dadurch wird der Ventilkörper 23a mittels dem Federelement 28a in eine geschlossene Stellung gedrückt. Der Ventilkörper 23a ist zwischen einer Schließstellung (1) in der der Ventilkörper 23a das Ventil 19a in einem geschlossenen Zustand hält, und einer Überdrückstellung (4), in der der Ventilkörper 23a maximal aus der Schließstellung verschoben ist, axial zu der Hülse 22a verschoben werden.
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Der Verriegelungsmechanismus 18a umfasst eine Haltevorrichtung 29a. Die Haltevorrichtung 29a ist dazu vorgesehen, das Ventil 19a in seinem geöffneten Zustand zu halten. Die Haltevorrichtung 29a ist dazu insbesondere dazu vorgesehen, den Ventilkörper 23a in einer teilweise geöffneten Stellung, in der er beabstandet zu der Anschlagsfläche 21a angeordnet ist, zu der Hülse 22a zu fixieren (3). Die teilweise geöffnete Stellung in der der Ventilkörper 23a durch die Haltevorrichtung 29a zu dem Hülsenelement 22a fixiert ist, ist zwischen seiner Schließstellung und seiner Überdrückstellung angeordnet. In dem Zustand in dem die Haltevorrichtung 29a den Ventilkörper 23a fixiert gibt der Dichtkopf den Strömungsquerschnitt zwischen dem Betriebsmittelkanal 13a und den Betriebsmittelkanälen 14a, 14'a frei und ein Betriebsmittel kann zwischen dem Druckraum 16a und dem Betriebsmittelkanal 13a strömen. Die Haltevorrichtung 29a weist zur Kopplung des Ventilkörpers 23a mit der Hülse 22a mehrere mit dem Ventilkörper 23a verbundene Formschlusselemente 30a, 30'a und eine äquivalente Anzahl an korrespondierend ausgebildeten mit der Hülse 22a verbundenen Formschlusselemente 31a, 31'auf. Die Formschlusselemente 30a, 30'a des Ventilkörpers 23a sind einstückig mit dem Ventilkörper 23a ausgebildet. Die Formschlusselemente 30a, 30'a sind als Erhebungen an einem Umfang des Ventilkörpers 23a ausgebildet. Die Formschlusselemente 30a, 30'a sind dabei als in Umfangsrichtung schmale Stege ausgebildet. Die Formschlusselemente 30a, 30'a sind dabei in einem Bereich des Ventilkörpers 23a angeordnet, der sich in montiertem Zustand innerhalb der Hülse 22a befindet. Der Ventilkörper 23a bildet vier Formschlusselemente 30a, 30'a aus. Die Formschlusselemente 30a, 30'a sind in einer Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordnet. Die Formschlusselemente 30a, 30'a sind in Umfangsrichtung gleichmäßig um den Ventilkörper verteilt. Die Formschlusselemente 30a, 30'a sind jeweils in einem Winkelabstand von 90 Grad zueinander angeordnet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Ventilkörper 23a eine andere Anzahl an Formschlusselementen 30a, 30'a aufweist und diese zur gleichmäßigen Verteilung in einem entsprechend anderen Winkelabstand zueinander angeordnet sind. Die Formschlusselemente 31a, 31'a der Hülse 22a sind einstückig mit der Hülse 22a ausgebildet. Die Formschlusselemente 31a, 31'a sind als Erhebungen ausgebildet, die sich von der Innenwand der Hülse 22a in Richtung des Ventilköpers 23a erstrecken. Die Formschlusselemente 31a, 31'a sind dabei als in Umfangsrichtung schmale Stege ausgebildet. Die Hülse 22a bildet eine gleiche Anzahl an Formschlusselementen 31a, 31'a aus wie der Ventilkörper, also vier. Die Formschlusselemente 31a, 31'a sind in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet zueinander angeordnet. Die Formschlusselemente 31a, 31'a sind jeweils in einem Winkelabstand von 90 Grad zueinander angeordnet. Die Formschlusselemente 31a, 31'a der Hülse 22a sind in einem gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet wie die Formschlusselemente 30a, 30'a des Ventilkörpers.
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Der Haltevorrichtung 29a weist zwei Stellungen auf. Eine erste Stellung der Haltevorrichtung 29a ist als eine Freilaufstellung ausgebildet. In der Freilaufstellung der Haltevorrichtung 29a sind die Formschlusselemente 30a, 30'a des Ventilkörpers 23a versetzt zu den Formschlusselementen 31a, 31'a der Hülse 22a angeordnet. Die Formschlusselemente 30a, 30'a des Ventilkörpers 23a sind in der Freilaufstellung zu den Formschlusselementen 31a, 31'a der Hülse verdreht. Die Formschlusselemente 30a, 30'a des Ventilkörpers 23a können die Formschlusselemente 31a, 31'a der Hülse 22a passieren. Ist die Haltevorrichtung 29a in der Passierstellung kann der Ventilkörper 23a zwischen seiner geöffneten Stellung und seiner geschlossenen Stellung in der Hülse 22a verfahren. Ist die Haltevorrichtung 29a in der Passierstellung kann das Ventil 19a zwischen seinem geschlossenen Zustand und seinem geöffneten Zustand verstellt werden. Die zweite Stellung der Haltevorrichtung 29a ist als eine Verriegelstellung ausgebildet. In der Verriegelstellung der Halteeinheit 29a sind die Formschlusselemente 30a, 30'a des Ventilkörpers 23a und die Formschlusselemente 31a, 31'a der Hülse 22a deckungsgleich angeordnet. In der Verriegelstellung der Halteeinheit 29a sind die Formschlusselemente 30a, 30'a des Ventilkörpers 23a und die Formschlusselemente 31a, 31'a der Hülse 22a formschlüssig miteinander verbunden. Dabei greifen in der Verriegelstellung der Halteeinheit 29a die Formschlusselemente 30a, 30'a des Ventilkörpers 23a von dem Dichtkopf 26a gesehen hinter die Formschlusselemente 31a, 31'a der Hülse 22a. In der Verriegelstellung der Halteeinheit 29a ist der Ventilkörper 23a in seiner geöffneten Stellung angeordnet. Durch die Haltevorrichtung 29a ist das Ventil 19a in seiner geöffneten Stellung fixierbar.
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Zur Verstellung der Haltevorrichtung 29a zwischen seinen zwei Stellungen ist der Ventilkörper 23a dazu vorgesehen, relativ zu der Hülse 22a verdreht zu werden. Zur Verdrehung des Ventilkörpers 23a relativ zu der Hülse 22a weist der Verriegelungsmechanismus 18a eine Rotationseinheit 32a auf. Die Rotationseinheit 32a ist dazu vorgesehen, eine Relativbewegung des Ventilkörpers 23a zu der Hülse 22a in eine Rotation des Ventilkörper 23a in der Hülse 22a umzusetzen. Die Rotationseinheit 32a ist dazu vorgesehen, den Ventilkörper 23a bei einer Verdrehung um 45 Grad zu verdrehen. Durch eine Rotation um 45 Grad bei einem Drehvorgang kann die Haltevorrichtung 29a abwechselnd zwischen ihrer Passierstellung und ihrer Verriegelstellung umgeschaltet werden. Durch eine Rotation um 45 Grad bei einem Drehvorgang des Ventilkörpers 23a werden die im Winkelabstand von 90 Grad angeordneten Formschlusselemente 30a, 30'a des Ventilkörpers 23a abwechselnd in eine Position zwischen den Formschlusselementen 31a, 31'a der Hülse und in eine deckungsgleiche Position mit den Formschlusselementen 31a, 31'a der Hülse gebracht. Zur Erzeugung der Rotation umfasst die Rotationseinheit zwei korrespondierend zueinander ausgebildete Verzahnungen 33a, 34a auf. Dabei ist eine erste Verzahnung 33a drehfest mit dem Ventilkörper 23a verbunden. Die zweite Verzahnung 34a ist drehfest mit der Hülle 22a verbunden. Der Ventilkörper 23a weist ein Hülsenelement 36a auf, welches die Verzahnung 33a ausbildet. Das Hülsenelement 36a ist an einer dem Dichtkopf 26a gegenüberliegenden Seite des Ventilkörpers 23a angeordnet. Das Hülsenelement 36a ist drehfest mit dem Ventilkörper 23a verbunden. Das Hülsenelement 36a bildet an einer von dem Dichtkopf 26a abgewandten Unterseite die Verzahnung 33a aus. Die Rotationseinheit 32a weist ein drehfest zu der Hülse 22a angeordnetes Hülsenelement 35a auf, das die zweite Verzahnung 34a ausbildet. Das Hülsenelement 35a ist drehfest in dem Aufnahmeloch 20a angebracht. Das Hülsenelement 35a schließt das Aufnahmeloch 20a ab. Das Hülsenelement 35a bildet die Verzahnung 33a auf einer dem Ventilkörper 23a zugewandten Seite aus.
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In dem geschlossenen Zustand und in dem teilweise geöffneten Zustand des Ventils 19a sind die Verzahnungen 33a, 34a beabstandet zueinander angeordnet und greifen nicht ineinander ein. Bei einer Auslenkung des Ventilkörpers 23a aus seiner Schließstellung oder aus der teilweise geöffneten Stellung werden die Verzahnungen 33a, 34a aufeinander zubewegt. Vor Erreichen der Überdrückstellung des Ventilkörpers 23a greifen die Verzahnungen 33a, 34a ineinander ein und verdrehen den Ventilkörper 23a bei einem Eingriff ineinander um 45 Grad zu der Hülse 22a. Durch die Rotationseinheit 32a und die Haltevorrichtung 29a wird das Ventil 19a bei jeder Überdrückung bei der es durch Beaufschlagung mit einem Betätigungsbetriebsmitteldruck dar Ventilkörper in seine Überdrückungsstellung gedrückt und dadurch verdreht wird, bei senken des Betriebsmitteldrucks unter den Betätigungsbetriebsmitteldruck zwischen seinem geschlossenen Zustand und seinem geöffneten Zustand umgeschaltet.
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Die Betätigungsvorrichtung 11a weist einen Druckspeicher 37a auf. Der Druckspeicher 37a ist dazu vorgesehen, einen Betriebsmitteldruck in dem Druckraum 16a konstant zu halten. Der Druckspeicher 37a ist insbesondere dazu vorgesehen, den Betriebsmitteldruck in einem Druckraum 16a während einer Verriegelung durch das Ventil 19a konstant zu halten. Dadurch kann ein Betriebsmitteldruck der zum vollständigen Schließen der Kupplung 10a in dem Druckraum 16a vorhanden sein muss, vorteilhaft sicher konstant gehalten werden. Insbesondere Leckageverluste können durch den Druckspeicher 37a ausgeglichen werden. Der Druckspeicher 37a ist unmittelbar an den Druckraum 16a angeschlossen. Der Druckspeicher 27a weist einen Druckraum 38a auf. Der Druckraum 38a des Druckspeichers 37a ist strömungstechnisch mit dem Druckraum 16a der Betätigungsvorrichtung 11a verbunden. Der Druckspeicher 37a weist ein federbelastetes Trennelement 39a auf. Das Trennelement 39a ist verschiebbar in dem Druckraum 38a angeordnet. Durch Verschieben des Trennelements 39a in dem Druckraum 38a kann ein Volumen, das in dem Druckraum 38a aufgenommen werden kann, verstellt werden. Der Druckspeicher 37a weist ein Federelement 41a auf. Das Federelement 41a ist als eine einfache Tellerfeder ausgebildet. Das Federelement 41a ist dazu vorgesehen, eine Federkraft auf das Trennelement 39a auszuüben. Das Federelement 41a ist in dem Gehäuseelement 12a fest angeordnet. Das Federelement 41a ist über ein Sprengring 42a fest in dem Gehäuseelement 12a angeordnet. Der Druckspeicher 37a weist ein Übertragungselement 40a auf, das zwischen dem Federelement 41a und dem Trennelement 39a angeordnet ist. Das Übertragungselement 40a ist dazu vorgesehen eine Federkraft des Federelements 41a auf das Trennelement 39a zu übertragen. Das Federelement 41a drückt das Trennelement 38a gegen eine Anschlagsfläche des Druckraums 38a. Liegt das Trennelement 38a an der Anschlagsfläche an ist das Volumen das in dem Druckraum aufgenommen werden kann minimal. Durch Beaufschlagung des Druckraums 16a der Betätigungsvorrichtung mit einem Druck der zumindest so groß ist wie ein für die Kupplungsbetätigung der Kupplung 10a benötigter Betätigungsdruck wird der Druckspeicher 37a mit einem Betriebsmittel befüllt. Der Betriebsmitteldruck in dem Druckraum 16a der Betätigungsvorrichtung 11a verschiebt das Trennelement 38a gegen die Federkraft des Federelements 41a und vergrößert das Volumen in dem ein Betriebsmittel in dem Druckraum 38a des Druckspeichers 37a aufgenommen werden kann. Wird der Druckraum 16a der Betätigungsvorrichtung 11a mittels des selbstschaltenden Ventils 19a von dem Betriebsmittelkanal 13a und damit der Betriebsmittelzufuhr abgetrennt, kann der Betriebsmitteldruck in dem Druckraum 16a durch den Druckspeicher 37a konstant gehalten werden, in dem über das Federelement 41a und das Trennelement Betriebsmittel aus dem Druckraum 38a des Druckspeichers 37a in den Druckraum 16a der Betätigungsvorrichtung 11a gedrückt wird, falls, beispielsweise durch eine Leckage, ein Druckabfall in dem Druckraum 16a eintreten würde.
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Im Folgenden soll kurz eine Betätigung der Kupplung 10a mittels der Betätigungsvorrichtung 11a und eine Verriegelung der Betätigungsvorrichtung 11a mittels des Verriegelungsmechanismus 18a beschrieben werden. In einem geöffneten Zustand der Kupplung 10a ist der Druckraum 16a der Betätigungsvorrichtung 11a druckfrei. Das Ventil 19a ist in einer geöffneten Stellung. Dabei ist der Ventilkörper 23a in seiner teilweise geöffneten Stellung über die Haltevorrichtung 29a axial mit der Hülse 22a gekoppelt und lässt einen Strömungsquerschnitt zwischen dem Betriebsmittelkanal 13a und den Betriebsmittelkanälen 14a, 14'a frei. Der Druckraum 16a der Betätigungsvorrichtung 11a kann in dieser Stellung direkt mit einem Betriebsmitteldruck beaufschlagt werden. Zum Schließen der Kupplung 10a wird der Druckraum 16a der Betätigungsvorrichtung 11a über eine Betriebsmittelpumpe mit einem Betriebsmittel gefüllt und dadurch mit einem Betriebsmitteldruck beaufschlagt. Durch die Beaufschlagung des Druckraums 16a der Betätigungsvorrichtung 11a mit einem Betriebsmitteldruck wird der Kupplungskolben 15a axial in dem Gehäuseelement 12a in Richtung der Kupplung 10a gedrückt und schließt die Kupplung 10a dadurch über das Federelement sukzessive. Ist ein Betriebsmitteldruck der zum Schließen der Kupplung 10a nötig ist in dem Druckraum 16a der Betätigungsvorrichtung erreicht, ist die Kupplung 10a komplett geschlossen und ein Moment kann von der Kupplung 10a übertragen werden. Ist die Kupplung 10a komplett geschlossen wird der Betriebsmitteldruck in dem Druckraum 16a der Betätigungsvorrichtung und dadurch auch der Betriebsmitteldruck der an dem Ventil 19a anliegt weiter erhöht. Der Betriebsmitteldruck der an dem Ventil 19a anliegt wird bis auf den Betätigungsbetriebsmitteldruck des Ventils 19a erhöht. Durch den Betätigungsbetriebsmitteldruck wird der Ventilköper 23a gegen die Federkraft des Federelements 20a aus seiner teilweise geöffneten Stellung in Richtung seiner Überdrückstellung verschoben. Dabei kommen die Verzahnungen 33a, 34a der Haltevorrichtung 29a in einen Kontakt miteinander und verdrehen den Ventilkörper 23a während des Verfahrens in die Überdrückstellung zu der Hülse 22a. Der Ventilkörper 23a wird dabei um 45 Grad zu der Hülse 22a verdreht. Durch die Verdrehung des Ventilkörpers 23a zu der Hülse 22a werden die Formschlusselemente 30a, 30'a, 31a, 31'a der Haltevorrichtung 29a aus einer Deckung gebracht und können einander passieren. Durch die Beaufschlagung des Druckraums 16a der Betätigungsvorrichtung 11a mit dem Betätigungsbetriebsmitteldruck wird der Druckraum 38a des Druckspeichers 37a mit Betriebsmittel befüllt, in dem das Trennelement 39a gegen die Federkraft des Federelements 41a in dem Druckraum 38a verschoben wird. Nachdem der Ventilkörper 23a komplett in seine Überdrückstellung gedrückt worden und dadurch verdreht worden ist, wird ein Betriebsmitteldruck abgebaut. Der Betriebsmitteldruck in dem Druckraum 16a der Betätigungsvorrichtung 11a und dadurch der an dem Ventil 19a anliegende Betriebsmitteldruck wird unter den Betätigungsbetriebsmitteldruck gesenkt. Dadurch drückt das Federelement 28a den Ventilkörper 23a in Richtung der Anschlagsfläche 21a. Da die Formschlusselemente 30a, 30'a, 31a, 31'a der Haltevorrichtung 29a durch die Verdrehung des Ventilkörpers 23a aus einer Deckung gebracht worden sind kann der Ventilkörper 23a von dem Federelement 28a bis an die Anschlagsfläche 21a gedrückt werden. Der Dichtkopf 26a dichtet dadurch den Druckraum 16a der Betätigungsvorrichtung 11a ab, in dem ein Betriebsmitteldruck herrscht, der zumindest so groß ist, dass die Kupplung 10a komplett geschlossen ist. Durch den Druckspeicher 37a kann bei einer Leckage ein Betriebsmitteldruck in dem Druckraum 16a der Betätigungsvorrichtung konstant gehalten werden. Eine Betriebsmittelzufuhr zu dem Druckraum 16a wird nun abgestellt. Der Betriebsmittelkanal 13a wird druckfrei geschaltet. Dadurch kann vorteilhaft Energie eingespart werden, da die Betriebsmittelpumpe nicht zur Aufrechterhaltung des zur Schließung der Kupplung 10a nötigen Betriebsmitteldrucks in dem Druckraum 16a der Betätigungsvorrichtung 11a genutzt werden muss. Die Betätigungsvorrichtung 11a ist verriegelt und die Kupplung kann druckfrei gehalten werden.
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Zum Öffnen der Kupplung 10a wird das Ventil mit einem Betriebsmitteldruck beaufschlagt der gleich oder größer ist wie der Betätigungsbetriebsmitteldruck. Dadurch wird der Ventilkörper 23a wieder in Richtung seiner Überdrückstellung bewegt und durch die Rotationseinheit 32a zu der Hülse 22a verdreht. Dabei wird der Ventilkörper um 45 Grad gedreht, sodass die Formschlusselemente 30a, 30'a, 31a, 31'a der Haltevorrichtung 29a durch die Verdrehung des Ventilkörpers 23a wieder in eine Deckung kommen. Der Betriebsmitteldruck in dem Druckraum 16a der Betätigungsvorrichtung 11a und dadurch der an dem Ventil 19a anliegende Betriebsmitteldruck wird komplett abgebaut. Dadurch öffnet sich die Kupplung 10a und der Ventilkörper 23a wird über die Formschlusselemente 30a, 30'a, 31a, 31'a der Haltevorrichtung 29a in seiner geöffneten Stellung fixiert. Dadurch ist die Betätigungsvorrichtung 11a bzw. das selbstschaltende Ventil 19a des Verriegelungsmechanismus 18a wieder in der Ausgangsstellung entsprechend der 3.
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In den 8 und 9 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 7, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in 1 bis 7 nachgestellt. In dem Ausführungsbeispiel der 8 und 9 ist der Buchstabe a durch den Buchstaben b und c ersetzt.
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Die 8 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung. Die Kupplungsvorrichtung ist ein Teil eines Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere eines Planetengetriebes. Die Kupplungsvorrichtung ist zur Betätigung einer hier nicht näher dargestellten Kupplung des Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehen. Zur Betätigung der Kupplung weist die Kupplungsvorrichtung eine hydraulische Betätigungsvorrichtung 11b auf. Die hydraulische Betätigungsvorrichtung 11b ist zur Kupplungsbetätigung vorgesehen. Die Betätigungsvorrichtung 11b weist ein Gehäuseelement 12b auf. Die Betätigungsvorrichtung 11b weist einen Kupplungskolben 15b auf. Der Kupplungskolben 15b ist axial verschiebbar in dem Gehäuseelement 12b gelagert. Der Kupplungskolben 15b bildet zusammen mit dem Gehäuseelement 12b einen Druckraum 16b aus. Der Druckraum ist über Betriebsmittelkanäle 14 an eine Betriebsmittelversorgung angeschlossen. Die Betätigungsvorrichtung 11b ist dabei im Wesentlichen gleich ausgebildet wie in dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 und deswegen hier nicht näher beschrieben und in der 8 nicht näher dargestellt.
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Die Betätigungsvorrichtung 11b weist einen Druckspeicher 37b auf. Der Druckspeicher 37b ist dazu vorgesehen, einen Betriebsmitteldruck in dem Druckraum 16b konstant zu halten. Der Druckspeicher 37b ist im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 anders ausgebildet. Der Druckspeicher 37b weist eine Hülse 43b auf. Die Hülse 43b begrenzt einen Druckraum 38b des Druckspeichers 37b in Radialrichtung. Die Hülse 43b ist in dem Gehäuseelement 12b der Betätigungsvorrichtung 11b gelagert. Der Druckspeicher 37b weist ein Trennelement 39b auf. Das Trennelement 39b ist in der Hülse 43b gelagert. Das Trennelement 39b ist verschiebbar in der Hülse 43b in dem Druckraum 38b angeordnet. Durch Verschieben des Trennelements 39b in dem Druckraum 38b kann ein Volumen, das in dem Druckraum 38b aufgenommen werden kann verstellt werden. Der Druckspeicher 37b weist ein Federelement 41b auf. Das Federelement 41b ist dazu vorgesehen, eine Federkraft auf das Trennelement 39b auszuüben. Das Federelement 41b ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel als eine Spiralfeder ausgebildet. Zur Lagerung des Federelements 41b weist der Druckspeicher 37b ein Gehäuseteil 44b auf. Das Gehäuseteil 44b ist mit fest mit dem Gehäuseelement 12b der Betätigungsvorrichtung 11b verbunden. Das Gehäuseteil 44b ist topfförmig ausgebildet. In einem Inneren des Gehäuseteils 44b stützt sich das als Spiralfeder ausgebildete Federelement 41b ab. Der Druckspeicher 37b weist ein Übertragungselement 40b auf, das zwischen dem Federelement 41b und dem Trennelement 39b angeordnet. Das Übertragungselement 40b ist dazu vorgesehen eine Federkraft des Federelements 41b auf das Trennelement 39b zu übertragen. Eine Funktion und Aufgabe des Druckspeichers 37b ist gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 und kann der entsprechenden Beschreibung entnommen werden.
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Die 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung. Die Kupplungsvorrichtung ist ein Teil eines Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere eines Planetengetriebes. Die Kupplungsvorrichtung zur Betätigung einer hier nicht näher dargestellten Kupplung des Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehen. Zur Betätigung der Kupplung weist die Kupplungsvorrichtung eine hydraulische Betätigungsvorrichtung 11c auf. Die hydraulische Betätigungsvorrichtung 11c ist zur Kupplungsbetätigung vorgesehen. Die Betätigungsvorrichtung 11c weist ein Gehäuseelement 12c auf. Die Betätigungsvorrichtung 11c weist einen Kupplungskolben 15c auf. Der Kupplungskolben 15c ist axial verschiebbar in dem Gehäuseelement 12c gelagert. Der Kupplungskolben 15c bildet zusammen mit dem Gehäuseelement 12c einen Druckraum 16c aus. Der Druckraum ist über Betriebsmittelkanäle 14 an eine Betriebsmittelversorgung angeschlossen. Die Betätigungsvorrichtung 11c ist dabei im Wesentlichen gleich ausgebildet wie in dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 und deswegen hier nicht näher beschrieben und in der 9 nicht näher dargestellt.
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Die Betätigungsvorrichtung 11c weist einen Druckspeicher 37c auf. Der Druckspeicher 37c ist dazu vorgesehen, einen Betriebsmitteldruck in dem Druckraum 16c konstant zu halten. Der Druckspeicher 37c ist im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 anders ausgebildet. Der Druckspeicher 27c weist einen Druckraum 38c auf. Der Druckraum 38c des Druckspeichers 37c ist strömungstechnisch mit dem Druckraum 16c der Betätigungsvorrichtung 11c verbunden. Der Druckspeicher 37c weist ein federbelastetes Trennelement 39c auf. Das Trennelement 39c ist verschiebbar in dem Druckraum 38c angeordnet. Durch Verschieben des Trennelements 39c in dem Druckraum 38c kann ein Volumen, das in dem Druckraum 38c aufgenommen werden kann verstellt werden. Der Druckspeicher 37c weist ein Federelement 41c auf. Das Federelement 41c ist als eine doppelte Tellerfeder ausgebildet. Das Federelement 41c ist dazu vorgesehen, eine Federkraft auf das Trennelement 39c auszuüben. Das Federelement 41c ist in dem Gehäuseelement 12c fest angeordnet. Das Federelement 41c ist über ein Sprengring 42c fest in dem Gehäuseelement 12c angeordnet. Der Druckspeicher 37c weist ein Übertragungselement 40c auf, das zwischen dem Federelement 41c und dem Trennelement 39c angeordnet. Das Übertragungselement 40c ist dazu vorgesehen eine Federkraft des Federelements 41c auf das Trennelement 39c zu übertragen. Eine Funktion und Aufgabe des Druckspeichers 37c ist gleich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 und kann der entsprechenden Beschreibung entnommen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kupplung
- 11
- Betätigungsvorrichtung
- 12
- Gehäuseelement
- 13
- Betriebsmittelkanal
- 14
- Betriebsmittelkanäle
- 15
- Kupplungskolben
- 16
- Druckraum
- 17
- Abtriebswelle
- 18
- Verriegelungsmechanismus
- 19
- Ventil
- 20
- Aufnahmeloch
- 21
- Anschlagsfläche
- 22
- Hülse
- 23
- Ventilkörper
- 24
- Lagerbereich
- 25
- Lagerbereich
- 26
- Dichtkopf
- 27
- Dichtfläche
- 28
- Federelement
- 29
- Haltevorrichtung
- 30
- Formschlusselemente
- 31
- Formschlusselemente
- 32
- Rotationseinheit
- 33
- Verzahnung
- 34
- Verzahnung
- 35
- Hülsenelement
- 36
- Hülsenelement
- 37
- Druckspeicher
- 38
- Druckraum
- 39
- Trennelement
- 40
- Übertragungselement
- 41
- Federelement
- 42
- Sprengring
- 43
- Sprengring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011113278 B4 [0002]
